：與所述表面波饋送 耦接的射頻（RF)饋送網絡。
[0111] 構思10、根據構思9所述的可控的人工阻抗表面天線，其中，所述射頻（RF)饋送網 絡包括：
[0112] 發射/接收模塊；
[0113] 多個移相器，各個移相器均與所述發射/接收模塊耦接，且均與各自的表面波饋 送親接；
[0114] 與所述移相器耦接的移相控制器。
[0115] 構思11、根據構思1所述的可控的人工阻抗表面天線，其中：所述多個金屬帶的交 變金屬帶與地耦接；不與地耦接的每個金屬帶與來自電壓源的各自的電壓耦接；
[0116] 其中，通過改變各自的電壓，來改變所述電介質基板的表面波阻抗。
[0117] 構思12、根據構思1所述的可控的人工阻抗表面天線，其中：每個金屬帶與電壓源 親接；
[0118] 其中，通過改變各自所施加的來自電壓源的電壓，來改變所述電介質基板的表面 波阻抗。
[0119] 構思13、根據構思1所述的可控的人工阻抗表面天線，還包括：位于與所述電介質 基板的第一表面相對的電介質基板的第二表面上的接地面。
[0120] 構思14、根據構思1所述的可控的人工阻抗表面天線，其中：所述金屬帶具有由在 所述電介質基板上傳播的表面波的波長的一部分所間隔開的中心；
[0121] 其中，所述波長部分小于或等于0. 2。
[0122] 構思15、根據構思14所述的可控的人工阻抗表面天線，其中：
[0123] 所述可調元件為變容二極管；
[0124] 耦接在相鄰的兩個金屬帶之間的相鄰變容二極管之間的間隔大約與相鄰金屬帶 的中心之間的間隔相等。
[0125] 構思16、根據構思1所述的可控的人工阻抗表面天線，其中：
[0126] 所述人工阻抗表面天線具有表面波阻抗Zsw，該阻抗通過為所述金屬片施加電壓而 得以調制和變化，以致在離所述表面波饋送某距離（X)處，所述表面波阻抗根據下式變化：
[0128] 其中，X和Μ分別為平均阻抗和調制幅度，p為調制周期；
[0129] 所述Θ角通過下式與所述表面波阻抗調制相關：
[0131] 其中，λ為在所述電介質基板上傳播的表面波的波長；
[0133] 為平均表面波指數。
[0134] 構思17、一種可控的人工阻抗表面天線，其在φ及Θ角可控，所述天線包括：
[0135] 電介質基板；
[0136] 位于所述電介質基板的第一表面上的多個金屬帶，所述金屬帶在所述電介質基板 的長度上相互間隔設置，所述金屬帶具有平均間隔的中心，所述金屬帶在寬度上以周期Ρ 發生變化，每個金屬帶都沿著所述電介質基板的寬度延伸；
[0137] 靠近所述電介質基板邊緣，沿著所述電介質基板的寬度相互間隔設置的表面波饋 送；
[0138] 其中，所述電介質基板基本上位于由X軸和Υ軸構成的Χ-Υ平面內；
[0139] 其中，所述Φ角為相對于所述X軸的Χ-Υ平面內的角度；
[0140] 其中，所述Θ角為相對于與所述Χ-Υ平面正交的Ζ軸的角度。
[0141] 構思18、根據構思17所述的可控的人工阻抗表面天線，還包括：位于與所述電介 質基板的第一表面相對的電介質基板的第二表面上的接地面。
[0142] 構思19、根據構思17所述的可控的人工阻抗表面天線，其中：
[0143] 所述多個金屬帶的交變金屬帶與可變電壓源的第一端子耦接；
[0144] 不與所述第一端子耦接的每個金屬帶與所述可變電壓源的第二端子耦接；
[0145] 其中，通過改變所述可變電壓源的第一和第二端子之間的電壓，來改變所述電介 質基板的人工阻抗表面天線的表面波阻抗。
[0146] 構思20、根據權利要求18所述的可控的人工阻抗表面天線，其中：所述可調元件 包括相鄰金屬帶之間的電變材料。
[0147] 構思21、根據權利要求20所述的可控的人工阻抗表面天線，其中：所述電變材料 包括液晶材料或鈦酸鍶鋇（BST)。
[0148] 構思22、根據權利要求20所述的可控的人工阻抗表面天線，其中：
[0149] 所述電介質基板為惰性基板；
[0150] 所述電變材料嵌入惰性基板中。
[0151] 構思23、根據權利要求17所述的可控的人工阻抗表面天線，其中：所述表面波 饋送經配置使得每個表面波饋送之間的相對相位差為所述電子可控的人工阻抗表面天線 (AISA)的主增益瓣確定φ角。
[0152] 構思24、根據權利要求17所述的可控的人工阻抗表面天線，還包括：位于與所述 電介質基板的第一表面相對的電介質基板的第二表面上的接地面。
[0153] 構思25、根據權利要求17所述的可控的人工阻抗表面天線，其中：
[0154] 所述多個金屬帶的交變金屬帶與可變電壓源的第一端子耦接；
[0155] 不與所述第一端子耦接的每個金屬帶與所述可變電壓源的第二端子耦接；
[0156] 其中，通過改變所述可變電壓源的第一和第二端子之間的電壓，來改變所述人工 阻抗表面天線的表面波阻抗。
[0157] 構思26、根據權利要求17所述的可控的人工阻抗表面天線，還包括：與所述表面 波饋送親接的射頻（RF)饋送網絡。
[0158] 附件A 美國專利申請No. 12/939,040 具有受到抑制的反向波的電可調表面阻抗結構 申請曰:：年月3曰
[0159] 一種延遲具有導電貼片或元件的二維陣列和射頻接地面的頻率 選擇性表面中的反向波模式的發生的方法，所述貼片或元件的二維陣 列由可變電容器互連，所述方法包括將與所述可變電容器相關的接地 與所述射頻接地面分開，并提供單獨的導電網結構或構造作為所述可 變電容器的偏電壓接地，一種可調阻抗表面，所述表面包括：射頻接 地面；設置在與所述接地面相隔一定距離的陣列中的多個貼片或元 件；用于以可控方式改變所述陣列中的相鄰貼片或元件中至少選定的 一些之間的電容的電容器構造；以及用于向所述電容器構造中的電容 器提供控制電壓接地的與所述電容器構造相關的接地網，所述接地網 通過電介質材料與所述射頻接地面間隔開。
[0160] 1、 一種延遲具有導電點片的二維陣列和射頻接地面的頻率選擇 牲表面中的反向波模式的發生的方法，所述貼片的二維陣列由可變電 容器互連，所述方法包括將與所述可變電容器相關的接地與所述射頻 接地面分開，并提供單獨的導電網結構作為所述可變電容器的接地。 2、 根據權利要求1所述的方法，其中所述單獨的導電網結構與 所述射頻接地面的一側間隔開，并且其中所述導電貼片的二維陣列與 所述射頻接地面的另一側間隔開β: 3、 根椐權利要求2所述的方法，其中所述貼片各自具有控制線， 所述控制線搞合到所述單獨的導電網結構，或連接到向相關的控制線 提供偏電壓V2、...Vu的偏置網絡。 4、 根據權利要求1所述的方法，其中所述可變電容器為變容二 極管。 5、 一種可調阻抗表面，所述表面包括： (a) 射頻接地面； (b) 設置在與所述接地面相隔一定距離的陣列中的多個元件; (c )用于以可控方式改變所述陣列中的所述元件中至少選定的 一些之間的電容的電容器構造；以及 (d)用于向所述電容器構造中的電容器提供偏電壓接地的與所 述電容器構造相關的接地網，所述接地網通過電介質材料與所述射頻 接地面間隔開C·
[0161] 6、 根椐權利要求5所述的可調阻抗表面，還包括具有至少第一 層和第二層的基板，所述第一層為在其第一主表面上面向所述接地面 并在其第二主表面上面向所述多個元件的第一電介質層，并且所述第 二層為第二電介質層并提供所述電介質材料。 7、 根據權利要求6所述的可調阻抗表面，其中所述電容器構造 可以調節以在空間上調諧所述表面的阻抗。 8、 根據權利要求5所述的可調阻抗表面，其中所述射頻接地面 具有在其中形成的開口的陣列，用于將來自所述多個元件的每一個的 連接傳遞到所述接地網中選定的一個或傳遞到選定的偏電壓。 9、 一種調諧用于反射射頻信號的高阻抗表面的方法，所述方法 包括： 在基本上平行于導電射頻接地面并與之間隔開的陣列中布置多 個大致間隔開的導電表面，以及 使用偏電壓改變相鄰導電表面中至少選定的一些之間的電容，從 而調諧所述高阻抗表面的阻抗，所述偏電壓以經由接地網提供的偏電 壓接地為基準，所述接地網通過一層電介質材料與所述射頻接地面分 開。 10、 根據權利要求9所述的方法，其中所述多個大致間隔開的導 電表面被布置在多層印刷電路板上，所述電介質層形成所述多層印刷 電路板的至少一層。 11、 根據權利要求9所述的方法，其中改變所述陣列中相鄰導電 表面之間的電容的步驟包括在相鄰導電表面的所述至少選定的一些
[0162] 之間連接可變電容器. 12、 根據權利要求9所述的方法，其中所述電容在所有相鄰元件 之間改變。 13, 根據權利要求9所述的方法，其中改變相鄰導電表面中至少 選定的一些之間的電容的步驟包括向所述導電表面中選定的一些施 加所述偏電壓，并向所述導電表面中其它那些施加所述偏電壓接地。 14, 根據權利要求9所述的方法，其中每個導電表面與所述射頻 接地面之間的間距小于撞擊所述表面的射頻信號的波長，并優選地小 于撞擊所述表面的射頻信號的波長的十分之一。. 15、 一種用于反射射頻波束的可調阻抗表面，所述可調表面包括： (a)接地面 (b )設置在與所述接地面相隔一定距離的陣列中的多個元件， 所述距離小于所述射頻波束的波長； (c )用于以可控方式改變沿著所述陣列的阻抗的電容器構造； 以及 (d)用于通過所述可調阻抗表面抑制反向波形成的裝置。 16 -種可調阻抗表面，所述表面包括：（a)接地面；（b)設置在 與所述接地面相隔一定距離的二維陣列中的多個離散元件；以及(c) 耦合所述二維陣列中所述元件的相鄰一些的多個電容器，用于以可控 方式改變所述二維陣列中所述元件的所述相鄰一些之間的電容搞合， 同時通過所述可調阻抗表面抑制反向波的形成。 廠根據權利要求16所述的反射表面，其中所述多個電容器由
[0163] 搞合到所述二維陣列中所述元件的所述相鄰一些的多個可變電容器 提供。
[0164] 具有受到抑制的反向波的電可調表面阻抗結構
[0165] 相關申請的交叉引用
[0166] 本申請與2000年3月29日提交的序列號為10/537,923的美國專利申請（現為 第6,538,621號美國專利，2003年3月25日公布）和2004年3月2日提交的序列號為 10/792,411的美國專利申請（現為第7,068, 234號美國專利，2006年6月27日公布）的 公開內容相關，所述專利的公開內容據此以引用方式并入本文。
技術領域
[0167]
[0168] 本發明涉及一種具有受到抑制的反向波的電可調表面阻抗結構。表面阻抗結構是 第6, 538, 621和7, 068, 234號美國專利所教導的電可調表面阻抗結構。本公開涉及一種降 低第6, 538, 621和7, 068, 234號美國專利所教導的結構產生反向波的傾向的技術。
【背景技術】
[0169]
[0170] 圖la示出了沒有變容二極管的頻率選擇性表面20的概念視圖（所述變容二極管 或其它可變電容器件可用于實現電可操縱表面波天線-參見圖2a)。圖la的表面20包括 通過電介質層21 (在圖lb中未示出，但參見例如圖2a和圖2b)與接地面26分開的周期性 金屬貼片22的平面。天線（未示出）通常直接安裝在頻率選擇性表面20上。參見例如 2006年6月27日公布的第7, 068, 234號美國專利。電介質層26的厚度可小于未示出的天 線的工作頻率的波長的〇. 1。該表面20支持基本TM表面波，如以其圖lb的色散圖（頻率 相對于傳播常數）示出。任何TM表面波結構的表面阻抗均可通過使用下式計算而得：
[0171] ZTM= jZ 〇{(β /k〇)2-l}}
[0172] 其中Z。是自由空間的特性阻抗，k。是自由空間波數，而β是模式的傳播常數。
[0173] 圖la示出了支持基本ΤΜ表面波模式的基礎結構。金屬貼片22的平面與接地面 26之間的電介質基板21 (參見圖2a和圖2b，為了便于說明，在圖la中未示出）提供結構 支持，并且也為決定結構的色散的參數。該結構可使用印刷電路板技術制造，其中在印刷電 路板的一個主表面上形成金屬貼片26的2維陣列并在印刷電路板的相對主表面上形成金 屬接地面26,而印刷電路板的電介質提供結構支持。將該結構的等效電路模型疊加在圖la 的物理元件上：串聯電感（LR)因貼片22上的電流流動而產生，并聯電容（CR)因從貼片22 到接地面26的電壓電位而產生，而串聯電容（CJ因貼片22間的間隙之間的邊緣場而產生。 圖lb的色散圖顯示了支持基本TM正向波模式（因為斜率為正）。
[0174] 為了控制色散并因此控制圖la所示的表面在固定頻率下的表面阻抗，可通過使 用變容二極管30電控制間隙電容（在相鄰金屬貼片22之間）。變容二極管30設置在每個 貼片22之間的間隙中并連接到相鄰貼片22,如圖2a所示。然而，由于需要直流偏壓以控 制變容二極管30的電容，因此已對圖la的結構進行了改良以不僅包括變容二極管30還包 括提供偏電壓Vi、V2、. . . Vn的偏置網絡。圖2b顯示了具有變容二極管和上述偏置網絡的圖 2a的結構的剖面圖；每隔一個貼片通過導電接地通孔24直接連接到接地面26,而其余的貼 片則通過導電偏置通孔28連接到偏置電壓網絡。有關另外的信息，參見例如第6, 538, 621 和7, 068, 234號美國專利。
[0175] 然而，添加在穿孔32處穿過接地面26的偏置通孔28向圖la中疊加的等效電路 模型引入并聯電感。圖3a示出了類似于圖la的模型，但顯示了引入圖2a和圖2b的偏置 網絡的影響，產生了并聯電感U。如圖3b所示，當存在串聯電容和并聯電感時，支持TM反 向波，所述并聯電感來源于偏置通孔28。反向波降低表面波結構的頻率/阻抗范圍，因為一 個表面波結構在給定的頻率下只能親合到正向波或只能親合到反向波。
[0176] 期望能夠通過使用如Sievenpiper (參見例如第7, 068, 234號美國專利）及這里 的圖2a和圖2b中所教導的可變電容器（比如，變容二極管）來控制色散并因此控制圖la 的頻率選擇性表面的表面阻抗，但不引入反向波。
【發明內容】
[0177]
[0178] 在一個方面，本發明提供一種延遲具有導電貼片的二維陣列和射頻接地面的頻率 選擇性表面中的反向波模式的發生的方法，貼片的二維陣列由可變電容器互連，該方法包 括將與可變電容器相關的接地與射頻接地面分開，并提供單獨的導電網結構作為可變電容 器的控制電壓接地。
[0179] 在另一個方面，