基于表面阻抗的亚波长金属刻槽结构周期漏波天线的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信技术，尤其是一种基于表面阻抗的亚波长金属刻槽结构周期漏波 天线。
【背景技术】
[0002] 在微波毫米波工程中，漏波天线是比较新的天线，其原理基于表面波的快波福射， 对于慢波而言，如果表面阻抗为周期性结构或其他调制结构，根据Bloch定理，其对应的空 间谐波中，满足快波条件的波矢量对应的谐波就会发生福射，而对应找到运种快波条件的 福射机理基于布里渊区能带图或色散关系图和光线的对比。
[0003] 阻抗表面是新型人工电磁材料和随机选择频率表面发展的一个方向，新型人工电 磁材料是将特定几何形状的亚波长金属单元结构周期或准周期排布植入基本材料内部或 表面所构成的一种人工材料，在微波段，其亚波长结构相对于来波的响应模拟了微观尺度 原子或分子对光波段电磁波的相应，阻抗表面又称新型人工电磁材料表面或超表面，它和 新型人工电磁材料的区别是二维和=维的区别，由特定形状的亚波长金属单元结构按周期 或准周期排布在介质板表面，用于分析其对表面波的响应。
[0004] 表面等离子极化激元（Surface Plasmon化Iaritons,SPPs)是在光波段一种传播 与空气和金属之间的表面波，运种表面波之所W存在是由于金属在光波段所表现出的负介 电常数的特性导致的。在微波段，人们通过在二维金属表面打孔，或者一维金属长条上刻槽 来实现运种人工表面等离子极化基元(Spoof SPPs，SSPPs )，无论SPPs还是SSPPs都是一种 横磁表面波，因此支持运种表面波的结构可W理解为是一种阻抗表面，运样，只要分析其表 面的感抗特性，即可讨论表面阻抗的周期调制从而福射所需要的定向漏波。
【发明内容】
[0005] 发明目的：提供一种基于表面阻抗的亚波长金属刻槽结构周期漏波天线，W解决 现有技术存在的上述问题。
[0006] 技术方案:一种基于表面阻抗的亚波长金属刻槽结构周期漏波天线，包括金属质 结构体，所述金属质结构体上刻蚀有不同深度的亚波长金属槽;金属槽的深度呈周期变化， 该周期变化满足其等效的表面阻抗按余弦或=角波周期函数分布;所述金属质结构体的中 屯、刻蚀有上下缕空的用于馈电禪合的缝隙，该缝隙的下表面端接波导馈电，上表面能量禪 合到金属槽结构形成表面波并经周期调制福射。
[0007] 进一步的，表面阻抗Z(X)为一维X方向的调制周期函数，表示：
[000引 Z(X) = j[X+M COS(址x)+kx sin白];
[0009] 式中，j为虚数，表示表面阻抗作为虚数的电感特性，X是函数分布的中值，M是调制 深度，k为波在空气中的传播常数，n为表面波在传播方向上的等效折射率，0是漏波福射方 向和表面法线方向的夹角。
[0010] 进一步的，表面阻抗Z(X)为：
[0012]式中，P = 2Vnk，j为虚数，表示表面阻抗作为虚数的电感特性，X是函数分布的中 值，M是调制深度，k为波在空气中的传播常数，nk是表面波在传播方向X的传播常数，n为表 面波在传播方向上的等效折射率。
[0013] 优选的，所述金属质结构体为锻铜的侣质长方体。
[0014] 有益效果:本发明首次将表面阻抗的概念用于SSPPs并进行周期调制，在微波段实 现了低剖面高定向性福射天线后面方向图中可W看到主瓣的波半宽度约为3度左右，实现 了非常好的高定向性。天线的带宽为400MHz，在Ku波段（17G化附近）内色散不明显，性能稳 定；制作简单、工艺成熟、价格不高、便于推广;纯金属结构抗压耐磨;可通过结构参数的缩 放，适用于微波、毫米波和太赫兹波等不同波段。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明的局部示意图。
[0016] 图2为本发明的前视图。
[0017] 图3为本发明金属刻槽结构单元示意图。
[0018] 图4为槽深h和表面阻抗Z的关系示意图。
[0019]图5为远场E面福射方向图。
[0020]图6为远场H面福射方向图。
[0021 ]图7为仿真结果与实测量的示意图。
【具体实施方式】
[0022] 如图1所示，本发明基于表面阻抗的亚波长金属刻槽结构周期漏波天线，包括金属 质结构体，所述金属质结构体上刻蚀有不同深度的亚波长金属槽;金属槽的深度呈周期变 化，该周期变化满足其等效的表面阻抗按余弦或=角波周期函数分布。金属质结构体的中 屯、刻蚀有上下缕空的用于馈电禪合的缝隙，该缝隙的下表面端接波导馈电，上表面能量禪 合到金属槽结构形成表面波并经周期调制福射。
[0023] 在该实施例中，利用对漏波天线的设计所使用的周期调制方法，本发明第一次用 表面阻抗的概念讨论支持SSPPs的运种亚波长金属刻槽结构，并第一次用周期调制来设计 该结构作为周期漏波天线，用来设计所需要福射方向的漏波。该技术对SSPPs用于福射的方 法提供了一种简单明了的方案，所采用的结构为纯金属，低剖面，设计简单，适用于需要纯 金属材料作为天线的场合。
[0024] 在进一步的实施例中，基于表面阻抗的低剖面亚波长金属刻槽周期漏波天线由波 导缝隙禪合在阻抗表面形成表面波，表面波经过被周期调制的表面阻抗形成定向漏波福 射。表面阻抗分布满足余弦分布或=角波周期函数分布。阻抗表面材料为纯金属侣或铜，材 料中屯、为缝隙通孔，上表面为亚波长金属刻槽结构，不同尺寸的槽深对应不同的表面阻抗。 下表面和侧表面为平滑金属面，中屯、缝隙在下表面处接波导馈电。波导能量在通过上述缝 隙后发生谐振，然后在缝隙的上表面处禪合到亚波长金属刻槽结构形成表面波。
[0025]更进一步的实施例中，该天线表面阻抗Z(X)沿着一维X方向的调制周期函数采用 余弦分布为如下形式：
[00%] Z(X) = j[X+M COS(址x)+kx sin白];
[0027]上式公式中，j表示虚数