[发明专利]基于人工表面等离激元的微波涡旋波发生器及其实现方法

权利要求书

1.一种基于人工表面等离激元的微波涡旋波发生器，包括介质基底及附在所述介质基底两边的金属结构，其特征在于，所述金属结构包括两侧的共面波导传输线馈电部分(1)、共面波导传输线到表面等离激元波导的过渡部分(2)、单边人工表面等离激元波导部分(3)、金属过孔(4)和圆形贴片阵列(5)；

所述共面波导传输线馈电部分(1)包括中心导体带线(1a)和径向分布于中心导体两侧的金属地结构(1b)；

所述过渡部分(2)由设置于中心部位的槽深渐变的单边褶皱带线(2a)和径向分布于槽深渐变的单边褶皱带线(2a)两侧的开口的金属地结构(2b)组成；所述开口的金属地结构(2b)由共面波导传输线馈电部分的金属地结构(1b)延伸而出，相对的两条边按指数变化逐渐远离；所述槽深渐变的单边褶皱带线(2a)由中心导体带线(1a)延伸而出，均匀间隔开设有设定宽度的凹槽，所述凹槽随着延伸长度方向逐渐加深；

所述单边人工表面等离激元波导是平面的，并被绕成圈，一半在介质基底的上层，一半在介质基底的下层，环形人工表面等离激元波导的半径为75-85mm；

所述单边人工表面等离激元波导部分(3)由传统单边褶皱带线表面等离激元波导的单元结构组成，所有单元结构的凹槽深度相等；

所述金属过孔(4)连接介质基底的上层金属结构和底层金属结构；

所述圆形贴片阵列(5)由完全一样的圆形贴片间隔一定距离沿单边人工表面等离激元波导放置。

2.根据权利要求1所述的基于人工表面等离激元的微波涡旋波发生器，其特征在于，所述单边褶皱带线的凹槽为矩形。

3.根据权利要求1所述的基于人工表面等离激元的微波涡旋波发生器，其特征在于，所述单边人工表面等离激元波导是双层的，上下两层金属结构之间用金属过孔连接，金属过孔的半径为0.25-0.35mm。

4.根据权利要求1所述的基于人工表面等离激元的微波涡旋波发生器，其特征在于，所述圆形贴片沿单边人工表面等离激元波导间隔一定距离放置，贴片半径为7-9mm，与人工表面等离激元波导间距为1.5-2.5mm。

5.根据权利要求1所述的基于人工表面等离激元的微波涡旋波发生器，其特征在于，所述人工表面等离激元波导，单边褶皱带线的凹槽宽度为1.5-2.5mm，深度为3.5-4.5mm，凹槽间距为4.5-5.5mm。

6.根据权利要求1-5任一所述的基于人工表面等离激元的微波涡旋波发生器的实现方法，其特征在于，利用圆形贴片的辐射作用和谐振作用，将人工表面等离激元波向自由空间辐射的同时，使其传输相位发生变化，以满足涡旋波所需的传输相位。