[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

摘要

本发明公开一种基于人工表面等离激元的微波涡旋波发生器。该结构工作在微波频段，由双层人工表面等离激元波导实现对于电磁波的传输，上层波导和下层波导之间的连接通过一个金属过孔实现。该微波涡旋波发生器的辐射部分主要由一系列放置在人工表面等离激元波导旁边的圆形贴片实现，同时这些圆形贴片作为谐振器也提供了产生不同的涡旋波所需的相位。这种微波涡旋波发生器可以在不同频率处实现具有不同轨道角动量模式的涡旋波，而不需要在结构上做出任何改变。

主权项

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。