：与所述表面波馈送 耦接的射频（RF)馈送网络。
[0111] 构思10、根据构思9所述的可控的人工阻抗表面天线，其中，所述射频（RF)馈送网 络包括：
[0112] 发射/接收模块；
[0113] 多个移相器，各个移相器均与所述发射/接收模块耦接，且均与各自的表面波馈 送親接；
[0114] 与所述移相器耦接的移相控制器。
[0115] 构思11、根据构思1所述的可控的人工阻抗表面天线，其中：所述多个金属带的交 变金属带与地耦接；不与地耦接的每个金属带与来自电压源的各自的电压耦接；
[0116] 其中，通过改变各自的电压，来改变所述电介质基板的表面波阻抗。
[0117] 构思12、根据构思1所述的可控的人工阻抗表面天线，其中：每个金属带与电压源 親接；
[0118] 其中，通过改变各自所施加的来自电压源的电压，来改变所述电介质基板的表面 波阻抗。
[0119] 构思13、根据构思1所述的可控的人工阻抗表面天线，还包括：位于与所述电介质 基板的第一表面相对的电介质基板的第二表面上的接地面。
[0120] 构思14、根据构思1所述的可控的人工阻抗表面天线，其中：所述金属带具有由在 所述电介质基板上传播的表面波的波长的一部分所间隔开的中心；
[0121] 其中，所述波长部分小于或等于0. 2。
[0122] 构思15、根据构思14所述的可控的人工阻抗表面天线，其中：
[0123] 所述可调元件为变容二极管；
[0124] 耦接在相邻的两个金属带之间的相邻变容二极管之间的间隔大约与相邻金属带 的中心之间的间隔相等。
[0125] 构思16、根据构思1所述的可控的人工阻抗表面天线，其中：
[0126] 所述人工阻抗表面天线具有表面波阻抗Zsw，该阻抗通过为所述金属片施加电压而 得以调制和变化，以致在离所述表面波馈送某距离（X)处，所述表面波阻抗根据下式变化：
[0128] 其中，X和Μ分别为平均阻抗和调制幅度，p为调制周期；
[0129] 所述Θ角通过下式与所述表面波阻抗调制相关：
[0131] 其中，λ为在所述电介质基板上传播的表面波的波长；
[0133] 为平均表面波指数。
[0134] 构思17、一种可控的人工阻抗表面天线，其在φ及Θ角可控，所述天线包括：
[0135] 电介质基板；
[0136] 位于所述电介质基板的第一表面上的多个金属带，所述金属带在所述电介质基板 的长度上相互间隔设置，所述金属带具有平均间隔的中心，所述金属带在宽度上以周期Ρ 发生变化，每个金属带都沿着所述电介质基板的宽度延伸；
[0137] 靠近所述电介质基板边缘，沿着所述电介质基板的宽度相互间隔设置的表面波馈 送；
[0138] 其中，所述电介质基板基本上位于由X轴和Υ轴构成的Χ-Υ平面内；
[0139] 其中，所述Φ角为相对于所述X轴的Χ-Υ平面内的角度；
[0140] 其中，所述Θ角为相对于与所述Χ-Υ平面正交的Ζ轴的角度。
[0141] 构思18、根据构思17所述的可控的人工阻抗表面天线，还包括：位于与所述电介 质基板的第一表面相对的电介质基板的第二表面上的接地面。
[0142] 构思19、根据构思17所述的可控的人工阻抗表面天线，其中：
[0143] 所述多个金属带的交变金属带与可变电压源的第一端子耦接；
[0144] 不与所述第一端子耦接的每个金属带与所述可变电压源的第二端子耦接；
[0145] 其中，通过改变所述可变电压源的第一和第二端子之间的电压，来改变所述电介 质基板的人工阻抗表面天线的表面波阻抗。
[0146] 构思20、根据权利要求18所述的可控的人工阻抗表面天线，其中：所述可调元件 包括相邻金属带之间的电变材料。
[0147] 构思21、根据权利要求20所述的可控的人工阻抗表面天线，其中：所述电变材料 包括液晶材料或钛酸锶钡（BST)。
[0148] 构思22、根据权利要求20所述的可控的人工阻抗表面天线，其中：
[0149] 所述电介质基板为惰性基板；
[0150] 所述电变材料嵌入惰性基板中。
[0151] 构思23、根据权利要求17所述的可控的人工阻抗表面天线，其中：所述表面波 馈送经配置使得每个表面波馈送之间的相对相位差为所述电子可控的人工阻抗表面天线 (AISA)的主增益瓣确定φ角。
[0152] 构思24、根据权利要求17所述的可控的人工阻抗表面天线，还包括：位于与所述 电介质基板的第一表面相对的电介质基板的第二表面上的接地面。
[0153] 构思25、根据权利要求17所述的可控的人工阻抗表面天线，其中：
[0154] 所述多个金属带的交变金属带与可变电压源的第一端子耦接；
[0155] 不与所述第一端子耦接的每个金属带与所述可变电压源的第二端子耦接；
[0156] 其中，通过改变所述可变电压源的第一和第二端子之间的电压，来改变所述人工 阻抗表面天线的表面波阻抗。
[0157] 构思26、根据权利要求17所述的可控的人工阻抗表面天线，还包括：与所述表面 波馈送親接的射频（RF)馈送网络。
[0158] 附件A 美国专利申请No. 12/939,040 具有受到抑制的反向波的电可调表面阻抗结构 申请曰:：年月3曰
[0159] 一种延迟具有导电贴片或元件的二维阵列和射频接地面的频率 选择性表面中的反向波模式的发生的方法，所述贴片或元件的二维阵 列由可变电容器互连，所述方法包括将与所述可变电容器相关的接地 与所述射频接地面分开，并提供单独的导电网结构或构造作为所述可 变电容器的偏电压接地，一种可调阻抗表面，所述表面包括：射频接 地面；设置在与所述接地面相隔一定距离的阵列中的多个贴片或元 件；用于以可控方式改变所述阵列中的相邻贴片或元件中至少选定的 一些之间的电容的电容器构造；以及用于向所述电容器构造中的电容 器提供控制电压接地的与所述电容器构造相关的接地网，所述接地网 通过电介质材料与所述射频接地面间隔开。
[0160] 1、 一种延迟具有导电點片的二维阵列和射频接地面的频率选择 牲表面中的反向波模式的发生的方法，所述贴片的二维阵列由可变电 容器互连，所述方法包括将与所述可变电容器相关的接地与所述射频 接地面分开，并提供单独的导电网结构作为所述可变电容器的接地。 2、 根据权利要求1所述的方法，其中所述单独的导电网结构与 所述射频接地面的一侧间隔开，并且其中所述导电贴片的二维阵列与 所述射频接地面的另一侧间隔开β: 3、 根椐权利要求2所述的方法，其中所述贴片各自具有控制线， 所述控制线搞合到所述单独的导电网结构，或连接到向相关的控制线 提供偏电压V2、...Vu的偏置网络。 4、 根据权利要求1所述的方法，其中所述可变电容器为变容二 极管。 5、 一种可调阻抗表面，所述表面包括： (a) 射频接地面； (b) 设置在与所述接地面相隔一定距离的阵列中的多个元件; (c )用于以可控方式改变所述阵列中的所述元件中至少选定的 一些之间的电容的电容器构造；以及 (d)用于向所述电容器构造中的电容器提供偏电压接地的与所 述电容器构造相关的接地网，所述接地网通过电介质材料与所述射频 接地面间隔开C·
[0161] 6、 根椐权利要求5所述的可调阻抗表面，还包括具有至少第一 层和第二层的基板，所述第一层为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个元件的第一电介质层，并且所述第 二层为第二电介质层并提供所述电介质材料。 7、 根据权利要求6所述的可调阻抗表面，其中所述电容器构造 可以调节以在空间上调谐所述表面的阻抗。 8、 根据权利要求5所述的可调阻抗表面，其中所述射频接地面 具有在其中形成的开口的阵列，用于将来自所述多个元件的每一个的 连接传递到所述接地网中选定的一个或传递到选定的偏电压。 9、 一种调谐用于反射射频信号的高阻抗表面的方法，所述方法 包括： 在基本上平行于导电射频接地面并与之间隔开的阵列中布置多 个大致间隔开的导电表面，以及 使用偏电压改变相邻导电表面中至少选定的一些之间的电容，从 而调谐所述高阻抗表面的阻抗，所述偏电压以经由接地网提供的偏电 压接地为基准，所述接地网通过一层电介质材料与所述射频接地面分 开。 10、 根据权利要求9所述的方法，其中所述多个大致间隔开的导 电表面被布置在多层印刷电路板上，所述电介质层形成所述多层印刷 电路板的至少一层。 11、 根据权利要求9所述的方法，其中改变所述阵列中相邻导电 表面之间的电容的步驟包括在相邻导电表面的所述至少选定的一些
[0162] 之间连接可变电容器. 12、 根据权利要求9所述的方法，其中所述电容在所有相邻元件 之间改变。 13, 根据权利要求9所述的方法，其中改变相邻导电表面中至少 选定的一些之间的电容的步骤包括向所述导电表面中选定的一些施 加所述偏电压，并向所述导电表面中其它那些施加所述偏电压接地。 14, 根据权利要求9所述的方法，其中每个导电表面与所述射频 接地面之间的间距小于撞击所述表面的射频信号的波长，并优选地小 于撞击所述表面的射频信号的波长的十分之一。. 15、 一种用于反射射频波束的可调阻抗表面，所述可调表面包括： (a)接地面 (b )设置在与所述接地面相隔一定距离的阵列中的多个元件， 所述距离小于所述射频波束的波长； (c )用于以可控方式改变沿着所述阵列的阻抗的电容器构造； 以及 (d)用于通过所述可调阻抗表面抑制反向波形成的装置。 16 -种可调阻抗表面，所述表面包括：（a)接地面；（b)设置在 与所述接地面相隔一定距离的二维阵列中的多个离散元件；以及(c) 耦合所述二维阵列中所述元件的相邻一些的多个电容器，用于以可控 方式改变所述二维阵列中所述元件的所述相邻一些之间的电容搞合， 同时通过所述可调阻抗表面抑制反向波的形成。 厂根据权利要求16所述的反射表面，其中所述多个电容器由
[0163] 搞合到所述二维阵列中所述元件的所述相邻一些的多个可变电容器 提供。
[0164] 具有受到抑制的反向波的电可调表面阻抗结构
[0165] 相关申请的交叉引用
[0166] 本申请与2000年3月29日提交的序列号为10/537,923的美国专利申请（现为 第6,538,621号美国专利，2003年3月25日公布）和2004年3月2日提交的序列号为 10/792,411的美国专利申请（现为第7,068, 234号美国专利，2006年6月27日公布）的 公开内容相关，所述专利的公开内容据此以引用方式并入本文。
技术领域
[0167]
[0168] 本发明涉及一种具有受到抑制的反向波的电可调表面阻抗结构。表面阻抗结构是 第6, 538, 621和7, 068, 234号美国专利所教导的电可调表面阻抗结构。本公开涉及一种降 低第6, 538, 621和7, 068, 234号美国专利所教导的结构产生反向波的倾向的技术。
【背景技术】
[0169]
[0170] 图la示出了没有变容二极管的频率选择性表面20的概念视图（所述变容二极管 或其它可变电容器件可用于实现电可操纵表面波天线-参见图2a)。图la的表面20包括 通过电介质层21 (在图lb中未示出，但参见例如图2a和图2b)与接地面26分开的周期性 金属贴片22的平面。天线（未示出）通常直接安装在频率选择性表面20上。参见例如 2006年6月27日公布的第7, 068, 234号美国专利。电介质层26的厚度可小于未示出的天 线的工作频率的波长的〇. 1。该表面20支持基本TM表面波，如以其图lb的色散图（频率 相对于传播常数）示出。任何TM表面波结构的表面阻抗均可通过使用下式计算而得：
[0171] ZTM= jZ 〇{(β /k〇)2-l}}
[0172] 其中Z。是自由空间的特性阻抗，k。是自由空间波数，而β是模式的传播常数。
[0173] 图la示出了支持基本ΤΜ表面波模式的基础结构。金属贴片22的平面与接地面 26之间的电介质基板21 (参见图2a和图2b，为了便于说明，在图la中未示出）提供结构 支持，并且也为决定结构的色散的参数。该结构可使用印刷电路板技术制造，其中在印刷电 路板的一个主表面上形成金属贴片26的2维阵列并在印刷电路板的相对主表面上形成金 属接地面26,而印刷电路板的电介质提供结构支持。将该结构的等效电路模型叠加在图la 的物理元件上：串联电感（LR)因贴片22上的电流流动而产生，并联电容（CR)因从贴片22 到接地面26的电压电位而产生，而串联电容（CJ因贴片22间的间隙之间的边缘场而产生。 图lb的色散图显示了支持基本TM正向波模式（因为斜率为正）。
[0174] 为了控制色散并因此控制图la所示的表面在固定频率下的表面阻抗，可通过使 用变容二极管30电控制间隙电容（在相邻金属贴片22之间）。变容二极管30设置在每个 贴片22之间的间隙中并连接到相邻贴片22,如图2a所示。然而，由于需要直流偏压以控 制变容二极管30的电容，因此已对图la的结构进行了改良以不仅包括变容二极管30还包 括提供偏电压Vi、V2、. . . Vn的偏置网络。图2b显示了具有变容二极管和上述偏置网络的图 2a的结构的剖面图；每隔一个贴片通过导电接地通孔24直接连接到接地面26,而其余的贴 片则通过导电偏置通孔28连接到偏置电压网络。有关另外的信息，参见例如第6, 538, 621 和7, 068, 234号美国专利。
[0175] 然而，添加在穿孔32处穿过接地面26的偏置通孔28向图la中叠加的等效电路 模型引入并联电感。图3a示出了类似于图la的模型，但显示了引入图2a和图2b的偏置 网络的影响，产生了并联电感U。如图3b所示，当存在串联电容和并联电感时，支持TM反 向波，所述并联电感来源于偏置通孔28。反向波降低表面波结构的频率/阻抗范围，因为一 个表面波结构在给定的频率下只能親合到正向波或只能親合到反向波。
[0176] 期望能够通过使用如Sievenpiper (参见例如第7, 068, 234号美国专利）及这里 的图2a和图2b中所教导的可变电容器（比如，变容二极管）来控制色散并因此控制图la 的频率选择性表面的表面阻抗，但不引入反向波。
【发明内容】
[0177]
[0178] 在一个方面，本发明提供一种延迟具有导电贴片的二维阵列和射频接地面的频率 选择性表面中的反向波模式的发生的方法，贴片的二维阵列由可变电容器互连，该方法包 括将与可变电容器相关的接地与射频接地面分开，并提供单独的导电网结构作为可变电容 器的控制电压接地。
[0179] 在另一个方面，