基于错位对称人工表面等离激元结构的真时延线

本发明涉及新型微波器件，特别涉及一种基于错位对称人工表面等离激元结构的真时延线。

背景技术：

1、随着对雷达性能要求的不断提高，宽带相控阵雷达成为了各国研究的热点。宽带相控阵雷达相比窄带相控阵雷达，在目标分类与识别，改善多目标情况下的分辨率，提高雷达测量精度，判定目标属性，测量目标事件，提高雷达的生存能力与抗干扰能力，抑制多径信号，提高杂波抑制能力，实现综合电子系统等方面，均有着明显的优势。传统的相控阵相邻天线单元间，由移相器提供相位差。但是，在宽带相控阵系统中，用移相器进行扫描，阵列的辐射特性将明显偏离理想情况，即产生不同频率分量指向不同方向的波束偏斜现象，及阵列两端信号因包络错位而无法叠加的孔径渡越现象。利用真时延线进行延时控制代替移相器可以解决波束偏斜和孔径渡越问题，从而实现宽带相控阵。常见的可调真时延线，包括开关线型和分布式负载线型。开关线型真时延线对spnt(单刀n掷)开关性能要求较高，且需要较大的面积。分布式负载线型的工作带宽有限，只能在较窄的频带范围内实现近似不变的时延值。这两种类型，大都采用微带线结构，而微带线在较高频段内色散效应比较明显，工作频带内的时延值波动较大。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于错位对称人工表面等离激元结构的真时延线，解决现有的真时延线存在的难以实现连续可调、工作频带较窄、工作频率较高时时延值波动较大的问题，实现一款宽带时延值连续可调的真时延线。

2、本发明实施例提供一种基于错位对称人工表面等离激元结构的真时延线，包括：

3、金属地；

4、设置在所述金属地上方和下方的介质基板；

5、在所述金属地上方的介质基板上方设置有真时延线结构，所述真时延线结构包括由多个加载变容二极管的错位对称人工表面等离激元单元结构周期排列成的人工表面等离激元波导和变容二极管偏置电路；

6、所述多个加载变容二极管的错位对称人工表面等离激元单元结构周期排列成的人工表面等离激元波导两端连接微带线，用于为所述人工表面等离激元波导馈电；

7、变容二极管偏置电路通过微带线与所述人工表面等离激元波导中心连接，用于避免馈电引起的高频泄露进入所述人工表面等离激元波导中；

8、所述加载变容二极管的错位对称人工表面等离激元单元为错位双边齿单元，上下两个齿分别设置在每个单元的中心金属导带的四分之一周期和四分之三周期处，每个齿均开缝，在缝隙处，所述变容二极管一端焊接在中心金属导带上，另一端焊接在金属齿条上，所述金属齿条上设置有金属通孔，所述金属齿条通过所述金属通孔与所述金属地相连，通过在中心金属导带和所述金属地上施加直流电压，改变所述变容二极管的电容值，进而调控所述人工表面等离激元波导的色散，实现时延值的连续调控。

9、在本发明的一个实施例中，所述变容二极管偏置电路由金属贴片和微带线构成，由所述金属贴片和所述金属地构成等效形成电容。

10、在本发明的一个实施例中，所述金属地上方的介质基板厚度为0.127mm，下方的介质基板厚度为0.508mm。

11、在本发明的一个实施例中，所述金属通孔的半径为0.2mm。

12、本发明实施例的基于错位对称人工表面等离激元结构的真时延线，能够在宽带范围内实现时延近似不变，通过调节加载变容二极管的错位对称人工表面等离激元单元结构中变容二极管的偏置电压，可以实现时延值的连续可调。

13、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于错位对称人工表面等离激元结构的真时延线，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于错位对称人工表面等离激元结构的真时延线，其特征在于，所述变容二极管偏置电路由金属贴片和微带线构成，由所述金属贴片和所述金属地构成等效形成电容。

3.根据权利要求1所述的基于错位对称人工表面等离激元结构的真时延线，其特征在于，所述金属地上方的介质基板厚度为0.127mm，下方的介质基板厚度为0.508mm。

4.根据权利要求1所述的基于错位对称人工表面等离激元结构的真时延线，其特征在于，所述金属通孔的半径为0.2mm。

技术总结
本发明公开了一种基于错位对称人工表面等离激元结构的真时延线，属于新型微波器件领域，包括金属地，金属地上方和下方设置有介质基板，金属地上方介质基板设置有真时延线结构，真时延线结构包括由多个加载变容二极管的错位对称人工表面等离激元单元结构周期排列成的人工表面等离激元波导，给人工表面等离激元波导馈电的微带线，以及由金属贴片和微带线组成的变容二极管偏置电路。本发明提出的基于错位对称人工表面等离激元结构的真时延线具有宽带范围内时延值近似不变、可通过变容二极管实时调控时延值、插损低、易加工等特点，在宽带相控阵系统中有着广阔的应用前景。

技术研发人员：张浩驰,刘发成,张乐鹏,袁桃根
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11