基于双层人工表面等离激元的高扫描率漏波天线

摘要

针对传统人工表面等离激元(SSPPs)漏波天线扫描速率低的现象,提出了一种新型双层SSPPs单元,并基于此实现了拥有高扫描率特征的漏波天线。所提出的双层SSPPs单元由具有“H”形的顶层SSPPs单元和具有“I”形的底层SSPPs单元组成。所提出的单元通过分别控制顶层和底层SSPPs单元的色散特性,能够实现对色散曲线的截止频率和斜率的独立控制。所提出的漏波天线的辐射是通过对顶层的“H”形单元进行正弦表面阻抗调制来实现的。由于底层“I”形的SSPPs单元的存在,引入了强色散特性,提高了周期相移的增长速率,从而实现了高扫描速率。此外,通过在周期辐射结构上引入短路枝节,该漏波天线的开阻带(OSB)现象被几乎完全抑制。通过对所提出的漏波天线的原型进行仿真、加工和测量,该漏波天线能够在8.8~10.8 GHz之间的窄频段实现从后向-63°到正向63°的大角度连续扫描。测试结果与仿真结构一致证明了提出双层SSPPs单元与设计理论的正确性。