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在过去的几年中,太赫兹和微波频率下的人工表面等离极化激元(SSPP)在微波器件和集成电路中受到了广泛的关注。这种单层金属导带传输结构的特点决定了它在柔性器件设计方面具有不可替代的优势,但是目前基于这种结构的柔性器件研究却很少。如今,经过半个多世纪的发展和不断的科学探索,各种柔性晶体管、柔性电子显示器、柔性天线和柔性滤波器等电路已经被开发并投入商业应用,同时其应用范畴也拓展到更多行业。柔性电路的特征在于处于弯曲状态的微波电路之间的可靠连接,它使用柔性衬底并且可通过传统光刻制造实现,工艺简单、高效、节约资源。为了与柔软的生物皮肤,器官和组织等曲面共形,电子器件需要具备良好的柔韧性。 本文以两款人工表面等离激元单元结构为基础,构造人工表面等离极化激元柔性传输线,然后根据耦合器和功分器的设计理论,分别基于这两款传输线设计了柔性可控微波定向耦合器和柔性微波功分器,并对两款微波器件进行了实物加工和测试,证明了人工表面等离激元在微波柔性器件方面的可行性和所具有的独特优势。 1.结合SP的概念对其理论进行详细分析,介绍了介质-金属截面的表面电磁波的形成,将SSP与此类比,结合理想导体中二维孔阵列的SSPP的原理,为之后的柔性SSPP传输线设计奠定理论基础。 2.研究了S型单元结构的色散特性,基于这种SSP结构设计出一款柔性SSPP传输线,并进行了加工和测试,实验结果证明该传输线的性能对弯折具有不敏感性。进一步地,运用它设计了一款柔性可控微波定向耦合器,该结构可以通过设计不同的耦合间距实现具有不同耦合度的耦合器,测试结果表明它的耦合性能不受弯曲程度影响。 3.研究了H型和U型单元结构的色散特性,基于这种SSP结构设计出一款柔性SSPP传输线,进一步地,利用这种结构设计了一款柔性微波功分器,并进行了仿真和测试,仿真结果表明这种结构提高了现有人工表面等离激元功分器的输出端口隔离度,测试结果表明它的功率分配性能不受弯曲程度的影响。