(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210700414.X (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 广东柏兹电子科技有限公司 地址 528400 广东省中山市 火炬开发区科 技东路39号之二212室B卡， 增设一处 经营场所， 具体为： 中山市石岐区民盈 路1号第八幢一楼102室 (72)发明人 胡呈祥　张乐鹏　 (74)专利代理 机构 中山市铭洋专利商标事务所 (普通合伙) 44286 专利代理师 孙思杰 (51)Int.Cl. G01R 29/08(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种人工表面等离激元传输线的色散曲线 测量方法与系统 (57)摘要 本发明公开了一种人工表面等离激元传输 线的色散曲线测量方法与系统， 涉及色散曲线测 量领域， 本发 明基于人工表面等离激元传输线被 电磁波激励时， 其被激发出的前向与后向电磁 波， 建立人工表面等离激元传输线对应波数与近 场数据之间的数学关系模型， 并在对 人工表面等 离激元传输线即测量样本进行电磁波激励时， 利 用近场数据测量系统获取测量样本中任意三个 相邻传输 单元的实测近场数据， 通过将实测近场 数据代入数学关系模型获取测量样本对应的色 散曲线， 其通过数据关系模型， 仅利用单个测量 样本对应的三个相邻传输单元的实测近场数据， 即可得到测量样本对应的色散曲线， 解决了现有 的测量方法无法通过单个测量样本得到色散曲 线的问题。 权利要求书3页 说明书10页 附图3页 CN 115097216 A 2022.09.23 CN 115097216 A 1.一种人工表面 等离激元传输线的色散曲线测量方法， 其特 征在于， 包括 步骤： S1:通过电磁场理论与消元法， 利用基于人工表面等离激元传输线被电磁波激励时， 其 被激发出的前向与后向电磁波， 建立人工表面等离激元传输线对应波 数与近场数据之 间的 数学关系模型； S2:搭建近场数据测量系统， 并在对人工表面等离激元传输线即测量样本进行电磁波 激励时， 利用近场数据测量系统获取测 量样本中任意三个相邻传输单元 的实测近场数据， 所述测量样本上设置有 若干个测试点， 相邻两个测试点间为 一个传输单 元； S3:通过将实测近场数据代入数学关系模型获取测量样本对应波数与频率之间的关 系， 即色散曲线， 所述频率 为对测量样本进行电磁波激励时发出的激励信号对应的频率。 2.根据权利要求1所述的一种人工表面等离激元传输线的色散曲线测量方法， 其特征 在于， 所述 步骤S2中近场数据测量系统具体包括： 矢量网络分析仪、 步进电机以及由步进电机控制的近场探针， 其中， 近场探针垂直设置 在测量样本的上方， 所述近场探针远离测量样本的一端与矢量网络分析仪的第二端口连 接， 另一端距离测量样本预设长度； 所述矢量网络分析仪的第一端口与测量样本的第一端 口连接； 所述测量样本的第二端口与预设匹配负载 连接。 3.根据权利要求2所述的一种人工表面等离激元传输线的色散曲线测量方法， 其特征 在于， 所述 步骤S2具体为： S21： 通过测量样本的第一端 口对其进行电磁波激励， 并在这个过程中， 通过步进电机 控制近场探针往测量样本对应的单元周期方向移动； 所述单元周期即相 邻两个测试点间的 距离， 所述单 元周期方向即对测量样本进行电磁波激励时， 对应激励信号的入射方向； S22： 在近场探针的移动过程中， 通过矢量网络分析仪获取任意三个相邻传输单元的实 测近场数据。 4.根据权利要求1所述的一种人工表面等离激元传输线的色散曲线测量方法， 其特征 在于， 所述数学关系模型的表达式为： k＝arccos[(P1+P3)/P2/2]/p； 式中， P1、 P2、 P3分别表示从左至右三个相邻传输单元的实测近场数据， p表示单元周期， k表示人工表面 等离激元传输线对应的波数。 5.根据权利要求4所述的一种人工表面等离激元传输线的色散曲线测量方法， 其特征 在于， 所述 步骤S1中数 学关系模型的建立方法具体包括： S11： 基于人工表面等离激元传输线被电磁波激励时， 其被激发出的前向与后向电磁波 叠加， 得到公式一： Etotal＝Efe‑jkx+Ebejkx； 式中， Etotal表示总电场； Ef与Eb分别表示被电磁波激励时对应激励信 号的频率下， 前向 电磁波的电场 强度与后向电磁波的电场强度； j表示虚数单位， k表示人工表面等离激元传 输线对应的波数， x表示在人工表面 等离激元传输线上的测试点 位置； S12： 基于总电场Etotal的值正比于近场数据 P的值， 得到Etotal＝α P,式中， α 表示预设的近 场探针特性相关值； 并将人工表面等离激元传输线上任意三个测试点的位置应用于公式一 得到：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115097216 A 2公式二： 公式三： 公式四： 式中， Pi表示在xi处对应的近场数据， xi表示第i个测试点的位置， i ＝1， 2， 3； S13： 通过公式二、 公式三与公式四利用消元法得到： 公式十： P1sin[k(x2‑x3)]+P2sin[k(x3‑x1)]+P3sin[k(x1‑x2)]＝0； S14:通过公式十得到数 学关系模型的表达式为： k＝arccos[(P1+P3)/P2/2]/p。 6.根据权利要求5所述的一种人工表面等离激元传输线的色散曲线测量方法， 其特征 在于， 所述 步骤S13具体包括： S131： 通过公式二、 公式三与公式四利用消元法得到： 公式五： S132： 通过公式五得到 Ef为常数， 根据为常数的Ef利用公式五得到公式六为： S133： 消除公式六中的Eb， 具体为： 通过改写公式六 得到： 公式七： 公式八： 并利用消元法消去公式七与公式八中的Eb与α 得到： 公式九： S134： 通过简化公式九得到： 公式十： P1sin[k(x2‑x3)]+P2sin[k(x3‑x1)]+P3sin[k(x1‑x2)]＝0。 7.根据权利要求5所述的一种人工表面等离激元传输线的色散曲线测量方法， 其特征 在于， 所述 步骤S14具体包括： S141:设定x2‑x1＝mp， x3‑x2＝np， 并代入公式十， 得到： 公式十一： P1sin(nkp)+P3sin(mkp)＝P2sin[(m+n)kp]； 式中， m、 n均为 正整数， p表示人工表面 等离激元传输线对应的单 元周期； S142:设定m＝ n， 并代入公式十一， 得到： 公式十二： (P1+P3)sin(mkp)＝2P2sin(mkp)cos(mkp)； S143： 通过设定m＝1， 并利用公式十二得到其目标解即数 学关系模型为： k＝arccos[(P1+P3)/P2/2]/p。 8.一种人工表面 等离激元传输线的色散曲线测量系统， 其特 征在于， 包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115097216 A 3