- 文献综述（或调研报告）：
表面等离激元（SPP）是高度局部化的表面波，是由外界电磁场和金属表面区域的自由电子形成的沿金属表面传播的电磁响应。表面等离激元表面波具有高束缚、短工作波长、高频截止等传播特性，有利于改善微波器件传输效率和集成度。但是表面等离激元由于依赖于金属表现出负介电常数，在自然界中只存在于高频波段。
2004年英国帝国理工学院Pendry教授首先从理论角度提出了在金属表面上设计人工周期介质孔阵列结构构建出微波和毫米波频段的人工表面等离激元[1]。人工表面等离激元（SSPP）是在金属表面设计周期性结构使其具有类似表面等离激元色散特性的表面波模式，这种周期性结构主要包括在金属上开槽或开孔，且可以通过修改周期性结构的几何尺寸控制其色散特性，且其工作频段更加广泛。相比于自然存在的表面等离激元，人工表面等离激元具有两个显著的优点：第一，由于结构化的表面等离子体频率远低于金属本身的等离子体频率，因此损耗较小；第二，可以通过改变金属表面的结构参数来灵活地控制色散特性，进而获得可调控、可重构、智能化的电路、器件或天线[2]。
2005年埃克塞特大学的Hibbins教授及其合作者通过实验验证了表面等离激元能够在结构化的近似理想导体的基底上传播[3]，证实了人工表面等离激元的存在，并且将人工表面等离激元的工作频段扩大到了微波频段中。
同年，马德里自治大学的Garcia-Vidal等人在Pendry工作的基础上，提出了用无限长一维周期打孔结构实现人工表面等离激元的方案[4]。论文证明，在长波长范围内，一个具有一维沟槽阵列或二维孔阵列的半无限大理想导体可以被光学描述为一种具有等离激元形式介电常数的等效介质，其中等离激元频率仅取决于周期结构的几何形状和尺寸。
2013年，东南大学崔铁军教授等人提出了一种超薄并且柔软可弯折的共形人工表面等离激元结构[5]，其厚度仅为工作波长的几百分之一，该结构印制在柔性超薄介质衬底上，具有亚波长宽度，在与电磁表面波传输方向垂直的两个方向上电场都按指数规律衰减，是真正的亚波长束缚传输。柔性超薄介质衬底可以弯曲、折叠，所以共形表面的人工表面等离激元能够沿着弯曲表面在很长的距离内高效传播。
随后，各种各样的金属表面周期结构如螺旋形槽、锲形槽、斜槽等形状被相继提出并证实可以支持人工表面等离激元。与此同时，国内外很多关于人工表面等离激元的应用研究随之展开，其中就包括导波与表面波的转换。
在微波工程中，大多数传输线、功能组件和电路均由同轴电缆或波导提供激励，而在同轴电缆和波导中仅支持导波模式，也就是说，人工表面等离激元传输线不能以与传统平面传输线（如微带线、共面波导、基板集成波导）相同的方式直接馈入，需要先进行导波与表面波的转换。
2014年，东南大学马慧锋教授等人通过渐变开槽和扩口接地的结构实现了共面波导到人工表面等离激元的高效过渡方法[6]，能够将电磁波能量从共面波导的导波模式完美匹配过渡到人工表面等离激元的表面波模式，通过渐变开槽的方式将共面波导中传输的准TEM模高效过渡为SSPP中支持的TM模。以此方式，在宽频带上实现了从CPW到SSPP再到CPW的高效传输。
另外，其他种类导波到表面波转换的方式也相继被提出并证实。微带线到人工表面等离激元过渡的方式共有两种，第一种是从微带线到共面带状线再到单侧开槽人工表面等离激元的过渡方式[7]，通过将微带线与一段开路的共面带状线重合，完成微带线与共面带状线的耦合转换。共面带状线一侧槽线渐变减小，另一侧渐变开槽形成单侧开槽人工表面等离激元[8]，达到动量和阻抗匹配；第二种是从微带线到两侧开槽人工表面等离激元传输线的简单过渡，过渡部分采用一段两侧深度都逐渐变大的凹槽结构使得微带线逐渐变成标准的SSPP结构，以完成准TEM模到TM模的模式转换。这两种方式都可以完成微带线到人工表面等离激元的过渡匹配，且大大减小微波传输过程中的损耗[9]。另外，基片集成波导到人工表面等离激元的匹配过渡设计也已经有相应的研究成果，先由微带线桥接到由镜像排列的两条人工表面等离激元上，再桥接到基片集成波导上[2]，该设计更容易与传统传输线耦合。
目前直接从矩形波导到人工表面等离激元过渡的设计非常少，而矩形波导到微带线的模式转换已经有了相当成熟的研究成果。比较典型的有三种：对脊鳍线过渡结构的波导-微带线模式转换器[10]、脊波导过渡结构的波导-微带线模式转换器[11]、微带探针过渡结构的波导-微带线模式转换器[12]，其中脊鳍线过渡结构的波导-微带线模式转换器采用渐变鳍线段和四分之一波长的变换段完成模式过渡，经过一代代科研人员的研究，该技术已经趋于成熟。脊波导过渡结构的模式转换器的过渡脊有直线形式、双曲线形式和阶梯脊形式等，需要根据相应的电气要求及结构尺寸要求确定过渡脊的形式。微带探针过渡结构是通过同轴探针结构演变而来的，具有插入损耗低、驻波小和可复性好等优点。
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