[发明专利]基于人工表面等离激元传输线的非互易铁氧体移相器

说明书

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种非互易铁氧体移相器。一种基于人工表面等离激元传输线的非互易铁氧体移相器，包括：介质基板，上层金属覆铜层，下层金属覆铜层以及铁氧体块；其中上层金属覆铜层覆于介质基板上表面，下层金属覆铜层覆于介质基板下表面；所述铁氧体块放置于所述上层金属覆铜层之上，铁氧体块中心与所述介质基板中心重合。本发明的非互易铁氧体移相器具有小型化，易与传统微带电路集成，相移可调的优点，并且实现了微波信号前向与后向输入时相移量不同的非互易移相。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种非互易铁氧体移相器。

背景技术

铁氧体移相器为微波通信器件，通过改变铁氧体的偏置磁场可以提供可变的相移。铁氧体移相器因其相移量大,插入损耗小等优点被广泛应用于相控阵雷达中。然而随着微波组件小型化,集成化的发展趋势,铁氧体移相器的体积已成为制约其发展的关键问题。

非互易性是微波技术中的用语，指电磁波在某物体中沿相反的两个方向传输会呈现不同的电磁损耗、相移等特性，把这一种现象称为非互易性。非互易移相器即可以实现前向和后向输入时，实现不同相移量的微波功能器件。

表面等离激元存在于远红外以上的频段，在金属与电介质分界面，表面电荷在与其共振频率相同的电磁场作用下发生集体振荡，显现出独特的电磁特性：沿着分界面导行的表面等离激元波可以将电磁能量束缚在很小的亚波长范围内进行传播；而在垂直于分界面的方向， 电磁场能量呈指数衰减。独特的传播特性使其成为实现小型化、高集成电路的重要希望。

发明内容

为了弥补现有的铁氧体移相器存在不足和缺陷，本发明提供了一种基于人工表面等离激元传输线的非互易铁氧体移相器，具有低损耗、对信号高束缚的优点，并且实现了微波信号前向与后向输入时相移量不同的非互易移相，同时解决了铁氧体移相器尺寸大、难以集成的问题。

本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：一种基于人工表面等离激元传输线的非互易铁氧体移相器，包括：介质基板，上层金属覆铜层，下层金属覆铜层以及铁氧体块；其中上层金属覆铜层覆于介质基板上表面，下层金属覆铜层覆于介质基板下表面；铁氧体块放置于上层金属覆铜层之上，铁氧体块中心与介质基板中心重合。

作为本发明的一种优选方式，所述的上层金属覆铜层包括依次相连的微带线输入/输出结构、微带线/人工表面等离激元传输线耦合结构、凹槽深度渐变的过渡结构以及人工表面等离激元传输线结构；所述上层金属覆铜层为轴对称结构。

进一步优选地，所述的下层金属覆铜层包括依次连接的微带线输入/输出结构、凹槽深度渐变的过渡结构以及人工表面等离激元传输线结构；所述下层金属覆铜层为轴对称结构。

进一步优选地，所述的人工表面等离激元传输线结构为周期性凹槽金属线，单元结构为凹形开口正方形结构。

进一步优选地，所述下层金属覆铜层的人工表面等离激元传输线结构的凹槽开口方向与上层金属覆铜层的人工表面等离激元传输线结构凹槽开口方向相反。

进一步优选地，所述微带线/人工表面等离激元传输线耦合结构为等腰梯形。

进一步优选地，所述过渡结构为凹槽深度等差渐变的金属线，从微带线端到人工等离激元传输线端凹槽深度由浅至深。

进一步优选地，所述铁氧体块材料为钇铁石榴石铁氧体YIG。

与现有技术相比，本发明基于人工表面等离激元传输线的非互易铁氧体移相器，具有的有益效果为：