[发明专利]一种基于零实部阻抗超构材料表面反射增强的微波放大方法和器件

权利要求书

1.一种基于零实部阻抗超构材料表面反射增强的微波放大器件，其整体结构包括输入部件、放大部件和输出部件，其特征在于：所述输入部件由第一偏振片构成，所述第一偏振片截面的法向平行于入射波传播方向，与反射表面的法向之间的夹角为入射角，起偏方向根据输入小信号的类型与入射面垂直或平行。

2.根据权利要求1所述的一种基于零实部阻抗超构材料表面反射增强的微波放大器件，其特征在于：当横电极化平面波作为输入小信号时，起偏方向按需求与入射面垂直；当横磁极化平面波作为输入小信号时，起偏方向按需求与入射面平行。

3.根据权利要求1所述的一种基于零实部阻抗超构材料表面反射增强的微波放大器件，其特征在于：所述放大部件采用阻抗实部为零的有源超构材料构建的平板结构，所述平板的厚度大于相应微波在真空中波长。

4.根据权利要求1所述的一种基于零实部阻抗超构材料表面反射增强的微波放大器件，其特征在于：所述放大部件由二维传输线上下叠合而成。

5.根据权利要求1所述的一种基于零实部阻抗超构材料表面反射增强的微波放大器件，其特征在于：二维传输线的结构单元中部分电阻元件采用微分电阻为负的二极管。

6.根据权利要求1所述的一种基于零实部阻抗超构材料表面反射增强的微波放大器件，其特征在于：所述输出部件为第二偏振片和旋磁铁氧体构成的隔离器，且第二偏振片的偏振取向与输入部件中的第一偏振片一致。

7.一种基于零实部阻抗超构材料表面反射增强的微波放大方法，其特征在于：所述方法采用如权利要求1-6中任一所述基于零实部阻抗超构材料表面反射增强的微波放大器件进行电磁波放大，所述基于零实部阻抗超构材料表面反射增强的微波放大器件通过以下步骤制成：

根据待放大信号的频率、波长特征，选取二维传输线结构单元的尺寸，以及电感器、电容器和电阻器的值；

在此基础上制作二维传输线，再上下叠合二维传输线，构建平板状的阻抗实部接近于零的三维有源超构材料；

选择合适的微波偏振片和旋磁铁氧体，其中线偏振微波穿过旋磁铁氧体的单程旋转角为45度，在放大部件的左上方放置第一偏振片，在放大部件的右上方按要求依次排放第二偏振片和旋磁铁氧体，且第二偏振片的偏振取向与第一偏振片一致。