[发明专利]一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头

权利要求书

1.一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头，其特征在于：该电场测量探头下部为一对弯折型偶极子单元(1)构成的切向电场感应部分，在弯折型偶极子单元(1)上部为带状线耦合谐振传输部分(2)，在带状线耦合谐振传输部分(2)的上部为差模转共模的巴伦传输结构(4)，在巴伦传输结构(4)的上部为共面波导传输部分(5)，在带状线耦合谐振传输部分(2)和巴伦传输结构(4)外的两侧为多层金属化通孔(6)，多层金属化通孔(6)外的两侧为金属屏蔽侧边(8)；该切向电场测量探头由五层介质层层叠构成，第一层和第五层介质层的两面敷设有金属层结构；

在探头的第一层金属结构上设有金属屏蔽层(7)和共面波导传输部分(5)，第二层金属层结构起到了作为顶层的共面波导传输部分(5)背面金属地的作用，第三层金属层结构上分别是一对弯折型偶极子单元、带状线耦合谐振传输部分(2)和差模转共模的巴伦传输结构(4)级联而成，第四层金属层结构上是金属屏蔽层(7)，以及用于调节谐振频率的变容二极管(3)和金属焊盘(9)。

2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头，其特征在于：所述的切向电场测量探头主要是通过带状线耦合谐振传输部分(2)的传输特性来实现的，带状线耦合谐振传输部分(2)由耦合带状线(10)和位于耦合带状线(10)两侧的带状线谐振枝节(11)构成，不同长度的带状线谐振枝节(11)可以实现所需的谐振工作频率。

3.根据权利要求1所述的一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头，其特征在于：所述的带状线耦合谐振传输部分(2)中设有用于调节带状线耦合谐振传输部分(2)谐振频率的变容二极管(3)，变容二极管(3)连接在金属焊盘(9)和作为地的金属屏蔽层(7)之间，其中金属焊盘(9)通过金属化通孔与第三层金属层结构上的带状线谐振枝节(11)互相连通，金属焊盘(9)与金属屏蔽层(7)之间有一定的间隔空隙。

4.根据权利要求1所述的一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头，其特征在于：所述的一对弯折型偶极子单元(1)是由周期性弯折的偶极子单元组成，偶极子单元由金属材料制成，弯折型结构可以增大电场感应的等效长度，提高探头检测灵敏度。

5.根据权利要求1所述的一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头，其特征在于：所述的差模转共模的巴伦传输结构(4)是由一个功分器带状线传输部分和一个180度带状线移相器组成，能将带状线耦合谐振传输部分(2)传来的探头感应信号进行平衡到不平衡传输的转换，从而实现双端口到单端口的输出。

6.根据权利要求1所述的一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头，其特征在于：所述的共面波导传输部分(5)的导体部分在第一层金属层结构上，金属地在第二层金属层结构上，并且顶层的导体传输部分通过金属化通孔连通到第三层金属层的差模转共模巴伦传输结构(4)的带状线上。

7.根据权利要求1所述的一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头，其特征在于：所述的五层介质结构，第一、第三和五层介质层为Rogers 4350B介质层，厚度均为0.254mm，第二和四层介质层为Rogers 4450F介质层，厚度为0.2mm。

8.根据权利要求1所述的一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头，其特征在于：所述的第一层金属结构包括共面波导传输部分(5)、多层金属化通孔(6)、金属屏蔽层(7)、金属屏蔽侧边(8)，其中，金属屏蔽层(7)的两侧设置多层金属化通孔(6)，多层金属化通孔(6)的两侧设置金属屏蔽层(7)，共面波导传输部分(5)位于，金属屏蔽层(7)的上部。

9.根据权利要求1所述的一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头，其特征在于：所述的第二层金属结构包括位于两侧的多层金属化通孔(6)；所述的第四层金属结构包括金属屏蔽层(7)、金属焊盘(9)、变容二极管(3)，其中，金属屏蔽层(7)位于上部，金属焊盘(9)位于金属屏蔽层(7)的下部，变容二极管(3)位于金属焊盘(9)上。

10.根据权利要求1所述的一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头，其特征在于：所述的第三层金属结构包括位于上部的巴伦传输结构(4)和位于巴伦传输结构(4)下部的带状线耦合谐振传输部分(2)，带状线耦合谐振传输部分(2)包括耦合带状线(10)和位于耦合带状线(10)两侧的带状线谐振枝节(11)，耦合带状线(10)的上端连接巴伦传输结构(4)，耦合带状线(10)的下端连接弯折型偶极子单元(1)。