[发明专利]一种基于介质集成悬置的液态金属线移相器

说明书

本发明涉及一种基于介质集成悬置的液态金属线移相器，通过将装有镓铟液态金属的聚二甲基硅氧烷软管设置在移相器的介质基板上，并且在移相器的多层介质基板设置SISL腔体，步进电机通过无弹性的线连接SISL腔体内部装有镓铟液态金属的聚二甲基硅氧烷软管，进而改变装有镓铟液态金属的聚二甲基硅氧烷软管的长度。本发明具有宽带宽、低损耗、结构简单的特点，可以在UWB频段内实现连续调相。

技术领域

本发明属于微波移相器技术领域，尤其是一种基于介质集成悬置的液态金属线移相器。

背景技术

在射频微波电路中，移相器是在系统中用来调节传输相位的器件。随着相控阵雷达和5G通信对波束赋形和波束扫描的要求不断提高，作为收发机系统中的重要部件，移相器受到了更大的重视。而随着电磁波频谱的应用不断拓宽，人们对于宽带电路需求也逐渐提高。在宽带系统中，宽带移相器一般由差分移相器来实现，每个支路的相位差固定不可调，而连续可调移相器能够实现更精细的波束扫描，因此在电路中有很多应用场景。

为了提升射频微波电路的调谐能力，更多的技术和材料被探索应用于电路设计。作为一种低熔点合金，镓铟合金(eutecticgallium–indium，EGaIn)在常温下能够保持液态，因此成为一种新型的金属材料应用于电路设计中。目前，已有将液态金属应用于天线、频率选择表面,开路短截线谐振器、射频开关、滤波器、同轴线当中。

介质集成悬置线(SubstrateIntegratedSuspendedLine,SISL)作为一种新型的多层加工技术，在电路设计中得到了广泛应用。由于使用SISL技术可以在多层PCB板中形成一个或多个的空腔，可以在原本的平面电路上加载各种金属、电介质等材料，提升了电路设计的灵活性。同时，SISL技术还具有自封装、低损耗、小型化和低成本等优势。目前在超宽带(ultra-wideband，UWB)频段内，良好的匹配和幅度平衡的实现是连续可调移相器面临的两大难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于介质集成悬置的液态金属线移相器，具有宽带宽、低损耗、结构简单的特点，可以在UWB频段内实现连续调相。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于介质集成悬置的液态金属线移相器，包括；镓铟液态金属、聚二甲基硅氧烷软管、介质基板和步进电机，其中，镓铟液态金属注入至具有弹力的聚二甲基硅氧烷软管中，装有镓铟液态金属的聚二甲基硅氧烷软管设置在移相器的介质基板上，并且在移相器的多层介质基板设置SISL腔体，步进电机通过无弹性的线连接SISL腔体内部装有镓铟液态金属的聚二甲基硅氧烷软管，用于改变装有镓铟液态金属的聚二甲基硅氧烷软管的长度。

而且，所述移相器介质基板包括：介质基板Sub1、介质基板Sub2、介质基板Sub3、介质基板Sub4和介质基板Sub5，其中介质基板Sub1、介质基板Sub2、介质基板Sub3、介质基板Sub4和介质基板Sub5由上至下依次覆盖设置，介质基板Sub1作为顶板用于SISL腔体的上行限位，介质基板Sub5作为底板用于SISL腔体的下行限位，装有镓铟液态金属的聚二甲基硅氧烷软管设置在介质基板Sub3上，介质基板Sub2、介质基板Sub3和介质基板Sub4在装有镓铟液态金属的聚二甲基硅氧烷软管的下方部开设两个相同的SISL腔体，镓铟液态金属形成准同轴的传输线。

而且，所述SISL腔体在拉动方向的介质基板边缘处开设缺口，用于连接步进电机和装有镓铟液态金属的聚二甲基硅氧烷软管。

而且，所述介质基板Sub3通过金属线连接镓铟液态金属和介质基板Sub3的覆铜相连。

而且，所述介质基板Sub1、介质基板Sub2、介质基板Sub3、介质基板Sub4和介质基板Sub5通过铆钉铆接，用于内部电路上的电磁屏蔽，以及形成机械结构上的封闭空间。

本发明的优点和积极效果是：