一种铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导制造技术

本发明专利技术公开了铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导

【技术实现步骤摘要】
一种铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导


[0001]本专利技术涉及微波传输线
，特别是一种铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导
。

技术介绍

[0002]随着通讯系统频段的日益紧张，通讯系统要求能制造出集成度更高
、
工作特性更稳定
、
功能更多样化的微波器件
。
然而传统微波器件随着加工的完成，其功能即已固定，无法实时调控，这不利于微波器件去适应复杂的通讯应用环境
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导
。
本专利技术具有结构简单
、
反射损耗低
、
带宽灵活可控的特点
。
[0004]本专利技术的技术方案
。
一种铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导，包括介质板
、
介质板正面铺设有互补型人工等离激元波导，互补型人工等离激元波导的中部与铁电铁磁复合谐振器耦合；所述的铁电铁磁复合谐振器包括由上至下依次层叠的金属电极Ⅰ、
铁电层
、
金属电极Ⅱ、
铁磁层和单晶基片
。
[0005]前述的铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导中，所述的互补型人工等离激元波导包括一对沿介质板宽度方向中心面对称的微带单元；所述的微带单元包括沿介质板长度方向铺设的共面波导金属微带，金属微带中部设置有互补型人工等离激元段单元；互补型人工等离激元段单元包括沿介质板长度方向布置的一个以上的阶跃凹槽；阶跃凹槽一端与金属微带连接，另一端与矩形阶跃谐振腔连接；互补型人工等离激元段单元内的各阶跃凹槽的长相等，宽也相等；互补型人工等离激元段单元内的各矩形阶跃谐振腔的长相等，宽也相等；铁电铁磁复合谐振器的基片叠放在互补型人工等离激元段单元内处于中部的矩形阶跃谐振腔上
。
[0006]前述的铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导中，互补型人工等离激元段单元两侧分别设有过渡段单元，过渡段单元包括沿介质板长度方向布置的一个以上的阶跃凹槽；阶跃凹槽一端与金属微带连接，另一端与矩形阶跃谐振腔连接；过渡段单元内的各阶跃凹槽的长朝着互补型人工等离激元段单元方向逐渐增大，宽相等；过渡段单元内的各矩形阶跃谐振腔的长
、
宽朝着互补型人工等离激元段单元方向均逐渐增大
。
[0007]前述的铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导中，与过渡段单元背离互补型人工等离激元段单元的一侧相连接的金属微带为共面波导段
。
[0008]前述的铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导中，所述的铁电层由
Pb(Zr1‑
x
Ti
x
)O3(
简称
PZT)
或
Ba
x
Ca1‑
x
Zr
0.1
Ti
0.9
O3(
简称
BCZT)
构成，其中
0.6≤x≤0.9。
[0009]前述的铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导中，所述的铁磁层由
Y3Fe2(FeO4)3(
简称
YIG)、Terfenol
‑
D
或
La1‑
y
Sr
y
MnO
3 (
简称
LSMO)
构成，其中，
0.2≤y≤0.35。
[0010]前述的铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导中，所述的基片为由钆镓石榴石
(
简称
GGG)
或
LaAlO3(
简称
LAO)
构成的单晶基片
。
[0011]前述的铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导中，所述的铁电铁磁复合谐振器的总厚度为
0.01
～
2mm
，其为异质结型叠层复合谐振器
。
[0012]前述的铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导中，通过在金属电极Ⅰ、Ⅱ施加偏置电压，实时调控铁磁共振频率
FMR。
通过一对金属电极对铁电层施加偏压，改变复合谐振器的铁磁共振频率点，进而实时调控铁磁共振频率
FMR。
[0013]有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于铁电铁磁复合谐振器加载的动态可调谐的陷波波导，其可采用偏置电场实时地调控基于多铁谐振器加载的陷波波导的吸波峰位，而且可实现电控磁效应，整体器件具有结构简单
、
反射损耗低
、
带宽灵活可控的特点
。
[0014]本专利技术提供的基于铁电铁磁复合谐振器加载的灵活可控陷波波导，利用金属微带上周期性镜像对称分布的阶跃凹槽及矩形阶跃谐振腔形成互补型人工等离激元结构，再利用加载的铁电铁磁复合谐振器在外加电场下，调控铁磁共振峰
FMR
的变化，实时调控波导的陷波频率点，实现波导带宽的灵活控制
。
[0015]本专利技术利用矩形阶跃谐振腔与加载的铁电铁磁复合谐振器构成人工等离激元的一个中间单元，通过在外加偏压下，铁电铁磁复合谐振器的
FMR
可连续变化的特点来实时调节陷波波导的带宽
。
[0016]本专利技术由铁电铁磁复合谐振器中铁电层的金属电极施加偏压时，等效于在铁电层中产生电致伸缩应力，该应力通过异质结界面处的磁弹耦合，使铁磁层发生逆磁致伸缩效应，从而其铁磁层磁化率连续变化，就能调控其铁磁共振频率
FMR
连续变化，实现了陷波波导的陷波峰位实时可控
。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的多铁异质结（
MF
）谐振器加载的陷波波导结构示意图；图2是实施例2的
MF
谐振器加载波导单元结构及其色散特性图；图3是
MF
谐振器加载波导的等效电路示意图；图4是加载
MF
谐振器后陷波波导的
S
散射特性及其随偏置电压变化图；图5是
MF
谐振器加载陷波波导的
S
散射特性中陷波峰处的局部放大图；图6是工作频率
=3GHz
，
MF
谐振器偏置电压
E=30kV/cm
时，陷波波导电场法线方向分布图；图7是工作频率
=3.73GHz
，
MF
谐振器偏置电压
E=30kV/cm
时，陷波波导电场法线方向分布图
。
[0018]附图标记：1‑
介质板，2‑
铁电铁磁复合谐振器，
21
‑
金属电极Ⅰ，
22
‑
铁电层，
23
‑
金属电极Ⅱ，
24
‑
铁磁层，
25
‑
基片，3‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导，其特征在于，包括介质板（1）
、
介质板（1）正面铺设有互补型人工等离激元波导，互补型人工等离激元波导的中部与铁电铁磁复合谐振器（2）耦合；所述的铁电铁磁复合谐振器（2）包括由上至下依次层叠的金属电极Ⅰ（
21
）
、
铁电层（
22
）
、
金属电极Ⅱ（
23
）
、
铁磁层（
24
）和单晶基片（
25
）
。2.
根据权利要求1所述的铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导，其特征在于，所述的互补型人工等离激元波导包括一对沿介质板（1）宽度方向中心面对称的微带单元；所述的微带单元包括沿介质板（1）长度方向铺设有共面波导金属微带（3），共面波导金属微带（3）中部设置有互补型人工等离激元段单元；互补型人工等离激元段单元包括沿介质板（1）长度方向布置的一个以上的阶跃凹槽（4）；阶跃凹槽（4）一端与共面波导金属微带（3）连接，另一端与矩形阶跃谐振腔（5）连接；互补型人工等离激元段单元内的各阶跃凹槽（4）的长相等，宽也相等；互补型人工等离激元段单元内的各矩形阶跃谐振腔（5）的长相等，宽也相等；铁电铁磁复合谐振器（2）的单晶基片（
25
）叠放在互补型人工等离激元段单元内处于中部的矩形阶跃谐振腔（5）上
。3.
根据权利要求2所述的铁电铁磁复合谐振器加载的实时可控波导，其特征在于，互补型人工等离激元段单元两侧分别设有过渡段单元，过渡段单元包括沿介质板（1）长度方向布置的一个以上的阶跃凹槽（4）；阶跃凹槽（4）一端与共面波导金属微带（3）连接，另一端与矩形阶跃谐振腔（5）连接；过渡段单元内的各阶跃凹槽（4）的长朝着互补型人工等离激元段单元方向逐渐增大，宽相等；过渡段...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡明哲，雷顺，霍玲玲，
申请(专利权)人：贵州民族大学，
类型：发明
国别省市：