【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微波信号可控传输，尤其是一种提高sspps波导可控性和温度稳定性的方法及波导结构。
技术介绍
1、随着动态sspps(人工表面等离子激元)器件的发展，尤其是高性能和多功能sspp器件的发展，需要加载大量的动态元件，以实现对电、光、热等外部信号的实时响应。但这也带来一个问题：随温度的变化，动态介质的电学参数会发生变化，从而导致器件性能失稳。例如，在半导体材料gaas、insb、sic等制作的二极管中，半导体材料的电阻率、介电性能都会随温度的变化而变化，从而二极管的电阻率与温度有密切关系。以sdt06s60肖特基势垒二极管为例，当其工作电流为恒定值8ma时，在293～573k范围内，器件正向压降与温度变化之间具有-1.8mv/k的线性关系，也即是说温度每变化1k，其电阻值将变化0.225ω，这会导致实际器件散射参数发生漂移。对于变容二极管而言，以其中广泛使用的bsto三元系薄膜为例，在293～363k温区范围，其电容温度系数为-2.763×10-3/k，这说明1ghz的信号在其上通过时，温度每升高1k，器件中心频率会漂移1.38mhz，表现出温度不稳定性。
2、动态介质元件随温度的变化不仅会引发其电尺度的变化，也会引发其电性能的改变，这都会导致器件性能失稳。尤其是，强共振结构的超材料对其尺寸和材料参数非常敏感，即使参数的微小变化也会对器件性能产生很大影响。此外，超材料在共振时由于高场局域化，会大量吸收能量转换为热能，使器件局部温度升高。因此，在大功率场合、军事应用场合或者极端条件场合中，如卫星上的通讯系
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种提高sspps波导可控性和温度稳定性的方法及波导结构。它可以可实时调控波导传输特性，而且能提高波导的温度稳定性。
2、本专利技术的技术方案：一种提高sspps波导可控性和温度稳定性的方法，其特点是：通过在sspps波导上加载一个基于铁电有源介质的谐振器，利用基于铁电有源介质的谐振器在外加偏压下，介电常数可连续变化的特点来实时调节sspps波导传输曲线中的传输零点，从而实现传输零点的无级连续调控，并利用基于铁电有源介质的谐振器的频率温度系数去抵消波导本身的频率温度系数，从而降低sspps波导因温度变化而产生的性能变化。
3、上述的提高sspps波导可控性和温度稳定性的方法中，所述基于铁电有源介质的谐振器使用电容温蒂系数相反的基底介质层和铁电介质层相互叠合而成，利用电磁场叠加规律，通过个介质层相对厚度的调控使谐振器的正负电容温度系数相互制约，并可调。
4、前述的电流模式电荷泵的驱动方中，所述基底介质层为laalo3(lao)，所述铁电介质层为ba0.85ca0.15zr0.1ti0.9o3(bczt)。制备时，采用在laalo3(lao)单晶圆柱上制备bczt。
5、前述的提高sspps波导可控性和温度稳定性的方法，其特征在于：所述在sspps波导上加载一个基于铁电有源介质的谐振器的具体方法是通过在sspps波导的波导镂空矩形槽和金属微带之间带缝隙地偶合基于铁电有源介质的谐振器来实现。
6、实现前述方法的一种波导结构，包括介质板，介质板上方设有金属层，介质板表面上设有两侧镂空金属层形成的人工等离激元金属微带，人工等离激元金属微带两侧设有人工表面等离激元，每一侧的人工表面等离激元均由沿金属微带的长度方向周期性的镜像对称的镂空金属层形成的矩形槽构成；其中中心位置的矩形槽中耦合有铁电复合介质谐振器。
7、前述的波导结构中，所述铁电复合介质谐振器包括基底介质层和基底介质层上方的铁电介质层。
8、前述的波导结构中，作为优选，所述基底介质层为laalo3，所述铁电介质层为ba0.85ca0.15zr0.1ti0.9o3。
9、前述的波导结构中，作为优选，所述的介质板的厚度suh＝0.5mm，金属层的厚度tm为0.018mm；所述基底介质层的厚度tlao为0.05mm，所述铁电介质层的厚度tbczt为0.036mm。
10、前述的波导结构中，所述人工表面等离激元包括位于中部的耦合了铁电复合介质谐振器的人工表面等离激元段和位于人工表面等离激元段两侧的过渡段，过渡段外侧未开设矩形槽的为波面共导段；所述过渡段中矩形槽的槽深从h1＝0.5mm开始，以0.5mm为步长逐步过渡到和人工表面等离激元段的矩形槽相同的槽深b＝3mm。该设置可以实现电磁场在波面共导段和人工表面等离激元段中传播的平稳过渡，避免了电磁场由准tem模式转化为人工等离激元模式传播时因模式和阻抗不匹配而出现的强烈的微波电场反射。此处槽深指矩形槽的纵深，即从人工等离激元金属微带想外侧延伸的深度。
11、前述的波导结构中，作为优选，所述矩形槽的宽度a为2mm，周期p为4mm。
12、与现有技术相比，本专利技术通过在sspps波导上加载了铁电复合介质谐振器，只需协同设计sspps波导的四个热效应关键因素(介质基片的频率温度系数、金属微带折射率的频率温度系数、加载的铁电复合介质谐振器的频率温度系数以及器件结构热膨胀引起的频率温度系数)，即可使其既动态可调，又具有温度稳定性。
13、此外，本专利技术利用铁电复合介质谐振器中的铁电动态介质在外加偏压下，介电常数可连续变化的特点来实时调节波导段上的传输零点，这种调节模式可以实现传输零点的无级连续调控。铁电材料介电常数的值能通过外加偏压动态变化，从而实现实时可控的sspps波导，而且，随温度在200k范围内变化，波导传输参数稳定，频率温度系数低于60ppm/℃，远低于复合谐振器铁电层bczt的温度系数，为其应用于昼夜温差极大的卫星通讯、大功率微波器件、极端条件微波通讯等民事或军工领域奠定了基础。
14、本专利技术具有传输结构简单、波导传输零点实时连续可控、波导传输参数随温度变化稳定，波导反射小、抗电磁干扰能力强等特点，适应于当今复杂环境下可重构微波波导的特点。
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1.一种提高SSPPs波导可控性和温度稳定性的方法，其特征在于：通过在SSPPs波导上加载一个基于铁电有源介质的谐振器，利用基于铁电有源介质的谐振器在外加偏压下，介电常数可连续变化的特点来实时调节SSPPs波导传输曲线中的传输零点，从而实现传输零点的无级连续调控，并利用基于铁电有源介质的谐振器的频率温度系数去抵消波导本身的频率温度系数，从而降低SSPPs波导因温度变化而产生的性能变化。
2.根据权利要求1所述的提高SSPPs波导可控性和温度稳定性的方法，其特征在于：所述基于铁电有源介质的谐振器使用电容温蒂系数相反的基底介质层和铁电介质层相互叠合而成，利用电磁场叠加规律，通过个介质层相对厚度的调控使谐振器的正负电容温度系数相互制约，并可调。
3.根据权利要求2所述的电流模式电荷泵的驱动方法，其特征在于：所述基底介质层为LaAlO3，所述铁电介质层为Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3。
4.根据权利要求1所述的提高SSPPs波导可控性和温度稳定性的方法，其特征在于：所述在SSPPs波导上加载一个基于铁电有源介质的谐振器的具体方法是通过
5.一种波导结构，包括介质板(1)，介质板(1)上方设有金属层(3)，其特征在于：介质板(1)表面上设有两侧镂空金属层(3)形成的人工等离激元金属微带(2)，人工等离激元金属微带(2)两侧设有人工表面等离激元，每一侧的人工表面等离激元均由沿金属微带(2)的长度方向周期性的镜像对称的镂空金属层(3)形成的矩形槽(31)构成；其中中心位置处的矩形槽(31)中耦合有铁电复合介质谐振器(4)。
6.根据权利要求5所述的波导结构，其特征在于：所述铁电复合介质谐振器(4)包括基底介质层(41)和基底介质层(42)上方的铁电介质层。
7.根据权利要求6所述的波导结构，其特征在于：所述基底介质层(41)为LaAlO3，所述铁电介质层为Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3。
8.根据权利要求6所述的波导结构，其特征在于：所述的介质板(1)的厚度suh＝0.5mm，金属层(3)的厚度tm为0.018mm；所述基底介质层(41)的厚度tLAO为0.05mm，所述铁电介质层的厚度tBCZT为0.036mm。
9.根据权利要求5所述的波导结构，其特征在于：所述人工表面等离激元包括位于中部的耦合了铁电复合介质谐振器(4)的人工表面等离激元段(L3)和位于人工表面等离激元段(L3)两侧的过渡段(L2)，过渡段(L2)外侧未开设矩形槽(3)的为波面共导段(L1)；所述过渡段中矩形槽(3)的槽深从h1＝0.5mm开始，以0.5mm为步长逐步过渡到和人工表面等离激元段(L3)的矩形槽(3)相同的槽深b＝3mm。
10.根据权利要求5所述的波导结构，其特征在于：所述矩形槽(3)的宽度a为2mm，周期p为4mm。
...【技术特征摘要】
1.一种提高sspps波导可控性和温度稳定性的方法，其特征在于：通过在sspps波导上加载一个基于铁电有源介质的谐振器，利用基于铁电有源介质的谐振器在外加偏压下，介电常数可连续变化的特点来实时调节sspps波导传输曲线中的传输零点，从而实现传输零点的无级连续调控，并利用基于铁电有源介质的谐振器的频率温度系数去抵消波导本身的频率温度系数，从而降低sspps波导因温度变化而产生的性能变化。
2.根据权利要求1所述的提高sspps波导可控性和温度稳定性的方法，其特征在于：所述基于铁电有源介质的谐振器使用电容温蒂系数相反的基底介质层和铁电介质层相互叠合而成，利用电磁场叠加规律，通过个介质层相对厚度的调控使谐振器的正负电容温度系数相互制约，并可调。
3.根据权利要求2所述的电流模式电荷泵的驱动方法，其特征在于：所述基底介质层为laalo3，所述铁电介质层为ba0.85ca0.15zr0.1ti0.9o3。
4.根据权利要求1所述的提高sspps波导可控性和温度稳定性的方法，其特征在于：所述在sspps波导上加载一个基于铁电有源介质的谐振器的具体方法是通过在sspps波导的波导镂空矩形槽和金属微带之间带缝隙地偶合基于铁电有源介质的谐振器来实现。
5.一种波导结构，包括介质板(1)，介质板(1)上方设有金属层(3)，其特征在于：介质板(1)表面上设有两侧镂空金属层(3)形成的人工等离激元金属微带(2)，人工等离激元金属微带(2)两...
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