[发明专利]一种SIW阿基米德螺旋线倍频吸波结构

说明书

本发明涉及微波、倍频器结构、阿基米德螺旋线吸波结构，具体涉及到一种SIW阿基米德螺旋线倍频吸波结构及其设计方法。本发明在SIW传输线的基础上，将旋磁铁氧体作为倍频结构集成到SIW传输线中，通过SIW传输线馈入基频信号，通过设计好的旋磁铁氧体结构实现倍频；通过阿基米德螺旋结构吸收倍频后的电磁波，进一步通过匹配销钉实现宽带吸收。这种特殊的吸波方式，实现了SIW阿基米德螺旋线倍频吸波结构的设计。本发明通过SIW传输线的使用，实现了器件的高Q值；将基频信号倍频到高频信号实现吸收，实现了器件的小型化和高吸收效率。

技术领域

本发明涉及微波、倍频器结构、阿基米德螺旋线吸波结构，具体涉及到一种SIW阿基米德螺旋线倍频吸波结构及其设计方法。

背景技术

随着吸波材料的高速发展，各种使用吸波材料的吸波结构得以发明，吸波结构也逐渐向着小型化、高Q值和高吸收效率的方向发展。

现有的吸波结构主要分为多层吸波材料结构和周期性吸波结构。但都是在固有频率设计吸波结构，吸波结构不会对频率造成倍频；从而导致吸波结构具有固有范围的尺寸，然而任何厚度的吸波材料都会有其对应的工作频率，难以做到小型化、高Q值和高吸收效率。而电磁波在同一种吸波材料中，随着频率的增加，吸波材料的吸波性能将逐渐的提升；从而导致吸波材料的吸波性能随频率成正比，高频段的吸波性能优于低频段的吸波性能。

发明内容

针对上述存在问题或不足，为解决现有吸波结构难以做到小尺寸的问题，本发明提供了一种SIW阿基米德螺旋线倍频吸波结构及其设计方法。

具体方案如下：

该SIW阿基米德螺旋线倍频吸波结构，包括阿基米德螺旋线SIW传输线、SIW传输线和圆柱旋磁铁氧体。

所述阿基米德螺旋线SIW传输线为不等间距，根据SIW传输线参数设计,其输入端口与SIW传输线的左侧端口相适应的对接，方程为：

X_t＝-v*t*t*cos(w*t) (1)

Y_t＝-v*t*t*sin(w*t) (2)

式中，方程为卡迪尔直角坐标系方程，波入射的方向为负Y轴方向；X_t为阿基米德螺旋线的X轴分量；Yt为阿基米德螺旋线的Y轴分量；v为阿基米德螺旋线向外直线运动速度，在数值上为(0.5～1.2)；t为阿基米德螺旋线运动时间，在数值上截止时间为(8～12)*π；w为角速度，在数值上为(200～300)。

所述SIW传输线的b边为0.1a～0.5a，SIW传输线左侧端口与阿基米德螺旋线SIW传输线输入端口对接，右侧为SIW阿基米德螺旋线倍频吸波结构入射端口。

所述圆柱旋磁铁氧体为1～6个，均内嵌于SIW传输线的介质层中，其上下两个圆面均与SIW的上下接地板全接触，圆柱旋磁铁氧体的圆心均位于SIW传输线a边中线上；圆柱旋磁铁氧体采用饱和磁矩为3300-3500gauss的旋磁铁氧体材料，其内场为135000-140000A/M，直径为(0.93-0.94)*a。

设置位置需要满足与SIW传输线两端的距离大于介质内波长的四分之一加上圆柱旋磁铁氧体半径的和；相邻二块圆柱旋磁铁氧体圆心的距离不小于SIW传输线内的四分之一介质内波长与两个铁氧体圆柱半径的和。

进一步的，所述SIW阿基米德螺旋线倍频吸波结构还设有匹配销钉，实现SIW阿基米德螺旋线倍频吸波结构的内部匹配，拓宽吸波带宽。

其设计方法具体如下：

步骤1：根据指标设计SIW传输线，b边为0.1a～0.5a，根据SIW传输线参数设计阿基米德螺旋线SIW传输线,阿基米德螺旋线SIW传输线的方程为：

X_t＝-v*t*t*cos(w*t) (1)