[发明专利]一种基于人工表面等离激元波的环形器

说明书

本发明涉及一种基于人工表面等离激元波的环形器，属于微波器件技术领域，解决了现有毫米波环形器损耗高且结构设计复杂的问题。包括依次层叠设置的第一永磁体、第一金属地平面、第一泡沫、内部SSPP波导体、第二泡沫、第二金属地平面和第二永磁体；所述第一泡沫的中心嵌设有第一铁氧体，所述第一铁氧体的厚度小于第一泡沫的厚度，第一泡沫靠近第一金属地平面的一面和所述第一铁氧体的对应表面平齐；第二泡沫的中心嵌设有第二铁氧体；所述第二铁氧体的厚度小于第二泡沫厚度，第二泡沫靠近第二金属地平面的一面和所述第二铁氧体的对应表面平齐。结构设计简单，减少了环形器的损耗。

技术领域

本发明涉及微波器件技术领域，尤其涉及一种基于人工表面等离激元波的环形器。

背景技术

在二十世纪中期，微波铁氧体技术飞速发展，人们利用铁氧体的旋磁特性制作各种器件，使微波技术领域进入新的阶段。环形器是一种非互易器件，能够实现电磁波从一个端口输入，而从其它指定的端口输出，它可以避免发射和接收信号之间相互干扰。在雷达、通信、医疗和广播等领域得到了广泛的应用。

人工表面等离激元(SpoofSurfacePlasmonPolariton，简称SSPP)波是一种高度局部化的表面波，电磁波能够沿SSPP波导表面传输。随着人工表面等离激元的不断发展，利用它独特的物理特性来设计各种微波器件，引起了人们的极大关注。

由于毫米波环形器存在结构复杂、不易设计和损耗较大等缺陷，于是提出了一种基于人工表面等离激元波的环形器。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种基于人工表面等离激元波的环形器，用以解决现有的环形器损耗高且结构复杂等问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种基于人工表面等离激元波的环形器，包括依次层叠设置的第一永磁体、第一金属地平面、第一泡沫、内部SSPP波导体、第二泡沫、第二金属地平面和第二永磁体；

所述第一泡沫的中心嵌设有第一铁氧体，所述第一铁氧体的厚度小于第一泡沫的厚度，第一泡沫靠近第一金属地平面的一面和所述第一铁氧体的对应表面平齐；

第二泡沫的中心嵌设有第二铁氧体；所述第二铁氧体的厚度小于第二泡沫厚度，第二泡沫靠近第二金属地平面的一面和所述第二铁氧体的对应表面平齐；

所述第一永磁体和第二永磁体用于为所述第一、第二铁氧体外加偏置磁场；所述第一永磁体、铁氧体、内部SSPP波导体和第二永磁体的中心轴线重合。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步，所述内部SSPP波导体包括三个呈对称结构的梳状波导、中心结和六个金属叶片；

所述中心结为铜材质的正三角形结构，正三角形的边等于梳状波导的实际宽度；

三个所述梳状波导分别连接中心结的三角形边，用于将导波转化为SSPP波；

所述六个金属叶片弧度向外，两两对称排列在每个梳状波导的两侧。

进一步，所述第一泡沫与第二泡沫的厚度相等。

进一步，还包括柔性基板，所述三个梳状波导、中心结和六个金属叶片印刷在所述柔性基板上；

所述柔性基板的介电常数为3.5，正切损耗常数为0.01。

进一步，所述梳状波导的端口处焊接有电阻信号接头，用于输入或输出电磁波；

通过下述公式，根据梳状波导端口电阻，确定所述泡沫的厚度：