一种应用于矩形波导的匹配负载

本发明属于微波毫米波器件，具体涉及一种应用于矩形波导的匹配负载。

背景技术：

1、矩形波导作为微波毫米波的信号传输和标准互连器件，在通信和基础领域具有重大应用价值，尤其在高功率射频源领域。

2、匹配负载是吸收全部入射电磁波功率的终端器件。对于大多数微波毫米波系统来说，需要预留基于矩形波导的备用端口或闲置端口，但上述端口在不参与系统运作时会由于其开路或短路特性，而影响整个系统的电气性能，因此需要在上述端口末端插入匹配负载以消除这种影响。

3、现有已产业化的产品中，矩形波导的匹配负载通过在矩形波导中嵌入一块尖劈或板型的有耗材料，或将50欧姆的薄膜电阻粘贴在矩形波导的末端实现，波端口回波损耗一般在18db左右。其中，嵌入的尖劈或板型的有耗材料一般需要手动裁剪成适合形状，再粘贴在矩形波导内部；而粘贴的薄膜电阻一般为直接购买的成品，通过跳金丝的方式固定在矩形波导内部。可见，上述两种方式均需要将额外的成品器件(如薄膜电阻、有耗材料)粘贴在矩形波导内部实现，在增加制备成本的同时，影响匹配负载的稳定性和可靠性。如果仅通过微波毫米波系统采用的薄膜电路加工工艺制备匹配负载，将有效避免上述问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中的问题，本发明提供了一种应用于矩形波导的匹配负载，仅通过薄膜电路加工工艺制备，具有优异的稳定性和可靠性。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种应用于矩形波导的匹配负载，其特征在于，包括标准矩形波导，设置在标准矩形波导末端两侧e面中心的开槽，以及横穿标准矩形波导并插入两侧开槽内部的负载基片；所述负载基片包括基片及其表面的金属镍结构，所述金属镍结构由锥状的阶梯渐变锯齿结构和周期锯齿状的人工表面等离激元构成，人工表面等离激元靠近标准矩形波导末端设置。

4、进一步地，所述金属镍结构为对称轴与标准矩形波导的h面中心重合的轴对称结构。

5、进一步地，所述人工表面等离激元的截止频率低于标准矩形波导的工作频率，并与锯齿高度有关。

6、进一步地，所述开槽的长度大于负载基片的长度，标准矩形波导的宽边尺寸与两侧开槽的深度之和大于负载基片的宽度，开槽的高度大于负载基片的厚度。

7、进一步地，所述基片的材料为石英、aln或sio2，金属镍结构采用薄膜加工工艺(如蒸发、溅射、化学气相淀积等)制备。

8、进一步地，所述阶梯渐变锯齿结构和人工表面等离激元的锯齿宽度以及相邻锯齿间的缝隙宽度均至少为10μm。

9、本发明的有益效果为：

10、本发明提出了一种应用于矩形波导的匹配负载，通过将金属镍的高射频传输损耗与人工表面等离激元的低通特性相结合，实现对电磁波的吸收，从而实现矩形波导的负载匹配；相比于粘贴成品器件的现有技术，本发明采用与微波毫米波系统相同的薄膜电路加工工艺制备，在保证与现有技术等同的吸收效果的前提下，降低制备成本，加工更加容易，且稳定性和可靠性更优。

技术特征：

1.一种应用于矩形波导的匹配负载，其特征在于，包括标准矩形波导，设置在标准矩形波导末端两侧e面中心的开槽，以及横穿标准矩形波导并插入两侧开槽内部的负载基片；所述负载基片包括基片及其表面的金属镍结构，所述金属镍结构由锥状的阶梯渐变锯齿结构和周期锯齿状的人工表面等离激元构成，人工表面等离激元靠近标准矩形波导末端设置。

2.根据权利要求1所述应用于矩形波导的匹配负载，其特征在于，所述金属镍结构为对称轴与标准矩形波导的h面中心重合的轴对称结构。

3.根据权利要求1所述应用于矩形波导的匹配负载，其特征在于，所述人工表面等离激元的截止频率低于标准矩形波导的工作频率，并与锯齿高度有关。

4.根据权利要求2所述应用于矩形波导的匹配负载，其特征在于，所述基片的材料为石英、aln或sio2，金属镍结构采用薄膜加工工艺制备。

技术总结
本发明公开了一种应用于矩形波导的匹配负载，属于微波毫米波器件技术领域，包括标准矩形波导，设置在标准矩形波导末端两侧E面中心的开槽，以及横穿标准矩形波导并插入两侧开槽内部的负载基片；负载基片包括基片及其表面的金属镍结构，金属镍结构由锥状的阶梯渐变锯齿结构和周期锯齿状的人工表面等离激元构成，人工表面等离激元靠近标准矩形波导末端设置。本发明通过将金属镍的高射频传输损耗与人工表面等离激元的低通特性相结合，实现对电磁波的吸收，从而实现矩形波导的负载匹配，并采用与微波毫米波系统相同的薄膜电路加工工艺制备，在保证与现有技术等同的吸收效果的前提下，降低制备成本，加工更加容易，且稳定性和可靠性更优。

技术研发人员：张勇,朱华利,张月肖
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15