[發明專利]一種微波探測系統及方法

有效

• 申請號: 201610716125.3
• 申請日: 2016-08-24
• 公開（公告）號: CN106323994B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 周忠祥;吳憂;施扣忠;李均;袁承勛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 范欣

一種微波探測系統及方法，涉及基于電磁波磁分量的微波探測系統及方法，解決依靠高頻電路難于對微波進行相位分辨探測，且設備成本過高的問題。包括多鐵異質結和硅基共面波導，所述硅基共面波導上設置多鐵異質結。對微波探測系統施加外電場E，并進行電場控制調節標定，建立外電場E與共振頻率的一一對應關系f(E)＝γ(H₀+kE)，其中H₀為外加靜磁場強度，γ為電子旋磁比，E為外電場的電場強度，k為線性系數，然后對微波探測系統施加未知微波；獲取微波頻率的步驟，獲取微波方向的步驟，獲取微波相位的步驟，通過基于鐵磁共振系統的微波波導，使探測原件可以實現集成化和小型化，工藝簡單，成本低廉，基于微波磁分量對微波進行探測。

技術領域

本發明涉及一種微波探測系統及方法，尤其涉及基于電磁波磁分量的微波探測系統及方法。

背景技術

隨著現代高技術的發展，微波在軍事、民用方面已得到廣泛的應用，并已在發達國家中作為重要的“軟殺傷”武器進行研制，受到人們的關注。目前現有的微波探測器多數是通過探測微波的電場信號來實現的。從設備性能來說，由于微波網絡對傳輸線的敏感性，實驗室內依靠高頻電路對微波進行相位分辨探測是極為困難的；從設備成本來說，對微波實現精確的相位分辨探測都依賴于昂貴的設備，價格因素是制約微波精確測試電路發展的重要原因。

基于磁分量的微波探測技術很少而且發展緩慢，較少的微波磁場探測器則是基于法拉第效應的回路線圈探測器，穿越回路線圈的總磁通變化率轉化成電壓信號后被探測，這一探測原理決定了探測器探測的是微波磁場強度，且其靈敏度與回路線圈的面積有關。導致其在亞波長尺寸上的局域探測方面存在較大困難且不利于工業集成化，亟需開發基于磁分量的微型化，可調諧及寬頻段的新型微波探測器。

發明內容

本發明為了解決依靠高頻電路難于對微波進行相位分辨探測，且設備成本過高的問題，從而提出本發明一種微波探測系統及方法。

一種微波探測系統，包括多鐵異質結和硅基共面波導，所述硅基共面波導上設置多鐵異質結。

所述的一種微波探測系統，其中多鐵異質結為鐵磁金屬薄膜和鐵電單晶進行層狀復合而成的多鐵異質結。

鐵磁性物質在外磁場和微波磁場的共同作用下，滿足鐵磁共振關系時，鐵磁性物質中的磁矩單元會發生一致進動，從而會對微波產生共振吸收現象，該過程稱為鐵磁共振效應。由磁性薄膜和壓電材料進行二維層狀復合的結構成為多鐵異質結。可以通過外加電場的改變來調節整個結構的磁性能，實現磁電耦合的多維度調控。

微波探測的方法，包括：

對微波探測系統施加外電場E，并進行電場控制調節標定，建立外電場E與共振頻率的一一對應關系f(E)＝γ(H₀+kE)，其中H₀為外加靜磁場強度，γ為電子旋磁比，E為外電場的電場強度，k為線性系數，然后對微波探測系統施加未知微波；

獲取微波頻率的步驟，對已施加未知微波的微波探測系統進行電場掃描，獲得出現微波功率吸收峰處的電場強度E₁，根據外電場E與共振頻率的對應關系f(E₁)＝γ(H₀+kE₁)，獲得被探測微波的頻率f(E₁)；

獲取微波方向的步驟，對已施加未知微波的微波探測系統進行電場掃描，獲得出現微波功率吸收峰處的電場強度E₁，構建外電場E與共振頻率的關系f(E₁)＝γ(H₀+kE)sinθ，θ為未知微波入射方向與總磁場H方向的夾角，即獲得微波方向；

獲取微波相位的步驟，對已施加未知微波的微波探測系統進行電阻測量，所述電阻測量為測量鐵磁薄膜的電阻；獲得電阻的相位變化，微波相位與電阻變化相位一致，即獲得微波相位。