[發明專利]一種基于水銀熱脹冷縮調控的頻帶轉移吸波器

有效

• 申請號: 201911035251.2
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110854545B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 章海鋒;王子隆;劉厚兵;胡才星
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 牛莉莉

本發明公開了一種基于水銀熱脹冷縮調控的頻帶轉移吸波器，包括底部的水銀儲存槽，所述水銀儲存槽的上方具有由水銀貼片及玻璃腔構成的諧振單元，所述水銀貼片包括十字形水銀環貼片及所述十字形水銀環貼片四周的十字形水銀貼片，所述十字形水銀環貼片的中心設有十字形玻璃腔，所述十字形玻璃腔下表面中心通過圓柱通孔與底面水銀儲存槽上表面中心連通。本發明通過溫度場的調控，利用長方體儲存槽內水銀的熱脹冷縮，改變水銀諧振單元的數量和形狀，實現了吸波性能的可調節特性。

技術領域

本發明涉及一種頻帶轉移吸波器，尤其是一種基于水銀熱脹冷縮可調控的頻帶轉系吸波器，屬于微波器件技術領域。

背景技術

隨著數字化、信息化時代的到來，電子網絡設備的電磁輻射不僅降低自身的可靠性、穩定性，而且日漸惡化電磁環境，嚴重危害人類健康，是繼水源、空氣和噪聲污染之后的第四大污染源。由于太赫茲波所處的位置非常特殊，使得它具有獨特的電磁性質，廣泛應用于成像、生物醫學檢測、軍事、通信和天文物理等多個領域。隨著太赫茲科學的發展，太赫茲吸收器等能改善傳輸過程和性能的功能器件引起了人們研究的熱潮。

太赫茲波在電磁波譜中的位置非常特殊，處于毫米波(亞毫米波)與紅外波段之間，它位于電子學與光子學的交叉區域，由電子學或光子學的方法都可以產生太赫茲波。由于太赫茲波所處的位置非常特殊，使得它具有獨特的電磁性質，廣泛應用于成像、生物醫學檢測、軍事、通信和天文物理等多個領域。由于自然界中對太赫茲波有響應的物質很少，加上缺乏有效的太赫茲波產生方法和探測方法，使得太赫茲波技術的發展落后于其它波段，因此成為了電磁波譜研究中相對滯后的波段，被稱為“太赫茲空隙”。隨著太赫茲科學的發展，THz吸波器的研究一度成為研究的重點。

水銀常溫下是一種性能良好的液態金屬，并且水銀膨脹系數相對較大，在外界溫度場的人工調控下，會使水銀諧振單元的形狀結構發生變化，從而吸波性能發生變化，具有一定的可調節特性。在以往可調諧吸波器的研究中，水銀熱脹冷縮特性在吸波器領域一直未被使用，因此具有極大的發展潛力。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，而提供基于水銀熱脹冷縮調控的頻帶轉移吸波器，在外部溫度場的人工調控下，利用底層長方體儲存槽內水銀的熱脹冷縮，改變上層水銀諧振單元的數量和形狀，該吸波器可以自由切換兩種工作狀態(初始狀態和膨脹狀態)，從而實現了吸波性能的可調節特性。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種基于水銀熱脹冷縮調控的頻帶轉移吸波器，包括底部的水銀儲存槽，所述水銀儲存槽的上方具有由水銀貼片及玻璃腔構成的諧振單元，所述水銀貼片包括十字形水銀環貼片及所述十字形水銀環貼片四周的十字形水銀貼片，所述十字形水銀環貼片的中心設有十字形玻璃腔，所述十字形玻璃腔下表面中心通過圓柱通孔與底面水銀儲存槽上表面中心連通。

進一步的，所述十字形玻璃腔和十字形水銀環貼片的中心與介質基板上表面中心重合，四個十字形水銀貼片以介質基板上表面中心為中心對稱分布在上表面四周。

進一步的，所述十字形玻璃腔是由兩個長a＝59μm，寬b＝10μm，厚度e＝0.5μm的長方體在中心處垂直組合構成，腔壁厚度為0.05μm；所述十字形水銀環貼片是由一個大十字形水銀貼片在中心處去除一個同中心的小十字水銀貼片構成，所述大十字形水銀貼片由兩個長i+2k＝75μm，寬i＝45μm，厚度e＝0.5μm的長方體在中心處垂直組合構成，小十字形水銀貼片由兩個長j+2k＝69μm，寬j＝39μm，厚度e＝0.5μm的長方體在中心處垂直組合構成；對稱分布于上表面四周的十字形水銀貼片是由長為15μm，寬為3μm，厚度為0.5μm的長方體在中心處垂直組合構成。