專利名稱：：介質(zhì)波導的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及介質(zhì)，特別是平面或準平面波導，它至少有一個介質(zhì)材料部件。已知的平面波導是局部地制造的引導形狀，在這里，介質(zhì)載板(基片)被覆蓋金屬導體/結(jié)構(gòu)(帶和條傳輸)或者在金屬基板上裝有介質(zhì)結(jié)構(gòu)(介質(zhì)可調(diào)短流路)。在這種形狀中平面波導涉及露線結(jié)構(gòu)。就平面線而言，高精度要求轉(zhuǎn)移到了平面結(jié)構(gòu)上。借助于光刻技術(shù)，這些要求可以容易地和低成本地并以精確地再現(xiàn)方式實現(xiàn)。與波導技術(shù)相比，平面電路技術(shù)提供了許多優(yōu)點，例如在一個載板上，電路的一些平面元件可以集成為一個系統(tǒng)，節(jié)省了空間和高度。由于在各元件之間采用短連接，從而減少了引線損耗、連接件的數(shù)量以及不均勻的重量。類似的情況是，半導體器件還可以被簡單地安裝。此外，平面結(jié)構(gòu)通常有比波導電路更干凈的帶寬。這種類型的平面波導存在如下的缺點TEM型阻抗取決于基片導體部件的選擇尺寸的及介質(zhì)基片本身的性質(zhì)，而且在制成波導后TEM型的阻抗就不能再改變。本發(fā)明的任務(wù)是提供一種介質(zhì)波導，該導波可以在導波制成后改變或調(diào)整其TEM阻抗。本發(fā)明的任務(wù)由權(quán)利要求1的區(qū)別特征以及權(quán)利要求2的區(qū)別特征來完成。在本發(fā)明工作的兩種方式，場產(chǎn)生媒介直接靠近波導，藉此，場產(chǎn)生媒介與金屬導體結(jié)構(gòu)和/或波導的基平面電分離。借助于磁場或電場改變導磁率和/或介電常數(shù)或介質(zhì)基片的介質(zhì)質(zhì)量或底板與導體結(jié)構(gòu)之間的介質(zhì)材料結(jié)構(gòu)，就可以依據(jù)最終產(chǎn)生的(磁、電)場強質(zhì)改變介質(zhì)波導的阻抗電平。至此，無源的電子器件波導就有效地成為有源的器件，在這里，波導的動態(tài)系統(tǒng)特性通過場產(chǎn)生媒介被有目的地改變。在另一個優(yōu)選實施例中，層靠近波導，該層含有場產(chǎn)生媒介。如果在鄰近的層中的場產(chǎn)生媒介被安排成基體或網(wǎng)板的構(gòu)形，就會導致波導的TEM型阻抗的特別好的控制。通過插入若干個場產(chǎn)生媒介就能夠在一定范圍內(nèi)非常精確地調(diào)節(jié)TEM的型阻抗。在特別好的構(gòu)造中，場產(chǎn)生媒介是電感線圈或電容器。電感線圈有m圈繞組，該電感線圈以這樣一種方式即，由流過電感線圈的電流產(chǎn)生的磁場至少部分地進入介質(zhì)材料結(jié)構(gòu)的方式，排列在空間。電感線圈與驅(qū)動電子線路有效地連接，使可預置強度和方向的電流能由驅(qū)動電子線路加到每個電感線圈。由此限定了電感線圈產(chǎn)生的磁場的方向和強度。如果電場產(chǎn)生的電容器的媒介的電場向量方向基本平行于波導的結(jié)構(gòu)平面，那么使用電容器就非常有利。也可以這樣設(shè)想；如果需要的話，考慮到使用的介質(zhì)基片選擇的因素，電容器產(chǎn)生垂直于波導結(jié)構(gòu)平面的電場。如果在兩個區(qū)域或區(qū)段邊界間的特性阻抗通過這種類型的介質(zhì)波導來調(diào)整，則產(chǎn)生作為從第一區(qū)域到第二區(qū)域傳播的波的被限定的反射系數(shù)γ就是非常有利的。如果區(qū)段或區(qū)域的長度L、寬度B和/或特性阻抗ZL的量可以由場產(chǎn)生媒介以這樣的方式，即場產(chǎn)生媒介僅產(chǎn)生用于調(diào)整長度L、寬度B和特性阻抗ZL量的預置強度的場的方式，來調(diào)整；在區(qū)域或區(qū)段中所述的場至少部分地進入波導的介質(zhì)材料部件，這樣也會有上述相同的優(yōu)點。介質(zhì)材料部件或結(jié)構(gòu)與基面之間的介質(zhì)基片由于使用了旋磁或旋電材料而變得很有利，所述的介質(zhì)材料部件的介質(zhì)數(shù)εγ為3和5。由此能實現(xiàn)微波范圍的波導的特別好的性能。如果材料為釔鐵榴石層使其優(yōu)點明顯相同。這種類型的釔鐵榴石層驗證了導磁率或?qū)Т怕蕪埩吭趩雍愣ù艌鰰r在磁場穿過的區(qū)域中改變，由于這個原因波導的TEM型阻抗也改變。如果存在具有在介質(zhì)材料部件或釔鐵榴石層與基面之間的Lggg厚度的鎵釓榴石層，對使用釔鐵榴石層來說就是有利的。有利的情況是，基面為鎵釓榴石層的側(cè)面薄覆蓋銅層，該側(cè)面處在釔鐵榴石層的相反面。具有厚度Lq的石英層可以設(shè)置在介質(zhì)材料部件或釔鐵榴石層與結(jié)構(gòu)平面之間，所述的結(jié)構(gòu)平面是從石英層光刻產(chǎn)生的。場產(chǎn)生媒介有利的設(shè)置在與結(jié)構(gòu)平面相反的基面一側(cè)，場產(chǎn)生媒介用專門由苯乙烯層制作的絕緣層與導體基面電隔離。場產(chǎn)生媒介可以有利地置入薄層內(nèi)或鄰近該薄層。在相同的較佳操作形式中，場產(chǎn)生媒介的驅(qū)動電子線路安排在含有場產(chǎn)生媒介的薄層側(cè)面，所說的側(cè)面與導電基面相反。驅(qū)動電子線路與場產(chǎn)生媒介電連接。一個這種類型的部件可以特別緊湊地制成，而且制造花費適當。由于驅(qū)動電子線路直接放置在含有場產(chǎn)生媒介的超薄層上，因此在驅(qū)動電子線路與場產(chǎn)生媒介間的連接線就被減小到最小。一個這種類型的波導是磁或電可控反射吸收衰減器。它還可以作為磁或電可控頻段抑制或濾波器被應(yīng)用。由此，實現(xiàn)了介質(zhì)波導的TEM型阻抗取決于頻率的效果。如果出現(xiàn)兩個波導間的調(diào)整，該調(diào)整僅產(chǎn)生在窄頻段的情況。在濾波器制作后，對該頻段外的頻率不再調(diào)整是可能的。由于存在用場產(chǎn)生媒介改變特性阻抗的可能性，因此可以在不同頻率的兩個介質(zhì)波導間依次改變一個波導來完成調(diào)整。這樣就能夠用本發(fā)明的波導進行頻譜分析。一個這種類型的波導也可以置入(例如)作為可變的殼體電容器或串聯(lián)電感器的波導部件中，固為此介質(zhì)波導具有裸導體區(qū)段，在其各個端區(qū)段上有寬度B1，在其中間區(qū)段有寬度B2。為了生產(chǎn)給定的殼體電容器或串聯(lián)電感器，應(yīng)借助于場產(chǎn)生媒介相應(yīng)地改變中間區(qū)段的有效寬度B2。為了減小寬度B2，用場產(chǎn)生媒介產(chǎn)生要求強度的場，該場至少部分地進入中間區(qū)段的介質(zhì)材料部件的邊界區(qū)域，由此，TEM型阻抗可以在裸導體區(qū)段的中間區(qū)段的邊界區(qū)域內(nèi)調(diào)整，這個TEM阻抗為零至無窮大。該介質(zhì)波導還可以是連接電纜，其長度可以由場產(chǎn)生媒介改變，改變的方式同上所述。如果多于一個的波導靠近連接電纜的一端，對本發(fā)明也是有利的。波導的特性阻抗可以由場產(chǎn)生媒介以這樣的方式，即在特性阻抗ZL→∞處連接電纜未接負載工作和在特性阻抗ZL→0處連接電纜短路的方式，來改變。本發(fā)明的介質(zhì)波導是有源電子器件，借助于可變的TEM型阻抗能帶來任何一些應(yīng)用可能性。借助于波導的位置依賴可調(diào)阻抗分布(positiondependentadjustableimpedanceprofile)，介質(zhì)波導可作為反射吸收衰減器來應(yīng)用。在這里所說的吸收不是基于吸收原理而是基于變化反控制場的強度和與控制相關(guān)的傳播場的強度。下面參照本發(fā)明可能的工作方式。圖1是具有集成感應(yīng)面的介質(zhì)波導；圖2是具有集成感應(yīng)面的介質(zhì)波導，利用感應(yīng)線圈在中心區(qū)域產(chǎn)生磁場H；圖3是通常在商業(yè)上可得到的條狀傳輸線的剖面圖；圖4是貫穿本發(fā)明的波導的剖面圖5是貫穿具有釔鐵榴石層的波導的剖面圖；圖6是具有以矩陣形狀分布感應(yīng)線圈的感應(yīng)面的頂視圖；圖7a-7c是具有中心區(qū)域的波導的頂視圖，其寬度可以由場產(chǎn)生媒介改變；圖8和圖9是介質(zhì)導波的示意圖，其介質(zhì)特性可以由電場改變。圖1和圖2示出了介質(zhì)波導1，它的條狀傳輸線擴展。波導1有位于介質(zhì)層2上的導電基面3。條狀導體4設(shè)置在介質(zhì)基片層2的側(cè)面2a。基面3處于側(cè)面2a的相反側(cè)面。導體4通過光刻工藝制成。介質(zhì)基片2有相對導磁率μγ和介質(zhì)常數(shù)εγ。薄層5處于基面3上的介質(zhì)基片2的相反一側(cè)。感應(yīng)環(huán)6置于薄層5中，薄層5的感應(yīng)環(huán)6通過連接線6c與驅(qū)動電子線路7連接(未示出)。限定強度和方向的感應(yīng)電流可以通過驅(qū)動電子線路7加到環(huán)形線圈6中。若干環(huán)形線圈6可以含有產(chǎn)生高磁場H的若干繞組。感應(yīng)線圈6如圖6所示的那樣以矩陣形狀安排并平行于基面3，這種類型的感應(yīng)線圈使其產(chǎn)生的磁場9進入基面3并進入介質(zhì)2的臨界區(qū)域。由此，改變了介質(zhì)2的介質(zhì)特性，從而在全區(qū)域改變了介質(zhì)波導的特性阻抗ZL如圖2所示，在中央?yún)^(qū)域靠加給線圈6b的電流改變TEM型組抗，從而產(chǎn)生了除了ZL外的特性阻抗ZLV。特性阻抗ZL的變化量取決于產(chǎn)生的磁場的強度、介質(zhì)材料部件2的使用材料及其尺寸，其數(shù)值則必須通過適當?shù)膶嶒灮蛴嬎銇泶_定。圖3示出了介質(zhì)波導1。兩條條狀導體4相互平行設(shè)置。在圖3中，示出了以條狀傳輸線傳播的電磁波的E場8。圖4示出了貫穿本發(fā)明介質(zhì)波導1的剖面圖。它被假設(shè)為薄層5(感應(yīng)面)反在限定的位置上有感應(yīng)線圈6的改變介質(zhì)基片2的介質(zhì)特性。感應(yīng)線圈6僅被設(shè)置在影響結(jié)構(gòu)面的給定條狀傳輸線的那些位置上。圖5示出了根據(jù)條狀傳輸線技術(shù)的本發(fā)明的再一個波導1。波導1有鎵-釔榴石載體11，在其上外延地生成均勻的單結(jié)晶和摻鎵釔鐵榴石層2。該摻雜層2是非磁化狀態(tài)的介質(zhì)。面向由流體相外延(fluidphaseepitaxy)產(chǎn)生的釔鐵榴石層2的區(qū)域被石英層10覆蓋在覆蓋層的整個范圍，與該混合物相反的表面均勻地涂覆了銅。該銅層的厚度為17.5μm，石英層10的石英面銅層形成了結(jié)構(gòu)面4。該結(jié)構(gòu)面4由光刻制成，以便出現(xiàn)限定幾何尺寸的條狀傳輸線4。在與結(jié)構(gòu)面4相反的基面3的側(cè)面上設(shè)置了薄層5的感應(yīng)面。該薄層5有感應(yīng)環(huán)6a、6b形狀的電感6，它們通過連接線6c與驅(qū)動電子線路電連接(未示出)。感應(yīng)環(huán)6a、6b以圖6可見的矩陣形狀設(shè)置。在薄層5和基面3之間設(shè)置了用于電隔離感應(yīng)面5和基面3的聚苯乙稀層12。由電感線圈6a、6b產(chǎn)生的磁場9進入基面3及鎵釔榴石載體層11，并改變了釔鐵榴石層2的介質(zhì)特性。由于釔鐵榴石層2的介質(zhì)特性的改變，使條狀傳輸線的TEM的型阻抗ZL在區(qū)域內(nèi)也改變。圖7a至7c示出了介質(zhì)波導1，裸導體部分4分為個區(qū)段13、14，其兩個端區(qū)段13具有寬度B1，中間區(qū)段具有寬度B2，B2大于B1。特別是感應(yīng)線圈6以這樣一種方式，即中央傳輸區(qū)段14b的有效寬度B2可以被磁場改變的方式，設(shè)置感應(yīng)層6的在中間區(qū)段14中?？孔兓瘜挾菳2就能夠變化中央?yún)^(qū)段的特性阻抗ZL。這樣，借助于這種類型的波導就能夠產(chǎn)生串聯(lián)電感L圖(7b)或殼體電容C(圖7c)。通過感應(yīng)線圈6以相當于一端開路或一端短路的方式就可以調(diào)整中央?yún)^(qū)段14的側(cè)邊區(qū)段14a的TEM型阻抗。圖8和圖9示出了介質(zhì)波導，它具有介質(zhì)基片層2，在一側(cè)上設(shè)置了感應(yīng)基面3，在表面2a上光刻制成了結(jié)構(gòu)面4。在導波1的側(cè)邊設(shè)置了若干電容器板6，由此可以在橫向于條狀傳輸引入的波的傳播方向產(chǎn)生電場15?？慨a(chǎn)生的電場15可以局部地改變介質(zhì)基片層2的介質(zhì)特性，由此在該區(qū)域中就產(chǎn)生了新的特性阻抗ZLV。電容器板6以這樣的方式，即由處于相反邊的一對電容器板產(chǎn)生給定方向和強度的電場方式，通過連接元件S電連接電源端U。根據(jù)電場的方向和強度，期望的TEM型阻抗ZLV在最終場滲透區(qū)域行自我調(diào)節(jié)。權(quán)利要求1.一種介質(zhì)，特別是至少有一個介質(zhì)材料部件(2)的平面或準平面波導(1)，其中介質(zhì)材料部件(2)至少部分地由這樣的材料構(gòu)成該材料的導磁率或?qū)Т怕蕪埩亢?或介電常數(shù)或介電常數(shù)張量可以由局部進入材料(2)的磁場(9)和至少一個磁場(9)改變；由于磁場(9)由媒介(6)產(chǎn)生，因此材料部件(2)的導磁率或?qū)Т怕蕪埩亢?或介電常數(shù)或介電常數(shù)張量可至少部分改變2.一種介質(zhì)，特別是至少有一個介質(zhì)材料部件(2)的平面或準平面波導(1)，其中介質(zhì)材料部件(2)由這樣的材料部分地構(gòu)成該材料的導磁率或?qū)Т怕蕪埩亢?或介電常數(shù)或介電常數(shù)張量可以由局部進入材料(2)的電場(15)改變，并且設(shè)置了用于產(chǎn)生至少一個電場(15)的至少一個媒介(6)；因而靠媒介(6)產(chǎn)生的電場(15)能至少局部地改變材料部件(2)的導磁率或?qū)Т怕蕪埩亢?或介電常數(shù)或介電常數(shù)張量。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于場產(chǎn)生媒介(6)鄰近波導(1)，場產(chǎn)生媒介(6)與金屬導電結(jié)構(gòu)(4)和/或波導(1)的基面(3)電隔離，所述的電隔離是通過層特別是聚苯乙烯層來完成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于至少一個層尤其是薄層(5)毗鄰波導(1)，使場產(chǎn)生媒介(6)處于薄層(5)中或其上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于鄰近層(5)中的場產(chǎn)生媒介(6)以矩陣或網(wǎng)板的形狀設(shè)置，特別是安排在金屬導體結(jié)構(gòu)(4)的區(qū)域。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于磁場產(chǎn)生媒介(6)是具有的圈繞組的感應(yīng)線圈；該感應(yīng)線圈的這樣的方式，即由流過電感線圈的電流產(chǎn)生的磁場(9)至少部分地進入介質(zhì)材料部件(2)的方式，在空間調(diào)節(jié)；該電感線圈安排在相反于條狀導體(4)的基面(3)的一側(cè)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于感應(yīng)線圈(6)與驅(qū)動電子線路(7)連接，具有給定強度和/或方向的至少一個磁場(9)可以由感應(yīng)線圈(6)產(chǎn)生，感應(yīng)線圈(6)的驅(qū)動電子線路(7)鄰近與導電基面(3)相反的薄層(5)的一側(cè)，并與感應(yīng)線圈(6)電連接。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于電場(15)產(chǎn)生媒介(6)是電容器，由電容器專門產(chǎn)生的電場(15)的電場向量的方向近似平行波導(1)的結(jié)構(gòu)平面。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于電容器(6)是平板電容器，該平板橫向于電磁波的傳播方向設(shè)置，該平板電容器與驅(qū)動電子線路(7)連接。10.根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求之一項的特征所述的介質(zhì)波導(1)或分段，其特征在于波導L(1)的特性阻抗數(shù)值Z可以通過至少一個場產(chǎn)生媒介(6)至少局部或分段改變。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于區(qū)段或區(qū)域的長度L、寬度B和/或特性阻ZIL的數(shù)值可以通過場產(chǎn)生媒介(6)引人用于調(diào)整長度L、寬度B和/或特性阻抗ZL值的所要求強度的場(9、15)的方式，被給定或調(diào)整；在該區(qū)段或區(qū)域中場(9、15)至少部分地進入波導(1)的介質(zhì)材料部件(2)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于一個第一區(qū)域或區(qū)段(13)中，波導(1)具有特性阻抗ZL1；與第一區(qū)域(13)連接的波導(1)的第二區(qū)域或區(qū)段(14)具有可由場產(chǎn)生媒介(6)變化的特性阻抗ZL2，被給定的要求的反射系數(shù)r由第二特性阻抗ZL2調(diào)整，該反射系數(shù)r可以按下式計算r=ZL2-ZL1ZL2+ZL1]]>13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一項所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于介質(zhì)材料部件(2)由旋磁或旋電材料構(gòu)成，材料部件(2)的介質(zhì)常數(shù)εγ為3～5。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于材料部件(2)是釔鐵榴石層。15.根據(jù)上述權(quán)利要求之一項所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于介質(zhì)波導(1)具有導電基面(3)和至少一個條狀導體(4)或結(jié)構(gòu)平面(4)；介質(zhì)材料部件(2)處于基面(3)和條狀導體(4)或結(jié)構(gòu)平面(4)之間；具有厚度Lggg的鎵釔石層(11)處于介質(zhì)材料部件(2)和基面(3)之間。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于厚度為LQ的石英層(10)處于介質(zhì)材料部件(2)和條狀導體(4)或結(jié)構(gòu)平面(4)之間。17.根據(jù)上述權(quán)利要求之一項所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于波導(1)是磁或電可控的反射吸收衰減器或者是磁或電可控的頻帶阻斷或濾波器。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于特性阻抗ZLf可以被分配到由介質(zhì)波導(1)引導的波的每個頻率值ft，并可以以分配的頻率ft，僅略微衰減而其它頻率f≠ft較強衰耗的方式進行調(diào)節(jié)。19.根據(jù)上述權(quán)利要求之一項所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于條狀導體區(qū)段(4)在其頂部具有寬度B1，在其中部具有寬度B2，中間區(qū)段(14b)的寬度B2由產(chǎn)生給定殼體電容器或串聯(lián)電感器的場產(chǎn)生媒介(6)的這樣的方式，即場產(chǎn)生媒介(6)產(chǎn)生用于產(chǎn)生寬度B2的要求強度的場(9、15)的方式，來改變；因此場(9、15)至少部分地進入中間區(qū)段(14)的介質(zhì)材料部件(2)的邊界區(qū)域(14a)。20.根據(jù)上述權(quán)利要求之一項所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于波導(1)是連接電纜，其長度L可以由場產(chǎn)生媒介(6)改變。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的介質(zhì)波導(1)，其特征在于另一個波導(1′)鄰近該連接電纜的一端，波導(1′)的特性阻抗ZL由場產(chǎn)生媒介(6)以這樣的方式，即特性阻抗ZL→∞時連接電纜開路(runsidle)和特性阻抗ZL→O時連接電纜被短路的方式來改變。全文摘要本發(fā)明涉及介質(zhì)，特別是具有一個介質(zhì)材料部件(2)的平面或準平面波導(1)，該介質(zhì)材料部件(2)由這樣一種材料部分地制成該材料的導磁率或?qū)Т怕蕪埩亢?或介電常數(shù)或介電常數(shù)張量可以由局部進入材料(2)的磁場(9)改變；并設(shè)置了用于產(chǎn)生至少一個磁場(9)的至少一個媒介(6)。因此由媒介(6)產(chǎn)生的材料部件(2)導磁率或?qū)Т怕蕪埩亢?或介電常數(shù)或介電常數(shù)張量可以至少被局部地改變。文檔編號H01P3/08GK1148279SQ9610948公開日1997年4月23日申請日期1996年8月28日優(yōu)先權(quán)日1995年9月6日發(fā)明者哈比爾·盧茲·羅特申請人:衛(wèi)星和現(xiàn)代信息技術(shù)帕特斯技術(shù)專利應(yīng)用有限公司