本發明涉及亞毫米波、太赫茲波,尤其是涉及一種可調波導衰減器及其制作方法。
背景技術:
1、隨著天文探測的不斷深入,射電望遠鏡也從低頻的微波逐漸向毫米波,亞毫米波/太赫茲波發展,其靈敏度越來越高,相關觀測對星際介質研究,恒星/行星的形成與演化以及宇宙生命起源等都有著重要意義。人們對亞毫米無源器件的要求越來越高,亞毫米衰減器的研究也成為熱點之一。亞毫米衰減器能夠控制輸入信號的功率,實現阻抗匹配等。在望遠鏡接收機系統中,其混頻器對本振信號的輸入功率有嚴格要求,因此必須在本振信號進入混頻器之前使用衰減器對本振信號進行功率衰減,同時要求其具有低駐波比,高精度,大調節范圍。
2、目前大多數亞毫米波導衰減器都是固定式衰減器無法實現調節功能,適用范圍有限,或是可以實現可調節衰減但結構復雜難以集成在接收機系統中。
技術實現思路
1、本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可調波導衰減器及其制作方法,通過調節微分平臺旋鈕來改變吸收片進入波導通道的深度,使亞毫米波經過吸收片的衰減量在一定范圍內實現調節,且整體結構簡單易于集成。采用本方法制得的可調衰減器,在wr-4波段具有低于1.06的駐波比以及最大超過20db的衰減量。
2、本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
3、本發明提供一種可調波導衰減器,包括:底板和設于所述底板上的第一矩形波導塊、第二矩形波導塊、吸收片、托板、轉接板、微型運動控制單元;
4、所述微型運動控制單元用于牽引所述托板實現機械調節,進而控制吸收片進入波導的深度,所述轉接板設于所述微型運動控制單元上,所述托板與轉接板連接,所述吸收片設于所述托板上,所述吸收片和托板插設于所述第一矩形波導塊、第二矩形波導塊之間;
5、所述吸收片包括基片和鍍于所述基片兩側的金屬膜,所述金屬膜能夠吸收亞毫米波。
6、進一步的,所述微型運動控制單元為微分平臺或微電機。微分平臺高精度、高穩定性、易集成。
7、進一步的,所述基片材質為氧化鋁、氮化鋁陶瓷材料中的一種,具有高絕緣電阻,高耐熱性能,高機械強度和低熱膨脹系數。
8、進一步的,所述金屬膜材質是鈦。
9、進一步的,限位螺絲穿設于底板凸起的長方體部分,能夠抵住微型運動控制單元,防止調節微型運動控制單元的過程中吸收片撞擊到波導內壁。
10、本發明還提供一種可調波衰減器的制作方法,包括以下步驟:
11、s1:連接轉接板和微型運動控制單元;
12、s2:制作吸收片:通過激光切割或機械切割方式對基片進行切割,將基片切割為漸變形狀,取出加工好的基片固定于鍍膜設備中,抽完真空,設置好合適的參數進行鍍膜,鍍完一側后以同樣的實驗條件再鍍另外一側;
13、s3:將吸收片固定于托板上,將托板與轉接板連接。托板連接轉接板,通入波導塊內部,可以將吸收片固定又能防止調節微型運動控制單元的過程中吸收片撞擊到波導內壁的情況發生,吸收片也可以在此基礎上隨時更換。
14、進一步的,s2中,將基片刻蝕為漸變形狀之前,設置頻率、功率、掃描次數、掃描速度參數。
15、進一步的,s2中,當用激光切割方式對基片進行切割時,將基片放置在激光打標機的焦平面上并固定在玻璃片上以避免高溫刻蝕冷卻后粘結,將基片刻蝕為漸變形狀。保持基片邊緣平滑。
16、進一步的,s2中,所述基片的切割形狀為圓弧形或楔形。
17、進一步的,s2中,對基片進行鍍膜,優選的,利用物理氣相沉積法進行鍍膜,基片兩側鍍上厚度相同且均勻的金屬膜。
18、進一步的,s2中,使用離子束沉積設備,將金屬靶材固定在真空室樣品盤上,設置標準束流強度、加速電壓、離子種類、沉積時間參數,對基片進行鍍膜。
19、與現有技術相比,本發明具有以下優點:
20、本發明所述的這種可調衰減器,通過調節微分平臺旋鈕來改變吸收片進入波導通道的深度,使亞毫米波經過吸收片的衰減量在一定范圍內實現調節,且整體結構簡單易于集成。采用本方法制得的可調衰減器,在wr-4波段具有低于1.06的駐波比以及最大超過20db的衰減量。
1.一種可調波導衰減器,其特征在于,包括:底板(5)和設于所述底板(5)上的第一矩形波導塊(1)、第二矩形波導塊(4)、吸收片(2)、托板(3)、轉接板(6)、微型運動控制單元;
2.根據權利要求1所述的一種可調波導衰減器,其特征在于,所述微型運動控制單元為微分平臺(7)或微電機。
3.根據權利要求1所述的一種可調波導衰減器,其特征在于,所述基片材質為氧化鋁、氮化鋁陶瓷材料中的一種;所述金屬膜材質是鈦。
4.根據權利要求1所述的一種可調波導衰減器,其特征在于,限位螺絲(8)穿設于底板(5)凸起的長方體部分。
5.一種如權利要求1-4任意一項所述的可調波衰減器的制作方法,其特征在于,包括以下步驟:
6.根據權利要求5所述的一種可調波衰減器的制作方法,其特征在于,s2中,將基片刻蝕為漸變形狀之前,設置頻率、功率、掃描次數、掃描速度參數。
7.根據權利要求5所述的一種可調波衰減器的制作方法,其特征在于,s2中,當用激光切割方式對基片進行切割時,將基片放置在激光打標機的焦平面上并固定在玻璃片上以避免高溫刻蝕冷卻后粘結,將基片刻蝕為漸變形狀。
8.根據權利要求5所述的一種可調波衰減器的制作方法,其特征在于,s2中,所述基片的切割形狀為圓弧形或楔形。
9.根據權利要求5所述的一種可調波衰減器的制作方法,其特征在于,s2中,利用物理氣相沉積法進行鍍膜,基片兩側鍍上厚度相同且均勻的金屬膜。
10.根據權利要求5所述的一種可調波衰減器的制作方法,其特征在于,s2中,使用離子束沉積設備,將金屬靶材固定在真空室樣品盤上,設置標準束流強度、加速電壓、離子種類、沉積時間參數,對基片進行鍍膜。