用於微波用途的電壓可調諧分層介電材料的製作方法
2023-07-07 17:04:06
專利名稱：用於微波用途的電壓可調諧分層介電材料的製作方法
本申請要求1998年10月16日提交的美國臨時專利申請No.60/104,503的利益。
本發明一般涉及用於微波用途的電子材料，更具體地說，涉及包括具有一個可調諧介電常數的鐵電材料的這樣的材料。
可調諧鐵電材料是其電容率(更普通地叫做介電常數)能通過改變材料經受或浸入的電場強度而改變的材料。儘管這些材料在居裡溫度以上工作在其順電相，但他們方便地叫做「鐵電體」，因為他們在居裡溫度以下呈現自然極化。典型的可調諧鐵電材料是鈦酸鋇鍶(Barium-Strontium Titanate)(BST)或BST合成物。這樣的材料的例子能在美國專利No.5,312,790、5,427,988、5,486,491和5,643,429中找到。這些材料，特別是BSTO-MgO合成物，表現低介電損耗和高可調諧能力。調諧能力定義為介電常數隨施加電壓的相對變化。這些獨特性質使這些材料適用於微波用途，如移相器、可調諧濾波器、可調諧諧振器、及延遲線。
美國專利No.5,830,591公開了一種多層鐵電合成物波導管，其中在保持可調諧能力的同時能減小波導管的有效介電常數。波導管由高和低介電常數層建造。多層波導管包括垂直於分層方向的偏置板，以保持結構中的可調諧能力。公開在美國專利No.5,830,591中的結構僅適于波導管用途。因為高介電場，例如約10V/μm，是必需的以調諧可調諧材料，特別是在波導管用途中，所以在偏置電極之間的距離應該保持較小。就美國專利No.5,830,591的偏置板排列而論，沿該偏置板的方向以及在分層介電材料堆的方向上需要多層。這使這樣的器件的構造複雜。
美國專利No.5,729,239公開了一種用來在一個掃描平面中掃描的器件，該器件包括沿掃描軸線布置的一個周期導電板陣列，相鄰板離開約半個波長布置。該器件帶有沿掃描軸線布置的一個周期平板陣列，每塊平板由鐵電材料組成，布置在周期導電板陣列的一對相鄰導電板之間，使相鄰平板由導電板之一隔離。平板的每一塊帶有彼此基本平行的一個接收表面和一個輻射表面。平板的每一塊從接收表面向輻射表面傳輸一個電磁信號。輸入傳輸裝置在一個傳播方向把一個輸入電磁信號供給到周期平板陣列，從而輸入電磁信號入射在平板每一塊的接收表面上，並且從而在每個接收表面處接收的輸入電磁信號的電氣分量具有一個平行掃描軸線的分量。輸出傳輸裝置響應從對應平板中每個接收表面傳輸的電磁信號，從周期平板陣列傳輸一個輸出信號。該器件還包括用來跨過布置在一塊平板周圍的導電板諸對每一對選擇性施加一個電壓的多個裝置，以便選擇性地控制已經從對應平板中的接收表面傳輸的、在輻射表面每一個處接收的電磁信號的相位。
專利No.5,729,239公開了鈦酸鋇鍶(BSTO)、或其合成物、或其他陶瓷作為鐵電材料的使用。BSTO-MgO也已經由其他人提出用作一種可調諧鐵電材料。然而，在BSTO-MgO系中的材料一般具有超過100的介電常數。高介電常數不適於諸如插接天線之類的一些微波用途，這會降低天線的效率。高介電常數材料也在微波傳輸帶、共面、及其他平面結構傳輸線中引起低特性阻抗(＜10Ω)，這強烈限制高介電常數材料的應用。具有低損耗和高可調諧能力的低介電常數材料(例如，具有小於40的介電常數)希望用於插接天線和其他微波用途。
希望建造一種具較低總介電常數的鐵電結構，該結構具有諸如BST合成物之類的高可調諧能力和低損耗特性的優點，具有高介電常數。進一步希望建造一種用在各種微波器件，如微波傳輸帶、共面或其他平面結構傳輸線、同軸電纜、或波導管，中的這種結構。
本發明提供一種可調諧介電結構，該結構包括一個第一介電材料層、和一個相鄰第一介電材料層布置的第二介電材料層，第二介電材料層具有比第一介電材料層的介電常數小的介電常數。該結構進一步包括用來跨過第一介電材料施加一個可控制電壓的電極，由此控制第一介電材料的介電常數，其中至少一個電極定位在第一與第二介電材料層之間。
介電材料能以各種形狀形成，並且彼此相對以各種方位裝配。這樣的介電材料的分層結構能用作用於微波傳輸帶、共面或其他平面結構傳輸線的基片，以及用作用於同軸電纜或波導管的電介質。
當結合附圖閱讀時從最佳實施例的如下描述能得到本發明的充分理解，在附圖中
圖1是按照本發明一個最佳實施例建造的一種分層材料介電結構的等軸測圖；圖2是按照本發明一種分層結構的示意表示；圖3是按照本發明一種分層結構的等效電路的原理圖；圖4是包括按照本發明的一種分層材料介電結構的一根同軸線的端視圖；圖5是沿線5-5得到的、圖4的結構的剖視圖；圖6是用於天線用途的本發明另一個可選擇實施例的端視圖；圖7是沿線7-7得到的、圖6的結構的剖視圖；圖8是包括按照本發明建造的一種分層材料介電結構的一根微波傳輸帶線的等軸測圖；圖9是包括按照本發明建造的一種分層材料介電結構的一根共面線的等軸測圖；及圖10是包括按照本發明建造的一種分層材料介電結構的一個波導管的等軸測圖。
參照附圖，圖1是具有按照本發明一個最佳實施例建造的一種分層材料介電結構的一個電子器件的等軸測圖。可調諧介電器件10包括介電材料12、14、16、18的一種多層結構，該結構包括具有不同介電常數的兩種或多種材料，並且層壓在一起以調節總介電常數和可調諧能力。在分層結構中的一種或多種材料(例如12和16)是通常具有高介電常數、低損耗、和高可調諧能力的可調諧介電材料。對該描述來說，高介電常數大於約100，低損耗材料具有小於約0.01的損耗角正切(tanδ)，及可調諧能力在2V/μm下大於約15％。高介電常數、低損耗和高可調諧能力材料可以是其中x能在從零與一之間變化的Ba1-xSrxTiO3(BSTO)、和呈現這種低損耗和高可調諧能力的其合成物。這種合成物的例子包括但不限於BSTO-MgO、BSTO-MgAl2O4、BSTO-CaTiO3、BSTO-MgTiO3、BSTO-MgSrZrTiO6、或其任何組合。在分層結構中的其他材料(例如14和18)可以是可調諧或不可調諧介電材料，如Ba1-xSrxTiO3基材料、氧化鋁、雲母、及空氣。由於空氣是最低介電材料和最低損耗材料，所以它對於某些用途特別有用。如果在本發明的結構中把空氣用作不可調諧電介質，則可調諧材料在可調諧層之間安裝有空氣間隙。分層材料的合成總介電常數、可調諧能力及其他性質取決於層疊材料每一層的相對性質和厚度。因此，這些性質能通過改變具有一定介電常數特性的介電材料的層數、和改變層的厚度而調節。
本發明的分層材料對於施加到該結構上的射頻信號顯得象均勻材料。儘管本發明的結構不限於任何具體尺寸，但層的厚度應該實現這種視在均勻性。在最佳實施例中，介電層的厚度小於與該器件一起使用的射頻信號的波長的十分之一。
在圖1的實施例中，介電材料的每一種處於矩形平板的形式。每塊平板帶有一個用來接收一個射頻信號的輸入端20和一個用來發送該信號的輸出端22。一般地，圖1的分層結構能用作用於微波傳輸的可調諧介電介質。用來從該結構輸入和輸出一個射頻信號的裝置將取決於其中使用它的用途。導電材料片形式的電極24、26、28、30和32位於堆的每端，並且在可調諧介電材料的每一種之間。電極相鄰由可調諧鐵電材料組成的至少每塊平板的相對表面定位。就這種結構而論，至少一些電極定位在分層堆內，並且位於與RF信號的傳播方向平行和與可調諧材料平板的相對表面平行的平面中。對於具有一個電壓控制介電常數的那些介電材料平板，一個可控制直流電壓源34電氣連接到平板相對側的電極上。在圖1中，僅表示一個可控制直流電壓源，但必須理解，另外的電壓源可以用來控制幾塊平板的介電常數，或者相同的直流電壓源可以連接到介電材料的多塊平板上。在該最佳實施例中，相同可調諧介電材料的諸層經受相同的偏置電壓。另外，能改變施加電壓的極性而不影響器件的性能。一個坐標系表明在圖1中，從而平板位於與y-z平面平行的平面中，並且在x方向疊置。射頻信號在y方向經器件傳播。
圖2是按照本發明一種分層結構的示意表示。在圖2描繪的實施例中，表示的多塊介電材料平板36、38、40和42分別具有介電常數ε1、ε2、ε2、至εn；和厚度t1、t2、t2、至tn。圖2表示一種包括兩個組件44和46的結構，每個組件具有相同排列的介電材料。多個電極，例如48、50和52，定位在介電平板之間，並且連接到一個或多個可控制直流電壓源上。在圖2中，為了清楚起見表示一個可控制電壓源54。然而，如以上討論的那樣，在操作器件中可以使用多個源、和/或對單個源的多個連接。該圖表明一個完整器件能包括多個組件，每個組件具有相同或類似排列的介電材料。
圖3是按照本發明一種分層結構的等效電路的原理圖。在圖3中，通過改變施加到包含可調諧鐵電材料的介電平板上的控制電壓，能改變電容C1、C2、C3、至Cn的各種值的至少選擇的一些。分層結構的總電容是各個平板的電容之和。
圖4是用於可調諧同軸電纜用途的、本發明一個選擇實施例的端視圖，其中介電材料以同心圓柱56、58、60、和62排列。這裡同樣，介電材料層的某些能是具有較高介電常數、低損耗、和高可調諧能力的可調諧材料，而其他層能是可調諧或不可調諧材料。同心圓柱形電極64、66、68和70定位在介電材料之間，從而能施加一個偏置電壓以控制包含可調諧鐵電材料的介電圓柱的介電常數。提供一個金屬中心導體72、和一個圓柱形金屬接地74，以經電纜傳播RF信號。
圖5是沿線5-5得到的、圖4的結構的剖視圖。可控制直流電壓源之一表示成連接到電極68和70上。另外的可控制電壓源(未表示)用來把偏置電壓施加到位於與可調諧層的內部和外部表面相鄰的其他電極上。射頻信號經結構的傳播方向由箭頭76表明。圓柱形電極繞位於與射頻信號經器件的傳播方向平行的軸線定位。
圖6是用於一種空腔天線的可調諧空腔形式的、本發明另一個可選擇實施例的端視圖，該空腔天線包括多個矩形介電材料平板，其一個代表性樣本標號為條目80、82、84、86。平板的每一塊在其用於偏置電壓施加的相對側上具有例如由條目90和92表明的一對電極。如圖中所示，平板這樣排列，從而某些平板位於與由某些其他平板佔據的平面垂直的平面中。本發明通過把具有特定介電常數的一種分層、可調諧材料放置到空腔中提供用於一個空腔天線的一個可調諧空腔。在圖6的空腔中的開放空間能填充有空氣或一種不可調諧介電材料。
圖7是沿線7-7得到的、圖6的結構的剖視圖。表示的一個可控制電壓源94把一個可控制偏置電壓供給到電極90和92，由此控制介電材料82的介電常數。儘管僅表示一個可控制電壓源，但熟悉本專業的技術人員將認識到，另外的可控制電壓源、或對單個源的可選擇連接，能用來實施本發明。箭頭96表明射頻信號經器件的傳播方向。在圖6和7的結構中，介電平板選擇的一些能包含具有較高介電常數、低損耗、和高可調諧能力的材料。其他介電材料平板能是可調諧或不可調諧材料。
圖8是包括按照本發明建造的一種分層材料介電結構的一根微波傳輸帶線的等軸測圖。在該實施例中，一種類似於圖1的結構的分層結構10』由藉助於條目98、100、102和104表明的多塊介電材料平板建造。這裡同樣，電極定位在平板的相對側，如由電極106、108、110、和112表明的那樣。分層結構10』安裝在一個接地平面114上，從而平板大體垂直於接地平面定位。一個微波傳輸帶116安裝在相對著接地平面的分層結構的一側上。
圖9是包括按照本發明建造的一種分層材料介電結構的一根共面線的等軸測圖。在該實施例中，一種類似於圖1的結構的分層結構10」由藉助於條目118、120、122和124表明的多塊介電材料平板建造。這裡同樣，電極定位在平板的相對側，如由電極126、128、130、和132表明的那樣。一個中心帶條134及兩個接地平面136和138安裝在分層結構的一側上。接地平面定位在中心帶條的相對側。RF信號經中心帶條和相鄰接地平面傳輸。
圖10是包括按照本發明建造的一種分層材料介電結構的一個波導管的等軸測圖。在該實施例中，一種類似於圖1的結構的分層結構10」』由藉助於條目140、142、144和146表明的多塊介電材料平板建造。這裡同樣，電極定位在可調諧平板的相對側，如由電極148、150、152、和154表明的那樣。分層材料以與用於已知介電裝載波導管類似的方式填充到波導管156中。然後按照已知技術輸入和輸出RF信號。
本發明的分層介電材料結構通過用低介電常數可調諧或不可調諧材料分層高介電常數、高可調諧能力材料而不顯著降低其可調諧能力、或介電損耗的下降，提供一定的總介電常數和可調諧能力。對於本發明來說，高介電材料具有大於約100的介電常數，而低介電材料具有低於約30的介電常數。
圖1表明本發明的概念，它包括具有介電常數εn和厚度tn的n(n≥2)層不同材料。由於等效電路是平行電容器的等效電路，所以分層材料的合成介電常數εe按如下表示eo=i=1ntiTio;---(1)(T=i=1nti)]]>這裡εeo是在沒有直流偏置下分層材料的合成介電常數，ti是第i層的厚度，T是分層材料的總厚度，εio是在沒有直流偏置下第i層的介電常數。
在直流偏置條件下ev=i=1ntiTiv;-----(2)]]>其中εev是在場E的直流偏置下分層材料的合成介電常數，而εiv是在場E的直流偏置下第i層的介電常數。那麼εiv＝εio(1－biE)； (3)其中bi是第i種材料的可調諧能力，它定義為bi=-divdEio;------(4)]]>因此，分層材料的可調諧能力是be=-devdEeo]]>=i=1ntiTiobii=1ntiTio--------(5)]]>在所有層具有相同可調諧能力而具有不同介電常數的情況下，公式(5)將是be＝b1；I＝1，2，…，n(6)公式(6)指示分層材料具有與每層的各個可調諧能力相同的可調諧能力。
現在考慮一種兩層的情況。層1是一種具有高介電常數的可調諧材料。層2是具有低介電常數的不可調諧材料。如果t1≈t2或不是遠小於t2，則我們從公式(5)得到be＝b1；(7)公式(7)指示分層材料可調諧能力與可調諧層相同。
本發明提供一種用可以是可調諧或不可調諧的低介電材料分層的高介電常數、低損耗、和高可調諧能力材料的多層結構。本發明不僅僅限於得到低介電常數材料。用該方法能實現由與各層有關的介電常數約束的任何介電常數。
分層不同層的方法能簡單地是機械的、共同燒制、或厚膜和/或薄膜處理的。在這些方法中，各層的性質應該與最終分層結構中的對應層的性質相同或與其接近。
因而，在本發明中，通過使用物理或化學處理改變一種或多種不同介電常數材料，能實現一種分層結構材料。介電常數能通過選擇具有很小或沒有可調諧能力損耗或者介電損耗變壞的適當材料和層厚度能調節。
本發明的一個優點在於，通過用低介電常數材料分層高介電常數材料能容易地調節一些總介電常數。分層材料的合成介電常數能在從幾至幾十，如有必要甚至至幾百，的範圍內，因為高介電材料可以是其中x能在零與一之間變化的Ba1-xSrxTiO3(BSTO)；和具有從約100至幾千變化的介電常數的BSTO合成物；及諸如空氣(ε＝1)之類的低介電常數材料；和/或其他介電材料，如氧化鋁(ε＝9-10)、雲母(ε＝4.2)、Ba1-xSrxTiO3基材料。
儘管按照其當前最佳實施例已經公開了本發明，但熟悉本專業的技術人員將理解，能進行公開實施例的各種修改，而不脫離由如下權利要求書定義的本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種可調諧介電結構，包括一個第一介電材料層；一個第二介電材料層，相鄰所述第一介電材料層定位，所述第二介電材料層具有比所述第一介電材料層的介電常數小的介電常數；及第一和第二電極，用來跨過所述第一介電材料施加一個可控制電壓，由此控制所述第一介電材料的介電常數，其中至少一個所述電極定位在所述第一與第二介電材料層之間。
2.根據權利要求1所述的可調諧介電結構，進一步包括用來跨過所述第二介電材料施加一個可控制電壓的裝置，由此控制所述第二介電材料的介電常數。
3.根據權利要求1所述的可調諧介電結構，進一步包括多個另外的介電材料層，與所述第一和第二介電材料層大體平行地定位，並且所述另外介電材料層的至少選擇的一些具有一個可調諧介電常數。
4.根據權利要求3所述的可調諧介電結構，其中所述第一、第二及另外的層裝配成多個子組件，所述子組件基本上彼此相同。
5.根據權利要求1所述的可調諧介電結構，其中所述第一介電材料層具有大於約100的介電常數和小於約0.01的損耗角正切。
6.根據權利要求1所述的可調諧介電結構，其中所述第二介電材料層包括如下之一一種其中x在從零至一範圍內的Ba1-xSrxTiO3合成物、氧化鋁、雲母、及空氣。
7.根據權利要求1所述的可調諧介電結構，其中所述第一和第二層是位於平行於射頻信號經器件傳播的方向定向的平面中的大體矩形平板。
8.根據權利要求1所述的可調諧介電結構，其中所述第一和第二層包括如下組的一種厚層、帶、厚膜及薄膜層。
9.根據權利要求1所述的可調諧介電結構，其中所述第一和第二層每個具有小於要經器件傳輸的射頻信號的波長的約十分之一的厚度。
10.一種同軸電纜，包括一個第一大體圓柱形的介電材料層；一個第二大體圓柱形的介電材料層，相鄰所述第一介電材料層定位，所述第二介電材料層具有比所述第一介電材料層的介電常數小的介電常數；第一和第二電極，用來跨過所述第一介電材料施加一個可控制電壓，由此控制所述第一介電材料的介電常數，其中至少一個所述電極定位在所述第一與第二介電材料層之間；一個第一導體，沿第一和第二大體同心層的軸線定位；及一個第二導體，繞所述第一和第二大體同心層定位。
11.根據權利要求10所述的同軸電纜，進一步包括用來跨過所述第二介電材料施加一個可控制電壓的裝置，由此控制所述第二介電材料的介電常數。
12.根據權利要求10所述的同軸電纜，進一步包括多個另外的大體同心介電材料層，與所述第一和第二介電材料層大體同軸地定位，並且所述另外介電材料層的至少選擇的一些具有一個可調諧介電常數。
13.根據權利要求12所述的同軸電纜，其中所述第一、第二及另外的層裝配成多個子組件，所述子組件基本上彼此相同。
14.根據權利要求10所述的同軸電纜，其中所述第一介電材料層具有大於約100的介電常數和小於約0.01的損耗角正切。
15.根據權利要求10所述的同軸電纜，其中所述第二介電材料層包括如下之一一種其中x在從零至一範圍內的Ba1-xSrxTiO3合成物、氧化鋁、雲母、及空氣。
16.根據權利要求10所述的同軸電纜，其中所述第一和第二層包括如下組的一種厚層、帶、厚膜及薄膜層。
17.根據權利要求10所述的可調諧介電結構，其中所述第一和第二層每個具有小於要經電纜傳輸的射頻信號的波長的約十分之一的厚度。
18.一種微波傳輸帶線，包括一個第一介電材料層；一個第二介電材料層，相鄰所述第一介電材料層定位，所述第二介電材料層具有比所述第一介電材料層的介電常數小的介電常數；第一和第二電極，用來跨過所述第一介電材料施加一個可控制電壓，由此控制所述第一介電材料的介電常數，其中至少一個所述電極定位在所述第一與第二介電材料層之間；及一個接地平面，相鄰所述第一第二層的每一層的第一邊緣定位。
19.根據權利要求18所述的微波傳輸帶線，進一步包括用來跨過所述第二介電材料施加一個可控制電壓的裝置，由此控制所述第二介電材料的介電常數。
20.根據權利要求18所述的微波傳輸帶線，進一步包括多個另外大體同心的介電材料層，與所述第一和第二介電材料層大體同軸地定位，並且所述另外介電材料層的至少選擇的一些具有一個可調諧介電常數。
21.根據權利要求20所述的微波傳輸帶線，其衝所述第一、第二及另外的層裝配成多個子組件，所述子組件基本上彼此相同。
22.根據權利要求18所述的微波傳輸帶線，其中所述第一介電材料層具有大於約100的介電常數和小於約0.01的損耗角正切。
23.根據權利要求18所述的微波傳輸帶線，其中所述第二介電材料層包括如下之一一種其中x在從零至一範圍內的Ba1-xSrxTiO3合成物、氧化鋁、雲母、及空氣。
24.根據權利要求18所述的微波傳輸帶線，其中所述第一和第二層包括如下組的一種厚層、帶、厚膜及薄膜層。
25.根據權利要求18所述的微波傳輸帶線，其中所述第一和第二層每個具有小於要經微波傳輸帶線傳輸的射頻信號的波長的約十分之一的厚度。
26.一種用於空腔天線的可調諧空腔，包括一塊第一介電材料平板；一塊第二介電材料平板，位於與所述第一平面基本垂直的第二平面內，所述第二介電材料層具有比所述第一介電材料層的介電常數小的介電常數；及第一和第二電極，用來跨過所述第一介電材料施加一個可控制電壓，由此控制所述第一介電材料的介電常數。
27.根據權利要求26所述的空腔，進一步包括用來跨過所述第二介電材料施加一個可控制電壓的裝置，由此控制所述第二介電材料的介電常數。
28.根據權利要求26所述的空腔，進一步包括第一多個另外的介電材料層，與所述第一介電材料平板大體平行地定位，所述第一多個另外介電材料層具有一個可調諧介電常數；和第二多個另外的介電材料層，與所述第二介電材料平板大體平行地定位，並且所述第二多個另外介電材料層具有一個可調諧介電常數。
29.根據權利要求26所述的空腔，其中所述第一介電材料平板具有大於約100的介電常數和小於約0.01的損耗角正切。
30.根據權利要求26所述的空腔，其中所述第二介電材料平板包括如下之一一種其中x在從零至一範圍內的Ba1-xSrxTiO3合成物、氧化鋁、雲母、及空氣。
31.根據權利要求26所述的空腔，其中所述第一和第二平板大體是矩形，並且平行於射頻信號經空腔傳播的方向定向。
32.一種波導管，包括一個第一介電材料層；一個第二介電材料層，相鄰所述第一介電材料層定位，所述第二介電材料層具有比所述第一介電材料層的介電常數小的介電常數；第一和第二電極，用來跨過所述第一介電材料施加一個可控制電壓，由此控制所述第一介電材料的介電常數，其中至少一個所述電極定位在所述第一與第二介電材料層之間；一個微波傳輸帶，相鄰所述第一和第二層的每一層的一個第一邊緣定位；及第一和第二接地平面，定位在所述微波傳輸帶的相對側。
33.根據權利要求32所述的波導管，進一步包括用來跨過所述第二介電材料施加一個可控制電壓的裝置，由此控制所述第二介電材料的介電常數。
34.根據權利要求32所述的波導管，進一步包括多個另外的介電材料層，與所述第一和第二介電材料層大體平行地定位，所述另外介電材料層的至少選擇的一些具有一個可調諧介電常數。
35.根據權利要求32所述的波導管，其中所述第一介電材料層具有大於約100的介電常數和小於約0.01的損耗角正切。
36.根據權利要求32所述的波導管，其中所述第二介電材料層包括如下之一一種其中x在從零至一範圍內的Ba1-xSrxTiO3合成物、氧化鋁、雲母、及空氣。
37.根據權利要求32所述的波導管，其中所述第一和第二層是位於平行於射頻信號經波導管傳播的方向定向的平面中的大體矩形平板。
38.一種共面線，包括一個第一介電材料層；一個第二介電材料層，相鄰所述第一介電材料層定位，所述第二介電材料層具有比所述第一介電材料層的介電常數小的介電常數；第一和第二電極，用來跨過所述第一介電材料施加一個可控制電壓，由此控制所述第一介電材料的介電常數，其中至少一個所述電極定位在所述第一與第二介電材料層之間；一個導體，相鄰所述第一和第二層的每一層的一個第一邊緣定位；及第一和第二平面，定位成相鄰所述第一和第二層的每一層的所述第一邊緣並且在所述導體的相對側。
39.根據權利要求38所述的共面線，進一步包括用來跨過所述第二介電材料施加一個可控制電壓的裝置，由此控制所述第二介電材料的介電常數。
40.根據權利要求38所述的共面線，進一步包括多個另外大體同心的介電材料層，與所述第一和第二介電材料層大體同軸地定位，並且所述另外介電材料層的至少選擇的一些具有一個可調諧介電常數。
41.根據權利要求40所述的共面線，其中所述第一、第二及另外的層裝配成多個子組件，所述子組件基本上彼此相同。
42.根據權利要求38所述的共面線，其中所述第一介電材料層具有大於約100的介電常數和小於約0.01的損耗角正切。
43.根據權利要求38所述的共面線，其中所述第二介電材料層包括如下之一一種其中x在從零至一範圍內的Ba1-xSrxTiO3合成物、氧化鋁、雲母、及空氣。
44.根據權利要求38所述的共面線，其中所述第一和第二層包括如下組的一種厚層、帶、厚膜及薄膜層。
45.根據權利要求18所述的共面線，其中所述第一和第二層每個具有小於要經共面線傳輸的射頻信號的波長的約十分之一的厚度。
全文摘要
一種可調諧介電結構,包括:一個第一介電材料層;一個第二介電材料層,相鄰第一介電材料層定位,第二介電材料層具有比第一介電材料層的介電常數小的介電常數;及諸電極,用來跨過第一介電材料施加一個可控制電壓的,由此控制第一介電材料的介電常數,其中至少一個電極定位在第一與第二介電材料層之間。介電材料能以各種形狀形成,並且彼此相對以各種方位裝配。該可調諧介電結構用在各種器件中,包括同軸電纜、空腔天線、微波傳輸帶線、共面線、及波導管。
文檔編號H01Q3/44GK1326600SQ99813274
公開日2001年12月12日 申請日期1999年10月15日 優先權日1998年10月16日
發明者路易斯·森古塔, 史蒂文·斯特沃爾, 朱永飛, 瑟納斯·森古塔, 魯納·H·丘, 張虛白 申請人:帕拉泰克微波公司