用于磁性材料的增材制造系统和方法与流程

本发明总体上涉及增材制造(additive manufacturing)，并且更具体地，涉及用于使用磁性材料进行增材制造的系统和方法。

背景技术：

磁性材料被用来形成各种各样的电气装置，比如马达、变压器、传感器和/或其他电子装置。当前的装置常常被小型化以形成更小或者更薄的装置，或者在移动应用的领域中以减小重量、减小功率和/或另外在更小的占位面积内增加更多的功能。现有的用于形成相对小的磁性装置的方法典型地包括使用光刻抗蚀剂复合材料、机械抛光/安置或者电镀进行的压纹(embossing)或者光刻构图(lithographic patterning)。

传统的电铸可以被用来将金属磁性材料镀覆到光刻构图的表面上，并且虽然电铸的分辨率(resolution)可以低至10纳米，但是该技术不能用于大体上不导电的陶瓷永磁体或者铁氧体材料。传统的光刻和压纹工艺也是常规可用的，但是这些工艺被限制在大约40-60μm的最小分辨率并且要求相对复杂的多层生长过程以产生光刻处理的典型的2.5维形状。因此，存在对于相对廉价的、花费较少时间的、并且不复杂的用以提供紧凑的磁性装置的改进方法的需要。

技术实现要素：

披露了用于用以提供磁性材料增材制造系统的系统和方法的技术，其中该磁性材料增材制造系统被配置成形成紧凑的磁性结构和/或装置。磁性材料增材制造系统(MMAMS)可以包括控制器和一个或者多个分配器，该一个或者多个分配器被配置成以高分辨率模式分配磁性材料基质，以形成紧凑的磁性结构和/或装置。MMAMS可以与其他的AMS和/或其他构造系统和/或子系统集成，以与常规的方法相比相对快速地和低成本地形成复杂的和紧凑的结合有磁性结构和/或装置的电子装置。

在一个实施例中，一种方法可以包括：接收磁性装置设计，该磁性装置设计包括待由磁性材料基质形成的磁性结构，其中磁性材料基质被配置成用在磁性材料增材制造系统(MMAMS)中；通过MMAMS接收磁性材料基质；以及使用MMAMS分配磁性材料基质，以形成磁性结构。

在另一个实施例中，一种系统可以包括传输线，该传输线耦接在信号源和信号接收器之间，其中，传输线包括中央导体，该中央导体通过至少一个电介质与外导体分离；该至少一个电介质包括铁氧体基质，该铁氧体基质通过MMAMS分配；并且中央导体和外导体中的至少一个包括铁磁性基质，该铁磁性基质通过MMAMS分配并且被配置成提供极化场到铁氧体基质，以当电磁波在信号源和信号接收器之间传播时改变电磁波的电磁传播特性。

在另一个实施例中，一种方法可以包括：通过传输线接收信号源的信号；在信号源和信号接收器之间传播该信号；以及将该信号通过传输线提供到信号接收器。其中传输线包括通过至少一个电介质与外导体分离的中央导体；该至少一个电介质包括通过磁性材料增材制造系统(MMAMS)分配的铁氧体基质；并且传输线包括铁磁性基质，该铁磁性基质通过MMAMS分配并且被配置成提供极化场到铁氧体基质，以当信号在信号源和信号接收器之间传播时改变信号的电磁传播特性。

进一步地，本公开包括根据下列条目的实例：

条目1.一种方法(600)，包括：接收(602)磁性装置设计，磁性装置设计包括待由磁性材料基质(328、338、438、438B-E)形成的磁性结构(300K、400A-F、534)，其中磁性材料基质被配置成用在磁性材料增材制造系统“MMAMS”(110)中；通过MMAMS接收(604)磁性材料基质；以及使用MMAMS分配(606)磁性材料基质，以形成磁性结构。

条目2.根据条目1的方法，其中：MMAMS至少部分地由熔丝构造增材制造系统实现；磁性材料基质包括磁性基质纤丝；并且分配磁性材料基质的步骤包括：使用被驱动的纤丝挤出喷嘴以一个或者多个图案化的层的形式分配磁性基质纤丝，以形成磁性结构。

条目3.根据条目1的方法，其中：MMAMS至少部分地由立体光刻增材制造系统实现；磁性材料基质包括磁性基质液体；并且分配磁性材料基质的步骤包括：使用被驱动的液体分配器喷嘴以一个或者多个图案化的层的形式分配磁性基质液体，以形成磁性结构。

条目4.根据条目1的方法，其中：磁性材料基质包括铁氧体基质(328)；并且磁性结构包括该铁氧体基质，该铁氧体基质被配置成从铁磁体(338、438、438B-E)接收极化场。

条目5.根据条目1的方法，其中：磁性材料基质包括铁磁性基质(338、438、438B-E)；并且磁性结构包括该铁磁性基质，该铁磁性基质被配置成提供极化场到铁氧体磁体(328)。

条目6.根据条目1的方法，其中：磁性材料基质包括铁氧体基质(328)，并且磁性结构包括传输线(300K、400A-F)；传输线包括中央导体(340、440、440B)，中央导体通过至少一个电介质(328、348)与外导体(346、446)分离；该至少一个电介质包括通过MMAMS分配的铁氧体基质；并且中央导体和外导体中的至少一个包括铁磁性基质(338、438、438B-C)，该铁磁性基质被配置成提供极化场到铁氧体基质，以当电磁波通过传输线传播时改变电磁波的电磁传播特性。

条目7.根据条目6的方法，其中：极化场包括相对于电磁波的传播方向的方位和强度中的至少一者，方位和强度中的该至少一者被选择以改变与电磁波相关的相移和延迟中的至少一个。

条目8.根据条目6的方法，其中：铁磁性基质设置在中央导体内；并且中央导体的围绕铁磁性基质的非磁性部分的厚度大于或者等于与电磁波相对应的趋肤深度的大约两倍到三倍。

条目9.根据条目6的方法，其中：铁磁性基质设置在中央导体内；中央导体包括非磁性导电聚合物(340、440、440B)和金属表面层(330、350)；并且铁氧体基质通过金属表面层与铁磁性基质分离。

条目10.根据条目6的方法，其中：铁磁性基质包括设置在外导体的第一部分内的第一铁磁性基质(438B)；外导体包括设置在外导体的与中央导体相对的第二部分内的第二铁磁性基质(438C)；铁氧体基质至少设置在外导体的第一部分和第二部分之间；并且第一铁磁性基质和第二铁磁性基质被配置成提供极化场。

条目11.根据条目1的方法，还包括通过下列步骤制备磁性材料基质：将铁氧体或者铁磁性粉末与液体聚合物树脂混合以形成大团液体磁性基质；以及将该大团液体磁性基质作为磁性材料基质提供到MMAMS。

条目12.根据条目1的方法，还包括通过下列步骤制备磁性材料基质：将铁氧体或者铁磁性粉末与液体聚合物树脂混合以形成大团液体磁性基质；固化或者凝固该大团液体磁性基质以形成大团固体磁性基质；由该大团固体磁性基质挤出磁性基质纤丝；以及将磁性基质纤丝作为磁性材料基质提供到MMAMS。

条目13.一种系统(530)，包括：传输线(534)，传输线耦接在信号源(532)和信号接收器(536)之间，其中：传输线包括中央导体(340、440、440B)，中央导体通过至少一个电介质(328、348)与外导体(346、446)分离；该至少一个电介质包括铁氧体基质(328)，铁氧体基质通过磁性材料增材制造系统“MMAMS”(110)分配；以及中央导体和外导体中的至少一个包括铁磁性基质(338、438、438B-C)，铁磁性基质通过MMAMS分配并且被配置成提供极化场到铁氧体基质，以当电磁波在信号源和信号接收器之间传播时改变电磁波的电磁传播特性。

条目14.根据条目13的系统，其中：极化场包括相对于电磁波的传播方向的方位和强度中的至少一者，方位和强度中的该至少一者被选择以改变与电磁波相关的相移和延迟中的至少一个。

条目15.根据条目13的系统，其中：铁磁性基质设置在中央导体内；并且中央导体的围绕铁磁性基质的非磁性部分的厚度大于或者等于与电磁波相对应的趋肤深度的大约两倍到三倍。

条目16.根据条目13的系统，其中：铁磁性基质设置在中央导体内；中央导体包括非磁性导电聚合物(340、440、440B)和金属表面层(330、350)；并且铁氧体基质通过金属表面层与铁磁性基质分离。

条目17.根据条目13的系统，其中：铁磁性基质包括设置在外导体的第一部分内的第一铁磁性基质(438B)；外导体包括设置在外导体的与中央导体相对的第二部分内的第二铁磁性基质(438C)；铁氧体基质至少设置在外导体的第一部分和第二部分之间；并且第一铁磁性基质和第二铁磁性基质被配置成提供极化场。

条目18.根据条目13的系统，其中：传输线包括矩形同轴传输线；并且该至少一个电介质包括设置在中央导体的四个横截面中的三个上的空气间隙。

条目19.一种方法(700)，包括：通过传输线(534)接收(702)信号源(532)的信号；在信号源和信号接收器(536)之间传播(704)该信号；以及将该信号通过传输线提供(706)到信号接收器，其中：传输线包括中央导体(340、440、440B)，该中央导体通过至少一个电介质(328、348)与外导体(346、446)分离；该至少一个电介质包括铁氧体基质(328)，该铁氧体基质通过磁性材料增材制造系统“MMAMS”(110)分配；并且传输线包括铁磁性基质(338、438、438B-E)，该铁磁性基质通过MMAMS分配并且被配置成提供极化场到铁氧体基质，以当信号在信号源和信号接收器之间传播时改变该信号的电磁传播特性。

条目20.根据条目19的方法，其中：极化场包括相对于电磁波的传播方向的方位和强度中的至少一这，方位和强度中的至少一者被选择以改变与电磁波相关的相移和延迟中的至少一个。

条目21.根据条目19的方法，其中：铁磁性基质设置在中央导体内；中央导体包括非磁性导电聚合物(340、440、440B)和金属表面层(330、350)；并且铁氧体基质通过金属表面层与铁磁性基质分离。

条目22.根据条目19的方法，其中：铁磁性基质包括设置在外导体的第一部分内的第一铁磁性基质(438B)；外导体包括设置在外导体的与中央导体相对的第二部分内的第二铁磁性基质(438C)；铁氧体基质至少设置在外导体的第一部分和第二部分之间；并且第一铁磁性基质和第二铁磁性基质被配置成提供极化场。

条目23.根据条目19的方法，其中：铁磁性基质设置在外导体外侧和铁氧体基质的上方和下方中的至少一个处。

条目24.根据条目19的方法，其中：传输线包括矩形同轴传输线；并且该至少一个电介质包括设置在中央导体的四个横截面中的三个上的空气间隙。

本发明的范围由权利要求定义，其被引入这个部分中以作参考。本发明的实施例的更完整的理解，以及其额外的优点的实现，将被通过下文中的一个或者多个实施例的详细说明的考虑而提供给本领域技术人员。将首先被简要说明的后附的附图将被参考。

附图说明

图1图示了根据本公开的一个实施例的磁性材料增材制造系统的框图。

图2图示了根据本公开的一个实施例的包括磁性材料增材制造系统的构造系统的框图。

图3A-K图示了根据本公开的一个实施例的磁性装置和/或结构的各个构造阶段。

图4A-F图示了根据本公开的一个实施例的形成的各种磁性装置和/或结构。

图5A图示了根据本公开的一个实施例的磁性装置和/或结构的各种形状的视图。

图5B图示了根据本公开的一个实施例的在电子装置中实现的磁性装置和/或结构。

图6图示了根据本公开的一个实施例使用磁性材料增材制造系统形成磁性装置和/或结构的各个操作的流程图。

图7图示了根据本公开的一个实施例使用磁性装置和/或结构的各个操作的流程图。

本公开的实施例和它们的优点通过参考下文中的详细说明能够被最好地理解。应该认识到的是相同的标号用来标识图示在这些附图中的一个或者多个中的相同装置。

具体实施方式

根据本公开的一个或者多个实施例，一种用于形成紧凑的磁性结构和/或装置的方法包括使用增材制造过程来以高分辨率(resolution)模式分配磁性材料基质，以便形成紧凑的磁性结构和/或装置。在各种实施例中，磁性材料增材制造系统(MMAMS)可以包括控制器和一个或者多个分配器(例如，挤出机喷嘴、液体分配器、线分配器和/或其他磁性材料分配器)，该分配器被配置成在构建支撑件上形成图案化的磁性结构和/或装置。MMAMS可以与其他的AMS和/或其他的构造系统和/或子系统集成，以与传统的方法相比相对快速地且廉价地形成结合有磁性结构和/或装置的复杂且紧凑的电子装置。

在各种实施例中，所描述的技术以大约10μm的设计分辨率直接将磁性材料写入复杂的三维形状中。磁性材料可以在几分钟内被置入(使用电子控制)期望的一维、二维或者三维图案中。在各种实施例中，可以通过分配高粘度聚合物并且当它被印刷时使用热、光和/或其他催化剂而固化在位、在自由空间中附加形成预固化的磁性复合纤丝(例如，与聚合物混合的NdFeB)、在磁性材料旁边额外形成用于机械支撑的非磁性材料、和/或使用其他增材制造技术而使三维形状图案化。在磁性材料被固化或者干燥之后，非磁性材料可以被保留或者溶解掉。结果是形成置于聚合物结构内的高精度磁场图案。整个装置内的聚合物的不同部分可以包括磁性材料或者可以不包括磁性材料。典型地，磁性材料将仅仅是整个装置的总体积的一小部分，但是由所结合的磁性材料产生的场可以被精确地聚焦到需要用来驱动机电、射频、太赫兹或者光学装置的容积空间上。在使用液体分配器的情况下，可以采用受限的加热，允许材料在图案化之前被各项同性地磁化。这意味着可以产生非常复杂的磁性形状，而该非常复杂的磁性形状在使用光刻构图或者压纹的情况下是不可能实现的。完成的部件可以使用传统的大范围磁化工具或者磁场发生器被磁化，如本文中所描述的。

图1图示了根据本公开的一个实施例的磁性材料增材制造系统(MMAMS)110的框图100。如图1所示，MMAMS110包括控制器112、分配器114和构建支撑件116，分配器被配置成从供给器115接收磁性材料基质117。在各种实施例中，控制器112可以被配置成控制系统110的各个元件，以使用对应于MMAMS110的增材制造过程由磁性材料基质117形成一个或者多个磁性结构。例如，在MMAMS110被实现为熔丝构造增材制造系统(fused filament fabrication additive manufacturing system)(FFFAMS)的实施例中，控制器112可以被配置成接收用于磁性装置的设计(例如，以由比如计算机和/或存储器装置的外部逻辑器件提供的电子数据文件的形式)，并且被配置成使用分配器114分配磁性材料基质117(例如，以浸渍了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚乳酸(PLA)、高密度聚乙烯(HDPE)、PC/ABS、聚苯砜(PPSU)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)和/或由供给器115提供的其他聚合物纤丝的磁性粒子的形式)，以由磁性材料基质117形成磁性装置的磁性结构。

更一般地，MMAMS可以被实现为FFFAMS、立体光刻(stereolithographic)AMS(例如，其可以被配置成使用光致聚合和/或其他类型的液体固化工艺由浸渍了液体的磁性粒子形成固体磁性结构)、线或者粒子熔合AMS(例如，其可以被配置成使用激光、电子束和/或其他类型的熔化、烧结和/或熔合装置由彼此熔合的磁性线和/或颗粒形成磁性结构)和/或可以被配置成由磁性材料基质117(例如，浸渍了纤丝和/或液体的磁性粒子、磁性颗粒或者粒子、和/或其他磁性材料基质)形成磁性结构的其他类型的AMS。在一些实施例中，不同类型的AMS(比如FFF和立体光刻AMS)可以被组合到单个MMAMS中，该单个MMAMS可以被配置成使用多个不同类型的增材制造过程形成磁性结构。

控制器12可以实现为具有任何适合的逻辑器件(例如，处理装置、微控制器、处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、存储器存储装置、存储器读取器或者其他装置或者这些装置的组合)或者可以适于执行、存储、接收和/或提供适当的指令(比如，例如使用MMAMS110的一个或者多个元件实现形成磁性结构的方法和/或控制回路的软件指令)的逻辑器件的分布式组合。此外，控制器112可以实现为具有一个或者多个机器可读介质，该一个或者多个机器可读介质被配置成存储用于加载进控制器112中和/或由控制器执行的非暂时性指令和/或数据文件(诸如设计数据文件)。这种机器可读介质可以是内部的、外部的和/或以其他方式配置成与控制器112相互配合。在这些以及其他的实施例中，逻辑器件可以实现为具有其他适当的部件，比如易失性存储器、非易失性存储器和/或一个或者多个接口(例如，内部集成电路(I2C)接口、移动行业处理器接口(MIPI)、联合测试行动组(JTAG)接口(例如，IEEE1149.1标准测试访问端口和边界扫描架构)、各种类型的通用串行总线(USB)和/或其他接口)。

分配器114可以被实现为被驱动的或者大体上静止的纤丝挤出喷嘴、液体分配器喷嘴、打印头、线和/或颗粒置放装置、和/或被配置成从供给器115接收磁性材料基质117并且以被配置成形成由构建支撑件116支撑的磁性结构的至少一部分的图案、层或者大团液体(bulk liquid)的形式分配磁性材料基质117的任何其他类型的分配器。例如，在MMAMS110被至少部分地实现为FFFAMS的实施例中，分配器114可以包括被驱动的(例如，使用一个或者多个步进电机)纤丝挤出喷嘴，该纤丝挤出喷嘴被配置成从供给器115的卷轴或者线轴接收磁性基质纤丝并且当它以一个或者多个图案化的层的形式分配该磁性基质纤丝时加热、软化和/或熔化该磁性基质纤丝(例如，使用与分配器114集成的加热器)，以在构建支撑件116上形成磁性结构。

在MMAMS 110被至少部分地实现为立体光刻AMS的实施例中，分配器114可以包括被驱动的液体分配器喷嘴，该液体分配器喷嘴例如被配置成从供给器115的储器中接收磁性基质液体，并且以一个或者多个图案化的层的形式分配该磁性基质液体以形成磁性结构，或者将磁性基质液体分配到预形成(例如，使用不同的分配器和/或AMS、和/或其他类型的构造系统)的模具中。在一个或者多个实施例中，分配器114的喷嘴可以用大体上非磁性的材料实现，例如以帮助减小磁性材料的累积和/或分配器114内堵塞的风险。在一些实施例中，液体分配器喷嘴例如可以被实现为具有加热器，以帮助调节磁性材料基质117的粘度/流速，和/或以当磁性材料基质117被分配时帮助调节它的磁化。在其他的实施例中，分配器114例如可以被配置成将大团磁性基质液体分配进构建支撑件116的构建储器中，并且一个或者多个激光器和/或其他固化装置(例如，其他的模块118)可以用来固化构建支撑件116上的大团磁性基质液体的图案化的层以形成磁性结构。

在各种实施例中，磁性基质纤丝、磁性基质液体和/或其他磁性材料基质117在通过分配器114分配之后可以通过允许该基质冷却、通过施加比如热的、化学的、电磁辐射类型的(例如，光)催化剂和/或其他类型的催化剂、和/或通过应用其他类型的固化过程而被固化。在MMAMS 110被至少部分地实现为线或者粒子熔合AMS的实施例中，分配器114可以包括被驱动的线或者粒子分配器喷嘴，该线或者粒子分配器喷嘴被配置成从供给器115接收磁性线或者磁性粒子并且将该线或者粒子分配为一个或者多个图案化的层(其然后可以被熔化、烧结或者以其他的方式熔合到彼此)和/或分配到预形成的层中，以形成磁性结构。这种熔合可以使用激光器、电子束和/或其他类型的熔合装置(例如，其他的模块118)执行。

例如，构建支撑件116可以被实现为机械驱动的平台，比如用于FFFAMS的平台，或者可以被实现为机械驱动的储器和/或平台，其中该储器可以被配置成容纳大团液体磁性基质，并且其中该平台和/或储器可以被配置成分离，以便当磁性结构被形成为耦接到该平台时将磁性结构从储器中提升出来。在一些实施例中，构建支撑件116可以被驱动以便相对于分配器114移动以利于磁性结构的形成。在一个实施例中，例如，分配器114贯穿整个制造过程可以大体上是不动的，并且构建支撑件116可以被配置成相对于分配器114移动和/或旋转，以帮助形成磁性结构。构建支撑件116也可以被实现为具有被配置成有助于一种类型的增材制造过程的一个或者多个特征，比如平台温度控制器(例如，加热器或者冷却器)或者装置卡盘或真空吸盘(例如，被配置成在成形的期间帮助使部分或者完全形成的磁性结构或者装置相对于构建支撑件116保持不动)。

在各种实施例中，其他模块118可以包括被配置成有助于由MMAMS110执行的一种类型的增材制造过程的一个或者多个装置。例如，其他模块118可以包括固化、熔化、烧结或者熔合激光器和/或电子束装置、图案投射器、温度传感器(例如，被配置成监测分配器114、构建支撑件116的温度、MMAMS 110的环境温度、和/或与MMAMS 110的操作相关的其他过程温度)、磁场发生器、消磁器、装置卡盘或者真空吸盘(例如，在其上安装或者形成磁性结构、磁性装置、模具和/或其他结构)、传输机构(例如，被配置成将磁性结构、构建支撑件116和/或装置卡盘或真空吸盘机械地传输至MMAMS 110中以及从MMAMS机械地传输)、定位传感器(alignment sensor)(例如，被配置成感测分配器114、构建支撑件116和/或由构建支撑件116支撑的磁性结构或者装置的部分的位置)、被配置成定位MMAMS 110的元件(例如，包括其他模块118的元件)的一个或者多个致动器、一个或者多个加热器(例如，以调节分配器114、构建支撑件116的温度、MMAMS 110和/或MMAMS 110的其他元件的环境温度)、和/或其他装置。

在一些实施例中，其他模块118的各种装置可以与MMAMS 110的其他元件集成，以帮助促进形成磁性结构和/或装置。例如，其他模块118的加热器和/或温度传感器可以与分配器114和/或构建支撑件116集成和/或耦接到控制器112，以帮助控制或者保持分配器114和/或构建支撑件116的特定温度。在其他实施例中，加热器、磁场发生器(例如，耦接到赫姆霍兹线圈或者其他电磁线圈结构的可调节电流源，具有或者不具有相对于构建支撑件116的可调节方位)、消磁器(例如，具有可调节交流电源的磁场发生器)和/或其他磁性调节装置可以与分配器114和/或构建支撑件116集成，以帮助调节由MMAMS 110形成的磁性结构的磁性质。例如，这种磁调节装置可以被配置成使这种调节相对于由MMAMS 110执行的增材制造过程在原位(in situ)或者非原位(ex situ)，以使得磁性调节将在磁性结构的形成中的中间步骤或者形成完成后进行。

在一个实施例中，分配器114、构建支撑件116和/或MMAMS 110的其他元件可以被实现为具有磁场发生器，该磁场发生器被配置成将磁性粒子和/或粉末(例如，散装的或者在液体内的)引导到构建支撑件116上的特定位置，比如在预形成的模具内。一般地，MMAMS 110可以被实现为具有多个分配器114和/或供给器115，以允许使用多种类型的材料形成磁性结构和/或装置，该多种类型的材料包括磁性材料基质117和/或非磁性材料(例如，用以形成用于磁性装置的非磁性结构，比如机械支撑件和/或模具)。

MMAMS 110的各种实施例可以用以形成具有大约10至20μm的可靠的尺寸分辨率的磁性结构。例如，在MMAMS 110被至少部分地实现为FFFAMS和/或立体光刻AMS的情况下，使用浸渍了聚合物液体和/或纤丝的磁性粒子，MMAMS 110可以被配置成例如形成具有小至大约10或者20μm的尺寸分辨率的一个或者多个磁性结构，同时保持大团(bulk，大块)(例如，机械加工的和/或成形的)磁性对应物的大约50％的磁性质/效果。因此，相对于传统方法，MMAMS 110的实施例可以被配置成在极其紧凑的空间中形成被配置成用于机械、电和/或射频应用的磁性结构。而且，部分由于可由MMAMS 110的实施例获得的分辨率和/或由使用磁性材料基质的增材制造提供的空间灵活性，与传统的机械加工、研磨(lapping)、光刻或者其他传统的磁性结构的成形相反，使用本文中描述的实施例形成的磁性结构可以被配置成产生极其复杂且紧凑的三维磁场和/或梯度。

图2图示了根据本公开的一个实施例的包括MMAMS 110的构造系统220的框图200。例如，构造系统220可以被配置成使用多个不同类型的构造过程以帮助形成与由MMAMS 110形成的一个或者多个磁性结构和/或装置集成的整体式装置。如图2所示，构造系统220可以包括电成形系统224、沉积系统226、浸没系统228和一个或者多个其他子系统230，每个系统均能够帮助处理至少部分地由MMAMS 110形成的磁性装置和/或结构。在各种实施例中，在制造的不同阶段中的磁性装置和/或其他结构可通过传输装置222在构造系统220的元件之间进行传送，该传输装置例如可以被实现为装置卡盘或者真空吸盘传送系统和/或被配置成从构造系统220的任何元件获得磁性装置和/或其他结构并且将该装置或者结构传递到构造系统220的另一个元件的其他传输装置。在一些实施例中，传输装置222可以至少部分地通过用户在构造系统220的元件之间传送装置或者结构而实现。传输装置222和/或构造系统220的其他元件的操作可以通过控制器212控制和/或以其他方式促进，该控制器例如可以被实现为与图1的控制器112类似的一个或者多个单片式或者分布式逻辑器件，该逻辑器件可以被配置成与构造系统220的任何元件通信以使构造系统220进行操作。

在图2中所示的实施例中，构造系统220包括制备系统211，该制备系统可以被配置成制备用于MMAMS 110的磁性材料基质和/或将磁性材料基质传送到MMAMS 110(例如，传送到MMAMS 110的供给器115，如图1所示)。在一些实施例中，制备系统211可以被配置成将磁性粉末与液体聚合物树脂混合以提供大团液体磁性基质。制备系统211例如可以被配置成将该大团液体磁性基质直接提供到MMAMS 110，或者凝固/固化该液体磁性基质以形成大团固体磁性基质，然后将它形成/挤出为纤丝、线和/或层压物，该纤丝、线和/或层压物可以作为基础磁性材料基质提供到MMAMS 110，使用相应类型的增材制造过程由该基础磁性材料基质形成磁性结构，如本文中所描述的。在其他的实施例中，制备系统211可以被配置成挤出和/或卷绕磁性线(例如，从大团磁性材料和/或线)，或者封装磁性颗粒、粒子和/或粉末例如以提供适合于熔合的磁性材料基质到MMAMS 110。

磁性材料基质的可能成分包括但不限于：各种类型和/或布置的铁磁和/或铁淦氧磁材料、硬和/或软磁性材料、大团铁氧体或者铁磁性材料、铁氧体和/或铁磁粉末(例如，具有在大约0.8至6μm之间的颗粒尺寸)、非导体陶瓷磁性材料、钡铁氧体(BaFe12O19)、各种其他的六角晶系铁氧体、钕(Nd2Fe14B)永磁体、软镍铁合金(NiFe)、各种其他的永磁体材料、SU8光刻抗蚀剂、其他光刻抗蚀剂聚合物、ABS、PC、PLA、HDPE、超HDPE、PC/ABS、PPSU、HIPS、热塑性聚合物、感光立体光刻光树脂和/或其他液体和/或可熔聚合物。当混合粉末和聚合物时，该混合可以以各种质量比进行，比如1:1、3:1和/或在0.5:1至大于5:1(例如，粉末质量：聚合物质量)的范围上。而且，一些磁性材料基质可以包括化学添加剂以减小在组分材料的界面表面能上的差异。例如，在一个实施例中，当与钡铁氧体粉末混合时，相对小的量(例如，每升聚合物/抗蚀剂0.5毫升附加)的乙酸乙酯和1-氰基-乙基-2乙基-4甲基咪唑(1-cyano-ethyl-2theyl-4methylimidazole)可以添加到SU8中，以帮助确保相对同质的混合。在各种实施例中，混合可以通过非磁性搅拌装置进行。

如本领域中已知的，铁磁性材料的特征可以是包括排列的(aligned)磁畴，该排列的磁畴产生相对强的净磁场，而铁淦氧磁材料的特征可以是包括相反的磁畴，如具有反铁磁性材料，但是具有在相反的磁畴的磁矩中的各向异性，以使得净磁矩或者总磁矩保持。净磁矩可以相对于传播中的电磁场选择性地排列(例如，使用外部施加的轮询磁场(magnetic polling field)，其例如可以由铁磁性材料提供)以改变传播中的电磁场的各种传播特性，如本文中所更全面地描述的。

电成形系统224可以被实现为可以被配置成在导电表面(比如图案化的导电表面)上形成具有可选择的厚度的金属层的任何电沉积、电镀和/或其他类型的电成形系统。例如，电成形系统224可以被配置成在部分地形成的磁性结构和/或装置的任何暴露的导电表面上形成一微米厚或者更厚的可电成形的金属的层，和/或形成在其上形成磁性结构和/或装置的相对厚的衬底。在各种实施例中，暴露的导电表面可以通过电成形掩模(比如图案化的光刻抗蚀剂)而选择性地暴露。沉积系统226可以被实现为可以被配置成在衬底上形成具有可选择的厚度的图案化材料层的任何溅射沉积系统和/或其他类型的薄膜沉积系统。例如，使用沉积掩模，沉积系统226可以被配置成在被部分地形成的磁性结构和/或装置的通过该沉积掩模暴露的部分上形成小于一微米厚或者更厚的金属材料的层(比如金属种子层)。这种暴露的部分可以包括导电和/或非导电表面。

浸没系统228可以被实现为可以被配置成部分地或者完全地浸渍和/或喷射一物体以化学刻蚀、清洁、溶解、填充或者以其他方式处理该物体的任何刻蚀、清洁、填充和/或其他类型的化学浸没系统。例如，浸没系统228可以被配置成溶解非磁性聚合物或者树脂和/或被部分地形成的磁性结构和/或装置内的其他非磁性结构，以去除该被部分地形成的磁性结构或者装置的不需要的部分(例如，构造支撑件或者模具)。在一些实施例中，浸没系统228可以被配置成浸渍被部分地形成的磁性结构或者装置，以用特定类型的材料(例如，比如介电材料，或者其他以溶液形式的磁性或者非磁性材料)填充该磁性结构或者装置内的一个或者多个腔，该特定类型的材料然后可以被固化以形成磁性结构和/或装置的一部分。在各种实施例中，浸没系统228可以与浸渍掩模一起使用，以选择磁性结构和/或装置的部分用以对磁性结构和/或装置进行刻蚀、清洁、溶解或者填充。在一些实施例中，浸没系统228可以被实现为具有加热器、灯和/或其他类型的固化装置以帮助干燥或者固化磁性结构和/或装置。

在各种实施例中，其他子系统230可以包括被配置成促进由构造系统220执行的构造过程的一个或者多个装置。例如，其他子系统230可以包括各种类型的非磁性AMS、材料供给和/或制备系统、固化、熔化、烧结或者熔合激光器和/或电子束装置、图案投射器、温度传感器(例如，被配置成监测与构造系统220的操作相关的过程温度)、磁场发生器、消磁器、装置卡盘或者真空吸盘、定位传感器(例如，被配置成感测由构造系统220部分或者全部构造的磁性结构或装置的位置和/或方位)、被配置成定位构造系统220的元件(例如，包括其他子系统230的元件)的一个或者多个致动器、一个或者多个加热器(例如，以调节构造系统220的元件的温度)、和/或其他装置。在一些实施例中，其他子系统230可以包括被配置成将集成电路和/或其他电路元件安置在基板(比如，印刷电路板(PCB))上以将这些电路元件与至少部分地由MMAMS110提供的磁性结构和/或装置一起集成到基板上的贴片机。

在一些实施例中，其他子系统230的各种装置可以与构造系统220的其他元件集成，以帮助促进形成磁性结构和/或装置。例如，其他子系统230的加热器和/或温度传感器可以与电成形系统224和/或浸没系统228集成和/或耦接到控制器212以帮助控制或者保持电成形系统224和/或浸没系统228的特定温度。在其他的实施例中，加热器、磁场发生器、消磁器和/或其他磁性调节装置可以与构造系统220的任何元件集成，以帮助调节由构造系统220形成的磁性结构和/或装置的磁性质。

通过将MMAMS110与构造系统220集成，本公开的实施例可以被配置成提供具有集成的磁性结构的电子装置，该磁性结构具有10-20μm的可靠的尺寸分辨率。而且，部分由于由使用磁性材料基质进行的增材制造提供的空间灵活性和/或相对精细的尺寸分辨率，包括使用本文中所描述的过程和/或系统形成的集成的磁性结构的电子装置可以被配置成在极其复杂且紧凑的三维磁场和/或梯度下进行操作和/或受益于该极其复杂且紧凑的三维磁场和/或梯度，如本文中所描述的。

可以利用MMAMS110和/或构造系统220的制造能力的一种磁性装置是用于电磁波(例如，电和/或光学传播波)的传输线。为了解释的目的，铁氧体材料对于改变电磁波的传播特性而言可以是有用的，并且磁性极化(magnetic poling)对于微波或者涉及铁氧体材料的更高频率的应用而言典型地是需要的。常规的极化方法典型地依赖于相对大(尺寸和场强)的外部磁体和/或感应体，以使机械抛光的(例如，相对大的)铁氧体块极化。外部磁体的尺寸典型地为在主要的三维坐标轴中的每个轴上至少几个mm。铁氧体基质本身允许更小的特征尺寸和更严格的位置公差，但是与铁氧体相互作用的常规方法涉及用相对大的外部磁体围绕传输线/波导管(waveguide)。铁氧体材料所需要的极化场的强度取决于铁氧体材料的类型和应用场合。由外部磁体提供的场强取决于它与铁氧体材料之间的物理距离和(在一些实施例中)将它聚焦到铁氧体上的磁极的数量。在许多应用中，几何限制要求外部磁体被置于与铁氧体相距数百微米或者更大距离处。在这种条件下，必须使用强磁体，其可与其他电子部件干涉并且导致增加的设计复杂性和降低的总产品性能。

本公开的实施例允许极化磁体被置于与铁氧体相距数个微米之内。通过将磁体直接并入传输线/波导管中，磁场实质上直接穿过铁氧体聚焦。这种设置减小了对于使用1特斯拉磁体的需要，这是因为大部分铁氧体仅仅需要0.2-0.5特斯拉的施加磁场，以便变得足够极化而在局部传播的电磁波上具有效果。通过提供降低的磁场需求和磁体的尺寸上的普遍减小，本公开的实施例减小了在结合有符合的磁性结构或者装置的电子装置中存在的磁场相互作用的量。

例如，涂覆有非磁性导体的铁磁性材料可以用作同轴传输线的内和/或外导体。铁氧体材料可以被置于内和外导体之间的电介质内。外部磁场可以根据需要施加以使铁磁性材料磁化(例如，在相对于电磁波或者其他类型的信号的期望传播方向的特定方向上)。覆盖铁磁性材料的非磁性导体防止在非磁性电介质中磁场与入射的电磁波之间的电磁耦合。但是，铁氧体材料(例如，磁性电介质)通过非磁性导体内的铁磁性材料变得极化。这导致在整个电介质区域上电磁场的铁氧体极化。结果是在传输线下传播的电磁波的互易的(reciprocal)或者非互易的(nonreciprocal)相移，并且类似的结构可以被用来形成许多不同的装置，这些装置被配置成改变电磁波传播穿过同轴传输线/波导管的方式。

本公开的实施例提供了高度紧凑的方法，该方法将磁性元件结合到电磁滤波器、传输线和耦合器中，以用于提高射频性能。本文中描述的磁性结构的尺寸可以从相对大的cm级的尺寸小至大约10μm。用于宏观尺度应用场合的硬铁磁体的场强可以大于1特斯拉，但是尺寸形成至10μm的硬铁磁体基质的场强可以在0.2和0.5特斯拉之间。软铁磁体显示磁场强度在0.4和1.75特斯拉之间。所描述的构造过程的紧凑性质允许这些实施例实现集成到磁性装置中的磁性结构之间的接近理想的磁耦合，这帮助补偿由增材制造过程的使用而引起的在场强上的任何损失，如本文中所描述的。

图3A-K图示了根据本公开的一个实施例的与磁性装置和/或结构(例如，其最终形式可以对应于磁性装置300K)的各个构造阶段相对应的磁性装置300A-300K。特别地，磁性装置300A-300K可以对应于用于电磁波的传输线，该传输线包括被配置成改变传输线内的电磁波的传播的一个或者多个磁性结构。例如，磁性装置300A-300K可以对应于或者形成真实延迟线(true delay line)、铁氧体磁芯变压器、耦合器、隔离器、循环器、铁氧体相移器、单向延迟线、铁磁性相移器/延迟线、用于继电器开关的超小(例如，直径大约在10-20μm之间，优选地10μm)磁体、用于核磁共振(NMR)和/或扫描电子显微镜(SEM)仪器设计的微海尔贝克阵列磁体(micro Halbach array magnets)、和/或其他大体上无源的电磁波传播更改/调节装置的部分，以包括由如本文中所描述的增材制造过程形成的一个或者多个磁性结构的矩形或者方形(例如，其中方形是矩形集的子集)同轴传输线(例如，微型同轴传输线)和/或波导管的形式。本文中描述的构造顺序可以被整体地集成，并且可以用在数小时至一或者两天之间的预期完成时间分批构造，其在总构造时间上实质上是降低的。

图3A图示了磁性装置300K的第一构造阶段。如图3A提供的实施例中所示，磁性装置300A包括形成在射频(RF)电介质板(例如，PCB)320上的铜层322。在一些实施例中，铜层322可以是一密耳(mil)厚，以便形成相对坚固的导电衬底，在该导电衬底上形成磁性装置300K和/或放置组成的电子装置的其他元件。例如，RF电介质板320可以在采购时即具有预形成的铜层322，或者，构造系统220的沉积系统226和/或电成形系统224的组合可以用来在所提供的裸RF电介质板320上形成铜层322。

在图3B中，导电聚合物可以形成在铜层322上以形成磁性装置300B的左和右导电聚合物平台324和325。例如，左和右导电聚合物平台324和325可以使用AMS(例如，与MMAMS110类似的其他子系统230的元件)形成在铜层322上，AMS被配置成使用导电聚合物来形成左和右导电聚合物平台324和325。这种导电聚合物可以被实现为ABS或者其他塑料或者聚合物，该ABS或者其他塑料或者聚合物用导电粒子(例如，纳米粒子)浸渍，以足以在左和右导电聚合物平台324和325被形成之后允许金属层被镀(例如，电镀)覆于左和右导电聚合物平台上。在各种实施例中，导电粒子大体上是非磁性的。例如，在一个实施例中，ABS配方可以被称为激光直接成型(LDS)可镀覆ABS材料。在一些实施例中，左和右导电聚合物平台324和325可以是大约40μm厚并且足够宽以支持磁性装置300K的剩余构造步骤。更一般地，左和右导电聚合物平台324和325的厚度可以相对于铁氧体基质328和/或形成在左和右导电聚合物平台324和325之间的其他大体上非导电的材料的厚度进行选择，例如以便促进磁性装置300K的外导体的形成。

在图3C中，铜膜326可以形成在左和右导电聚合物平台324和325以及铜层322上，以形成磁性装置300C。例如，铜膜326可以使用电成形系统224形成在左和右导电聚合物平台324和325以及铜层322上(例如，以至少部分地形成用于中央导体340和/或外导体346的金属表面层，如参考图3H和3I更全面地描述的)。在一些实施例中，铜膜326可以是大约10μm厚。

在图3D中，铁氧体基质328可以形成在左和右导电聚合物平台324和325之间和铜膜326上，以形成磁性装置300D。例如，铁氧体基质328可以使用MMAMS110形成。在一些实施例中，MMAMS110可以例如用FFF AMS实现，并且铁氧体基质328可以包括例如由制备系统211制备并且被提供到MMAMS110的供给器115的浸渍有纤丝聚合物的铁氧体(例如，铁淦氧磁物)粉末(例如，浸渍有纤丝ABS的钡铁氧体粉末)。在其他的实施例中，MMAMS110可以例如用立体光刻AMS实现，并且铁氧体基质328可以包括通过制备系统211混合到一起或者以其他方式制备并且被提供到MMAMS 110的供给器115的浸渍有液体聚合物的铁氧体粉末。在各种实施例中，铁氧体基质328可以在大约10μm和40μm厚之间并且大体上填充左和右导电聚合物平台324和325之间的表面。此外，基于铁氧体粉末和聚合物的材料选择，铁氧体基质328可以是大体上介电的。固化的或者以其他方式凝固的铁氧体基质328也可以被称为铁氧体结构或者铁氧体磁体。

在图3E中，铜种子层330可以形成在铁氧体基质328上，以形成磁性装置300E。例如，铜种子层330可以使用沉积系统226和沉积掩模形成。在一些实施例中，铜种子层330可以是大约10μm厚并且足够宽以支持磁性装置300K的剩余构造步骤，包括留下的铁氧体基质328的左和右部分330L和330R，其邻近左和右导电聚合物平台324和325，未被任何导电层覆盖。

在图3F中，导电聚合物壁332-335可以形成在铜膜326上以及左和右导电聚合物平台324和325上方，并且可溶解聚合物填充物336-337可以形成在铁氧体基质328的左和右部分330L和330R上，以形成磁性装置300F。例如，导电聚合物壁332-335和/或可溶解聚合物填充物336-337可以使用被配置成使用ABS导电聚合物(如图3B中)和/或可溶解聚合物的AMS(例如，其他子系统230)形成，以因此形成中央腔333F。在一些实施例中，导电聚合物壁332-335和可溶解聚合物填充物336-337可以形成为大约125μm厚并且足够宽以支撑磁性装置300K的剩余构造步骤，其中可溶解聚合物填充物336-337每个足够宽以完全覆盖铁氧体基质328的左和右部分330L和330R，以及(在一些实施例中)铜膜326和铜种子层330的邻接左和右部分330L和330R的额外部分(例如，大约1、5或者10μm部分)，以帮助确保导电聚合物壁332-335不会直接接触铁氧体基质328。一般地，导电聚合物壁332-335和/或可溶解聚合物填充物336-337可以形成为具有足以为磁性装置300K的剩余构造步骤提供结构支撑的任何厚度。

在各种实施例中，内导电聚合物壁333-334可以被配置成形成磁性装置300K的中央导体的至少一部分，并且外导电聚合物壁332和335可以被配置成形成磁性装置300K的外导体的至少一部分，并且二者都应该是磁性结构300K被设计成进行操作的电磁场的趋肤深度(skin depth)的至少大约2或者3倍。例如，对于30GHz的电信号，内导电聚合物壁333-334不需要厚于3-5μm(例如，相对于在该操作频率下沿着内导电聚合物壁333-334传播的电磁波，导电聚合物的电磁趋肤深度的大约两倍)，由此有助于磁性装置300K的紧凑性并且允许铁氧体基质328与嵌入磁性装置300K的中央导体或者外导体内的铁磁性基质之间的接近理想的磁耦合，其将相对于图3G-3K和4A-B更全面地描述。在各种实施例中，内导电聚合物壁333-334和/或外导电聚合物壁332和335可以是非磁性的，类似于如本文中所描述的用导电聚合物形成的任何结构。

在图3G中，铁磁性基质338可以在铁氧体基质328上方形成在铜膜326上以及形成在中央腔333F内，以形成磁性装置300G。例如，铁磁性基质338可以使用MMAMS110形成。在一些实施例中，MMAMS110可以例如用FFF AMS实现，并且铁磁性基质338可以包括例如由制备系统211制备的浸渍有纤丝聚合物并且被提供到MMAMS110的供给器115的的铁磁性粉末(例如，浸渍有纤丝ABS的NdFeB粉末)。在其他的实施例中，MMAMS110可以例如用立体光刻AMS实现，并且铁磁性基质338可以包括例如通过制备系统211混合到一起或者以其他方式制备并且被提供到MMAMS110的供给器115的浸渍有液体聚合物的铁磁性粉末。在各种实施例中，铁磁性基质338可以为大约125μm厚，并且大体上填满中央腔333F。在磁性装置300K形成之后，铁磁性基质338可以被磁化(例如，使用磁场发生器)以产生一磁场，该磁场适合于与铁氧体基质328相互作用以产生一个或者多个电磁波传播更改/调节装置，如本文中所描述的。固化的或者以其他方式凝固的铁磁性基质338也可以被称为铁磁性结构和/或铁磁体。

在图3H中，导电聚合物可以形成在内导电聚合物壁333-334的顶部上以及铁磁性基质338上方，以形成中央导体340，导电聚合物可以形成在外导电聚合物壁332和335的顶部上，以形成外导电壁342和343，并且可溶解聚合物可以形成在可溶解聚合物填充物336-337的顶部上以及中央导体340的上方，以形成可溶解聚合物填充物344，从而形成磁性装置300H。例如，中央导体340、外导电壁342和343、和/或可溶解聚合物填充物344可以使用被配置成视情况而使用ABS导电聚合物(如图3B中)和/或可溶解聚合物的AMS(例如，其他子系统230)形成。在一些实施例中，中央导体340可以形成为在铁磁性基质338上方大约20-40μm厚。在相关的实施例中，可溶解聚合物填充物344可以形成为在中央导体340上方大约20-40μm厚，并且外导电壁342和343可以形成为大体上与可溶解聚合物填充物344的顶部表面平齐。在各种实施例中，中央导体340可以包括铜种子层330的部分。

在图3I中，导电聚合物可以形成在外导电壁342和343的顶部上和可溶解聚合物填充物344上方以形成外导体346，以便形成磁性装置300I。例如，外导体346可以使用被配置成使用ABS导电聚合物(如图3B中)的AMS(例如，其他子系统230)形成。在一些实施例中，外导体346可以形成为在可溶解聚合物填充物344上方大约50μm厚。在各种实施例中，外导体346可以包括左和右导电聚合物平台324和325、铜层322和/或铜层326的部分。

在图3J中，可溶解聚合物填充物344可以被去除以形成电介质348(例如，空气间隙)以及以形成磁性装置300J。例如，可溶解聚合物填充物344可以通过由浸没系统228施加的溶剂溶解或者以其他方式从图3J中所示的横截面中的三个中去除，该溶剂可以通过贯穿外导体346形成的通入孔和/或端面(图3J中未明确地显示)进入和离开中央导体340和外导体346之间的空间。在一些实施例中，电介质348可以用可以被分配和/或以其他方式形成在中央导体340和外导体346之间的空间中的其他电介质材料实现。例如，在一些实施例中，铁氧体基质328和电介质348可以一起形成用于磁性装置300J的电介质。

在图3K中，铜层350可以形成在磁性装置300J的所有可接近的导电表面上，以形成磁性装置300K。例如，铜层350可以通过电成形系统224形成，并且铜层350可以应用以覆盖中央导体340的外侧和外导体346的外侧和内侧(例如，以至少部分地在中央导体340和/或外导体346上形成金属表面层)。在一些实施例中，铜层350可以是大约3-10μm厚(例如，操作频率下的趋肤深度的大约2-3倍加上足以补偿在磁性装置300J的可接近导电表面中的任何表面粗糙度和/或其他不完整性的厚度)。图3A-3K中的每个均图示了磁性装置的横截面，并且应理解的是，图3A-3K中所示的结构可以以任何纵向形状延伸以形成传输线，与图5A中呈现的形状类似。而且，虽然图3K中呈现的实施例中所示的同轴电介质主要是电介质(例如，空气间隙)348和铁氧体基质328，但是在其他的实施例中，电介质348可以用例如具有不同的介电特性的不同介电材料替换，并且铁氧体基质328可以用额外的介电材料层补充，该额外的介电材料层可以设置在铁氧体基质328下方。

此外，显示在图3K中的是方向352和354。在各种实施例中，极化场(例如，由铁磁性基质338提供)的强度和/或方位可以被选择以改变特定路径上的传播特性(例如，相移或者延迟)。例如，当极化场的方向垂直于铁氧体基质328的传播方向和平面时(如由方向352所示)，磁性装置300K对应于互易相移器或者其他类型的互易装置。相反，当极化场(例如，如由作用在铁磁性基质338上的磁场发生器设定的)的方向垂直于传播方向但是与铁氧体基质328的平面共面时(如由方向354所示)，磁性装置300K对应于非互易相移器和/或其他非互易装置。

此外，铁磁性基质338在一些实施例中可以用软铁磁体(例如，使用NiFe粉末形成)实现，该软铁磁体可以用来动态地控制铁氧体基质328的极化以及其中磁性装置300K的相移响应。在这种实施例中，软铁磁体基质必须通过外加磁场磁化，比如通过螺线管和/或通过将永磁体定位在附近(例如，使用安置装置和/或MMAMS110的实施例)。

图4A-F图示了根据本公开的一个实施例(比如使用与参考图3A-K讨论的那些类似的过程)形成的磁性装置和/或结构。特别地，图4A显示了与磁性装置300K类似的传输线400A，但是其中中央导体440包括分离部441，该分离部将铁磁性基质438与铁氧体基质328分离，以通过减小穿过铁氧体基质328的磁场强度而减小电磁波传播更改/调节装置的影响和/或增大中央导体440的传导性。

图4B图示了根据本公开的一个实施例的磁性装置和/或结构400B。特别地，图4B显示了与磁性装置300K和/或400A类似的传输线，但是其中中央导体440B是固体导电聚合物，并且铁磁性基质438被分成两个分离的铁磁性基质438B-C，该两个分离的铁磁性基质形成在外导体446的相对的部分内，被配置(例如，被成形和/或安置)成在铁氧体基质428上提供额外的磁场强度和/或均匀性。如上文中注意到的，铁磁性基质438B-C可以用硬或者软铁磁性材料实现。

图4C图示了根据本公开的一个实施例的磁性装置和/或结构400C。特别地，图4C显示了与磁性装置400A和400B的组合类似的传输线，包括全部三个铁磁性基质438、438B和438C，这三个铁磁性基质可以用硬或者软铁磁性材料实现。

图4D图示了根据本公开的一个实施例的磁性装置和/或结构400D。特别地，图4D显示了与磁性装置300K、和/或400A-C类似的传输线，包括固体中央导体440B，但是包括单个铁磁性基质438D(例如，其可以用硬或者软铁磁性材料实现)，该单个铁磁性基质嵌入外导体446D的关于中央导体440B与铁氧体基质328相对的顶部部分中。图4E显示了与磁性装置400D非常类似的传输线400E，包括固体中央导体440B，但是包括单个铁磁性基质438E(例如，其可以用硬或者软铁磁性材料实现)，该单个铁磁性基质设置在RF电介质板320下方并且邻近铁氧体基质328。

图4F图示了根据本公开的一个实施例的磁性装置和/或结构400F。特别地，图4F显示了与磁性装置300K和400B的组合类似的传输线，包括全部三个铁磁性基质338、438B和438C，这三个铁磁性基质可以用硬或者软铁磁性材料实现。

图5A图示了根据本公开的一个实施例的用于磁性装置和/或结构的各种形状的图。特别地，图5A呈现了用于使用与相对于图3A-K和/或4A-F呈现的那些方法类似的方法形成的传输线和/或波导管的不同的布局或者构造图案或者形状的立体图。例如，磁性装置510显示了相对直的矩形同轴传输线，磁性装置512显示了形成为具有90度弯曲的细长矩形同轴传输线，磁性装置514显示了形成为具有较尖的(sharper)大约45度弯曲的细长矩形同轴传输线，磁性装置516显示了形成为具有180度弯曲的细长矩形同轴传输线，磁性装置518显示了形成为具有“S”形弯曲或者两个相邻的大约180度弯曲的细长矩形同轴传输线，以及磁性装置520显示了形成为具有两个“S”形弯曲的细长矩形同轴传输线。本公开的实施例可以组合图示的形状的各种方面以构建许多种不同的传输线和/或具有变化的电磁波传播更改能力和/或能力范围的其他磁性装置。

例如，图5B图示了根据本公开的一个实施例的在电子装置中实现的磁性装置和/或结构。例如，电子装置530可以包括信号放大器、滤波器、接收器、发射器、收发器和/或被配置成为电子装置530提供电子功能的其他电路，其可以被实现为雷达系统、通信系统、处理系统、各种其他测距传感器系统和/或其他电子装置。在图5B中所示的实施例中，电子装置530包括信号源532、传输线534和信号接收器536。例如，信号源532可以是发射器，传输线534可以是被配置成将信号源532耦合到信号接收器536和/或为通过传输线534行进的电磁波提供期望的相移和/或延迟的磁性装置，并且信号接收器536可以是天线(例如，贴片天线阵列(patch antenna array))或者光学开孔。一般地，信号源532可以是被配置成产生或者提供电磁信号的任何电子装置，传输线534可以是包括被配置成当电磁波/信号通过传输线534传播时改变该电磁波/信号的磁性结构和/或装置的本公开的任何实施例，并且信号接收器536可以是被配置成从信号源532和/或传输线534接收电磁波的任何电子装置和/或元件。电子装置530的实施例可以被配置(例如，被标定)成例如从100-400MHz直到大约60GHz或者更高而在一频率范围内和/或根据不同的应用场合进行操作。

图6图示了根据本公开的一个实施例的用以使用MMAMS形成磁性装置的各种操作的流程图600。在一些实施例中，图6的操作可以被实现为由与图1-2的对应元件相关联的一个或者多个逻辑器件执行的软件指令。更一般地，图6的操作可以用软件指令和/或电子硬件(例如，感应器、电容器、放大器或者其他模拟和/或数字元件)的任何组合实现。过程600的任何步骤、子步骤、子过程或者模块可以以与图6所示的实施例不同的顺序或者设置执行。例如，在其他的实施例中，一个或者多个模块可以从不同的过程中省略，并且来自于一个过程的模块可以被包含在另一个过程中。而且，模块输入、模块输出和/或其他操作参数可以在转移到对应过程的后续部分之前存储。虽然过程600被参考图1-5B的元件描述，但是过程600还可以通过其他的元件执行，并且包括用户模组、系统结构和/或子系统的不同选择。

在模块602中，MMAMS接收磁性装置设计。例如，MMAMS110的控制器112可以被配置成接收数据文件，该数据文件包括与磁性装置/传输线300K相对应的磁性装置设计。在一些实施例中，磁性装置设计可以被存储在通过接口耦接到控制器112的存储器装置上。一旦接收，控制器112就可以被配置成转换或者解释磁性装置设计以控制MMAMS110的各种元件来构建或者形成磁性装置300K。在其他的实施例中，控制器212可以被配置成接收数据文件以及与控制器112和/构造系统220的其他元件配合以控制构造系统220的各个元件来构建或者形成磁性装置300K。

在模块604中，MMAMS接收磁性材料基质。例如，取决于被集成进MMAMS110中的AMS的类型(多个类型)，MMAMS110可以被配置成在供给器115处从制备系统211接收磁性基质液体和/或磁性基质纤丝。一般地，MMAMS110可以被配置成接收它能够和/或被配置成用其形成磁性结构的任何类型的磁性材料基质。在接收磁性材料基质之前，制备系统211可以被配置成例如将铁氧体或者铁磁性粉末与液体聚合物树脂混合以形成大团液体磁性基质，并且或者将大团液体磁性基质提供到供给器115或者首先固化或凝固该大团液体磁性基质以形成大团固体磁性基质，从大团固体磁性基质中挤出磁性基质纤丝，然后将磁性基质纤丝(例如，在卷轴或者线轴上)提供到供给器115。

在模块606中，MMAMS分配模块604中接收的磁性材料基质以形成在模块602中接收的磁性装置设计中描述的磁性装置的磁性结构。例如，MMAMS110的控制器112可以被配置成控制分配器114以分配液体或者纤丝或者其他类型的磁性材料基质，来形成磁性装置300K的铁氧体基质/结构328和/或铁磁性基质/结构338。在磁性结构包括铁氧体基质的实施例中，铁氧体基质可以被配置成从铁磁体接收极化场。在磁性结构包括铁磁性基质的实施例中，铁磁性基质可以被配置成提供极化场到铁氧体磁体。通过在增材制造过程中提供这种磁性结构和/或装置，本公开的实施例使能相对快速的、紧凑的和便宜的形成磁性装置。而且，这种装置相对于常规相移技术展现了优良的性能，例如，对于每个装置可以减小尺寸、插入损耗和重量至大约0.1立方英寸、0.05dB和小于100克，并且当传送超过1瓦特的传输功率(例如，对于相控阵雷达应用)时可以可靠地操作。常规的系统在性能指标的范围上典型地在更糟糕的数量级，并且总成本高得多。

图7图示了用以使用根据本公开的一个实施例的磁性装置和/或结构的各种操作的流程图700。在一些实施例中，图7的操作可以被实现为由与图1-2的对应元件相关联的一个或者多个逻辑器件执行的软件指令。更一般地，图7的操作可以用软件指令和/或电子硬件(例如，感应器、电容器、放大器或者其他模拟和/或数字元件)的任何组合实现。过程700的任何步骤、子步骤、子过程或者模块可以以与图7所示的实施例不同的顺序或者设置执行。例如，在其他的实施例中，一个或者多个模块可以从不同的过程中省略，并且来自于一个过程的模块可以被包含在另一个过程中。而且，模块输入、模块输出和/或其他操作参数可以在转移到对应过程的后续部分中之前存储。虽然过程700被参考图1-5B的元件描述，但是过程700还可以通过其他的元件执行并且包括用户模组、系统结构和/或子系统的不同选择。

在模块702中，信号源的信号通过传输线接收。例如，电子装置530的传输线534可以被配置成从信号源532接收信号(例如，电信号、光信号和/或任何其他类型的传播的电磁波)。在各种实施例中，传输线534可以根据磁性装置300K、400A、400B和/或磁性装置510-520中的任一个使用MMAMS110和/或构造系统220的一个实施例实现，如本文中所描述的。

在模块704中，模块702中接收的信号在信号源和信号接收器之间传播。例如，传输线534可以被配置成在信号源532和信号接收器536之间传播从信号源532接收的信号。如本文中所描述的，传输线534内的磁性结构可以被配置/形成为改变与传播的信号相关的电磁波的传播特性。例如，传输线534可以被配置成当信号通过传输线534传播时施加相移、真实延迟、滤波器特性和/或其他的传播特性更改到该信号。

在模块706中，模块704中传播的信号通过传输线提供到信号接收器。例如，传输线534可以被配置成将通过传输线534在信号源532和信号接收器536之间传播的信号提供到信号接收器536。通过使用利用本文中描述的磁性材料增材制造系统形成的磁性结构和/或装置的实施例实现信号传输，本公开的实施例提供了便宜的、紧凑的和坚固耐用的电子装置，其可以被集成进多种系统中，比如导航传感器和/或用在飞机的操作中的其他系统。

在适用的情况下，本公开提供的各种实施例可以使用硬件、软件或者硬件和软件的组合实现。此外，在适用的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以组合进包括软件、硬件和/或这二者的复合部件中而不脱离本公开的精神。在适用的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以被分离成包括软件、硬件或者这二者的子部件而不脱离本公开的精神。此外，在适用的情况下，可考虑到的是，软件部件可以被实现为硬件部件，并且反之亦然。

根据本公开的软件(比如非临时性指令、程序代码和/或数据)可以被存储在一个或者多个非临时性计算机可读介质上。还可考虑到的是，这里提到的软件可以使用一个或者多个联网的和/或其他方式的通用或者专用计算机和/或计算机系统实现。在适用的情况下，本文中描述的各个步骤的顺序可以被改变、被组合进复合步骤中、和/或被分离成子步骤以提供本文中所描述的特征。

上文中所描述的实施例说明但是不限制本发明。也应该被理解的是根据本发明的远离许多变更和变型是可能的。因此，本发明的范围仅仅由后续的权利要求定义。