列1的谐振频率为2. 45GHz，微带传输线单元11谐振频率 也为2. 45細Z。
[0033] 本发明中，微带传输线单元11的数量为6-100个，微带传输线单元11之间的间距 为 0.l-lmm。
[0034] 本发明中，微带传输线单元11之间的间距相等，或随离馈电导带30的距离增大而 线性或指数减小。
[0035] 本发明中，禪合条10的宽度为1-lOmm。
[0036] 本发明中，第一馈电点31和第二馈电点32的位置与禪合条10处于同一条直线 上；馈电导带30的宽度等于或大于微带传输线单元11的宽度。
[0037] 本发明中，微带传输线阵列1、禪合条10、接地导带20和馈电导带30的高导电率 的金属材料为金或铜。
[003引本发明中，微带传输线阵列1、禪合条10、接地导带20和馈电导带30的耐高温、耐 腐蚀的低损耗介质基片8为藍宝石、高阻娃、多孔娃、红宝石或高频陶瓷。
[0039] 本发明中，接地导带20的宽度为10-50mm，第S接地点22的位置与微带传输线单 元11相对应，并远离缝隙3。
[0040] 实施例
[0041] 如图1至图3所示，本实施例中的平面小功率微波微等离子体线性阵列源，包括四 分之一波长微带传输线阵列1、禪合条10、接地导带20和馈电导带30。工作时，微波功率通 过SMA同轴接头5和SMA同轴接头6馈入到平面微波微等离子体线性阵列源的馈电导带30 中，馈电导带30通过第二接地点33连接，微带传输线阵列1上的第一接地点2与接地板7 连接，两端经过四分之=波导波长微带传输线等效开路，调节接地导带20上的第=接地点 22位置，使缝隙3处的电压最大（等效为电压波腹点）；通过禪合条10使输入功率更好禪 合到四分之一波长微带传输线阵列1的边缘单元，从而激励起微等离子体线性阵列，实现 成本低、输入功率小和微等离子体双线性阵列均匀激励等。
[0042] 本实施例中四分之一波长微带传输线单元11长度为34mm(四分之S波导波长）， 宽度为2mm，与接地导带20形成的缝隙宽度为0. 1mm，谐振频率为2. 45GHz。
[0043] 本实施例中四分之一波长微带传输线阵列单元11数量为20个，馈电导带30两侧 各10个，各单元之间的间距相等，为0. 5mm。
[0044] 本实施例中禪合条10的宽度为2mm。
[0045] 本实施例中馈电导带30的宽度为2mm，与两侧四分之一波长微带传输线阵列单元 11的间距为0. 5mm，馈电导带30不与禪合条10连通，第一馈电点31、第二馈电点32与第 二接地点33的距离均为10mm，第一馈电点31、第二馈电点32与禪合条10处于同一条直线 上。
[0046] 本实施例中接地导带20的长度为60mm，宽度为10mm，第S接地点22与边缘的距 罔为Irnrn。
[0047] 本实施例中四分之一波长微带传输线阵列1、禪合条10、接地导带20和馈电导带 30的高导电率的金属材料是金，接地板7的高导电率的金属材料是铜。
[0048] 本实施例中四分之一波长微带传输线阵列1、禪合条10、接地导带20和馈电导 带30的耐高温、耐腐蚀的低损耗介质基片8是氧化侣陶瓷，相对介电常数为9. 8,厚度为 0. 63mm〇
[0049] 本实施例与现有技术相比，平面小功率微波微等离子体线性阵列源具有成本低、 输入功率小和微等离子体双线性阵列均匀激励等优点。
[0化0] 根据传输线理论，基于四分之一波长微带谐振器的微波微等离子体线性阵列源单 元，其等效电路如图4a所示，图4b显示的是四分之一波长微带传输线上电压幅度变化曲 线，横坐标单位为毫米，纵坐标单位为伏特，其中X=O(Umax)表示缝隙处，U= 0表示接地 点。横坐标的最大值与频率、介质基片的介电常数和厚度等有关，纵坐标的最大值与输入功 率有关。
[0化1] 通过馈电点位置的选择可使输入阻抗Zi。为50Q，因此不需要阻抗匹配网络，微波 功率便可直接馈入微带线。输入阻抗Zi。等效为从馈电端看过去左右两部分微带线的阻抗 值Zi与Z2的并联，其表达式如W下公式表示：
[0化2]
【主权项】
1. 一种平面小功率微波微等离子体线性阵列源，其特征在于，包括：微带传输线阵列 (I) 、耦合条（10)、接地导带（20)和馈电导带（30);其中， 所述微带传输线阵列（1)包括多个平行排列的微带传输线单元（11)，所述微带传输线 单元（11)通过所述耦合条（10)连接； 所述微带传输线单元（11)包括两个四分之一波长微带传输线（111)，两个所述四分之 一波长微带传输线（111)的一端通过第一接地点（2)与接地板（7)连接，另一端贴近所述 接地导带（20)，并与所述接地导带（20)之间具有缝隙（3); 所述馈电导带（30)设置于所述微带传输线阵列（1)的中央，并与所述微带传输线单元 (II) 平行排列； 所述馈电导带（30)包括第一馈电导带（301)和第二馈电导带（302)，所述第一馈电导 带（301)和所述第二馈电导带（302)的一端通过第二接地点（33)与接地板（7)连接，另一 端贴近所述接地导带（20)，并与所述接地导带（20)之间具有缝隙（3);所述第一馈电导带 (301)上设置有第一馈电点（31)，所述第二馈电导带（302)上设置有第二馈电点（32); 所述接地导带（20)上设置有第三接地点（22)，所述第三接地点（22)与所述接地板 (7)连接。
2. 如权利要求1所述的平面小功率微波微等离子体线性阵列源，其特征在于，所述微 带传输线单元（11)的长度为四分之一波导波长的奇数倍，宽度为l_2mm。
3. 如权利要求1所述的平面小功率微波微等离子体线性阵列源，其特征在于，所述缝 隙（3)宽度范围为10-200 μ m。
4. 如权利要求1所述的平面小功率微波微等离子体线性阵列源，其特征在于，所述 微带传输线阵列（1)的谐振频率为2. 45GHz，所述微带传输线单元（11)谐振频率也为 2. 45GHz 〇
5. 如权利要求1所述的平面小功率微波微等离子体线性阵列源，其特征在于，所述微 带传输线单元（11)的数量为6-100个；所述微带传输线单元（11)之间的间距为0. 1-lmm。
6. 如权利要求1所述的平面小功率微波微等离子体线性阵列源，其特征在于，所述微 带传输线单元（11)之间的间距相等，或随离所述馈电导带（30)的距离增大而线性或指数 减小。
7. 如权利要求1所述的平面小功率微波微等离子体线性阵列源，其特征在于，所述耦 合条（10)的宽度为l-l〇mm。
8. 如权利要求1所述的平面小功率微波微等离子体线性阵列源，其特征在于，所述第 一馈电点（31)和所述第二馈电点（32)的位置与所述耦合条（10)处于同一条直线上；所述 馈电导带（30)的宽度等于或大于所述微带传输线单元（11)的宽度。
9. 如权利要求1所述的平面小功率微波微等离子体线性阵列源，其特征在于，所述微 带传输线阵列（1)、所述耦合条（10)、所述接地导带（20)和所述馈电导带（30)的金属材料 为金或铜； 所述微带传输线阵列（1)、所述耦合条（10)、所述接地导带（20)和所述馈电导带（30) 的介质基片（8)为蓝宝石、高阻硅、多孔硅、红宝石或高频陶瓷。
10. 如权利要求1所述的平面小功率微波微等离子体线性阵列源，其特征在于，所述接 地导带（20)的宽度为10-50_;所述第三接地点（22)的位置与所述微带传输线单元（11) 相对应，并远离所述缝隙（3)。
【专利摘要】本发明公开了一种平面小功率微波微等离子体线性阵列源，包括微带传输线阵列、耦合条、接地导带和馈电导带；其中，微带传输线阵列与接地板连接，其一端开路，与接地导带形成缝隙；微波功率通过中央馈电导带输入，馈电导带两侧的阵元分别用耦合条连接，馈电导带不与耦合条连通。工作时通过双馈电点输入小功率微波，在缝隙处激励起平面微波微等离子体线性阵列。本发明具有成本低、输入功率小和微等离子体双线性阵列均匀激励等优点。
【IPC分类】H05H1-46
【公开号】CN104837292
【申请号】CN201510206802
【发明人】廖斌, 权威
【申请人】华东师范大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月27日