[发明专利]一种微波探测系统及方法

说明书

一种微波探测系统及方法，涉及基于电磁波磁分量的微波探测系统及方法，解决依靠高频电路难于对微波进行相位分辨探测，且设备成本过高的问题。包括多铁异质结和硅基共面波导，所述硅基共面波导上设置多铁异质结。对微波探测系统施加外电场E，并进行电场控制调节标定，建立外电场E与共振频率的一一对应关系f(E)＝γ(H₀+kE)，其中H₀为外加静磁场强度，γ为电子旋磁比，E为外电场的电场强度，k为线性系数，然后对微波探测系统施加未知微波；获取微波频率的步骤，获取微波方向的步骤，获取微波相位的步骤，通过基于铁磁共振系统的微波波导，使探测原件可以实现集成化和小型化，工艺简单，成本低廉，基于微波磁分量对微波进行探测。

技术领域

本发明涉及一种微波探测系统及方法，尤其涉及基于电磁波磁分量的微波探测系统及方法。

背景技术

随着现代高技术的发展，微波在军事、民用方面已得到广泛的应用，并已在发达国家中作为重要的“软杀伤”武器进行研制，受到人们的关注。目前现有的微波探测器多数是通过探测微波的电场信号来实现的。从设备性能来说，由于微波网络对传输线的敏感性，实验室内依靠高频电路对微波进行相位分辨探测是极为困难的；从设备成本来说，对微波实现精确的相位分辨探测都依赖于昂贵的设备，价格因素是制约微波精确测试电路发展的重要原因。

基于磁分量的微波探测技术很少而且发展缓慢，较少的微波磁场探测器则是基于法拉第效应的回路线圈探测器，穿越回路线圈的总磁通变化率转化成电压信号后被探测，这一探测原理决定了探测器探测的是微波磁场强度，且其灵敏度与回路线圈的面积有关。导致其在亚波长尺寸上的局域探测方面存在较大困难且不利于工业集成化，亟需开发基于磁分量的微型化，可调谐及宽频段的新型微波探测器。

发明内容

本发明为了解决依靠高频电路难于对微波进行相位分辨探测，且设备成本过高的问题，从而提出本发明一种微波探测系统及方法。

一种微波探测系统，包括多铁异质结和硅基共面波导，所述硅基共面波导上设置多铁异质结。

所述的一种微波探测系统，其中多铁异质结为铁磁金属薄膜和铁电单晶进行层状复合而成的多铁异质结。

铁磁性物质在外磁场和微波磁场的共同作用下，满足铁磁共振关系时，铁磁性物质中的磁矩单元会发生一致进动，从而会对微波产生共振吸收现象，该过程称为铁磁共振效应。由磁性薄膜和压电材料进行二维层状复合的结构成为多铁异质结。可以通过外加电场的改变来调节整个结构的磁性能，实现磁电耦合的多维度调控。

微波探测的方法，包括：

对微波探测系统施加外电场E，并进行电场控制调节标定，建立外电场E与共振频率的一一对应关系f(E)＝γ(H₀+kE)，其中H₀为外加静磁场强度，γ为电子旋磁比，E为外电场的电场强度，k为线性系数，然后对微波探测系统施加未知微波；

获取微波频率的步骤，对已施加未知微波的微波探测系统进行电场扫描，获得出现微波功率吸收峰处的电场强度E₁，根据外电场E与共振频率的对应关系f(E₁)＝γ(H₀+kE₁)，获得被探测微波的频率f(E₁)；

获取微波方向的步骤，对已施加未知微波的微波探测系统进行电场扫描，获得出现微波功率吸收峰处的电场强度E₁，构建外电场E与共振频率的关系f(E₁)＝γ(H₀+kE)sinθ，θ为未知微波入射方向与总磁场H方向的夹角，即获得微波方向；

获取微波相位的步骤，对已施加未知微波的微波探测系统进行电阻测量，所述电阻测量为测量铁磁薄膜的电阻；获得电阻的相位变化，微波相位与电阻变化相位一致，即获得微波相位。