專利名稱：一種用于微波非熱效應(yīng)研究的微帶交指電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微波技術(shù)和化學(xué)技術(shù)的交叉領(lǐng)域，具體涉及一種用于微波非熱效應(yīng)研究的微帶交指電路板。
背景技術(shù)：
微波技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已成為一門比較成熟的學(xué)科，在雷達(dá)、通信、電子對(duì)抗、工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究等方面得到廣泛應(yīng)用。自從1986年Richard Gedye研究組和Raymond J.Giguere首次成功利用微波福射4-氰基苯氧離子與氰節(jié)的SN2親核取代反應(yīng)使反應(yīng)速率提高1240倍，且產(chǎn)率也有不同程度提高開始，微波能在化學(xué)和化工方面顯示出巨大的發(fā)展前景，越來(lái)越多的學(xué)者開始研究微波在化學(xué)合成、萃取和催化方面的應(yīng)用。然而，對(duì)于微波與物質(zhì)相互作用機(jī)理，微波為何以及如何加速化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程的確切原因，學(xué)術(shù)界一直存在很大爭(zhēng)議。一些科學(xué)家認(rèn)為當(dāng)微波作用于化學(xué)反應(yīng)體系時(shí)，微波熱效應(yīng)是加快化學(xué)反應(yīng)的唯一因素。而另一些科學(xué)家則堅(jiān)信盡管到目前為止非熱效應(yīng)沒(méi)有得到充分的解釋，但確實(shí)存在微波非熱效應(yīng)。微波非熱效應(yīng)到底是否存在這一問(wèn)題一直沒(méi)有定論。目前大部分非熱效應(yīng)的驗(yàn)證工作是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并且許多學(xué)者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是證明微波非熱效應(yīng)存在的一種切實(shí)有效的方法。而目前一般用于非熱效應(yīng)研究的實(shí)驗(yàn)裝置是家用微波爐或由家用微波爐改造而成，但由于其自身各種條件的限制，給微波非熱效應(yīng)研究帶來(lái)很大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足而提供的一種用于微波非熱效應(yīng)研究的微帶交指電路板，可為微波非熱效應(yīng)研究提供極大的方便。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn):一種用于微波非熱效應(yīng)研究的微帶交指電路板如圖1-3所示，它是由左右饋電段
3、3’、左右阻抗變換枝節(jié)2、2’及左右微帶指頭1、1’構(gòu)成的微帶交指電路層I和由聚四氟乙烯制作的介質(zhì)層II及涂敷金屬層的金屬地層III通過(guò)采用印刷技術(shù)制作的微帶交指電路板；微帶交指電路層I與金屬地層III之間設(shè)有介質(zhì)層II，介質(zhì)層II為介電系數(shù)較低的聚四氟乙烯或環(huán)氧樹脂中的任一種；金屬地層III全部涂敷金屬層，為饋電段提供金屬地；微帶交指電路板的特征在于所述的微帶交指電路層I的結(jié)構(gòu)是由兩端形似手腕的左右饋電段3、3’和與該饋電段連接的形似手掌的左右阻抗變換枝節(jié)2、2’以及中部形似手指頭交叉的左右微帶指頭1、1’構(gòu)成，所有微帶指頭長(zhǎng)度相同、寬度相同、指間間隙相同、左右指根與右左指尖間隙相同，且所有微帶傳輸線的拐角處均制成圓弧形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):1.微帶交指電路板為二維平面結(jié)構(gòu)，便于將反應(yīng)體系、被測(cè)物質(zhì)或其他輔助設(shè)備直接置于其上，同時(shí)也便于與其他微波電子設(shè)備相連接。2.微帶交指電路板在端口微波入射功率較小(100W)時(shí)，其產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度較同 功率下其他方法得到的電場(chǎng)強(qiáng)度更大，更有利于微波非熱效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。


圖1為微帶交指電路板結(jié)構(gòu)的側(cè)視2為微帶交指電路板微帶交指電路層正視3為本發(fā)明實(shí)施例示意4為微帶交指電路板散射參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果圖中:I 一微帶交指電路層；II —介質(zhì)層；III一金屬地層；1、I’一左右微帶指頭；2、2’ 一左右阻抗變換枝節(jié)；3、3’一左右饋電段；a—左右饋電段長(zhǎng)度；b—左右饋電段寬度；c 一左右阻抗變換枝節(jié)長(zhǎng)度；d—左阻抗變換枝節(jié)寬度；d’ 一右阻抗變換枝節(jié)寬度；e—左右微帶指頭長(zhǎng)度；f一左右微帶指頭寬度；g—左右微帶指頭指間間隙；h—左右指根與右左指尖間隙；
具體實(shí)施例方式微帶交指電路板的整體結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，微帶交指電路板印刷在一塊印刷電路板上。該印刷電路板由左右饋電段3、3’、左右阻抗變換枝節(jié)2、2’及左右交指單元1、1’構(gòu)成的微帶交指電路層I和由聚四氟乙烯制作的介質(zhì)層II及涂敷金屬層的金屬地層III構(gòu)成，印刷電路板的介質(zhì)層II為聚四氟乙烯材料，相對(duì)介電系數(shù)為2.65,厚度為2mm。如圖3所示，微帶交指電路層I的結(jié)構(gòu)參數(shù)經(jīng)數(shù)值仿真優(yōu)化獲得，各部分尺寸為:左右饋電段3、3’的長(zhǎng)度為a=15mm，寬度為b=5.5mm，特征阻抗為50歐姆，左右阻抗變換枝節(jié)2、2’的長(zhǎng)度為c=2.75mm,寬度分別為d=6mm和d’ =7.2mm，左右微帶指頭1、1’的個(gè)數(shù)分別為n=5根和n' = 6根，所有微帶指頭的長(zhǎng)度均為e=30mm,寬度為f = 0.4mm,指間間隙為g=0.3_，左右指根與右左指尖間隙為h=lmm，所有微帶傳輸線的拐角處均制成圓弧形結(jié)構(gòu)。該微帶交指電路板能使微波能量集中于指間間隙內(nèi)，形成密集的電場(chǎng)分布，從而提高電場(chǎng)強(qiáng)度以便于微波非熱效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。金屬地層III全部涂敷金屬層，為微帶交指電路提供金屬地。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)參數(shù)，加工制作了微帶交指電路板模型并對(duì)其進(jìn)行了性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果詳見圖4所示，在微波源工作頻率為2.45GHz時(shí)，散射參數(shù)I S11 I =-11.3614dB,
I S21 I =-0.29605 dB，結(jié)果表明該微帶交指電路板具有良好的傳輸特性。
經(jīng)數(shù)值仿真計(jì)算得到微帶交指電路板在端口入射功率為100W時(shí)，其指間間隙內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度最大可以達(dá)到4.18X104V/m，該電場(chǎng)強(qiáng)度比采用其他方法在同樣入射功率下產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度更大，更適合于微波非熱效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。
權(quán)利要求
1.一種用于微波非熱效應(yīng)研究的微帶交指電路板，它是由左右饋電段、左右阻抗變換枝節(jié)及左右微帶指頭構(gòu)成的微帶交指電路層(I )和由聚四氟乙烯制作的介質(zhì)層(II)及涂敷有金屬層的金屬地層(III)通過(guò)采用印刷技術(shù)制作的微帶交指電路板，其特征在于微帶交指電路層(I )的結(jié)構(gòu)是由兩端形似手腕的左右饋電段(3、3’)和與該饋電段連接的形似手掌的左右阻抗變換枝節(jié)(2、2’)及中部形似手指頭交叉的左右微帶指頭(1、I’)構(gòu)成，所有微帶指頭長(zhǎng)度相同、寬度相同、指間間隙相同、左右指根與右左指尖間隙相同，且所有微帶傳輸線的拐角處均制成圓弧形結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的微帶交指電路板，其特征在于所述的微帶交指電路層(I)的結(jié)構(gòu)尺寸為:左右饋電段(3、3’ )長(zhǎng)度為a=15mm，寬度為b=5.5mm,與左右饋電段(3、3’ )相連接的左右阻抗變換枝節(jié)(2、2’)長(zhǎng)度為c=2.75mm，寬度分別為d=6mm和d’ =7.2mm，與左右阻抗變換枝節(jié)(2、2’)相連接的左右微帶指頭(1、1’)個(gè)數(shù)分別為n=5根和n' = 6根，所有微帶指頭長(zhǎng)度均為e=30mm,寬度為f = 0.4mm,指間間隙為g=0.3mm,左右指根與右左指尖間隙為h=lmm,介質(zhì)層(II )的厚度為2mm。
全文摘要
一種用于微波非熱效應(yīng)研究的微帶交指電路板，屬于微波技術(shù)和化學(xué)技術(shù)的交叉領(lǐng)域，該微帶交指電路板是由左右饋電段、左右阻抗變換枝節(jié)及左右微帶指頭構(gòu)成的微帶交指電路層()和由聚四氟乙烯制作的介質(zhì)層()及涂敷金屬層的金屬地層()構(gòu)成；其特征是微帶交指電路層()是由兩端形似手腕的左右饋電段和與該饋電段連接的形似手掌的左右阻抗變換枝節(jié)以及中部形似手指頭交叉的左右微帶指頭構(gòu)成；所有微帶指頭長(zhǎng)度相同、寬度相同、指間間隙相同、左右指根與右左指尖間隙相同，且所有微帶傳輸線的拐角均制成圓弧形結(jié)構(gòu)；它具有制作簡(jiǎn)便、成本低、產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度較同功率下其他方法得到的電場(chǎng)強(qiáng)度更大的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05K1/02GK103118484SQ20131002230
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者田文艷, 鄭秀萍, 董增壽, 郭一娜, 李晉紅 申請(qǐng)人:太原科技大學(xué)