本發(fā)明總體上涉及增材制造(additive manufacturing)，并且更具體地，涉及用于使用磁性材料進(jìn)行增材制造的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

磁性材料被用來(lái)形成各種各樣的電氣裝置，比如馬達(dá)、變壓器、傳感器和/或其他電子裝置。當(dāng)前的裝置常常被小型化以形成更小或者更薄的裝置，或者在移動(dòng)應(yīng)用的領(lǐng)域中以減小重量、減小功率和/或另外在更小的占位面積內(nèi)增加更多的功能?，F(xiàn)有的用于形成相對(duì)小的磁性裝置的方法典型地包括使用光刻抗蝕劑復(fù)合材料、機(jī)械拋光/安置或者電鍍進(jìn)行的壓紋(embossing)或者光刻構(gòu)圖(lithographic patterning)。

傳統(tǒng)的電鑄可以被用來(lái)將金屬磁性材料鍍覆到光刻構(gòu)圖的表面上，并且雖然電鑄的分辨率(resolution)可以低至10納米，但是該技術(shù)不能用于大體上不導(dǎo)電的陶瓷永磁體或者鐵氧體材料。傳統(tǒng)的光刻和壓紋工藝也是常規(guī)可用的，但是這些工藝被限制在大約40-60μm的最小分辨率并且要求相對(duì)復(fù)雜的多層生長(zhǎng)過(guò)程以產(chǎn)生光刻處理的典型的2.5維形狀。因此，存在對(duì)于相對(duì)廉價(jià)的、花費(fèi)較少時(shí)間的、并且不復(fù)雜的用以提供緊湊的磁性裝置的改進(jìn)方法的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

披露了用于用以提供磁性材料增材制造系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法的技術(shù)，其中該磁性材料增材制造系統(tǒng)被配置成形成緊湊的磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置。磁性材料增材制造系統(tǒng)(MMAMS)可以包括控制器和一個(gè)或者多個(gè)分配器，該一個(gè)或者多個(gè)分配器被配置成以高分辨率模式分配磁性材料基質(zhì)，以形成緊湊的磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置。MMAMS可以與其他的AMS和/或其他構(gòu)造系統(tǒng)和/或子系統(tǒng)集成，以與常規(guī)的方法相比相對(duì)快速地和低成本地形成復(fù)雜的和緊湊的結(jié)合有磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置的電子裝置。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種方法可以包括：接收磁性裝置設(shè)計(jì)，該磁性裝置設(shè)計(jì)包括待由磁性材料基質(zhì)形成的磁性結(jié)構(gòu)，其中磁性材料基質(zhì)被配置成用在磁性材料增材制造系統(tǒng)(MMAMS)中；通過(guò)MMAMS接收磁性材料基質(zhì)；以及使用MMAMS分配磁性材料基質(zhì)，以形成磁性結(jié)構(gòu)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)可以包括傳輸線，該傳輸線耦接在信號(hào)源和信號(hào)接收器之間，其中，傳輸線包括中央導(dǎo)體，該中央導(dǎo)體通過(guò)至少一個(gè)電介質(zhì)與外導(dǎo)體分離；該至少一個(gè)電介質(zhì)包括鐵氧體基質(zhì)，該鐵氧體基質(zhì)通過(guò)MMAMS分配；并且中央導(dǎo)體和外導(dǎo)體中的至少一個(gè)包括鐵磁性基質(zhì)，該鐵磁性基質(zhì)通過(guò)MMAMS分配并且被配置成提供極化場(chǎng)到鐵氧體基質(zhì)，以當(dāng)電磁波在信號(hào)源和信號(hào)接收器之間傳播時(shí)改變電磁波的電磁傳播特性。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種方法可以包括：通過(guò)傳輸線接收信號(hào)源的信號(hào)；在信號(hào)源和信號(hào)接收器之間傳播該信號(hào)；以及將該信號(hào)通過(guò)傳輸線提供到信號(hào)接收器。其中傳輸線包括通過(guò)至少一個(gè)電介質(zhì)與外導(dǎo)體分離的中央導(dǎo)體；該至少一個(gè)電介質(zhì)包括通過(guò)磁性材料增材制造系統(tǒng)(MMAMS)分配的鐵氧體基質(zhì)；并且傳輸線包括鐵磁性基質(zhì)，該鐵磁性基質(zhì)通過(guò)MMAMS分配并且被配置成提供極化場(chǎng)到鐵氧體基質(zhì)，以當(dāng)信號(hào)在信號(hào)源和信號(hào)接收器之間傳播時(shí)改變信號(hào)的電磁傳播特性。

進(jìn)一步地，本公開包括根據(jù)下列條目的實(shí)例：

條目1.一種方法(600)，包括：接收(602)磁性裝置設(shè)計(jì)，磁性裝置設(shè)計(jì)包括待由磁性材料基質(zhì)(328、338、438、438B-E)形成的磁性結(jié)構(gòu)(300K、400A-F、534)，其中磁性材料基質(zhì)被配置成用在磁性材料增材制造系統(tǒng)“MMAMS”(110)中；通過(guò)MMAMS接收(604)磁性材料基質(zhì)；以及使用MMAMS分配(606)磁性材料基質(zhì)，以形成磁性結(jié)構(gòu)。

條目2.根據(jù)條目1的方法，其中：MMAMS至少部分地由熔絲構(gòu)造增材制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；磁性材料基質(zhì)包括磁性基質(zhì)纖絲；并且分配磁性材料基質(zhì)的步驟包括：使用被驅(qū)動(dòng)的纖絲擠出噴嘴以一個(gè)或者多個(gè)圖案化的層的形式分配磁性基質(zhì)纖絲，以形成磁性結(jié)構(gòu)。

條目3.根據(jù)條目1的方法，其中：MMAMS至少部分地由立體光刻增材制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；磁性材料基質(zhì)包括磁性基質(zhì)液體；并且分配磁性材料基質(zhì)的步驟包括：使用被驅(qū)動(dòng)的液體分配器噴嘴以一個(gè)或者多個(gè)圖案化的層的形式分配磁性基質(zhì)液體，以形成磁性結(jié)構(gòu)。

條目4.根據(jù)條目1的方法，其中：磁性材料基質(zhì)包括鐵氧體基質(zhì)(328)；并且磁性結(jié)構(gòu)包括該鐵氧體基質(zhì)，該鐵氧體基質(zhì)被配置成從鐵磁體(338、438、438B-E)接收極化場(chǎng)。

條目5.根據(jù)條目1的方法，其中：磁性材料基質(zhì)包括鐵磁性基質(zhì)(338、438、438B-E)；并且磁性結(jié)構(gòu)包括該鐵磁性基質(zhì)，該鐵磁性基質(zhì)被配置成提供極化場(chǎng)到鐵氧體磁體(328)。

條目6.根據(jù)條目1的方法，其中：磁性材料基質(zhì)包括鐵氧體基質(zhì)(328)，并且磁性結(jié)構(gòu)包括傳輸線(300K、400A-F)；傳輸線包括中央導(dǎo)體(340、440、440B)，中央導(dǎo)體通過(guò)至少一個(gè)電介質(zhì)(328、348)與外導(dǎo)體(346、446)分離；該至少一個(gè)電介質(zhì)包括通過(guò)MMAMS分配的鐵氧體基質(zhì)；并且中央導(dǎo)體和外導(dǎo)體中的至少一個(gè)包括鐵磁性基質(zhì)(338、438、438B-C)，該鐵磁性基質(zhì)被配置成提供極化場(chǎng)到鐵氧體基質(zhì)，以當(dāng)電磁波通過(guò)傳輸線傳播時(shí)改變電磁波的電磁傳播特性。

條目7.根據(jù)條目6的方法，其中：極化場(chǎng)包括相對(duì)于電磁波的傳播方向的方位和強(qiáng)度中的至少一者，方位和強(qiáng)度中的該至少一者被選擇以改變與電磁波相關(guān)的相移和延遲中的至少一個(gè)。

條目8.根據(jù)條目6的方法，其中：鐵磁性基質(zhì)設(shè)置在中央導(dǎo)體內(nèi)；并且中央導(dǎo)體的圍繞鐵磁性基質(zhì)的非磁性部分的厚度大于或者等于與電磁波相對(duì)應(yīng)的趨膚深度的大約兩倍到三倍。

條目9.根據(jù)條目6的方法，其中：鐵磁性基質(zhì)設(shè)置在中央導(dǎo)體內(nèi)；中央導(dǎo)體包括非磁性導(dǎo)電聚合物(340、440、440B)和金屬表面層(330、350)；并且鐵氧體基質(zhì)通過(guò)金屬表面層與鐵磁性基質(zhì)分離。

條目10.根據(jù)條目6的方法，其中：鐵磁性基質(zhì)包括設(shè)置在外導(dǎo)體的第一部分內(nèi)的第一鐵磁性基質(zhì)(438B)；外導(dǎo)體包括設(shè)置在外導(dǎo)體的與中央導(dǎo)體相對(duì)的第二部分內(nèi)的第二鐵磁性基質(zhì)(438C)；鐵氧體基質(zhì)至少設(shè)置在外導(dǎo)體的第一部分和第二部分之間；并且第一鐵磁性基質(zhì)和第二鐵磁性基質(zhì)被配置成提供極化場(chǎng)。

條目11.根據(jù)條目1的方法，還包括通過(guò)下列步驟制備磁性材料基質(zhì)：將鐵氧體或者鐵磁性粉末與液體聚合物樹脂混合以形成大團(tuán)液體磁性基質(zhì)；以及將該大團(tuán)液體磁性基質(zhì)作為磁性材料基質(zhì)提供到MMAMS。

條目12.根據(jù)條目1的方法，還包括通過(guò)下列步驟制備磁性材料基質(zhì)：將鐵氧體或者鐵磁性粉末與液體聚合物樹脂混合以形成大團(tuán)液體磁性基質(zhì)；固化或者凝固該大團(tuán)液體磁性基質(zhì)以形成大團(tuán)固體磁性基質(zhì)；由該大團(tuán)固體磁性基質(zhì)擠出磁性基質(zhì)纖絲；以及將磁性基質(zhì)纖絲作為磁性材料基質(zhì)提供到MMAMS。

條目13.一種系統(tǒng)(530)，包括：傳輸線(534)，傳輸線耦接在信號(hào)源(532)和信號(hào)接收器(536)之間，其中：傳輸線包括中央導(dǎo)體(340、440、440B)，中央導(dǎo)體通過(guò)至少一個(gè)電介質(zhì)(328、348)與外導(dǎo)體(346、446)分離；該至少一個(gè)電介質(zhì)包括鐵氧體基質(zhì)(328)，鐵氧體基質(zhì)通過(guò)磁性材料增材制造系統(tǒng)“MMAMS”(110)分配；以及中央導(dǎo)體和外導(dǎo)體中的至少一個(gè)包括鐵磁性基質(zhì)(338、438、438B-C)，鐵磁性基質(zhì)通過(guò)MMAMS分配并且被配置成提供極化場(chǎng)到鐵氧體基質(zhì)，以當(dāng)電磁波在信號(hào)源和信號(hào)接收器之間傳播時(shí)改變電磁波的電磁傳播特性。

條目14.根據(jù)條目13的系統(tǒng)，其中：極化場(chǎng)包括相對(duì)于電磁波的傳播方向的方位和強(qiáng)度中的至少一者，方位和強(qiáng)度中的該至少一者被選擇以改變與電磁波相關(guān)的相移和延遲中的至少一個(gè)。

條目15.根據(jù)條目13的系統(tǒng)，其中：鐵磁性基質(zhì)設(shè)置在中央導(dǎo)體內(nèi)；并且中央導(dǎo)體的圍繞鐵磁性基質(zhì)的非磁性部分的厚度大于或者等于與電磁波相對(duì)應(yīng)的趨膚深度的大約兩倍到三倍。

條目16.根據(jù)條目13的系統(tǒng)，其中：鐵磁性基質(zhì)設(shè)置在中央導(dǎo)體內(nèi)；中央導(dǎo)體包括非磁性導(dǎo)電聚合物(340、440、440B)和金屬表面層(330、350)；并且鐵氧體基質(zhì)通過(guò)金屬表面層與鐵磁性基質(zhì)分離。

條目17.根據(jù)條目13的系統(tǒng)，其中：鐵磁性基質(zhì)包括設(shè)置在外導(dǎo)體的第一部分內(nèi)的第一鐵磁性基質(zhì)(438B)；外導(dǎo)體包括設(shè)置在外導(dǎo)體的與中央導(dǎo)體相對(duì)的第二部分內(nèi)的第二鐵磁性基質(zhì)(438C)；鐵氧體基質(zhì)至少設(shè)置在外導(dǎo)體的第一部分和第二部分之間；并且第一鐵磁性基質(zhì)和第二鐵磁性基質(zhì)被配置成提供極化場(chǎng)。

條目18.根據(jù)條目13的系統(tǒng)，其中：傳輸線包括矩形同軸傳輸線；并且該至少一個(gè)電介質(zhì)包括設(shè)置在中央導(dǎo)體的四個(gè)橫截面中的三個(gè)上的空氣間隙。

條目19.一種方法(700)，包括：通過(guò)傳輸線(534)接收(702)信號(hào)源(532)的信號(hào)；在信號(hào)源和信號(hào)接收器(536)之間傳播(704)該信號(hào)；以及將該信號(hào)通過(guò)傳輸線提供(706)到信號(hào)接收器，其中：傳輸線包括中央導(dǎo)體(340、440、440B)，該中央導(dǎo)體通過(guò)至少一個(gè)電介質(zhì)(328、348)與外導(dǎo)體(346、446)分離；該至少一個(gè)電介質(zhì)包括鐵氧體基質(zhì)(328)，該鐵氧體基質(zhì)通過(guò)磁性材料增材制造系統(tǒng)“MMAMS”(110)分配；并且傳輸線包括鐵磁性基質(zhì)(338、438、438B-E)，該鐵磁性基質(zhì)通過(guò)MMAMS分配并且被配置成提供極化場(chǎng)到鐵氧體基質(zhì)，以當(dāng)信號(hào)在信號(hào)源和信號(hào)接收器之間傳播時(shí)改變?cè)撔盘?hào)的電磁傳播特性。

條目20.根據(jù)條目19的方法，其中：極化場(chǎng)包括相對(duì)于電磁波的傳播方向的方位和強(qiáng)度中的至少一這，方位和強(qiáng)度中的至少一者被選擇以改變與電磁波相關(guān)的相移和延遲中的至少一個(gè)。

條目21.根據(jù)條目19的方法，其中：鐵磁性基質(zhì)設(shè)置在中央導(dǎo)體內(nèi)；中央導(dǎo)體包括非磁性導(dǎo)電聚合物(340、440、440B)和金屬表面層(330、350)；并且鐵氧體基質(zhì)通過(guò)金屬表面層與鐵磁性基質(zhì)分離。

條目22.根據(jù)條目19的方法，其中：鐵磁性基質(zhì)包括設(shè)置在外導(dǎo)體的第一部分內(nèi)的第一鐵磁性基質(zhì)(438B)；外導(dǎo)體包括設(shè)置在外導(dǎo)體的與中央導(dǎo)體相對(duì)的第二部分內(nèi)的第二鐵磁性基質(zhì)(438C)；鐵氧體基質(zhì)至少設(shè)置在外導(dǎo)體的第一部分和第二部分之間；并且第一鐵磁性基質(zhì)和第二鐵磁性基質(zhì)被配置成提供極化場(chǎng)。

條目23.根據(jù)條目19的方法，其中：鐵磁性基質(zhì)設(shè)置在外導(dǎo)體外側(cè)和鐵氧體基質(zhì)的上方和下方中的至少一個(gè)處。

條目24.根據(jù)條目19的方法，其中：傳輸線包括矩形同軸傳輸線；并且該至少一個(gè)電介質(zhì)包括設(shè)置在中央導(dǎo)體的四個(gè)橫截面中的三個(gè)上的空氣間隙。

本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求定義，其被引入這個(gè)部分中以作參考。本發(fā)明的實(shí)施例的更完整的理解，以及其額外的優(yōu)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)，將被通過(guò)下文中的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明的考慮而提供給本領(lǐng)域技術(shù)人員。將首先被簡(jiǎn)要說(shuō)明的后附的附圖將被參考。

附圖說(shuō)明

圖1圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的磁性材料增材制造系統(tǒng)的框圖。

圖2圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的包括磁性材料增材制造系統(tǒng)的構(gòu)造系統(tǒng)的框圖。

圖3A-K圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)造階段。

圖4A-F圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的形成的各種磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)。

圖5A圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)的各種形狀的視圖。

圖5B圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的在電子裝置中實(shí)現(xiàn)的磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)。

圖6圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例使用磁性材料增材制造系統(tǒng)形成磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)的各個(gè)操作的流程圖。

圖7圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例使用磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)的各個(gè)操作的流程圖。

本公開的實(shí)施例和它們的優(yōu)點(diǎn)通過(guò)參考下文中的詳細(xì)說(shuō)明能夠被最好地理解。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的是相同的標(biāo)號(hào)用來(lái)標(biāo)識(shí)圖示在這些附圖中的一個(gè)或者多個(gè)中的相同裝置。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本公開的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例，一種用于形成緊湊的磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置的方法包括使用增材制造過(guò)程來(lái)以高分辨率(resolution)模式分配磁性材料基質(zhì)，以便形成緊湊的磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置。在各種實(shí)施例中，磁性材料增材制造系統(tǒng)(MMAMS)可以包括控制器和一個(gè)或者多個(gè)分配器(例如，擠出機(jī)噴嘴、液體分配器、線分配器和/或其他磁性材料分配器)，該分配器被配置成在構(gòu)建支撐件上形成圖案化的磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置。MMAMS可以與其他的AMS和/或其他的構(gòu)造系統(tǒng)和/或子系統(tǒng)集成，以與傳統(tǒng)的方法相比相對(duì)快速地且廉價(jià)地形成結(jié)合有磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置的復(fù)雜且緊湊的電子裝置。

在各種實(shí)施例中，所描述的技術(shù)以大約10μm的設(shè)計(jì)分辨率直接將磁性材料寫入復(fù)雜的三維形狀中。磁性材料可以在幾分鐘內(nèi)被置入(使用電子控制)期望的一維、二維或者三維圖案中。在各種實(shí)施例中，可以通過(guò)分配高粘度聚合物并且當(dāng)它被印刷時(shí)使用熱、光和/或其他催化劑而固化在位、在自由空間中附加形成預(yù)固化的磁性復(fù)合纖絲(例如，與聚合物混合的NdFeB)、在磁性材料旁邊額外形成用于機(jī)械支撐的非磁性材料、和/或使用其他增材制造技術(shù)而使三維形狀圖案化。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。結(jié)果是形成置于聚合物結(jié)構(gòu)內(nèi)的高精度磁場(chǎng)圖案。整個(gè)裝置內(nèi)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，磁性材料將僅僅是整個(gè)裝置的總體積的一小部分，但是由所結(jié)合的磁性材料產(chǎn)生的場(chǎng)可以被精確地聚焦到需要用來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)電、射頻、太赫茲或者光學(xué)裝置的容積空間上。在使用液體分配器的情況下，可以采用受限的加熱，允許材料在圖案化之前被各項(xiàng)同性地磁化。這意味著可以產(chǎn)生非常復(fù)雜的磁性形狀，而該非常復(fù)雜的磁性形狀在使用光刻構(gòu)圖或者壓紋的情況下是不可能實(shí)現(xiàn)的。完成的部件可以使用傳統(tǒng)的大范圍磁化工具或者磁場(chǎng)發(fā)生器被磁化，如本文中所描述的。

圖1圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的磁性材料增材制造系統(tǒng)(MMAMS)110的框圖100。如圖1所示，MMAMS110包括控制器112、分配器114和構(gòu)建支撐件116，分配器被配置成從供給器115接收磁性材料基質(zhì)117。在各種實(shí)施例中，控制器112可以被配置成控制系統(tǒng)110的各個(gè)元件，以使用對(duì)應(yīng)于MMAMS110的增材制造過(guò)程由磁性材料基質(zhì)117形成一個(gè)或者多個(gè)磁性結(jié)構(gòu)。例如，在MMAMS110被實(shí)現(xiàn)為熔絲構(gòu)造增材制造系統(tǒng)(fused filament fabrication additive manufacturing system)(FFFAMS)的實(shí)施例中，控制器112可以被配置成接收用于磁性裝置的設(shè)計(jì)(例如，以由比如計(jì)算機(jī)和/或存儲(chǔ)器裝置的外部邏輯器件提供的電子數(shù)據(jù)文件的形式)，并且被配置成使用分配器114分配磁性材料基質(zhì)117(例如，以浸漬了丙烯腈-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)、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)和/或由供給器115提供的其他聚合物纖絲的磁性粒子的形式)，以由磁性材料基質(zhì)117形成磁性裝置的磁性結(jié)構(gòu)。

更一般地，MMAMS可以被實(shí)現(xiàn)為FFFAMS、立體光刻(stereolithographic)AMS(例如，其可以被配置成使用光致聚合和/或其他類型的液體固化工藝由浸漬了液體的磁性粒子形成固體磁性結(jié)構(gòu))、線或者粒子熔合AMS(例如，其可以被配置成使用激光、電子束和/或其他類型的熔化、燒結(jié)和/或熔合裝置由彼此熔合的磁性線和/或顆粒形成磁性結(jié)構(gòu))和/或可以被配置成由磁性材料基質(zhì)117(例如，浸漬了纖絲和/或液體的磁性粒子、磁性顆?；蛘吡Ｗ?、和/或其他磁性材料基質(zhì))形成磁性結(jié)構(gòu)的其他類型的AMS。在一些實(shí)施例中，不同類型的AMS(比如FFF和立體光刻AMS)可以被組合到單個(gè)MMAMS中，該單個(gè)MMAMS可以被配置成使用多個(gè)不同類型的增材制造過(guò)程形成磁性結(jié)構(gòu)。

控制器12可以實(shí)現(xiàn)為具有任何適合的邏輯器件(例如，處理裝置、微控制器、處理器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)裝置、存儲(chǔ)器讀取器或者其他裝置或者這些裝置的組合)或者可以適于執(zhí)行、存儲(chǔ)、接收和/或提供適當(dāng)?shù)闹噶?比如，例如使用MMAMS110的一個(gè)或者多個(gè)元件實(shí)現(xiàn)形成磁性結(jié)構(gòu)的方法和/或控制回路的軟件指令)的邏輯器件的分布式組合。此外，控制器112可以實(shí)現(xiàn)為具有一個(gè)或者多個(gè)機(jī)器可讀介質(zhì)，該一個(gè)或者多個(gè)機(jī)器可讀介質(zhì)被配置成存儲(chǔ)用于加載進(jìn)控制器112中和/或由控制器執(zhí)行的非暫時(shí)性指令和/或數(shù)據(jù)文件(諸如設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)文件)。這種機(jī)器可讀介質(zhì)可以是內(nèi)部的、外部的和/或以其他方式配置成與控制器112相互配合。在這些以及其他的實(shí)施例中，邏輯器件可以實(shí)現(xiàn)為具有其他適當(dāng)?shù)牟考热缫资源鎯?chǔ)器、非易失性存儲(chǔ)器和/或一個(gè)或者多個(gè)接口(例如，內(nèi)部集成電路(I2C)接口、移動(dòng)行業(yè)處理器接口(MIPI)、聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組(JTAG)接口(例如，IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試訪問(wèn)端口和邊界掃描架構(gòu))、各種類型的通用串行總線(USB)和/或其他接口)。

分配器114可以被實(shí)現(xiàn)為被驅(qū)動(dòng)的或者大體上靜止的纖絲擠出噴嘴、液體分配器噴嘴、打印頭、線和/或顆粒置放裝置、和/或被配置成從供給器115接收磁性材料基質(zhì)117并且以被配置成形成由構(gòu)建支撐件116支撐的磁性結(jié)構(gòu)的至少一部分的圖案、層或者大團(tuán)液體(bulk liquid)的形式分配磁性材料基質(zhì)117的任何其他類型的分配器。例如，在MMAMS110被至少部分地實(shí)現(xiàn)為FFFAMS的實(shí)施例中，分配器114可以包括被驅(qū)動(dòng)的(例如，使用一個(gè)或者多個(gè)步進(jìn)電機(jī))纖絲擠出噴嘴，該纖絲擠出噴嘴被配置成從供給器115的卷軸或者線軸接收磁性基質(zhì)纖絲并且當(dāng)它以一個(gè)或者多個(gè)圖案化的層的形式分配該磁性基質(zhì)纖絲時(shí)加熱、軟化和/或熔化該磁性基質(zhì)纖絲(例如，使用與分配器114集成的加熱器)，以在構(gòu)建支撐件116上形成磁性結(jié)構(gòu)。

在MMAMS 110被至少部分地實(shí)現(xiàn)為立體光刻AMS的實(shí)施例中，分配器114可以包括被驅(qū)動(dòng)的液體分配器噴嘴，該液體分配器噴嘴例如被配置成從供給器115的儲(chǔ)器中接收磁性基質(zhì)液體，并且以一個(gè)或者多個(gè)圖案化的層的形式分配該磁性基質(zhì)液體以形成磁性結(jié)構(gòu)，或者將磁性基質(zhì)液體分配到預(yù)形成(例如，使用不同的分配器和/或AMS、和/或其他類型的構(gòu)造系統(tǒng))的模具中。在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中，分配器114的噴嘴可以用大體上非磁性的材料實(shí)現(xiàn)，例如以幫助減小磁性材料的累積和/或分配器114內(nèi)堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。在一些實(shí)施例中，液體分配器噴嘴例如可以被實(shí)現(xiàn)為具有加熱器，以幫助調(diào)節(jié)磁性材料基質(zhì)117的粘度/流速，和/或以當(dāng)磁性材料基質(zhì)117被分配時(shí)幫助調(diào)節(jié)它的磁化。在其他的實(shí)施例中，分配器114例如可以被配置成將大團(tuán)磁性基質(zhì)液體分配進(jìn)構(gòu)建支撐件116的構(gòu)建儲(chǔ)器中，并且一個(gè)或者多個(gè)激光器和/或其他固化裝置(例如，其他的模塊118)可以用來(lái)固化構(gòu)建支撐件116上的大團(tuán)磁性基質(zhì)液體的圖案化的層以形成磁性結(jié)構(gòu)。

在各種實(shí)施例中，磁性基質(zhì)纖絲、磁性基質(zhì)液體和/或其他磁性材料基質(zhì)117在通過(guò)分配器114分配之后可以通過(guò)允許該基質(zhì)冷卻、通過(guò)施加比如熱的、化學(xué)的、電磁輻射類型的(例如，光)催化劑和/或其他類型的催化劑、和/或通過(guò)應(yīng)用其他類型的固化過(guò)程而被固化。在MMAMS 110被至少部分地實(shí)現(xiàn)為線或者粒子熔合AMS的實(shí)施例中，分配器114可以包括被驅(qū)動(dòng)的線或者粒子分配器噴嘴，該線或者粒子分配器噴嘴被配置成從供給器115接收磁性線或者磁性粒子并且將該線或者粒子分配為一個(gè)或者多個(gè)圖案化的層(其然后可以被熔化、燒結(jié)或者以其他的方式熔合到彼此)和/或分配到預(yù)形成的層中，以形成磁性結(jié)構(gòu)。這種熔合可以使用激光器、電子束和/或其他類型的熔合裝置(例如，其他的模塊118)執(zhí)行。

例如，構(gòu)建支撐件116可以被實(shí)現(xiàn)為機(jī)械驅(qū)動(dòng)的平臺(tái)，比如用于FFFAMS的平臺(tái)，或者可以被實(shí)現(xiàn)為機(jī)械驅(qū)動(dòng)的儲(chǔ)器和/或平臺(tái)，其中該儲(chǔ)器可以被配置成容納大團(tuán)液體磁性基質(zhì)，并且其中該平臺(tái)和/或儲(chǔ)器可以被配置成分離，以便當(dāng)磁性結(jié)構(gòu)被形成為耦接到該平臺(tái)時(shí)將磁性結(jié)構(gòu)從儲(chǔ)器中提升出來(lái)。在一些實(shí)施例中，構(gòu)建支撐件116可以被驅(qū)動(dòng)以便相對(duì)于分配器114移動(dòng)以利于磁性結(jié)構(gòu)的形成。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，分配器114貫穿整個(gè)制造過(guò)程可以大體上是不動(dòng)的，并且構(gòu)建支撐件116可以被配置成相對(duì)于分配器114移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)，以幫助形成磁性結(jié)構(gòu)。構(gòu)建支撐件116也可以被實(shí)現(xiàn)為具有被配置成有助于一種類型的增材制造過(guò)程的一個(gè)或者多個(gè)特征，比如平臺(tái)溫度控制器(例如，加熱器或者冷卻器)或者裝置卡盤或真空吸盤(例如，被配置成在成形的期間幫助使部分或者完全形成的磁性結(jié)構(gòu)或者裝置相對(duì)于構(gòu)建支撐件116保持不動(dòng))。

在各種實(shí)施例中，其他模塊118可以包括被配置成有助于由MMAMS110執(zhí)行的一種類型的增材制造過(guò)程的一個(gè)或者多個(gè)裝置。例如，其他模塊118可以包括固化、熔化、燒結(jié)或者熔合激光器和/或電子束裝置、圖案投射器、溫度傳感器(例如，被配置成監(jiān)測(cè)分配器114、構(gòu)建支撐件116的溫度、MMAMS 110的環(huán)境溫度、和/或與MMAMS 110的操作相關(guān)的其他過(guò)程溫度)、磁場(chǎng)發(fā)生器、消磁器、裝置卡盤或者真空吸盤(例如，在其上安裝或者形成磁性結(jié)構(gòu)、磁性裝置、模具和/或其他結(jié)構(gòu))、傳輸機(jī)構(gòu)(例如，被配置成將磁性結(jié)構(gòu)、構(gòu)建支撐件116和/或裝置卡盤或真空吸盤機(jī)械地傳輸至MMAMS 110中以及從MMAMS機(jī)械地傳輸)、定位傳感器(alignment sensor)(例如，被配置成感測(cè)分配器114、構(gòu)建支撐件116和/或由構(gòu)建支撐件116支撐的磁性結(jié)構(gòu)或者裝置的部分的位置)、被配置成定位MMAMS 110的元件(例如，包括其他模塊118的元件)的一個(gè)或者多個(gè)致動(dòng)器、一個(gè)或者多個(gè)加熱器(例如，以調(diào)節(jié)分配器114、構(gòu)建支撐件116的溫度、MMAMS 110和/或MMAMS 110的其他元件的環(huán)境溫度)、和/或其他裝置。

在一些實(shí)施例中，其他模塊118的各種裝置可以與MMAMS 110的其他元件集成，以幫助促進(jìn)形成磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置。例如，其他模塊118的加熱器和/或溫度傳感器可以與分配器114和/或構(gòu)建支撐件116集成和/或耦接到控制器112，以幫助控制或者保持分配器114和/或構(gòu)建支撐件116的特定溫度。在其他實(shí)施例中，加熱器、磁場(chǎng)發(fā)生器(例如，耦接到赫姆霍茲線圈或者其他電磁線圈結(jié)構(gòu)的可調(diào)節(jié)電流源，具有或者不具有相對(duì)于構(gòu)建支撐件116的可調(diào)節(jié)方位)、消磁器(例如，具有可調(diào)節(jié)交流電源的磁場(chǎng)發(fā)生器)和/或其他磁性調(diào)節(jié)裝置可以與分配器114和/或構(gòu)建支撐件116集成，以幫助調(diào)節(jié)由MMAMS 110形成的磁性結(jié)構(gòu)的磁性質(zhì)。例如，這種磁調(diào)節(jié)裝置可以被配置成使這種調(diào)節(jié)相對(duì)于由MMAMS 110執(zhí)行的增材制造過(guò)程在原位(in situ)或者非原位(ex situ)，以使得磁性調(diào)節(jié)將在磁性結(jié)構(gòu)的形成中的中間步驟或者形成完成后進(jìn)行。

在一個(gè)實(shí)施例中，分配器114、構(gòu)建支撐件116和/或MMAMS 110的其他元件可以被實(shí)現(xiàn)為具有磁場(chǎng)發(fā)生器，該磁場(chǎng)發(fā)生器被配置成將磁性粒子和/或粉末(例如，散裝的或者在液體內(nèi)的)引導(dǎo)到構(gòu)建支撐件116上的特定位置，比如在預(yù)形成的模具內(nèi)。一般地，MMAMS 110可以被實(shí)現(xiàn)為具有多個(gè)分配器114和/或供給器115，以允許使用多種類型的材料形成磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置，該多種類型的材料包括磁性材料基質(zhì)117和/或非磁性材料(例如，用以形成用于磁性裝置的非磁性結(jié)構(gòu)，比如機(jī)械支撐件和/或模具)。

MMAMS 110的各種實(shí)施例可以用以形成具有大約10至20μm的可靠的尺寸分辨率的磁性結(jié)構(gòu)。例如，在MMAMS 110被至少部分地實(shí)現(xiàn)為FFFAMS和/或立體光刻AMS的情況下，使用浸漬了聚合物液體和/或纖絲的磁性粒子，MMAMS 110可以被配置成例如形成具有小至大約10或者20μm的尺寸分辨率的一個(gè)或者多個(gè)磁性結(jié)構(gòu)，同時(shí)保持大團(tuán)(bulk，大塊)(例如，機(jī)械加工的和/或成形的)磁性對(duì)應(yīng)物的大約50％的磁性質(zhì)/效果。因此，相對(duì)于傳統(tǒng)方法，MMAMS 110的實(shí)施例可以被配置成在極其緊湊的空間中形成被配置成用于機(jī)械、電和/或射頻應(yīng)用的磁性結(jié)構(gòu)。而且，部分由于可由MMAMS 110的實(shí)施例獲得的分辨率和/或由使用磁性材料基質(zhì)的增材制造提供的空間靈活性，與傳統(tǒng)的機(jī)械加工、研磨(lapping)、光刻或者其他傳統(tǒng)的磁性結(jié)構(gòu)的成形相反，使用本文中描述的實(shí)施例形成的磁性結(jié)構(gòu)可以被配置成產(chǎn)生極其復(fù)雜且緊湊的三維磁場(chǎng)和/或梯度。

圖2圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的包括MMAMS 110的構(gòu)造系統(tǒng)220的框圖200。例如，構(gòu)造系統(tǒng)220可以被配置成使用多個(gè)不同類型的構(gòu)造過(guò)程以幫助形成與由MMAMS 110形成的一個(gè)或者多個(gè)磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置集成的整體式裝置。如圖2所示，構(gòu)造系統(tǒng)220可以包括電成形系統(tǒng)224、沉積系統(tǒng)226、浸沒系統(tǒng)228和一個(gè)或者多個(gè)其他子系統(tǒng)230，每個(gè)系統(tǒng)均能夠幫助處理至少部分地由MMAMS 110形成的磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)。在各種實(shí)施例中，在制造的不同階段中的磁性裝置和/或其他結(jié)構(gòu)可通過(guò)傳輸裝置222在構(gòu)造系統(tǒng)220的元件之間進(jìn)行傳送，該傳輸裝置例如可以被實(shí)現(xiàn)為裝置卡盤或者真空吸盤傳送系統(tǒng)和/或被配置成從構(gòu)造系統(tǒng)220的任何元件獲得磁性裝置和/或其他結(jié)構(gòu)并且將該裝置或者結(jié)構(gòu)傳遞到構(gòu)造系統(tǒng)220的另一個(gè)元件的其他傳輸裝置。在一些實(shí)施例中，傳輸裝置222可以至少部分地通過(guò)用戶在構(gòu)造系統(tǒng)220的元件之間傳送裝置或者結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)。傳輸裝置222和/或構(gòu)造系統(tǒng)220的其他元件的操作可以通過(guò)控制器212控制和/或以其他方式促進(jìn)，該控制器例如可以被實(shí)現(xiàn)為與圖1的控制器112類似的一個(gè)或者多個(gè)單片式或者分布式邏輯器件，該邏輯器件可以被配置成與構(gòu)造系統(tǒng)220的任何元件通信以使構(gòu)造系統(tǒng)220進(jìn)行操作。

在圖2中所示的實(shí)施例中，構(gòu)造系統(tǒng)220包括制備系統(tǒng)211，該制備系統(tǒng)可以被配置成制備用于MMAMS 110的磁性材料基質(zhì)和/或?qū)⒋判圆牧匣|(zhì)傳送到MMAMS 110(例如，傳送到MMAMS 110的供給器115，如圖1所示)。在一些實(shí)施例中，制備系統(tǒng)211可以被配置成將磁性粉末與液體聚合物樹脂混合以提供大團(tuán)液體磁性基質(zhì)。制備系統(tǒng)211例如可以被配置成將該大團(tuán)液體磁性基質(zhì)直接提供到MMAMS 110，或者凝固/固化該液體磁性基質(zhì)以形成大團(tuán)固體磁性基質(zhì)，然后將它形成/擠出為纖絲、線和/或?qū)訅何铮摾w絲、線和/或?qū)訅何锟梢宰鳛榛A(chǔ)磁性材料基質(zhì)提供到MMAMS 110，使用相應(yīng)類型的增材制造過(guò)程由該基礎(chǔ)磁性材料基質(zhì)形成磁性結(jié)構(gòu)，如本文中所描述的。在其他的實(shí)施例中，制備系統(tǒng)211可以被配置成擠出和/或卷繞磁性線(例如，從大團(tuán)磁性材料和/或線)，或者封裝磁性顆粒、粒子和/或粉末例如以提供適合于熔合的磁性材料基質(zhì)到MMAMS 110。

磁性材料基質(zhì)的可能成分包括但不限于：各種類型和/或布置的鐵磁和/或鐵淦氧磁材料、硬和/或軟磁性材料、大團(tuán)鐵氧體或者鐵磁性材料、鐵氧體和/或鐵磁粉末(例如，具有在大約0.8至6μm之間的顆粒尺寸)、非導(dǎo)體陶瓷磁性材料、鋇鐵氧體(BaFe12O19)、各種其他的六角晶系鐵氧體、釹(Nd2Fe14B)永磁體、軟鎳鐵合金(NiFe)、各種其他的永磁體材料、SU8光刻抗蝕劑、其他光刻抗蝕劑聚合物、ABS、PC、PLA、HDPE、超HDPE、PC/ABS、PPSU、HIPS、熱塑性聚合物、感光立體光刻光樹脂和/或其他液體和/或可熔聚合物。當(dāng)混合粉末和聚合物時(shí)，該混合可以以各種質(zhì)量比進(jìn)行，比如1:1、3:1和/或在0.5:1至大于5:1(例如，粉末質(zhì)量：聚合物質(zhì)量)的范圍上。而且，一些磁性材料基質(zhì)可以包括化學(xué)添加劑以減小在組分材料的界面表面能上的差異。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)與鋇鐵氧體粉末混合時(shí)，相對(duì)小的量(例如，每升聚合物/抗蝕劑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，以幫助確保相對(duì)同質(zhì)的混合。在各種實(shí)施例中，混合可以通過(guò)非磁性攪拌裝置進(jìn)行。

如本領(lǐng)域中已知的，鐵磁性材料的特征可以是包括排列的(aligned)磁疇，該排列的磁疇產(chǎn)生相對(duì)強(qiáng)的凈磁場(chǎng)，而鐵淦氧磁材料的特征可以是包括相反的磁疇，如具有反鐵磁性材料，但是具有在相反的磁疇的磁矩中的各向異性，以使得凈磁矩或者總磁矩保持。凈磁矩可以相對(duì)于傳播中的電磁場(chǎng)選擇性地排列(例如，使用外部施加的輪詢磁場(chǎng)(magnetic polling field)，其例如可以由鐵磁性材料提供)以改變傳播中的電磁場(chǎng)的各種傳播特性，如本文中所更全面地描述的。

電成形系統(tǒng)224可以被實(shí)現(xiàn)為可以被配置成在導(dǎo)電表面(比如圖案化的導(dǎo)電表面)上形成具有可選擇的厚度的金屬層的任何電沉積、電鍍和/或其他類型的電成形系統(tǒng)。例如，電成形系統(tǒng)224可以被配置成在部分地形成的磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置的任何暴露的導(dǎo)電表面上形成一微米厚或者更厚的可電成形的金屬的層，和/或形成在其上形成磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置的相對(duì)厚的襯底。在各種實(shí)施例中，暴露的導(dǎo)電表面可以通過(guò)電成形掩模(比如圖案化的光刻抗蝕劑)而選擇性地暴露。沉積系統(tǒng)226可以被實(shí)現(xiàn)為可以被配置成在襯底上形成具有可選擇的厚度的圖案化材料層的任何濺射沉積系統(tǒng)和/或其他類型的薄膜沉積系統(tǒng)。例如，使用沉積掩模，沉積系統(tǒng)226可以被配置成在被部分地形成的磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置的通過(guò)該沉積掩模暴露的部分上形成小于一微米厚或者更厚的金屬材料的層(比如金屬種子層)。這種暴露的部分可以包括導(dǎo)電和/或非導(dǎo)電表面。

浸沒系統(tǒng)228可以被實(shí)現(xiàn)為可以被配置成部分地或者完全地浸漬和/或噴射一物體以化學(xué)刻蝕、清潔、溶解、填充或者以其他方式處理該物體的任何刻蝕、清潔、填充和/或其他類型的化學(xué)浸沒系統(tǒng)。例如，浸沒系統(tǒng)228可以被配置成溶解非磁性聚合物或者樹脂和/或被部分地形成的磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置內(nèi)的其他非磁性結(jié)構(gòu)，以去除該被部分地形成的磁性結(jié)構(gòu)或者裝置的不需要的部分(例如，構(gòu)造支撐件或者模具)。在一些實(shí)施例中，浸沒系統(tǒng)228可以被配置成浸漬被部分地形成的磁性結(jié)構(gòu)或者裝置，以用特定類型的材料(例如，比如介電材料，或者其他以溶液形式的磁性或者非磁性材料)填充該磁性結(jié)構(gòu)或者裝置內(nèi)的一個(gè)或者多個(gè)腔，該特定類型的材料然后可以被固化以形成磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置的一部分。在各種實(shí)施例中，浸沒系統(tǒng)228可以與浸漬掩模一起使用，以選擇磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置的部分用以對(duì)磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置進(jìn)行刻蝕、清潔、溶解或者填充。在一些實(shí)施例中，浸沒系統(tǒng)228可以被實(shí)現(xiàn)為具有加熱器、燈和/或其他類型的固化裝置以幫助干燥或者固化磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置。

在各種實(shí)施例中，其他子系統(tǒng)230可以包括被配置成促進(jìn)由構(gòu)造系統(tǒng)220執(zhí)行的構(gòu)造過(guò)程的一個(gè)或者多個(gè)裝置。例如，其他子系統(tǒng)230可以包括各種類型的非磁性AMS、材料供給和/或制備系統(tǒng)、固化、熔化、燒結(jié)或者熔合激光器和/或電子束裝置、圖案投射器、溫度傳感器(例如，被配置成監(jiān)測(cè)與構(gòu)造系統(tǒng)220的操作相關(guān)的過(guò)程溫度)、磁場(chǎng)發(fā)生器、消磁器、裝置卡盤或者真空吸盤、定位傳感器(例如，被配置成感測(cè)由構(gòu)造系統(tǒng)220部分或者全部構(gòu)造的磁性結(jié)構(gòu)或裝置的位置和/或方位)、被配置成定位構(gòu)造系統(tǒng)220的元件(例如，包括其他子系統(tǒng)230的元件)的一個(gè)或者多個(gè)致動(dòng)器、一個(gè)或者多個(gè)加熱器(例如，以調(diào)節(jié)構(gòu)造系統(tǒng)220的元件的溫度)、和/或其他裝置。在一些實(shí)施例中，其他子系統(tǒng)230可以包括被配置成將集成電路和/或其他電路元件安置在基板(比如，印刷電路板(PCB))上以將這些電路元件與至少部分地由MMAMS110提供的磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置一起集成到基板上的貼片機(jī)。

在一些實(shí)施例中，其他子系統(tǒng)230的各種裝置可以與構(gòu)造系統(tǒng)220的其他元件集成，以幫助促進(jìn)形成磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置。例如，其他子系統(tǒng)230的加熱器和/或溫度傳感器可以與電成形系統(tǒng)224和/或浸沒系統(tǒng)228集成和/或耦接到控制器212以幫助控制或者保持電成形系統(tǒng)224和/或浸沒系統(tǒng)228的特定溫度。在其他的實(shí)施例中，加熱器、磁場(chǎng)發(fā)生器、消磁器和/或其他磁性調(diào)節(jié)裝置可以與構(gòu)造系統(tǒng)220的任何元件集成，以幫助調(diào)節(jié)由構(gòu)造系統(tǒng)220形成的磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置的磁性質(zhì)。

通過(guò)將MMAMS110與構(gòu)造系統(tǒng)220集成，本公開的實(shí)施例可以被配置成提供具有集成的磁性結(jié)構(gòu)的電子裝置，該磁性結(jié)構(gòu)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質(zhì)進(jìn)行的增材制造提供的空間靈活性和/或相對(duì)精細(xì)的尺寸分辨率，包括使用本文中所描述的過(guò)程和/或系統(tǒng)形成的集成的磁性結(jié)構(gòu)的電子裝置可以被配置成在極其復(fù)雜且緊湊的三維磁場(chǎng)和/或梯度下進(jìn)行操作和/或受益于該極其復(fù)雜且緊湊的三維磁場(chǎng)和/或梯度，如本文中所描述的。

可以利用MMAMS110和/或構(gòu)造系統(tǒng)220的制造能力的一種磁性裝置是用于電磁波(例如，電和/或光學(xué)傳播波)的傳輸線。為了解釋的目的，鐵氧體材料對(duì)于改變電磁波的傳播特性而言可以是有用的，并且磁性極化(magnetic poling)對(duì)于微波或者涉及鐵氧體材料的更高頻率的應(yīng)用而言典型地是需要的。常規(guī)的極化方法典型地依賴于相對(duì)大(尺寸和場(chǎng)強(qiáng))的外部磁體和/或感應(yīng)體，以使機(jī)械拋光的(例如，相對(duì)大的)鐵氧體塊極化。外部磁體的尺寸典型地為在主要的三維坐標(biāo)軸中的每個(gè)軸上至少幾個(gè)mm。鐵氧體基質(zhì)本身允許更小的特征尺寸和更嚴(yán)格的位置公差，但是與鐵氧體相互作用的常規(guī)方法涉及用相對(duì)大的外部磁體圍繞傳輸線/波導(dǎo)管(waveguide)。鐵氧體材料所需要的極化場(chǎng)的強(qiáng)度取決于鐵氧體材料的類型和應(yīng)用場(chǎng)合。由外部磁體提供的場(chǎng)強(qiáng)取決于它與鐵氧體材料之間的物理距離和(在一些實(shí)施例中)將它聚焦到鐵氧體上的磁極的數(shù)量。在許多應(yīng)用中，幾何限制要求外部磁體被置于與鐵氧體相距數(shù)百微米或者更大距離處。在這種條件下，必須使用強(qiáng)磁體，其可與其他電子部件干涉并且導(dǎo)致增加的設(shè)計(jì)復(fù)雜性和降低的總產(chǎn)品性能。

本公開的實(shí)施例允許極化磁體被置于與鐵氧體相距數(shù)個(gè)微米之內(nèi)。通過(guò)將磁體直接并入傳輸線/波導(dǎo)管中，磁場(chǎng)實(shí)質(zhì)上直接穿過(guò)鐵氧體聚焦。這種設(shè)置減小了對(duì)于使用1特斯拉磁體的需要，這是因?yàn)榇蟛糠骤F氧體僅僅需要0.2-0.5特斯拉的施加磁場(chǎng)，以便變得足夠極化而在局部傳播的電磁波上具有效果。通過(guò)提供降低的磁場(chǎng)需求和磁體的尺寸上的普遍減小，本公開的實(shí)施例減小了在結(jié)合有符合的磁性結(jié)構(gòu)或者裝置的電子裝置中存在的磁場(chǎng)相互作用的量。

例如，涂覆有非磁性導(dǎo)體的鐵磁性材料可以用作同軸傳輸線的內(nèi)和/或外導(dǎo)體。鐵氧體材料可以被置于內(nèi)和外導(dǎo)體之間的電介質(zhì)內(nèi)。外部磁場(chǎng)可以根據(jù)需要施加以使鐵磁性材料磁化(例如，在相對(duì)于電磁波或者其他類型的信號(hào)的期望傳播方向的特定方向上)。覆蓋鐵磁性材料的非磁性導(dǎo)體防止在非磁性電介質(zhì)中磁場(chǎng)與入射的電磁波之間的電磁耦合。但是，鐵氧體材料(例如，磁性電介質(zhì))通過(guò)非磁性導(dǎo)體內(nèi)的鐵磁性材料變得極化。這導(dǎo)致在整個(gè)電介質(zhì)區(qū)域上電磁場(chǎng)的鐵氧體極化。結(jié)果是在傳輸線下傳播的電磁波的互易的(reciprocal)或者非互易的(nonreciprocal)相移，并且類似的結(jié)構(gòu)可以被用來(lái)形成許多不同的裝置，這些裝置被配置成改變電磁波傳播穿過(guò)同軸傳輸線/波導(dǎo)管的方式。

本公開的實(shí)施例提供了高度緊湊的方法，該方法將磁性元件結(jié)合到電磁濾波器、傳輸線和耦合器中，以用于提高射頻性能。本文中描述的磁性結(jié)構(gòu)的尺寸可以從相對(duì)大的cm級(jí)的尺寸小至大約10μm。用于宏觀尺度應(yīng)用場(chǎng)合的硬鐵磁體的場(chǎng)強(qiáng)可以大于1特斯拉，但是尺寸形成至10μm的硬鐵磁體基質(zhì)的場(chǎng)強(qiáng)可以在0.2和0.5特斯拉之間。軟鐵磁體顯示磁場(chǎng)強(qiáng)度在0.4和1.75特斯拉之間。所描述的構(gòu)造過(guò)程的緊湊性質(zhì)允許這些實(shí)施例實(shí)現(xiàn)集成到磁性裝置中的磁性結(jié)構(gòu)之間的接近理想的磁耦合，這幫助補(bǔ)償由增材制造過(guò)程的使用而引起的在場(chǎng)強(qiáng)上的任何損失，如本文中所描述的。

圖3A-K圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的與磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)(例如，其最終形式可以對(duì)應(yīng)于磁性裝置300K)的各個(gè)構(gòu)造階段相對(duì)應(yīng)的磁性裝置300A-300K。特別地，磁性裝置300A-300K可以對(duì)應(yīng)于用于電磁波的傳輸線，該傳輸線包括被配置成改變傳輸線內(nèi)的電磁波的傳播的一個(gè)或者多個(gè)磁性結(jié)構(gòu)。例如，磁性裝置300A-300K可以對(duì)應(yīng)于或者形成真實(shí)延遲線(true delay line)、鐵氧體磁芯變壓器、耦合器、隔離器、循環(huán)器、鐵氧體相移器、單向延遲線、鐵磁性相移器/延遲線、用于繼電器開關(guān)的超小(例如，直徑大約在10-20μm之間，優(yōu)選地10μm)磁體、用于核磁共振(NMR)和/或掃描電子顯微鏡(SEM)儀器設(shè)計(jì)的微海爾貝克陣列磁體(micro Halbach array magnets)、和/或其他大體上無(wú)源的電磁波傳播更改/調(diào)節(jié)裝置的部分，以包括由如本文中所描述的增材制造過(guò)程形成的一個(gè)或者多個(gè)磁性結(jié)構(gòu)的矩形或者方形(例如，其中方形是矩形集的子集)同軸傳輸線(例如，微型同軸傳輸線)和/或波導(dǎo)管的形式。本文中描述的構(gòu)造順序可以被整體地集成，并且可以用在數(shù)小時(shí)至一或者兩天之間的預(yù)期完成時(shí)間分批構(gòu)造，其在總構(gòu)造時(shí)間上實(shí)質(zhì)上是降低的。

圖3A圖示了磁性裝置300K的第一構(gòu)造階段。如圖3A提供的實(shí)施例中所示，磁性裝置300A包括形成在射頻(RF)電介質(zhì)板(例如，PCB)320上的銅層322。在一些實(shí)施例中，銅層322可以是一密耳(mil)厚，以便形成相對(duì)堅(jiān)固的導(dǎo)電襯底，在該導(dǎo)電襯底上形成磁性裝置300K和/或放置組成的電子裝置的其他元件。例如，RF電介質(zhì)板320可以在采購(gòu)時(shí)即具有預(yù)形成的銅層322，或者，構(gòu)造系統(tǒng)220的沉積系統(tǒng)226和/或電成形系統(tǒng)224的組合可以用來(lái)在所提供的裸RF電介質(zhì)板320上形成銅層322。

在圖3B中，導(dǎo)電聚合物可以形成在銅層322上以形成磁性裝置300B的左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325。例如，左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325可以使用AMS(例如，與MMAMS110類似的其他子系統(tǒng)230的元件)形成在銅層322上，AMS被配置成使用導(dǎo)電聚合物來(lái)形成左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325。這種導(dǎo)電聚合物可以被實(shí)現(xiàn)為ABS或者其他塑料或者聚合物，該ABS或者其他塑料或者聚合物用導(dǎo)電粒子(例如，納米粒子)浸漬，以足以在左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325被形成之后允許金屬層被鍍(例如，電鍍)覆于左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)上。在各種實(shí)施例中，導(dǎo)電粒子大體上是非磁性的。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，ABS配方可以被稱為激光直接成型(LDS)可鍍覆ABS材料。在一些實(shí)施例中，左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325可以是大約40μm厚并且足夠?qū)捯灾С执判匝b置300K的剩余構(gòu)造步驟。更一般地，左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325的厚度可以相對(duì)于鐵氧體基質(zhì)328和/或形成在左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325之間的其他大體上非導(dǎo)電的材料的厚度進(jìn)行選擇，例如以便促進(jìn)磁性裝置300K的外導(dǎo)體的形成。

在圖3C中，銅膜326可以形成在左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325以及銅層322上，以形成磁性裝置300C。例如，銅膜326可以使用電成形系統(tǒng)224形成在左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325以及銅層322上(例如，以至少部分地形成用于中央導(dǎo)體340和/或外導(dǎo)體346的金屬表面層，如參考圖3H和3I更全面地描述的)。在一些實(shí)施例中，銅膜326可以是大約10μm厚。

在圖3D中，鐵氧體基質(zhì)328可以形成在左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325之間和銅膜326上，以形成磁性裝置300D。例如，鐵氧體基質(zhì)328可以使用MMAMS110形成。在一些實(shí)施例中，MMAMS110可以例如用FFF AMS實(shí)現(xiàn)，并且鐵氧體基質(zhì)328可以包括例如由制備系統(tǒng)211制備并且被提供到MMAMS110的供給器115的浸漬有纖絲聚合物的鐵氧體(例如，鐵淦氧磁物)粉末(例如，浸漬有纖絲ABS的鋇鐵氧體粉末)。在其他的實(shí)施例中，MMAMS110可以例如用立體光刻AMS實(shí)現(xiàn)，并且鐵氧體基質(zhì)328可以包括通過(guò)制備系統(tǒng)211混合到一起或者以其他方式制備并且被提供到MMAMS 110的供給器115的浸漬有液體聚合物的鐵氧體粉末。在各種實(shí)施例中，鐵氧體基質(zhì)328可以在大約10μm和40μm厚之間并且大體上填充左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325之間的表面。此外，基于鐵氧體粉末和聚合物的材料選擇，鐵氧體基質(zhì)328可以是大體上介電的。固化的或者以其他方式凝固的鐵氧體基質(zhì)328也可以被稱為鐵氧體結(jié)構(gòu)或者鐵氧體磁體。

在圖3E中，銅種子層330可以形成在鐵氧體基質(zhì)328上，以形成磁性裝置300E。例如，銅種子層330可以使用沉積系統(tǒng)226和沉積掩模形成。在一些實(shí)施例中，銅種子層330可以是大約10μm厚并且足夠?qū)捯灾С执判匝b置300K的剩余構(gòu)造步驟，包括留下的鐵氧體基質(zhì)328的左和右部分330L和330R，其鄰近左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325，未被任何導(dǎo)電層覆蓋。

在圖3F中，導(dǎo)電聚合物壁332-335可以形成在銅膜326上以及左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325上方，并且可溶解聚合物填充物336-337可以形成在鐵氧體基質(zhì)328的左和右部分330L和330R上，以形成磁性裝置300F。例如，導(dǎo)電聚合物壁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導(dǎo)電聚合物(如圖3B中)和/或可溶解聚合物的AMS(例如，其他子系統(tǒng)230)形成，以因此形成中央腔333F。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電聚合物壁332-335和可溶解聚合物填充物336-337可以形成為大約125μm厚并且足夠?qū)捯灾未判匝b置300K的剩余構(gòu)造步驟，其中可溶解聚合物填充物336-337每個(gè)足夠?qū)捯酝耆采w鐵氧體基質(zhì)328的左和右部分330L和330R，以及(在一些實(shí)施例中)銅膜326和銅種子層330的鄰接左和右部分330L和330R的額外部分(例如，大約1、5或者10μm部分)，以幫助確保導(dǎo)電聚合物壁332-335不會(huì)直接接觸鐵氧體基質(zhì)328。一般地，導(dǎo)電聚合物壁332-335和/或可溶解聚合物填充物336-337可以形成為具有足以為磁性裝置300K的剩余構(gòu)造步驟提供結(jié)構(gòu)支撐的任何厚度。

在各種實(shí)施例中，內(nèi)導(dǎo)電聚合物壁333-334可以被配置成形成磁性裝置300K的中央導(dǎo)體的至少一部分，并且外導(dǎo)電聚合物壁332和335可以被配置成形成磁性裝置300K的外導(dǎo)體的至少一部分，并且二者都應(yīng)該是磁性結(jié)構(gòu)300K被設(shè)計(jì)成進(jìn)行操作的電磁場(chǎng)的趨膚深度(skin depth)的至少大約2或者3倍。例如，對(duì)于30GHz的電信號(hào)，內(nèi)導(dǎo)電聚合物壁333-334不需要厚于3-5μm(例如，相對(duì)于在該操作頻率下沿著內(nèi)導(dǎo)電聚合物壁333-334傳播的電磁波，導(dǎo)電聚合物的電磁趨膚深度的大約兩倍)，由此有助于磁性裝置300K的緊湊性并且允許鐵氧體基質(zhì)328與嵌入磁性裝置300K的中央導(dǎo)體或者外導(dǎo)體內(nèi)的鐵磁性基質(zhì)之間的接近理想的磁耦合，其將相對(duì)于圖3G-3K和4A-B更全面地描述。在各種實(shí)施例中，內(nèi)導(dǎo)電聚合物壁333-334和/或外導(dǎo)電聚合物壁332和335可以是非磁性的，類似于如本文中所描述的用導(dǎo)電聚合物形成的任何結(jié)構(gòu)。

在圖3G中，鐵磁性基質(zhì)338可以在鐵氧體基質(zhì)328上方形成在銅膜326上以及形成在中央腔333F內(nèi)，以形成磁性裝置300G。例如，鐵磁性基質(zhì)338可以使用MMAMS110形成。在一些實(shí)施例中，MMAMS110可以例如用FFF AMS實(shí)現(xiàn)，并且鐵磁性基質(zhì)338可以包括例如由制備系統(tǒng)211制備的浸漬有纖絲聚合物并且被提供到MMAMS110的供給器115的的鐵磁性粉末(例如，浸漬有纖絲ABS的NdFeB粉末)。在其他的實(shí)施例中，MMAMS110可以例如用立體光刻AMS實(shí)現(xiàn)，并且鐵磁性基質(zhì)338可以包括例如通過(guò)制備系統(tǒng)211混合到一起或者以其他方式制備并且被提供到MMAMS110的供給器115的浸漬有液體聚合物的鐵磁性粉末。在各種實(shí)施例中，鐵磁性基質(zhì)338可以為大約125μm厚，并且大體上填滿中央腔333F。在磁性裝置300K形成之后，鐵磁性基質(zhì)338可以被磁化(例如，使用磁場(chǎng)發(fā)生器)以產(chǎn)生一磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)適合于與鐵氧體基質(zhì)328相互作用以產(chǎn)生一個(gè)或者多個(gè)電磁波傳播更改/調(diào)節(jié)裝置，如本文中所描述的。固化的或者以其他方式凝固的鐵磁性基質(zhì)338也可以被稱為鐵磁性結(jié)構(gòu)和/或鐵磁體。

在圖3H中，導(dǎo)電聚合物可以形成在內(nèi)導(dǎo)電聚合物壁333-334的頂部上以及鐵磁性基質(zhì)338上方，以形成中央導(dǎo)體340，導(dǎo)電聚合物可以形成在外導(dǎo)電聚合物壁332和335的頂部上，以形成外導(dǎo)電壁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的頂部上以及中央導(dǎo)體340的上方，以形成可溶解聚合物填充物344，從而形成磁性裝置300H。例如，中央導(dǎo)體340、外導(dǎo)電壁342和343、和/或可溶解聚合物填充物344可以使用被配置成視情況而使用ABS導(dǎo)電聚合物(如圖3B中)和/或可溶解聚合物的AMS(例如，其他子系統(tǒng)230)形成。在一些實(shí)施例中，中央導(dǎo)體340可以形成為在鐵磁性基質(zhì)338上方大約20-40μm厚。在相關(guān)的實(shí)施例中，可溶解聚合物填充物344可以形成為在中央導(dǎo)體340上方大約20-40μm厚，并且外導(dǎo)電壁342和343可以形成為大體上與可溶解聚合物填充物344的頂部表面平齊。在各種實(shí)施例中，中央導(dǎo)體340可以包括銅種子層330的部分。

在圖3I中，導(dǎo)電聚合物可以形成在外導(dǎo)電壁342和343的頂部上和可溶解聚合物填充物344上方以形成外導(dǎo)體346，以便形成磁性裝置300I。例如，外導(dǎo)體346可以使用被配置成使用ABS導(dǎo)電聚合物(如圖3B中)的AMS(例如，其他子系統(tǒng)230)形成。在一些實(shí)施例中，外導(dǎo)體346可以形成為在可溶解聚合物填充物344上方大約50μm厚。在各種實(shí)施例中，外導(dǎo)體346可以包括左和右導(dǎo)電聚合物平臺(tái)324和325、銅層322和/或銅層326的部分。

在圖3J中，可溶解聚合物填充物344可以被去除以形成電介質(zhì)348(例如，空氣間隙)以及以形成磁性裝置300J。例如，可溶解聚合物填充物344可以通過(guò)由浸沒系統(tǒng)228施加的溶劑溶解或者以其他方式從圖3J中所示的橫截面中的三個(gè)中去除，該溶劑可以通過(guò)貫穿外導(dǎo)體346形成的通入孔和/或端面(圖3J中未明確地顯示)進(jìn)入和離開中央導(dǎo)體340和外導(dǎo)體346之間的空間。在一些實(shí)施例中，電介質(zhì)348可以用可以被分配和/或以其他方式形成在中央導(dǎo)體340和外導(dǎo)體346之間的空間中的其他電介質(zhì)材料實(shí)現(xiàn)。例如，在一些實(shí)施例中，鐵氧體基質(zhì)328和電介質(zhì)348可以一起形成用于磁性裝置300J的電介質(zhì)。

在圖3K中，銅層350可以形成在磁性裝置300J的所有可接近的導(dǎo)電表面上，以形成磁性裝置300K。例如，銅層350可以通過(guò)電成形系統(tǒng)224形成，并且銅層350可以應(yīng)用以覆蓋中央導(dǎo)體340的外側(cè)和外導(dǎo)體346的外側(cè)和內(nèi)側(cè)(例如，以至少部分地在中央導(dǎo)體340和/或外導(dǎo)體346上形成金屬表面層)。在一些實(shí)施例中，銅層350可以是大約3-10μm厚(例如，操作頻率下的趨膚深度的大約2-3倍加上足以補(bǔ)償在磁性裝置300J的可接近導(dǎo)電表面中的任何表面粗糙度和/或其他不完整性的厚度)。圖3A-3K中的每個(gè)均圖示了磁性裝置的橫截面，并且應(yīng)理解的是，圖3A-3K中所示的結(jié)構(gòu)可以以任何縱向形狀延伸以形成傳輸線，與圖5A中呈現(xiàn)的形狀類似。而且，雖然圖3K中呈現(xiàn)的實(shí)施例中所示的同軸電介質(zhì)主要是電介質(zhì)(例如，空氣間隙)348和鐵氧體基質(zhì)328，但是在其他的實(shí)施例中，電介質(zhì)348可以用例如具有不同的介電特性的不同介電材料替換，并且鐵氧體基質(zhì)328可以用額外的介電材料層補(bǔ)充，該額外的介電材料層可以設(shè)置在鐵氧體基質(zhì)328下方。

此外，顯示在圖3K中的是方向352和354。在各種實(shí)施例中，極化場(chǎng)(例如，由鐵磁性基質(zhì)338提供)的強(qiáng)度和/或方位可以被選擇以改變特定路徑上的傳播特性(例如，相移或者延遲)。例如，當(dāng)極化場(chǎng)的方向垂直于鐵氧體基質(zhì)328的傳播方向和平面時(shí)(如由方向352所示)，磁性裝置300K對(duì)應(yīng)于互易相移器或者其他類型的互易裝置。相反，當(dāng)極化場(chǎng)(例如，如由作用在鐵磁性基質(zhì)338上的磁場(chǎng)發(fā)生器設(shè)定的)的方向垂直于傳播方向但是與鐵氧體基質(zhì)328的平面共面時(shí)(如由方向354所示)，磁性裝置300K對(duì)應(yīng)于非互易相移器和/或其他非互易裝置。

此外，鐵磁性基質(zhì)338在一些實(shí)施例中可以用軟鐵磁體(例如，使用NiFe粉末形成)實(shí)現(xiàn)，該軟鐵磁體可以用來(lái)動(dòng)態(tài)地控制鐵氧體基質(zhì)328的極化以及其中磁性裝置300K的相移響應(yīng)。在這種實(shí)施例中，軟鐵磁體基質(zhì)必須通過(guò)外加磁場(chǎng)磁化，比如通過(guò)螺線管和/或通過(guò)將永磁體定位在附近(例如，使用安置裝置和/或MMAMS110的實(shí)施例)。

圖4A-F圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例(比如使用與參考圖3A-K討論的那些類似的過(guò)程)形成的磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)。特別地，圖4A顯示了與磁性裝置300K類似的傳輸線400A，但是其中中央導(dǎo)體440包括分離部441，該分離部將鐵磁性基質(zhì)438與鐵氧體基質(zhì)328分離，以通過(guò)減小穿過(guò)鐵氧體基質(zhì)328的磁場(chǎng)強(qiáng)度而減小電磁波傳播更改/調(diào)節(jié)裝置的影響和/或增大中央導(dǎo)體440的傳導(dǎo)性。

圖4B圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)400B。特別地，圖4B顯示了與磁性裝置300K和/或400A類似的傳輸線，但是其中中央導(dǎo)體440B是固體導(dǎo)電聚合物，并且鐵磁性基質(zhì)438被分成兩個(gè)分離的鐵磁性基質(zhì)438B-C，該兩個(gè)分離的鐵磁性基質(zhì)形成在外導(dǎo)體446的相對(duì)的部分內(nèi)，被配置(例如，被成形和/或安置)成在鐵氧體基質(zhì)428上提供額外的磁場(chǎng)強(qiáng)度和/或均勻性。如上文中注意到的，鐵磁性基質(zhì)438B-C可以用硬或者軟鐵磁性材料實(shí)現(xiàn)。

圖4C圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)400C。特別地，圖4C顯示了與磁性裝置400A和400B的組合類似的傳輸線，包括全部三個(gè)鐵磁性基質(zhì)438、438B和438C，這三個(gè)鐵磁性基質(zhì)可以用硬或者軟鐵磁性材料實(shí)現(xiàn)。

圖4D圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)400D。特別地，圖4D顯示了與磁性裝置300K、和/或400A-C類似的傳輸線，包括固體中央導(dǎo)體440B，但是包括單個(gè)鐵磁性基質(zhì)438D(例如，其可以用硬或者軟鐵磁性材料實(shí)現(xiàn))，該單個(gè)鐵磁性基質(zhì)嵌入外導(dǎo)體446D的關(guān)于中央導(dǎo)體440B與鐵氧體基質(zhì)328相對(duì)的頂部部分中。圖4E顯示了與磁性裝置400D非常類似的傳輸線400E，包括固體中央導(dǎo)體440B，但是包括單個(gè)鐵磁性基質(zhì)438E(例如，其可以用硬或者軟鐵磁性材料實(shí)現(xiàn))，該單個(gè)鐵磁性基質(zhì)設(shè)置在RF電介質(zhì)板320下方并且鄰近鐵氧體基質(zhì)328。

圖4F圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)400F。特別地，圖4F顯示了與磁性裝置300K和400B的組合類似的傳輸線，包括全部三個(gè)鐵磁性基質(zhì)338、438B和438C，這三個(gè)鐵磁性基質(zhì)可以用硬或者軟鐵磁性材料實(shí)現(xiàn)。

圖5A圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的用于磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)的各種形狀的圖。特別地，圖5A呈現(xiàn)了用于使用與相對(duì)于圖3A-K和/或4A-F呈現(xiàn)的那些方法類似的方法形成的傳輸線和/或波導(dǎo)管的不同的布局或者構(gòu)造圖案或者形狀的立體圖。例如，磁性裝置510顯示了相對(duì)直的矩形同軸傳輸線，磁性裝置512顯示了形成為具有90度彎曲的細(xì)長(zhǎng)矩形同軸傳輸線，磁性裝置514顯示了形成為具有較尖的(sharper)大約45度彎曲的細(xì)長(zhǎng)矩形同軸傳輸線，磁性裝置516顯示了形成為具有180度彎曲的細(xì)長(zhǎng)矩形同軸傳輸線，磁性裝置518顯示了形成為具有“S”形彎曲或者兩個(gè)相鄰的大約180度彎曲的細(xì)長(zhǎng)矩形同軸傳輸線，以及磁性裝置520顯示了形成為具有兩個(gè)“S”形彎曲的細(xì)長(zhǎng)矩形同軸傳輸線。本公開的實(shí)施例可以組合圖示的形狀的各種方面以構(gòu)建許多種不同的傳輸線和/或具有變化的電磁波傳播更改能力和/或能力范圍的其他磁性裝置。

例如，圖5B圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的在電子裝置中實(shí)現(xiàn)的磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)。例如，電子裝置530可以包括信號(hào)放大器、濾波器、接收器、發(fā)射器、收發(fā)器和/或被配置成為電子裝置530提供電子功能的其他電路，其可以被實(shí)現(xiàn)為雷達(dá)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、各種其他測(cè)距傳感器系統(tǒng)和/或其他電子裝置。在圖5B中所示的實(shí)施例中，電子裝置530包括信號(hào)源532、傳輸線534和信號(hào)接收器536。例如，信號(hào)源532可以是發(fā)射器，傳輸線534可以是被配置成將信號(hào)源532耦合到信號(hào)接收器536和/或?yàn)橥ㄟ^(guò)傳輸線534行進(jìn)的電磁波提供期望的相移和/或延遲的磁性裝置，并且信號(hào)接收器536可以是天線(例如，貼片天線陣列(patch antenna array))或者光學(xué)開孔。一般地，信號(hào)源532可以是被配置成產(chǎn)生或者提供電磁信號(hào)的任何電子裝置，傳輸線534可以是包括被配置成當(dāng)電磁波/信號(hào)通過(guò)傳輸線534傳播時(shí)改變?cè)撾姶挪?信號(hào)的磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置的本公開的任何實(shí)施例，并且信號(hào)接收器536可以是被配置成從信號(hào)源532和/或傳輸線534接收電磁波的任何電子裝置和/或元件。電子裝置530的實(shí)施例可以被配置(例如，被標(biāo)定)成例如從100-400MHz直到大約60GHz或者更高而在一頻率范圍內(nèi)和/或根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行操作。

圖6圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的用以使用MMAMS形成磁性裝置的各種操作的流程圖600。在一些實(shí)施例中，圖6的操作可以被實(shí)現(xiàn)為由與圖1-2的對(duì)應(yīng)元件相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或者多個(gè)邏輯器件執(zhí)行的軟件指令。更一般地，圖6的操作可以用軟件指令和/或電子硬件(例如，感應(yīng)器、電容器、放大器或者其他模擬和/或數(shù)字元件)的任何組合實(shí)現(xiàn)。過(guò)程600的任何步驟、子步驟、子過(guò)程或者模塊可以以與圖6所示的實(shí)施例不同的順序或者設(shè)置執(zhí)行。例如，在其他的實(shí)施例中，一個(gè)或者多個(gè)模塊可以從不同的過(guò)程中省略，并且來(lái)自于一個(gè)過(guò)程的模塊可以被包含在另一個(gè)過(guò)程中。而且，模塊輸入、模塊輸出和/或其他操作參數(shù)可以在轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)過(guò)程的后續(xù)部分之前存儲(chǔ)。雖然過(guò)程600被參考圖1-5B的元件描述，但是過(guò)程600還可以通過(guò)其他的元件執(zhí)行，并且包括用戶模組、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和/或子系統(tǒng)的不同選擇。

在模塊602中，MMAMS接收磁性裝置設(shè)計(jì)。例如，MMAMS110的控制器112可以被配置成接收數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件包括與磁性裝置/傳輸線300K相對(duì)應(yīng)的磁性裝置設(shè)計(jì)。在一些實(shí)施例中，磁性裝置設(shè)計(jì)可以被存儲(chǔ)在通過(guò)接口耦接到控制器112的存儲(chǔ)器裝置上。一旦接收，控制器112就可以被配置成轉(zhuǎn)換或者解釋磁性裝置設(shè)計(jì)以控制MMAMS110的各種元件來(lái)構(gòu)建或者形成磁性裝置300K。在其他的實(shí)施例中，控制器212可以被配置成接收數(shù)據(jù)文件以及與控制器112和/構(gòu)造系統(tǒng)220的其他元件配合以控制構(gòu)造系統(tǒng)220的各個(gè)元件來(lái)構(gòu)建或者形成磁性裝置300K。

在模塊604中，MMAMS接收磁性材料基質(zhì)。例如，取決于被集成進(jìn)MMAMS110中的AMS的類型(多個(gè)類型)，MMAMS110可以被配置成在供給器115處從制備系統(tǒng)211接收磁性基質(zhì)液體和/或磁性基質(zhì)纖絲。一般地，MMAMS110可以被配置成接收它能夠和/或被配置成用其形成磁性結(jié)構(gòu)的任何類型的磁性材料基質(zhì)。在接收磁性材料基質(zhì)之前，制備系統(tǒng)211可以被配置成例如將鐵氧體或者鐵磁性粉末與液體聚合物樹脂混合以形成大團(tuán)液體磁性基質(zhì)，并且或者將大團(tuán)液體磁性基質(zhì)提供到供給器115或者首先固化或凝固該大團(tuán)液體磁性基質(zhì)以形成大團(tuán)固體磁性基質(zhì)，從大團(tuán)固體磁性基質(zhì)中擠出磁性基質(zhì)纖絲，然后將磁性基質(zhì)纖絲(例如，在卷軸或者線軸上)提供到供給器115。

在模塊606中，MMAMS分配模塊604中接收的磁性材料基質(zhì)以形成在模塊602中接收的磁性裝置設(shè)計(jì)中描述的磁性裝置的磁性結(jié)構(gòu)。例如，MMAMS110的控制器112可以被配置成控制分配器114以分配液體或者纖絲或者其他類型的磁性材料基質(zhì)，來(lái)形成磁性裝置300K的鐵氧體基質(zhì)/結(jié)構(gòu)328和/或鐵磁性基質(zhì)/結(jié)構(gòu)338。在磁性結(jié)構(gòu)包括鐵氧體基質(zhì)的實(shí)施例中，鐵氧體基質(zhì)可以被配置成從鐵磁體接收極化場(chǎng)。在磁性結(jié)構(gòu)包括鐵磁性基質(zhì)的實(shí)施例中，鐵磁性基質(zhì)可以被配置成提供極化場(chǎng)到鐵氧體磁體。通過(guò)在增材制造過(guò)程中提供這種磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置，本公開的實(shí)施例使能相對(duì)快速的、緊湊的和便宜的形成磁性裝置。而且，這種裝置相對(duì)于常規(guī)相移技術(shù)展現(xiàn)了優(yōu)良的性能，例如，對(duì)于每個(gè)裝置可以減小尺寸、插入損耗和重量至大約0.1立方英寸、0.05dB和小于100克，并且當(dāng)傳送超過(guò)1瓦特的傳輸功率(例如，對(duì)于相控陣?yán)走_(dá)應(yīng)用)時(shí)可以可靠地操作。常規(guī)的系統(tǒng)在性能指標(biāo)的范圍上典型地在更糟糕的數(shù)量級(jí)，并且總成本高得多。

圖7圖示了用以使用根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的磁性裝置和/或結(jié)構(gòu)的各種操作的流程圖700。在一些實(shí)施例中，圖7的操作可以被實(shí)現(xiàn)為由與圖1-2的對(duì)應(yīng)元件相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或者多個(gè)邏輯器件執(zhí)行的軟件指令。更一般地，圖7的操作可以用軟件指令和/或電子硬件(例如，感應(yīng)器、電容器、放大器或者其他模擬和/或數(shù)字元件)的任何組合實(shí)現(xiàn)。過(guò)程700的任何步驟、子步驟、子過(guò)程或者模塊可以以與圖7所示的實(shí)施例不同的順序或者設(shè)置執(zhí)行。例如，在其他的實(shí)施例中，一個(gè)或者多個(gè)模塊可以從不同的過(guò)程中省略，并且來(lái)自于一個(gè)過(guò)程的模塊可以被包含在另一個(gè)過(guò)程中。而且，模塊輸入、模塊輸出和/或其他操作參數(shù)可以在轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)過(guò)程的后續(xù)部分中之前存儲(chǔ)。雖然過(guò)程700被參考圖1-5B的元件描述，但是過(guò)程700還可以通過(guò)其他的元件執(zhí)行并且包括用戶模組、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和/或子系統(tǒng)的不同選擇。

在模塊702中，信號(hào)源的信號(hào)通過(guò)傳輸線接收。例如，電子裝置530的傳輸線534可以被配置成從信號(hào)源532接收信號(hào)(例如，電信號(hào)、光信號(hào)和/或任何其他類型的傳播的電磁波)。在各種實(shí)施例中，傳輸線534可以根據(jù)磁性裝置300K、400A、400B和/或磁性裝置510-520中的任一個(gè)使用MMAMS110和/或構(gòu)造系統(tǒng)220的一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)，如本文中所描述的。

在模塊704中，模塊702中接收的信號(hào)在信號(hào)源和信號(hào)接收器之間傳播。例如，傳輸線534可以被配置成在信號(hào)源532和信號(hào)接收器536之間傳播從信號(hào)源532接收的信號(hào)。如本文中所描述的，傳輸線534內(nèi)的磁性結(jié)構(gòu)可以被配置/形成為改變與傳播的信號(hào)相關(guān)的電磁波的傳播特性。例如，傳輸線534可以被配置成當(dāng)信號(hào)通過(guò)傳輸線534傳播時(shí)施加相移、真實(shí)延遲、濾波器特性和/或其他的傳播特性更改到該信號(hào)。

在模塊706中，模塊704中傳播的信號(hào)通過(guò)傳輸線提供到信號(hào)接收器。例如，傳輸線534可以被配置成將通過(guò)傳輸線534在信號(hào)源532和信號(hào)接收器536之間傳播的信號(hào)提供到信號(hào)接收器536。通過(guò)使用利用本文中描述的磁性材料增材制造系統(tǒng)形成的磁性結(jié)構(gòu)和/或裝置的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，本公開的實(shí)施例提供了便宜的、緊湊的和堅(jiān)固耐用的電子裝置，其可以被集成進(jìn)多種系統(tǒng)中，比如導(dǎo)航傳感器和/或用在飛機(jī)的操作中的其他系統(tǒng)。

在適用的情況下，本公開提供的各種實(shí)施例可以使用硬件、軟件或者硬件和軟件的組合實(shí)現(xiàn)。此外，在適用的情況下，本文中闡述的各種硬件部件和/或軟件部件可以組合進(jìn)包括軟件、硬件和/或這二者的復(fù)合部件中而不脫離本公開的精神。在適用的情況下，本文中闡述的各種硬件部件和/或軟件部件可以被分離成包括軟件、硬件或者這二者的子部件而不脫離本公開的精神。此外，在適用的情況下，可考慮到的是，軟件部件可以被實(shí)現(xiàn)為硬件部件，并且反之亦然。

根據(jù)本公開的軟件(比如非臨時(shí)性指令、程序代碼和/或數(shù)據(jù))可以被存儲(chǔ)在一個(gè)或者多個(gè)非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。還可考慮到的是，這里提到的軟件可以使用一個(gè)或者多個(gè)聯(lián)網(wǎng)的和/或其他方式的通用或者專用計(jì)算機(jī)和/或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在適用的情況下，本文中描述的各個(gè)步驟的順序可以被改變、被組合進(jìn)復(fù)合步驟中、和/或被分離成子步驟以提供本文中所描述的特征。

上文中所描述的實(shí)施例說(shuō)明但是不限制本發(fā)明。也應(yīng)該被理解的是根據(jù)本發(fā)明的遠(yuǎn)離許多變更和變型是可能的。因此，本發(fā)明的范圍僅僅由后續(xù)的權(quán)利要求定義。