[發明專利]低磁導率的人工電磁材料

有效

• 申請號: 201110163730.X
• 申請日: 2011-06-17
• 公開（公告）號: CN103036032A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 劉若鵬;欒琳;寇超峰;蔣楠楠
• 申請（專利權）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種人工電磁材料，更具體地說，涉及一種低磁導率的人工電磁材料。

背景技術

人工電磁材料，俗稱超材料，是一種新型人工合成材料，是由非金屬材料制成的基板和附著在基板表面上或嵌入在基板內部的多個人造微結構構成的。基板可以虛擬地劃分為矩形陣列排布的多個方形基板單元，每個基板單元上附著有一個人造微結構從而形成一個超材料單元，整個超材料即是由數十萬、百萬甚至上億的這樣的超材料單元組成的，就像晶體是由無數的晶格按照一定的排布構成的。每個超材料單元上的人造微結構相同或者不完全相同。人造微結構是組成一定幾何圖形的圓柱形或扁平狀金屬絲，例如組成圓環形、“工”形的金屬絲等。

由于人造微結構的存在，每個超材料單元具有不同于基板本身的等效介電常數和等效磁導率，因此所有的超材料單元構成的超材料對電場和磁場呈現出特殊的響應特性；同時，對人造微結構設計不同的具體結構和形狀，可改變其單元的等效介電常數和等效磁導率，進而改變整個超材料的響應特性。

自然界的材料，除了鐵氧體等少數幾種材料的磁導率非常高之外，大部分材料的磁導率等于1或者1±0.001，但是幾乎沒有負磁導率或者磁導率在0左右的材料。但在一些電磁應用場合，低磁導率的材料即磁導率在0至0.8范圍內的材料是非常必要的。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種低磁導率的人工電磁材料。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種低磁導率的人工電磁材料，包括至少一個材料片層，每個材料片層包括片狀基板和附著在所述基板上的人造微結構，所述人造微結構有至少一對，每對人造微結構包括附著在所述基板正面的第一人造微結構和附著在所述基板背面且正對著所述第一人造微結構的第二人造微結構，所述第一、第二人造微結構為尺寸不相同的兩個開口諧振環。

在本發明所述的低磁導率的人工電磁材料中，所述第一人造微結構為近“凹”字形開口諧振環，所述第二人造微結構為近“口”字形開口諧振環。

在本發明所述的低磁導率的人工電磁材料中，所述第一人造微結構為近“凹”字形開口諧振環的衍生結構，所述第二人造微結構為近“口”字形開口諧振環的衍生結構。

在本發明所述的低磁導率的人工電磁材料中，所述第二人造微結構小于第一人造微結構，且位于所述第一人造微結構的垂直投影內部。

在本發明所述的低磁導率的人工電磁材料中，所述第二人造微結構位于所述第一人造微結構的垂直投影的正中間位置。

在本發明所述的低磁導率的人工電磁材料中，所述第一人造微結構、第二人造微結構分別陣列分布在所述基板的正面、背面，且一一對應。

在本發明所述的低磁導率的人工電磁材料中，所述第一、第二人造微結構的陣列的行間距相等，二者陣列的列間距也相等。

在本發明所述的低磁導率的人工電磁材料中，所述行間距和列間距不大于所述人工電磁材料響應的入射電磁波波長的十分之一。

在本發明所述的低磁導率的人工電磁材料中，所述人造微結構由銅線或銀線制成。

在本發明所述的低磁導率的人工電磁材料中，所述基板由聚四氟乙烯、環氧樹脂或者陶瓷制成。

實施本發明的低磁導率的人工電磁材料，具有以下有益效果：本發明通過大小兩個開口諧振環的響應實現雙諧振峰甚至多諧振峰，從而在一定頻率范圍內的磁導率能夠實現從零開始平滑緩慢變化，也即在一定頻段的材料具有低磁導率的特性。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明優選實施例的低磁導率的人工電磁材料的正面結構圖；

圖2是圖1所示人工電磁材料的背面結構圖；

圖3是圖1所示人工電磁材料的其中一個材料單元的結構示意圖；

圖4是對圖3所示材料單元仿真得到的仿真效果圖；

圖5是另一材料單元的仿真效果圖。

具體實施方式

本發明涉及一種低磁導率的人工電磁材料，其包括至少一個材料片層，當具有多個材料片層時，這些片層沿垂直于其表面的方向堆疊到一起，并通過一定的封裝工藝例如焊接、鉚接、粘接等方式制成為一個整體的元件。