[發(fā)明專利]一種諧振腔

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110216478.4
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN103035996A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉若鵬;欒琳;劉京京;鐘果;李平軍
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01P7/06
• 分類號: H01P7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種諧振腔。

背景技術(shù)

諧振腔是在微波頻率下工作的諧振元件，它包括一個任意形狀的由導(dǎo)電壁(或?qū)Т疟?包圍的腔體，并能在其中形成電磁振蕩的介質(zhì)區(qū)域，它具有儲存電磁能及選擇一定頻率信號的特性。微波諧振腔的諧振頻率取決于該腔的容積，一般來說，諧振腔容積越大諧振頻率越低，諧振腔容積減小諧振頻率越高，因此如何實現(xiàn)在不增大諧振腔尺寸的情況下降低諧振腔的諧振頻率對于諧振腔的小型化具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種在不增大諧振腔尺寸的情況下可以降低諧振頻率的諧振腔。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種諧振腔，包括腔體，和設(shè)置在腔體內(nèi)的諧振子，所述諧振子為超材料，該超材料包括至少一個材料片層，每個材料片層包括基板和附著在所述基板上的至少一個人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)包括四個支路，任一所述支路以一點為旋轉(zhuǎn)中心依次順時針旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個支路重合。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述四個支路共交點，所述四個支路以該交點為旋轉(zhuǎn)中心依次順時針旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個支路重合。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述腔體內(nèi)設(shè)置有支座，所述超材料固定在所述支座上。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述支座由透波材料制成。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述支路包括至少一個彎折部。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)的彎折部為直角、圓角或者尖角。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)的任一所述支路中遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的一端連接有一線段。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)的任一所述支路中連接所述線段的一端與所述線段的中點相連。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)為兩個相互正交的工字形結(jié)構(gòu)，交點為所述工字形結(jié)構(gòu)的中點。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述基板由陶瓷材料、聚四氟乙烯、鐵電材料、鐵氧材料、鐵磁材料、SiO₂或者FR-4制成。

實施本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果：根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，通過在諧振腔內(nèi)設(shè)置超材料可以降低諧振腔的頻率，提高諧振腔的品質(zhì)因數(shù)Q，有利于改善諧振腔的性能和實現(xiàn)諧振腔的小型化。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是實施例一中的諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實施例二中的諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3至圖7是人造微結(jié)構(gòu)的可能結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例一

本實施例提供一種諧振腔，如圖1所示，包括腔體1、支座2和固定在支座2上的超材料3，該超材料包括兩個材料片層，每個材料片層包括基板和附著在基板上的人造微結(jié)構(gòu)4。人造微結(jié)構(gòu)可以通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻等方式附著于基板上；相鄰材料片層之間通過一定的封裝工藝?yán)绾附印T接、粘接等方式制成為一個整體或者通過填充可連接二者的物質(zhì)例如液態(tài)基板原料，其在固化后將相鄰的兩個材料片層粘合，從而使多個材料片層構(gòu)成一個整體。基板采用陶瓷材料，陶瓷材料的厚度采用1毫米，當(dāng)然也可以選擇聚四氟乙烯、鐵電材料、鐵氧材料、鐵磁材料或者FR-4制成。支座2是采用透波材料材料比如泡沫制成的長方體形結(jié)構(gòu)，所述透波材料是指能透過電磁波且?guī)缀醪桓淖冸姶挪ǖ男再|(zhì)(包括能量)的材料；支座2也可以為其他結(jié)構(gòu)，只要可以固定超材料3即可。人造微結(jié)構(gòu)是由金屬絲構(gòu)成的具有一定幾何形狀的結(jié)構(gòu)，這里金屬絲使用銅線，選擇銅線的橫截面為長方形，橫截面的尺寸為0.1毫米×0.018毫米，其中銅線的線寬為0.1毫米，銅線的厚度為0.018毫米，當(dāng)然金屬線也可以使用銀線等其他金屬線，金屬線的橫截面也可以為圓柱狀、扁平狀或者其他形狀，其規(guī)格也可以為其他的尺寸。在本實施例中人造微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為相互正交的兩個工字形結(jié)構(gòu)，交點為工字形結(jié)構(gòu)的中點。

圖1所示的腔體1為20毫米×20毫米×20毫米的立方體，超材料的尺寸為10毫米×10毫米×2.036毫米，通過仿真可知該諧振腔的諧振頻率為3.898GHz。當(dāng)在腔體1中放置于與超材料相同尺寸大小的金屬銅時，諧振腔的諧振頻率為7.621GHz，由仿真結(jié)果可知放置超材料后諧振腔的諧振頻率降低比較顯著，因此通過在在腔體中放置超材料有利于諧振腔的小型化。

實施例二

如圖2所示，與實施例一的區(qū)別是人造微結(jié)構(gòu)的形狀不同，人造微結(jié)構(gòu)包括共交點的四個支路，每個支路包括多個彎折部，每個彎折部彎折為直角，任一支路以交點為旋轉(zhuǎn)中心依順時針方向旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個支路重合，每個支路中遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的一端分別連接有一個線段且與線段的中點相連。通過仿真，諧振腔的諧振頻率為3.389GHz，對比實施例一可知，由于增加了彎折部即增加了金屬線的長度進(jìn)一步降低了諧振腔的諧振頻率。因此改善人造微結(jié)構(gòu)的形狀(比如增加彎折部)有利于諧振腔的小型化。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多變形，比如人造微結(jié)構(gòu)的四個支路可以不相交，另外人造微結(jié)構(gòu)可以如圖3至圖7所示，彎折部可以為圓角或者尖角，自由端可以連接線段也可以不連接線段；為了簡化起見，圖3至圖7中的結(jié)構(gòu)都用細(xì)線來畫出，實際上，上述結(jié)構(gòu)都具有一定的寬度；一個基板上不限于只附著一個人造微結(jié)構(gòu)，可以附著多個人造微結(jié)構(gòu)。這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。