[發明專利]一種具有寬頻高折射率和低色散特性的人工電磁材料

有效

• 申請號: 201110293618.8
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN103036047A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 劉若鵬;欒琳;寇超鋒;余銓強
• 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;H01Q15/02
• 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，涉及一種具有寬頻高折射率和低色散特性的人工電磁材料。

背景技術

人工電磁材料，俗稱超材料，是一種能夠對電磁波產生響應的新型人工合成材料，由基板和附著在基板上的人造微結構組成。由于人造微結構通常是由導電材料排布成的具有一定幾何圖案的結構，因此能夠對電磁波產生響應，從而使超材料整體體現出不同于基板的電磁特性，例如介電常數ε和磁導率μ不同，根據折射率公式可知，折射率n也不同。

現有的人工電磁材料，其人造微結構通常采用圖3所示的ELC結構，包括兩個開口相對的開口環和連接兩個開口環的連接線，其折射率特性如圖4所示，由折射率特性曲線圖可知：在5GHz～10GHz之間折射率數值較小，且變化比較劇烈即色散特性比較高。所以很難滿足一些特殊場合對高折射率寬頻和低色散特性的需求，比如半導體制造以及天線制造等領域。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的缺陷，提供一種具有寬頻高折射率和低色散特性的人工電磁材料。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種具有寬頻高折射率和低色散特性的人工電磁材料，包括至少一個人工電磁材料片層，每個人工電磁材料片層包括基板和附著在基板正反兩面的至少兩個人造微結構，每個所述人造微結構包括至少兩個上下排布的工字形結構，所述上下排布的工字形位于同一平面上。

在本發明的優選實施方式中，相鄰基板之間通過組裝或者在相鄰基板之間填充可連接二者的物質將兩者粘合固定在一起。

在本發明的優選實施方式中，相鄰基板之間填充液態基板原料，其在固化后將相鄰基板粘合固定在一起。

在本發明的優選實施方式中，所述人造微結構通過蝕刻附著于所述基板上。

在本發明的優選實施方式中，所述人造微結構通過電鍍、鉆刻或者光刻附著于所述基板上。

在本發明的優選實施方式中，所述人造微結構通過電子刻或者離子刻附著于所述基板上。

在本發明的優選實施方式中，所述基板由FR-4、陶瓷或者聚四氟乙烯制成。

在本發明的優選實施方式中，所述基板由鐵電材料、鐵氧材料或者鐵磁材料制成。

在本發明的優選實施方式中，所述人造微結構由導電材料制成。

在本發明的優選實施方式中，所述人造微結構由銀、銅、ITO、石墨或者碳納米管制成。

實施本發明的人工電磁材料，具有以下有益效果：這種結構的人工電磁材料在較寬的頻帶范圍內具有較高的折射率且折射率變化比較平穩，即具有較好的寬頻和低色散特性，可以滿足特殊場合的需求，比如半導體制造以及天線制造等領域，具有廣闊的應用前景。

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是本發明所述的人工電磁材料的一個片層的結構示意圖；

圖2是由圖1所示的人工電磁材料片層堆疊形成的人工電磁材料的結構示意圖；

圖3是現有技術中人造微結構為ELC結構的每個人工電磁材料片層的結構示意圖；

圖4是圖3所示的人工電磁材料的折射率特性曲線示意圖；

圖5是實施例所示的一個人工電磁材料片層的結構示意圖；

圖6是圖5中每個人造微結構中的一個工字形的結構示意圖；

圖7是實施例所示的人工電磁材料的折射率特性曲線示意圖。

具體實施方式

本實施例提供了一種具有寬頻高折射率和低色散特性的人工電磁材料，包括至少一個人工電磁材料片層1，如圖1所示，每個人工電磁材料片層包括基板和附著在基板正反兩面的至少兩個人造微結構，每個人造微結構包括至少兩個上下排布的工字形結構。當人工電磁材料片層1有多個時，各個人工電磁材料片層1沿垂直于片層的方向疊加，并通過機械連接、焊接或粘合的方式組裝成一體，如圖2所示。

如圖5所示，人工電磁材料片層1包括基板和附著在基板上的人造微結構，基板正反兩面都附著有人造微結構，圖5只顯示了人工電磁材料片層正面的結構，反面的結構與正面結構相同。該實施例中基板正反兩面分別附著有2×3個陣列排布的人造微結構，每個人造微結構包括上下排布的兩個工字形。