[發(fā)明專利]基于超材料的微波控制開關(guān)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201110302299.2
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN103036060A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉若鵬;季春霖;岳玉濤;洪運(yùn)南
• 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: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波信號控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于超材料的微波控制開關(guān)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的微波控制開關(guān)是根據(jù)多普勒效應(yīng)進(jìn)行工作的：由振蕩電路產(chǎn)生一個(gè)固定的高頻信號(一般為400-800MHz)，經(jīng)天線輻射到周圍空間，當(dāng)天線附近一定距離內(nèi)有物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，高頻信號就會(huì)被運(yùn)動(dòng)物體發(fā)射回來再被天線接收，便原振蕩電路的振蕩頻率和信號幅度產(chǎn)生變化，此變化信號經(jīng)積分、放大、比較等處理后形成控制信號，使控制執(zhí)行電路動(dòng)作，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。該控制開關(guān)可用于對防盜報(bào)警器或照明燈的控制，但是其探測位置和精度都難以控制，容易發(fā)生漏報(bào)或誤報(bào)情況，且會(huì)對附近的無線電設(shè)備造成一定的干擾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有微波控制開關(guān)對探測物的位置和探測精度難以控制的缺陷，提供一種基于超材料的微波控制開關(guān)，該開關(guān)能夠精確的探測探測物的位置，亦能排除附近其他無線電設(shè)備的干擾。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的如下技術(shù)方案：

基于超材料的微波控制開關(guān)，所述微波控制開關(guān)包括：開關(guān)控制模塊、天線，所述天線接收外界的電磁波信息經(jīng)過所述開關(guān)控制模塊進(jìn)行處理以并反映電磁波信息，所述微波控制開關(guān)還包括一微波調(diào)制模塊，所述開關(guān)控制模塊、天線以及微波調(diào)制模塊依次相連。

進(jìn)一步地，所述微波調(diào)制模塊由多個(gè)具有相同折射率的超材料片層組成。

進(jìn)一步地，所述每一超材料片層均由多個(gè)超材料單元組成。

進(jìn)一步地，所述超材料單元由人造微結(jié)構(gòu)以及供所述人造微結(jié)構(gòu)附著的單元基材組成。

進(jìn)一步地，所述每一超材料片層內(nèi)的人造微結(jié)構(gòu)的尺寸在其超材料單元內(nèi)的分布規(guī)律為：以每一超材料片層的中心為圓心，隨著半徑的逐漸增加，所在超材料單元內(nèi)的人造微結(jié)構(gòu)的尺寸逐漸減小，且相同半徑處的超材料單元內(nèi)的人造微結(jié)構(gòu)的尺寸相同。

進(jìn)一步地，所述每一超材料片層內(nèi)的折射率分布規(guī)律為：以每一超材料片層的中心為圓心，隨著半徑的逐漸增加，折射率逐漸減小，且相同半徑處具有相同的折射率值。

進(jìn)一步地，所述人造微結(jié)構(gòu)為由至少一根對電磁波有響應(yīng)的金屬絲組成的平面結(jié)構(gòu)或立體結(jié)構(gòu)，所述金屬絲為銅絲或銀絲。

進(jìn)一步地，所述金屬絲通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在單元基材上。

進(jìn)一步地，所述人造微結(jié)構(gòu)為雪花狀結(jié)構(gòu)或雪花狀衍生狀。

進(jìn)一步地，所述單元基材由陶瓷材料、環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、FR-4復(fù)合材料或F4B復(fù)合材料制得。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：本發(fā)明一種基于超材料的微波控制開關(guān)，通過在天線前面設(shè)置一微波調(diào)制模塊，并采用超材料介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)微波調(diào)制模塊內(nèi)部的折射率分布情況，使得所述微波調(diào)制模塊能夠?qū)﹄姶判盘栠M(jìn)行匯聚調(diào)制，從而達(dá)到微波能量更加集中，方向性更強(qiáng)，能夠精確的探測探測物的位置，且避免了附近無線電設(shè)備的干擾。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于超材料的微波控制開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述微波調(diào)制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所述超材料單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

圖1是本發(fā)明基于超材料的微波控制開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖，該微波控制開關(guān)包括：開關(guān)控制模塊1、天線2以及微波調(diào)制模塊3，所述開關(guān)控制模塊1、天線2以及微波調(diào)制模塊3依次相連。

開關(guān)控制模塊1通過天線2向監(jiān)控區(qū)域不斷發(fā)出信號，信號在微波調(diào)制模塊3中進(jìn)行集中匯聚，避免受到其他無線信號的影響，使得監(jiān)測更加準(zhǔn)確，當(dāng)外界有變化時(shí)，信號反射到微波調(diào)制模塊3中通過天線2進(jìn)入開關(guān)控制模塊1進(jìn)行信號處理，最后做出相應(yīng)的指示。

上述微波調(diào)制模塊3具有對電磁波信號匯聚的功能，實(shí)現(xiàn)這種功能是依靠其采用了超材料介質(zhì)，所述微波調(diào)制模塊3由多個(gè)具有相同折射率的超材料片層31組成。即每一超材料片層31都具有對電磁波匯聚折射的功能。

我們都知道，電磁波在介質(zhì)中傳播過程中，總是朝著折射率大的方向偏折，因此每一超材料片層31內(nèi)部的折射率分布規(guī)律為：以每一超材料片層31的中心為圓心，隨著半徑的逐漸增加，折射率逐漸減小，并且相同半徑處的折射率相同。