[發明專利]超材料開腔諧振器

無效

• 申請號: 201210005854.X
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102544678A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 楊晶晶;黃銘;毛福春
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: H01P7/00
• 分類號: H01P7/00;H01P7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種開腔諧振器，可工作于低頻、射頻、微波和光頻段。

背景技術

諧振器是一種產生電磁振蕩的裝置，廣泛用于各種電子產品以及傳感器中。隨著信息技術的不斷發展進步，電子系統對各類諧振器的要求也越來越高，其中Q值和靈敏度是兩個重要參數。例如，專利號為99104939.X的中國專利公開了一種“介質諧振器裝置”，由介質板、電極、信號輸入單元、信號輸出裝置構成。這種諧振結構允許諧振器單元以基本諧振模式的更高模式諧振，由此導致形成電阻擋層，而無磁分布的信號之間的損耗，從而使Q值增加。專利號為99104939.X的中國專利公開了“一種監測化學反應動態過程的微波波譜法”，其中傳感器的主要元件為封閉的圓柱形金屬諧振腔，在微波掃頻信號源激勵下，能夠形成共振峰，并且腔體中心場強最強，放入樣品后能夠通過檢測共振峰中心頻率和幅度的變化來反演樣品的介電特性。然而，到目前為止尚未見到有關超材料開腔諧振器的專利報道。

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發明內容

本發明提供一種超材料開腔諧振器，它由負超材料塊、正材料塊和激勵源組成，如圖1所示。負材料塊沿對角線放置，激勵源位于負材料塊之間。圖2A?為負材料塊對應的LC網絡單元，由串聯電容和接地電感構成。圖2B為正材料塊對應的LC網絡單元，由串聯電感和接地電容構成。正、負材料塊等效介電常數和等效磁導率滿足的關系為：

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并且，

,??????????????????????????????????????????????????????????????????????????(3)?其中，下標“r”和?“l”分別對應正、負材料塊的參數，為LC網絡單元尺寸，其取值為等效波長的1/10，為激勵源角頻率。

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圖3?為根據本發明實施的LC網絡開腔諧振器示意圖，整個結構由26x26個單元構成，圖中，黑色圓點區域為負超材料塊，白色圓點區域為正材料塊，外圍方塊表示配阻抗層，構成吸收邊界，模擬了一個無限大的傳輸區域。正材料塊電感和電容值為,，單元尺寸為，激勵源頻率為，由此可計算得到等效波長為，匹配負載為R=18歐姆。根據式(1)-(3)求得負材料塊單元的電感、電容分別為，。

圖4為根據本發明實施的LC網絡開腔諧振器。在圖中標識點“激勵點”上施加擾動，即可形成正反饋，產生振蕩。圖5所示為用矢量網絡分析儀HP?E8362B測量得到的等效節點電壓分布圖。由圖可見，最大電壓集中在負超材料塊交點處。超材料開腔諧振器具有高Q值特性，通過調整負材料塊的工作頻率，諧振器可工作在不同的頻段。

附圖說明

圖1示出開腔諧振器結構示意圖。

圖2A示出正材料層LC網絡單元。

圖2B示出負材料層LC網絡單元。

圖3示出根據本發明實施的LC網絡開腔諧振器示意圖。

圖4示出根據本發明實施的LC網絡開腔諧振器。

圖5示出LC網絡開腔諧振器節點電壓分布圖。?