[發(fā)明專利]基于超材料的波導(dǎo)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210050453.6
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102593563A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉若鵬;趙治亞;方小偉;楊樹坤;周添;李星昆
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01P3/00
• 分類號: H01P3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁波傳播，更具體地說，涉及一種波導(dǎo)裝置。

背景技術(shù)

波導(dǎo)是電磁波傳播的一種重要方式，實(shí)際中，是指一種可讓電磁波進(jìn)行高效傳播的波導(dǎo)管。在某些應(yīng)用場合，為了縮小波導(dǎo)管的尺寸，人們經(jīng)常在波導(dǎo)管內(nèi)填充介質(zhì)。但是波導(dǎo)管內(nèi)填充介質(zhì)后，由于空氣與填充介質(zhì)的阻抗不同(也即阻抗不匹配)，從而導(dǎo)致在空氣中傳播的電磁波遇到填充介質(zhì)時(shí)，會(huì)在填充介質(zhì)表面上發(fā)生反射，不僅影響傳播效率，而且反射波會(huì)對原波形成干擾，嚴(yán)重時(shí)還可損壞發(fā)射源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對以上所述的技術(shù)問題，提供一種基于超材料的波導(dǎo)裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于超材料的波導(dǎo)裝置，包括波導(dǎo)管及設(shè)置于所述波導(dǎo)管內(nèi)而將所述波導(dǎo)管的內(nèi)部空間分隔為兩段的分隔片，所述分隔片由超材料制成，所述超材料的阻抗等于或接近于空氣的阻抗。

優(yōu)選地，所述分隔片傾斜放置。

優(yōu)選地，所述分隔片放置于與所述波導(dǎo)管的中心軸的方向形成一小于90度的夾角的位置。

優(yōu)選地，所述分隔片垂直放置。

優(yōu)選地，所述分隔片放置于與所述波導(dǎo)管的中心軸的方向垂直的位置。

優(yōu)選地，所述超材料包括介質(zhì)基板和附著于所述介質(zhì)基板的多個(gè)人工微結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述波導(dǎo)管內(nèi)于所述分隔片的一側(cè)填充水，以吸收傳過所述分隔片的電磁波。

優(yōu)選地，所述波導(dǎo)管為金屬管。

優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板由聚四氟乙烯或陶瓷制成。

優(yōu)選地，所述人工微結(jié)構(gòu)是由金屬線構(gòu)成的具有一定拓?fù)湫螤畹钠矫婊蛄Ⅲw結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明基于超材料的波導(dǎo)裝置具有以下有益效果：所述波導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置了由超材料制成的分隔片，可讓分隔片的阻抗等于或接近于空氣的阻抗，則當(dāng)電磁波從空氣入射所述基于超材料的分隔片時(shí)，反射小、透射多，減小了對來波的干擾，更不會(huì)由于反射而損壞發(fā)射源。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的基于超材料的波導(dǎo)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的用于制造分隔片的超材料的平面示意圖。

圖中各標(biāo)號對應(yīng)的名稱為：

9波導(dǎo)裝置、10波導(dǎo)管、20分隔片、22超材料、24介質(zhì)基板、26人工微結(jié)構(gòu)、28超材料單元

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為本發(fā)明提供的基于超材料的波導(dǎo)裝置9，其包括空心的波導(dǎo)管10及置于所述波導(dǎo)管10內(nèi)而將所述波導(dǎo)管10的內(nèi)部空間分隔為兩段的分隔片20。一般，所述波導(dǎo)管10為金屬管；而所述波導(dǎo)管10內(nèi)于所述分隔片20兩側(cè)填充的介質(zhì)是不一樣的。在本實(shí)施例中，所述波導(dǎo)管10內(nèi)于所述分隔片20的一側(cè)填充空氣，而于所述分隔片20的另一側(cè)填充水，以作為吸波負(fù)載。圖1中所示的分隔片20為傾斜放置，也即與所述波導(dǎo)管10的中心軸A-A的方向形成一小于90度的夾角，這樣，可增加填充介質(zhì)與所述分隔片20的接觸面積，讓電磁波可以在較大的面積上傳播，提高傳播效率。事實(shí)上，所述分隔片20也可以垂直放置，如垂直于圖1中的所述波導(dǎo)管10的中心軸A-A的方向。

所述波導(dǎo)管10內(nèi)于所述分隔片20兩側(cè)填充的介質(zhì)不同，并由此引起電磁波反射，主要是由于兩者的阻抗不同。

我們知道，超材料是一種在介質(zhì)基板上周期性地排列具有一定幾何形狀的人工微結(jié)構(gòu)如金屬微結(jié)構(gòu)來形成的人工復(fù)合材料。人們可以利用人工微結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸以及排布方式來改變超材料空間各點(diǎn)的相對介電常數(shù)和/或相對磁導(dǎo)率，使其產(chǎn)生預(yù)期的電磁響應(yīng)，以控制電磁波的傳播。而阻抗的公式為：其中μ為相對磁導(dǎo)率，ε為相對磁導(dǎo)率。可見，我們可以用超材料來做所述分隔片20，使其阻抗等于或接近于空氣的阻抗，這樣，即可讓電磁波在所述分隔片20內(nèi)傳播像在空氣中傳播一樣，反射小、透射多。