[發明專利]一種人工電磁材料及使用該材料的濾波器

有效

• 申請號: 201210050934.7
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN103296353B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 劉若鵬;欒琳;劉京京;徐國偉
• 申請（專利權）人: 深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: H01P1/207
• 分類號: H01P1/207;H01P7/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明涉及新材料領域，更具體地說，涉及一種具有高介電常數的人工電磁材料以及使用該材料的濾波器。

背景技術

介電常數是材料對電場響應的一個參數，材料在外加電場時會產生感應電荷而削弱電場，原真空中的外加電場與最終材料中電場的比值即為介電常數。

自然界中，任何一種材料在特定的條件下，都有它特定的介電常數值或者介電常數曲線。介電常數較高的材料放在電場中，電場的強度會在電介質材料內有可觀的下降。在高介電常數材料中，電磁波波長很短，可以大大縮小射頻及微波器件的尺寸。

隨著技術日新月異的發展，人們對材料的應用要求越來越高，在某些場合，所需要的介電常數值遠高于自然界已有的材料的介電常數值，現有的介電常數較高的介電絕緣體也不能達到要求，這將為技術和產品研發造成瓶頸。因此，人們轉向人工制造的人工電磁材料。

濾波器是無線電技術中的常見器件之一，被廣泛應用于通訊、雷達、導航、電子對抗、衛星、測試儀表等電子設備中。濾波器具有諧振腔，濾波器的體積主要取決于諧振腔的個數和容積。而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，諧振腔容積越小諧振頻率越高，因此如何實現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濾波器的小型化具有重要的意義。

通過在諧振腔內設置具有高介電常數的諧振子，能夠在不改變諧振腔的體積的條件下有效降低諧振腔的諧振頻率，有利于濾波器的小型化。

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，提供一種具有高介電常數人工電磁材料。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種人工電磁材料，包括至少一個人工電磁材料片層，每個所述人工電磁材料片層包括基板和附著在所述基板上的金屬微結構，所述金屬微結構包括實心金屬片單元和與所述實心金屬片單元位于同一平面的由實心金屬片單元向四周延伸的至少兩個分支單元。

在本發明的優選實施方式中，所述實心金屬片單元為矩形。

在本發明的優選實施方式中，所述實心金屬片單元為正方形。

在本發明的優選實施方式中，所述實心金屬片單元為圓形。

在本發明的優選實施方式中，所述基板為陶瓷材料、FR-4(玻璃纖維環氧樹脂)、F4B(聚四氟乙烯玻璃布)、樹脂基復合材料、鐵電材料、鐵氧材料或者鐵磁材料。

在本發明的優選實施方式中，由所述實心金屬片單元向四周延伸的分支單元為矩形。

在本發明的優選實施方式中，由所述實心金屬片單元向四周延伸的分支單元為弧形。

本發明還提供了一種使用上述人工電磁材料的濾波器，該濾波器，包括諧振腔和位于諧振腔內部的諧振子，所述諧振子為人工電磁材料，該人工電磁材料包括至少一個人工電磁材料片層，每個所述人工電磁材料片層包括基板和附著在所述基板上的金屬微結構，所述金屬微結構包括實心金屬片單元和與所述實心金屬片單元位于同一平面的由實心金屬片單元向四周延伸的至少兩個分支單元。

在本發明的優選實施方式中，所述實心金屬片為矩形或者圓形。

在本發明的優選實施方式中，所述基板為陶瓷材料、FR-4、F4B、樹脂基復合材料、鐵電材料、鐵氧材料或者鐵磁材料。

實施本發明具有以下有益效果：通過在基板上設置金屬微結構使得人工電磁材料具有較高的介電常數，將該人工電磁材料應用在濾波器中有利于濾波器的小型化。

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是本發明實施例中提到的一種金屬微結構的結構示意圖；

圖2是包含圖1所示金屬微結構且具有一個人工電磁材料片層的人工電磁材料的結構示意圖；

圖3是圖2所示人工電磁材料的介電常數特性仿真示意圖；

圖4是包含圖1所示金屬微結構且具有四個人工電磁材料片層的人工電磁材料的結構示意圖；

圖5是金屬微結構的另外一種結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。