[發(fā)明專利]一種寬頻低色散超材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210173878.6
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102723606A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉若鵬;季春霖;岳玉濤;余銓強
• 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: 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)明涉及超材料領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種寬頻低色散超材料。

背景技術(shù)

材料的折射率隨頻率變化的特性即為色散，目前常用的超材料通常采用如圖1所示的開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)（SRR）。圖6是對其做的仿真（折射率參數(shù)），可以看出，對于0-5GHZ范圍內(nèi)入射電磁波其折射率是比較穩(wěn)定的（低色散），但是，在某些領(lǐng)域（例如微波天線），需要在更寬的頻段內(nèi)實現(xiàn)低色散特性，即更寬頻段內(nèi)的折射率的平穩(wěn)變化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有的超材料無法實現(xiàn)更寬頻段內(nèi)的低色散特性的缺陷，提供一種在更寬的頻段內(nèi)實現(xiàn)低色散特性的寬頻低色散超材料。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種寬頻低色散超材料，包括第一基板及附著在第一基板一側(cè)表面上的多個人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)為由導(dǎo)電材料制成的絲線，所述人造微結(jié)構(gòu)具有相交的第一主線及第二主線，所述第一主線兩端連接有兩個第一支線，所述第二主線兩端連接有兩個第二支線，每一所述第一支線的兩端向里彎折延伸出兩個第一折線，每一所述第二支線的兩端向里彎折延伸出兩個第二折線。

進一步地，所述第一主線及第二主線相互垂直平分，所述第一主線與第二主線的長度相同，所述兩個第一支線長度相同，所述第一主線兩端連接在兩個第一支線的中點上，所述兩個第二支線長度相同，所述第二主線兩端連接在兩個第二支線的中點上，所述第一支線與第二支線的長度相等。

進一步地，所述第一折線與第一支線所成的夾角為θ₁，所述第二折線與第二支線所成的夾角為θ₂，且有，

θ₁=θ₂；θ₁≤45°。

進一步地，所述第一折線與第一支線所成的夾角θ₁及所述第二折線與第二支線所成的夾角θ₂均為45度。

進一步地，所述人造微結(jié)構(gòu)各處的厚度相同，其厚度為H₂，0.01mm≤H₂≤0.5mm；

所述人造微結(jié)構(gòu)各處的線寬相同，其線寬為W，0.08mm≤W≤0.3mm；

所述第一折線與第二折線的距離為d₁，0.08mm≤d₁≤0.3mm；

所述第一折線的末端與第一主線平齊，所述第二折線的末端與第二主線平齊，所述第一折線與第二折線等長；

所述第一折線的末端與第一主線的距離為d₂，0.08mm≤d₂≤0.3mm；

所述第二折線的末端與第二主線的距離為d₃，0.08mm≤d₃≤0.3mm；

并且，相鄰兩個人造微結(jié)構(gòu)之間的間隔為WL，0.08mm≤WL≤0.3mm；

相鄰兩個人造微結(jié)構(gòu)之間的距離為L，1mm≤L≤30mm。

進一步地，所述寬頻低色散超材料還包括覆蓋在多個人造微結(jié)構(gòu)上的第二基板。

進一步地，所述第一基板與第二基板厚度相同，其厚度為H₁，0.1mm≤H₁≤1mm。

進一步地，所述第一基板與第二基板的介電常數(shù)相同，其介電常數(shù)取值范圍為2.5-2.8。

進一步地，所述第一基板及第二基板由陶瓷材料、F4B復(fù)合材料、FR-4復(fù)合材料或聚苯乙烯制成。

進一步地，所述人造微結(jié)構(gòu)由銅線或者銀線制成，所述人造微結(jié)構(gòu)通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在所述第一基板上。

進一步地，所述人造微結(jié)構(gòu)由銦錫氧化物、碳納米管或者石墨制成。

本發(fā)明的超材料通過設(shè)計人造微結(jié)構(gòu)的形狀，能夠使得該超材料在較寬頻段提供較穩(wěn)定的折射率，即具有寬頻低色散的特性。該超材料可以廣泛應(yīng)用在平板天線的制造，例如平面衛(wèi)星電視天線或者平面微波天線；另外通過該超材料的一定頻段電磁波具有很小的損耗，可以用于天線罩，例如基站天線罩。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的超材料的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明第一實施例的寬頻低色散超材料的結(jié)構(gòu)示意圖（透視）；

圖3是圖2所示的寬頻低色散超材料去掉第二基板后的正視圖；

圖4是單個人造微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明第二實施例的寬頻低色散超材料的結(jié)構(gòu)示意圖；