[發明專利]一種超材料

有效

• 申請號: 201210174005.7
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102723608A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 劉若鵬;欒琳;郭潔
• 申請（專利權）人: 深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;A61B5/055
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及超材料領域，更具體地說，涉及一種負磁導率、響應頻率低的超材料。

背景技術

超材料（metamaterial），又稱人工電磁材料，是一種能夠對電磁產生響應的新型人工合成材料，由基板和附著在基板上的人造微結構組成。由于人造微結構通常為金屬線排布成的具有一定幾何圖形的結構，因此能夠對電磁產生響應，從而使超材料整體體現出不同于基板的電磁特性，具有特定的介電常數ε、磁導率μ或折射率n，而這些參數都是有關電磁波頻率的函數，通常不為恒定值。

超材料技術在核磁共振成像（MRI）領域的應用得到了工業界，以及科研領域的高度關注。在MRI系統中，主磁場的大小和均勻性是一個很重要的技術指標。目前，出于成本和對人體安全性的考慮，由永磁體產生的低場（小于等于0.36T）MRI系統是一個重要的發展方向。在MRI系統中，射頻線圈的頻率正比于主磁場的大小，因此，在低場系統中（0.36T），激發線圈和接收線圈的頻率只有15.3MHz。目前，磁導率為負的超材料能夠增強磁共振成像產生的接收射頻磁場。但是，在設計超材料結構時，滿足負磁導率時的頻率都遠遠大于15.3MH。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明采用在超材料人造微結構中串入貼片電感的方式降低了超材料磁導率為負時頻率過大的問題，為了實現該目的，本發明采用以下技術方案：

一種超材料，包括非金屬材料制成的基板和附著在基板上且成周期性排布的多個人造微結構，所述人造微結構由導電材料的走線形成，所述人造微結構包括開口環，以及至少一設置在所述開口環上的貼片電感，所述貼片電感串入所述開口環的所述走線中。

進一步地，所述貼片電感為疊層片式電感。

進一步地，所述貼片電感為偶數個，對稱的分布在所述開口環開口的兩側。

進一步地，所述開口環為矩形開口環或者圓形開口環。

進一步地，所述開口環自所述開口環的兩端端點分別向環內蛇形彎曲延伸的兩根彎曲線，所述兩彎曲線互不相交且不與所述開口環相交。

進一步地，所述彎曲線的走線間距等于線寬。

進一步地，所述開口環為近“凹”字形開口環，包括矩形開口環和自所述矩形開口環的兩端端點向環內延伸的一對平行線。

進一步地，所述人造微結構在所述基板上成矩形陣列排布，且行間距和列間距均小于一入射電磁波波長的五分之一。

進一步地，所述基板由陶瓷、聚四氟乙烯或環氧樹脂材料制成。

進一步地，所述人造微結構材料為銅、銀、ITO、碳納米管或者石墨。

本發明的超材料在具有負磁導率時，響應的電磁波頻率較小，能夠滿足MRI系統對低頻率的要求，增強磁共振成像產生的接收射頻磁場，提高了MRI系統的成像效果，同時符合人體安全的要求。

附圖說明

圖1是本發明超材料實施例1的結構示意圖；

圖2是圖1所示超材料的一個材料單元的結構示意圖；

圖3是圖1所示實施例1的超材料的仿真示意圖；

圖4是本發明超材料實施例2的一個材料單元的結構示意圖；

圖5是本發明超材料實施例3的一個材料單元的結構示意圖；

圖6是本發明超材料實施例4的一個材料單元的結構示意圖。

具體實施方式