[發(fā)明專利]一種多頻單負(fù)介電常數(shù)超材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310068655.8
• 申請日: 2013-03-05
• 公開（公告）號: CN103178352A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 文光俊;黃勇軍;王黃騰龍;鐘靖平
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué);無錫成電科大科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 馬曉亞

1.一種多頻單負(fù)介電常數(shù)超材料，其特征在于，所述多頻單負(fù)介電常數(shù)超材料的基板為環(huán)氧樹脂PCB基板，所述多頻單負(fù)介電常數(shù)超材料的基本結(jié)構(gòu)單元為基于短截線連接的金屬雙環(huán)十字交叉型諧振結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多頻單負(fù)介電常數(shù)超材料，其特征在于，所述基于短截線連接的金屬雙環(huán)十字交叉型諧振結(jié)構(gòu)包括：外環(huán)，內(nèi)環(huán)，所述外環(huán)的內(nèi)部設(shè)置有貫穿所述內(nèi)環(huán)的十字交叉型通道，十字交叉型通道包括兩條互相垂直的通道，十字交叉型通道將內(nèi)環(huán)均勻分成4段圓弧，所述通道的兩側(cè)設(shè)置有微帶線，所述微帶線分別與所述4段圓弧連接形成4個獨立的扇形孔，所述外環(huán)與所述4段圓弧之間均連接有短截線，這4條短截線的延長線相交于十字交叉型通道的中點，其中2條短截線位于一條直線上，另外2條短截線位于另一條直線上，這兩條直線以所述通道為中線對稱分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多頻單負(fù)介電常數(shù)超材料，其特征在于，所述外環(huán)的外側(cè)圓的半徑為1.5mm～3mm，所述外環(huán)的寬度為0.1mm～0.3mm，所述外環(huán)與所述內(nèi)環(huán)間隔為0.1mm～0.3mm，所述內(nèi)環(huán)的寬度為0.1mm～0.3mm，所述十字交叉型通道的寬度為0.1mm～0.3mm，所述微帶線的寬度為0.1mm～0.3mm，所述短截線的寬度為0.1mm～0.3mm，所述直線與其中一條所述通道的夾角為5°～45°。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多頻單負(fù)介電常數(shù)超材料，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂PCB基板的介電常數(shù)為2.2～6.0，損耗角正切0.0018～0.02，厚度為0.25mm～1.6mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多頻單負(fù)介電常數(shù)超材料，其特征在于，所述外環(huán)的外側(cè)圓的半徑為2.2mm，所述外環(huán)的寬度為0.1mm，所述外環(huán)與所述內(nèi)環(huán)間隔為0.1mm，所述內(nèi)環(huán)的寬度為0.1mm，所述十字交叉型通道的寬度為0.1mm，所述微帶線的寬度為0.1mm，所述短截線的寬度為0.1mm，所述直線與其中一條所述通道的夾角為5°、15°、25°、35°或45°；所述環(huán)氧樹脂PCB基板的介電常數(shù)為3.55，損耗角正切0.0027，厚度為0.5mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多頻單負(fù)介電常數(shù)超材料，其特征在于，所述多頻單負(fù)介電常數(shù)超材料的基本結(jié)構(gòu)單元之間的間隔為4mm～7mm。

7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的一種多頻單負(fù)介電常數(shù)超材料的制備方法，其特征在于，包括：

通過欲調(diào)控的負(fù)介電常數(shù)諧振頻段計算出所述金屬雙環(huán)十字交叉型諧振結(jié)構(gòu)中的短截線所在直線與通道的夾角；

采用電路板刻蝕技術(shù)，在環(huán)氧樹脂PCB基板的一側(cè)刻蝕出所述金屬雙環(huán)十字交叉型諧振結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多頻單負(fù)介電常數(shù)超材料的制備方法，其特征在于，所述通過欲調(diào)控的負(fù)介電常數(shù)諧振頻段計算出所述金屬雙環(huán)十字交叉型諧振結(jié)構(gòu)中的短截線所在直線與通道的夾角具體為：

2JIf01=ω01=1/2C1*L~1/2=1/C1*L~1]]>

L₁＝2L₀+θ/π*L_loop，R₁＝2(R₀+θ/π*R_loop)

C₁＝2θr₀C_pul//(r-w-1.5g)C_pul，其中，f₀₁為欲調(diào)控的一負(fù)介電常數(shù)諧振頻率，L₀為十字交叉部分的每段微帶線的等效電感，L_loop為雙環(huán)的等效電感，R₀為十字交叉部分的每段微帶線的等效電阻，R_loop為雙環(huán)的等效電阻，C_pul為長微帶線單位長度的等效電容，r₀為雙環(huán)的等效半徑，所述L₀，L_loop、R₀、R_loop、C_pul、r₀在基本結(jié)構(gòu)單元的尺寸確定的情況下，都可以得到。