[發明專利]一種具有T字型中心對稱結構的二維左手材料

在審

• 申請號: 201810402408.X
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108767483A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 何政蕊;金杰;陳景明;王偉鋒
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉子文

本發明公開了一種具有T字型中心對稱結構的二維左手材料，包括由介質基板構成的單元結構，介質基板的介電常數為3.48±0.05，損耗正切值為0.0037，所述介質基板為正方形，邊長為2.0～2.2mm，厚度為0.43mm；介質基板的一側鍍有中心對稱的T字型結構的鍍銅，所述T字型結構均由兩個矩形鍍銅結構垂直相交形成，所述單元結構沿三維立體方向分別擴張延伸相互連接形成有T字型結構陣列，所述T字型結構陣列沿X軸方向設置為理想磁邊界條件PHC，Z軸的方向設置為理想導體邊界條件PEC，電磁波沿Y軸方向入射，設置激勵方式為波阻抗激勵，在Y和Z軸兩個方向上具有左手特性。

技術領域

本發明涉及超材料領域，具體涉及一種具有T字型中心對稱結構的二維左手材料。

背景技術

Veselago在1968年提出了左手材料的概念，并指出其介電常數和磁導率在一定電磁波頻段內同時為負，且具有諸如負折射現象、完美透鏡效應、逆Doppler效應等很多奇異的電磁特性。正是由于這些特殊的電磁特性，才使得左手材料在光學成像、天線系統、微波器件以及電磁隱身等領域具有廣泛且重要的應用。然而這一理論直到三十年后才由Smith通過金屬導線和開口諧振環結合體的形式首次實現。自此以后，左手材料的研究走上了飛速發展得快車道。

近年來，左手材料的研究方向主要有：一方面是多維數、多頻帶左手材料的新型結構的設計與實現，如雙Z形金屬條結構，十字環型結構同向開口雙環結構；另一方面是左手材料在微波、天線領域內的應用。但現存的多維數左手材料往往存在結構復雜、帶寬窄、損耗大和電路板雙側印刷等問題，所以性能優良、結構簡單、易于加工的新型多維左手材料結構成為一個重要的研究方向。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種具有優良性能的具有T字型中心對稱結構的二維左手材料。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種具有T字型中心對稱結構的二維左手材料，包括由介質基板構成的單元結構，介質基板的介電常數為3.48±0.05，損耗正切值為0.0037，所述介質基板為正方形，邊長為2.0～2.2mm，厚度為0.43mm；介質基板的一側鍍有中心對稱的T字型結構的鍍銅，所述T字型結構均由兩個矩形鍍銅結構垂直相交形成，所述單元結構沿三維立體方向分別擴張延伸相互連接形成有T字型結構陣列，所述T字型結構陣列沿X軸方向設置為理想磁邊界條件PHC，Z軸的方向設置為理想導體邊界條件PEC，電磁波沿Y軸方向入射，設置激勵方式為波阻抗激勵，在Y和Z軸兩個方向上具有左手特性。

進一步的，單元陣列結構之間通過介電常數近似于空氣的材料相互連接。

進一步的，所述鍍銅的寬度為0.10mm，厚度為0.045mm。

進一步的，所述介質基板為Rogers RO4350板。

進一步的，介質基板的一側鍍有四個中心對稱的T字型結構的鍍銅。

與現有技術相比，本發明的技術方案所帶來的有益效果是：

通過仿真分析得到本發明左手材料在21.14GHz～39.26GHz頻段內等效介電常數、等效磁導率、折射率同時為負，絕對帶寬為18.12GHz，相對帶寬為60.00％，單元損耗低至0.04dB，單元電尺寸為0.07，體現了具有該T字型中心對稱結構的二維左手材料的優良性能。

附圖說明

圖1為本發明左手材料單元結構及尺寸結構示意圖。

圖2為左手材料用于仿真的單元結構圖。

圖3(a)和圖3(b)分別為S參數的幅度仿真結果和相位仿真結果。

圖4(a)、(b)、(c)分別為等效介電常數、磁導率、折射率的電磁參數仿真圖。