[發明專利]利用S型異向介質材料構造電磁波極化旋轉器的方法

在審

• 申請號: 201810852880.3
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN109193101A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 程響響;蔣鑫鑫;劉士忠
• 申請（專利權）人: 中國艦船研究設計中心
• 主分類號: H01P11/00
• 分類號: H01P11/00;H01P1/165;H01Q15/24
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 許麗

本發明提供利用S型異向介質材料構造電磁波極化旋轉器的方法，包括：在介質基板上每個S型單元上下兩對橫臂上鉆孔，并在孔的內表面鍍金屬膜，構成雙各向異性的S型異向介質結構單元；將S型異向介質結構單元按周期在介質基板雙面各自按垂直于介質基板和平行于介質基板方向上排列展開；將介質基板按照周期沿介質基板的垂線方向排列，形成整塊有效的雙各向異性S型異向介質。本發明提供的利用S型異向介質材料構造電磁波極化旋轉器的方法，構造方法簡單，性能穩定，工作頻率易于確定、可以控制調節，并且在能產生電磁波極化旋轉的基礎上，其本身在相應的工作頻段內也是一種有效的異向介質材料，因此可以用于構造微波以及太赫茲波段的極化旋轉器。

技術領域

本發明涉及微波技術領域，特別涉及利用S型異向介質材料構造電磁波極化旋轉器的方法。

背景技術

前蘇聯科學家V.G.Veselago在1968年指出：當介質的介電常數ε與磁導率μ同時為負數時，其折射率將變為負值。這種ε和μ同時為負的介質的英文名稱為Left-handedMaterial。美國麻省理工學院J.A.Kong教授命名其中文名稱為“異向介質”，國內也有其它名稱如“負介質”、“負折射率介質”或直譯為“左手物質”。2001年，美國加州大學San Diego分校的D.R.Smith等人根據英國帝國理工學院J.B.Pendry的研究結果首次構造出ε與μ同時為負的人工介質，其方法是采用細金屬導線陣列構造等效介電常數為負值的介質，采用金屬開路環形諧振器陣列構造等效磁導率為負值的介質，然后通過將這兩種陣列混合放置在一起，從而構成一種等效的人工電磁異向介質。2004年，浙江大學異向介質小組的陳紅勝等提出了一種S型異向介質，這種異向介質諧振單元將能產生電諧振的金屬線和能產生磁諧振的金屬開路環合二為一，并且負通帶特性優于前者。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用S型異向介質材料構造電磁波極化旋轉器的方法，以解決如何構造電磁波極化旋轉器的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：提出一種利用S型異向介質材料構造電磁波極化旋轉器的方法，包括：在介質基板上每個S型單元上下兩對橫臂上鉆孔，并在孔的內表面鍍金屬膜，構成雙各向異性的S型異向介質結構單元；將所述S型異向介質結構單元按周期在介質基板雙面各自按垂直于介質基板和平行于介質基板方向上排列展開，在垂直與介質基板的方向上發生電磁耦合；將發生電磁耦合的介質基板按照周期沿所述介質基板的垂線方向排列，形成整塊有效的雙各向異性S型異向介質。

進一步地，每個雙各向異性的S型異向介質結構單元間的距離相等。

進一步地，各個發生電磁耦合的介質基板之間的間距相等。

本發明提供的利用S型異向介質材料構造電磁波極化旋轉器的方法，構造方法簡單，性能穩定，工作頻率易于確定、可以控制調節，并且在能產生電磁波極化旋轉的基礎上，其本身在相應的工作頻段內也是一種有效的異向介質材料，因此可以用于構造微波以及太赫茲波段的極化旋轉器。

附圖說明

下面結合附圖對發明作進一步說明：

圖1為本發明實施例提供的利用S型異向介質材料構造電磁波極化旋轉器的方法的步驟流程示意圖；

圖2為本發明實施例提供的雙各向異性S型異向介質結構單元的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的雙各向異性S型異向介質結構單元的等效電路示意圖；

圖4a為本發明實施例提供的雙各向異性S型異向介質結構單元按周期在介質基板雙面各自按水平方向(x)和垂直方向(y)排列的結構示意圖；

圖4b為本發明實施例提供的已經含有了雙各向異性S型異向介質結構單元的介質板材料再按照一定的周期(pz)沿基板的垂線方向(z)排列的結構示意圖；

圖5為本發明實施例提供的雙各向異性S型異向介質結構單元原理結構示意圖。