[發明專利]一種基于電磁諧振結構的可調固態電磁真空材料

有效

• 申請號: 202010731328.6
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111864401B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 卓若凡;葉德信;皇甫江濤;冉立新
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于電磁諧振結構的可調固態電磁真空材料，其特征在于：包括至少一個基本單元，每個基本單元包括電介質(1)、金屬結構(2)和變容二極管(3)，金屬結構(2)為柱體，金屬結構(2)包括兩塊表面金屬板(4)、兩個金屬連接柱(5)和兩塊內部金屬板(6)，兩塊表面金屬板(4)分別位于金屬結構(2)柱體的頂面和底面，兩個金屬連接柱(5)位于金屬結構(2)中心軸線上且上下同軸布置，兩塊內部金屬板(6)位于金屬結構(2)的中心位置且上下水平平行布置，上方的一個金屬連接柱(5)底端和上方的一塊內部金屬板(6)連接，下方的一個金屬連接柱(5)頂端和下方的一塊內部金屬板(6)連接，上方的內部金屬板(6)底端和下方的內部金屬板(6)頂端之間通過變容二極管(3)連接，兩塊內部金屬板(6)周圍設有環形金屬結構(7)，環形金屬結構(7)是由上下平行布置的兩個金屬環通過在四角的連接金屬柱連接構成，兩個金屬環以金屬結構(2)中心上下對稱布置，位于上方的金屬環和上方的一塊內部金屬板(6)位于同一平面，位于下方的金屬環和下方的一塊內部金屬板(6)位于同一平面，上方的一個金屬連接柱(5)頂端和金屬結構(2)柱體頂面的表面金屬板(4)不接觸，下方的一個金屬連接柱(5)底端和金屬結構(2)柱體底面的表面金屬板(4)接觸連接；金屬結構(2)各個部分之間的柱體間隙中充滿電介質(1)；金屬結構(2)柱體頂面的表面金屬板(4)和金屬結構(2)柱體底面的表面金屬板(4)連接到外部電源電壓，分別作為用于控制變容二極管(3)兩極電壓的直流偏置點(9)和接地點(8)；其中，金屬結構(2)柱體頂面的表面金屬板(4)開設通孔，上方的一個金屬連接柱(5)頂端和金屬結構(2)柱體頂面的表面金屬板(4)通孔之間具有間隙，使得上方的一個金屬連接柱(5)頂端和金屬結構(2)柱體頂面的表面金屬板(4)不接觸。

2.根據權利要求1所述的一種基于電磁諧振結構的可調固態電磁真空材料，其特征在于：基本單元的電壓施加到變容二極管(3)兩端的接地點(8)和直流偏置點(9)上進而調控變容二極管(3)電容值，進而實現基本單元在自身工作頻率處“電磁真空”狀態和“金屬顆粒”狀態的切換，從而實現基本單元的電磁特性在工作頻率上的可任意構造。

3.根據權利要求1所述的一種基于電磁諧振結構的可調固態電磁真空材料，其特征在于：所述的兩塊表面金屬板(4)、兩個金屬連接柱(5)和兩塊內部金屬板(6)的中心均位于金屬結構(2)的中心軸線上。

4.根據權利要求1所述的一種基于電磁諧振結構的可調固態電磁真空材料，其特征在于：所述的變容二極管(3)連接在兩塊內部金屬板(6)中心位置之間。

5.根據權利要求1所述的一種基于電磁諧振結構的可調固態電磁真空材料，其特征在于：所述的變容二極管(3)正極連接到上內部金屬板(6)的底面中心點，負極連接到下內部金屬板(6)的頂面中心點。

6.根據權利要求1所述的一種基于電磁諧振結構的可調固態電磁真空材料，其特征在于：多個基本單元沿立體三維各個方向拓展排布形成任意形狀的三維立體結構。

7.根據權利要求1所述的一種基于電磁諧振結構的可調固態電磁真空材料，其特征在于：所述基本單元的邊長小于工作波長的1/4。

8.根據權利要求1所述的一種基于電磁諧振結構的可調固態電磁真空材料，其特征在于：所述金屬連接柱(5)的高度方向與工作時入射電磁波的電場極化方向相同。