[發(fā)明專利]一種用于菲涅耳區(qū)域高效無(wú)線能量傳輸?shù)某牧咸炀€陣列

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011358136.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112531354A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷丹;楊釗;趙發(fā)定;文光俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q21/06
• 分類號(hào): H01Q21/06;H01Q21/00;H01Q1/50;H01Q3/30;H01Q15/00;G06F30/20
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.一種用于菲涅耳區(qū)域高效無(wú)線能量傳輸?shù)某牧咸炀€陣列，其特征在于，包括通過(guò)金屬通孔連接到饋電網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)緊密間隔的亞波長(zhǎng)尺寸超材料單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于菲涅耳區(qū)域高效無(wú)線能量傳輸?shù)某牧咸炀€陣列，其特征在于，所述超材料單元包括：從上到下設(shè)置的銅貼片、介電基板(12)、銅接地層(13)，還包括穿過(guò)介電基板(12)的金屬通孔(14)和設(shè)置于銅接地層(13)的集總端口(15)；銅貼片中間包括一呈工字型的開(kāi)口，工字型的開(kāi)口外周的環(huán)狀銅貼片部分記為方形銅環(huán)(10)，與工字型的開(kāi)口匹配的兩條狀銅貼片部分記為銅條(11)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于菲涅耳區(qū)域高效無(wú)線能量傳輸?shù)某牧咸炀€陣列，其特征在于，使用Ansys HFSS的遺傳算法優(yōu)化工具和等效模型優(yōu)化超材料單元的晶胞參數(shù)，所述晶胞參數(shù)包括：相鄰超材料單元之間的間隙長(zhǎng)度s、方形銅環(huán)(10)的方形環(huán)寬度w1、銅條(11)的寬度w2、兩根銅條(11)之間的距離g以及金屬通孔(14)離超材料單元邊緣的距離r。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于菲涅耳區(qū)域高效無(wú)線能量傳輸?shù)某牧咸炀€陣列，其特征在于，所述等效模型包括：主邊界條件(16)、從邊界條件(17)、Floquet端口(18)，以及限定于主邊界條件(16)和從邊界條件(17)內(nèi)的單個(gè)超材料單元。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于菲涅耳區(qū)域高效無(wú)線能量傳輸?shù)某牧咸炀€陣列，其特征在于，使用Ansys HFSS的遺傳算法優(yōu)化工具和等效模型優(yōu)化超材料單元的晶胞參數(shù)的優(yōu)化目標(biāo)為：使得超材料單元結(jié)構(gòu)在某個(gè)特定工作頻率上實(shí)現(xiàn)最大吸收效率和阻抗匹配。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于菲涅耳區(qū)域高效無(wú)線能量傳輸?shù)某牧咸炀€陣列，其特征在于，單個(gè)單元的吸收效率定義為

η_ms＝(1-|ρ_refl|²)·|τ|²

其中，ρ_refl表示超材料單元對(duì)入射平面波的反射率，τ是從超材料單元結(jié)構(gòu)的表面到集總端口(15)的透射系數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于菲涅耳區(qū)域高效無(wú)線能量傳輸?shù)某牧咸炀€陣列，其特征在于，所述兩根銅條(11)根據(jù)TE或TM極化方向定向。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于菲涅耳區(qū)域高效無(wú)線能量傳輸?shù)某牧咸炀€陣列，其特征在于，F(xiàn)loquet端口(18)在設(shè)計(jì)超材料單元等效模型中用于激發(fā)TE或TM極化電磁平面波。