超材料和天线反射面制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超材料和天线反射面。其中，该超材料包括：至少一个超材料结构单元，其中，超材料结构单元包括：基底材料以及附着在基底材料上的导电几何结构，导电几何结构包括具有至少两个缺口的金属环，其中，至少两个缺口呈对称结构；任意一个缺口处加载有变容二极管。所述天线反射面包括上述的超材料。本实用新型专利技术解决了现有技术中超材料的工作频率难以调整的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电磁领域，具体而言，涉及一种超材料和天线反射面。
技术介绍
超材料是一种具有传统自然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构，然而对于超材料来说，其特殊的电磁特性都有一个频带范围，超出这个范围，上述特殊的电磁特性会减弱甚至消失。为实现人工电磁结构对电磁波动态操控的能力，通常需要对超材料的电磁特性进行实时控制。到目前为止，可控超材料主要包括三大类：(1)机械式可控超材料；(2)加载微波开关等；(3)加载可控材料(铁氧体、液晶材料、石墨烯等)。机械式可控超材料由于要对移动量进行精确的控制，使得体积相对较大，不易操作；加载微波开关的可控超材料其状态与开关的个数有关，要实现足够多的状态数就需要添加足够多的开关个数，导致结构的复杂度增加；而加载可控材料的超材料其调控的频率范围不大，而且需要外加反偏场从而导致超材料的结构复杂。针对现有技术中超材料的工作频率难以调整的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种超材料和天线反射面，以至少解决现有技术中超材料的工作频率难以调整的技术问题的技术问题。根据本技术实施例的一个方面，提供了一种超材料，包括：至少一个超材料结构单元，其中，超材料结构单元包括：基底材料以及附着在基底材料上的导电几何结构，导电几何结构包括具有至少两个缺口的金属环，其中，至少两个缺口呈对称结构；任意一个缺口处加载有变容二极管。根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种天线反射面，包括上述实施例中任意一种超材料。本申请提供的方案利用变容二极管的特性在于变容二极管利用PN结之间电容可变的原理制成，可以作为可变电容器使用，在变容二极管的电容发生变化时，使超材料的工作频率发生相应变化，从而达到控制超材料的工作频率的技术效果，解决了现
有技术中超材料的工作频率难以调整的技术问题，进而实现对超材料的电磁特性的实时控制。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是根据本技术实施例1的一种超材料结构单元的示意图；图2是根据本技术实施例1的一种超材料的结构示意图；以及图3是根据本技术实施例1的一种变容二极管的工作电容与超材料的工作频率的关系示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。根据本技术实施例，提供了一种超材料的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。实施例1根据本技术实施例，提供了一种超材料的实施例，图1是根据本技术实
施例1的一种超材料结构单元的示意图，如图1所示，该超材料包括：至少一个超材料结构单元，其中，超材料结构单元包括：基底材料以及附着在基底材料上的导电几何结构，其中，导电几何结构包括具有至少两个缺口的金属环，其中，至少两个缺口呈对称结构；任意一个缺口处设置有变容二极管。在一种可选的实施例中，结合图1所示的示例，上述金属环为金属圆环，在呈对称结构的两个缺口中的左侧缺口设置变容二极管，右侧缺口为超材料提供满足该工作频率下所需的电容，其中，设置变容二极管的方法可以是焊接，粘连，但不限于此。设置完成后，形成两个“C”形金属片，并且两个“C”的口部正对，在两个“C”形金属片的一端，通过变容二极管连接。在另一种可选的实施例中，结合图2所示的超材料的结构示意图，该超材料有多个图1所示的超材料结构单元构成。具体的，图2所示的超材料结构呈阵列排列此处需要说明的是，变容二极管的特性在于变容二极管利用PN结之间电容可变的原理制成，因此可以作为可变电容器使用，本申请上述实施例利用变容二极管的特性，在变容二极管的电容发生变化时，使超材料的工作频率发生相应变化，从而达到了超材料电可控的技术效果，进而实现对超材料的电磁特性的实时控制。可选的，导电几何结构平面排布于基底材料。具体的，上述基底材料可以是F4B、FR4。可选的，在超材料包括多个导电几何结构的情况下，每个导电几何结构中的金属环的缺口排布方向一致，即每个导电几何结构中的两个“C”形金属片的排列方式均相同，其中，每个导电几何结构中的变容二极管位于同一侧。在一种可选的实施例中，结合图2所示的超材料的结构示意图，该超材料有多个图1所示的超材料结构单元构成，每个导电几何结构的缺口都以水平左右的方向排布，且每个导电几何结构的变容二极管都设置于导电几何结构的左侧缺口。可选的，超材料结构单元按照等间距的结构排列。可选的，超材料结构单元的间距为预设距离。可选的，预设距离处于1/2λ到λ的范围内，λ为与超材料的中心工作频率对应的波长。可选的，变容二极管的电容与超材料的工作频率具有预设关系。在一种可选的实施例中，结合图3所示的示例，图3显示了在该实施例中，变容二极管的工作电容与超材料的工作频率的对应关系。此处需要说明的是，通常超材料据具有能够正常工作的频率范围，超过该范围后超材料的电磁特性会减弱甚至消失，以至于不能达到工作需求，在这一频带范围内包含一个中心工作频率，超材料在上述中心工作频率工作时具有最佳电磁特性。可选的，超材料的工作频率处于0.5GHz到300GHz的范围内。可选的，金属环的材料至少包括如下任意一种或多种：铜、银或金。可选的，基底材料为非磁性介质材料。可选的，非磁性介质材料的介电常数处于2到10的范围内，非磁性介质材料的磁导率为预设常数。可选的，上述预设常数为1。以下以图2所示的超材料作为示例进行详细描述：在一种可选的实例中，选取上述超材料的中心工作频率f为15GHz，则该工作频率对应的波长λ为20mm。金属结构的材料为铜，基底材料为F4B(介电常数为3.0，磁导率为1)，去基底材料呈边长为10mm的正方形，金属环的宽度为1mm,两个缺口呈对称结构分布于金属圆环，且两个缺口均为1mm，金属环厚度为0.035mm，基底材料厚0.3mm，周期性排列中，两个超材料单元之间的中心距离为10mm。可以利用电磁仿真软件CST计算与变容二极管的电容对应的超材料的工作频率，变容二极管的电容对应的超材料的工作频率可以是如图2所示的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超材料，所述超材料包括：至少一个超材料结构单元，其中，所述超材料结构单元包括：基底材料以及附着在所述基底材料上的导电几何结构，其特征在于：所述导电几何结构包括具有至少两个缺口的金属环，其中，所述至少两个缺口呈对称结构；任意一个所述缺口加载有变容二极管。

【技术特征摘要】
1.一种超材料，所述超材料包括：至少一个超材料结构单元，其中，所述超材料结构单元包括：基底材料以及附着在所述基底材料上的导电几何结构，其特征在于：所述导电几何结构包括具有至少两个缺口的金属环，其中，所述至少两个缺口呈对称结构；任意一个所述缺口加载有变容二极管。2.根据权利要求1所述的超材料，其特征在于，所述导电几何结构平面排布于所述基底材料。3.根据权利要求2所述的超材料，其特征在于，在所述超材料包括多个所述导电几何结构的情况下，每个所述导电几何结构中的金属环的缺口排布方向一致，其中，所述每个导电几何结构中的变容二极管位于同一侧。4.根据权利要求3所述的超材料，其特征在于，所述超材料结构单元按照等间距的结构排列。5.根据权利要求4所述的超材料，其特征在于，所述超材...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳超级数据链技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44