超材料制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超材料。其中，该超材料包括：基底材料；电可控微结构单元阵列，电可控微结构单元阵列设置在基底材料上，电可控微结构单元阵列包括多个电可控微结构单元，其中，每个电可控微结构单元包括：外金属结构和内金属结构，内金属结构和外金属结构组成环形的通道；变容二极管，变容二极管设置在每个电可控微结构单元的通道内，用于根据加载在变容二极管两端的电压调节每个电可控微结构单元的工作频率。本实用新型专利技术解决了现有技术中无法快速准确地调节超材料的工作频率的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及控制领域，具体而言，涉及一种超材料。
技术介绍
现有社会中的，超材料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，但是，对于超材料来说，其奇异的电磁特性都有一个频带范围，超出这个范围，这个奇异的电磁特性会减弱甚至消失。因此，相关技术人员就开始研究可控的超材料，在现有的研究成果中，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；(3)加载可控材料(例如，铁氧体、液晶材料、石墨烯等)。其中，机械式可控的超材料由于要对移动量进行精确的控制，因此，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，而且需要外加偏置场导致结构复杂。针对上述的问题，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，以至少解决现有技术中无法快速准确地调节超材料的工作频率的技术问题。根据本技术实施例的一个方面，提供了一种超材料，包括：基底材料；电可控微结构单元阵列，所述电可控微结构单元阵列设置在所述基底材料上，所述电可控微结构单元阵列包括多个电可控微结构单元，其中，每个电可控微结构单元包括：外金属结构和内金属结构，所述内金属结构和所述外金属结构组成环形的通道；变容二极管，所述变容二极管设置在所述每个电可控微结构单元的所述通道内，用于根据加载在所述变容二极管两端的电压调节所述每个所述电可控微结构单元的工作频率。进一步地，所述外金属结构为方框结构，所述内金属结构为矩形金属贴片，所述内金属结构嵌套于所述外金属结构内。进一步地，所述工作频率的调节范围包括：0.3GHz至300GHz。进一步地，所述外金属结构和所述内金属结构的材料为以下至少一种：铜、银和金。进一步地，加载在所述变容二极管两端的电压的取值范围为：0V至20V。进一步地，所述变容二极管在所述环形的通道中的正-负极方向与所述超材料中的电磁场方向相同。进一步地，述基底材料为非磁性介质材料，并且所述基底材料的介电常数的取值范围为：2至10，所述基底材料的磁导率为1。进一步地，所述电可控微结构单元阵列中任意两个所述电可控微结构单元的大小相同。进一步地，所述超材料还包括：同轴通孔，设置在所述内金属结构上，所述内金属结构通过所述同轴通孔与馈电网络连接，用于向所述变容二极管施加电压。进一步地，垂直于所述金属结构的表面入射的电磁波为平面波，所述电磁波的幅值和相位在垂直于入射方向上相等。进一步地，在预设频段内，所述电可控微结构单元阵列中任意相邻的两个电可控微结构单元之间的距离为预设距离，其中，所述预设距离的取值范围为：1/2λ至λ，所述λ为所述超材料中电磁波的波长。在本技术实施例中，采用基底材料；电可控微结构单元阵列，所述电可控微结构单元阵列设置在所述基底材料上，所述电可控微结构单元阵列包括多个电可控微结构单元，其中，每个电可控微结构单元包括：外金属结构和内金属结构，所述内金属结构和所述外金属结构组成环形的通道；变容二极管，所述变容二极管设置在所述每个电可控微结构单元的所述通道内，用于根据加载在所述变容二极管两端的电压调节所述每个所述电可控微结构单元的工作频率的方式，通过在电可控微结构单元阵列中每个电可控微结构单元中设置一个电容可变的变容二极管，以达到调节每个电可控微结构单元的工作频率的目的，从而实现了能够通过变容二极管就可以调节超材料的工作频率的技术效果，进而解决了现有技术中无法快速准确地调节超材料的工作频率的技术问题。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的一种超材料的示意图；图2是根据本技术实施例的一种电可控微结构单元阵列的结构示意图；以及图3是根据本技术实施例的一种电容和频率变化关系的示意图。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，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。根据本技术实施例，提供了一种超材料的实施例。下面结合图1和图2对本技术实施例进行说明。图1是根据本技术实施例的一种超材料的示意图，图2是根据本技术实施例的一种电可控微结构单元阵列的结构示意图。如图1和图2所示，该超材料包括：基底材料11、由至少一个电可控微结构单元13组成的电可控微结构单元阵列和变容二极管15，其中：电可控微结构单元阵列设置在基底材料上，电可控微结构单元阵列包括多个电可控微结构单元，其中，每个电可控微结构单元包括：外金属结构和内金属结构，内金属结构和外金属结构组成环形的通道；变容二极管15设置在每个电可控微结构单元的通道内，用于根据加载在变容二极管两端的电压调节每个电可控微结构单元的工作频率。在本技术实施例中，通过在电可控微结构单元阵列中每个电可控微结构单元中设置一个电容可变的变容二极管，以达到调节每个电可控微结构单元的工作频率的目的，从而实现了能够通过变容二极管就可以调节超材料的工作频率的技术效果，进而解决了现有技术中无法快速准确地调节超材料的工作频率的技术问题。如图2所示的为10×10的电可控微结构单元阵列，在该阵列中，包括10×10个电可控微结构单元13。如图2所示，在本技术实施例中，电可控微结构单元阵列中的任意两个电可控微结构单元的大小均相同，各个单元紧密的阵列排布。也即在电可控为结构单元阵列中包括多个相同的电可控微结构单元，其中，电可控微结构单元阵列中任一个电可控微结构单元13的结构图如图1所示。在图1中，电可控微结构单元13包括外金属结构132和内金属结构131，内金属结构131和外金属结构132组成间距为d的环形的通道17。在如图2所示的电可控微结构单元13中，外金属结构132可以为方框结构，内金属结构131可以为矩形金属贴片，如图1所示，内金属结构嵌套于外金属结构内，并形成上述通道17。上述外金属结构和内金属结构的材料可以为以下至少一种：铜、银和金。由于考虑到电可控超材料的成本，作为优选，外金属结构和内金属结构的材料可以选取为铜。需要说明的是，如果上述外金属结构和内金属结构的材料选取为铜，则可以在铜表面镀金，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超材料，其特征在于，包括：基底材料；电可控微结构单元阵列，所述电可控微结构单元阵列设置在所述基底材料上，所述电可控微结构单元阵列包括多个电可控微结构单元，其中，每个电可控微结构单元包括：外金属结构和内金属结构，所述内金属结构和所述外金属结构组成环形的通道；变容二极管，所述变容二极管设置在所述每个电可控微结构单元的所述通道内，用于根据加载在所述变容二极管两端的电压调节所述每个电可控微结构单元的工作频率。

【技术特征摘要】
1.一种超材料，其特征在于，包括：基底材料；电可控微结构单元阵列，所述电可控微结构单元阵列设置在所述基底材料上，所述电可控微结构单元阵列包括多个电可控微结构单元，其中，每个电可控微结构单元包括：外金属结构和内金属结构，所述内金属结构和所述外金属结构组成环形的通道；变容二极管，所述变容二极管设置在所述每个电可控微结构单元的所述通道内，用于根据加载在所述变容二极管两端的电压调节所述每个电可控微结构单元的工作频率。2.根据权利要求1所述的超材料，其特征在于，所述外金属结构为方框结构，所述内金属结构为矩形金属贴片，所述内金属结构嵌套于所述外金属结构内。3.根据权利要求1所述的超材料，其特征在于，所述工作频率的调节范围包括：0.3GHz至300GHz。4.根据权利要求1所述的超材料，其特征在于，加载在所述变容二极管两端的电压的取值范围为：0V至20V。5.根据权利要求1所述的超材料，其特征在于，所述变容二极管在所述环形的通道中的正-负极方向与所...

【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