一种新型的双频段平面蝶形左手材料制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型的双频段平面蝶形左手材料，涉及无线通信领域。该超材料结构单元包括介质板（4）及印刷在介质板（4）上的类蝶形贴片（5）；类蝶形贴片（5）由类蝶形两翼的贴片(1、1’)、中间的镂空菱形贴片（2）和两翼贴片(1、1’)中间的两个镂空梯形贴片（3、3’）构成；类蝶形两翼的贴片(1、1’)沿中间的菱形贴片（2）对称设置，并朝外侧开口（6、6’）;镂空菱形贴片（2）各边长长度相等;两翼贴片(1、1’)中间的两个镂空梯形贴片（3、3’）沿中间的菱形贴片（2）对称设置，向内侧开口（7、7’），开口方向与两翼贴片的开口方向相反，开口尺寸相同。该超材料单元结构简单，易于实现，成本低。

A new dual band planar butterfly left-handed material

【技术实现步骤摘要】
一种新型的双频段平面蝶形左手材料
本技术属于无线通信领域，涉及一种平面结构双频段的左手材料单元。
技术介绍
左手材料是一种最为经典的超材料，被定义为在某些频段内同时具有负介电常数和负磁导率。由周期性尺寸远远小于工作波长的人工单元结构组成，这类材料可呈现天然材料所不具备的超常物理性能。早在1968年，苏联的理论物理学家Veselago通过对麦克斯韦方程组的细心研究发现，当电磁波在磁导率和介电常数均为负值的材料中的传播时，电磁波传播的相速和群速的方向均呈现出反相的状态，使得电场E、磁场H和传播方向K三矢量相互成左手关系，呈现出了相对于右手螺旋法则的左手螺旋法则，因此将这种材料定义为LHM。1996年，英国帝国理工学院的Pendry教授在实验中使用金属细丝来构造低频的等离子体材料时，发现了呈周期性排列的细金属丝拥有负介电常数。1999年，Pendry教授等进一步提出了开口谐振环(SplitRingResonator,SRR)结构。此后，一系列经典的亚波长结构左手材料单元相继被提出，例如：具有负折射率的性质的Ω型左手材料，由开口谐振环结构提供负磁导率、工字形结构提供负介电常数的组合型超材料结构，由两个不同尺寸的S形谐振环组成的超材料等。上述超材料的共同特征为入射波的波矢方向须与超材料单元的平面处于同一水平面，大大约束了该类超材料的适用范围，难以应用于实际。进而有学者提出了一种平面超材料结构，该结构用有限长的金属线即可构成，在电磁波垂直入射的情况下，在同一频段内不仅能产生负磁导率，还能产生负介电常数。相较于之前的超材料结构，平面型超材料结构单元传播方向上的尺寸可以与照射电磁波波长相当，因而具有更为广泛的应用范围。显然，平面型的超材料较由金属线和开口谐振环组成的这类超材料拥有更多值得研究的价值。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种新型的双频段平面蝶形左手材料；结构简单，易于实现，成本低，同时形成双频段的左手频带。本技术一种新型的双频段平面蝶形左手材料，包括介质板(4)及印刷在介质板(4)上的类蝶形贴片(5)；类蝶形贴片(5)由类蝶形两翼的贴片(1、1’)、中间的镂空菱形贴片(2)和类蝶形两翼的贴片(1、1’)中间的两个镂空梯形贴片(3、3’)构成；类蝶形两翼的贴片(1、1’)沿中间的镂空菱形贴片(2)对称设置，并朝外侧开口(6、6’)；中间的镂空菱形贴片(2)各边长长度相等；类蝶形两翼的贴片(1、1’)中间的两个镂空梯形贴片(3、3’)沿中间的镂空菱形贴片(2)对称设置，向内侧开口(7、7’)，开口方向与两翼贴片的开口方向相反，开口尺寸相同。一种新型的双频段平面蝶形左手材料，类蝶形两翼的贴片(1、1’)以及中间的两个镂空梯形贴片(3、3’)的各两处缝隙，即朝外侧开口(6、6’)和向内侧开口(7、7’)产生磁谐振，调整缝隙可以调整该结构的等效电容。一种新型的双频段平面蝶形左手材料，类蝶形贴片(5)产生电谐振，调整类蝶形贴片(5)的尺寸可调整等效电感。一种新型的双频段平面蝶形左手材料，采用厚度为0.8mm的RogressRO4003介质板，尺寸为5mmX5mm。一种新型的双频段平面蝶形左手材料，能够实现较强的谐振，减小单元尺寸。本技术结构简单，易于实现，成本低，同时形成双频段的左手频带。附图说明图1类蝶形左手材料单元的结构示意图。图2类蝶形左手材料单元的S参数的幅度。图3类蝶形左手材料单元的S参数的相位。图4类蝶形左手材料单元的介电常数。图5类蝶形左手材料单元的有效磁导率。图6类蝶形左手材料单元的折射率。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行具体实施方式的说明。如图1所示，一种新型的双频段平面蝶形左手材料，包括介质板(4)及印刷在介质板(4)上的类蝶形贴片(5)；类蝶形贴片(5)由类蝶形两翼的贴片(1、1’)、中间的镂空菱形贴片(2)和类蝶形两翼的贴片(1、1’)中间的两个镂空梯形贴片(3、3’)构成；类蝶形两翼的贴片(1、1’)沿中间的镂空菱形贴片(2)对称设置，并朝外侧开口(6、6’)；中间的镂空菱形贴片(2)各边长长度相等；类蝶形两翼的贴片(1、1’)中间的两个镂空梯形贴片(3、3’)沿中间的镂空菱形贴片(2)对称设置，向内侧开口(7、7’)，开口方向与两翼贴片的开口方向相反，开口尺寸相同。所述一种新型的双频段平面蝶形左手材料，类蝶形两翼的贴片(1、1’)以及中间的两个镂空梯形贴片(3、3’)的各两处缝隙，即朝外侧开口(6、6’)和向内侧开口(7、7’)产生磁谐振，调整缝隙可以调整该结构的等效电容。所述一种新型的双频段平面蝶形左手材料，类蝶形贴片(5)产生电谐振，调整类蝶形贴片(5)的尺寸可调整等效电感。所述一种新型的双频段平面蝶形左手材料，采用厚度为0.8mm的RogressRO4003介质板，尺寸为5mmX5mm。仿真得到本技术的左手材料单元的散射参数如图2和图3所示，其中图2描述了S参数的幅度，图3描述了S参数的相位。从图2中可以观察到，在6.6GHz和16GHz附近均分别出现了S11的波谷和S21的波峰，同时在图3中可以看到，在6.6GHz和16GHz附近S11和S21的相位均出现了大幅度的变化，由此可推断类蝶形左手单元结构在这两个频率点附近形成左手频带。利用等效参数提取方法对参数进行有效的提取，得到该类蝶形左手材料单元的有效参数如图4和图5所示，其中图4为材料单元的有效介电常数，图5为材料单元的有效磁导率。图4显示，在0-18GHz整个频率范围内，有效介电常数的实部均在0以下，图5中给出的有效磁导率的实部除了6GHz处有个向上的脉冲波以及11GHz-16GHz处为正以外，其余的频段均在0以下。根据左手材料负折射率的实现机理得出该类蝶形左手材料单元的折射率如图6所示，图中显示该材料单元折射率为负的频段为0GHz-11.5GHz及15.3GHz-17.5GHz，即为该材料单元的左手频段。由于本结构单元的两个环因尺寸的差异谐振在不同的频率点，从而形成多频段的左手频带。上面对本技术的较佳实施方式作了详细说明，但是本技术并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利技术宗旨的前提下做出各种变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型的双频段平面蝶形左手材料，其特征在于：包括介质板(4)及印刷在介质板(4)上的类蝶形贴片(5)；类蝶形贴片(5)由类蝶形两翼的贴片(1、1’)、中间的镂空菱形贴片(2)和类蝶形两翼的贴片(1、1’)中间的两个镂空梯形贴片(3、3’)构成；类蝶形两翼的贴片(1、1’)沿中间的镂空菱形贴片(2)对称设置，并朝外侧开口(6、6’)；中间的镂空菱形贴片(2)各边长长度相等；类蝶形两翼的贴片(1、1’)中间的两个镂空梯形贴片(3、3’)沿中间的镂空菱形贴片(2)对称设置，向内侧开口(7、7’)，开口方向与两翼贴片的开口方向相反，开口尺寸相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型的双频段平面蝶形左手材料，其特征在于：包括介质板(4)及印刷在介质板(4)上的类蝶形贴片(5)；类蝶形贴片(5)由类蝶形两翼的贴片(1、1’)、中间的镂空菱形贴片(2)和类蝶形两翼的贴片(1、1’)中间的两个镂空梯形贴片(3、3’)构成；类蝶形两翼的贴片(1、1’)沿中间的镂空菱形贴片(2)对称设置，并朝外侧开口(6、6’)；中间的镂空菱形贴片(2)各边长长度相等；类蝶形两翼的贴片(1、1’)中间的两个镂空梯形贴片(3、3’)沿中间的镂空菱形贴片(2)对称设置，向内侧开口(7、7’)，开口方向与两翼贴片的开口方向相反，开口尺寸相同。


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【专利技术属性】
技术研发人员：崔燕妮，向晶，申东娅，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：新型
国别省市：云南;53