本发明专利技术涉及一种层状微波负磁导率材料，特别涉及一种透射强度可调谐的层状微波负磁导率材料。与以往材料相比，本发明专利技术负磁导率材料的结构单元为金属六边形开口谐振环；由内外环几何尺寸可以调控结构单元的谐振频率和谐振强度；通过调节组成结构单元的几何尺寸及晶格常数，即引入缺陷谐振环和不同的电磁相互耦合作用可以制得可调谐层状微波负磁导率材料。所制备材料的微波透射测试表明，其谐振频率在８２００ＭＨｚ～８４００ＭＨｚ频段内可调控，谐振强度可在－３１ｄＢ～－７ｄＢ范围内变化。
【技术实现步骤摘要】
可调谐层状微波负磁导率材料
本专利技术涉及一种负磁导率材料，特别涉及一种透射强度可调谐的层状微波负磁导率材料。
技术介绍
负磁导率材料是一种自然界中不存在的人工复合结构材料，通过调节其结构单元的几何形状和空间图案分布，即可得到磁导率小于零的材料。负磁导率材料同负介电常数材料复合在一起即可制得一种新颖的材料-----左手材料(left-handed metamaterials)。在该材料中，电磁波的相速度和群速度方向相反，从而呈现出许多新颖的光学特性，如反常Doppler效应、反常Cherenkov效应、完美透镜效应、负折射效应等。因而在无线电通信、超敏感传感器、医学诊断成像等领域有重要的应用价值。目前研究者所设计的负磁导率材料的结构单元多为圆形和方形；材料的微波电磁谐振行为，即其磁导率为负的频段不可调节，这为其实际应用带来了很大的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可调谐层状微波负磁导率材料。其结构单元为金属六边形开口谐振环。相同几何参数的谐振环按照一定的周期排列成层状材料，该材料在其谐振频率附近一频率段内表现为负磁导率。通过在材料中引入几何参数不同的开口谐振环和调节其层板间距，即引入缺陷谐振环和调节几何结构参数使得材料的谐振行为受到调控，即制得可调层状微波负磁导率材料。附图说明图1层状微波负磁导率材料样品。图2不同层间距的层状微波负磁导率材料的微波透射曲线(结构单元为SRRs(d1/d2＝1.0/3.0mm))。-->图3主谐振环为SRRs(d1/d2＝1.0/3.0mm)点缺陷分别为空位、SRRs(d1/d2＝1.0/2.6mm)和SRRs(d1/d2＝1.0/3.8mm)的层状微波负磁导率材料的微波透射曲线(层间距b＝2.83mm)。图4主谐振环为SRRs(d1/d2＝1.0/3.0mm)点缺陷分别为空位、SRRs(d1/d2＝1.0/2.6mm)和SRRs(d1/d2＝1.0/3.8mm)的层状微波负磁导率材料的微波透射曲线(层间距b＝6.13mm)。图5主谐振环为SRRs((d1/d2＝1.0/3.0mm)点缺陷分别为空位、SRRs(d1/d2＝1.0/2.6mm)和SRRs(d1/d2＝1.0/3.8mm)的层状微波负磁导率材料的微波透射曲线(层间距b＝9.58mm)。图6主谐振环为SRRs(d1/d2＝1.0/2.2mm)点缺陷分别为空位和SRRs(d1/d2＝1.0/4.6mm)的层状微波负磁导率材料的微波透射曲线(层间距b＝4.5mm)。具体实施方式 采用电路板刻蚀技术，在厚度为0.8mm的环氧酚醛玻璃纤维PCB基板上刻蚀出金属铜结构单元阵列，结构单元中心间距3.0～10.0mm，内环的内切圆直径为1.0mm～3.0mm，外环的内切圆直径为2.0mm～4.0mm，开口g＝0.3mm，线宽为c＝0.3mm，谐振环厚度为0.02mm；将结构单元的中心开口谐振环用空位或不同几何尺寸的谐振环替换，缺陷谐振环的内环的内切圆直径为0.5mm～4.0mm，外环的内切圆直径为1.0mm～5.0mm，开口g＝0.3mm，线宽为c＝0.3mm，制得各种结构单元；将所制得的金属铜结构单元阵列切割成三个开口谐振环为一列的条状结构，并将三条PCB基板平行且等间距排列制得层状微波负磁导率材料；调节其层板间距为1.0mm～10.0mm制得谐振频率和强度可调的层状微波负磁导率材料。本专利技术的实现过程和材料的性能由实施例和附图说明：实施例一：采用电路板刻蚀技术，在厚度为0.8mm的环氧酚醛玻璃纤维PCB基板上刻蚀出金属铜-->结构单元阵列，结构单元中心间距7.0mm，金属开口谐振环的内外环内切圆直径分别为1.0mm和3.0mm，开口g＝0.3mm，线宽c＝0.3mm，谐振环厚度为0.02mm；将所制得的金属铜结构单元阵列切割成三个开口谐振环为一列的条状结构，并将三条PCB基板平行且等间距排列制得层状微波负磁导率材料；调节层间距b分别为2.83mm，4.1mm，6.13mm，9.85mm得微波负磁导率材料样品I、II、III、IV。样品的微波透射曲线如附图2所示。实施例二：采用电路板刻蚀技术，在厚度为0.8mm的环氧酚醛玻璃纤维PCB基板上刻蚀出金属铜结构单元阵列，结构单元中心间距7.0mm，金属开口谐振环的内外环内切圆直径分别为1.0mm和3.0mm，开口g＝0.3mm，线宽c＝0.3mm，谐振环厚度为0.02mm；将结构单元的中心开口谐振环用空位或不同几何尺寸的谐振环替换，缺陷谐振环的内环的内切圆直径为1.0mm，外环的内切圆直径分别为2.6mm和3.8mm，开口g＝0.3mm，线宽c＝0.3mm；将所制得的金属铜结构单元阵列切割成三个开口谐振环为一列的条状结构，并将三条PCB基板平行且等间距b＝2.83mm排列制得层状微波负磁导率材料样品I、II、III。样品的微波透射曲线如附图3所示。实施例三：采用电路板刻蚀技术，在厚度为0.8mm的环氧酚醛玻璃纤维PCB基板上刻蚀出金属铜结构单元阵列，结构单元中心间距7.0mm，金属开口谐振环的内外环内切圆直径分别为1.0mm和3.0mm，开口g＝0.3mm，线宽c＝0.3mm，谐振环厚度为0.02mm；将结构单元的中心开口谐振环用空位或不同几何尺寸的谐振环替换，缺陷谐振环的内环的内切圆直径为1.0mm，外环的内切圆直径分别为2.6mm和3.8mm，开口g＝0.3mm，线宽c＝0.3mm；将所制得的金属铜结构单元阵列切割成三个开口谐振环为一列的条状结构，并将三条PCB基板平行且等间距b＝6.13mm排列制得层状微波负磁导率材料样品I、II、III。样品的微波透射曲线如附图4所示。-->实施例四：采用电路板刻蚀技术，在厚度为0.8mm的环氧酚醛玻璃纤维PCB基板上刻蚀出金属铜结构单元阵列，结构单元中心间距7.0mm，金属开口谐振环的内外环内切圆直径分别为1.0mm和3.0mm，开口g＝0.3mm，线宽c＝0.3mm，谐振环厚度为0.02mm；将结构单元的中心开口谐振环用空位或不同几何尺寸的谐振环替换，缺陷谐振环的内环的内切圆直径为1.0mm，外环的内切圆直径分别为2.6mm和3.8mm，开口g＝0.3mm，线宽c＝0.3mm；将所制得的金属铜结构单元阵列切割成三个开口谐振环为一列的条状结构，并将三条PCB基板平行且等间距b＝9.58mm排列制得层状微波负磁导率材料样品I、II、III。样品的微波透射曲线如附图5所示。实施例五：采用电路板刻蚀技术，在厚度为0.8mm的环氧酚醛玻璃纤维PCB基板上刻蚀出金属铜结构单元阵列，结构单元中心间距7.0mm，金属开口谐振环的内外环内切圆直径分别为1.0mm和2.2mm，开口g＝0.3mm，线宽c＝0.3mm，谐振环厚度为0.02mm；将结构单元的中心开口谐振环用空位或不同几何尺寸的谐振环替换，缺陷谐振环的内环的内切圆直径为1.0mm，外环的内切圆直径为4.6mm，开口g＝0.3mm，线宽c＝0.3mm；将所制得的金属铜结构单元阵列切割成三个开口谐振环为一列的条状结构，并将三条PCB基板平行且等间距b＝4.5mm排列制得层状微波负磁导率材料样品I、I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可调谐层状微波负磁导率材料，该材料的结构单元是两个同心金属开口环，基质为环氧酚醛玻璃纤维复合材料，其主要特征是内外环由可以产生电磁波谐振的金属开口环组成，由内外环形状、几何尺寸及层板间距的调节实现负磁导率材料的谐振频率和强度的可调控性。
【技术特征摘要】
1.一种可调谐层状微波负磁导率材料，该材料的结构单元是两个同心金属开口环，基质为环氧酚醛玻璃纤维复合材料，其主要特征是内外环由可以产生电磁波谐振的金属开口环组成，由内外环形状、几何尺寸及层板间距的调节实现负磁导率材料的谐振频率和强度的可调控性。2.如权利要求1所述可调谐层状微波负磁导率材料，其特征是金属开口谐振环为六边形，内环的内切圆直径为1.0mm～3.0mm，外环的内切圆直径为2.0mm～4.0mm，开口间距为0.1mm～0.5mm，线宽为0.1mm～0.5mm，谐振环厚度为0.01mm～0.03mm。3.如权利要求1所述可调谐层状微波负磁导率材料，其特征是制备过程包括以下几个步骤：(1)采用电路板刻蚀技术，在厚度为0.3～1....
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓鹏，赵乾，康雷，付全红，宋娟，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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