超材料单元、超材料单元的控制装置及方法、超材料制造方法及图纸

本申请公开了一种超材料单元、超材料单元的控制装置及方法、超材料。其中，所述超材料单元包括：超材料单元、超材料单元的控制装置及方法、超材料。其中，所述超材料单元包括：从上至下依次层叠设置的第一介质层、反射层以及第二介质层；其中，所述第一介质层中设置有螺旋状的空腔；所述螺旋状的空腔的每层螺旋均处于同一平面；所述第二介质层中设置有用于存储液态金属的储液装置；所述空腔和储液装置通过连通结构连接；所述液态金属通过所述连通结构在所述储液装置与所述空腔之间流动；通过调控所述液态金属在所述空腔中的填充量能够改变所述超材料单元的结构特性。述超材料单元的结构特性。述超材料单元的结构特性。

【技术实现步骤摘要】
超材料单元、超材料单元的控制装置及方法、超材料


[0001]本申请涉及无线通信领域，尤其涉及一种超材料单元、超材料单元的控制装置及方法、超材料。

技术介绍

[0002]超材料(英文可表达为Metamaterial)是一类具有特殊性质的人造材料，这些材料具有一些特别的性质，比如让光、电磁波改变它们的通常性质。超材料中的可重构电磁超材料(即超表面)是一种人为设计的二维超表面，由一定规律的亚波长结构单元组成，通过调整电磁超材料的结构和结构单元排布方式，可以灵活的控制经电磁超材料表面反射的电磁波的幅度、相位、传播模式、极化方式等特性。
[0003]然而，相关技术中的超材料的结构存在厚度较大的问题。

技术实现思路

[0004]为解决相关技术问题，本申请实施例提供一种超材料单元、超材料单元的控制装置及方法、超材料。
[0005]本申请实施例的技术方案是这样实现的：
[0006]本申请实施例提供了一种超材料单元，包括：从上至下依次层叠设置的第一介质层、反射层以及第二介质层；其中，
[0007]所述第一介质层中设置有螺旋状的空腔；所述螺旋状的空腔的每层螺旋均处于同一平面；
[0008]所述第二介质层中设置有用于存储液态金属的储液装置；
[0009]所述空腔和储液装置通过连通结构连接；所述液态金属通过所述连通结构在所述储液装置与所述空腔之间流动；通过调控所述液态金属在所述空腔中的填充量能够改变所述超材料单元的结构特性。
[0010]上述方案中，所述螺旋状的空腔包括以下之一：
[0011]方形螺旋状的空腔；
[0012]圆形螺旋状的空腔；
[0013]六边形螺旋状的空腔；
[0014]三角形螺旋状的空腔；
[0015]不规则形螺旋状的空腔。
[0016]上述方案中，所述螺旋状的空腔包含一个端口；所述端口和所述储液装置通过所述连通结构连接。
[0017]上述方案中，所述螺旋状的空腔包含处于最外层螺旋的第一端口和处于最内层螺旋的第二端口；所述储液装置包括第一储液装置和第二储液装置；所述连通结构包括第一连通结构和第二连通结构；所述第一端口通过所述第一连通结构与所述第一储液装置连通，所述第二端口通过所述第二连通结构与所述第二储液装置连通。
[0018]上述方案中，所述螺旋状的空腔中填充有液态金属，通过调整所述液态金属距离所述第一端口和/或第二端口的长度改变所述超材料单元的结构特性。
[0019]本申请实施例还提供了一种超材料，包括：多个本申请实施例提供的所述的超材料单元。
[0020]上述方案中，多个超材料单元按照M排N列的方式形成超材料阵列；其中，所述M和N均为大于1的整数。
[0021]本申请实施例还提供了一种超材料单元的控制装置，包括：应用于本申请实施例提供的超材料单元；所述控制装置包括：控制器、气压调控部件及控制开关；其中，
[0022]所述控制器，用于向所述控制开关发送第一控制信号；
[0023]所述控制开关，用于在所述第一控制信号的作用下，进入开启状态；
[0024]所述控制器，还用于向所述气压调控部件发送第二控制信号；
[0025]所述气压调控部件，用于在所述第二控制信号作用下，向所述储液装置中注入或吸收空气，以使所述液态金属通过所述连通结构在所述储液装置与所述螺旋状的空腔之间流动，从而调整液态金属在所述空腔中的填充量。
[0026]上述方案中，在所述超材料单元的螺旋状的空腔未填充液态金属的情况下，所述气压调控部件，具体用于在所述第二控制信号作用下，向所述储液装置中注入空气，以使所述储液装置中的液态金属通过连通结构进入所述螺旋状的空腔，从而调整液态金属在所述空腔中的填充量；
[0027]或者，
[0028]在所述超材料单元的螺旋状的空腔填充有液态金属的情况下，所述气压调控部件，具体用于在所述第二控制信号作用下，向所述储液装置中吸收空气，以使所述空腔的液态金属通过连通结构进入所述储液装置，从而调整液态金属在所述空腔中的填充量。
[0029]上述方案中，所述控制开关包括设置在第一储液装置上的第一控制开关以及设置在第二储液装置上的第二控制开关；
[0030]所述气压调控部件包括与所述第一储液装置对应的第一气压调控部件以及与所述第二储液装置对应的第二气压调控部件；
[0031]所述第一控制开关和第二控制开关，用于在所述第一控制信号作用下，进入开启状态；
[0032]所述第一气压调控部件，具体用于在所述第二控制信号作用下，向第一储液装置中注入空气，所述第二气压调控部件，具体用于从第二储液装置中吸收空气，使得液态金属从第一端口进入所述空腔，并从第二端口离开所述空腔，以调整所述液态金属距离所述第一端口的长度；
[0033]或者，
[0034]所述第二气压调控部件，具体用于在所述第二控制信号作用下，向第二储液装置中注入空气，所述第一气压调控部件，具体用于从第一储液装置中吸收空气，使得液态金属从所述第二端口进入所述空腔，并从所述第一端口离开所述空腔，以调整所述液态金属距离所述第二端口的长度。
[0035]上述方案中，所述气压调控部件包括气压泵、机械泵、液压泵或者电湿润元件；所述控制开关包括控制阀。
[0036]本申请实施例还提供了一种超材料单元的控制方法，包括：
[0037]确定需要调整所述超材料单元的结构特性；
[0038]发送第一控制信号，以控制所述超材料单元的储液装置上的控制开关进入开启状态；
[0039]在所述控制开关进入开启状态后，发送第二控制信号，以控制气压调控部件通过所述控制开关向所述储液装置中注入或吸收预设量值空气，以使液态金属通过所述超材料单元的连通结构在所述储液装置与所述超材料单元的螺旋状的空腔之间流动，从而调整液态金属在所述空腔中的填充量；所述螺旋状的空腔的每层螺旋均处于同一平面。
[0040]上述方案中，在所述超材料单元的螺旋状的空腔未填充液态金属的情况下，发送所述第二控制信号，以控制所述气压调控部件通过所述控制开关向所述储液装置中注入空气，以使所述储液装置中的液态金属通过连通结构进入所述螺旋状的空腔，从而调整液态金属在所述空腔中的填充量；
[0041]或者，
[0042]在所述超材料单元的螺旋状的空腔填充有液态金属的情况下，发送所述第二控制信号，以控制所述气压调控部件通过所述控制开关向所述储液装置中吸收空气，以使所述空腔的液态金属通过连通结构进入所述储液装置，从而调整液态金属在所述空腔中的填充量。
[0043]上述方案中，当确定需要调整所述液态金属距离所述空腔的第一端口的长度时，发送所述第二控制信号，以控制第一气压调控部件向所述超材料单元的第一储液装置中注入空气，使得第一储液装置中的液态金属通过第一连通结构和所述空腔的第一端口，进入所述空腔；并且控制第二气压调控部件从所述超材料单元的第二储液装置中吸收空气，使得第二储液装置中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超材料单元，其特征在于，包括：从上至下依次层叠设置的第一介质层、反射层以及第二介质层；其中，所述第一介质层中设置有螺旋状的空腔；所述螺旋状的空腔的每层螺旋均处于同一平面；所述第二介质层中设置有用于存储液态金属的储液装置；所述空腔和储液装置通过连通结构连接；所述液态金属通过所述连通结构在所述储液装置与所述空腔之间流动；通过调控所述液态金属在所述空腔中的填充量能够改变所述超材料单元的结构特性。2.根据权利要求1所述的超材料单元，其特征在于，所述螺旋状的空腔包括以下之一：方形螺旋状的空腔；圆形螺旋状的空腔；六边形螺旋状的空腔；三角形螺旋状的空腔；不规则形螺旋状的空腔。3.根据权利要求1所述的超材料单元，其特征在于，所述螺旋状的空腔包含一个端口；所述端口和所述储液装置通过所述连通结构连接。4.根据权利要求1所述的超材料单元，其特征在于，所述螺旋状的空腔包含处于最外层螺旋的第一端口和处于最内层螺旋的第二端口；所述储液装置包括第一储液装置和第二储液装置；所述连通结构包括第一连通结构和第二连通结构；所述第一端口通过所述第一连通结构与所述第一储液装置连通，所述第二端口通过所述第二连通结构与所述第二储液装置连通。5.根据权利要求4所述的超材料单元，其特征在于，所述螺旋状的空腔中填充有液态金属，通过调整所述液态金属距离所述第一端口和/或第二端口的长度改变所述超材料单元的结构特性。6.一种超材料，其特征在于，包括多个权利要求1至5任一项所述的超材料单元。7.根据权利要求6所述的超材料，其特征在于，多个超材料单元按照M排N列的方式形成超材料阵列；其中，所述M和N均为大于1的整数。8.一种超材料单元的控制装置，其特征在于，应用于权利要求1至5任一项所述的超材料单元；所述控制装置包括：控制器、气压调控部件及控制开关；其中，所述控制器，用于向所述控制开关发送第一控制信号；所述控制开关，用于在所述第一控制信号的作用下，进入开启状态；所述控制器，还用于向所述气压调控部件发送第二控制信号；所述气压调控部件，用于在所述第二控制信号作用下，向所述储液装置中注入或吸收空气，以使所述液态金属通过所述连通结构在所述储液装置与所述螺旋状的空腔之间流动，从而调整液态金属在所述空腔中的填充量。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，在所述超材料单元的螺旋状的空腔未填充液态金属的情况下，所述气压调控部件，具体用于在所述第二控制信号作用下，向所述储液装置中注入空气，以使所述储液装置中的液态金属通过连通结构进入所述螺旋状的空腔，从而调整液态金属在所述空腔中的填充
量；或者，在所述超材料单元的螺旋状的空腔填充有液态金属的情况下，所述气压调控部件，具体用于在所述第二控制信号作用下，向所述储液装置中吸收空气，以使所述空腔的液态金属通过连通结构进入所述储液装置，从而调整液态金属在所述空腔中的填充量。10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制开关包括设置在第一储液装置上的第一控制开关以及设置在第二储液装置上的第二控制开关；所述气压调控部件包括与所述第一储液装置对应的第一气压调控部件以及与所述第二储液装置对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雁茗，李亚，王安娜，
申请(专利权)人：中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：