本发明专利技术公开了一种支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔及具有该谐振腔的器件，其中支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔包括设有若干金属通孔（3）的介质层（1），设置在介质层的双开口谐振环（4），分别设置在介质层两面的第一金属层（2）和第二金属层（5），以及激励谐振腔的第一端口（21）和第二端口（22）；金属通孔、第一金属层和第二金属层围成谐振腔，所述双开口谐振环位于该谐振腔中。具有该谐振腔的器件还包括激励谐振腔的第一端口和第二端口。本发明专利技术提高了谐振腔在应用中的集成度；而且两种谐振的频率间隔突破了传统谐振频率只能是谐波的限制。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔及具有该谐振腔的器件，其中支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔包括设有若干金属通孔（3）的介质层（1），设置在介质层的双开口谐振环（4），分别设置在介质层两面的第一金属层（2）和第二金属层（5），以及激励谐振腔的第一端口（21）和第二端口（22）；金属通孔、第一金属层和第二金属层围成谐振腔，所述双开口谐振环位于该谐振腔中。具有该谐振腔的器件还包括激励谐振腔的第一端口和第二端口。本专利技术提高了谐振腔在应用中的集成度；而且两种谐振的频率间隔突破了传统谐振频率只能是谐波的限制。【专利说明】支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔及具有该谐振腔的器件
本专利技术涉及谐振腔，尤其是一种基于新型人工电磁材料的、同时支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔。
技术介绍
在新型人工材料的设计中，双开口环通常被视为等效媒质，而忽略双开口环之间的耦合作用。但是当双开口环靠的比较近时，这种相互耦合会产生磁致波，这种磁致效应通常被认为对基于等效媒质涉及的器件是有害的。
技术实现思路
专利技术目的:提供一种能够同时支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔，并进一步提供基于这种谐振腔的器件，将电磁谐振和磁致谐振集成在同一个谐振腔中，并且两种谐振的最低阶模式均发生在传统谐振腔的截止频段，从而实现器件的深度小型化。技术方案:一种支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔，包括设有若干金属通孔的介质层，设置在介质层的双开口谐振环，分别设置在介质层两面的第一金属层和第二金属层，以及激励谐振腔的第一端口和第二端口 ；金属通孔、第一金属层和第二金属层围成谐振腔，所述双开口谐振环位于该谐振腔中。所述双开口谐振 环设置于谐振腔的一侧。当位于第一端口和第二端口的电流探针对谐振腔进行激励时，其中一处的电流探针位于双开口谐振环处，另一处的电流探针远离双开口谐振环。一种具有上述支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔的器件。有益效果:双开口谐振环设置在谐振腔中，当谐振腔被激励时，一部分能量被耦合产生电磁谐振，此时双开口谐振环中的感应电流相位基本同相，可以被视为等效媒质；而另一部分能量被双开口谐振环直接耦合产生磁致谐振，此时双开口环中的感应电流相位相差较大，不能被视为等效媒质，因此产生了基于不同物理的谐振。本专利技术提高了谐振腔在应用中的集成度；而且两种谐振的频率间隔突破了传统谐振频率只能是谐波的限制。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的结构透视图。图2为本专利技术的双开口谐振环及谐振腔中相对关系图。图3为本专利技术双开口谐振环的结构示意图。图4为本专利技术第一金属层的结构示意图。图5为在本专利技术第一端口激励谐振腔时仿真和测试结果图。图6为在本专利技术第二端口激励谐振腔时仿真和测试结果图。图7为在本专利技术第一端口激励谐振腔时仿真和测试结果图。图8为在本专利技术第二端口激励谐振腔时仿真和测试结果图。图9、图10和图11为本专利技术对谐振环提取的媒质参数G、μ x和Uy的示意图。图12和图13分别为本专利技术在2.5GHz,4.44GHz时仿真的z方向电场分布图。图14和图15分别为本专利技术在2.86GHz,5.82GHz时感应电流的分布图。图16和图17分别为本专利技术在2.86GHz,5.82GHz时仿真的z方向电场分布图。【具体实施方式】如图1至图4所示，本专利技术支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔包括介质层1、第一金属层2、金属通孔3、双开口谐振环4和第二金属层5。介质层I上设有若干金属通孔3,这些金属通孔围成一个矩形的区域，双开口谐振环4设置在介质层上的矩形区域内，且靠一侧设置，例如在图2中，它设置在左边。第一金属层2和第二金属层5分别设置在介质层两面。金属通孔、第一金属层和第二金属层围成一谐振腔，双开口谐振环位于该谐振腔中。 第一金属层2包括第一端口 21和第二端口 22，当位于第一端口和第二端口的电流探针对谐振腔进行激励时，其中一处的电流探针位于双开口谐振环，另一处的电流探针原理双开口谐振环。也就是说，双开口谐振环的设置位置应该符合相关条件，使得当谐振腔由伸入的电流探针激励时，其中一个端口处的探针在双开口谐振环的上方，使得一部分能量被双开口谐振环直接耦合；而另一探针应避免在双口谐振环的上方，使得没有能量被双开口谐振环直接耦合。如图5所示，当在第一端口激励谐振腔时，可以很清楚的看到四个谐振点，分别为2.5GHz, 2.86GHz, 4.44GHz和5.82GHz，并且这四个谐振点发生在现有基片集成谐振腔的截止频段。如图6所示，当在第二端口激励谐振腔时，可以看到只有2.5GHz和4.44GHz对应的频率被激励，由于端口 2没有能量被双开口谐振环直接耦合，证明这两个谐振点为电磁谐振。如图7所示，当在第一端口激励谐振腔时，可以看到只有2.5GHz和4.44GHz对应的电磁谐振能够在两个端口传输能量，而尽管第一端口也同时激励起磁致谐振，但磁致谐振的能量束缚在双开口谐振环附近，不能在两个端口传输能量。如图8所示，当在第二端口激励谐振腔时，可以看到只有2.5GHz和4.44GHz对应的电磁谐振能够在两个端口传输能量，磁致谐振不能传输能量。如图9至图11所示，对双开口谐振环提取的媒质参数f 和利用这些媒质参数我们可以计算电磁谐振的场分布特性。图12和图13分别为2.5GHz和4.44GHz时仿真得到的电场分布。如图14和图15所示，分别为2.86GHz和5.82GHz发生磁致谐振时双开口谐振环中的电流分布，理论分析表明电流符合贝塞尔函数分布。图16和图17分别为2.86GHz和5.82GHz时仿真得到的电场分布，可以看到，能量束缚在双开口谐振环附近，因而不能在两个端口传输能量，这种特性可以用来作为电路中的匹配吸收终端或者频率选择器件。上述方案可以方便的应用到微波，毫米波等集成电路中，例如做成一种具有上述支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔的器件。总之，本专利技术将电磁谐振和磁致谐振集成在同一个谐振腔中，并且两种谐振的最低阶模式均发生在传统谐振腔的截止频段，实现了器件的深度小型化。以上详细描述了本专利技术的优选实施方式，但是，本专利技术并不限于上述实施方式中的具体细节，在本专利技术的技术构思范围内，可以对本专利技术的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本专利技术的保护范围。另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本专利技术对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本专利技术的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本专利技术的思想，其同样应当视为本专利技术所公开的内容。【权利要求】1.一种支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔，其特征在于，包括设有若干金属通孔(3)的介质层(1)，设置在介质层的双开口谐振环(4)，分别设置在介质层两面的第一金属层(2)和第二金属层(5)，以及激励谐振腔的第一端口(21)和第二端口(22);金属通孔、第一金属层和第二金属层围成谐振腔，所述双开口谐振环位于该谐振腔中。2.如权利要求1所述的支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔，其特征在于，所述双开口谐振环设置于谐振腔的一侧。3.如权利要求2所述的支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔，其特征在于，当位于第一端口和第二端口的电流探针对谐振腔进行激励时，其中一处的电流探针本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种支持电磁谐振和磁致谐振的谐振腔，其特征在于，包括设有若干金属通孔（3）的介质层（1），设置在介质层的双开口谐振环（4），分别设置在介质层两面的第一金属层（2）和第二金属层（5），以及激励谐振腔的第一端口（21）和第二端口（22）；金属通孔、第一金属层和第二金属层围成谐振腔，所述双开口谐振环位于该谐振腔中。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔铁军，万向，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。