一種諧振腔制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種諧振腔，包括腔體，和設(shè)置在腔體內(nèi)的諧振子，所述諧振子為超材料，該超材料包括至少一個(gè)材料片層，每個(gè)材料片層包括基板和附著在所述基板上的至少一個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)包括相互正交的兩個(gè)工字形結(jié)構(gòu)，交點(diǎn)為工字形結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案，通過(guò)在諧振腔內(nèi)設(shè)置超材料可以降低諧振腔的頻率，有利于實(shí)現(xiàn)諧振腔的小型化。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種諧振腔。
技術(shù)介紹
諧振腔是在微波頻率下工作的諧振元件，它包括一個(gè)任意形狀的由導(dǎo)電壁(或?qū)Т疟?包圍的腔體，并能在其中形成電磁振蕩的介質(zhì)區(qū)域，它具有儲(chǔ)存電磁能及選擇一定頻率信號(hào)的特性。微波諧振腔的諧振頻率取決于該腔的容積，一般來(lái)說(shuō)，諧振腔容積越大諧振頻率越低，諧振腔容積減小諧振頻率越高，因此如何實(shí)現(xiàn)在不增大諧振腔尺寸的情況下降低諧振腔的諧振頻率對(duì)于諧振腔的小型化具有重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種在不增大諧振腔尺寸的情況下可以降低諧振頻率的諧振腔。本專(zhuān)利技術(shù)解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種諧振腔，包括腔體，和設(shè)置在腔體內(nèi)的諧振子，所述諧振子為超材料，該超材料包括至少一個(gè)材料片層，每個(gè)材料片層包括基板和附著在所述基板上的至少一個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)包括相互正交的兩個(gè)工字形結(jié)構(gòu)，交點(diǎn)為工字形結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)。在本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述腔體內(nèi)設(shè)置有支座，所述超材料固定在所述支座上。在本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述支座由微波透波材料制成。在本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)還包括至少一個(gè)與所述工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線相垂直的線段、工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線與所述線段的交點(diǎn)為所述線段的中點(diǎn)。在本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式中，與所述工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線垂直的所述線段成對(duì)出現(xiàn)，且關(guān)于所述工字形結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)。在本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)材料片層包括兩個(gè)基板，所述人造微結(jié)構(gòu)夾在所述兩個(gè)基板的中間。在本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)由銅線或者銀線制成。在本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述基板為陶瓷材料或者聚四氟乙烯。在本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述基板為鐵電材料、鐵氧材料或者鐵磁材料。在本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述基板為SiO2或者FR-4。實(shí)施本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案，具有以下有益效果:根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案，通過(guò)在諧振腔內(nèi)設(shè)置超材料可以降低諧振腔的頻率，有利于改善諧振腔的性能和實(shí)現(xiàn)諧振腔的小型化。附圖說(shuō)明下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:圖1是實(shí)施例一中諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中雙基板單元與夾在雙基板單元之間的人造微結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是圖1中的人造微結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是實(shí)施例二中的諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5至圖8是人造微結(jié)構(gòu)的可能結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本實(shí)施例提供一種諧振腔，如圖1所示，包括腔體1、支座2和固定在支座2上的超材料3，該超材料3包括四個(gè)材料片層，每個(gè)材料片層包括兩個(gè)基板和夾在兩個(gè)基板之間的人造微結(jié)構(gòu)，基板采用陶瓷材料，陶瓷材料的厚度采用I毫米，當(dāng)然基板也可以選擇高分子材料、聚四氟乙烯、鐵電材料、鐵氧材料、鐵磁材料、SiO2或者FR-4制成。支座2采用泡沫制成的長(zhǎng)方體形結(jié)構(gòu)，支座3也可以為其他結(jié)構(gòu)，只要可以固定超材料3即可，支座也可以由其他的微波透波材料制成，微波透波材料是指對(duì)波長(zhǎng)在I 1000mm、頻率在0.3 300GHz范圍的電磁波的透過(guò)率大于70%的材料，可以為無(wú)機(jī)材料、高分子材料、無(wú)機(jī)/高分子復(fù)合材料或者金剛石材料等。人造微結(jié)構(gòu)是由金屬絲構(gòu)成的具有一定幾何形狀的結(jié)構(gòu)，這里金屬絲使用銅線，選擇銅線的橫截面為長(zhǎng)方形，橫截面的尺寸為0.1毫米X0.018毫米，其中銅線的線寬為0.1毫米，銅線的厚度為0.018毫米，當(dāng)然金屬線也可以使用銀線等其他金屬線，金屬線的橫截面也可以為圓柱狀、扁平狀或者其他形狀，其尺寸也可以為其他的尺寸。在本實(shí)施例中人造微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為相互正交的兩個(gè)工字形結(jié)構(gòu)，還包括與兩個(gè)工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線相交的8根線段，如圖3所示，工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線與上述8根線段的垂直相交，交點(diǎn)為所述線段的中點(diǎn)；相對(duì)的兩個(gè)基板虛擬地劃分為12個(gè)基板單元對(duì)，每個(gè)基板單元對(duì)如圖2所示，在其所包括的兩個(gè)基板單元之間夾著一個(gè)如圖3所示的人造微結(jié)構(gòu)。圖1所示的腔體I為20毫米X20毫米X20毫米的立方體，超材料的尺寸為12毫米X 16毫米X 8.072毫米，通過(guò)仿真可知該諧振腔的諧振頻率為2.278GHz。當(dāng)在腔體I中不放置超材料，空腔對(duì)應(yīng)的諧振頻率為10.63GHz,當(dāng)腔體I中不放置超材料只放置等體積的陶瓷塊時(shí)，諧振腔的諧振頻率為4.517GHz,由仿真結(jié)果可知放置超材料后諧振腔的諧振頻率降低比較顯著，因此通過(guò)在在腔體中放置超材料有利于諧振腔的小型化。實(shí)施例二如圖4所示，與實(shí)施例一的區(qū)別是超材料片層為單層基板，每個(gè)基板虛擬地劃分為12個(gè)虛擬的單元，每個(gè)單元上附著一個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，超材料的尺寸為12毫米X 16毫米X4.072毫米，通過(guò)仿真可知該諧振腔的諧振頻率為2.842GHz,當(dāng)腔體I中不放置超材料只放置等體積的陶瓷塊時(shí)，諧振腔的諧振頻率為4.529GHz,由仿真結(jié)果可知放置超材料后諧振腔的諧振頻率降低比較顯著，因此通過(guò)在在腔體中放置超材料有利于諧振腔的小型化。上面結(jié)合附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本專(zhuān)利技術(shù)并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本專(zhuān)利技術(shù)的啟示下，在不脫離本專(zhuān)利技術(shù)宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多變形，各線段的長(zhǎng)度可以相等也可以不等、各線段可以為直線段也可以為弧線段或者彎折線段等，比如人造微結(jié)構(gòu)還可以為圖5至圖8所示；為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，圖5至圖8中的結(jié)構(gòu)都用細(xì)線來(lái)畫(huà)出，實(shí)際上，上述結(jié)構(gòu)都具有一定的寬度，這些均屬于本專(zhuān)利技術(shù)的保護(hù)之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種諧振腔，包括腔體，和設(shè)置在腔體內(nèi)的諧振子，其特征在于，所述諧振子為超材料，該超材料包括至少一個(gè)材料片層，每個(gè)材料片層包括基板和附著在所述基板上的至少一個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)包括相互正交的兩個(gè)工字形結(jié)構(gòu)，交點(diǎn)為工字形結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振腔，其特征在于，所述腔體內(nèi)設(shè)置有支座，所述超材料固定在所述支座上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振腔，其特征在于，所述支座由微波透波材料制成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)還包括至少一個(gè)與所述工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線相垂直的線段、工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線與所述線段的交點(diǎn)為所述線段的中點(diǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的諧振腔，其特征在于，與所述工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線垂直的所述線段成對(duì)出現(xiàn)，且關(guān)于所述工字形結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的諧振腔，其特征在于，每個(gè)材料片層包括兩個(gè)板，所述人造微結(jié)構(gòu)夾在兩個(gè)基板的中間。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)由銅線或者銀線制成。8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的諧振腔，其特征在于，所述基板為陶瓷材料或者聚四氟乙烯。9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的諧振腔，其特征在于，所述基板為鐵電材料、鐵氧材料或者鐵磁材料。10.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的諧振腔，其特征在于，所述基板為Si02或者FR-4。全文摘要本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種諧振腔，包括腔體，和設(shè)置在腔體內(nèi)的諧振子，所述諧振子為超材料，該超材料包括至少一個(gè)材料片層，每個(gè)材料片層包括基板和附著在所述基板上的至少一個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)包括相互正交的兩個(gè)工字形結(jié)構(gòu)，交點(diǎn)為工字形結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案，通過(guò)在諧振腔內(nèi)設(shè)置超材料可以降低諧振腔的頻率，有利于實(shí)現(xiàn)諧振腔的小型化。文檔編號(hào)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種諧振腔，包括腔體，和設(shè)置在腔體內(nèi)的諧振子，其特征在于，所述諧振子為超材料，該超材料包括至少一個(gè)材料片層，每個(gè)材料片層包括基板和附著在所述基板上的至少一個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)包括相互正交的兩個(gè)工字形結(jié)構(gòu)，交點(diǎn)為工字形結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉若鵬，欒琳，劉京京，蘇翠，許寧，付少麗，任春陽(yáng)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：深圳光啟高等理工研究院，深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：