專利名稱：阻抗匹配元件和超材料面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及阻抗匹配技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種阻抗匹配元件和超材料面板。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電磁波技術(shù)逐漸深入到我們生活的各個(gè)方面。電磁波的ー個(gè)重要的特性是它可以在任何的介質(zhì)或真空中傳播。在電磁波從發(fā)射端傳播至接收端過(guò)程中，能量的損耗直接影響電磁信號(hào)傳播的距離以及傳輸信號(hào)的質(zhì)量。當(dāng)電磁波經(jīng)過(guò)同一介質(zhì)時(shí)，基本沒(méi)有能量的損失；而當(dāng)電磁波經(jīng)過(guò)不同介質(zhì)的分界面時(shí)，會(huì)發(fā)生部分反射現(xiàn)象。通常兩邊介質(zhì)的電磁參數(shù)(介電常數(shù)或者磁導(dǎo)率)差距越大反射就會(huì)越大。由于部分電磁波的反射，沿傳播方向的電磁能量就會(huì)相應(yīng)損耗，嚴(yán)重影響電磁信號(hào)傳播的距離和傳輸信號(hào)的質(zhì)量。為了避免折射率的變化使得在電磁波傳播時(shí)產(chǎn)生反射，減少反射干擾與損 耗，通常會(huì)在功能介質(zhì)板上添加阻抗匹配層來(lái)減小反射的損耗。目前解決電磁波傳輸過(guò)程中的阻抗匹配問(wèn)題主要采用等差設(shè)計(jì)，阻抗匹配層的折射率分布滿足如下規(guī)律
(z+) = mm+^^^^，其中i為阻抗匹配層的編號(hào)，ng(r)為功能介質(zhì)板的折射率分
布函數(shù)。nmin為功能介質(zhì)板的最小折射率。滿足上述規(guī)律的阻抗匹配層雖然能夠減少一定的反射干擾，但是效果不是很明顯，因此需要一種改進(jìn)的阻抗匹配技術(shù)來(lái)減少反射干擾與損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述的反射干擾與損耗較大的缺陷，提供ー種阻抗匹配元件和超材料面板。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造ー種阻抗匹配元件，設(shè)置于功
能介質(zhì)板第一側(cè)表面上且與所述功能介質(zhì)板的該第一側(cè)表面緊密貼合；所述阻抗匹配元件
包括第一多個(gè)阻抗匹配層，且每一阻抗匹配層的折射率分布表示為
n (r)丄_7] nt(r) = nmm x ^)c+1 ;其中，i表示阻抗匹配層的編號(hào)且i為正整數(shù)，越靠近所述功能介質(zhì)板則阻抗匹配層的編號(hào)越大叫(1·)表示第i層阻抗匹配層的距離其中心為半徑r處的折射率；ng(r)表示所述功能介質(zhì)板的距離其中心為半徑r處的折射率；nmin表示所述功能介質(zhì)板的最小折射率；c表示阻抗匹配層的層數(shù)。在本發(fā)明所述的阻抗匹配元件中，所述阻抗匹配元件還包括緊密貼合于所述功能介質(zhì)板第二側(cè)表面上且與所述第一多個(gè)阻抗匹配層對(duì)稱分布的第二多個(gè)阻抗匹配層，所述第二多個(gè)阻抗匹配層中每一阻抗匹配層的折射率分布與其對(duì)稱分布在所述第一多個(gè)阻抗匹配層中的對(duì)應(yīng)的阻抗匹配層相同。
在本發(fā)明所述的阻抗匹配元件中，所述功能介質(zhì)板包括多個(gè)超材料片層，每ー超材料片層包括片狀的基板和設(shè)置在所述基板上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明所述的阻抗匹配元件中，每ー阻抗匹配層包括片狀的基板和設(shè)置在所述基板上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明所述的阻抗匹配元件中，所述人造微結(jié)構(gòu)為由至少ー根金屬絲組成的平面結(jié)構(gòu)或立體結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明所述的阻抗匹配元件中，所述金屬絲通過(guò)蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在基板上。在本發(fā)明所述的阻抗匹配元件中，所述功能介質(zhì)板用于匯聚電磁波；每一超材料片層的折射率分布均相同，每ー超材料片層包括一個(gè)圓形區(qū)域和與所述圓形區(qū)域同心的多個(gè)環(huán)形區(qū)域，所述圓形區(qū)域和所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大從np連續(xù)減小到Iitl且相同半徑處的折射率相同。 本發(fā)明還提供ー種超材料面板，包括功能介質(zhì)板和阻抗匹配元件，所述阻抗匹配元件設(shè)置于所述功能介質(zhì)板第一側(cè)表面上且與所述功能介質(zhì)板的該第一側(cè)表面緊密貼合；所述阻抗匹配元件包括第一多個(gè)阻抗匹配層，且每一阻抗匹配層的折射率分布表示為
權(quán)利要求
1.一種阻抗匹配元件，其特征在于，設(shè)置于功能介質(zhì)板第一側(cè)表面上且與所述功能介質(zhì)板的該第一側(cè)表面緊密貼合；所述阻抗匹配元件包括第一多個(gè)阻抗匹配層，且每一阻抗匹配層的折射率分布表示為 n(r)丄= ^mm X (―^)c+1 ； 其中，i表示阻抗匹配層的編號(hào)且i為正整數(shù)，越靠近所述功能介質(zhì)板則阻抗匹配層的編號(hào)越大(r)表示第i層阻抗匹配層的距離其中心為半徑I■處的折射率；ng(r)表示所述功能介質(zhì)板的距離其中心為半徑r處的折射率；11_表示所述功能介質(zhì)板的最小折射率；c表示阻抗匹配層的層數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的阻抗匹配元件，其特征在于，所述阻抗匹配元件還包括緊密貼合于所述功能介質(zhì)板第二側(cè)表面上且與所述第一多個(gè)阻抗匹配層對(duì)稱分布的第二多個(gè)阻抗匹配層，所述第二多個(gè)阻抗匹配層中每一阻抗匹配層的折射率分布與其對(duì)稱分布在所述第一多個(gè)阻抗匹配層中的對(duì)應(yīng)的阻抗匹配層相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的阻抗匹配元件，其特征在于，所述功能介質(zhì)板包括多個(gè)超材料片層，每一超材料片層包括片狀的基板和設(shè)置在所述基板上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的阻抗匹配元件，其特征在于，每一阻抗匹配層包括片狀的基板和設(shè)置在所述基板上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的阻抗匹配元件，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為由至少一根金屬絲組成的平面結(jié)構(gòu)或立體結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的阻抗匹配元件，其特征在于，所述金屬絲通過(guò)蝕刻、電鍍、鉆亥IJ、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在基板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的阻抗匹配元件，其特征在于，所述功能介質(zhì)板用于匯聚電磁波；每一超材料片層的折射率分布均相同，每一超材料片層包括一個(gè)圓形區(qū)域和與所述圓形區(qū)域同心的多個(gè)環(huán)形區(qū)域，所述圓形區(qū)域和所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大從np連續(xù)減小到Iitl且相同半徑處的折射率相同。
8.一種超材料面板，其特征在于，包括功能介質(zhì)板和阻抗匹配元件，所述阻抗匹配元件設(shè)置于所述功能介質(zhì)板第一側(cè)表面上且與所述功能介質(zhì)板的該第一側(cè)表面緊密貼合；所述阻抗匹配元件包括第一多個(gè)阻抗匹配層，且每一阻抗匹配層的折射率分布表示為 n(r)丄= ^mm X (―^)c+1 ； 其中，i表示阻抗匹配層的編號(hào)且i為正整數(shù)，越靠近所述功能介質(zhì)板則阻抗匹配層的編號(hào)越大(r)表示第i層阻抗匹配層的距離其中心為半徑I■處的折射率；ng(r)表示所述功能介質(zhì)板的距離其中心為半徑r處的折射率；11_表示所述功能介質(zhì)板的最小折射率；c表示阻抗匹配層的層數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超材料面板，其特征在于，所述阻抗匹配元件還包括緊密貼合于所述功能介質(zhì)板第二側(cè)表面上且與所述第一多個(gè)阻抗匹配層對(duì)稱分布的第二多個(gè)阻抗匹配層，所述第二多個(gè)阻抗匹配層中每一阻抗匹配層的折射率分布與其對(duì)稱分布在所述第一多個(gè)阻抗匹配層中的對(duì)應(yīng)的阻抗匹配層相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超材料面板，其特征在于，所述功能介質(zhì)板包括多個(gè)超材料片層，每一超材料片層包括片狀的基板和設(shè)置在所述基板上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)；和/或，每一阻抗匹配層包括片狀的基板和設(shè)置在所述基板上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及阻抗匹配元件和超材料面板，阻抗匹配元件設(shè)置于功能介質(zhì)板第一側(cè)表面上且與所述功能介質(zhì)板的該第一側(cè)表面緊密貼合；所述阻抗匹配元件包括第一多個(gè)阻抗匹配層，且每一阻抗匹配層的折射率分布表示為其中，i表示阻抗匹配層的編號(hào)且i為正整數(shù)，越靠近所述功能介質(zhì)板則阻抗匹配層的編號(hào)越大；ni(r)表示第i層阻抗匹配層的距離其中心為半徑r處的折射率；ng(r)表示所述功能介質(zhì)板的距離其中心為半徑r處的折射率；nmin表示所述功能介質(zhì)板的最小折射率；c表示阻抗匹配層的層數(shù)。本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)每一阻抗匹配層的折射率分布使其滿足相應(yīng)的規(guī)律，來(lái)進(jìn)一步地減少反射干擾和損耗，從而使得電磁波進(jìn)入功能介質(zhì)層時(shí)能量消耗減少，有利于電磁波的進(jìn)一步傳輸。
文檔編號(hào)H01Q15/02GK102810748SQ201110163718
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤 申請(qǐng)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