專(zhuān)利名稱(chēng)：一種諧振腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種諧振腔。
背景技術(shù)：
諧振腔是在微波頻率下工作的諧振元件，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。

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)的上述單個(gè)諧振腔要實(shí)現(xiàn)低頻就會(huì)導(dǎo)致體積大的缺陷，提供一種小體積而低頻的諧振腔。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)造一種諧振腔，其內(nèi)部為腔體，所述腔體內(nèi)部放置有至少一個(gè)超材料片層，每個(gè)超材料片層包括非金屬材料制成的基板和附著在基板表面上的人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)為導(dǎo)電材料的絲線組成的具有幾何圖案的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明所述的諧振腔中，所述超材料片層有多個(gè)，所有超材料片層相互平行地間隔設(shè)置或者表面相接觸地連接成一體。在本發(fā)明所述的諧振腔中，所述腔體內(nèi)設(shè)置有支座，所述超材料片層固定在所述支座上。在本發(fā)明所述的諧振腔中，所示支座是由透波材料制成。在本發(fā)明所述的諧振腔中，所述人造微結(jié)構(gòu)為工字形或者工字形的衍生形。在本發(fā)明所述的諧振腔中，所述人造微結(jié)構(gòu)為十字形或者十字形的衍生形。在本發(fā)明所述的諧振腔中，所述十字形的衍生形具有四個(gè)相同的支路，任一支路以一點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依次旋轉(zhuǎn)90度、180度、270度后依次分別于其他三個(gè)支路重合。在本發(fā)明所述的諧振腔中，每個(gè)支路一端與其他三個(gè)支路共端點(diǎn)連接，另一端為自由端，兩端之間設(shè)置有至少一個(gè)彎折部。在本發(fā)明所述的諧振腔中，所述支路的自由端連接有一線段。在本發(fā)明所述的諧振腔中，所述基板的材料為陶瓷、聚四氟乙烯、環(huán)氧樹(shù)脂或者FR-4。實(shí)施本發(fā)明的諧振腔，具有以下有益效果:采用本發(fā)明的諧振腔，其加入超材料片層后，在不改變諧振腔體積的條件下能夠明顯降低諧振頻率，因此有利于實(shí)現(xiàn)諧振腔的小型化。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示諧振腔的超材料片層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是人造微結(jié)構(gòu)為工字形的衍生形的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是人造微結(jié)構(gòu)為十字形的衍生形的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5至圖8是人造微結(jié)構(gòu)為另四種十字形的衍生形的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種諧振腔，主要是指微波諧振腔，如圖1所示，其內(nèi)部為填充介質(zhì)的腔體8。本發(fā)明在腔體8內(nèi)填充的介質(zhì)為超材料。如圖1所示，超材料包括至少一個(gè)超材料片層I。當(dāng)超材料片層I有一個(gè)時(shí)，可以將其直接固定到腔體8內(nèi)。當(dāng)超材料片層I有多個(gè)時(shí)，多個(gè)超材料片層I表面相接觸地粘接成一體，也可在相鄰兩超材料片層I之間放置透波材料例如泡沫來(lái)將它們間隔開(kāi)。腔體8內(nèi)可放置支座，支座上設(shè)置插槽，將多個(gè)超材料片層I構(gòu)成的整體插入插槽內(nèi)，從而使它們相互平行放置。支座優(yōu)選泡沫塑料等透波材料。超材料片層I包括平板狀的基板3和附著在基板3表面上的人造微結(jié)構(gòu)2。其中，基板3由非金屬材料制成，如聚四氟乙烯、環(huán)氧樹(shù)脂、陶瓷、鐵電材料、鐵氧材料、鐵磁材料、FR-4材料等。人造微結(jié)構(gòu)2為至少一根絲線在基板3表面上組成的一定幾何圖案的結(jié)構(gòu)，例如“工”字形、開(kāi)口諧振環(huán)形等。人造微結(jié)構(gòu)2的絲線是由導(dǎo)電材料制成的，通常為金屬如銀、銅等，也可以用其他非金屬的導(dǎo)電材料如ITO制成。這些絲線的線寬在Imm以?xún)?nèi)，優(yōu)選為可加工的最小線寬例如0.1mm;絲線的厚度很薄，通常為鍍層的厚度，本發(fā)明中通常小于 0.1mm,例如 0.018mm。人造微結(jié)構(gòu)2的幾何圖案有很多種情況，已知的如工字形，其包括成直線的第一金屬線201和連接在第一金屬線201兩端且被第一金屬線201垂直平分的兩根第二金屬線202 ;這樣的工字形人造微結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)一步衍生，得到工字形的衍生形，如圖3所示，其除了第一、第二金屬線外，還包括分別連接在每根第二金屬線202兩端且被第二金屬線202垂直平分的第三金屬線203、分別連接在每根第三金屬線203兩端且被第三金屬線203垂直平分的第四金屬線204，依此類(lèi)推，繼續(xù)衍生。同樣，本發(fā)明的人造微結(jié)構(gòu)2還可以是十字形的衍生形，其包括兩根垂直且互相平分構(gòu)成十字形的第一金屬線201，還包括分別連接在每根第一金屬線201兩端且被第一金屬線201垂直平分的第二金屬線202，構(gòu)成的衍生形如圖2所示；進(jìn)一步地，當(dāng)人造微結(jié)構(gòu)除第一、第二金屬線外，還可包括分別連接在每根第二金屬線202兩端且被第二金屬線202垂直平分的第三金屬線203，以及分別連接在每根第三金屬線203兩端且被每根第三金屬線203垂直平分的第四金屬線204，則其結(jié)構(gòu)如圖4所示。還可以依此類(lèi)推，得到其他衍生結(jié)構(gòu)。在其他十字形的衍生形的實(shí)施例中，人造微結(jié)構(gòu)2包括四個(gè)相同的支路210，任一支路210以一點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依次旋轉(zhuǎn)90度、180度、270度后依次分別于其他三個(gè)支路210重合。因此，這樣的人造微結(jié)構(gòu)2為各向同性結(jié)構(gòu)，其在所在的平面的各個(gè)方向上對(duì)電磁波的響應(yīng)特征均相同，上述如圖2、圖4的十字形的衍生形人造微結(jié)構(gòu)也具有這樣的特性。當(dāng)然，上述實(shí)施例中，四個(gè)支路210可以共一個(gè)端點(diǎn)從而連接為一體。
如圖5至圖8所示，每個(gè)支路210 —端與其他三個(gè)支路210共端點(diǎn)連接，另一端為自由端，兩端之間設(shè)置有至少一個(gè)彎折部。這里的彎折部可以為直角彎折，如圖5所示，也可以是尖角彎折如圖6、圖7所示，還可以是圓角彎折，如圖8所示。自由端的外部還可連接有直線段，如圖7、圖8所示，優(yōu)選為自由端的端點(diǎn)與該線段的中點(diǎn)連接。由于導(dǎo)電材料制成的人造微結(jié)構(gòu)2的存在，超材料片層具有較高的介電常數(shù)，其裝入諧振腔后，能夠明顯降低諧振腔的諧振頻率，使得由多個(gè)諧振腔組成的濾波器小型化成為可能。例如，圖1所示腔體為20mmX20mmX20mm的立方體，超材料片層為15mmX 12mmX 1.018mm, 一共12個(gè)超材料片層,基板為陶瓷,厚度為Imm,每個(gè)人造微結(jié)構(gòu)為如圖1、圖2所示的十字形的衍生形，其尺寸為3mm X 3mm，每塊基板上陣列排布有4 X 5個(gè)人造微結(jié)構(gòu)。通過(guò)仿真可知，第一、第二諧振頻率均為0，第三諧振頻率為1.9699GHz。而空腔的諧振頻率為10GHz?？梢?jiàn)，加入超材料結(jié)構(gòu)后，其諧振頻率降低到1.9699GHz。另外，諧振腔中有很多不同的模，對(duì)應(yīng)著不同的諧振頻率，采用本發(fā)明的實(shí)施例，第一、第二諧振頻率為0，表明低階模被抑制，高階模被激發(fā)，而越高階模則Q值越高，Q值高意味著諧振腔的損耗小。這也是本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)之一。由此可見(jiàn)，采用本發(fā)明的諧振腔，其加入超材料片層I后，能明顯降低諧振頻率，有利于實(shí)現(xiàn)濾波器的小型化。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明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)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種諧振腔，其內(nèi)部為腔體，其特征在于，所述腔體內(nèi)部放置有至少一個(gè)超材料片層，每個(gè)超材料片層包括非金屬材料制成的基板和附著在基板表面上的人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)為導(dǎo)電材料的絲線組成的具有幾何圖案的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振腔，其特征在于，所述超材料片層有多個(gè)，所有超材料片層相互平行地間隔設(shè)置或者表面相接觸地連接成一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振腔，其特征在于，所述腔體內(nèi)設(shè)置有支座，所述超材料片層固定在所述支座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的諧振腔，其特征在于，所述支座是由透波材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為工字形或者工字形的衍生形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為十字形或者十字形的衍生形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的諧振腔，其特征在于，所述十字形的衍生形具有四個(gè)相同的支路，任一支路以一點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依次旋轉(zhuǎn)90度、180度、270度后依次分別于其他三個(gè)支路重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的諧振腔，其特征在于，每個(gè)支路一端與其他三個(gè)支路共端點(diǎn)連接，另一端為自由端，兩端之間設(shè)置有至少一個(gè)彎折部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的諧振腔，其特征在于，所述支路的自由端連接有一線段。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振腔，其特征在于，所述基板的材料為陶瓷、聚四氟乙烯、環(huán)氧樹(shù)脂、鐵電材料、鐵氧材料、鐵磁材料或者FR-4。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種諧振腔，其內(nèi)部為腔體，所述腔體內(nèi)部放置有至少一個(gè)超材料片層，每個(gè)超材料片層包括非金屬材料制成的基板和附著在基板表面上的人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)為導(dǎo)電材料的絲線組成的具有幾何圖案的結(jié)構(gòu)。采用本發(fā)明的諧振腔，其加入超材料片層后，能夠明顯降低諧振腔的諧振頻率，因此可以實(shí)現(xiàn)諧振腔的小型化。
文檔編號(hào)H01P7/06GK103187609SQ201110216460
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者劉若鵬, 欒琳, 劉京京, 鐘果, 李平軍, 任春陽(yáng) 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