專利名稱：一種諧振腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線通信領(lǐng)域，更具體地說，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，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。表征其性能的S參數(shù)中，Sll為輸入反射參數(shù)即輸入回波損耗，該值越小越好；S21為正向傳輸參數(shù)，也就是增益，該值越接近OdB越好。微波諧振腔的諧振頻率取決于該腔的容積，一般來說，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于諧振腔的小型化具有重要的意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，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且該諧振腔具有較好的性能。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種諧振腔，包括腔體和設(shè)置在所述腔體內(nèi)的諧振子，所述諧振子包括至少一塊長方體形超材料，所述每塊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人造微結(jié)構(gòu)，所述各塊超材料中相鄰兩塊水平方向依次旋轉(zhuǎn)90度后垂直疊放在一起。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)包括四個(gè)支路，任一所述支路以一點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個(gè)支路重合。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述四個(gè)支路共交點(diǎn)，所述四個(gè)支路以該交點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個(gè)支路重合。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述腔體內(nèi)設(shè)置有支座，所述諧振子固定在所述支座上。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)的任一所述支路的一端為所述四個(gè)支路的交點(diǎn)、另一端為自由端連接有一線段。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)的任一所述支路的自由端與所述線段的中點(diǎn)相連。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述支路包括至少一個(gè)彎折部。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)的彎折部為直角、圓角或者尖角。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)的彎折部為圓角。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)的彎折部為尖角。實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案，具有以下有益效果根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過在諧振腔內(nèi)改變相鄰超材料的擺放位置可以降低諧振腔的諧振頻率提高諧振腔的性能，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)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，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中超材料2中的一個(gè)材料片層上的人造微結(jié)構(gòu)的排布示意圖；圖3是圖1中3塊超材料的俯視圖；圖4是圖1中的諧振腔的Sll參數(shù)的特性曲線圖；圖5是圖1中的諧振腔的S21參數(shù)的特性曲線圖；圖6是圖1諧振腔中的3塊超材料水平方向不旋轉(zhuǎn)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖6中的諧振腔的Sll參數(shù)的特性曲線圖；圖8是圖6中的諧振腔的S21參數(shù)的特性曲線圖；圖9是實(shí)施例二中諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10至圖17是人造微結(jié)構(gòu)的可能結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
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、設(shè)置在腔體1內(nèi)的三塊長方體形超材料2、3和4，超材料2包括8個(gè)材料片層，超材料3包括2個(gè)材料片層，超材料4 包括2個(gè)材料片層，每個(gè)材料片層包括基板和附著在基板上的人造微結(jié)構(gòu)，基板選用陶瓷材料，陶瓷材料的厚度選用1毫米，當(dāng)然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等材料制成。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，交點(diǎn)位于兩個(gè)工字形的中點(diǎn)。圖1所示的腔體1為30毫米X 30毫米X 30毫米的立方體，超材料2的尺寸為12 毫米X 18毫米X 8. 144毫米，超材料3的尺寸為12毫米X 18毫米X 2. 036毫米，超材料4 的尺寸為12毫米X 18毫米X2. 036毫米，相鄰超材料水平方向依次旋轉(zhuǎn)90度后垂直疊放在一起，相鄰材料片層和不同超材料之間通過機(jī)械連接或者在相鄰基板之間填充可連接兩者的物質(zhì)例如液態(tài)基板原料，其在固化后將相鄰的兩基板粘合，從而使多個(gè)材料片層和不同的超材料構(gòu)成一個(gè)整體；如圖2所示，每塊基板虛擬地劃分為M個(gè)單元，每個(gè)單元為3毫米X3毫米，每個(gè)單元上附著1個(gè)人造微結(jié)構(gòu)；圖1中的3塊超材料的俯視圖如圖3所示， 相鄰超材料水平方向依次旋轉(zhuǎn)90度，人造微結(jié)構(gòu)包括四個(gè)共交點(diǎn)的T形支路，每個(gè)支路以交點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個(gè)支路重合。通過實(shí)驗(yàn)檢測可知當(dāng)腔體1內(nèi)不放置超材料時(shí)，對應(yīng)的空腔的諧振頻率為 10. 63GHz ；當(dāng)腔體1內(nèi)放置如圖1所示的超材料后該諧振腔的諧振頻率為2. 94GHz ；如圖 4和圖5所示，在諧振點(diǎn)處該諧振腔對應(yīng)的參數(shù)Sll為-38. 079dB, S21為-0. 5929dB0如圖6所示，當(dāng)腔體1內(nèi)的三塊超材料2、3和4水平方向不旋轉(zhuǎn)時(shí)，對應(yīng)的諧振腔的諧振頻率為3. 029GHz，如圖7和圖8所示，在諧振點(diǎn)處該諧振腔對應(yīng)的參數(shù)Sll為-17. 986dB, S21 為-1. 05dB。Sll為輸入反射參數(shù)即輸入回波損耗，該值越小越好；S21為正向傳輸參數(shù)，該值越接近OdB越好。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知通過在諧振腔內(nèi)改變相鄰超材料的相對擺放位置可以降低諧振腔的諧振頻率提高諧振腔的性能，有利于實(shí)現(xiàn)諧振腔的小型化。實(shí)施例二本實(shí)施例如圖9所示，與實(shí)施例一的區(qū)別是在腔體1內(nèi)設(shè)置有支座5，位于超材料 2的下面，用于支撐位于其上面的三塊超材料，支座5采用泡沫制成的圓柱體結(jié)構(gòu)，支座5也可以為其他結(jié)構(gòu)，只要可以支撐超材料2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波長在1 1000mm、頻率在0. 3 300GHz范圍的電磁波的透過率大于 70%的材料，可以為無機(jī)材料、高分子材料、無機(jī)/高分子復(fù)合材料或者金剛石材料等。上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型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)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多變形，比如人造微結(jié)構(gòu)的形狀還可以為圖10和圖11所示，所述人造微結(jié)構(gòu)包括共交點(diǎn)的四條支路，每條支路包括T形和與T形的中間連接線相交且被T形的中間連接線平分的至少一根線段，所述線段的長度可以相同也可以不同。人造微結(jié)構(gòu)還可以為圖12至圖17所示，每個(gè)人造微結(jié)構(gòu)包括共交點(diǎn)的四個(gè)支路，每條支路以交點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個(gè)支路重合，每個(gè)支路包括至少一個(gè)彎折部，每個(gè)彎折部可以為直角、圓角或者尖角，每個(gè)支路的一端為四個(gè)支路的交點(diǎn)另一端為自由端，自由端可以懸空也可以連接一線段與線段的中點(diǎn)相連。人造微結(jié)構(gòu)的四個(gè)支路也可以不共交點(diǎn)，在平面內(nèi)相對于空間中的某點(diǎn)依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個(gè)支路重合。為了簡化起見，圖10至圖17中的結(jié)構(gòu)都用細(xì)線來畫出，實(shí)際上，上述結(jié)構(gòu)都具有一定的寬度；這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種諧振腔，包括腔體和設(shè)置在所述腔體內(nèi)的諧振子，其特征在于，所述諧振子包括至少一塊長方體形超材料，所述每塊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人造微結(jié)構(gòu)，所述各塊超材料中相鄰兩塊水平方向依次旋轉(zhuǎn)90 度后垂直疊放在一起。
2.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)包括四個(gè)支路，任一所述支路以一點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個(gè)支路重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振腔，其特征在于，所述四個(gè)支路共交點(diǎn)，所述四個(gè)支路以該交點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個(gè)支路重合。
4.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，所述諧振子固定在所述支座上。
5.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)的任一所述支路的一端為所述四個(gè)支路的交點(diǎn)、另一端為自由端連接有一線段。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)的任一所述支路的自由端與所述線段的中點(diǎn)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6任一所述的諧振腔，其特征在于，所述支路包括至少一個(gè)彎折部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)的彎折部為直角、圓角或者尖角。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)的彎折部為圓角。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)的彎折部為尖角。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種諧振腔，包括腔體和設(shè)置在所述腔體內(nèi)的諧振子，所述諧振子包括至少一塊長方體形超材料，所述每塊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人造微結(jié)構(gòu)，所述各塊超材料中相鄰兩塊水平方向依次旋轉(zhuǎn)90度后垂直疊放在一起。根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過在諧振腔內(nèi)改變相鄰超材料的擺放位置可以降低諧振腔的諧振頻率提高諧振腔的性能，有利于實(shí)現(xiàn)諧振腔的小型化。
文檔編號(hào)H01P7/06GK202150531SQ201120274408
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者任春陽, 劉京京, 劉若鵬, 劉豫青, 李平軍, 欒琳 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司, 深圳光啟高等理工研究院