專利名稱：一種諧振腔的制作方法
技術領域：
一種諧振腔技術領域[0001]本實用新型涉及無線通信領域，更具體地說，涉及一種諧振腔。
技術背景[0002]諧振腔是在微波頻率下工作的諧振元件，它包括一個任意形狀的由導電壁(或導磁壁)包圍的腔體，并能在其中形成電磁振蕩的介質區(qū)域，它具有儲存電磁能及選擇一定頻率信號的特性。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。實用新型內容[0003]本實用新型要解決的技術問題是，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。[0004]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是一種諧振腔，包括腔體，和設置在腔體內的諧振子，所述諧振子為超材料，該超材料包括至少一個材料片層，每個材料片層包括基板和附著在所述基板上的至少兩個人造微結構，所述人造微結構中至少有兩個人造微結構通過導線相連。[0005]在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，所述人造微結構是由金屬絲構成的具有一定幾何形狀的平面或者立體結構。[0006]在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，所述腔體內設置有支座，所述超材料固定在所述支座上。[0007]在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，所述人造微結構為工字形。[0008]在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，所述人造微結構包括四個支路，任一所述支路以一點為旋轉中心依次順時針旋轉90度、180度和270度后分別與其他三個支路重合。[0009]在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，所述四個支路共交點，所述四個支路以該交點為旋轉中心依次順時針旋轉90度、180度和270度后分別與其他三個支路重合。[0010]在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，所述支路包括至少一個彎折部。[0011]在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，所述人造微結構的彎折部為直角。[0012]在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，所述人造微結構的彎折部為圓角。[0013]在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，所述人造微結構的彎折部為尖角。[0014]實施本實用新型的技術方案，具有以下有益效果通過在諧振腔中放置超材料，并且將基板上至少兩個人造微結構相連，可以降低諧振腔的諧振頻率，提高諧振腔的品質因數(shù)Q，有利于實現(xiàn)諧振腔的小型化和改善諧振腔的性能。


[0015]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中[0016]圖1是實施例中的諧振腔的結構示意圖；[0017]圖2是圖1中一個材料片層上金屬微結構的排布示意圖；[0018]圖3是材料片層上的金屬微結構都互不相連時的排布示意圖；[0019]圖4至圖12是人造微結構的可能結構示意圖。
具體實施方式
[0020]本實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。超材料3包括6個材料片層，每個材料片層包括基板和附著在基板上的人造微結構；人造微結構可以通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻等方式附著于基板上；每兩個材料片層之間通過一定的封裝工藝例如焊接、鉚接、粘接等方式制成為一個整體或者通過填充可連接二者的物質例如液態(tài)基板原料，其在固化后將相鄰的兩個材料片層粘合， 從而使多個材料片層構成一個整體。[0021]如圖2所示，每個材料片層上排布有兩行三列共6個人造微結構，每個材料片層中每行相鄰的兩個微結構通過金屬線aa’、ΙΛ’、cc’、dd’相連，基板采用陶瓷材料，陶瓷材料的厚度采用1毫米，當然也可以選擇聚四氟乙烯、鐵電材料、鐵氧材料、鐵磁材料、SiO2或者 FR-4制成。支座2采用泡沫制成的長方體形結構，支座2也可以為其他結構，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，可以為無機材料、高分子材料、無機/高分子復合材料或者金剛石材料等。人造微結構是由金屬絲構成的具有一定幾何形狀的結構，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，其規(guī)格也可以為其他的尺寸。在本實施例中人造微結構包括共交點的四個支路，每個支路包括4個彎折部，每個彎折部彎折為直角，任一支路以交點為旋轉中心依順時針方向旋轉90 度、180度和270度后分別與其他三個支路重合，每個支路中遠離旋轉中心的一端分別連接有一個線段且與線段的中點相連。[0022]圖1所示的腔體1為20毫米X20毫米X20毫米的立方體，超材料的尺寸為9 毫米X6毫米X6. 108毫米，通過仿真可知該諧振腔的諧振頻率為1. 84GHz,品質因數(shù)Q = 1319。[0023]如圖3所示，當每個材料片層上的人造微結構彼此獨立不相連時，通過仿真可知諧振腔對應的諧振頻率為1. 98GHz,品質因數(shù)Q = 31。[0024]由上述仿真結果可知，通過將材料片層上的人造微結構相連，可以降低諧振腔的諧振頻率，有利于諧振腔的小型化；同時品質因數(shù)Q值得到了大幅提高，Q值越高意味著諧振腔的損耗越小，所以該結構的諧振腔的性能得到了明顯的改善。[0025]上面結合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情4況下，還可做出很多變形，比如人造微結構還可以為圖4至圖14所示，人造微結構的四個支路可以相交也可以不相交，當然也可以是其他幾何形狀的結構；每個材料片層中的基板可以為實施例中所述的單基板也可以是雙基板，當基板為雙基板時人造微結構夾在兩個基板中間；通過導線相連的人造微結構，其中導線可以是實施例中所述的另外添加的導線也可以是人造微結構本身的一部分彼此相連，這些均屬于本實用新型的保護之內。
權利要求1.一種諧振腔，包括腔體，和設置在腔體內的諧振子，其特征在于，所述諧振子為超材料，該超材料包括至少一個材料片層，每個材料片層包括基板和附著在所述基板上的至少兩個人造微結構，所述人造微結構中至少有兩個人造微結構通過導線相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結構是由金屬絲構成的具有一定幾何形狀的平面或者立體結構。
3.根據(jù)權利要求2所述的諧振腔，其特征在于，所述腔體內設置有支座，所述超材料固定在所述支座上。
4.根據(jù)權利要求1至3任一所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結構為工字形。
5.根據(jù)權利要求1至3任一所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結構包括四個支路，任一所述支路以一點為旋轉中心依次順時針旋轉90度、180度和270度后分別與其他三個支路重合。
6.根據(jù)權利要求5所述的諧振腔，其特征在于，所述四個支路共交點，所述四個支路以該交點為旋轉中心依次順時針旋轉90度、180度和270度后分別與其他三個支路重合。
7.根據(jù)權利要求6所述的諧振腔，其特征在于，所述支路包括至少一個彎折部。
8.根據(jù)權利要求7所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結構的彎折部為直角。
9.根據(jù)權利要求7所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結構的彎折部為圓角。
10.根據(jù)權利要求7所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結構的彎折部為尖角。
專利摘要本實用新型涉及一種諧振腔，包括腔體，和設置在腔體內的諧振子，所述諧振子為超材料，該超材料包括至少一個材料片層，每個材料片層包括基板和附著在所述基板上的至少兩個人造微結構，所述人造微結構中至少有兩個人造微結構通過導線相連。根據(jù)本實用新型的技術方案，通過在諧振腔中放置超材料，并且將基板上至少兩個人造微結構相連，可以降低諧振腔的諧振頻率，提高諧振腔的品質因數(shù)Q，因此有利于實現(xiàn)諧振腔的小型化和改善諧振腔的性能。
文檔編號H01P7/06GK202275913SQ20112027443
公開日2012年6月13日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權日2011年7月29日
發(fā)明者劉京京, 劉若鵬, 李平軍, 欒琳, 蘇翠, 鐘果 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術有限公司, 深圳光啟高等理工研究院