專利名稱：一種諧振腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種諧振腔技術(shù)領(lǐng)域[0001]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。
技術(shù)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(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，它具有儲存電磁能及選擇一定頻率信號的特性。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[0003]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。[0004]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，所述人造微結(jié)構(gòu)還包括四個(gè)相對于一點(diǎn)旋轉(zhuǎn)對稱的工字形結(jié)構(gòu)或者工字形結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)。[0005]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)，任一所述支路以及任一所述工字形結(jié)構(gòu)或者工字形結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)以所述四個(gè)支路的交點(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)支路以及其他三個(gè)工字形結(jié)構(gòu)或者工字形結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)重合；所述工字形結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)為由兩個(gè)工字形相互正交的結(jié)構(gòu)或者工字形的中間連接線為彎折線結(jié)構(gòu)或者由兩個(gè)中間連接線為彎折線的工字形相交得到的結(jié)構(gòu)。[0006]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述支路為T形結(jié)構(gòu)，所述四個(gè)支路構(gòu)成相互正交的兩個(gè)工字形結(jié)構(gòu)，交點(diǎn)為工字形結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)；人造微結(jié)構(gòu)還包括四個(gè)工字形結(jié)構(gòu)，所述四個(gè)工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線分別與所述四個(gè)支路形成的工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線的延長線在同一直線上。[0007]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。[0008]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。[0009]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)的彎折部為圓角或者尖角。[0010]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述各支路中遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的一端連接有一線段。[0011]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)的任一所述支路中連接所述線段的一端與所述線段的中點(diǎn)相連。[0012]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，所述超材料固定在所述支座上。[0013]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)材料片層的所述基板為雙基板，所述人造微結(jié)構(gòu)位于雙基板的中間。[0014]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)設(shè)置超材料可以降低諧振腔的諧振頻率，有利于改善諧振腔的性能和實(shí)現(xiàn)諧振腔的小型化。


[0015]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[0016]圖1是實(shí)施例一中諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]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；[0018]圖3是圖1中的人造微結(jié)構(gòu)的示意圖；[0019]圖4是實(shí)施例二中的諧振腔中的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；[0020]圖5是圖4中的人造微結(jié)構(gòu)的示意圖；[0021]圖6和圖14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
[0022]實(shí)施例一[0023]本實(shí)施例提供一種諧振腔，如圖1所示，包括腔體1、超材料2和支座3，超材料2固定在支座3上，該超材料包括六個(gè)材料片層，每個(gè)材料片層包括雙基板和夾在兩個(gè)基板之間的兩個(gè)人造微結(jié)構(gòu)；人造微結(jié)構(gòu)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；每兩塊材料片層以及相鄰的基板之間通過一定的封裝工藝?yán)绾附?、鉚接、 粘接等方式制成為一個(gè)整體或者通過填充可連接二者的物質(zhì)例如液態(tài)基板原料，其在固化后將相鄰的兩個(gè)材料片層以及相鄰的基板粘合，從而使多個(gè)材料片層構(gòu)成一個(gè)整體。該實(shí)施例中每個(gè)材料片層包括兩個(gè)材料單元，每個(gè)材料單元如圖2所示包括雙基板單元和夾在雙基板單元之間的人造微結(jié)構(gòu)；人造微結(jié)構(gòu)如圖3所示?；宀捎锰沾刹牧?，陶瓷材料的厚度采用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、鐵氧材料或者鐵磁材料等。支座3采用泡沫制成的長方體形結(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。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。本實(shí)施例中的人造微結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括共交點(diǎn)的四個(gè)支路還包括分布在四個(gè)支路周圍的四個(gè)工字形結(jié)構(gòu)，任一支路以及一個(gè)工字形結(jié)構(gòu)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)支路和其他三個(gè)工字形結(jié)構(gòu)重合。[0024]圖1所示的腔體1的尺寸為20毫米X 20毫米X 20毫米，超材料的尺寸為4毫米X8毫米X 12. 108毫米，通過仿真可知該諧振腔的諧振頻率為1. 986GHz。當(dāng)在腔體1中不放置超材料，空腔對應(yīng)的諧振頻率為10. 63GHz ；當(dāng)在腔體1中放置于與超材料相同尺寸大小的金屬銅時(shí)，諧振腔的諧振頻率為4. 526GHz ；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，因此通過在腔體中放置超材料有利于諧振腔的小型化。[0025]實(shí)施例二[0026]與實(shí)施例一的區(qū)別是人造微結(jié)構(gòu)的形狀不同，如圖4所示，每個(gè)材料單元包括雙基板單元和夾在雙基板單元之間的人造微結(jié)構(gòu)，人造微結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括T形結(jié)構(gòu)的四條支路，該四條支路構(gòu)成相互正交的兩個(gè)工字形結(jié)構(gòu)，交點(diǎn)為工字形結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)，還包括相對于上述交點(diǎn)旋轉(zhuǎn)對稱的四個(gè)工字形結(jié)構(gòu)，這四個(gè)工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線分別與上述四條支路形成的工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線的延長線在同一直線上。通過仿真可知諧振腔的諧振頻率為1. 884GHz,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，因此通過在在腔體中放置超材料有利于諧振腔的小型化。[0027]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)的四個(gè)支路可以相交也可以不相交，四個(gè)支路中的彎折部可以為圓角或者尖角，遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的一端可以連接線段也可以不連接線段，其結(jié)構(gòu)可以為圖6至圖10所示；四個(gè)支路的四周可以為工字形也可以為工字形的衍生結(jié)構(gòu)，如圖11至圖14所示，工字形結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)分別對應(yīng)工字形的中間連接線為彎折線結(jié)構(gòu)、 由兩個(gè)工字形相互正交的結(jié)構(gòu)、以及由兩個(gè)中間連接線為彎折線的工字形相交得到的結(jié)構(gòu)；為了簡化起見，圖6至圖14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；每個(gè)材料片層中的基板可以是雙基板也可以為單基板，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，所述人造微結(jié)構(gòu)還包括四個(gè)相對于一點(diǎn)旋轉(zhuǎn)對稱的工字形結(jié)構(gòu)或者工字形結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振腔，其特征在于，所述四個(gè)支路共交點(diǎn)，任一所述支路以及任一所述工字形結(jié)構(gòu)或者工字形結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)以所述四個(gè)支路的交點(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)支路以及其他三個(gè)工字形結(jié)構(gòu)或者工字形結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)重合；所述工字形結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)為由兩個(gè)工字形相互正交的結(jié)構(gòu)或者工字形的中間連接線為彎折線結(jié)構(gòu)或者由兩個(gè)中間連接線為彎折線的工字形相交得到的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振腔，其特征在于，所述支路為T形結(jié)構(gòu)，所述四個(gè)支路構(gòu)成相互正交的兩個(gè)工字形結(jié)構(gòu)，交點(diǎn)為工字形結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)；人造微結(jié)構(gòu)還包括四個(gè)工字形結(jié)構(gòu)，所述四個(gè)工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線分別與所述四個(gè)支路形成的工字形結(jié)構(gòu)的中間連接線的延長線在同一直線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2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。
5.根據(jù)權(quán)利要求4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。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)的彎折部為圓角或者尖角。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的諧振腔，其特征在于，所述各支路中遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的一端連接有一線段。
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)的任一所述支路中連接所述線段的一端與所述線段的中點(diǎn)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的諧振腔，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。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的諧振腔，其特征在于，每個(gè)材料片層的所述基板為雙基板，所述人造微結(jié)構(gòu)位于雙基板的中間。
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，所述人造微結(jié)構(gòu)還包括四個(gè)相對于一點(diǎn)旋轉(zhuǎn)對稱的工字形結(jié)構(gòu)或者工字形結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過在諧振腔內(nèi)設(shè)置超材料可以降低諧振腔的諧振頻率，有利于實(shí)現(xiàn)諧振腔的小型化。
文檔編號H01P7/06GK202275914SQ201120274439
公開日2012年6月13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, 李平軍, 欒琳, 蘇翠 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