[发明专利]一种原胞离散型的电磁禁带结构

说明书

技术领域：

本发明涉及材料领域，尤其涉及一种应用于电磁领域的禁带材料，特别是一种原胞离散型的电磁禁带结构。

背景技术：

电磁禁带结构或光子禁带材料因其特有的可抑制某一频段电磁波传播的特性，在微波及光通信领域有广阔的应用前景，近年来引起了人们广泛的兴趣。根据周期性结构排列方式的不同可分为三维、二维、一维及平面四大类。其中平面或准平面的结构因低剖面及制备工艺简单等特点成为人们研究最多的方面。

现有技术中，典型的平面或准平面的电磁禁带结构有Yablonovitch等人提出的“蘑菇状”结构以及T.Itoh提出的UCPBG结构。这两类平面电磁禁带结构尽管可提供足够的禁带频率宽度满足多数微波元器件应用需要，但基板采用介电常数较低的介质载体时结构单胞尺寸偏大，这样为了满足有限的元器件几何尺寸，在微波及光通信元器件中实际使用的单胞周期数将大大降低，相应地由于采用的单胞个数的减少，电磁禁带结构抑制电磁波传播这一特性发挥也将大打折扣，这在低频率场合应用时的局限性更加突出。

发明内容：

本发明的目的是提供一种原胞离散型的电磁禁带结构，所述的这种原胞离散型的电磁禁带结构要解决现有技术中电磁禁带结构单胞尺寸偏大导致的单胞个数减少进而影响抑制电磁波传播的技术问题。

本发明的这种原胞离散型的电磁禁带结构由寄生元件阵列、接地板和介质层构成，所述的介质层分隔所述的寄生元件阵列和接地板。

进一步的，所述的寄生元件阵列包含有平面光子晶体阵列，所述的寄生元件阵列和接地板由导电材料构成，所述的介质层由绝缘材料构成，所述的平面光子晶体为平面螺旋光子晶体，所述的平面螺旋光子晶体的周期原胞由螺旋线绕成，相邻原胞间螺旋线相互隔离，所述的螺旋线至少由一条螺旋金属线构成。

进一步的，所述的螺旋线由至少两条螺旋金属线对称绕成，且所述的螺旋金属线之间均相互隔离。

进一步的，任意一条螺旋金属线均连接于原胞中心。

进一步的，所述的平面螺旋光子晶体的周期原胞呈正方形。

或者，所述的平面螺旋光子晶体的周期原胞呈正三角形。

或者，所述的平面螺旋光子晶体的周期原胞呈正六边形。

进一步的，所述的平面螺旋光子晶体的周期格点为正方格点结构。

或者，所述的平面螺旋光子晶体的周期格点为三角格点结构或者六边格点结构。

本发明与已有技术相对照，其效果是积极和明显的。本发明的周期原胞图案的大小尺寸可以根据所应用的频段范围确定，应用频段越高则尺寸越小，频段越低则尺寸越大，在使用相同的基板材料时成线性关系，可在现有理论框架内做出准确设计。因此本发明可用在天线、滤波器、谐振器等微波元器件上，大大提高器件性能。

附图说明：

图1是本发明的原胞离散型的电磁禁带结构的第一个优先实施例的示意图。

图2是本发明的原胞离散型的电磁禁带结构的第一个优先实施例检测得出的的S₂₁曲线图。

图3是本发明的原胞离散型的电磁禁带结构的第二个优先实施例的示意图。

图4是本发明的原胞离散型的电磁禁带结构的第二个优先实施例检测得出的S₂₁曲线图。

具体实施方式：

如图1和图3所示，本发明的原胞离散型的电磁禁带结构由寄生元件阵列、接地板和介质层构成，所述的介质层设置于所述的寄生元件阵列和接地板之间，所述的寄生元件阵列包含有平面光子晶体阵列，所述的寄生元件阵列和接地板由导电材料构成，所述的介质层由绝缘材料构成，其特征在于，所述的平面光子晶体为平面螺旋光子晶体，所述的平面螺旋光子晶体的周期原胞由螺旋线1绕成，相邻原胞间螺旋线不连通，所述的螺旋线由一条或多条螺旋金属线11构成，由多条螺旋金属线构成时各条螺旋金属线11对称绕成，各条螺旋金属线11连接于原胞中心12，也可以在中心互不相连，且所述的各条螺旋金属线11之间互不相连。

进一步的，所述的平面螺旋光子晶体的周期原胞呈正方形。

或者，所述的平面螺旋光子晶体的周期原胞呈正方形。

或者，所述的平面螺旋光子晶体的周期原胞呈正三角形。

或者，所述的平面螺旋光子晶体的周期原胞呈正六边形。

进一步的，所述的平面螺旋光子晶体的周期格点为正方格点结构。

进一步的，所述的平面螺旋光子晶体的周期格点为三角格点结构或者六边格点结构。

如第一实施例所示，所述的平面螺旋光子晶体的周期原胞为正方形单胞单臂螺旋的2×2排列，如图1所示。