[发明专利]一种谐振腔

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更具体地说，涉及一种谐振腔。

背景技术

谐振腔是在微波频率下工作的谐振元件，它包括一个任意形状的由导电壁(或导磁壁)包围的腔体，并能在其中形成电磁振荡的介质区域，它具有储存电磁能及选择一定频率信号的特性。表征其性能的S参数中，S11为输入反射参数即输入回波损耗，该值越小越好；S21为正向传输参数，也就是增益，该值越接近0dB越好。微波谐振腔的谐振频率取决于该腔的容积，一般来说，谐振腔容积越大谐振频率越低，谐振腔容积减小谐振频率越高，因此如何实现在不增大谐振腔尺寸的情况下降低谐振腔的谐振频率对于谐振腔的小型化具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种在不增大谐振腔尺寸的情况下可以降低谐振频率的谐振腔且该谐振腔具有较好的性能。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种谐振腔，包括腔体和设置在所述腔体内的谐振子，所述谐振子包括至少一块长方体形超材料，所述每块超材料包括至少一个材料片层，每个材料片层包括基板和附着在所述基板上的人造微结构，所述各块超材料中相邻两块水平方向依次旋转90度后垂直叠放在一起。

在本发明的优选实施方式中，所述人造微结构包括四个支路，任一所述支路以一点为旋转中心依次顺时针旋转90度、180度和270度后分别与其他三个支路重合。

在本发明的优选实施方式中，所述四个支路共交点，所述四个支路以该交点为旋转中心依次顺时针旋转90度、180度和270度后分别与其他三个支路重合。

在本发明的优选实施方式中，所述腔体内设置有支座，所述谐振子固定在所述支座上，该支座由微波透波材料制成。

在本发明的优选实施方式中，所述人造微结构的任一所述支路的一端为所述四个支路的交点、另一端为自由端连接有一线段。

在本发明的优选实施方式中，所述人造微结构的任一所述支路的自由端与所述线段的中点相连。

在本发明的优选实施方式中，所述支路包括至少一个弯折部。

在本发明的优选实施方式中，所述人造微结构的弯折部为直角、圆角或者尖角。

在本发明的优选实施方式中，所述基板为陶瓷材料。

在本发明的优选实施方式中，所述基板为聚四氟乙烯、铁电材料、铁氧材料、铁磁材料、SiO₂或者FR-4制成。

实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：根据本发明的技术方案，通过在谐振腔内改变相邻超材料的摆放位置可以降低谐振腔的谐振频率提高谐振腔的性能，有利于实现谐振腔的小型化。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是实施例一中谐振腔的结构示意图；

图2是图1中超材料2中的一个材料片层上的人造微结构的排布示意图；

图3是图1中3块超材料的俯视图；

图4是图1中的谐振腔的S11参数的特性曲线图；

图5是图1中的谐振腔的S21参数的特性曲线图；

图6是图1谐振腔中的3块超材料水平方向不旋转时的结构示意图；

图7是图6中的谐振腔的S11参数的特性曲线图；

图8是图6中的谐振腔的S21参数的特性曲线图；

图9是实施例二中谐振腔的结构示意图；

图10至图17是人造微结构的可能结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例提供一种谐振腔，如图1所示，包括腔体1、设置在腔体1内的三块长方体形超材料2、3和4，超材料2包括8个材料片层，超材料3包括2个材料片层，超材料4包括2个材料片层，每个材料片层包括基板和附着在基板上的人造微结构，基板选用陶瓷材料，陶瓷材料的厚度选用1毫米，当然也可以选择高分子材料、聚四氟乙烯、铁电材料、铁氧材料、铁磁材料、SiO₂或者FR-4等材料制成。人造微结构是由金属丝构成的具有一定几何形状的结构，这里金属丝使用铜线，选择铜线的横截面为长方形，横截面的尺寸为0.1毫米×0.018毫米，其中铜线的线宽为0.1毫米，铜线的厚度为0.018毫米，当然金属线也可以使用银线等其他金属线，金属线的横截面也可以为圆柱状、扁平状或者其他形状，其尺寸也可以为其他的尺寸。在本实施例中人造微结构的结构为相互正交的两个工字形，交点位于两个工字形的中点。