[发明专利]一种谐振腔

说明书

技术领域

本发明涉及电磁通信领域，更具体地说，涉及一种谐振腔。 

背景技术

滤波器是无线电技术中的常见器件之一，被广泛应用于通讯、雷达、导航、电子对抗、卫星、测试仪表等电子设备中。滤波器内部装有谐振腔，滤波器的体积主要取决于谐振腔的个数和容积。而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滤波器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在于，针对现有技术的上述谐振腔低频会导致体积大的缺陷，提供一种不增大尺寸的条件下实现低谐振频率的谐振腔。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种谐振腔，其在两侧的壁面上分别设置有输入端和输出端，所述谐振腔内设置有两个不相接触的超材料块，所述两个超材料块分别与输入端和输出端接触，每个超材料块包括非金属材料制成的基板和附着在所述基板上的人造微结构，所述人造微结构为导电材料的丝线组成的具有几何图案的结构。 

在本发明所述的谐振腔中，所述超材料块包括多个层叠成一体的超材料片层，每个超材料片层包括一片基板和附着在基板表面上且周期性排布的人造微结构。 

在本发明所述的谐振腔中，所述基板由陶瓷、聚四氟乙烯、环氧树脂、铁电材料、铁氧材料、铁磁材料或者FR-4材料制成。 

在本发明所述的谐振腔中，所述谐振腔内设置有支座，所述支座由透波材 料制成。 

在本发明所述的谐振腔中，所述人造微结构为工字形或者工字形的衍生形。 

在本发明所述的谐振腔中，所述人造微结构为十字形或者十字形的衍生形。 

在本发明所述的谐振腔中，所述十字形的衍生形具有四个相同的支路，任一支路以一点为旋转中心依次旋转90度、180度、270度后依次分别于其他三个支路重合。 

在本发明所述的谐振腔中，每个支路一端与其他三个支路共端点连接，另一端为自由端，两端之间设置有至少一个弯折部。 

在本发明所述的谐振腔中，所述支路的自由端连接有一线段。 

在本发明所述的谐振腔中，所述自由端与所述线段的中点连接。 

实施本发明的谐振腔，具有以下有益效果：通过在谐振腔内加入超材料块，能够在不增大体积的情况下有效降低谐振频率，有利于实现滤波器的小型化。 

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是本发明优选实施例的谐振腔的结构示意图； 

图2是图1所示谐振腔的超材料块的结构示意图； 

图3是人造微结构为工字形的衍生形的结构示意图； 

图4是人造微结构为工字形的另一衍生形的结构示意图； 

图5是人造微结构为十字形的衍生形的结构示意图； 

图6至图8是人造微结构为另四种十字形的衍生形的结构示意图； 

图9为对谐振腔内没有放入超材料块的谐振腔进行仿真的效果图； 

图10为对图9所用谐振腔中加入超材料块后的仿真效果图。 

具体实施方式

本发明涉及一种谐振腔，如图1所示，包括壳体5、设置在壳体5两侧壁 上且伸入谐振腔内的输入端6和输出端7，谐振腔内设置有并排设置且之间隔有间距的两个超材料块1，分别与输入端6和输出端7接触。本实施例中，输入端6和输出端7均为探针端口，用来使超材料块1发生谐振，并且谐振方式同步，达到储能降频、从而实现滤波器小型化的效果。 

为了便于超材料块1的固定，可在谐振腔内放置支座，支座上设置插槽，将超材料块插入插槽内即可。支座优选泡沫等透波材料如泡沫、塑料等。 

如图1、图2所示，每个超材料块1包括至少一个超材料片层。当超材料片层有多个时，它们沿垂直于其表面的方向层叠并通过机械连接或者粘接等方式封装成一块整体。 

每个超材料片层均包括基板3和附着在基板3上的人造微结构2，基板3由非金属材料制成，如聚四氟乙烯、环氧树脂、陶瓷、铁氧材料、铁电材料、铁磁材料、FR-4材料等。人造微结构2为至少一根丝线在基板3表面上组成的一定几何图案的结构，例如“工”字形、开口谐振环形等。人造微结构2的丝线是由导电材料制成的，通常为金属如银、铜等，也可以用其他非金属的导电材料如ITO制成。这些丝线的线宽在1mm以内，优选为可加工的最小线宽例如0.1mm；丝线的厚度很薄，通常为镀层的厚度，本发明中通常小于0.1mm，例如0.018mm。