[发明专利]一种超材料

说明书

技术领域

本发明涉及超材料，尤其是涉及用以实现频选透波的超材料。

背景技术

超材料(Metamaterial)是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。超材料的奇特性质源于其精密的几何结构以及尺寸大小。超材料中的微结构，大小尺度小于它作用的波长，因此得以对波施加影响。迄今发展出的超材料包括左手材料、光子晶体、超磁性材料等。左手(LH)材料是一类在一定的频段下同时具有负的磁导率和负的介电常数的材料系统(对电磁波的传播形成负的折射率)。与之相对的是，大多数自然的材料是RH材料。超材料的奇异性质使它具有广泛的应用前景，从高接收率天线，雷达反射罩甚至是地震预警。

从结构上看，超材料是由非金属材料制成的基板和附着在基板表面上或嵌入在基板内部的多个导电几何结构构成的。基板可以虚拟地划分为阵列排布的多个基板单元。每个基板单元上附着有导电几何结构，从而形成一个超材料单元。整个超材料是由很多这样的超材料单元组成的，就像晶体是由无数的晶格按照一定的排布构成的。每个超材料单元上的导电几何结构可以相同或者不完全相同。导电几何结构是由导电材料组成的具有一定几何图形的平面或立体结构。

由于导电几何结构的存在，每个超材料单元具有不同于基板本身的电磁特性，因此所有的超材料单元构成的超材料对电场和磁场呈现出特殊的响应特性。通过对导电几何结构设计不同的具体结构和形状，可以改变整个超材料的响应特性。因此目前的研究集中于如何设计导电几何结构，以获得所期望的响应特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超材料，它通过特别设计的导电几何结构来实现频选透波。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种超材料，包括介质基板和设置于该介质基板上和/或嵌入该介质基板内部的多个导电几何结构，每一导电几何结构包括导电曲线和与该导电曲线电性隔绝的导电片，其中该多个导电几何结构的至少部分导电曲线电性连接，该多个导电几何结构的导电片电性隔绝。

在本发明的一实施例中，该多个导电几何结构呈周期性排布和/或非周期性排布。

在本发明的一实施例中，该多个导电几何结构的至少部分导电曲线形成网格，该多个导电几何结构的导电片分别对应一网格。

在本发明的一实施例中，该网格为三角形、四边形、五边形、六边形或圆形、椭圆形。

在本发明的一实施例中，该导电片为三角形、四边形、五边形、六边形或圆形、椭圆形。

在本发明的一实施例中，该网格内嵌套有另一导电曲线。

在本发明的一实施例中，该另一导电曲线与该网格内的导电片电性隔绝。

在本发明的一实施例中，该另一导电曲线与该网格电性连接。

在本发明的一实施例中，该另一导电曲线与该网格电性隔绝。

在本发明的一实施例中，该另一导电曲线的形状与该网格形状相似。

在本发明的一实施例中，该另一导电曲线的形状与该网格形状不相似。

在本发明的一实施例中，该网格是封闭的。

在本发明的一实施例中，该网格是开口的。

在本发明的一实施例中，该多个导电几何结构为平面结构。

在本发明的一实施例中，该多个导电几何结构的导电片位于各网格内。

在本发明的一实施例中，各网格内的导电片电性隔绝。

在本发明的一实施例中，该多个导电几何结构为立体结构。

在本发明的一实施例中，该导电曲线所形成的网格与该导电片位于不同的平面。

在本发明的一实施例中，该导电片与对应的网格上下相对。

在本发明的一实施例中，该导电片与对应的网格上下错开。

在本发明的一实施例中，该介质基板为复合材料基板或陶瓷基板。

在本发明的一实施例中，该复合材料包含热固或者热塑性材料。

在本发明的一实施例中，该复合材料为包含纤维、泡沫和/或蜂窝的一层或者多层结构。

在本发明的一实施例中，该复合材料含有增强材料，所述增强材料为纤维、织物、或者粒子中的至少一种。

在本发明的一实施例中，超材料还包含一设置在超材料表面的保护层。

在本发明的一实施例中，该超材料是设置在通信设备的外壳上。

在本发明的一实施例中，该通信设备是设置在飞行器、机动车或船上。