[发明专利]一种十字型与口字型结合的二维左手材料

说明书

本发明公开了一种十字型与口字型结合的二维左手材料，包括由介质基板构成的单元结构，介质基板由介电常数为3～3.7、损耗正切值为0.0004的Rogers板材制成，所述介质基板为正方形，边长为3.1～3.5mm，厚度为0.8mm；所述介质基板的一侧镀有由十字型结构与口字型结构相结合的镀铜，由十字型结构与口字型结构相结合的镀铜为中心对称结构，口字型结构的四边中部及四个顶角上均设有开口；所述单元结构沿三维立体方向分别扩张延伸相互连接形成有田字型结构阵列，所述田字型结构阵列沿沿X轴方向设置为理想磁边界条件PHC，Z轴的方向设置为理想导体边界条件PEC，电磁波沿Y轴方向入射，设置激励方式为波阻抗激励，在Y和Z轴两个方向上具有左手特性。

技术领域

本发明涉及超材料领域，具体涉及一种十字型与口字型结合的二维左手材料。

背景技术

Veselago在1968年提出了左手材料的概念，并指出其介电常数和磁导率在一定电磁波频段内同时为负，且具有诸如负折射现象、完美透镜效应、逆Doppler效应等很多奇异的电磁特性。正是由于这些特殊的电磁特性，才使得左手材料在光学成像、天线系统、微波器件以及电磁隐身等领域具有广泛且重要的应用。然而这一理论直到三十年后才由Smith通过金属导线和开口谐振环结合体的形式首次实现。自此以后，左手材料的研究走上了飞速发展得快车道。

近年来，左手材料的研究方向主要有：一方面是多维数、多频带左手材料的新型结构的设计与实现，如双Z形金属条结构，十字环型结构同向开口双环结构；另一方面是左手材料在微波、天线领域内的应用。但现存的多维数左手材料往往存在结构复杂、带宽窄、损耗大和电路板双侧印刷等问题，所以性能优良、结构简单、易于加工的新型多维左手材料结构成为一个重要的研究方向。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种具有优良性能的十字型与口字型结合的二维左手材料。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种十字型与口字型结合的二维左手材料，包括由介质基板构成的单元结构，介质基板由介电常数为3～3.7、损耗正切值为0.0004的Rogers板材制成，所述介质基板为正方形，边长为3.1～3.5mm，厚度为0.8mm；所述介质基板的一侧镀有由十字型结构与口字型结构相结合的镀铜，由十字型结构与口字型结构相结合的镀铜为中心对称结构，口字型结构的四边中部及四个顶角上均设有开口；所述单元结构沿三维立体方向分别扩张延伸相互连接形成有田字型结构阵列，所述田字型结构阵列沿沿X轴方向设置为理想磁边界条件PHC，Z轴的方向设置为理想导体边界条件PEC，电磁波沿Y轴方向入射，设置激励方式为波阻抗激励，在Y和Z轴两个方向上具有左手特性。

进一步的，单元结构之间通过介电常数近似于空气的材料相互连接。所述镀铜的宽度为0.12mm，厚度为0.07mm。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

通过仿真分析得到本发明左手材料在7.58GHz～14.09GHz频段内等效介电常数、等效磁导率、折射率同时为负，绝对带宽为6.51GHz，相对带宽为60.08％，单元损耗低至0.10dB，单元电尺寸为0.12，体现了十字型与口字型结合的中心对称结构是一种性能优良的单面二维左手材料。

附图说明

图1为本发明左手材料单元结构及尺寸结构示意图。

图2为左手材料用于仿真的单元结构图。

图3(a)和图3(b)分别为S参数的幅度仿真结果和相位仿真结果。

图4(a)、(b)、(c)分别为等效介电常数、磁导率、折射率的电磁参数仿真图。

图5为等效电磁参数对比图。

具体实施方式