[发明专利]利用S型异向介质材料构造电磁波极化旋转器的方法

说明书

本发明提供利用S型异向介质材料构造电磁波极化旋转器的方法，包括：在介质基板上每个S型单元上下两对横臂上钻孔，并在孔的内表面镀金属膜，构成双各向异性的S型异向介质结构单元；将S型异向介质结构单元按周期在介质基板双面各自按垂直于介质基板和平行于介质基板方向上排列展开；将介质基板按照周期沿介质基板的垂线方向排列，形成整块有效的双各向异性S型异向介质。本发明提供的利用S型异向介质材料构造电磁波极化旋转器的方法，构造方法简单，性能稳定，工作频率易于确定、可以控制调节，并且在能产生电磁波极化旋转的基础上，其本身在相应的工作频段内也是一种有效的异向介质材料，因此可以用于构造微波以及太赫兹波段的极化旋转器。

技术领域

本发明涉及微波技术领域，特别涉及利用S型异向介质材料构造电磁波极化旋转器的方法。

背景技术

前苏联科学家V.G.Veselago在1968年指出：当介质的介电常数ε与磁导率μ同时为负数时，其折射率将变为负值。这种ε和μ同时为负的介质的英文名称为Left-handedMaterial。美国麻省理工学院J.A.Kong教授命名其中文名称为“异向介质”，国内也有其它名称如“负介质”、“负折射率介质”或直译为“左手物质”。2001年，美国加州大学San Diego分校的D.R.Smith等人根据英国帝国理工学院J.B.Pendry的研究结果首次构造出ε与μ同时为负的人工介质，其方法是采用细金属导线阵列构造等效介电常数为负值的介质，采用金属开路环形谐振器阵列构造等效磁导率为负值的介质，然后通过将这两种阵列混合放置在一起，从而构成一种等效的人工电磁异向介质。2004年，浙江大学异向介质小组的陈红胜等提出了一种S型异向介质，这种异向介质谐振单元将能产生电谐振的金属线和能产生磁谐振的金属开路环合二为一，并且负通带特性优于前者。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用S型异向介质材料构造电磁波极化旋转器的方法，以解决如何构造电磁波极化旋转器的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提出一种利用S型异向介质材料构造电磁波极化旋转器的方法，包括：在介质基板上每个S型单元上下两对横臂上钻孔，并在孔的内表面镀金属膜，构成双各向异性的S型异向介质结构单元；将所述S型异向介质结构单元按周期在介质基板双面各自按垂直于介质基板和平行于介质基板方向上排列展开，在垂直与介质基板的方向上发生电磁耦合；将发生电磁耦合的介质基板按照周期沿所述介质基板的垂线方向排列，形成整块有效的双各向异性S型异向介质。

进一步地，每个双各向异性的S型异向介质结构单元间的距离相等。

进一步地，各个发生电磁耦合的介质基板之间的间距相等。

本发明提供的利用S型异向介质材料构造电磁波极化旋转器的方法，构造方法简单，性能稳定，工作频率易于确定、可以控制调节，并且在能产生电磁波极化旋转的基础上，其本身在相应的工作频段内也是一种有效的异向介质材料，因此可以用于构造微波以及太赫兹波段的极化旋转器。

附图说明

下面结合附图对发明作进一步说明：

图1为本发明实施例提供的利用S型异向介质材料构造电磁波极化旋转器的方法的步骤流程示意图；

图2为本发明实施例提供的双各向异性S型异向介质结构单元的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的双各向异性S型异向介质结构单元的等效电路示意图；

图4a为本发明实施例提供的双各向异性S型异向介质结构单元按周期在介质基板双面各自按水平方向(x)和垂直方向(y)排列的结构示意图；

图4b为本发明实施例提供的已经含有了双各向异性S型异向介质结构单元的介质板材料再按照一定的周期(pz)沿基板的垂线方向(z)排列的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的双各向异性S型异向介质结构单元原理结构示意图。