[发明专利]一种超材料结构单元

说明书

本发明涉及一种超材料结构单元，属于无线通信技术领域。本发明一种超材料结构单元由印刷在介质板上的3×3分形贴片阵列组成。分形贴片阵列的每一个分形贴片是一个不对称的十字分形结构，首先将十字形贴片的下杆端点互连构成二次分形结构，然后在二次分形结构的一三象限加入三角形贴片，从而形成了不对称十字分形结构。本发明的优点在于：结构简单、便于加工，可以应用于无线通信等领域，对通信器件和设备性能的改善起到重要的作用。

技术领域

本发明一种超材料结构单元，涉及无线通信技术领域。

背景技术

在经典电磁学理论中，介电常数ε和磁导率μ是描述电磁波在介质中传播的特性中基础的物理量。因为自然界中介电常数和磁导率ε>0，μ>0，此时电磁波在介质中可以传播，但当ε与μ同时为负数时，电磁波又可以传播。所以这就是超材料结构在ε与μ为负数时还可以传播电磁波的原因。普通的介质中满足右手定律，超材料因为其独特的特性满足的是左手螺旋定律，所以也被称为左手材料(LHM)，同时也带来了许多普通介质材料不具备的特性，如反常Snell效应和理想透镜,逆Cerenkov辐射效应,负古斯-汉欣位移效应，反向多普勒频移等。值得强调的是，超材料由人工设计微带元合成的材料，其特性主要来自于人工所设计的结构导致的，而与构成材料的成分及其本征特性没有关系。

超材料从问世以来，其以自然材料截然不同的独特电磁特性，受到了许多研究人士的关注及各领域的应用，至今还在蓬勃发展。特别地，随着超材料应用的兴起，在应用于天线在实现高增益的同时，也能应用于天线的小型化，并在增加天线阻抗带宽，改善轴比带宽(ARBW)等方面取得了很大的进步，在LP(线极化)天线的基础上加载超材料控制电磁波的相位实现LP波到CP波的转换，且不断涌现出一些新技术。

本发明超材料结构单元，经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。

发明内容

本发明的目的在于优化已有结构性能，增加结构可调参数，设计出一种超材料结构单元。

本发明超材料结构单元，其特征在于：该超材料结构单元是一个印刷在介质板上的3×3分形贴片阵列(5)；分形贴片阵列的每一个分形贴片是一个不对称的十字分形结构(4)；不对称十字分形结构(4)是这样形成的：首先将十字形贴片的下杆(1)端点互连构成二次分形结构(2)，在二次分形结构(2)的一三象限加入三角形贴片(3)，这样就形成了不对称十字分形结构(4)。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、采用分型结构，结构简单、尺寸紧凑、重量轻、损耗低、便于加工；

2、制作成本低、精度高、便于批量生产；

3、可以应用于无线通信等领域，对通信器件和设备性能的改善起到重要的作用。

附图说明

图1为本发明超材料结构单元的不对称十字分形结构分形过程示意图。

图2为本发明超材料结构单元的结构示意图。

图3为本发明超材料结构单元的介电常数ε_eff随频率变化的仿真曲线。

图4为本发明超材料结构单元的磁导率μ_eff随频率变化的仿真曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体技术方案作进一步的说明。