專利名稱：一種諧振腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種諧振腔。
背景技術(shù)：
諧振腔是在微波頻率下工作的諧振元件，它包括一個(gè)任意形狀的由導(dǎo)電壁(或?qū)Т疟?包圍的腔體，并能在其中形成電磁振蕩的介質(zhì)區(qū)域，它具有儲(chǔ)存電磁能及選擇一定頻率信號(hào)的特性。微波諧振腔的諧振頻率取決于該腔的容積，一般來(lái)說(shuō)，諧振腔容積越大諧振頻率越低，諧振腔容積減小諧振頻率越高，因此如何實(shí)現(xiàn)在不增大諧振腔尺寸的情況下降低諧振腔的諧振頻率對(duì)于諧振腔的小型化具有重要的意義
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種在不增大諧振腔尺寸的情況下可以降低諧振頻率的諧振腔。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種諧振腔，包括腔體，和設(shè)置在腔體內(nèi)的諧振子，所述諧振子為超材料，該超材料包括至少一個(gè)材料片層，每個(gè)材料片層包括基板和附著在所述基板上的至少兩個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)中至少有兩個(gè)人造微結(jié)構(gòu)通過(guò)導(dǎo)線相連。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)是由金屬絲構(gòu)成的具有一定幾何形狀的平面或者立體結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述腔體內(nèi)設(shè)置有支座，所述超材料固定在所述支座上。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述支座由微波透波材料制成。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)為工字形或者工字形的衍生形。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)包括四個(gè)支路，任一所述支路以一點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個(gè)支路重合。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述四個(gè)支路共交點(diǎn)，所述四個(gè)支路以該交點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個(gè)支路重合。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述支路包括至少一個(gè)彎折部。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)的彎折部為直角、圓角或者尖角。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)由銅線或者銀線制成；所述基板為陶瓷材料、聚四氟乙烯、鐵電材料、鐵氧材料、鐵磁材料、Si02或者FR-4制成。實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果通過(guò)在諧振腔中放置超材料，并且將基板上至少兩個(gè)人造微結(jié)構(gòu)相連，可以降低諧振腔的諧振頻率，提高諧振腔的品質(zhì)因數(shù)Q，有利于實(shí)現(xiàn)諧振腔的小型化和改善諧振腔的性能。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖I是實(shí)施例中的諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I中一個(gè)材料片層上金屬微結(jié)構(gòu)的排布示意圖；圖3是材料片層上的金屬微結(jié)構(gòu)都互不相連時(shí)的排布示意圖；圖4至圖14是人造微結(jié)構(gòu)的可能結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例提供一種諧振腔，如圖I所示，包括腔體I、支座2和固定在支座2上的超材料3。超材料3包括6個(gè)材料片層，每個(gè)材料片層包括基板和附著在基板上的人造微結(jié)構(gòu)；人造微結(jié)構(gòu)可以通過(guò)蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻等方式附著于基板上；每?jī)蓚€(gè)材料片層之間通過(guò)一定的封裝工藝?yán)绾附?、鉚接、粘接等方式制成為一個(gè)整體或者通過(guò)填充可連接二者的物質(zhì)例如液態(tài)基板原料，其在固化后將相鄰的兩個(gè)材料片層粘合，從而使多個(gè)材料片層構(gòu)成一個(gè)整體。如圖2所示，每個(gè)材料片層上排布有兩行三列共6個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，每個(gè)材料片層中每行相鄰的兩個(gè)微結(jié)構(gòu)通過(guò)金屬線aa’、bb’、cc’、dd’相連，基板采用陶瓷材料，陶瓷材料的厚度采用I毫米，當(dāng)然也可以選擇聚四氟乙烯、鐵電材料、鐵氧材料、鐵磁材料、SiO2或者FR-4制成。支座2采用泡沫制成的長(zhǎng)方體形結(jié)構(gòu)，支座2也可以為其他結(jié)構(gòu)，只要可以固定超材料3即可，支座也可以由其他的微波透波材料制成，微波透波材料是指對(duì)波長(zhǎng)在I 1000mm、頻率在O. 3 300GHz范圍的電磁波的透過(guò)率大于70%的材料，可以為無(wú)機(jī)材料、高分子材料、無(wú)機(jī)/高分子復(fù)合材料或者金剛石材料等。人造微結(jié)構(gòu)是由金屬絲構(gòu)成的具有一定幾何形狀的結(jié)構(gòu)，這里金屬絲使用銅線，選擇銅線的橫截面為長(zhǎng)方形，橫截面的尺寸為
O.I毫米X0. 018毫米，其中銅線的線寬為O. I毫米，銅線的厚度為O. 018毫米，當(dāng)然金屬線也可以使用銀線等其他金屬線，金屬線的橫截面也可以為圓柱狀、扁平狀或者其他形狀，其規(guī)格也可以為其他的尺寸。在本實(shí)施例中人造微結(jié)構(gòu)包括共交點(diǎn)的四個(gè)支路，每個(gè)支路包括4個(gè)彎折部，每個(gè)彎折部彎折為直角，任一支路以交點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個(gè)支路重合,每個(gè)支路中遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的一端分別連接有一個(gè)線段且與線段的中點(diǎn)相連。圖I所示的腔體I為20毫米X20毫米X20毫米的立方體，超材料的尺寸為9毫米X6毫米X6. 108毫米，通過(guò)仿真可知該諧振腔的諧振頻率為I. 84GHz,品質(zhì)因數(shù)Q =1319。如圖3所示，當(dāng)每個(gè)材料片層上的人造微結(jié)構(gòu)彼此獨(dú)立不相連時(shí)，通過(guò)仿真可知諧振腔對(duì)應(yīng)的諧振頻率為I. 98GHz,品質(zhì)因數(shù)Q = 31。由上述仿真結(jié)果可知，通過(guò)將材料片層上的人造微結(jié)構(gòu)相連，可以降低諧振腔的諧振頻率，有利于諧振腔的小型化；同時(shí)品質(zhì)因數(shù)Q值得到了大幅提高，Q值越高意味著諧振腔的損耗越小，所以該結(jié)構(gòu)的諧振腔的性能得到了明顯的改善。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多變形，比如人造微結(jié)構(gòu)還可以為圖4至圖14所示，人造微結(jié)構(gòu)的四個(gè)支路可以相交也可以不相交，當(dāng)然也可以是其他幾何形狀的結(jié)構(gòu)；每個(gè)材料片層中的基板可以為實(shí)施例中 所述的單基板也可以是雙基板，當(dāng)基板為雙基板時(shí)人造微結(jié)構(gòu)夾在兩個(gè)基板中間；通過(guò)導(dǎo)線相連的人造微結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)線可以是實(shí)施例中所述的另外添加的導(dǎo)線也可以是人造微結(jié)構(gòu)本身的一部分彼此相連，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種諧振腔，包括腔體，和設(shè)置在腔體內(nèi)的諧振子，其特征在于，所述諧振子為超材料，該超材料包括至少一個(gè)材料片層，每個(gè)材料片層包括基板和附著在所述基板上的至少兩個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)中至少有兩個(gè)人造微結(jié)構(gòu)通過(guò)導(dǎo)線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)是由金屬絲構(gòu)成的具有一定幾何形狀的平面或者立體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振腔，其特征在于，所述腔體內(nèi)設(shè)置有支座，所述超材料固定在所述支座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的諧振腔，其特征在于，所述支座由微波透波材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為工字形或者工字形的衍生形。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)包括四個(gè)支路，任一所述支路以一點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個(gè)支路重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的諧振腔，其特征在于，所述四個(gè)支路共交點(diǎn)，所述四個(gè)支路以該交點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度、180度和270度后分別與其他三個(gè)支路重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的諧振腔，其特征在于，所述支路包括至少一個(gè)彎折部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)的彎折部為直角、圓角或者尖角。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)由銅線或者銀線制成；所述基板為陶瓷材料、聚四氟乙烯、鐵電材料、鐵氧材料、鐵磁材料、SiO2或者FR-4制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種諧振腔，包括腔體，和設(shè)置在腔體內(nèi)的諧振子，所述諧振子為超材料，該超材料包括至少一個(gè)材料片層，每個(gè)材料片層包括基板和附著在所述基板上的至少兩個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，所述人造微結(jié)構(gòu)中至少有兩個(gè)人造微結(jié)構(gòu)通過(guò)導(dǎo)線相連。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，通過(guò)在諧振腔中放置超材料，并且將基板上至少兩個(gè)人造微結(jié)構(gòu)相連，可以降低諧振腔的諧振頻率，提高諧振腔的品質(zhì)因數(shù)Q，因此有利于實(shí)現(xiàn)諧振腔的小型化和改善諧振腔的性能。
文檔編號(hào)H01P7/06GK102903996SQ20111021643
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者劉若鵬, 欒琳, 劉京京, 蘇翠, 李平軍, 鐘果 申請(qǐng)人:深圳光啟高等理工研究院, 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司