專利名稱：一種諧振腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，更具體地說，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，它具有儲存電磁能及選擇一定頻率信號的特性。一般來說，微波諧振腔的諧振頻率取決于該腔的容積，諧振腔容積越大諧振頻率越低，諧振腔容積越小諧振頻率越高，通過實驗可知，當(dāng)諧振子采用超材料時，可以實現(xiàn)在不增大諧振腔尺寸的情況下降低諧振腔的諧振頻率，因此，使用超材料作為諧振子有利于實現(xiàn)諧振腔的小型化。實際使用中通常需要對諧振腔的諧振頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的調(diào)諧裝置采用在諧振腔的頂部設(shè)置一個可調(diào)螺桿，通過調(diào)節(jié)螺桿深入諧振腔內(nèi)的長度來對諧振頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是當(dāng)諧振子為超材料時，運用傳統(tǒng)的調(diào)諧裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，會對諧振腔的諧振頻率產(chǎn)生眾多不必要的干擾，從而很難滿足對諧振頻率的進(jìn)行調(diào)節(jié)的要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種當(dāng)諧振子采用超材料時仍能夠較好調(diào)節(jié)諧振腔諧振頻率的諧振腔。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種諧振腔，包括腔體、設(shè)置在所述腔體內(nèi)的諧振子、安裝在所述腔體上并伸入所述腔體內(nèi)且伸入腔體內(nèi)的長度可調(diào)的調(diào)諧裝置，所述諧振子包括至少一塊超材料，所述調(diào)諧裝置位于所述腔體內(nèi)的部分安裝有至少一塊超材料。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述調(diào)諧裝置包括穿過所述腔體頂部且進(jìn)入所述腔體內(nèi)的滑桿、固定在所述腔體頂部的螺帽、與螺帽配合用于固定滑桿高度的螺栓、固定在所述滑桿上的支架和固定在支架上的超材料。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述超材料包括至少一個材料片層，其中，每個所述材料片層包括一個基板和附著在所述基板上的至少一個人造微結(jié)構(gòu)；或者每個材料片層包括兩個基板和夾在所述兩個基板中間的至少一個人造微結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述調(diào)諧裝置位于所述諧振子的上方。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述諧振腔還包括位于腔體內(nèi)用于支撐所述諧振子的支座。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述支座由微波透波材料制成。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述調(diào)諧裝置上的超材料與諧振子的超材料依次交錯放置。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述人造微結(jié)構(gòu)包括相互正交的兩個工字形結(jié)構(gòu)， 交點為工字形結(jié)構(gòu)的中點。
在本發(fā)明的優(yōu)選 實施方式中，所述基板為陶瓷材料。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述基板為聚四氟乙烯、鐵電材料、鐵氧材料、鐵磁材料、SiO2或者FR-4制成。
實施本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果當(dāng)諧振子采用超材料時，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，通過在諧振腔的調(diào)諧裝置上安裝超材料，調(diào)節(jié)調(diào)諧裝置深入諧振腔的長度可以較好地調(diào)節(jié)諧振腔的諧振頻率。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中
圖1是實施例中諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1中諧振腔的示意圖3是圖1中諧振腔的調(diào)諧裝置處于位置一時的結(jié)構(gòu)示意圖4是圖1中諧振腔的調(diào)諧裝置處于位置二時的結(jié)構(gòu)示意圖5是圖1中超材料內(nèi)的人造微結(jié)構(gòu)的排布示意圖。
圖6至圖19是人造微結(jié)構(gòu)的可能結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實施例提供一種諧振腔，如圖1所示，包括腔體1、設(shè)置在腔體I內(nèi)由超材料制成的諧振子2、安裝在所述腔體I上并深入所述腔體I且深入腔體I內(nèi)的長度可調(diào)的調(diào)諧裝置，調(diào)諧裝置包括穿過所述腔體頂部且進(jìn)入所述腔體內(nèi)的滑桿3、固定在腔體I頂部的螺帽 8、裝配在所述螺帽8中且垂直地抵在所述滑桿3外表面上的螺栓5、位于腔體I內(nèi)且固定在滑桿3上的支架4和固定在支架4上的超材料6，還包括位于腔體I底部用于支撐諧振子2 的支座7。
諧振子2包括兩塊超材料，每塊超材料包括一個超材料片層，每個超材料片層包括兩個基板和夾在基板中間的3X5陣列排布的人造微結(jié)構(gòu)，人造微結(jié)構(gòu)的排布如圖5所示；固定在支架4上的超材料6包括三塊超材料，每塊超材料包括一個超材料片層，每個超材料片層包括兩個基板和夾在基板中的3X5陣列排布的人造微結(jié)構(gòu)；其中，人造微結(jié)構(gòu)包括相互正交的兩個工字形結(jié)構(gòu)，交點為工字形結(jié)構(gòu)的中點。調(diào)節(jié)滑桿3的垂直位置，通過旋緊螺栓5將滑桿3固定住可以改變調(diào)諧裝置伸入腔體內(nèi)的長度，圖2至圖4分別對應(yīng)了滑桿3位于不同位置時諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖。
在本實施例中諧振腔內(nèi)部的尺寸為20毫米X 20毫米X 20毫米，超材料片層的尺寸為9毫米X 15毫米，諧振子2的兩塊超材料和固定在支架4上的三塊超材料依次交錯排布，支架4和支座7的厚度分別為O. 5毫米，調(diào)節(jié)滑桿的垂直位置如圖3所示時，支架4與支座7之間的距離為15毫米，仿真結(jié)果顯示此時諧振腔對應(yīng)的諧振頻率為2. 161GHz ;調(diào)節(jié)滑桿的垂直位置如圖4所示時，支架4與支座7之間的距離為12毫米，此時仿真結(jié)果顯示諧振腔對應(yīng)的諧振頻率為1.761GHz ;由上述仿真結(jié)果可知，該結(jié)構(gòu)的諧振腔可以對諧振腔的諧振頻率進(jìn)行較好的調(diào)節(jié)。
該實施例中每個超材料片層的基板選用陶瓷材料，陶瓷材料的厚度選用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等材料制成。 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方形，橫截面的尺寸為O.1毫米X0. 018毫米，其中銅線的線寬為O.1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，其尺寸也可以為其他的尺寸。在本實施例中人造微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為相互正交的兩個工字形，交點位于兩個工字形的中點。該結(jié)構(gòu)只是示意性的，人造微結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)不局限于上述結(jié)構(gòu)，其還可以為圖6至圖19所示的結(jié)構(gòu)或者其他幾何形狀。
超材料不限于具有一個超材料片層，可以為多個材料片層，每個超材料片層可以包括兩個基板，人造微結(jié)構(gòu)夾在基板之間；每個超材料片層也可以為單層基板，人造微結(jié)構(gòu)附著在基板上；相鄰超材料片層和相鄰基板之間填充可連接兩者的物質(zhì)例如液態(tài)基板原料，其在固化后將相鄰基板粘合固定在一起，從而使多個材料片層及同一材料片層中的相鄰基板構(gòu)成一個整體。
本實施例中用于支撐諧振子的支座7采用泡沫制成，需要說明的是，支座7也可以由其他具有低介電常數(shù)和低損耗的微波透波材料制成，比如無機(jī)材料、高分子材料、無機(jī)/ 高分子復(fù)合材料或者金剛石材料等。
上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
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，比如與腔體相連且可以調(diào)節(jié)其深入腔體內(nèi)長度的調(diào)諧裝置不限于滑桿、螺帽和螺栓的結(jié)構(gòu)，也可以是其他機(jī)械結(jié)構(gòu)，只要滿足通過對其進(jìn)行調(diào)節(jié)可以改變安裝在調(diào)諧裝置上的超材料深入腔體的深度即可，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、設(shè)置在所述腔體內(nèi)的諧振子、安裝在所述腔體上并伸入所述腔體內(nèi)且伸入腔體內(nèi)的長度可調(diào)的調(diào)諧裝置，所述諧振子包括至少一塊超材料，其特征在于，所述調(diào)諧裝置位于所述腔體內(nèi)的部分安裝有至少一塊超材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振腔，其特征在于，所述調(diào)諧裝置包括穿過所述腔體頂部且進(jìn)入所述腔體內(nèi)的滑桿、固定在所述腔體頂部的螺帽、與螺帽配合用于固定滑桿高度的螺栓、固定在所述滑桿上的支架和固定在支架上的超材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振腔，其特征在于，所述超材料包括至少一個材料片層，其中，每個所述材料片層包括一個基板和附著在所述基板上的至少一個人造微結(jié)構(gòu)；或者每個材料片層包括兩個基板和夾在所述兩個基板中間的至少一個人造微結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的諧振腔，其特征在于，所述調(diào)諧裝置位于所述諧振子的上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的諧振腔，其特征在于，所述諧振腔還包括位于腔體內(nèi)用于支撐所述諧振子的支座。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的諧振腔，其特征在于，所述支座由具有低介電常數(shù)和低損耗的微波透波材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的諧振腔，其特征在于，所述調(diào)諧裝置上的超材料與諧振子的超材料依次交錯放置。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)包括相互正交的兩個工字形結(jié)構(gòu)，交點為工字形結(jié)構(gòu)的中點。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至8任一所述的諧振腔，其特征在于，所述基板為陶瓷材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求3至8任一所述的諧振腔，其特征在于，所述基板為聚四氟乙烯、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、設(shè)置在所述腔體內(nèi)的諧振子、安裝在所述腔體上并伸入所述腔體內(nèi)且伸入腔體內(nèi)的長度可調(diào)的調(diào)諧裝置，所述諧振子包括至少一塊超材料，所述調(diào)諧裝置位于所述腔體內(nèi)的部分安裝有至少一塊超材料。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，通過調(diào)節(jié)調(diào)諧裝置在腔體內(nèi)的長度可以改變諧振腔的諧振頻率。
文檔編號H01P7/06GK103035998SQ20111029580
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者劉若鵬, 欒琳, 劉京京, 鐘果, 劉豫青 申請人: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