專利名稱：一種諧振腔的制作方法
技術領域：
一種諧振腔技術領域[0001]本實用新型涉及無線通信領域，更具體地說，涉及一種諧振腔。
技術背景[0002]諧振腔是在微波頻率下工作的諧振元件，微波諧振腔的諧振頻率取決于該腔的容積，一般來說，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于諧振腔的小型化具有重要的眉、ο實用新型內容[0003]本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述單個諧振腔要實現(xiàn)低頻就會導致體積大的缺陷，提供一種小體積而低頻的諧振腔。[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種諧振腔，其內部為腔體，所述腔體內部放置有至少一個超材料片層，每個超材料片層包括非金屬材料制成的基板和附著在基板表面上的人造微結構，所述人造微結構為導電材料的絲線組成的具有幾何圖案的結構。[0005]在本實用新型所述的諧振腔中，所述超材料片層有多個，所有超材料片層相互平行地間隔設置或者表面相接觸地連接成一體。[0006]在本實用新型所述的諧振腔中，所述腔體內設置有透波材料制成的支座，所述超材料片層固定在所述支座上。[0007]在本實用新型所述的諧振腔中，所示支座上設置有插接所述超材料片層的插槽。[0008]在本實用新型所述的諧振腔中，所述人造微結構為工字形。[0009]在本實用新型所述的諧振腔中，所述人造微結構為十字形。[0010]在本實用新型所述的諧振腔中，所述人造微結構為十字形的衍生形，即其具有四個相同的支路，任一支路以一點為旋轉中心依次旋轉90度、180度、270度后依次分別于其他三個支路重合。[0011]在本實用新型所述的諧振腔中，每個支路一端與其他三個支路共端點連接，另一端為自由端，兩端之間設置有至少一個彎折部。[0012]在本實用新型所述的諧振腔中，所述支路的自由端連接有一線段。[0013]在本實用新型所述的諧振腔中，所述人造微結構在所述基板上矩形陣列排布。[0014]實施本實用新型的諧振腔，具有以下有益效果采用本實用新型的諧振腔，其加入超材料片層后，在不改變諧振腔體積的條件下能夠明顯降低諧振頻率，因此有利于實現(xiàn)諧振腔的小型化。


[0015]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中[0016]圖1是本實用新型優(yōu)選實施例的諧振腔的結構示意圖；[0017]圖2是圖1所示諧振腔的超材料片層的結構示意圖；[0018]圖3是人造微結構為工字形的衍生形的結構示意圖；[0019]圖4是人造微結構為十字形的衍生形的結構示意圖；[0020]圖5至圖8是人造微結構為另四種十字形的衍生形的結構示意圖。
具體實施方式
[0021]本實用新型涉及一種諧振腔，主要是指微波諧振腔，如圖1所示，其內部為填充介質的腔體8。本實用新型在腔體8內填充的介質為超材料。[0022]如圖1所示，超材料包括至少一個超材料片層1。當超材料片層1有一個時，可以將其直接固定到腔體8內。當超材料片層1有多個時，多個超材料片層1表面相接觸地粘接成一體，也可在相鄰兩超材料片層1之間放置透波材料例如泡沫來將它們間隔開。腔體8 內可放置支座，支座上設置插槽，將多個超材料片層1構成的整體插入插槽內，從而使它們相互平行放置。支座優(yōu)選泡沫塑料等透波材料。[0023]超材料片層1包括平板狀的基板3和附著在基板3表面上的人造微結構2。其中， 基板3由非金屬材料制成，如聚四氟乙烯、環(huán)氧樹脂、陶瓷、鐵電材料、鐵氧材料、鐵磁材料、 FR-4材料等。人造微結構2為至少一根絲線在基板3表面上組成的一定幾何圖案的結構， 例如“工”字形、開口諧振環(huán)形等。人造微結構2的絲線是由導電材料制成的，通常為金屬如銀、銅等，也可以用其他非金屬的導電材料如ITO制成。這些絲線的線寬在Imm以內，優(yōu)選為可加工的最小線寬例如0. Imm;絲線的厚度很薄，通常為鍍層的厚度，本實用新型中通常小于0. 1mm，例如0. 018mm。當人造微結構2有多個時，優(yōu)選其在基板表面上成矩形陣列排布。[0024]人造微結構2的幾何圖案有很多種情況，已知的如工字形，其包括成直線的第一金屬線201和連接在第一金屬線201兩端且被第一金屬線201垂直平分的兩根第二金屬線 202;這樣的工字形人造微結構還可以進一步衍生，得到工字形的衍生形，如圖3所示，其除了第一、第二金屬線外，還包括分別連接在每根第二金屬線202兩端且被第二金屬線202垂直平分的第三金屬線203、分別連接在每根第三金屬線203兩端且被第三金屬線203垂直平分的第四金屬線204，依此類推，繼續(xù)衍生。[0025]同樣，本實用新型的人造微結構2還可以是十字形的衍生形，其包括兩根垂直且互相平分構成十字形的第一金屬線201，還包括分別連接在每根第一金屬線201兩端且被第一金屬線201垂直平分的第二金屬線202，構成的衍生形如圖2所示；進一步地，當人造微結構除第一、第二金屬線外，還可包括分別連接在每根第二金屬線202兩端且被第二金屬線202垂直平分的第三金屬線203，以及分別連接在每根第三金屬線203兩端且被每根第三金屬線203垂直平分的第四金屬線204，則其結構如圖4所示。還可以依此類推，得到其他衍生結構。[0026]在其他十字形的衍生形的實施例中，人造微結構2包括四個相同的支路210，任一支路210以一點為旋轉中心依次旋轉90度、180度、270度后依次分別于其他三個支路210 重合。因此，這樣的人造微結構2為各向同性結構，其在所在的平面的各個方向上對電磁波的響應特征均相同，上述如圖2、圖4的十字形的衍生形人造微結構也具有這樣的特性。當然，上述實施例中，四個支路210可以共一個端點從而連接為一體。[0027]如圖5至圖8所示，每個支路210 —端與其他三個支路210共端點連接，另一端為自由端，兩端之間設置有至少一個彎折部。這里的彎折部可以為直角彎折，如圖5所示，也可以是尖角彎折如圖6、圖7所示，還可以是圓角彎折，如圖8所示。自由端的外部還可連接有直線段，如圖7、圖8所示，優(yōu)選為自由端的端點與該線段的中點連接。[0028]由于導電材料制成的人造微結構2的存在，超材料片層具有較高的介電常數(shù)，其裝入諧振腔后，能夠明顯降低諧振腔的諧振頻率，使得由多個諧振腔組成的濾波器小型化成為可能。[0029]例如，圖1所示腔體為20mmX20mmX20mm的立方體，超材料片層為 15mmX12mmX 1.018mm，一共12個超材料片層，基板為陶瓷，厚度為1mm，每個人造微結構為如圖1、圖2所示的十字形的衍生形，其尺寸為3mmX 3mm,每塊基板上陣列排布有4X 5個人造微結構。通過仿真可知，第一、第二諧振頻率均為0，第三諧振頻率為1.9699GHz。而空腔的諧振頻率為10GHz?？梢?，加入超材料結構后，其諧振頻率降低到1.9699GHz。另外，諧振腔中有很多不同的模，對應著不同的諧振頻率，采用本實用新型的實施例，第一、第二諧振頻率為0，表明低階模被抑制，高階模被激發(fā)，而越高階模則Q值越高，Q值高意味著諧振腔的損耗小。這也是本實用新型的優(yōu)勢之一。由此可見，采用本實用新型的諧振腔，其加入超材料片層1后，能明顯降低諧振頻率，有利于實現(xiàn)濾波器的小型化。[0030]上面結合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型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，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內。
權利要求1.一種諧振腔，其內部為腔體，其特征在于，所述腔體內部放置有至少一個超材料片層，每個超材料片層包括非金屬材料制成的基板和附著在基板表面上的人造微結構，所述人造微結構為導電材料的絲線組成的具有幾何圖案的結構。
2.根據權利要求1所述的諧振腔，其特征在于，所述超材料片層有多個，所有超材料片層相互平行地間隔設置或者表面相接觸地連接成一體。
3.根據權利要求2所述的諧振腔，其特征在于，所述腔體內設置有透波材料制成的支座，所述超材料片層固定在所述支座上。
4.根據權利要求3所述的諧振腔，其特征在于，所述支座上設置有插接所述超材料片層的插槽。
5.根據權利要求1所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結構為工字形。
6.根據權利要求1所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結構為十字形。
7.根據權利要求6所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結構為十字形的衍生形，即其具有四個相同的支路，任一支路以一點為旋轉中心依次旋轉90度、180度、270度后依次分別于其他三個支路重合。
8.根據權利要求7所述的諧振腔，其特征在于，每個支路一端與其他三個支路共端點連接，另一端為自由端，兩端之間設置有至少一個彎折部。
9.根據權利要求8所述的諧振腔，其特征在于，所述支路的自由端連接有一線段。
10.根據權利要求1所述的諧振腔，其特征在于，所述人造微結構在所述基板上矩形陣列排布。
專利摘要本實用新型涉及一種諧振腔，其內部為腔體，所述腔體內部放置有至少一個超材料片層，每個超材料片層包括非金屬材料制成的基板和附著在基板表面上的人造微結構，所述人造微結構為導電材料的絲線組成的具有幾何圖案的結構。采用本實用新型的諧振腔，其加入超材料片層后，能夠明顯降低諧振腔的諧振頻率，因此可以實現(xiàn)諧振腔的小型化。
文檔編號H01P7/06GK202275915SQ201120274468
公開日2012年6月13日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權日2011年7月29日
發(fā)明者任春陽, 劉京京, 劉若鵬, 李平軍, 欒琳, 鐘果 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術有限公司, 深圳光啟高等理工研究院