专利名称：一种改变电磁波阔度的超材料装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及超材料技术领域，尤其涉及一种改变电磁波阔度的超材料装置。
背景技术：
电磁波的阔度是指电磁波的辐射范围，在现有的通信系统中，电磁波辐射的阔度越大，则其信号覆盖面越广。平面波是电磁波传输的ー种方式，采用平面波传输电磁波相比球面波能极大的扩大电磁波的传输距离，而采用平面波传输电磁波时，其电磁波阔度受限制，不如球面波的传输阔度。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供ー种利用超材料原理设计的，将电磁波以平面波传输同时又能改变平面电磁波阔度的超材料装置。本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种改变电磁波阔度的超材料装置，其包括同中心轴设置的第一超材料板以及第ニ超材料板，所述第一超材料板长度小于第二超材料板长度；所述第一超材料板包括多片折射率分布相同的第一功能超材料片层，所述第二超材料板包括多片折射率分布相同的第二功能超材料片层；所述第一功能超材料片层的折射率以第一功能超材料片层的中心点为圆心呈圆形分布，相同半径r处的折射率相同，半径为r处的折射率分布规律为
权利要求
1.一种改变电磁波阔度的超材料装置，其特征在于包括同中心轴设置的第一超材料板以及第ニ超材料板，所述第一超材料板长度小于第二超材料板长度；所述第一超材料板包括多片折射率分布相同的第一功能超材料片层，所述第二超材料板包括多片折射率分布相同的第二功能超材料片层；所述第一功能超材料片层的折射率以第一功能超材料片层的中心点为圆心呈圆形分布，相同半径r处的折射率相同，半径为r处的折射率分布规律为
2.如权利要求I所述的超材料装置，其特征在于所述第一超材料板还包括M片折射率分布不同的第一渐变超材料片层，其中第一层第一渐变超材料片层的折射率为nmin，除第ー层第一渐变超材料片层外，M层第一渐变超材料片层中第j层第一渐变超材料片层的折射率分布与第一功能超材料片层的折射率分布n (r)的对应关系为 η,· (r) = (nmin)J/MX (n (r))(.飾。
3.如权利要求I所述的超材料装置，其特征在于所述第二超材料板还包括N片折射率分布不同的第二渐变超材料片层，其中第一层第二渐变超材料片层的折射率为为nmin，除第一层第二渐变超材料片层外，N层第二渐变超材料片层中第k层第二渐变超材料片层的折射率分布与第二功能超材料片层的折射率分布n (R)的对应关系为 nk(R) = (nmin)k/NX(n(R))(N-k)/N。
4.如权利要求I或2或3所述的超材料装置，其特征在于所述第一功能超材料片层、第二功能超材料片层、第一渐变超材料片层以及第ニ渐变超材料片层上均周期排布有多个人造微结构以改变第一功能超材料片层、第二功能超材料片层、第一渐变超材料片层以及第二渐变超材料片层每点的折射率值。
5.如权利要求4所述的超材料装置，其特征在于所述人造微结构为人造金属微结构，所述人造金属微结构拓扑图案呈各向同性。
6.如权利要求5所述的超材料装置，其特征在于所述人造金属微结构呈平面雪花状，其具有相互垂直平分的第一金属线及第二金属线，所述第一金属线与第二金属线的长度相同，所述第一金属线两端连接有相同长度的两个第一金属分支，所述第一金属线两端连接在两个第一金属分支的中点上，所述第二金属线两端连接有相同长度的两个第二金属分支，所述第二金属线两端连接在两个第二金属分支的中点上，所述第一金属分支与第二金属分支的长度相等。
7.如权利要求6所述的超材料装置，其特征在于所述平面雪花状的人造金属微结构的每个第一金属分支及每个第二金属分支的两端还连接有完全相同的第三金属分支，相应的第三金属分支的中点分别与第一金属分支及第ニ金属分支的端点相连。
8.如权利要求6所述的超材料装置，其特征在于所述平面雪花状的金属微结构的第一金属线与第二金属线均设置有两个弯折部，所述平面雪花状的金属微结构绕垂直于第一金属线与第二金属线交点的轴线向任意方向旋转90度的图形都与原图重合。
9.如权利要求5所述的超材料装置，其特征在于所述第一超材料板长度为O.2至O. 4米，所述第二超材料板长度为O. 6至O. 8米，所述第一超材料板与第二超材料板之间的间距为O. 2米。
10.如权利要求9所述的超材料装置，其特征在于所述第一超材料板以及第ニ超材料板上的最大折射率值nmax为4. 92，最小折射率值nmin为I. 28。
全文摘要
本发明公开一种改变电磁波阔度的超材料装置，其包括同中心轴设置的第一超材料板以及第二超材料板，所述第一超材料板长度小于第二超材料板长度；所述第一超材料板将馈源辐射的电磁波发散，所述第二超材料板将发散的电磁波转换为平面波传输。本发明超材料装置具有结构简单、能扩大电磁波的阔度且扩大电磁波的传输距离。
文档编号H01Q15/02GK102683873SQ20121012775
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者刘若鹏, 寇超锋, 李云龙, 赵治亚 申请人:深圳光启创新技术有限公司