一种基于微带线的单负超材料复合结构的制作方法

本发明涉及超材料领域，尤其涉及的是，一种基于微带线的单负超材料复合结构。

背景技术：

单负超材料（single-negativemetamaterials，有时也称为单负材料，即single-negativematerials）是指介电常数和磁导率两个参数中有一个参数为负值的材料，包括介电常数为负值而磁导率为正值的电单负超材料（epsilon-negativemetamaterials，或称为电单负材料，即epsilon-negativematerials）及介电常数为正值而磁导率为负值的磁单负超材料（mu-negativemetamaterials，或称为磁单负材料，即mu-negativematerials）。单独的电单负材料超材料或磁单负超材料对电磁波是不透明的，而由两种单负超材料组成的异质结却能够对电磁波透明，使得基于传输线的单负超材料异质结（由电单负超材料和磁单负超材料组成的异质结结构）有着重要应用。然而，基于传输线的单负超材料异质结的透射峰频率是不可调的，即基于传输线的单负超材料异质结制作完成后，其透射峰的频率便被固定，不能再改变，这在一定程度上限制了基于传输线的单负超材料异质结的应用范围，因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的透射峰频率可被调控的基于微带线的单负超材料复合结构。

为实现上述目的，本发明采用了下述的技术方案：一种基于微带线的单负超材料复合结构，包括微带线、贴片电容、贴片电感、变容二极管；所述微带线的中心导带沿其长度平均分为三份，分别为左侧三分之一部分、中间三分之一部分及右侧三分之一部分；

所述微带线的中心导带左侧三分之一部分和右侧三分之一部分分别周期性地开设有上下贯穿的机械通孔，并周期性地刻有狭缝，一个机械通孔和一个狭缝组成一个单元；

所述微带线的中心导带中间三分之一部分周期性地开设有上下贯穿的机械通孔，并周期性地刻有双狭缝，一个机械通孔和一对狭缝组成一个单元；

所述贴片电感插在开设的机械通孔内，上端通过焊锡和微带线的中心导带接通，下端通过焊锡和微带线的接地板接通，所述贴片电容跨过狭缝，左右两端通过焊锡和微带线的中心导带接通，所述变容二极管跨过双狭缝的每一个狭缝，左右两端通过焊锡和微带线的中心导带接通；从而通过电感值和电容值的选择，左侧三分之一部分形成电单负超材料，右侧三分之一部分形成磁单负超材料，中间三分之一部分形成非线性左手材料。

优选的，所述的基于微带线的单负超材料复合结构中，所述微带线是利用双面印刷电路板实现。

优选的，所述的基于微带线的单负超材料复合结构中，所述的基于微带线的单负超材料复合结构中，所述微带线的中心导带左侧三分之一部分和右侧三分之一部分的每个单元中机械通孔和狭缝所占的中心导带的长度分别为单元长度的二分之一。

优选的，所述的基于微带线的单负超材料复合结构中，所述的基于微带线的单负超材料复合结构中，所述微带线的中心导带中间三分之一部分的每个单元中机械通孔和每个狭缝所占的中心导带的长度分别为单元长度的三分之一。

相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本发明提出的基于微带线的单负超材料复合结构的透射峰频率可以通过信号功率进行调控，从而有利于更加广泛的应用，具有很好的市场应用价值。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明所提出的基于微带线的单负超材料复合结构在不同功率下的传输特性曲线。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直”、“上下贯穿”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

该基于微带线的单负超材料复合结构，包括微带线、贴片电容、贴片电感、变容二极管；所述微带线的中心导带沿其长度平均分为三份，分别为左侧三分之一部分、中间三分之一部分及右侧三分之一部分；所述微带线的中心导带左侧三分之一部分和右侧三分之一部分分别周期性地开设有上下贯穿的机械通孔，并周期性地刻有狭缝，一个机械通孔和一个狭缝组成一个单元；所述微带线的中心导带中间三分之一部分周期性地开设有上下贯穿的机械通孔，并周期性地刻有双狭缝，一个机械通孔和一对狭缝组成一个单元；所述贴片电感插在开设的机械通孔内，上端通过焊锡和微带线的中心导带接通，下端通过焊锡和微带线的接地板接通，所述贴片电容跨过狭缝，左右两端通过焊锡和微带线的中心导带接通，所述变容二极管跨过双狭缝的每一个狭缝，左右两端通过焊锡和微带线的中心导带接通；从而通过电感值和电容值的选择，左侧三分之一部分形成电单负超材料，右侧三分之一部分形成磁单负超材料，中间三分之一部分形成非线性左手材料。

优选的，所述的基于微带线的单负超材料复合结构中，所述微带线是利用双面印刷电路板实现。所述微带线的中心导带左侧三分之一部分和右侧三分之一部分的每个单元中机械通孔和狭缝所占的中心导带的长度分别为单元长度的二分之一。所述微带线的中心导带中间三分之一部分的每个单元中机械通孔和每个狭缝所占的中心导带的长度分别为单元长度的三分之一。

本发明的一个实施例是，如图1所示，该基于微带线的单负超材料复合结构，包括微带线1、贴片电容2、贴片电感3、变容二极管4；

所述微带线的中心导带5左侧三分之一部分和右侧三分之一部分周期性地开设有上下贯穿的机械通孔6，同时周期性地刻有狭缝7，一个机械通孔和一个狭缝组成一个单元，并且机械通孔和狭缝所占的中心导带的长度分别为单元长度的二分之一；

所述贴片电感3插在开设的机械通6孔内，上端通过焊锡和微带线的中心导带5接通，下端通过焊锡和微带线的接地板接通，所述贴片电容2跨过狭缝7，左右两端通过焊锡和微带线的中心导带5接通，从而通过电感值和电容值的选择，左侧三分之一部分可形成电单负超材料8，右侧三分之一部分可形成磁单负超材料9；

所述微带线的中心导带中间三分之一部分也周期性地开设有上下贯穿的机械通孔6，同时周期性地刻有双狭缝10，一个机械通孔和一对狭缝组成一个单元，并且机械通孔和每个狭缝所占的中心导带的长度分别为单元长度的三分之一；

所述贴片电感3插在开设的机械通孔6内，上端通过焊锡和微带线的中心导带5接通，下端通过焊锡和微带线的接地板接通，所述变容二极管4跨过双狭缝10的每一个狭缝，左右两端通过焊锡和微带线的中心导带接通，从而形成非线性左手材料11。进一步的，所述微带线是利用双面印刷电路板实现。

根据本发明所提出的技术方案，我们制作了样品，制作样品时我们采用的是介电常数为2.65，介质板厚度为1.0mm的双面印刷电路板，微带线的中心导带宽度为2.73mm。对于电单负超材料，加载的贴片电感和贴片电容的值分别为5.6nh和1.5pf，一个单元的长度为12mm。对于磁单负超材料，加载的贴片电感和贴片电容的值分别为15nh和2.0pf，一个单元的长度也为12mm。对于中间的非线性左手材料，加载的贴片电感的值为3.9nh，加载的变容二极管的型号为infineonbby52，一个单元的长度也为12mm。

图2给出了测试的图1所示的基于微带线的单负超材料复合结构在不同功率下的传输特性曲线，由图2可以看出，随着信号功率的增大，单负超材料复合结构的透射峰不断向高频移动，即可以通过信号功率对透射峰的频率进行调控。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。