一种电控调节辐射频率的人工结构材料及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于天线技术领域，具体涉及一种电控调节辐射频率的人工结构材料及其 制作方法。
【背景技术】
[0002] 由于人工结构材料的电磁特性，人们将人工结构材料运用到天线中，但是，传统的 人工结构材料带宽很窄，严重限制了人工结构材料在天线上的使用，为了解决该问题，人们 开始着重研宄通过外界手段实时地主动控制人工结构材料的电磁性质。2006年，浙江大学 有研宄小组利用反平行S环人工材料拓展到可控天线上，但是这种天线是基于S环负折射 特性，因此反平行S环只能制作单频可控天线，频带依然很窄。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于：针对现有负折射率人工材料应用带宽窄的问题，提出一种电 控调节辐射频率的人工结构材料及其制作方法，这种结构材料可以在工作频率附近相当宽 的带宽范围之内工作，通过改变变容二极管的工作电压，可以实现人工结构材料工作频率 的有效调控，进而对天线辐射频率进行拓展。
[0004] 为了实现上述目的，本发明一种电控调节辐射频率的人工结构材料的制作方法所 采用的技术方案为：
[0005] (1)选择中心工作频率f，并以此确定人工结构材料单元的间距，以及组成人工结 构材料单元的金属结构的金属线宽、金属种类以及基底材料的电磁性质；其中，人工结构材 料单元的间距为对应中心工作频率f的1/2A~A之间，金属结构的线宽为1/20A-1/5入 之间；
[0006] (2)金属结构选择
【主权项】
1. 一种电控调节辐射频率的人工结构材料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 选择中心工作频率f，并以此确定人工结构材料单元的间距，以及组成人工结构材 料单元的金属结构的金属线宽、金属种类以及基底材料的电磁性质；其中，人工结构材料单 元的间距为对应工作频率f的1/2 λ~λ之间，金属结构的线宽为1/20 λ-1/5 λ之间； (2) 金属结构选择"Ξ"型的结构，在每个人工结构材料单元的金属结构的开口处加载 电容二极管，然后再利用电磁仿真软件CST计算二极管在不同电压下的透过谱特性和谐振 频率特性，并改变所加电容值，记录对应谐振频率，绘谐振频率-电压曲线； (3) 在天线H面方向周期排列人工结构材料，并将这些人工结构材料分成间距相等的N 个区域，N多10,每个区域包括的单元数相等，每个区域内单元上所加的电容量相等。
2. 根据权利要求1所述的电控调节辐射频率的人工结构材料的制作方法，其特征在 于：所述步骤（1)中所选择的中心工作频率为〇. 3GHz-300GHz。
3. 根据权利要求1所述的电控调节辐射频率的人工结构材料的制作方法，其特征在 于：所述步骤（1)中金属结构的材料选择铜、银或金。
4. 根据权利要求1所述的电控调节辐射频率的人工结构材料的制作方法，其特征在 于：所述步骤（1)中的基底材料为非磁性介质材料，其介电常数在2-10之间，磁导率为1。
5. 根据权利要求1所述的电控调节辐射频率的人工结构材料的制作方法，其特征在 于：变容二极管的外加反偏电压值在IOV之内。
6. 根据权利要求1所述的电控调节辐射频率的人工结构材料的制作方法，其特征在 于：所述的步骤（3)中，天线的入射波为平面波，其幅值和位相在垂直于传播方向平面相 等。
7. -种根据权利要求1-6的方法制作的电控调节辐射频率的人工结构材料，其特征在 于，包括若干个等间隔的人工结构材料，每个区域人工结构材料包括的单元数相等，人工结 构材料单元包括型的金属结构和基底材料，型的金属结构的中间开口处加载电容 二极管，每个区域内单元上所加的电容二极管的电容量相等。
【专利摘要】本发明公开了一种电控调节辐射频率的人工结构材料及其制作方法，制作的步骤包括：(1)选择中心工作频率f，并以此确定人工结构材料单元的间距，以及组成人工结构材料单元的金属结构的金属线宽、金属种类以及基底材料的电磁性质；(2)金属结构选择型的结构，加载电容二极管，然后再利用电磁仿真软件CST计算，并记录对应谐振频率，绘谐振频率-电压曲线；(3)在天线H面方向周期排列人工结构材料，并将这些人工结构材料单元分成间距相等的N个区域，N≥10，每个区域包括的单元数相等，每个区域内单元上所加的电容量相等。本发明的人工结构材料采用型金属结构加可变电容，大大减少外加导线时对材料电磁特性产生的影响。
【IPC分类】H01Q15-00
【公开号】CN104659495
【申请号】CN201510055860
【发明人】李平
【申请人】成都南骄科技有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月3日