CN1649208A - 由s型单元组成的异向介质 - Google Patents

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CN1649208A CN 200410073586 CN200410073586A CN1649208A CN 1649208 A CN1649208 A CN 1649208A CN 200410073586 CN200410073586 CN 200410073586 CN 200410073586 A CN200410073586 A CN 200410073586A CN 1649208 A CN1649208 A CN 1649208A
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陈红胜
冉立新
章献民
孔金瓯
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Zhejiang University ZJU
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Abstract

本发明公开了一种由S型单元组成的异向介质。由一个产生等效负介电常数的特性S形的金属条和另一个产生等效负磁导率的特性S形的金属条为一对，按照相反的方向分别使用印制电路工艺印制在基板介质两面，然后在x，y两个方向上周期排列，构成具有负折射率的特性的S型异向介质。S型的结构具有异向介质所具有的负折射率特性。与其他异向介质结构相比，采用S型结构制作的异向介质具有结构简单，制作方便，频带宽，损耗小，性能稳定的优点。

Description

由S型单元组成的异向介质
技术领域
本发明涉及一种由S型单元组成的异向介质。
背景技术
前苏联科学家V.G.Veselago在1968年预言：当介质的介电常数ε与磁导率μ同时为负数时，其折射率将变为负值。这种ε和μ同时为负的介质被美国麻省理工学院J.A.Kong命名其中文名称为“异向介质”。2001年，美国加州大学San Diego分校的D.R.Smith等人根据英国帝国理工学院J.B.Pendry的研究结果，即：用细金属棒(Rod)阵列可以构造介电常数ε为负的介质，以及用开路环谐振器(SRR：Split-Ring Resonator)阵列可以构造磁导率μ为负的介质，首次构造出在微波频段ε与μ同时为负的人工介质。目前异向介质主要采用这种SRR+Rod的结构，如图2所示，这种结构稳定性差，结构复杂，需要两种结构来产生负ε和负μ的特性，损耗大，负折射率所在的频段很窄(＜1GHz)；与之相比，S形异向介质克服了这些缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供制作简便、性能稳定、损耗小、频带宽的一种由S型单元组成的异向介质。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
由一个产生等效负介电常数的特性S形的金属条和另一个产生等效负磁导率的特性S形的金属条为一对，按照相反的方向分别使用印制电路工艺印制在基板介质两面，然后在x，y两个方向上周期排列，构成具有负折射率的特性的S型异向介质。
所述的构成具有负折射率的特性的S型异向介质，为一对S结构组成或任意对S结构依次首尾串接组成。
本发明具有的有益的效果是：
1.设计S型异向介质使得等效介电常数为负的频段与等效磁导率为负的频段重合，从而在这个重合的频段内，S型结构具有负的折射率。由此使异向介质的制作变的简便，同时在一对结构中就实现异向介质可以使电磁场在内部的散射变小，减少损耗。S形两头横向的金属条使异向介质受其所处的电磁环境的影响减少到很小；
2.使一对S金属条构成的‘8’字形区域所围的区域尽量大，从而负折射率所在的频段就会很宽；
3.S型异向介质克服了传统的SRR+Rod异向介质结构的缺点，性能稳定，损耗小，频带宽。
附图说明
图1是一个单元的S形异向介质结构；
图2是目前异向介质主要采用的SRR+Rod结构；
图3是由2个S首尾串接组成的异向介质结构被切成三角棱镜形状的样品；
图4是对图3所示的样品进行折射率测量的结果。
具体实施方式
如图1所示是一个单元的S型异向介质结构，由一个产生等效负介电常数的特性S形的金属条和另一个产生等效负磁导率的特性S形的金属条为一对，按照相反的方向分别使用印制电路工艺印制在基板介质两面，然后在x，y两个方向上周期排列，构成具有负折射率的特性的S型异向介质。图1中S形的金属条长度a为5mm，线宽为0.4mm，宽度为2.4mm。
如图3所示是所述的构成具有负折射率的特性的S型异向介质，为一对S结构组成或任意对S结构依次首尾串接组成。
前面S与后面S互相反转，印制在基板上，然后在x，y，两个方向上周期排列。每个S产生负介电常数的特性，一对S通过它们之间的电磁耦合产生负的磁导率，从而在它们重合的频带内产生负的折射率。与目前主要采用的SRR+Rod结构，如图2所示相比，图1所示的S形结构更加简单。
S型结构同时也可以采用多个S首尾相连而成，如图3所示。相连的S越多，负介电常数所在的频段会越宽。如图3所示是这种结构被裁减成棱镜形状的样品，对其进行棱镜实验测量可以得出折射率随频段的关系，如附图4所示，在10.9GHz到13.5GHz之间异向介质折射率为负值，具有2.6GHz的负折射率频宽。

Claims (2)

1.一种由S型单元组成的异向介质，其特征在于：由一个产生等效负介电常数的特性S形的金属条和另一个产生等效负磁导率的特性S形的金属条为一对，按照相反的方向分别使用印制电路工艺印制在基板介质两面，然后在x，y两个方向上周期排列，构成具有负折射率的特性的S型异向介质。
2.根据权利要求1所述的一种由S型单元组成的异向介质，其特征在于：所述的构成具有负折射率的特性的S型异向介质，为一对S结构组成或任意对S结构依次首尾串接组成。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication