WO2015170951A1 - Nouvelle conception du méta-matériaux micro-onde ultra large bande à base de résonateur à manchon pour la bande 6.5-16.5 ghz - Google Patents

Nouvelle conception du méta-matériaux micro-onde ultra large bande à base de résonateur à manchon pour la bande 6.5-16.5 ghz Download PDF

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WO2015170951A1 PCT/MA2014/000029 MA2014000029W WO2015170951A1 WO 2015170951 A1 WO2015170951 A1 WO 2015170951A1 MA 2014000029 W MA2014000029 W MA 2014000029W WO 2015170951 A1 WO2015170951 A1 WO 2015170951A1
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split ring
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Mohamed ESSAAIDI
Rachid RIAN
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Universite Mohammed V De Rabat
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0086—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices having materials with a synthesized negative refractive index, e.g. metamaterials or left-handed materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/002—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of materials engineered to provide properties not available in nature, e.g. metamaterials

Definitions

  • Meta-materials are artificial materials with physical properties superior to natural materials. "META” is a Greek prefix meaning “beyond” or "a level above”, as in metaphysics or metalogy. The most interesting property for meta-materials is that they can have a negative refractive index (n ⁇ 0). This property is extremely interesting in practice for certain applications in optics and microwave or microwave electronics. Among these applications include the possibility of rendering invisible objects by covering them with a layer of negative refractive index meta-material since that will not reflect the light rays falling on it "meta-materialcloaking". Another very important application for the field of telecommunication systems and radar systems is based on the fact that antenna gain can be dramatically increased by placing one or more layers of metamaterials at their proximity.
  • the meta-materials are constituted by periodic structures whose base element is a resonant metallic structure which confers them these properties of interest in a very narrow band of frequency.
  • This invention consists of a new design of the basic element structure (Figure 1) of the active meta-material over a very wide frequency band for applications in the field of telecommunication antennas and radar systems operating in a band frequency between 6.5 and 16.5 GHz ( Figure 2).
  • Figure 1 Geometry of the structure of the basic element of the meta-material.
  • Figure 2 Variation of refractive index of meta-material as a function of frequency.

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

Cette invention consiste en un nouvelle conception de la structure de l'élément de base (Figure 1) du méta-matériau actif sur une très large bande de fréquence pour des applications dans le domaine des antennes de télécommunications et des systèmes radars opérant dans une bande de fréquence entre 6.5 et 16.5 GHz (Figure 2). Pour arriver à ce résultat nous avons opté pour la conception d'une structure particulière de l'élément de base de ce méta-matériau. Cette structure consiste à déposer deux résonateurs à manchon (connus par leur appellation en anglais « split ring resonators » ou « SRR ») sur une face d'une lame carrée d'un matériau diélectrique dont la référence commerciale est FR4 et dont l'épaisseur est de 1.5mm et la permittivité diélectrique relative est de 4. L'autre face comporte trois rubans conducteurs parallèles très minces et espacés d'une très petite distance.

Description

Nouvelle conception du Méta-matériaux micro-onde ultra large bande à base de résonateur à manchon pour la bande 6.5-16.5 GHz.
Description
Les méta-matériaux, comme leur nom l'indique, sont des matériaux artificiels ayant des propriétés physiques supérieures aux matériaux naturels. « META » est un préfixe grec signifiant « au-delà » ou « un niveau au-dessus », comme dans métaphysique ou métalogique. La propriété la plus intéressante pour les méta-matériaux c'est qu'ils peuvent avoir un indicede réfraction négatif (n<0). Cette propriété est extrêmement intéressante en pratique pour certaines applications en optiques et en électronique hyperfréquence ou micro-onde. Parmi ces applications on peut citer notamment la possibilité de rendre des objets invisibles en les couvrant par une couche de méta-matériau à indice de réfraction négatif puisque celui ne va pas réfléchir les rayons lumineux qui lui tombent dessus « meta-materialcloaking ». Une autre application très importante pour le domaine des systèmes de télécommunications et les systèmes radars est basée sur le fait qu'on peut accroître d'une façon spectaculaire le gain des antennes en plaçant une ou plusieurs couches de méta-matériaux à leur proximité.
Généralement, les méta-matériaux sont constitués par des structures périodiques dont l'élément de base est une structure métallique résonantes qui leur confère ces propriétés intéressante dans une bande très étroite de fréquence.
Cette invention consiste en un nouvelle conception de la structure de l'élément de base (Figure 1) du méta-matériau actif sur une très large bande de fréquence pour des applications dans le domaine des antennes de télécommunications et des systèmes radars opérant dans une bande de fréquence entre 6.5 et 16.5 GHz (Figure 2).
Liste des figures et tableaux
Figure 1 : Géométrie de la structure de l'élément de base du méta-matériau.
Figure 2 : Variation de l'indice de réfraction du méta-matériau en fonction de la fréquence.

Claims

Revendications
1. Conception du méta matériaux caractérisé en ce qu'une lame diélectrique carrée comporte deux résonateurs à manchons sur une des deux faces et trois rubans conducteurs minces parallèles sur l'autre face, la bande de fréquence couverte est située entre 6.5 à 16.5 GHz.
2. Nouvelle conception du méta matériauxselon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce la lame diélectrique est formée par un matériau diélectrique FR4 caractérisé par une permittivité diélectrique de 4 et une épaisseur de 1.5 mm.
3. Nouvelle conception du méta matériaux selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que les éléments conducteurs sont en cuivre.
4. Nouvelle conception du méta matériauxselon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le résonateur à manchon conducteur est de forme de base carrée.
5. Nouvelle conception du méta matériaux intégrable dans des dispositifs électroniques comportant une antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes.
PCT/MA2014/000029 2014-05-08 2014-11-04 Nouvelle conception du méta-matériaux micro-onde ultra large bande à base de résonateur à manchon pour la bande 6.5-16.5 ghz WO2015170951A1 (fr)

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Citations (3)

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