超材料制造技術

本實用新型專利技術公開了一種超材料。其中，該超材料包括：基底材料；電可控微結構單元陣列，電可控微結構單元陣列設置在基底材料上，電可控微結構單元陣列包括多個電可控微結構單元，其中，每個電可控微結構單元包括：外金屬結構和內金屬結構，內金屬結構和外金屬結構組成環形的通道；變容二極管，變容二極管設置在每個電可控微結構單元的通道內，用于根據加載在變容二極管兩端的電壓調節每個電可控微結構單元的工作頻率。本實用新型專利技術解決了現有技術中無法快速準確地調節超材料的工作頻率的技術問題。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及控制領域，具體而言，涉及一種超材料。
技術介紹
現有社會中的，超材料具有傳統自然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構，但是，對于超材料來說，其奇異的電磁特性都有一個頻帶范圍，超出這個范圍，這個奇異的電磁特性會減弱甚至消失。因此，相關技術人員就開始研究可控的超材料，在現有的研究成果中，可控超材料主要包括三大類：(1)機械式可控超材料；(2)加載微波開關；(3)加載可控材料(例如，鐵氧體、液晶材料、石墨烯等)。其中，機械式可控的超材料由于要對移動量進行精確的控制，因此，使得體積相對較大，不易操作；加載微波開關的可控超材料其狀態與開關的個數有關，要實現足夠多的狀態數就需要添加足夠多的開關個數，導致結構的復雜度增加；而加載可控材料的超材料其調控的頻率范圍不大，而且需要外加偏置場導致結構復雜。針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術實現思路
本技術實施例提供了一種超材料，以至少解決現有技術中無法快速準確地調節超材料的工作頻率的技術問題。根據本技術實施例的一個方面，提供了一種超材料，包括：基底材料；電可控微結構單元陣列，所述電可控微結構單元陣列設置在所述基底材料上，所述電可控微結構單元陣列包括多個電可控微結構單元，其中，每個電可控微結構單元包括：外金屬結構和內金屬結構，所述內金屬結構和所述外金屬結構組成環形的通道；變容二極管，所述變容二極管設置在所述每個電可控微結構單元的所述通道內，用于根據加載在所述變容二極管兩端的電壓調節所述每個所述電可控微結構單元的工作頻率。進一步地，所述外金屬結構為方框結構，所述內金屬結構為矩形金屬貼片，所述內金屬結構嵌套于所述外金屬結構內。進一步地，所述工作頻率的調節范圍包括：0.3GHz至300GHz。進一步地，所述外金屬結構和所述內金屬結構的材料為以下至少一種：銅、銀和金。進一步地，加載在所述變容二極管兩端的電壓的取值范圍為：0V至20V。進一步地，所述變容二極管在所述環形的通道中的正-負極方向與所述超材料中的電磁場方向相同。進一步地，述基底材料為非磁性介質材料，并且所述基底材料的介電常數的取值范圍為：2至10，所述基底材料的磁導率為1。進一步地，所述電可控微結構單元陣列中任意兩個所述電可控微結構單元的大小相同。進一步地，所述超材料還包括：同軸通孔，設置在所述內金屬結構上，所述內金屬結構通過所述同軸通孔與饋電網絡連接，用于向所述變容二極管施加電壓。進一步地，垂直于所述金屬結構的表面入射的電磁波為平面波，所述電磁波的幅值和相位在垂直于入射方向上相等。進一步地，在預設頻段內，所述電可控微結構單元陣列中任意相鄰的兩個電可控微結構單元之間的距離為預設距離，其中，所述預設距離的取值范圍為：1/2λ至λ，所述λ為所述超材料中電磁波的波長。在本技術實施例中，采用基底材料；電可控微結構單元陣列，所述電可控微結構單元陣列設置在所述基底材料上，所述電可控微結構單元陣列包括多個電可控微結構單元，其中，每個電可控微結構單元包括：外金屬結構和內金屬結構，所述內金屬結構和所述外金屬結構組成環形的通道；變容二極管，所述變容二極管設置在所述每個電可控微結構單元的所述通道內，用于根據加載在所述變容二極管兩端的電壓調節所述每個所述電可控微結構單元的工作頻率的方式，通過在電可控微結構單元陣列中每個電可控微結構單元中設置一個電容可變的變容二極管，以達到調節每個電可控微結構單元的工作頻率的目的，從而實現了能夠通過變容二極管就可以調節超材料的工作頻率的技術效果，進而解決了現有技術中無法快速準確地調節超材料的工作頻率的技術問題。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本技術的進一步理解，構成本申請的一部分，本技術的示意性實施例及其說明用于解釋本技術，并不構成對本技術的不當限定。在附圖中：圖1是根據本技術實施例的一種超材料的示意圖；圖2是根據本技術實施例的一種電可控微結構單元陣列的結構示意圖；以及圖3是根據本技術實施例的一種電容和頻率變化關系的示意圖。具體實施方式為了使本
的人員更好地理解本技術方案，下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒炯夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本技術保護的范圍。需要說明的是，本技術的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本技術的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。根據本技術實施例，提供了一種超材料的實施例。下面結合圖1和圖2對本技術實施例進行說明。圖1是根據本技術實施例的一種超材料的示意圖，圖2是根據本技術實施例的一種電可控微結構單元陣列的結構示意圖。如圖1和圖2所示，該超材料包括：基底材料11、由至少一個電可控微結構單元13組成的電可控微結構單元陣列和變容二極管15，其中：電可控微結構單元陣列設置在基底材料上，電可控微結構單元陣列包括多個電可控微結構單元，其中，每個電可控微結構單元包括：外金屬結構和內金屬結構，內金屬結構和外金屬結構組成環形的通道；變容二極管15設置在每個電可控微結構單元的通道內，用于根據加載在變容二極管兩端的電壓調節每個電可控微結構單元的工作頻率。在本技術實施例中，通過在電可控微結構單元陣列中每個電可控微結構單元中設置一個電容可變的變容二極管，以達到調節每個電可控微結構單元的工作頻率的目的，從而實現了能夠通過變容二極管就可以調節超材料的工作頻率的技術效果，進而解決了現有技術中無法快速準確地調節超材料的工作頻率的技術問題。如圖2所示的為10×10的電可控微結構單元陣列，在該陣列中，包括10×10個電可控微結構單元13。如圖2所示，在本技術實施例中，電可控微結構單元陣列中的任意兩個電可控微結構單元的大小均相同，各個單元緊密的陣列排布。也即在電可控為結構單元陣列中包括多個相同的電可控微結構單元，其中，電可控微結構單元陣列中任一個電可控微結構單元13的結構圖如圖1所示。在圖1中，電可控微結構單元13包括外金屬結構132和內金屬結構131，內金屬結構131和外金屬結構132組成間距為d的環形的通道17。在如圖2所示的電可控微結構單元13中，外金屬結構132可以為方框結構，內金屬結構131可以為矩形金屬貼片，如圖1所示，內金屬結構嵌套于外金屬結構內，并形成上述通道17。上述外金屬結構和內金屬結構的材料可以為以下至少一種：銅、銀和金。由于考慮到電可控超材料的成本，作為優選，外金屬結構和內金屬結構的材料可以選取為銅。需要說明的是，如果上述外金屬結構和內金屬結構的材料選取為銅，則可以在銅表面鍍金，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超材料，其特征在于，包括：基底材料；電可控微結構單元陣列，所述電可控微結構單元陣列設置在所述基底材料上，所述電可控微結構單元陣列包括多個電可控微結構單元，其中，每個電可控微結構單元包括：外金屬結構和內金屬結構，所述內金屬結構和所述外金屬結構組成環形的通道；變容二極管，所述變容二極管設置在所述每個電可控微結構單元的所述通道內，用于根據加載在所述變容二極管兩端的電壓調節所述每個電可控微結構單元的工作頻率。

【技術特征摘要】
1.一種超材料，其特征在于，包括：基底材料；電可控微結構單元陣列，所述電可控微結構單元陣列設置在所述基底材料上，所述電可控微結構單元陣列包括多個電可控微結構單元，其中，每個電可控微結構單元包括：外金屬結構和內金屬結構，所述內金屬結構和所述外金屬結構組成環形的通道；變容二極管，所述變容二極管設置在所述每個電可控微結構單元的所述通道內，用于根據加載在所述變容二極管兩端的電壓調節所述每個電可控微結構單元的工作頻率。2.根據權利要求1所述的超材料，其特征在于，所述外金屬結構為方框結構，所述內金屬結構為矩形金屬貼片，所述內金屬結構嵌套于所述外金屬結構內。3.根據權利要求1所述的超材料，其特征在于，所述工作頻率的調節范圍包括：0.3GHz至300GHz。4.根據權利要求1所述的超材料，其特征在于，加載在所述變容二極管兩端的電壓的取值范圍為：0V至20V。5.根據權利要求1所述的超材料，其特征在于，所述變容二極管在所述環形的通道中的正-負極方向與所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：深圳超級數據鏈技術有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44