[发明专利]超材料

说明书

技术领域

本发明涉及电磁通信领域，更具体地说，涉及一种超材料。

背景技术

超材料是一种具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构材料，其通过周期性排列的人工微结构来改变空间中各点的介电常数和磁导率，而让整个超材料在一定频率范围内具有普通材料所不具备的介电常数和磁导率。

目前，超材料一般由多个叠加在一起的超材料片层构成，每一超材料片层包括由金属线构成的具有一定拓扑形状的人工微结构和用于附着人工微结构的基材，人工微结构阵列排布在基材上，而基材对人工微结构起支撑作用，其可为任何与人工微结构不同的材料，从而让整个超材料产生一个等效介电常数和等效磁导率，这两个参数分别表征超材料的电场响应和磁场响应。而超材料的电磁响应是由人工微结构的拓扑形状和几何尺寸所决定的。通常人工微结构的几何尺寸为产生电磁响应的电磁波波长的十分之一左右，否则，超材料中呈阵列排布的人工微结构不能被视为连续。

随着科技日新月异的发展，人们根据实际的应用环境对材料提出了不同的电磁响应需求。我们知道，材料的电场响应与其介电常数有关。而由上可知，由于人工微结构的可设计性，从而可以调制超材料的介电常数，以满足不同的电磁响应需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种可以调制介电常数的超材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超材料，包括至少一个超材料片层，每个超材料片层包括基材和附着在所述基材上的多个人工微结构，所述人工微结构包括相互平行的第一金属线和第二金属线以及两端分别与所述第一金属线和第二金属线相接的第三金属线，所述第一金属线与所述第三金属线相接形成第一夹角θ₁，所述第二金属线与所述第三金属线相接形成第二夹角θ₂，其中0＜θ₁＝θ₂＜90°。

优选地，所述第三金属线的两端分别相接于所述第一金属线和第二金属线的相互斜对角的两端。

优选地，所述第三金属线的两端分别相接于所述第一金属线和第二金属线的两端之间的位置。

优选地，所述第三金属线的一端相接于所述第一金属线的一端，另一端相接于所述第二金属线的两端之间的位置。

优选地，所述第一金属线与第二金属线为相互正对的等长线。

优选地，所述第一金属线与第二金属线为相互斜对的等长线。

优选地，所述基材由聚四氟乙烯制成。

优选地，所述基材由陶瓷材料制成。

优选地，所述金属线是铜线或银线。

优选地，所述人工微结构呈平面拓扑形状。

本发明的超材料具有以下有益效果：通过调节所述第三金属线的两端在所述第一金属线和第二金属线上的位置，得以改变所述人工微结构的拓扑形状，让所述超材料具有不同的介电常数，以满足不同的电磁响应需求。

附图说明

下面将结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明的第一实施例的超材料的结构示意图。

图2是图1中的人工微结构的平面放大图；

图3是本发明的第二实施例的超材料的结构示意图；

图4是本发明的第三实施例的超材料的结构示意图；

图5是图4中的人工微结构的平面放大图；

图6是本发明的第四实施例的超材料的结构示意图；

图7是图6中的人工微结构的平面放大图；

图8是本发明的第五实施例的超材料的人工微结构的示意图。

图9是本发明的第六实施例的超材料的人工微结构的示意图。

图中各标号对应的名称为：

10、20超材料、12超材料片层、14、24基材、16、26、36、46人工微结构、18超材料单元、162、362、462第一金属线、164、364、464第二金属线、166、366、466第三金属线

具体实施方式

本发明提供一种超材料，通过改变人工微结构的拓扑形状来调制超材料的介电常数，以满足实际应用环境对电磁响应的需求。