[发明专利]一种超材料非均匀介质基板及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及超材料领域，尤其涉及一种超材料非均匀介质基板及其制备方法。

【背景技术】

超材料一般由多个超材料功能板层叠或按其他规律阵列组合而成，超材料功能板包括介质基板以及阵列在介质基板上的多个人造微结构，现有超材料的介质基板为均一材料的有机树脂基板，如FR4、TP1等等，其加工工艺一般是采用现有的PCB板的加工工艺。

对于超材料而言，由于阵列在介质基板上的多个人造微结构具有特定的电磁特性，能对电场或磁场产生电磁响应，因此通过对人造微结构的结构和排列规律进行精确设计和控制，可以使超材料呈现出各种一般材料所不具有的电磁特性，如能汇聚、发散和偏折电磁波等。现有的介质基板作为人造微结构的固定基板，在整体上具有均一的介电常数和磁导率，所以对电场或磁场不会产生特有的响应，即对整个超材料而言，介质基板也不具有电磁调制功能。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是提供一种超材料非均匀介质基板及其制备方法，使超材料的介质基板具有非均匀的介电常数分布，从而使超材料介质基板具有特定的电磁调制功能，以拓展超材料的功能应用。

本发明实现发明目的采用的技术方案是，一种超材料非均匀介质基板的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：

a、将纤维增强材料浸入到含有高介电常数材料的有机树脂胶液中，取出固化形成半固化片；

b、选择不同的高介电常数材料与有机树脂胶液混合均匀，重复步骤a得到介电常数不同的半固化片；

c、通过热压的方法将介电常数不同的半固化片与底板热压成一体，形成非均匀介质的基板。

所述的步骤b：或者选择相同的高介电常数材料与有机树脂胶液混合均匀，配置成不同的质量比，重复步骤a和c。

所述的介电常数不同的半固化片设计成大小不同的圆环形、回字形或任意所需形状。

所述的底板的形状与所述的半固化片的形状相一致。

所述的有机树脂胶液含有用于溶解有机树脂的溶剂和用于固化有机树脂胶液的固化剂。

所述的有机树脂优选为环氧树脂、溴化环氧树脂或环氧树脂酚醛。

所述的高介电常数材料为纳米量级。

所述的高介电常数材料优选为钛酸钡、钛酸钡锶或钽酸钡锶。

所述的纤维增强材料为玻璃纤维布、纸基电子布、陶瓷基电子布或金属基电子布。

所述的底板采用的由非导电性材质制成的底板。

所述的底板为FR-4底板。

根据上述方法制备的非均匀介质基板，其特征在于：所述的非均匀介质基板包括底板和多个基板单元。

所述的多个基板单元由多个介电常数不同的半固化片组成。

本发明为拓展超材料基本结构单元的电磁参数设计方法，制备介电常数不同的半固化片，然后通过热压的方法将介电常数不同的半固化片与底板热压成一体，从而形成具有不同介电常数的超材料的介质基板。

其原理如下：超材料基本结构单元的等效介电常数是由人造微结构和介质基板所共同决定，介质基板不同区域内的介电常数将影响该区域内超材料基本结构单元的等效介电常数，所以，将超材料介质基板的介电常数设计为非均匀分布后，不同区域的超材料基本结构单元的等效介电常数也会呈现出非均匀分布，通过对分布规律进行人为的设计可以使超材料具有更为丰富的电磁调制功能。

本发明的有益效果是，制备介电常数不同的半固化片，然后通过热压的方法将介电常数不同的半固化片与底板热压成一体，从而形成具有不同介电常数的超材料的介质基板，使得超材料介质基板具有特定的电磁调制功能，拓展了超材料的功能应用。

【附图说明】

图1为本发明基板的侧视图。

图2为实施例一半固化片的俯视图。

图3为实施例一基板的俯视图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种超材料非均匀介质基板的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：a、将纤维增强材料浸入到含有高介电常数材料的有机树脂胶液中，取出固化形成半固化片；