[发明专利]一种超材料

说明书

技术领域

本发明涉及电磁领域，更具体地说，涉及一种超材料。

背景技术

在常规的光学器件中，利用透镜能使位于透镜焦点上的点光源辐射出的球面波经过透镜折射后变为平面波。目前透镜的汇聚是依靠透镜的球面形状的折射来实现，如图1所示，辐射器30发出的球面波经过球形的透镜40汇聚后以平面波射出。发明人在实施本发明过程中，发现透镜天线至少存在如下技术问题：球形透镜40的体积大而且笨重，不利于小型化的使用；球形透镜40对于形状有很大的依赖性，需要比较精准才能实现天线的定向传播；电磁波反射干扰和损耗比较严重，电磁能量减少。而且，多数透镜的折射率的跳变是沿一条简单的且垂直于透镜表面的直线，导致电磁波经过透镜时的折射、衍射和反射较大，严重影响透镜性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述折射、衍射和反射较大、透镜性能差的缺陷，提供一种高性能的超材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种超材料，所述超材料划分为多个侧表面为曲面且彼此紧密贴合的同心圆环体；每一圆环体的底面半径小于顶面半径；电磁波经过所述超材料后在每一圆环体的顶面平行射出；

设辐射源与第i个圆环体底面上一点的连线与垂直于超材料的直线之间的夹角为θ，夹角θ唯一对应第i个圆环体内的一曲面，且夹角θ唯一对应的曲面上每一处的折射率均相同；每一圆环体的折射率随着夹角θ的增大逐渐减小。

在本发明所述的超材料中，设辐射源与第i个圆环体底面外圆周上一点的连线与垂直于超材料的直线之间的夹角为θ_i，i为正整数且越靠近超材料中心的圆环体对应的i越小；其中，夹角θ_i满足如下公式：

sinc(θi)=dλ(nmax(i+1)-nmin(i));]]>