[发明专利]一种谐振子

说明书

技术领域

本发明涉及射频元件，更具体地说，涉及一种谐振子。

背景技术

超材料(metamaterial)，特指一种对电磁场有特殊响应的人工材料，包括基板和附着在基板上周期性排布的人造微结构构成的。把基板按与人造微结构相同的排布规律虚拟地划分为一个个周期性排布的基板单元，每个人造微结构及其所附着的基板单元共同构成一个材料单元，则该超材料可以看作是由材料单元以上述周期性排布而成的。人造微结构通常为导电材料如金属的丝线组成具有一定几何图形的结构，例如“工”字形，这些结构在电磁场中可被等效为电容、电感的组成电路，使得每个材料单元具有不同于基板的等效介电常数和磁导率，因此通过设计特定形状的人造微结构可以使超材料具有特定的介电常数和磁导率。人造微结构的长、宽尺寸通常在所要响应的电磁波波长的二分之一以内，优选在十分之一或十分之一以下，以使材料单元对电磁波的响应对电磁波来说在空间上是连续的。当然，人造微结构在满足波长的二分之一以内的条件下，可以尽可能地小，但是通常从简化设计、简化加工工序、降低成本的角度考度，选在十分之一附近即可。

超材料可以作为谐振子用在腔体滤波器中，因此可以通过设计人造微结构来达到提高介电常数、从而在同等谐振频率下减小滤波器体积的目的。但是现有的矩形阵列排布的人造微结构，虽然具有较高的介电常数，但是由人造微结构自身的导电材料尤其是金属带来了较大的涡流损耗，从而大大降低了滤波器的Q值，不能满足市场上对腔体滤波器的Q值要求。

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超材料做的谐振子损耗大的缺陷，提供一种介电常数高而损耗小的谐振子。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种谐振子，包括至少一个超材料片层，每个超材料片层包括基板和附着在所述基板表面上的多个导电材料制成的人造微结构，且所述多个人造微结构沿所述基板表面的边缘围成一周，每个人造微结构为导电材料制成的片状结构，包括第一基片以及位于所述第一基片一侧的第二基片、第三基片，且所述第二基片、第三基片沿所述基板径向间隔排布。

在本发明所述的谐振子中，所述多个人造微结构以基板表面的中心为圆心成圆周分布。

在本发明所述的谐振子中，所述基板为圆盘形，且中部设有通孔。

在本发明所述的谐振子中，所述谐振子包括多个叠加在一起的相同的超材料片层，且各超材料片层的基板中心共线。

在本发明所述的谐振子中，所述谐振子包括多个完全相同的超材料片层，且各超材料片层的中心共线，每个基板上的人造微结构及其排布均相同。

在本发明所述的谐振子中，所述超材料片层的基板为陶瓷，所述多个超材料片层通过低温共烧工艺叠加并制成一体。

在本发明所述的谐振子中，所述第一基片、第二基片和第三基片均为正方形方片，且第二基片和第三基片完全相同。

在本发明所述的谐振子中，所述第一基片、第二基片和第三基片为半圆形、四角被倒圆角的方片或者椭圆形。

在本发明所述的谐振子中，所述导电材料为铜、银、铟锡氧化物、掺铝氧化锌、碳纳米管导电薄膜或者导电塑料。

在本发明所述的谐振子中，所述基板由环氧树脂、聚四氟乙烯、铁氧体或SiO₂制成。

实施本发明的谐振子，具有以下有益效果：本发明的谐振子具有较高介电常数且损耗较低，具有这种谐振子的滤波器因为介电常数高而降低谐振频率进而减小体积，同时由于损耗低而具有较高的Q值。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的谐振子应用在谐振腔中的结构示意图；

图2是图1所示的第一实施例的谐振子的俯视图；

图3是本发明第二实施例的谐振子的示意图；

图4是本发明第三实施例的谐振子的示意图；

图5是本发明第四实施例的谐振子的示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种谐振子，如图1所示，该谐振子可置于谐振腔中用来制备滤波器，用来降低谐振腔的谐振频率从而在同等谐振频率的条件下减小滤波器体积，并且损耗小，Q值高。谐振腔通常包括腔体、盖在腔体上的腔盖以及装在腔体上的输入端、输出端，图1示出的是腔体和腔盖围成的腔室1。谐振子2位于腔室1内，且为了使谐振子2位于腔室1中部，通常还在谐振子2底部设置有透波材料如泡沫塑料、氧化铝等制成的支撑座。腔盖上可设置部分伸入腔室内的调谐螺杆，用来调谐谐振腔的谐振频率。