[实用新型]一种立体超材料微结构及天线单元

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及天线领域，具体涉及一种立体超材料微结构及天线单元。

【背景技术】

超材料(metamaterial)是21世纪物理学领域出现的一个新的学术词汇，近年来经常出现在各类科学文献。超材料的三个重要特征包括：

(1)超材料通常是具有新奇人工结构的复合材料；

(2)超材料具有超常的物理性质(这种性质往往是自然界的材料中所不具备的)；

(3)超材料的性质往往不决定于构成材料的本征性质，而主要决定于其中的人工结构。

超材料是一种以人造微结构为基本单元并以特定方式进行空间排布的材料，且该材料是一种具有特殊电磁效应的新型材料，其电磁效应的特征是由其人造微结构的特征所决定。现有的超材料通常包括基材及附着在基材上的人造微结构。通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制，从而获得超出自然界固有的普通性质的超常材料功能。

超材料的一种特性表现为对电磁波的调制现有的超材料微结构。而现有的超材料微结构往往只能对具有某一方向(平面法线方向)磁场分量的电磁波产生磁响应。

另外，现有的一些天线单元的轴比特性较差，不利于天线发送接收信号。

【发明内容】

本实用新型的其中一个目的，是为了提供了可以对多个方向或任意方向的电磁波产生响应的立体超材料微结构。

本实用新型的另一个目的，是为了提供一个轴比特性较好的天线单元，以提升天线单元接收发送信号的性能。

一种立体超材料微结构，包括介质层、第一微结构层和第二微结构层，所述第一微结构层和第二微结构层分别位于所述介质层的不同表面，所述第一微结构层和第二微结构层通过金属化过孔电连接，所述金属化过孔穿过所述介质层。

在一个实施例中，

所述第一微结构层包括相连的第一微结构棱和第二微结构棱，所述第二微结构层包括相连的第三微结构棱和第四微结构棱；

所述第一微结构棱的第一端通过第一金属化过孔与第三微结构棱的第一端连接，所述第二微结构棱的第一端通过第二金属化过孔与第四微结构棱的第一端连接，所述第一微结构棱的第二端与所述第二微结构棱的第二端连接，所述第三微结构棱的第二端与第四微结构棱的第二端连接。在一个实施例中，

包括第一开口谐振环和第二开口谐振环，所述介质层的形状是立方体，所述第一微结构层和第二微结构层分别位于所述介质层的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面平行；

所述第一开口谐振环包括依次连接的第一谐振环第一边、第一谐振环第二边、第一谐振环第三边、第一谐振环第四边和第一谐振环第五边，所述第一谐振环第一边和第一谐振环第五边属于所述第一微结构层，第一谐振环第三边属于所述第二微结构层，所述第一谐振环第二边和第一谐振环第四边属于所述金属化过孔，所述第一谐振环第一边与第一谐振环第五边是所述第一开口谐振环的两个开口边；

所述第二开口谐振环包括依次连接的第二谐振环第一边、第二谐振环第二边、第二谐振环第三边、第二谐振环第四边和第二谐振环第五边，所述第二谐振环第一边和第二谐振环第五边属于所述第一微结构层，第二谐振环第三边属于所述第二微结构层，所述第二谐振环第二边和第二谐振环第四边属于所述金属化过孔，所述第二谐振环第一边与第二谐振环第五边是所述第一开口谐振环的两个开口边；

所述第一谐振环第三边与第二谐振环第三边电连接。

在一个实施例中，

所述第一谐振环第四边与第二谐振环第四边相垂直。

在一个实施例中，

所述第一开口谐振环和第二开口谐振环是矩形开口谐振环。

基于前述目的，本实用新型还提供了一种天线单元。

一种天线单元，包括天线接地层、天线介质层以及多个天线，还包括所述的立体超材料微结构，所述立体超材料微结构、多个天线设置在所述天线介质层的第一表面，所述立体超材料微结构位于所述多个天线之间，所述接地层设置在与所述天线介质层的与所述第一表面相对的第二表面。

在一个实施例中，

采用任一所述的立体超材料微结构。

在一个实施例中，

所述多个天线的个数是4个，4个天线位于一个矩形的四个角上，所述立体超材料微结构设置于所述矩形的中心。

在一个实施例中，

所述第一谐振环第三边位于所述矩形的第一中线上，所述第二谐振环第三边位于所述矩形的第二中线上。

在一个实施例中，

所述天线是圆极化天线。