[实用新型]一种可衍生的二维左手材料结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及左手材料，特别是一种可衍生的二维左手材料，可以更好地实现左手材料的实用价值。

背景技术

左手材料(left-handed materials，LHM)是一种介电常数ε和磁导率μ同时为负的材料，最早是由前苏联的Veselago在1968年从理论上提出的。直到2001年，Smith提出了导电金属线(ROD)和开口谐振环(SRRs)的组合结构，首次人工实现了ε和μ同时为负的左手材料，从此奠定了左手材料的研究基础。由于左手材料所具有的奇异电磁特性，使其成为了物理界研究的焦点，它在光学成像，微带传输线，天线雷达，电磁隐身和电磁加热等领域都具有广阔的应用前景。2006年Eleftherios等人在Smith成果的基础上提出双平行短金属线可以代替SRRs实现磁谐振。

随着左手材料的快速发展，出现了越来越多的设计形式，大体可分为两种类型，一种是根据Smith的原理制备出的各种“环棒”结构，另一种是根据Eleftherios的原理设计出的电磁谐振一体化结构。然而这些结构都只能在电磁波以单一方式入射时实现左手特性，如对称环结构、双S型结构、H型结构等只能在电磁波平行于介质基板入射时实现双负特性；金属线对结构，双工型结构等只能在电磁波垂直于介质基板入射时实现双负。上述的两种类型结构分别从两个不同方向实现了双负特性，并不能满足两个方向同时实现双负特性，在实际应用中存在很大的局限性，多维数和多方向的左手材料才能更好的满足实际应用的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服传统左手材料的复杂性和入射方向的局限性，提供一种可衍生的二维左手材料。该结构制备简单，尺寸较小，不仅可以实现二维左手特性，克服了一维左手材料实际应用的局限性，而且还具有可衍生的特点。通过增加结构中间引入交叉金属线的个数，可衍生出一系列的类型结构，能够在不同的频域内实现二维左手特性，适用于各种不同工作频带场合的应用。

本实用新型的设计方案是：一种可衍生的二维左手材料结构，所述的左手材料结构包括介质基板和覆在所述介质基板上的金属条，其特征在于所述的金属条上刻蚀有至少两组相互交叉的金属线，每一组相互交叉的金属线均由两条金属线组成，所述的两条金属线反向对称刻蚀在介质基板的两侧，且位于介质基板同一侧的金属线中，每两条相邻金属线组成“V”字形结构。

所述的介质基板为介电常数为9.8的氧化铝陶瓷，所述金属条采取覆铜技术刻蚀在介质基板两侧，覆铜厚度为0.01mm。

所述的左手材料结构包括两组相互交叉的金属线，位于所述介质基板同一侧的两条金属线成“V”字形结构。

所述的左手材料结构包括三组相互交叉的金属线，位于所述介质基板同一侧的三条金属线成“N”字形结构。

所述的左手材料结构包括四组相互交叉的金属线，位于所述介质基板同一侧的四条金属线成“W”字形结构。

所述的金属条宽度为w＝6mm±2mm，所述的金属条高度为h＝10mm±2mm，所述的金属条上用于蚀刻金属线的部位长度为s＝4mm±1mm，所述的金属线宽度为t＝1mm±0.2mm。

所述介质基板的厚度为d＝0.3mm。

本实用新型所达到的有益效果：

1.本实用新型结构简单，制作方便，克服了传统左手材料的复杂性，节省了成本，而且易于加工，节省了人力。

2.本实用新型采用了氧化铝陶瓷介质基板，它比一般的高分子基板具有更高的强度和耐高温性能，可以适应各种环境，结构更加稳定。

3.本实用新型的左手材料可以在电磁波平行入射和垂直入射两种情况下，同时实现负介电常数和负磁导率，拓宽了电磁波的入射角度，可以满足实际应用中的综合需求，具有二维左手特性，克服了一维左手材料实际应用的局限性。

4.本实用新型的左手材料通过增加结构中间引入交叉金属线的个数，能够衍生出一系列结构相似的设计，具备可衍生特性，可以在不同的频域内实现二维左手特性，能够满足各种工作频带的实用要求。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构图；

图2是本实用新型实施例1电磁波垂直入射的S参数幅度(dB)图；

图3是本实用新型实施例1电磁波垂直入射的等效电磁参数图；

图4是本实用新型实施例1电磁波水平入射的S参数幅度(dB)图；

图5是本实用新型实施例1电磁波水平入射的等效电磁参数图；

图6是本实用新型实施例2的结构图；