[发明专利]一种汇聚电磁波的非均匀超材料

说明书

本发明公开了一种汇聚电磁波的非均匀超材料，包括介质基板，所述介质基板的表面不均匀分布有若干个金属人工结构单元，本发明涉及超材料技术领域。该汇聚电磁波的非均匀超材料，通过金属人工结构单元包括基材与人造金属微结构，人造金属微结构位于基材的表面，所述基材的材料为镍锌铁氧体，并且镍锌铁氧体的组成成分为6‑8份硝酸铁、4‑6份硝酸镍、4‑6份硝酸锌、1‑3份钴粉、7‑10份粘结剂、5‑7份增塑剂、10‑15份溶剂和15‑25份去离子水，通过镍锌铁氧体可以有效地增强超材料的汇聚电磁波性能，解决了现有技术中利用聚焦天线进行电磁波汇聚存在的缺陷，超材料体积小并且质量较轻，使用起来较为灵活，具有损耗低、成本低的特点。

技术领域

本发明涉及超材料技术领域，具体为一种汇聚电磁波的非均匀超材料。

背景技术

超材料是一种新型材料，是由非金属材料制成的基材和附着在基材表面上或嵌入在基材内部的多个人造微结构构成的，基材可以虚拟地划分为矩形阵列排布的多个立方体形基材单元，每个基材单元上附着有一个人造微结构从而形成一个超材料单元，整个超材料即是由数十万、百万甚至上亿的这样的超材料单元组成的，就像晶体是由无数的晶格按照一定的排布构成的，每个超材料单元上的人造微结构相同或者不完全相同，人造微结构是组成一定几何图形的圆柱形或扁平状金属丝，例如组成圆环形、I形的金属丝等，由于人造微结构的存在，每个超材料单元具有不同于基材本身的等效介电常数和等效磁导率，因此所有的超材料单元构成的超材料对电场和磁场呈现出特殊的响应特性；同时，对人造微结构设计不同的具体结构和形状，可改变其单元的等效介电常数和等效磁导率，进而改变整个超材料的响应特性。

现有技术对于实现电磁波的汇聚是利用聚焦天线完成的，但聚焦天线存在以下缺点：体积大而且较重，不利于小型化的使用，对于形状有很大的依赖性，很难进行灵活的设计，损耗很大，介质容易老化，成本较高。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种汇聚电磁波的非均匀超材料，解决了现有技术对于实现电磁波汇聚所使用的聚焦天线存在体积大而且较重，不利于小型化的使用，对于形状有很大的依赖性，很难进行灵活的设计，损耗很大，介质容易老化，成本较高的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种汇聚电磁波的非均匀超材料，包括介质基板，所述介质基板的表面不均匀分布有若干个金属人工结构单元，所述金属人工结构单元包括基材与人造金属微结构，人造金属微结构通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻中的一种方式周期排布于基材的表面，其中蚀刻为优选方案，所述基材的材料为镍锌铁氧体，并且镍锌铁氧体的组成成分为6-8份硝酸铁、4-6份硝酸镍、4-6份硝酸锌、1-3份钴粉、7-10份粘结剂、5-7份增塑剂、10-15份溶剂和15-25份去离子水。

优选的，所述镍锌铁氧体的组成成分为6份硝酸铁、4份硝酸镍、4份硝酸锌、1份钴粉、7份粘结剂、5份增塑剂、10份溶剂和15份去离子水。

优选的，所述镍锌铁氧体的组成成分为7份硝酸铁、5份硝酸镍、5份硝酸锌、2份钴粉、8份粘结剂、6份增塑剂、12份溶剂和20份去离子水。

优选的，所述镍锌铁氧体的组成成分为8份硝酸铁、6份硝酸镍、6份硝酸锌、3份钴粉、10份粘结剂、7份增塑剂、15份溶剂和25份去离子水。

优选的，所述粘结剂采用丙烯酸树脂和硅氧烷压敏粘结剂。

优选的，所述增塑剂的材料采用邻苯二甲酸丁苄酯增塑剂。

优选的，所述溶剂为质量比5：2的醋酸正丙酯和乙二醇混合物。