[发明专利]一种基于波导超材料概念的高Q值低损耗平行板电感

摘要

一种基于波导超材料概念的高Q值低损耗平行板电感，包括均平行于Y‑Z平面的上层金属板和下层金属板，在上层金属板和下层金属板沿+Y和‑Y方向的末端之间分别设置平行于X‑Z平面的金属壁一和金属壁二，形成矩形波导结构，在矩形波导结构中心设置有一段用于激励起矩形波导内电场的金属导体，使得上层金属板、下层金属板、金属壁一和金属壁二形成平行板电感，本发明电感设计简单，基于波导超材料的概念，当波导工作在TE10模式的时候，元件特性呈现感性，同时其Q值能达到10⁴量级，大大减小了元件损耗，此外该发明电感的感值主要由上下金属板的间距决定，与元件横截面相关性较小，易于设计不同感值的元件，该发明电感也可用来设计亚波长谐振器或者滤波器。

主权项

1.一种基于波导超材料概念的高Q值低损耗平行板电感，其特征在于，包括均平行于Y‑Z平面的上层金属板(1)和下层金属板(2)，上层金属板(1)和下层金属板(2)为全等矩形，二者之间填充介电常数为1的空气介质，在上层金属板(1)和下层金属板(2)沿+Y方向的末端之间设置平行于X‑Z平面的金属壁一(5)，在上层金属板(1)和下层金属板(2)沿‑Y方向的末端之间设置平行于X‑Z平面的金属壁二(6)，所述上层金属板(1)、下层金属板(2)、金属壁一(5)和金属壁二(6)形成矩形波导结构，所述上层金属板(1)的中心位置有一个用于放入金属导体(3)的圆形孔(4)，金属导体(3)与上层金属板(1)不连接，所述上层金属板(1)、下层金属板(2)、金属壁一(5)、金属壁二(6)和金属导体(3)的尺寸均远远小于工作频率对应的波长，电感为亚波长尺寸，通过金属导体(3)馈电与上层金属板(1)之间形成电势差，进而激励起矩形波导内的电场，使得所述上层金属板(1)、下层金属板(2)、金属壁一(5)和金属壁二(6)形成平行板电感，此时矩形波导结构内指向X方向的电场沿Y轴呈正弦分布，沿Z轴呈衰落分布，结构内电流相位落后电压相位90°，整个结构呈现出感性。