[发明专利]可调超材料天线结构

说明书

优先权要求以及相关申请

本专利文档要求标题均为“可调超材料天线结构”的于2008年11月19日提交的美国临时申请，序号61/116,232，以及于2009年11月16日提交的美国实用新型申请，编号12/619,109，的权利。

以引用方式并入上述申请的公开，作为本申请的公开的一部分。

技术领域

本申请涉及复合式右手/左手(CRLH)超材料(MTM)天线装置。

背景技术

电磁波在大多数材料中的传播遵守(E，H，β)矢量场的右手规则，(E，H，β)矢量场表示了电场E、磁场H以及波矢量β(或传播常数)。相位速度方向与信号能量传播(群速度)的方向相同，且折射率是正数。这种材料是右手(RH)材料。大多数天然材料是RH材料；人造材料也可以是RH材料。

超材料(MTM)是人造结构。当使用比超材料所传导的电磁能量的波长要小得多的结构平均单位晶胞大小(structural average unit cell size)ρ来设计时，对于所传导的电磁能量，材料表现得像均匀介质。与RH材料不同的，超材料可以表现出负的折射率，其中，相位速度方向与信号能量传播的方向相反，其中，(E，H，β)矢量场的相对方向遵循左手规则。仅支持负的折射率，且介电常数ε和磁导率μ同时为负的超材料是纯左手(LH)超材料。

很多超材料是LH超材料和RH材料的混合，且因此是CRLH超材料。CRLH MTM可以表现得像在低频处的LH超材料和在高频处的RH材料。在例如Caloz和Itoh的“Electromagnetic Metamaterials：Transmission Line Theory and Microwave Applications，”John Wiley & Sons(2006)中描述了各种CRLH MTM的实现和属性。由Tatsuo Itoh 在“Invited paper：Prospects for Metamaterials，”Electronics Letters，Vol.40，No.16(August，2004)中描述了CRLH MTM和它们在天线中的应用。

可以对CRLH MTM进行结构上和工程上的设计，以表现出适应特定应用的电磁属性，并且可以在使用其他材料难以、不实际或不可行的应用中使用CRLH MTM。此外，CRLH MTM可以用于开发新的应用，并且用于构建用RH材料不可能构建的新设备。

发明内容

本申请公开了装置和技术的示例等等，该装置和技术提供了在天线设备中用于调整(包括CRLH MTM天线设备)的天线设备的频率的调整元件。

附图说明

图1A示出了根据示例实施例的CRLH MTM天线(天线1)的顶层的顶视图的照片；

图1B示出了图1A所示的CRLH MTM天线的底层的底视图的照片；

图2A示出了图1A所示的CRLH MTM天线的顶层的由计算机产生的顶视图；

图2B示出了图1B所示的CRLH MTM天线的底层的由计算机产生的顶视图；

图2C示出了图2A-2B所示的CRLH MTM天线的由计算机产生的侧视图；

图2D示出了图2A-2B所示的CRLH MTM天线的由计算机产生的3D视图；

图3A示出了天线1的已测量的回波损耗；

图3B示出了天线1的已测量的效率；

图4A示出了根据示例实施例的CRLH MTM天线(天线2)的顶层的顶视图的照片；

图4B示出了图4A所示的CRLH MTM天线的底层的底视图的照片；

图5A示出了图4A所示的CRLH MTM天线的顶层的由计算机产生的顶视图；

图5B示出了图4B所示的CRLH MTM天线的底层的由计算机产生的顶视图；

图5C示出了图5A-5B所示的CRLH MTM天线的由计算机产生的侧视图；

图5D示出了图5A-5B所示的CRLH MTM天线的由计算机产生的3D视图；

图6A示出了天线2的已测量的回波损耗；

图6B示出了天线2的已测量的效率；

图7A示出了在天线1和天线2之间的已测量的回波损耗的比较；

图7B示出了在天线1和天线2之间的已测量的效率的比较；

图8A示出了在天线2中连接的馈线调整元件的照片；