[发明专利]一种单面双T型左手材料

说明书

本发明公开了一种单面双T型左手材料，包括由介质基板构成的单元结构，介质基板由介电常数为3～3.8、损耗正切值为0.0004的Rogers板材制成，所述介质基板的高度为3～3.7mm，宽度为1.3～2.0mm，厚度为0.5mm；所述介质基板的一侧镀有双T型结构的镀铜，T型结构中的横线长度为1～1.7mm；竖线长度为2～2.8mm，所述单元结构沿三维立体方向分别扩张延伸相互连接形成有双T型结构阵列，所述双T型结构阵列沿X轴的方向设置为理想磁边界条件PHC，沿Z轴方向设置为理想导体边界条件PEC，电磁波沿Y轴方向，从左向右入射至双T型结构内部，设置激励方式为波阻抗激励。该左手材料具有宽频带、低损耗、小单元、结构简单、易于制作等特点。

技术领域

本发明涉及超材料领域，具体涉及一种单面双T型左手材料。

背景技术

Veselago在1968年提出了左手材料的概念，并指出其介电常数和磁导率在一定电磁波频段内同时为负，且具有诸如负折射现象、完美透镜效应、逆Doppler效应等很多奇异的电磁特性。正是由于这些特殊的电磁特性，才使得左手材料在光学成像、天线系统、微波器件以及电磁隐身等领域具有广泛且重要的应用。然而这一理论直到三十年后才由Smith通过金属导线和开口谐振环结合体的形式首次实现。自此以后，左手材料的研究走上了飞速发展得快车道。

在近十几年的时间里，左手材料得到了长足的发展，各种不同设计类型不断地被提出。大体上，这些结构可根据电磁波的入射方向分为两种类型：一种是电磁波平行入射介质基板形式，如“巨”字形结构、欧米伽结构等；另一种是电磁波平行入射介质基板形式，如工字型、网格形结构等。但是垂直入射结构相对于平行入射有着明显的缺点，例如容易导致屏蔽效应(screening effects)，吸收损耗(absorption loss)较大等。而这些缺点都是实用环境所尽量避免的.在平行入射结构中，又可按结构类型分为单面和双面两种。双面结构由于要在介质基板的两侧都进行结构蚀刻，增加了制作的难度，同时损耗也普遍偏大，也不是实用结构的首选。所以，现阶段单面平行入射的左手材料结构是研究的主要方向。目前已经出现了多种单面结构，如Nasrin的十字金属线对结构的左手材料，陈春晖的磁谐振器与共面短金属导线相结合的左手材料等。而这些结构普遍存在着结构复杂、带宽窄、损耗大以及体积大等一系列问题，严重限制了左手材料的应用和发展。因此制作出宽频带、低损耗、小单元的新型单面左手材料势在必行。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种具有宽频带、低损耗、小单元、结构简单、易于制作的新型单面双T型左手材料。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种单面双T型左手材料，包括由介质基板构成的单元结构，介质基板由介电常数为3～3.8、损耗正切值为0.0004的Rogers板材制成，所述介质基板的高度为3～3.7mm，宽度为1.3～2.0mm，厚度为0.5mm；所述介质基板的一侧镀有双T型结构的镀铜，T型结构中的横线长度为1～1.7mm；竖线长度为2～2.8mm，所述单元结构沿三维立体方向分别扩张延伸相互连接形成有双T型结构阵列，所述双T型结构阵列沿X轴的方向设置为理想磁边界条件PHC，沿Z轴方向设置为理想导体边界条件PEC，电磁波沿Y轴方向，从左向右入射至双T型结构内部，设置激励方式为波阻抗激励。

进一步的，单元结构之间通过介电常数近似于空气的材料相互连接。所述镀铜的宽度为0.10～0.15mm，厚度为0.035mm。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

通过仿真分析得到本发明左手材料在9.99GHz～17.10GHz频段内等效介电常数、等效磁导率、折射率实部同时为负，其绝对带宽款达7.11GHz，相对带宽达到52.49％，单元电尺寸仅为0.07，单元损耗低至0.09dB，体现了本发明保护的是一种宽频带、低损耗、小单元的优秀左手材料。

附图说明