本實(shí)用新型涉及電磁波控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體來說，涉及一種可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：為了實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)對電磁波的響應(yīng)可調(diào)頻的目的，在相關(guān)技術(shù)中，主要包括以下幾種方式：一種為將豎直排列的金屬線與開口諧振環(huán)構(gòu)成金屬微結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)上述目的，但是這種方式僅僅可以在微波段實(shí)現(xiàn)對電磁波的調(diào)控，并且其電磁響應(yīng)時(shí)由金屬微結(jié)構(gòu)的尺寸決定的，即一旦該金屬微結(jié)構(gòu)的尺寸定制完成，那么該金屬微結(jié)構(gòu)僅僅可以對某一頻段的微波進(jìn)行調(diào)制，且可調(diào)制的頻段不可改變，因此并不能夠?qū)崿F(xiàn)對電磁波的靈活調(diào)制；另一種則是利用熱敏或光敏調(diào)制器來進(jìn)行電磁波的調(diào)整，但是這種方案僅僅可以在高頻范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對電磁波的調(diào)制，而在微波領(lǐng)域此類調(diào)制器并不太適用。針對相關(guān)技術(shù)中的電磁波響應(yīng)頻率不可調(diào)以及響應(yīng)的電磁波頻率范圍受限問題，目前尚未提出有效的解決方案。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對相關(guān)技術(shù)中的電磁波響應(yīng)頻率不可調(diào)以及響應(yīng)的電磁波頻率范圍受限問題，本實(shí)用新型提出一種可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對電磁波的響應(yīng)頻率的可調(diào)，并擴(kuò)大電磁波的頻率調(diào)制范圍。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)。該可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)包括：基板；多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元，設(shè)置于基板上，并且每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元包括有呈諧振環(huán)結(jié)構(gòu)，諧振環(huán)結(jié)構(gòu)為對稱圖案，諧振環(huán)結(jié)構(gòu)上設(shè)有至少一個(gè)開口，以及，每個(gè)開口處設(shè)置有通過調(diào)整其電性能參數(shù)來實(shí)現(xiàn)諧振環(huán)結(jié)構(gòu)對電磁波進(jìn)行調(diào)制的可調(diào)器。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，諧振環(huán)結(jié)構(gòu)包括：第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)，第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)，與第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)相連；其中，第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)在連接處形成有共用線結(jié)構(gòu)；以及第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)由第一側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)與共用線結(jié)構(gòu)組成，第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)由第二側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)與共用線結(jié)構(gòu)組成；以及第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)沿共用線結(jié)構(gòu)對稱設(shè)置。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，開口設(shè)置在共用線結(jié)構(gòu)上。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，開口分別設(shè)置在第一側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和第二側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)上。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，開口分別設(shè)置在共用線結(jié)構(gòu)、第一側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和第二側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)上。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元以周期性陣列的方式進(jìn)行排布。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，基板上劃分有多個(gè)單元格，每個(gè)單元格上設(shè)置一個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元，并且，各個(gè)單元格上所設(shè)置的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元之間相互無電磁耦合。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的外輪廓呈圓形、橢圓形或閉合多邊形。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，可調(diào)器為電控可調(diào)器、熱控可調(diào)器或光控可調(diào)器。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，可調(diào)器為變?nèi)荻O管。本實(shí)用新型提供的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)，其上的呈對稱設(shè)置的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)等效于兩個(gè)電感L并聯(lián)，開口等效于一個(gè)電容C，組成一個(gè)LC電路，通過改變可調(diào)器的電容、電阻或電感參數(shù)來控制LC電路的電磁響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)對電磁波的響應(yīng)頻率的可調(diào)，并擴(kuò)大電磁波的頻率調(diào)制范圍。附圖說明為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1a是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)的示意圖；圖1b是根據(jù)圖1a所示的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)的電磁波頻率響應(yīng)的仿真圖；圖2a是根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2b是根據(jù)圖2a所示的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)的電磁波頻率響應(yīng)的仿真圖；圖3a是根據(jù)本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3b是根據(jù)圖3a所示的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)的電磁波頻率響應(yīng)的仿真圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供了一種可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)包括：基板；多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元，設(shè)置于基板上，并且每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元包括有諧振環(huán)結(jié)構(gòu)，諧振環(huán)結(jié)構(gòu)為對稱圖案，諧振環(huán)結(jié)構(gòu)上設(shè)有至少一個(gè)開口，以及，每個(gè)開口處設(shè)置有通過調(diào)整其電性能參數(shù)來實(shí)現(xiàn)諧振環(huán)結(jié)構(gòu)對電磁波進(jìn)行調(diào)制的可調(diào)器。通過本實(shí)用新型的上述方案，能夠?qū)崿F(xiàn)諧振頻率的可調(diào)，以解決相關(guān)技術(shù)中超材料結(jié)構(gòu)對電磁波響應(yīng)不可調(diào)頻的問題；并且，由于在對電磁波的響應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)借助的是對可調(diào)器的參數(shù)調(diào)整，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)對電磁波的靈活調(diào)制，擴(kuò)大電磁波的頻率調(diào)制范圍。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，諧振環(huán)結(jié)構(gòu)包括：第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)，第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)，與第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)相連；其中，第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)在連接處形成有共用線結(jié)構(gòu)；以及第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)由第一側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)與共用線結(jié)構(gòu)組成，第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)由第二側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)與共用線結(jié)構(gòu)組成；以及第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)沿共用線結(jié)構(gòu)對稱設(shè)置。在該實(shí)施例中，以圖1a所示為例，該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元包括一個(gè)諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12，該諧振環(huán)結(jié)構(gòu)包括：第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)15、第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)16以及該兩個(gè)子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的連接處形成的共用線結(jié)構(gòu)14，其中，在圖1a中，中間為共用線結(jié)構(gòu)14，左側(cè)為第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)15，該第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)15由左側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)與共用線結(jié)構(gòu)組成，而右側(cè)為第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)16，該第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)16為右側(cè)非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)與共用線結(jié)構(gòu)組成，該第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)15和第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)16關(guān)于共用線結(jié)構(gòu)對稱。當(dāng)然，應(yīng)該可以理解，第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)也可以處于右側(cè)，本實(shí)用新型不局限于此。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，開口設(shè)置在共用線結(jié)構(gòu)上。在該實(shí)施例中，以圖1a所示為例，該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元包括一個(gè)諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12，在諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12中的共用線結(jié)構(gòu)14上，存在一個(gè)開口設(shè)置，開口上設(shè)置有可調(diào)器，從而保證了調(diào)節(jié)的電磁波的頻率范圍較廣，同時(shí)，由于開口位于位于共用線結(jié)構(gòu)上(閉合環(huán)的環(huán)內(nèi))，因此，這樣設(shè)計(jì)的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)能夠使得抑制的電磁波的頻率波動(dòng)小、更加穩(wěn)定。此外，為了實(shí)現(xiàn)對不同頻率的電磁波的抑制調(diào)節(jié)，可以通過對該變?nèi)荻O管的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即可通過改變開口的個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)對不同頻率的電磁波的抑制調(diào)節(jié)?？梢岳斫猓O(shè)置在共線結(jié)構(gòu)上的開口也可以是除上述實(shí)施例所涉及的數(shù)量和位置之外的其他數(shù)量和位置。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)可選實(shí)施例，開口的個(gè)數(shù)為3個(gè)。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，開口分別設(shè)置在第一側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和第二側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)上。在該實(shí)施例中，為了滿足調(diào)節(jié)頻率的穩(wěn)定性的不同要求(例如要求的穩(wěn)定性較低)，可將開口分別設(shè)置在該第一側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和第二側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)上，即開口可設(shè)置在諧振環(huán)結(jié)構(gòu)中除共用線結(jié)構(gòu)的任意位置上，例如：1個(gè)開口設(shè)置在第一側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)上，或2個(gè)開口設(shè)置在第一側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)上，1個(gè)開口設(shè)置在第二側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)上，從而滿足了調(diào)節(jié)頻率的穩(wěn)定性的不同需求。此外，為了實(shí)現(xiàn)對不同頻率的電磁波的抑制調(diào)節(jié)，可以通過對該變?nèi)荻O管的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即可通過改變開口的個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)對不同頻率的電磁波的抑制調(diào)節(jié)。可以理解，設(shè)置在第一側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和第二側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的開口也可以是除上述實(shí)施例所涉及的非對稱設(shè)置之外的對稱設(shè)置。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)可選實(shí)施例，第一側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和第二側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)上分別設(shè)置1個(gè)開口，且該2個(gè)開口關(guān)于共線結(jié)構(gòu)對稱。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，開口分別設(shè)置在共用線結(jié)構(gòu)、第一側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和第二側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)上。在該實(shí)施例中，為了滿足調(diào)節(jié)頻率的穩(wěn)定性的不同要求，可將開口分別設(shè)置在共用線結(jié)構(gòu)、第一側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和第二側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)上，即開口可設(shè)置在諧振環(huán)結(jié)構(gòu)中任意位置上，例如：諧振環(huán)結(jié)構(gòu)中存在2個(gè)開口，其中，1個(gè)開口設(shè)置在第一側(cè)邊非閉合諧振環(huán)結(jié)構(gòu)上，另一個(gè)開口設(shè)置在共用線結(jié)構(gòu)上，從而滿足了調(diào)節(jié)頻率的穩(wěn)定性的不同需求。此外，為了實(shí)現(xiàn)對不同頻率的電磁波的抑制調(diào)節(jié)，可以通過對該變?nèi)荻O管的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即可通過改變開口的個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)對不同頻率的電磁波的抑制調(diào)節(jié)。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元以周期性陣列的方式進(jìn)行排布。在該實(shí)施例中，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元設(shè)置在基板上，且多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元以周期性陣列的方式進(jìn)行排布，其中，多個(gè)諧振環(huán)結(jié)構(gòu)組合構(gòu)成的多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元中，各個(gè)諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的形狀可以相同或不同，以及與各個(gè)諧振環(huán)結(jié)構(gòu)連接的可調(diào)器也可以相同或不同，這樣就可以構(gòu)成對不同頻段的電磁波進(jìn)行調(diào)制的多種諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的組合，從而擴(kuò)大電磁波調(diào)制的頻率范圍，實(shí)現(xiàn)高頻范圍和微波范圍的同時(shí)調(diào)制。當(dāng)然，應(yīng)該可以理解，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元也可以是非周期陣列的方式排布，本實(shí)用新型不局限于此。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，基板上劃分有多個(gè)單元格，每個(gè)單元格上設(shè)置一個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元，并且，各個(gè)單元格上所設(shè)置的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)單元之間相互無電磁耦合。在該實(shí)施例中，為了避免各個(gè)諧振環(huán)結(jié)構(gòu)之間調(diào)制的電磁波相互干擾或抵消，需要在各個(gè)單元格上所設(shè)置的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)之間相互無電磁耦合。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的外輪廓呈圓形、橢圓形或閉合多邊形。在該實(shí)施例中，以圖1a所示為例，諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12的外輪廓呈正六邊形，當(dāng)然，應(yīng)該可以理解，諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的外輪廓也可以是除正六邊形以外的其他形狀，本實(shí)用新型不局限于此。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，基板的材料為陶瓷材料、高分子材料、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，可調(diào)器為電控可調(diào)器、熱控可調(diào)器或光控可調(diào)器。其中，為了實(shí)現(xiàn)對不同頻率范圍的電磁波的響應(yīng)調(diào)制，當(dāng)需要在高頻范圍內(nèi)對電磁波(例如紅外波、光波等)進(jìn)行調(diào)制時(shí)，該可調(diào)器可采用熱控可調(diào)器和/或光控可調(diào)器；當(dāng)需要在微波范圍內(nèi)對電磁波進(jìn)行調(diào)制時(shí)，該可調(diào)器則可采用電控可調(diào)器；而當(dāng)既需要在高頻范圍又需要在微波范圍對電磁波進(jìn)行調(diào)制時(shí)，該可調(diào)器則可采用電控可調(diào)器與熱控可調(diào)器和/或光控可調(diào)器的組合來對電磁波進(jìn)行響應(yīng)，因此，可根據(jù)實(shí)際需求，對可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)的可調(diào)器的數(shù)量(或開口個(gè)數(shù))或種類進(jìn)行設(shè)置。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，可調(diào)器為變?nèi)荻O管。下面將結(jié)合外輪廓呈正六邊形、矩形和圓形的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)來對本實(shí)用新型的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)闡述。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1a所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)包括：FR4(玻璃纖維環(huán)氧樹脂)介質(zhì)層11和設(shè)置在其表面的外輪廓呈正六邊形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12，該諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12包括：第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)15、第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)16以及共用線結(jié)構(gòu)14，其中，在該正六邊形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12中的共用線結(jié)構(gòu)的中心區(qū)域設(shè)置有1個(gè)開口，在該開口處連接有變?nèi)荻O管13，從而實(shí)現(xiàn)正六邊形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12與變?nèi)荻O管13的連接，呈對稱設(shè)置的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)等效于兩個(gè)電感L并聯(lián)，開口等效于一個(gè)電容C，組成兩個(gè)電感L并聯(lián)后與電容C串聯(lián)的LC電路，這樣通過調(diào)整變?nèi)荻O管13的偏壓值就能夠?qū)崿F(xiàn)對該變?nèi)荻O管13的電容C、電阻R和電感L的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對接收的電磁波的調(diào)制。其中，該正六邊形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12的邊長尺寸為10mm，而共線結(jié)構(gòu)的兩個(gè)連接邊的長度相同，即該變?nèi)荻O管13位于該正六邊形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12的環(huán)內(nèi)的中心位置，這樣可以使得抑制的電磁波的頻率波動(dòng)小、更加穩(wěn)定。VR(V)C(pF)R(Ω)L(nH)02.314.510.70-40.844.040.70-70.553.660.70-110.383.180.70-140.312.860.70-160.272.650.70-190.242.380.70表1其中，在本實(shí)施例中，可將該變?nèi)荻O管13的偏壓值分別調(diào)整為0V、-4V、-7V、-11V、-14V、-16V與-19V，那么在該可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)在偏壓值從0V變化到-19V的過程中，該變?nèi)荻O管13的電容C、電阻R和電感L將發(fā)生如表1所示的變化，相應(yīng)的圖1b示出了該六邊形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的截止頻率隨著變?nèi)荻O管13偏壓值的不同的變化的仿真結(jié)果圖，其中，每一條曲線分別對應(yīng)一個(gè)上述不同的偏壓值。由圖1b所示的仿真結(jié)果可知，截止共振頻點(diǎn)(波谷)有明顯的藍(lán)移(即截止共振頻點(diǎn)升高的移動(dòng))，其中，從圖1b可以看出，該可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)的截止共振頻點(diǎn)(抑制的電磁波頻率)從7.42GHz變化到8.07GHz，變化范圍達(dá)到0.65GHz，相對帶寬為8.7％。其中，值得注意的是，在實(shí)際應(yīng)用中，為了實(shí)現(xiàn)對不同頻率的電磁波的抑制調(diào)節(jié)，一方面可以對該閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)(即正六邊形諧振環(huán)結(jié)構(gòu))的邊長尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)，另一方面也可以對該變?nèi)荻O管的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)(例如，可以在圖1a所示的開口處串聯(lián)多個(gè)變?nèi)荻O管或是在該正六邊形微結(jié)構(gòu)的環(huán)內(nèi)設(shè)置多對連接邊，每對連接邊的中間設(shè)計(jì)有開口來連接一個(gè)變?nèi)荻O管，本例中只設(shè)計(jì)了一對連接邊)。此外，在上述實(shí)施例中，為了保證調(diào)節(jié)的電磁波的頻率穩(wěn)定，因此將變?nèi)荻O管連接在閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)的內(nèi)側(cè)，而在實(shí)際應(yīng)用中，隨著調(diào)節(jié)頻率的穩(wěn)定性的不同要求(例如要求的穩(wěn)定性較低)，那么也可以在該閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)(這里為正六邊形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的)的閉合環(huán)的各個(gè)邊長上設(shè)置開口，并將該變?nèi)荻O管設(shè)置在各開口上與該閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)連接。其中，分析微結(jié)構(gòu)對電磁波的響應(yīng)原理和現(xiàn)象可知，在共振頻率處外電場作用下金屬表面的自由電子沿著外電場的方向反向流動(dòng)，兩側(cè)金屬結(jié)構(gòu)形成類似的電感，由于自由電子的運(yùn)動(dòng)會(huì)在中間溝槽(即開口)兩側(cè)聚集大量相反的電荷形成電容，形成一個(gè)LC振蕩電路。那么本實(shí)用新型通過在溝槽處加入可調(diào)器(如變?nèi)荻O管)就可實(shí)現(xiàn)電容的調(diào)節(jié)，由于該微結(jié)構(gòu)中電容的改變對共振頻點(diǎn)偏移的影響最大，因此將導(dǎo)致共振頻點(diǎn)的偏移，實(shí)現(xiàn)對外來電磁波響應(yīng)的調(diào)節(jié)。基于本實(shí)用新型上述實(shí)施例所描述的這種可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的類LC振蕩電路原理，此類微結(jié)構(gòu)還可以有多種形態(tài)(例如矩形、圓形，以及嵌套的閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu))。多數(shù)簡單結(jié)構(gòu)都可以通過在容性區(qū)域加入可調(diào)器來形成對電容的調(diào)整，從而形成具有相似功能的此類微結(jié)構(gòu)。在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖2a所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)包括：FR4介質(zhì)層21和設(shè)置在其表面的外輪廓呈矩形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)22，該諧振環(huán)結(jié)構(gòu)22包括：第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)25、第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)26以及共用線結(jié)構(gòu)24，其中，該矩形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)22中的共用線結(jié)構(gòu)的中心區(qū)域設(shè)置有1個(gè)開口，在該開口處連接有變?nèi)荻O管23，從而實(shí)現(xiàn)矩形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)22與變?nèi)荻O管23的連接，這樣通過調(diào)整變?nèi)荻O管23的偏壓值就能夠?qū)崿F(xiàn)對該變?nèi)荻O管23的電容C、電阻R和電感L的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對接收的電磁波的調(diào)制。其中，該矩形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)22的長為10mm、寬為5mm，而共線結(jié)構(gòu)的兩個(gè)連接邊的長度相同，即該變?nèi)荻O管23位于該矩形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)22的環(huán)內(nèi)的中心位置，這樣可以使得抑制的電磁波的頻率波動(dòng)小、更加穩(wěn)定。其中，在本實(shí)施例中，可將該變?nèi)荻O管23的偏壓值分別調(diào)整為0V、-4V、-7V、-11V、-14V、-16V與-19V，那么在該可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)在偏壓值從0V變化到-19V的過程中，該變?nèi)荻O管23的電容C、電阻R和電感L將發(fā)生如表1所示的變化，相應(yīng)的圖2b示出了該矩形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的截止頻率隨著變?nèi)荻O管23偏壓值的不同的變化的仿真結(jié)果圖，其中，每一條曲線分別對應(yīng)一個(gè)上述不同的偏壓值。由圖2b所示的仿真結(jié)果可知，截止共振頻點(diǎn)(波谷)有明顯的藍(lán)移(即截止共振頻點(diǎn)升高的移動(dòng))，其中，從圖2b可以看出，該可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)的截止共振頻點(diǎn)(抑制的電磁波頻率)從8.3GHz變化到9.08GHz,變化范圍達(dá)到0.78GHz。由此可見，借助本實(shí)用新型實(shí)施例設(shè)計(jì)的上述矩形的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整中間區(qū)域的變?nèi)荻O管23的偏壓值實(shí)現(xiàn)了可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)對不同頻率的電磁波的抑制，并擴(kuò)大了抑制的電磁波的頻率范圍。其中，值得注意的是，在實(shí)際應(yīng)用中，為了實(shí)現(xiàn)對不同頻率的電磁波的抑制調(diào)節(jié)，一方面可以對該閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)(即矩形諧振環(huán)結(jié)構(gòu))的邊長(長、寬)尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)，另一方面也可以對該變?nèi)荻O管的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)(例如，可以在圖2a所示的開口處串聯(lián)多個(gè)變?nèi)荻O管或是在該矩形微結(jié)構(gòu)的環(huán)內(nèi)設(shè)置多對連接邊，每對連接邊的中間設(shè)計(jì)有開口來連接一個(gè)變?nèi)荻O管，本例中只設(shè)計(jì)了一對連接邊)。此外，在上述實(shí)施例中，為了保證調(diào)節(jié)的電磁波的頻率穩(wěn)定，因此將變?nèi)荻O管連接在閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)的內(nèi)側(cè)，而在實(shí)際應(yīng)用中，隨著調(diào)節(jié)頻率的穩(wěn)定性的不同要求(例如要求的穩(wěn)定性較低)，那么也可以在該閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)(這里為矩形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的)的閉合環(huán)的各個(gè)邊長上設(shè)置開口，并將該變?nèi)荻O管設(shè)置在各開口上與該閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)連接。在又一個(gè)實(shí)施例中，如圖3a所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)包括：FR4介質(zhì)層31和設(shè)置在其表面的外輪廓呈圓形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)32，該諧振環(huán)結(jié)構(gòu)32包括：第一子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)35、第二子諧振環(huán)結(jié)構(gòu)36以及共用線結(jié)構(gòu)34，其中，該圓形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)32中的共用線結(jié)構(gòu)的中心區(qū)域設(shè)置有1個(gè)開口，在該開口處連接有變?nèi)荻O管33，從而實(shí)現(xiàn)圓形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)32與變?nèi)荻O管33的連接，這樣通過調(diào)整變?nèi)荻O管33的偏壓值就能夠?qū)崿F(xiàn)對該變?nèi)荻O管33的電容C、電阻R和電感L的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對接收的電磁波的調(diào)制。其中，該圓形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)32的直徑為10mm，而共線結(jié)構(gòu)的兩個(gè)連接邊的長度相同，即該變?nèi)荻O管33位于該圓形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)32的環(huán)內(nèi)的圓心，這樣可以使得抑制的電磁波的頻率波動(dòng)小、更加穩(wěn)定。其中，在本實(shí)施例中，可將該變?nèi)荻O管33的偏壓值分別調(diào)整為0V、-4V、-7V、-11V、-14V、-16V與-19V，那么在該可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)在偏壓值從0V變化到-19V的過程中，該變?nèi)荻O管33的電容C、電阻R和電感L將發(fā)生如表1所示的變化，相應(yīng)的圖3b示出了該矩形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的截止頻率隨著變?nèi)荻O管33偏壓值的不同的變化的仿真結(jié)果圖，其中，每一條曲線分別對應(yīng)一個(gè)上述不同的偏壓值。由圖3b所示的仿真結(jié)果可知，截止共振頻點(diǎn)(波谷)有明顯的藍(lán)移(即截止共振頻點(diǎn)升高的移動(dòng))，其中，從圖3b可以看出，該可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)的截止共振頻點(diǎn)(抑制的電磁波頻率)從8.24GHz變化到9.74GHz，變化范圍達(dá)到1.5GHz，大大拓寬了截止頻帶的可調(diào)范圍。由此可見，借助本實(shí)用新型實(shí)施例設(shè)計(jì)的上述圓形的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整中間區(qū)域的變?nèi)荻O管33的偏壓值實(shí)現(xiàn)了可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)對不同頻率的電磁波的抑制，并擴(kuò)大了抑制的電磁波的頻率范圍。其中，值得注意的是，在實(shí)際應(yīng)用中，為了實(shí)現(xiàn)對不同頻率的電磁波的抑制調(diào)節(jié)，一方面可以對該閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)(即圓形諧振環(huán)結(jié)構(gòu))的環(huán)的邊長(這里為半徑)尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)，另一方面也可以對該變?nèi)荻O管的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)(例如，可以在圖3a所示的開口處串聯(lián)多個(gè)變?nèi)荻O管或是在該圓形微結(jié)構(gòu)的環(huán)內(nèi)設(shè)置多對連接邊，每對連接邊的中間設(shè)計(jì)有開口來連接一個(gè)變?nèi)荻O管，本例中只設(shè)計(jì)了一對連接邊)。此外，在上述實(shí)施例中，為了保證調(diào)節(jié)的電磁波的頻率穩(wěn)定，因此將變?nèi)荻O管連接在閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)的內(nèi)側(cè)，而在實(shí)際應(yīng)用中，隨著調(diào)節(jié)頻率的穩(wěn)定性的不同要求(例如要求的穩(wěn)定性較低)，那么也可以在該閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)(這里為圓形諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的)的閉合環(huán)的圓周上設(shè)置開口，并將該變?nèi)荻O管設(shè)置在各開口上與該閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)連接。在上述三個(gè)具體的實(shí)施例中描述的了采用閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)，由于可調(diào)器(即變?nèi)荻O管)位于閉合環(huán)的環(huán)內(nèi)，因此，這樣設(shè)計(jì)的可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)能夠使得抑制的電磁波的頻率波動(dòng)小、更加穩(wěn)定。綜上所述，借助于本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，通過改變可調(diào)器的電容、電阻或電感參數(shù)來控制可調(diào)諧超材料結(jié)構(gòu)的電磁響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對電磁波的截止頻帶的可調(diào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對電磁波的靈活調(diào)制，并擴(kuò)大電磁波的頻率調(diào)制范圍。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3