專利名稱：基于異向介質(zhì)的分裂式諧振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種諧振機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
新型人工電磁媒質(zhì)概念的提出可以追溯到上世紀(jì)六十年代。在前蘇聯(lián)科學(xué)家 Veselag0所發(fā)表的一片論文中，假想了一種介電常數(shù)和磁導(dǎo)率都為負(fù)數(shù)的介質(zhì)，并指出在 這種介質(zhì)中存在著許多奇特的電磁現(xiàn)象。異向介質(zhì)是上世紀(jì)九十年代出現(xiàn)的一種新型周期 結(jié)構(gòu)的人工電磁媒質(zhì)，它同時(shí)具有負(fù)的介電常數(shù)和負(fù)的磁導(dǎo)率，導(dǎo)致在該媒質(zhì)中傳播的電 磁波的電場、磁場和波矢量不再遵循常規(guī)媒質(zhì)的右手法則，而遵循左手法則，從而該媒質(zhì)又 稱為異向介質(zhì)。隨著微波技術(shù)的發(fā)展，小尺寸微波器件越來越受到人們的重視。通過對異向介質(zhì) 的深入研究，發(fā)現(xiàn)運(yùn)用異向介質(zhì)設(shè)計(jì)的很多微波器件有很好的優(yōu)點(diǎn)，其中之一是利用異向 介質(zhì)的反常電磁特性來縮小微波器件體積或占用面積。目前基于基于異向介質(zhì)的各種小型 化的期間不斷的被研究設(shè)計(jì)出來，特別由哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究、設(shè)計(jì)的超小型諧振腔，解決 了諧振腔存在小型化的理論尺寸極限和基于三維異向介質(zhì)的小型化諧振腔在現(xiàn)有的技術(shù) 水平下不能加工制造的問題，但是由于一旦研究設(shè)計(jì)出來其結(jié)構(gòu)尺寸及諧振腔的諧振頻率 都固定了，在實(shí)際應(yīng)用中不便于根據(jù)不同的實(shí)際要求變化其諧振腔的諧振頻率，缺乏靈活 性；該超小型諧振腔為矩形諧振腔，其諧振腔的腔體為一個(gè)中空的長方體形，在加工制作的 過程中比較困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供解決了諧振腔小型化問題且具有尺寸和諧振頻率靈活性 特點(diǎn)的基于異向介質(zhì)的分裂式諧振器。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明基于異向介質(zhì)的分裂式諧振器，其特征是包括諧振腔、負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)和饋 線，諧振腔包括兩個(gè)，兩個(gè)諧振腔連接在一起、且諧振腔的上蓋設(shè)置通孔，在通孔處安裝饋 線，負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)置于諧振腔里。本發(fā)明基于異向介質(zhì)的分裂式諧振器還可以包括1、所述的諧振腔為半圓柱體，兩個(gè)諧振腔大小相等、且兩個(gè)諧振腔通過半圓柱體 的矩形面連接在一起。2、所述的諧振腔內(nèi)負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)的高度與空氣的高度之比等于空氣的折射系數(shù) 與負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)得折射系數(shù)之比。本發(fā)明的優(yōu)勢在于便于根據(jù)不同的實(shí)際要求變化諧振腔的諧振頻率，具有一定 得靈活性，且制作加工簡單方便。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)尺寸的比例原理圖；圖2為為本發(fā)明不含異向介質(zhì)時(shí)的半圓柱型諧振腔體；圖3為本發(fā)明的基于異向介質(zhì)的分裂式圓柱諧振器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明外部框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1 4，本發(fā)明包括諧振腔、負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)和饋線，諧振腔包括兩個(gè)，兩個(gè)諧 振腔連接在一起、且諧振腔的上蓋設(shè)置通孔，在通孔處安裝饋線，負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)置于諧振腔 里。本發(fā)明提到的異向介質(zhì)基本性質(zhì)，在一定頻率范圍內(nèi)無損耗的異向介質(zhì)具有同時(shí) 為負(fù)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，介質(zhì)中的折射系數(shù)同樣為負(fù)值。因此Veselag0從理論上預(yù)測， 電磁波能在這種異向介質(zhì)中傳播。然而在這種異向介質(zhì)中對這樣一種單色均勻平面波的相 速與坡印廷矢量產(chǎn)波方向互為相反的?？紤]到普通無損介質(zhì)的介電常數(shù)S1X)與磁導(dǎo)率
P1 >0，折射系數(shù)為η，7^7^，其中ε。與μ。分別為自由空間中的介電常數(shù)和磁導(dǎo)
率，Ii1 >0。在一定頻段內(nèi)介電常數(shù)ε2<0和磁導(dǎo)率μ2<0無損異向介質(zhì)平面板，折射
系數(shù)為η2 Ξ如2μ2/ε0μ0，η2在該頻段內(nèi)是一個(gè)實(shí)數(shù)。隨著平面波在第一個(gè)介質(zhì)板后，平面
波進(jìn)入異向介質(zhì)板，最后在第二塊介質(zhì)板離開，功率流在第一塊介質(zhì)板的方向和第二塊介 質(zhì)板的方向相同。在第一個(gè)介質(zhì)板的功率流與相速方向是相同的，然而在第二塊介質(zhì)板兩 個(gè)矢量剛好相反。因此波矢1 En2kci與波矢kl ElllkciS向完全相反，1 代表自由空間的 波矢，因此電磁波在通過這兩層介質(zhì)板后總的相位差為η^Α-ι^Λ。如果Cl1與d2的比值 接近Cl1Al2 = η2/ηι，則電磁波在通過這兩層介質(zhì)板前后總的相位差可變?yōu)榱?。雖然電磁波 通過這兩層介質(zhì)板，但是可能不會產(chǎn)生相位差，這點(diǎn)足以在人們設(shè)計(jì)相關(guān)微波電路或特殊 元器件時(shí)引起強(qiáng)烈的興趣。除此之外，利用電磁波在負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)和負(fù)介電常數(shù)介質(zhì)的交 界面會發(fā)生隧道效應(yīng)，使得分裂式諧振器的諧振頻率不再依賴于諧振腔的尺寸。分裂式諧 振器具有測量物料的水分及濕度的作用，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。實(shí)施方式1:諧振腔內(nèi)放入占據(jù)腔體下側(cè)的半圓型的負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)，其中負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)由具有 優(yōu)越抗老化性能的非磁性特氟龍材料填充而成的。該負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)的總厚度為d”負(fù)磁導(dǎo) 率上部填充的普通介質(zhì)(空氣介質(zhì))的厚度為d2，并且Cl1與(12的比值接近Cl1M2 = Ii2Av 將兩個(gè)半圓柱型諧振腔體放在一起形成一個(gè)諧振器，且分裂式諧振器的兩個(gè)半圓型上蓋的 通孔處分別接有輸入、輸出的高頻頭，且諧振腔高頻頭上在圓柱形諧振腔內(nèi)部有環(huán)形饋線， 進(jìn)行電磁波能量的傳入和傳出。
權(quán)利要求
1.基于異向介質(zhì)的分裂式諧振器，其特征是包括諧振腔和饋線，諧振腔包括兩個(gè)，兩 個(gè)諧振腔連接在一起、且諧振腔的上蓋設(shè)置通孔，饋線安裝在通孔處，諧振腔里填充有負(fù)磁 導(dǎo)率介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于異向介質(zhì)的分裂式諧振器，其特征是所述的諧振腔為 半圓柱體，兩個(gè)諧振腔大小相等、且兩個(gè)諧振腔通過半圓柱體的矩形面連接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于異向介質(zhì)的分裂式諧振器，其特征是所述的諧振 腔內(nèi)負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)的高度與空氣的高度之比等于空氣的折射系數(shù)與負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)得折射 系數(shù)之比。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供基于異向介質(zhì)的分裂式諧振器。包括諧振腔、負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)和饋線，諧振腔包括兩個(gè)，兩個(gè)諧振腔連接在一起、且諧振腔的上蓋設(shè)置通孔，在通孔處安裝饋線，負(fù)磁導(dǎo)率介質(zhì)置于諧振腔里。本發(fā)明便于根據(jù)不同的實(shí)際要求變化諧振腔的諧振頻率，具有一定得靈活性，且制作加工簡單方便。
文檔編號H01P7/06GK102064374SQ20101059356
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者樂永波, 伍越, 姜宇, 孫岳忠, 楊帆 申請人:哈爾濱工程大學(xué)