人造介质制造技术

一种人造介质，其包括：电介质层，具有正面和背面；多个第一栅格线及多个第二栅格线，形成在所述电介质层的所述正面和所述背面的各个面上，所述第一栅格线向第一方向延伸，所述第二栅格线向与所述第一方向不同的第二方向延伸；以及导电性元件，分别在所述电介质层的所述正面和所述背面上形成，位于所述第一栅格线和所述第二栅格线交叉的区域，在所述电介质层的厚度方向上传播的电磁波入射时，使由该电磁波激励的电流在规定的工作频率增大，且在与所述厚度方向平行的面内形成电流回路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及人造介质，特别是涉及左手系人造介质。
技术介绍
有效相对介电常数和有效相对磁导率均为负的人造介质、即所谓的“左手系介质” 是具有负的折射率的、自然界中不存在的物质，相对于通常的物质、即所谓的“右手系介 质”，显示出波动性质反转的特殊现象。例如所谓反转的现象是指光的折射定律(Snell定 律)下的折射角的符号(负的折射率)、波数矢量的方向(返波、backward wave)、多普勒 效应等。此外，从该概念扩展开，有效相对介电常数和有效相对磁导率均为零的匹配零折射 率介质也受到高度关注。因此，在各种领域中，正在研究利用该左手系介质的特性而使各种 装置及设备等高水准化。例如，在光学领域中使用人造介质对于透镜等研究超过衍射极限 的高分辨化，在微波/毫米波的领域中使用人造介质研究天线的小型化、高性能化等。已知构成左手人造介质的方法大致可分为两类。其一是使用传输线路的方法，例 如可例举出非专利文献1。该方法是，在质上使已确立的传输线路理论及通过该理论实现的右手系线路扩 展，在线路内插入离散的电感器和电容器，从而实现左手系线路。该方法的较大特征是本质 上显示出宽频带性。该方法对于滤波器之类的电路元件、以连接于传输线路为前提的天线 适用，对于在空间传播的电磁波起作用。因此，该方法极难将传输线路型左手系介质适用于 例如透镜等。与此相对，作为可对在空间传播的电磁波起作用的左手系介质，可例举出非专利 文献2。该左手系介质具有组合了开口环谐振器和导体带(conductor strip)的结构。因 此，该左手系介质存在原理上的制约，即，必须与电磁波的传播方向平行地形成开口环谐振 器的导体面。结果，该左手系介质存在制造工艺极其复杂的缺点。作为可消除上述缺点、可作用于空间的电磁波的左手系介质的构成，可例举出非 专利文献3。该方法通过在电介质的正面和背面的各个面上配置由网状导体构成的相同的 图案，来实现左手系介质。非专利文献 1 ;C. Caloz And Τ. Itoh,"Novel microwave devices and structures based on transmission line approach of meta-materials，，IEEE-MTT Int iI Symp., vol. lpp. 195-198，June 2003非专利文献2 :R. A. Shelby，D. R. Smith，S. SchultzZiExperimental Verification of a Negative Index of Refraction，，Science 292，pp. 77-792001非专利文献 3 ；Gunnar Dolling，Christian Enkrich，Martin Wegner, Costas M. Soukoulis, Stefan Linden，OPTICS LETTERS, Vol. 31，No.12，2006 年
技术实现思路
专利技术要解决的问题 但是，上述非专利文献3所记载的人造介质，是假想在光的频带中的使用而提出 的，难以在微波或毫米波的领域使用。因为非专利文献3所记载的人造介质中，可得到左手 系介质的频率区域较窄，而且还具有极化波依赖性。即，将该人造介质应用于例如微波或毫 米波的领域时，存在有效相对介电常数及有效相对磁导率根据入射电磁波的电场的方向而 大幅变化的可能性。这种具有极化波依赖性的人造介质，应用目标明显受限，难以将人造介 质应用于各种用途。因此，现有的人造介质存在不能应用于微波或毫米波的领域的问题。本专利技术鉴于上述问题而创立，其目的是，提供一种可在较宽的频带上得到作为左 手系介质的特性并且极化波依赖性小的人造介质。用于解决问题的手段本专利技术提供一种人造介质，包括电介质层和隔着该电介质层而彼此相对的第一及 第二导电性图案，在所述电介质层的厚度方向上传播的电磁波入射时，使由该电磁波激励 的电流在规定的工作频率增大，且在与所述厚度方向平行的面内形成电流回路，其特征在 于，所述第一及第二导电性图案具有导电性元件、向第一方向延伸的多个第一栅格线、向与 第一方向不同的第二方向延伸的多个第二栅格线，所述导电性元件配置于所述第一及第二 栅格线交叉的部位。专利技术效果本专利技术中，可提供在较宽的频带上得到作为左手系介质的特性、极化波依赖性小 的人造介质。本专利技术的人造介质可利用于例如高频用透镜天线、天线用屏蔽器、天线用上板 (覆盖层/ u—卞卜 >一卜)、超小型通信用的谐振器、发送器等。附图说明图1是本专利技术的第一人造介质的俯视图。图2是沿图1的人造介质的A-A线的剖视图。图3是现有的人造介质的俯视图。图4是沿图3的人造介质的B-B线的剖视图。图5是表示现有的人造介质中的有效相对介电常数及有效相对磁导率的频率特 性的图表。图6是表示现有的人造介质中的S参数的频率特性的图表。图7是表示本专利技术的第一人造介质中的有效相对介电常数及有效相对磁导率的 频率特性的图表。图8是表示本专利技术的第一人造介质中的S参数的频率特性的图表。图9是表示在图5所示的模拟中使极化波旋转90°时的、现有的人造介质中的有 效相对介电常数及有效相对磁导率的频率特性的图表。图10是表示在图6所示的模拟中使极化波旋转90°时的、现有的人造介质中的S 参数的频率特性的图表。图11是表示在图7所示的模拟中使极化波旋转90°时的、本专利技术的第一人造介质中的有效相对介电常数及有效相对磁导率的频率特性的图表。图12是表 示在图8所示的模拟中使极化波旋转90°时的、本专利技术的第一人造介质 中的S参数的频率特性的图表。图13是本专利技术的第二人造介质的俯视图。图14是沿图13的人造介质的C-C线的剖视图。图15是表示本专利技术的第二人造介质中的有效相对介电常数及有效相对磁导率的 频率特性的图表。图16是表示本专利技术的第二人造介质中的S参数的频率特性的图表。图17是表示在第一人造介质中片体(tile)的尺寸变化时的有效相对介电常数的 频率特性的图表。图18是表示在第二人造介质中片体的尺寸变化时的有效相对介电常数的频率特 性的图表。图19是本专利技术的其他人造介质180的概略俯视放大图。图20是将图19所示的人造介质180的有效相对介电常数和有效相对磁导率的频 率变化与图1所示的人造介质100的结果一并示出的图表。图21是人造介质的特性测定用的测定装置的概略构成图。图22是表示本专利技术的第二人造介质中的有效相对介电常数及有效相对磁导率的 频率特性(实测值)的图表。图23是表示本专利技术的第二人造介质中的S参数的频率特性(实测值)的图表。 具体实施例方式以下通过附图说明本专利技术的实施方式。(第一人造介质)图1表示本专利技术的第一人造介质的俯视图。此外，图2表示沿图1所示的第一人 造介质的A-A线的剖视图。如图1及2所示，本专利技术的第一人造介质100包括具有正面112和背面114的电 介质层111。在电介质层111的正面112和背面114上，形成有导电性的栅格线110和导电 性的片体140。此处，重复由导电性的栅格线110和导电性的片体140构成的图样而形成 图案105。在各面上构成的重复图案105从电介质层111的厚度方向看，实质上是相同的。 此外，各面上构成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人造介质，包括：电介质层，具有正面和背面；多个第一栅格线及多个第二栅格线，形成在所述电介质层的所述正面和所述背面的各个面上，所述第一栅格线向第一方向延伸，所述第二栅格线向与所述第一方向不同的第二方向延伸；以及导电性元件，分别在所述电介质层的所述正面和所述背面上形成，位于所述第一栅格线和所述第二栅格线交叉的区域，在所述电介质层的厚度方向上传播的电磁波入射时，使由该电磁波激励的电流在规定的工作频率增大，且在与所述厚度方向平行的面内形成电流回路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：井川耕司，古贺将英，渡边文范，园田龙太，庭野和彦，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]