一种带分形递归控制的回旋镖型单面左手材料结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及左手材料，尤其是涉及一种带分形递归控制的回旋镖型单面左手材料结构。
【背景技术】
[0002]左手材料(LHM，Left-Handed Material)是介电常数和磁导率同时为负的人工合成材料，它的电场E，磁场H及波矢K遵从左手定则。自从俄国科学家Veselago从理论上预测出左手材料的存在，到1996年Pendry等人从等离子体理论的角度提出产生负介电常数的直线段阵列理论模型，指明了产生负介电常数的条件，即为入射波频率低于等离子谐振频率，再到1999年Pendry等人又提出了实现负磁导率的开口金属环理论模型。2001年，D.R.Smith等采用了金属线阵列和开口金属环阵列复合单元结构，首次观测到了负折射现象。2002年，美国多伦多大学中Eleftheriades教授的科研小组提出了周期性L-C网络结构的左手材料，L-C网络单元结构是由串联电路加载的电容和并联电路加载的电感构成。与此同时，美国加州大学Iton教授的科研组通过在微带线结构上加载过孔接地短接线电感和交指电容的方式来实现传输线上的右手电感和左手电容。2004年，Iton教授带领的科研小组又提出了复合左/右手传输线的概念，该结构是由纯左手传输线结构和纯右手传输线结构相结合构成。自从复合左/右手传输线的概念被提出后，很快就成了国际上的一个热门研究课题，国内外许多学者将注意力转移到复合左/右手传输线的研究中。2005年，D.R.Smith领导的科研小组基于S参数法，对周期性结构双负材料的折射率、磁导率和介电常数等电磁参数进行了提取过程探讨。
[0003]左手材料的单元结构设计是左手材料研究领域的重点。世界上第一个左手材料实物是在2000年由美国科学家Smith的科研小组设计并且制造出来的，直接将研究从理论推理进入了实验研究阶段。虽然第一个左手材料性能不够稳定，带宽和损耗都很不理想，但是却给了后来的研究者以启发。
[0004]大多数左手材料都工作在微波频段内，例如金属短线对结构[I]，S型结构[2-4]，Ω型结构[5-7]，H型结构[8-9]，树枝结构[10-11]，渔网结构[12-13]，多缝开口环与金属十字架型结构[14]等等。这些结构通过利用金属本身的电磁谐振来实现负电磁参数，因此也会产生较大的损耗。并且结构参数的调节也要求非常精细，不便于控制左手材料的性能。并且，这些结构多数都需要刻蚀在介质基板的两侧，不能很好地应用在大多数微波器件上，有些结构比较复杂，因此实用价值不高。
[0005]从实现左手材料以来，科学家们不断地设计出新的单元结构使左手材料的带宽更宽，损耗更小，制作更方便，并且更便于应用在各种微波和光学器件上。那么如何根据不断成熟的理论设计出性能更优化的结构单元便成了全世界科学家们面临的问题。
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【发明内容】
[0021]本发明的目的是针对现有技术的不足，克服传统左手材料的复杂性，提供一种带分形递归控制的回旋镖型单面左手材料结构，只需一种简单的可分形递归的结构单元，就可以实现较宽的折射率和双负特性，成本低廉，便于加工生产。
[0022]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0023]—种带分形递归控制的回旋镖型单面左手材料结构，设有微波介质基板和内部嵌套递归至少I阶回旋镖分形结构的金属层组成，金属层刻蚀在微波介质基板一面，每阶的回旋镖型分形结构是由4个相同的回旋镖基础结构经四重旋转后形成，所述回旋镖基础结构由一条圆弧段和一条直线段构成，圆弧段一端与直线段一端相连；4个回旋镖基础结构的圆弧段形成非封闭的圆周形状，4个回旋镖基础结构的直线段形成中心镂空的十字形形状。
[0024]所述微波介质基板的介电常数可为2.2?6.0，形状最好为正方形，正方形边长可为14?20mm，厚度可为0.2?0.9mm。
[0025]所述4个回旋镖基础结构的圆弧段形成非封闭的圆周最好是以微波介质基板中心为圆心，半径可为6.5?7.5mm的圆周，圆弧段的中心角可为75°?85° ;