基于蜂窝状磁光光子晶体平板单向边界态的微波拓扑天线

技术特征：
1.基于蜂窝状磁光光子晶体平板单向边界态的微波拓扑天线，其特征在于，以磁光材料为背景，利用空气柱构建蜂窝晶格磁光光子晶体平板结构，沿空气柱方向施加直流磁场，在外加磁场的作用下，蜂窝状磁光光子晶体的锯齿状边缘和扶手椅边缘都能够激发拓扑边界态；蜂窝晶格磁光光子晶体平板结构由上至下包括第一金属板、光子晶体平板和第二金属板；磁光光子晶体平板夹在第一金属板和第二金属板之间，用于防止能量泄露，通过在其中第一金属板或第二金属板上开窗口来实现微波拓扑天线，对能量的泄露进行调控。2.根据权利要求1所述的基于蜂窝状磁光光子晶体平板单向边界态的微波拓扑天线，其特征在于，与传统的光子晶体结构不同，所述磁光光子晶体平板采用光子晶体平板结构，即与传统光子晶体互补的结构；以磁光材料介质为背景，在光子晶体平板中构造多行组成蜂窝状晶格结构的空气孔，磁光光子晶体平板中的蜂窝状晶格结构具有锯齿状边缘和扶手椅边缘两种边缘结构，蜂窝晶格结构天然拥有这两种边界类型，在图1中，沿x方向的边界类型称为锯齿状边缘，沿y方向的边界类型称为扶手椅边缘，蜂窝状晶格结构即六角蜂窝晶格，蜂窝状磁光光子晶体是具有蜂窝状晶格结构的光子晶体。3.根据权利要求2所述的基于蜂窝状磁光光子晶体平板单向边界态的微波拓扑天线，其特征在于，空气柱的半径大小为r，磁光光子晶体平板的厚度为0.1a，a为晶格常数。4.根据权利要求2所述的基于蜂窝状磁光光子晶体平板单向边界态的微波拓扑天线，其特征在于，所述磁光材料采用钇铁石榴石铁氧体(yig)，其介电常数为15.26，磁化饱和强度为1884g。5.根据权利要求2所述的基于蜂窝状磁光光子晶体平板单向边界态的微波拓扑天线，其特征在于，磁光光子晶体平板中至少包括七行蜂窝状晶格结构，以防止边界态的泄露，并将能量局域在边界处，宽度太小能量不能够局域在边界处。6.根据权利要求1所述的基于蜂窝状磁光光子晶体平板单向边界态的微波拓扑天线，其特征在于，磁光光子晶体平板的工作频率范围为5.52～6.21(ghz)。7.根据权利要求1所述的基于蜂窝状磁光光子晶体平板单向边界态的微波拓扑天线，其特征在于，改变泄露能量的大小是通过改变第一金属板或第二金属板的窗口大小和数量来实现的；根据需要泄露的能量的大小，设置窗口的大小，在第一金属板或第二金属板靠近磁光光子晶体平板边界处挖空形成窗口，实现调控能量的泄露，挖空窗口的面积越大，泄露的能量越多。8.根据权利要求7所述的基于蜂窝状磁光光子晶体平板单向边界态的微波拓扑天线，其特征在于，在第一金属板或第二金属板靠近磁光光子晶体平板边界处，通过挖空一个窗口来调控能量的泄露，形成微波拓扑天线结构。9.根据权利要求7所述的基于蜂窝状磁光光子晶体平板单向边界态的微波拓扑天线，其特征在于，在第一金属板或第二金属板靠近磁光光子晶体平板边界处，通过挖空多个窗口来泄露所有能量；通过缩小窗口尺寸，增加窗口数量，将窗口构建为周期性窗口阵列，调控能量的泄露，形成微波拓扑天线结构。
10.根据权利要求9所述的基于蜂窝状磁光光子晶体平板单向边界态的微波拓扑天线，其特征在于，在第一金属板或第二金属板靠近磁光光子晶体平板边界处的不同位置开多个窗口，将窗口级联，使其之间距离保持一致形成周期性窗口阵列。

技术总结
本发明提供了基于蜂窝状磁光光子晶体平板单向边界态的微波拓扑天线。所述天线以磁光材料为背景，利用空气柱构建蜂窝晶格磁光光子晶体平板结构，沿空气柱方向施加直流磁场，在外加磁场的作用下，蜂窝状磁光光子晶体的锯齿状边缘和扶手椅边缘都能够激发拓扑边界态；蜂窝晶格磁光光子晶体平板结构由上至下包括第一金属板、光子晶体平板和第二金属板；磁光光子晶体平板夹在第一金属板和第二金属板之间，用于防止能量泄露，通过在其中第一金属板或第二金属板上开窗口来实现微波拓扑天线，对能量的泄露进行调控。本发明解决阻抗匹配问题、可实施性强、泄露能量可控且结构简单。泄露能量可控且结构简单。泄露能量可控且结构简单。


技术研发人员：李志远 彭超群 陈剑锋
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2022.06.30
技术公布日：2022/10/25