濾波超材料、天線罩和天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及天線領域，具體而言，涉及一種濾波超材料、天線罩和天線。
【背景技術】
[0002]現有天線罩基本是純材料天線罩，它只起到保護天線的作用，在一定的范圍內會影響天線的性能。
[0003]采用純材料的天線罩時，利用半波長或四分之一波長理論，根據不同的天線頻率，改變天線罩的厚度，可影響其對電磁波的透波響應。
[0004]現有的天線罩存在以下的缺點:1、當波長過長時會使得天線罩過厚，進而重量偏大；2、普通材料的天線罩在寬頻帶、寬入射角角內的透波特性較差，影響天線性能，且通帶夕卜的截止特性差，達不到良好的抑制特性。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的主要目的在于提供一種濾波超材料、天線罩和天線，以解決現有技術中的在寬頻帶、寬入射角角內的透波特性較差的技術問題。
[0006]為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種濾波超材料，包括多個導電幾何結構層，相鄰的兩個導電幾何結構層之間設置有介質層，多個導電幾何結構層包括第一導電幾何結構層和第二導電幾何結構層，第一導電幾何結構層包括多個呈環形的鏤空幾何結構，第二導電幾何結構層包括由至少兩個交叉的導電條形成的導電幾何結構。
[0007]進一步地，鏤空幾何結構和導電幾何結構在平行于導電幾何結構層的平面上的投影中心重合。
[0008]進一步地，多個鏤空幾何結構按照陣列排布；和/或，多個導電幾何結構按照陣列排布。
[0009]進一步地，鏤空幾何結構呈方環形或圓環形。
[0010]進一步地，包括多個第一導電幾何結構層，多個第一導電幾何結構層為相鄰的導電幾何結構層。
[0011 ] 進一步地，導電幾何結構包括兩個所述導電條，兩個導電條中的一個橫向設置，另一個縱向設置。
[0012]進一步地，至少一個導電條的一端或兩端連接有端部導電幾何結構。
[0013]進一步地，每個導電條的兩端均連接有端部導電幾何結構。
[0014]進一步地，端部導電幾何結構呈條狀，導電條的端部連接端部導電幾何結構的中部。
[0015]進一步地，端部導電幾何結構垂直于與其連接的導電條。
[0016]進一步地，分別連接于導電條兩端的端部導電幾何結構的長度相同或不同；和/或，分別連接于導電條兩端的端部導電幾何結構的寬度相同或不同。
[0017]進一步地，與縱向設置的導電條連接的端部導電幾何結構和與橫向設置的導電條連接的端部導電幾何結構的長度相同或不同；和/或，與縱向設置的導電條連接的端部導電幾何結構和與橫向設置的導電條連接的端部導電幾何結構的寬度相同或不同。
[0018]根據本實用新型的另一方面，提供了一種天線罩，天線罩包括上述濾波超材料。
[0019]根據本實用新型的另一方面，提供了一種天線，天線包括上述的濾波超材料。
[0020]應用本實用新型的技術方案，利用合理設計的多個導電幾何結構層，改變濾波超材料的等效介電常數和磁導率，使的在一個較寬范圍的入射角、預定的較寬頻率范圍的工作頻段的電磁波能夠很好的透射該濾波超材料，并且使得工作頻段外的電磁波被截止。
【附圖說明】
[0021]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1示出了本實用新型的第一實施例的濾波超材料的結構示意圖；
[0023]圖2示出了本實用新型的第一實施例的濾波超材料的立體結構示意圖；
[0024]圖3示出了本實用新型的第一實施例的濾波超材料的第一導電幾何結構層的鏤空幾何結構示意圖；
[0025]圖4示出了本實用新型的第一實施例的濾波超材料的第二導電幾何結構層的導電幾何結構示意圖；
[0026]圖5示出本實用新型的第一實施例的濾波超材料仿真效果示意圖；
[0027]圖6示出了本實用新型的第二實施例的濾波超材料的立體結構示意圖；
[0028]圖7示出了本實用新型的第二實施例的濾波超材料的第一導電幾何結構層的鏤空幾何結構示意圖；
[0029]圖8示出了本實用新型的第二實施例的濾波超材料的第二導電幾何結構層的導電幾何結構示意圖；
[0030]圖9示出了本實用新型的第二實施例的濾波超材料仿真效果示意圖。
[0031]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[0032]1、導電幾何結構層；11、第一導電幾何結構層；111、鏤空幾何結構；12、第二導電幾何結構層；121、導電幾何結構；121a、導電條；121b、端部導電幾何結構；2、介質層。
【具體實施方式】
[0033]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0034]技術術語:
[0035]超材料，是指通過周期性規則排列的導電幾何結構或鏤空幾何結構實現了自然界的材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料。超材料包括介質層和形成在介質層的表面上的導電幾何結構層。導電幾何結構層，由按周期性規則排列的多個導電幾何結構組成，或在導電體層上加工出按周期性規則排列的多個鏤空幾何結構形成。超材料的電磁性質主要由導電幾何結構或鏤空幾何結構的形狀、尺寸和排布方式等因素決定，通過調整導電幾何結構或鏤空幾何結構的形狀、尺寸和排布方式等參數可以得到所需的等效介電常數和磁導率，因此，超材料已廣泛的應用于實現改變折射率、電磁隱身、完美吸波、提高透波性能和極化控制等。
[0036]導電幾何結構，是通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在介質層上的具有一定幾何形狀的導電體。
[0037]鏤空幾何結構，是通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法在附著在介質層上的導電體層上形成具有一定的幾何形狀的鏤空結構。
[0038]實施例一
[0039]如圖1至2所示，本實施例的濾波超材料包括多個導電幾何結構層I，相鄰的兩個導電幾何結構層I之間設置有介質層2，多個導電幾何結構層I包括第一導電幾何結構層11和第二導電幾何結構層12，第一導電幾何結構層11包括多個呈環形的鏤空幾何結構111，第二導電幾何結構層12包括多個由至少兩個交叉的導電條121a形成的導電幾何結構121。
[0040]本實施例中，多個導電幾何結構層改變濾波超材料的等效介電常數和磁導率，使的在一個較寬范圍的入射角、預定的較寬頻率范圍的工作頻段的電磁波能夠很好的透射該濾波超材料，并且使得工作頻段外的電磁波被截止。
[0041]第一導電幾何結構層11與第二導電幾何結構層12不同，通過第二導電幾何結構層12可以得到不同于第一導電幾何結構層11的等效介電常數和磁導率，因此，第二導電幾何結構層12可用于增加大入射角的電磁波的透射率；和/或，用于增加可良好透射的電磁波的頻段的寬度；和/或，提高對工作頻段外的電磁的截止性能。
[0042]當然第一導電幾何結構層11和第二導電幾何結構層12可以均由多個鏤空幾何結構組成，也可以均有多個導電幾何結構組成，通過調整多個鏤空幾何結構或多個導電幾何結構的形狀、尺寸和排布方式也可改變導電幾何結構層I的等效介電常數和磁導率。
[0043]介質層2的表面既可以是規則的也可以是根據實際需要而設置的不規則的。介質層2可以是硬質基板，也可以是軟板。
[0044]介質層2可以為纖維、泡沫和蜂窩中的一種材料制成的單層結構。也可以為包含纖維、泡沫和蜂窩中的一種或多種的多層結構的復合材料。復合材料還可以含有增強材料，該增強材料為纖維、織物或者粒子中的至少一種。一般來說，介質層2的介電常數ε應該滿足:1< ε <5。本實施例中，介質層2的介電常數優選為3。
[0045]介質層的厚度一般為2毫米至5毫米。本實施例中，介質層2的厚度優選地4毫米。
[0046]介質層2具有一定的機械強度，將該濾波超材料用作天線罩時，除了起到保護作用外，還可以起到濾波作用，讓所需的頻段電磁波透過，其他頻段的電磁波被抑制。
[0047]導電幾何結構層I形成在介質層2的一個表面上或兩個表面上。位于最外層的一個介質層2的兩個表面上均形成有導電幾何結構層I，其余的介質層2只有一個表面上形成有導電幾何結構層1，從而形成導電幾何結構層I與介質層2相交替的形式。
[0048]導電幾何結構層I可以通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻等方法附著在介質層2上。制作導電幾何結構層I的材質為不溶于水的任意的金屬和合金，例如金、銀、銅、金合金、銀合金、銅合金、鋅合金或鋁合金；制作導電幾何結構層I材料還可以為導電石墨、銦錫氧化物或摻鋁氧化鋅。
[0049]制造導電幾何結構層I的材料的原始形態可以是固體、液體、流狀體或粉狀物，只要加工完成后導電幾何結構層I的鏤空幾何結構或導電幾何結構的形狀、尺寸和排布方式等因素符合設計即可。導電幾何結構層I的厚度一般為0.015至0.020毫米。本實施例中，導電幾何結構層I的厚度優選為0.018_。
[0050]本實施例中，鏤空幾何結構111與導電幾何結構121正對設置。鏤空幾何結構111和導電幾何結構121在平行于導電幾何結構層I的平面上的投影的中心重合。多個導電幾何結構層I包括多個第一導電幾何結構層11，在濾波超材料的厚度方向上，依次層疊設置的分別屬于不同的第一導電幾何結構層11的鏤空幾何結構111正對設置。
[0051]優選地，第一導電幾何結構層11包括多個鏤空幾何結構111，多個鏤空幾何結構111均呈方環形。多個鏤空幾何結構111按照陣列排布，優選地按照矩形陣列排布。
[0052]第二導電幾何結構層12的多個導電幾何結構121按照陣列排布。第一導電幾何結構層11的多個鏤空幾何結構111和第二導電幾何結構層