一種平板天線的制作方法

專利名稱：一種平板天線的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信技術領域，尤其涉及一種平板天線。
背景技術：
天線自從二次世界大戰實用新型以來一直以拋物面形態出現。隨著科技和經濟發展，人們對無線通訊的覆蓋面的要求越來越廣，無線城市的概念也隨著出現。然而無線通訊需要大量的天線，各類拋物面天線或設置于樓頂或設置于路邊。拋物面天線的形狀被其物理特性所限定，必須為拋物面形狀，人們對拋物面天線存在抵制心理。現有技術中，為兼顧美化以及無線通信覆蓋面的效果，通常是在天線外面罩設美化天線罩，通過將美化天線罩設計成各類常見的外形，例如空調、煙囪、樹等，以隱蔽天線。在現有的拋物面天線上增設美化天線罩以達到隱藏天線的效果無疑會增大天線布置時的成本，同時天線罩仍以一個獨立的物體出現，與四周的環境存在差異，不能達到真正地隱藏效果。

實用新型內容本實用新型的目的在于提出一種隱藏和美化效果較好的平板天線。本實用新型采用的技術方案為，提出一種平板天線，其包括平板天線本體、設置于平板天線本體表面的薄膜以及設置于所述薄膜表面的圖案層。
進一步，所述圖案層圖案與所述平板天線應用時的背景圖案一致。進一步，所述圖案層圖案為油畫或山水畫。進一步，所述圖案層圖案為貼畫。進一步，所述圖案層圖案為純色圖案或文字。進一步，所述圖案層圖案為迷彩圖案。進一步，所述圖案層圖案為各國國旗圖案。進一步，所述圖案層圖案為產品廣告。進一步，所述非金屬薄膜材料為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、特氟龍或有機硅。進一步，所述非金屬薄膜材料為環氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯或酚醛。進一步，所述非金屬薄膜材料為墻紙或PE發泡珍珠紙。進一步，所述非金屬薄膜厚度小于5毫米。進一步，所述非金屬薄膜厚度為0.01-4毫米。進一步，所述非金屬薄膜厚度為0.01-1毫米。進一步，所述平板天線本體包括用于對入射電磁波進行波束調制的功能板以及設置在所述功能板一側的用于反射電磁波的反射層；所述功能板包括兩個或兩個以上具有移相功能的功能板單元。[0021]進一步，所述功能板單元包括基板單元以及設置在所述基板單元一側的至少一個對入射電磁波產生電磁響應的人造結構單元，相鄰兩個功能板單元的幾何中心之間的距離小于入射電磁波波長的七分之一。進一步，所述相鄰兩個功能板單元的幾何中心之間的距離相同。進一步，所述人造結構單元為導電材料構成的具有幾何圖案的結構。進一步，所述反射層貼附于所述功能板一側表面。進一步，所述反射層與所述功能板相互間隔設置。進一步，所述反射層為金屬網格反射層。進一步，所述金屬網格反射層由多片相互間隔的金屬片構成，單個金屬片的形狀為三角形或者多邊形。進一步，所述單個金屬片的形狀為正方形。進一步，所述多片金屬片相互之間的間隔小于入射電磁波波長的二十分之一。
進一步，所述金屬網格反射層為由多條金屬線縱橫交錯構成的具有多網孔的網狀結構，單個網孔的形狀為三角形或者多邊形。進一步，所述單個網孔的形狀為正方形。進一步，所述單個網孔的邊長小于入射電磁波波長的二分之一，所述多條金屬線的線寬大于或等于0.01mm。進一步，所述基板單元的橫截面為三角形或多邊形。進一步，所述基板單元的橫截面為等邊三角形、正方形、菱形、正五邊形、正六邊形或者正八邊形。進一步，所述相鄰功能板單元的幾何中心之間的距離小于入射電磁波波長的八分
之一 O進一步，所述相鄰功能板單元的幾何中心之間的距離小于入射電磁波波長的十分
之一 O進一步，還包括饋源、一端與平板天線固定連接的平板支桿、與所述饋源連接并活動連接在所述平板支桿另一端上的饋源卡件、將所述平板支桿固定到墻壁上的緊固件。進一步，所述平板支桿與所述饋源卡件相連的一端沿軸向開設有滑移槽，所述饋源卡件上開設有與所述滑移槽相交的調節槽，至少一個調節螺栓依次穿過所述調節槽和滑移槽從而將所述饋源卡件和平板支桿的相對位置鎖緊定位。進一步，所述饋源卡件為U形彈簧片，所述饋源插入所述U形彈簧片的弧形區域，一緊定螺釘穿過所述U形彈簧片的兩個延伸臂并擠壓二者將所述饋源壓緊定位。進一步，將所述平板支桿固定到平面上的緊固件包括放在所述平板支桿外表面上的壓片和分別從所述壓片兩端穿過以進入墻壁的長桿螺釘。本實用新型通過在平板天線本體上覆蓋具有圖案層的薄膜，一方面使得平板天線本體被保護，另一方面也使得平板天線能夠有效地隱藏于周邊環境中同時還能美化平板天線外觀。

圖1本實用新型平板天線的立體結構示意圖；[0043]圖2為平板天線本體一較佳實時方式的立體接示意圖；圖3是功能板單元的橫截面圖形為六邊形時，功能板的正視示意圖；圖4是反射層一較佳實施方式的結構示意圖；圖5是網格結構的金屬網格反射層的結構示意圖；圖6是平面雪花狀的人造結構單元所構成的調制單元的示意圖；圖7是平面雪花狀的人造結構單元幾何形狀生長的第一階段；圖8是平面雪花狀的人造結構單元幾何形狀生長的第二階段；圖9是圖6所示的人造結構單元所構成的調制單元的移相量隨結構生長參數S的變化曲線圖；圖10是本實用新型另一種結構的人造結構單元構成的調制單元的示意圖；圖11是圖10所示的人造結構單元的生長方式示意圖；圖12是圖10所示的人造結構單元所構成的調制單元的移相量隨結構生長參數S的變化曲線圖；圖13是本實用新型另一種結構的人造結構單元構成的調制單元的示意圖；圖14是是圖13所示的人造結構單元的生長方式示意圖；圖15是圖13所 示的人造結構單元所構成的調制單元的移相量隨結構生長參數S的變化曲線圖；圖16a是三角形金屬片狀的人造結構單元的示意圖；圖16b是正方形金屬片狀的人造結構單元的示意圖；圖16c是圓形金屬片狀的人造結構單元的示意圖；圖16d是圓形金屬環狀的人造結構單元的示意圖；圖16e是方形金屬環狀的人造結構單元的示意圖；圖17是本實用新型平板天線具體應用時的立體結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，圖1為本實用新型平板天線的立體結構示意圖。圖1中，平板天線包括平板天線本體1、設置于平板天線本體I表面的非金屬薄膜2以及設置于薄膜表面的圖案層3。平板天線本體I用于調制電磁波，將電磁波匯聚于饋源或者將饋源發出的電磁波輻射出去。非金屬薄膜2 —方面用于保護平板天線本體1，另一方面也可作為圖案層的支撐體。非金屬薄膜2的厚度較薄，一般小于5毫米，由于其較薄的厚度，使得除金屬外的各種材質制成的薄膜都能具有較好的透波效果。優選地，非金屬薄膜2的厚度為0.01-4毫米。更優選地，非金屬薄膜2的厚度為0.01-1毫米。圖案層可繪制于非金屬薄膜2表面上，也可以獨立貼附于非金屬薄膜2表面。優選地，圖案層和平板天線應用環境一致，以達到隱藏平板天線的效果。例如當平板天線用于軍用通信時，將平板天線掛設于軍用帳篷外，因此將平板天線圖案層設置為迷彩圖案。當平板天線用于室內時，則可以將平板天線設置與墻壁顏色一致的純色圖案。另外，圖案層2還可用于美化平板天線外觀，例如使用尺寸合適的油畫作為圖案層2，還可使用貼畫、山水畫等。[0067]進一步地，圖案層2還可繪制各種文字、標語、廣告等。優選地，圖案層2的圖案為各國國旗。平板天線本體I的形成方式有多種，例如可以為平板透鏡天線，還可以為反射器陣列天線。平板天線本體I的共同特征是包括平板以及排布于平板上的結構單元，通過改變每一結構單元的折射率以使得平板具有一規律的折射率分布從而可以利用平板的形態實現傳統拋物面天線的功能。平板天線本體I能方便地貼附于墻壁、廣告牌、窗戶甚至屋頂上，在平板天線本體I上設置薄膜而后在薄膜上貼附或者繪制圖案層使得平板天線與墻壁、廣告牌、窗戶或者屋頂能融為一體， 徹底解決了傳統拋物面天線所未解決的隱藏和美化功能。平板天線本體I的形狀可以為圖1所示的方形，也可為圓形或其他圖形。優選地，平板天線本體I為反射陣列天線。圖2為平板天線本體一較佳實施方式的立體結構示意圖。平板天線本體I包括用于對入射電磁波進行波束調制的功能板以及設置于功能板S —側的用于反射電磁波的反射層FS。所述功能板I包括兩個或兩個以上具有移相功能的功能板單元10。其中，任意相鄰兩個功能板單元10的幾何中心之間的距離小于入射電磁波波長的七分之一。電磁波通過所述功能板單元10后由所述反射層FS反射，經反射的電磁波再次通過所述功能板單元10后出射。平板天線本體中的任意相鄰兩個功能板單元10的幾何中心之間的距離小于入射電磁波波長的七分之一。本實用新型優選地，任意相鄰兩個功能板單元10的幾何中心之間的距離小于入射電磁波波長的八分之一。更優選地，任意相鄰兩個功能板單元10的幾何中心之間的距離小于入射電磁波波長的十分之一。如圖2所示，功能板I包括兩個或兩個以上的功能板單元10，反射層FS包括與功能板單元10對應數量的反射單元20,功能板單元10與其對應的反射單元20構成一個調制單元100 ;可以理解的是，平板天線本體整體可由多個獨立調制單元100拼接而成，也可由一整塊功能板I與一整塊反射層FS構成。所述功能板單元10包括基板單元以及設置在所述基板單元一側的至少一個對入射電磁波產生電磁響應的人造結構單元。人造結構單元可以通過壓合或者膠結貼附在基板單元上，也可以通過與基板單元有一定間隔，間隔之間可以是填充物也可以是支撐物，通常用泡沫。其中，功能板單元10的橫截面圖形可以有多種形式。比較典型的功能板單元的橫截面圖形可為三角形或多邊形，優選地，功能板單元的橫截面圖形為等邊三角形、正方形、菱形、正五邊形、正六邊形或者正八邊形，圖2中示出了橫截面圖形為正方形的功能板單元10 ;圖3示出了由多個橫截面圖形為正六邊形功能板單元所構成的功能板I的正視示意圖。功能板單元的橫截面圖形優選為等邊三角形、正方形、菱形、正五邊形、正六邊形或者正八邊形時。反射層FS可如圖2所示緊密貼附于功能板I 一側表面設置，例如通過膠水粘結、機械連接等多種常用的連接方式來實現緊密貼附于功能板I 一側表面，本實用新型對此不做限制。反射層FS還可以與功能板I間隔一定距離設置。間隔距離的大小可依據實際需求來設置。反射層FS與功能板I之間可通過支撐件來連接，也可以通過在兩者之間填充泡沫、橡膠等來實現。反射層FS可為一整塊金屬片或金屬網格反射層，也可為涂覆于功能板I 一側的金屬涂層或金屬薄膜。金屬片、金屬涂層、金屬薄膜或者金屬網格反射層可以選用銅、鋁或鐵等金屬材料。采用整塊金屬片、金屬涂層或者金屬薄膜作為反射層時，其厚度一般較薄，約為
0.01-0.03毫米，金屬片、金屬涂層或者金屬薄膜的長、寬遠遠大于其厚度。在制備和實際應用時容易因為應力的作用發生翹曲，一方面降低了產品制備過程中的良率，造成大量浪費，另一方面也增大了產品使用后的維護成本。本實用新型中，反射層FS優選地使用金屬網格反射層，金屬網格反射層由多片相互間隔間隙的金屬片4構成，每一金屬片4的長寬值和厚度值的差異減小，從而減小產品應力，避免反射層翹曲。然而由于各金屬片之間存在縫隙，如果縫隙的寬度過寬會使得電磁波被網格狀反射板反射時產生柵瓣效應，給平板天線本體性能帶來影響，而如果縫隙的寬度過窄則會使得每一金屬片的長寬值與厚度值的差異增大，不利于應力的釋放。優選地，所述多片金屬片相互之間的間隔小于入射電磁波波長的二十分之一。本實用新型中，單個金屬片的形狀為三角形或者多邊形。在一優選實施例中，如圖4所不,所述金屬網格反射層WG由多片相互間隔的金屬片4構成，單個金屬片形狀為正方形。在另一優選實施例中，如圖5所示，所述金屬網格反射層WG為由多條金屬線縱橫交錯構成的具有多網孔的網狀結構，圖中多條金屬線分為縱向金屬線ZX及橫向金屬線HX，縱向金屬線ZX與橫向金屬線HX之間形成多個網孔WK，單個網孔WK的形狀可為三角形或者多邊形。并且所有網孔WK的形狀可以相同，也可以不同。在圖5所示的實施例中，優選地，所有網孔WK的形狀均為正方形，縱向金屬線ZX與橫向金屬線HX的線寬相同。所述單個網孔的邊長小于入射電磁波波長的二分之一，所述多條金屬線的線寬大于或等于0.01mm。優先地，所述單個網孔的邊長為0.0lmm至入射電磁波波長的二分之一，所述多條金屬線的線寬為0.0lmm至入射電磁波波長的5倍。
·[0081]在上述反射層的描述中，均以金屬材料作為反射層材料，但應知本實用新型中反射層的作用為反射電磁波，因此只要能達到反射電磁波的材料均為本實用新型反射層的可選材料。本實用新型的功能板單元的實現方案，如下:如圖2，功能板單10包括基板單元V以及設置在所述基板單元上的至少一個對入射電磁波產生電磁響應的人造結構單元M，人造結構單元M可以直接附著在基板單元V的表面。相鄰兩個功能板單元的幾何中心之間的距離小于入射電磁波波長的七分之一。人造結構單元可為導電材料構成的具有幾何圖案的結構，導電材料可為金屬或非金屬導電材料，所述金屬為金、銀、銅、金合金、銀合金、銅合金、鋅合金或招合金；所述非金屬導電材料為導電石墨、銦錫氧化物或摻鋁氧化鋅。人造結構單元的加工方式可以有多種，可通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法分別附著在虛擬劃分為多個基板單元的基板上。以下描述每一調制單元移相量的一種設計方法，應當理解的是，下述方法只是輔助說明性的，并不用以限定本實用新型，實際上，對本領域的技術人員來說，通過閱讀本實用新型還可以通過其它常規的設計方法來實現天線上預期的移相量分布。每一調制單元的移相量的設計方法包括如下步驟:[0087]S1、設置每一調制單元的移相量的變化范圍，構造η個調制單元的移相量的向量空間；設置期望的電磁波輻射方向圖對應的參數指標。這里的參數指標主要是指影響到電磁波輻射方向圖的主要技術指標，不同的應用場景下，關注的技術指標是不同的，例如，可以是半功率波束寬度等。S2、對所述移相量的向量空間進行抽樣,生成m(m〈n)個調制單元的抽樣向量空間；這里的抽樣可以是常用的各種抽樣方法，例如隨機抽樣、系統抽樣等。S3、依據所述抽樣向量空間，通過插值方法計算剩余n-m個調制單元的移相量，生成η個調制單元的新的移相量的向量空間；插值方法可以是高斯過程插值法、樣條長治方法等。S4、計算對應的參數指標，判斷計算的參數指標是否滿足預設要求，若是，則即為滿足需要的移相量的向量空間；若否，則通過預設的優化算法生成新的抽樣向量空間，并通過插值方法生成新的移相量的向量空間，循環執行直至滿足預設要求。預設的優化算法可以是模擬退火、遺傳算法、禁忌搜索等算法。預設要求可以包括例如參數指標的閾值以及精度的范圍。通過上述的方法可以得到我們需要的每一調制單元的移相量分布情況，根據移相量的分布情況再結合我們要使用的技術方案類型來確定具體的設計。例如，如果采用由基板單元及人造結構單元構成的功能板單元來實現入射電磁波方向圖的調制，那么就需要找出能夠滿足移相量分布的人造結構單元的形狀、尺寸信息的對應關系。采用由基板單元及人造結構單元構成的功能板單元來實現入射電磁波方向圖的調制，合理設計每一調制單元上的人造結構單元的形狀、幾何尺寸，可以設計出所述平板天線本體上每一調制單元的移相量，從而實現期望的電磁波輻射方向圖。給定平板天線本體的入射頻率，確定好基板單元的物理尺寸、材料及電磁參數，以及人造結構單元的材料、 厚度及拓撲結構，利用仿真軟件，如CST、MATLAB, COMSOL等，可以獲得調制單元的移相量隨人造結構單元幾何形狀生長的變化曲線，即可得到連續變化的調制單元與移相量的對應關系，即獲得該種形態的調制單元最大移相量與最小移相量。本實施例中，調制單元的結構設計可通過計算機仿真(CST仿真)得到，具體如下:(I)確定基板單元的材料。基板單元的材料，例如為FR_4、F4b或PS等。(2)確定基板單元的形狀及物理尺寸。例如，基板單元可為橫截面為正方形的方形薄片，基板單元的物理尺寸由平板天線本體的中心頻率得到，利用頻率得到其波長，再取小于入射電磁波波長的七分之一的一個數值做為基板單元橫截面的邊長，例如基板單元橫截面的邊長為入射電磁波波長的十分之一。基板單元的厚度根據不同波段有所不同，如Ku波段l-4mm，C波段6_12mm，X波段2_6.5mm，例如在，ku波段下，基板單元橫截面的邊長可為
2.7_。基板單元的邊長即為兩個相鄰的人造結構單元中心的距離。(3)確定人造結構單元的材料、厚度及拓撲結構。例如，人造結構單元的材料為銅，人造結構單元的拓撲結構可為圖6所示的平面雪花狀的人造結構單元，所述的雪花狀的人造結構單元具有相互垂直平分的第一金屬線Jl及第二金屬線J2，所述第一金屬線Jl與第二金屬線J2的長度相同，所述第一金屬線Jl兩端連接有相同長度的兩個第一金屬分支F1，所述第一金屬線Jl兩端連接在兩個第一金屬分支Fl的中點上，所述第二金屬線J2兩端連接有相同長度的兩個第二金屬分支F2，所述第二金屬線J2兩端連接在兩個第二金屬分支F2的中點上，所述第一金屬分支Fl與第二金屬分支F2的長度相等；此處的拓撲結構，是指人造結構單元幾何形狀生長的基礎形狀。人造結構單元的厚度可為0.005-1_。例如為
0.018mm。(4)確定人造結構單元的幾何形狀結構生長參數，此處用S表示。例如，如圖6所示的平面雪花狀的人造結構單元的幾何形狀結構生長參數S可以包括人造結構單元的線寬W,第一金屬線Jl的長度a,第一金屬分支Fl的長度b。(5)確定人造結構單元的幾何形狀的生長限制條件。例如，如圖6所示的平面雪花狀的人造結構單元的人造結構單元的幾何形狀的生長限制條件有，人造結構單元之間的最小間距WL (如圖5所示，人造結構單元與基板單元的邊的距離為WL/2)，人造結構單元的線寬W，以及第一金屬分支與第二金屬分支之間的最小間距，此最小間距可以與人造結構單元之間的最小間距WL保持一致；由于加工工藝限制，WL通常大于等于0.1mm，同樣，線寬W通常也是要大于等于0.1mm。第一次仿真時，WL可以取0.1mm，W可以取一定值(即人造結構單元的線寬均勻)，例如0.14mm或0.3_，此時人造結構單元的幾何形狀結構生長參數只有a、b兩個變量，令結構生長參數S = a+b。人造結構單元的幾何形狀通過如圖7至圖8所示的生長方式，對應于某一特定入射頻率(例如11.95GHZ)，可以得到一個連續的移相量變化范圍。以圖6所示的人造結構單元為例，具體地，所述人造結構單元的幾何形狀的生長包括兩個階段(幾何形狀生長的基礎形狀為圖6所示的人造結構單元):第一階段:根據生長限制條件，在b值保持不變的情況下，將a值從最小值變化到最大值，此時b=0，S=a,此生長過程中的人造結構單元均為“十”字形(a取最小值時除外)。a的最小值即為線寬W，a的最大值為(BC-WL)。因此，在第一階段中，人造結構單元的幾何形狀的生長如圖7所示，·即從邊長為W的正方形JX1，逐漸生長成最大的“十”字形幾何形狀JDl。第二階段:根據生長限制條件，當a增加到最大值時，a保持不變；此時，將b從最小值連續增加到最大值，此時b不等于0，S=a+b，此生長過程中的人造結構單元均為平面雪花狀。b的最小值即為線寬W，b的最大值為(BC-WL-2W)。因此，在第二階段中，人造結構單元的幾何形狀的生長如圖8所示，即從最大的“十”字形幾何形狀JD1，逐漸生長成最大的平面雪花狀的幾何形狀JD2，此處的最大的平面雪花狀的幾何形狀JD2是指，第一金屬分支Jl與第二金屬分支J2的長度b已經不能再伸長，否則第一金屬分支與第二金屬分支將發生相交。應用上述方法對如下三種人造結構單元進行仿真:(I)圖6所示為平面雪花狀的人造結構單元構成的調制單元，該調制單元中，基板單元V的材料為聚苯乙烯(PS)，其介電常數為2.7，損耗角正切為0.0009 ;基板單元V的物理尺寸為，厚度2mm，橫截面圖形為邊長為2.7mm的正方形；人造結構單元的材料為銅，其厚度為0.018mm ;反射單元的材料為銅，其厚度為0.018mm ;此處，結構生長參數S為第一金屬線Jl的長度a與第一金屬分支Fl的長度b之和。具有此人造結構單元的調制單元的生長方式請參見圖7至圖8 ;具有此人造結構單元的調制單元其移相量隨結構生長參數S的變化如圖9所示。從圖中可以看出，調制單元的移相量是隨著S參數的連續增大連續變化的。(2)如圖10所示為另一種形式的人造結構單元構成的調制單元，該人造結構單元具有相互垂直平分的第一主線Zl及第二主線Z2，第一主線Zl與第二主線Z2形狀尺寸相同，第一主線Zl兩端連接有兩個相同的第一直角折角線ZJ1，第一主線Zl兩端連接在兩個第一直角折角線ZJl的拐角處，第二主線Z2兩端連接有兩個第二直角折角線ZJ2，第二主線Z2兩端連接在兩個第二直角折角線ZJ2的拐角處，第一直角折角線ZJl與第二直角折角線ZJ2形狀尺寸相同，第一直角折角線ZJ1、第二直角折角線ZJ2的兩個角邊分別平行于正方形基板單元的兩個邊，第一主線Z1、第二主線Z2為第一直角折角線ZJ1、第二直角折角線ZJ2的角平分線。該調制單元中，基板單元V的材料為聚苯乙烯(PS)，其介電常數為2.7，損耗角正切為0.0009 ;基板單元的物理尺寸為，厚度2mm，橫截面圖形為邊長為2mm的正方形；人造結構單元的材料為銅，其厚度為0.018mm ;反射單元的材料為銅，其厚度為0.018mm ;此處，結構生長參數S為第一主線與第一直角折角線的長度之和。該調制單元上的人造結構單元的生長方式請參見圖11 ;具有此人造結構單元的調制單元其移相量隨結構生長參數S的變化如圖12所示。從圖中可以看出，調制單元的移相量是隨著S參數的連續增大連續變化的。(3)如圖13所示為另一種形式的人造結構單元構成的調制單元，該人造結構單元具有相互垂直平分的第一主干線GXl及第二干主線GX2，第一主干線GXl與第二干主線GX2的形狀尺寸相同，第一主干線GXl兩端連接有沿相反方向延伸的兩個第一直線ZXl，第二主干線GX2兩端連接有沿相反方向延伸的兩個第二直線ZX2，第一直線ZXl與第二直線ZX2的形狀尺寸相同，第一直線ZXl與第二直線ZX2分別平行于正方形基板單元V的兩個邊，第一直線ZXl與第一主干線GX2的夾角為45度，第二直線ZX2與第二主干線GX2的夾角為45度。該調制單元中，基板單元V的材料為聚苯乙烯(PS)，其介電常數為2.7，損耗角正切為
0.0009 ;基板單元V的物理尺寸為，厚度2mm,橫截面圖形為邊長為2mm的正方形；人造結構單元的材料為銅，其厚度為0.018mm ;反射單元的材料為銅，其厚度為0.018_。此處，結構生長參數S為第一主線與第一折線的長度之和。該調制單元上的人造結構單元的生長方式請參見圖14 ;具有此人造結構單元的調制單元其移相量隨結構生長參數S的變化如圖15所示。從圖中可以看出，調制單元的移相量是隨著S參數的連續增大連續變化的。除上述的三種 拓撲結構的人造結構單元外，本實用新型還可以有其它拓撲結構的人造結構單元。如圖16a所示的三角形金屬片；如圖16b所示的正方形金屬片，如圖16c所示的圓形金屬片；如圖16d所示的圓形金屬環；如圖16e所示的方形金屬環等。通過上述方法也能得到具有上述人造結構單元的調制單元的移相量隨結構生長參數S的變化曲線。通過上述生長得到的調制單元的移相量范圍如果包含了我們需要的移相量范圍(即能同時取到所需的最大移相量與最小移相量)，則滿足設計需要。如果上述生長得到調制單元的移相量變化范圍不滿足設計需要，例如移相量最大值太小或移相量最小值過大，則變動WL與W，重新仿真，直到得到我們需要的移相量變化范圍。根據期望的電磁波輻射方向圖，通過計算得到平板天線本體上的移相量分布，通過上述的人造結構單元的生長方法得到移相量分布對應的人造結構單元尺寸和分布信息，即能得到本實用新型的功能板，在功能板的一側設置反射層，即形成了本實用新型的調制電磁波輻射方向圖的反射整列天線，該平板天線本體即可實現預期的電磁波輻射方向圖。非金屬薄膜2的材料可選用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、特氟龍、有機硅等熱塑性樹脂及其改性品種，也可選用環氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、酚醛等熱固性樹脂，還可選用乙烯-醋酸乙烯共聚物等材料。還可選用各類低損耗墻紙、PE發泡珍珠紙等。非金屬薄膜2可通過覆膜機覆膜、過塑機覆膜或冷裱機覆膜等方式設置于平板天線本體I表面，也可以通過熱熔膠粘結的方式設置于平板天線本體I表面。具體地，采用覆膜機覆膜時，可采用干式覆膜法、濕式覆膜法或者預涂覆膜法。采用干式覆膜法時需在選擇好的薄膜上涂覆一層粘合劑，而后將薄膜放入覆膜機的膠輥間，經過覆膜機的干燥烘道蒸發出去粘合劑中的溶劑，最后在熱壓狀態下將薄膜與平板天線本體I粘合。采用濕式覆膜法時需要在選擇好的薄膜上涂覆一層粘合劑，而后將薄膜放入覆膜機的膠輥間，在粘合劑未干的情況下，通過壓輥與平板天線本體I壓合。預涂覆膜法是使用已經涂覆有粘合劑的薄膜，直接將該薄膜與平板天線本體I熱壓而成。采用過塑機覆膜時，首先需要根據所選擇薄膜的性質設置好溫度，將待塑封的平板天線本體I夾設于設卡膜兩片之間，過塑機啟動時將自動過塑。采用冷裱機覆膜時，首先需要將裁切好的薄膜放入冷裱機膠輥之間，冷裱機的前端被兩軸壓住，把膠膜與隔離紙分開，膠膜拉向機器后方，包住上滾軸，隔離紙平放在前工作面板上，在靠近軸的部位，用手輕壓隔離紙，使膠膜與隔離紙盡量分離，將平板天線本體I放在隔離紙上擺正，轉動機器，使得平板天線本體I壓入兩個滾軸中均勻地覆膜即可。請參照圖17，圖17為本實用新型平板天線一種應用時的結構示意圖。圖17中，平板天線可固設于墻壁上，平板天線本體I表面的圖案層可為與墻體顏色一致的純色圖案，使得平板天線具有很強的隱蔽性。圖17中，平板天線還包括饋源1000、饋源卡件2000，平板天線支桿3000以及 緊固件400。其中，饋源卡件2000為U形彈簧片，饋源1000插入U形彈簧片的弧形區域，一緊定螺釘穿過U形彈簧片的兩個延伸臂并擠壓二者將饋源1000壓緊定位。兩個延伸臂則夾住L形平板天線支桿3000的一端并通過兩個調節螺釘定位。平板天線支桿3000的另一端與平板天線固定連接，使得饋源1000朝向平板天線，且饋源1000與平板天線之間的距離和相對位置可調。具體地，平板天線支桿3000的一端與饋源1000是活動連接的，具體連接方式是:平板天線支桿3000的與饋源卡件2000相連的一端沿軸向開設有滑移槽5000，饋源卡件2000的兩個延伸臂上各開有兩條相平行的調節槽4000，至少一個調節螺栓4100依次穿過一個延伸臂的調節槽4000、平板天線支桿3000上的滑移槽5000、另一個延伸臂上的調節槽4000后與螺母緊定，從而將饋源卡件2000和平板天線支桿3000的相對位置鎖緊定位；調節槽4000與滑移槽5000方向相交而不平行，使得既可以沿滑移槽5000的方向來調節饋源1000到平板天線平面的縱向距離，也可沿調節槽4000的方向來調節饋源1000到平板天線中心的橫向距離，使調節更多樣化，結果更精確。將所述平板天線支桿3000固定到墻壁上的緊固件400，在本實施例中，如圖17所示，包括放在平板天線支桿3000外表面上的壓片和分別從壓片兩端穿過以進入墻壁的長桿螺釘。為了增強固定效果，在平板天線的中心也穿有長干螺釘，直接釘入墻壁內。顯然，緊固件400有很多種實現方式，例如與墻面鉸接、粘貼、捆綁、焊接等各種方式，本文不再贅述。以上描述僅為將平板天線固定于墻壁上的一種較佳實時方式的描述，本領域技術人員可知，將一平板固定于一墻壁上時可采用多種方式。同時，當平板天線應用于其他場合，例如固定于屋頂、窗臺等位置時，則采用相應的固定結構即可。上面結合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做 出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內。
權利要求1.一種平板天線，其特征在于:包括平板天線本體、設置于平板天線本體表面的非金屬薄膜以及設置于所述薄膜表面的圖案層。
2.根據權利要求1所述的平板天線，其特征在于:所述圖案層圖案與所述平板天線應用時的背景圖案一致。
3.根據權利要求1所述的平板天線，其特征在于:所述圖案層圖案為貼畫。
4.根據權利要求1所述的平板天線，其特征在于:所述非金屬薄膜材料為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、特氟龍或有機硅。
5.根據權利要求1所述的平板天線，其特征在于:所述非金屬薄膜材料為環氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯或酚醛。
6.根據權利要求1所述的平板天線，其特征在于:所述非金屬薄膜材料為墻紙或PE發泡珍珠紙。
7.根據權利要求1所述的平板天線，其特征在于:所述非金屬薄膜厚度小于5毫米。
8.根據權利要求7所述的平板天線，其特征在于:所述非金屬薄膜厚度為0.01-4毫米。
9.根據權利要求7所述的平板天線，其特征在于:所述非金屬薄膜厚度為0.01-1毫米。
10.根據權利要求1所述的平板天線，其特征在于:還包括饋源、一端與平板天線固定連接的平板支桿、與所述饋源連接并活動連接在所述平板支桿另一端上的饋源卡件、將所述平板支桿固定到墻壁上 的緊固件。
11.如權利要求10所述的平板天線，其特征在于:所述平板支桿與所述饋源卡件相連的一端沿軸向開設有滑移槽，所述饋源卡件上開設有與所述滑移槽相交的調節槽，至少一個調節螺栓依次穿過所述調節槽和滑移槽從而將所述饋源卡件和平板支桿的相對位置鎖緊定位。
12.如權利要求11所述的平板天線，其特征在于:所述饋源卡件為U形彈簧片，所述饋源插入所述U形彈簧片的弧形區域，一緊定螺釘穿過所述U形彈簧片的兩個延伸臂并擠壓二者將所述饋源壓緊定位。
13.如權利要求11所述的平板天線，其特征在于:將所述平板支桿固定到平面上的緊固件包括放在所述平板支桿外表面上的壓片和分別從所述壓片兩端穿過以進入墻壁的長桿螺釘。
14.根據權利要求1所述的平板天線，其特征在于:所述平板天線本體包括用于對入射電磁波進行波束調制的功能板以及設置在所述功能板一側的用于反射電磁波的反射層；所述功能板包括兩個或兩個以上具有移相功能的功能板單元。
15.根據權利要求14所述的平板天線，其特征在于:所述功能板單元包括基板單元以及設置在所述基板單元一側的至少一個對入射電磁波產生電磁響應的人造結構單元，相鄰兩個功能板單元的幾何中心之間的距離小于入射電磁波波長的七分之一。
16.根據權利要求14所述的平板天線本體，其特征在于，所述相鄰兩個功能板單元的幾何中心之間的距離相同。
17.根據權利要求14所述的平板天線本體，其特征在于，所述人造結構單元為導電材料構成的具有幾何圖案的結構。
18.根據權利要求14所述的平板天線，其特征在于，所述反射層貼附于所述功能板一側表面。
19.根據權利要求14所述的平板天線，其特征在于，所述反射層與所述功能板相互間隔設置。
20.根據權利要求14所述的平板天線，其特征在于，所述反射層為金屬網格反射層。
21.根據權利要求20所述的平板天線，其特征在于，所述金屬網格反射層由多片相互間隔的金屬片構成，單個金屬片的形狀為三角形或者多邊形。
22.根據權利要求21所述的平板天線，其特征在于，所述單個金屬片的形狀為正方形。
23.根據權利要求21所述的平板天線，其特征在于，所述多片金屬片相互之間的間隔小于入射電磁波波長的二十分之一。
24.根據權利要求21所述的平板天線，其特征在于，所述金屬網格反射層為由多條金屬線縱橫交錯構成的具有多網孔的網狀結構，單個網孔的形狀為三角形或者多邊形。
25.根據權利要求24所述的平板天線，其特征在于，所述單個網孔的形狀為正方形。
26.根據權利要求25所述的平板天線，其特征在于，所述單個網孔的邊長小于入射電磁波波長的二分之一，所述多條金屬線的線寬大于或等于0.01mm。
27.根據權利要求14所述的平板天線，其特征在于，所述基板單元的橫截面為三角形或多邊形。
28.根據權利要求14所述的平板天線，其特征在于，所述基板單元的橫截面為等邊三角形、正方形、菱形、正五邊形、正六邊形或者正八邊形。
29.根據權利要求15所述的平板天線，其特征在于，所述相鄰功能板單元的幾何中心之間的距離小于入射電磁波波長的八分之一。
30.根據權利要求15所述的平板天線，其特征在于，所述相鄰功能板單元的幾何中心之間的距離小于入射電磁波波長的十分之一。
專利摘要本實用新型公開一種平板天線，其包括平板天線本體、設置于平板天線本體表面的非金屬薄膜以及設置于所述薄膜表面的圖案層。本實用新型通過采用平板狀的天線，并在天線上設置保護膜和圖案層使得天線能真正的達到隱藏和美化的效果。
文檔編號H01Q1/38GK203119090SQ20122059084
公開日2013年8月7日 申請日期2012年11月9日 優先權日2012年11月9日
發明者劉若鵬, 季春霖, 殷俊 申請人:深圳光啟創新技術有限公司