2中，同一排矩形板件之間連接的連接件22可以是金屬件，例如是銅材料件，也可以是非金屬件，例如是石墨件，并且連接件22的粗度為0.1mrn0在第一導電幾何結構層201中，同一排上的相鄰兩個矩形板件的相鄰長邊之間的距離為5.5mm，相鄰短邊之間的距離為1.0mm。在第二導電幾何結構層202中，同一排上的相鄰兩個矩形板件的相鄰長邊之間的距離為5.0mm，相鄰短邊之間的距離為1.2mm。本實施例的各層導電幾何結構層20的厚度為0.018mm。
[0045]再次如圖1所示，基板10包括蜂窩基板11，第一導電幾何結構層201和第二導電幾何結構層202分別設置在蜂窩基板11的相對的兩側面上。進一步地，基板10還包括第一預浸料基板121、第二預浸料基板122、第三預浸料基板123和第四預浸料基板124，第一導電幾何結構層201設置在第一預浸料基板121與第二預浸料基板122之間，第二導電幾何結構層202設置在第三預浸料基板123與第四預浸料基板124之間，第二預浸料基板122與第三預浸料基板123分別固定在蜂窩基板11的相對的兩側面上。這樣，裝配完成后的超材料濾波結構的各層排列順序為第一預浸料基板121、導電幾何結構層20、第二預浸料基板122、蜂窩基板11、第三預浸料基板123、導電幾何結構層20以及第四預浸料基板124。并且，第一預浸料基板121和第四預浸料基板124的厚度大于其余的預浸料基板的厚度，進一步地，第一預浸料基板121與第四預浸料基板124的厚度可以相等，也可以不相等。
[0046]本實施例的蜂窩基板11的厚度為H，8.0mm ^ H ^ 15.0mm，優選地H = 10.0mm。利用蜂窩基板11將第一導電幾何結構層201與第二導電幾何結構層202之間的距離保持固定，并且利用蜂窩基板11的低介電常數即低損耗率來保證電磁波的透波能力。
[0047]為了更簡便地將預浸料基板與蜂窩基板11連接起來，本實施例中，第二預浸料基板122與蜂窩基板11之間、第三預浸料基板123與蜂窩基板11之間均具有第一粘結層30。
[0048]在本實施例中，蜂窩基板11的介電常數ε = 1.05，其損耗率loss = 0.006;預浸料基板12的介電常數ε = 3.15，其損耗率loss = 0.005，第一粘結層30的介電常數ε=2.9，其損耗率 loss = 0.008。
[0049]為了更簡便地將導電幾何結構層20連接在預浸料基板上，在本實施例中，第一導電幾何結構層201與第一預浸料基板121之間或第一導電幾何結構層201與第二預浸料基板122之間具有第二粘結層，第二導電幾何結構層202與第三預浸料基板123之間或第二導電幾何結構層202與第四預浸料基板124之間具有第三粘結層，其中，第二粘結層和第三粘接層為介電常數ε = 3.2，損耗率loss = 0.002的軟膠層。
[0050]應用本實施例的超材料濾波結構，電磁波在工作頻段內TE波產生低通濾波的透波功能，而TM波則產生高通濾波的透波功能。如圖4所示，其為TE波的CST仿真效果的曲線圖，圖中示出的Sll曲線為TE波的反射能量曲線，S21曲線為TE波的透波能量曲線。電磁波正面入射本實施例的超材料濾波結構(即入射角度為零)，TE波在5.0GHz以下可透波，而在10.3GHz以上不能透波(從圖中可以知道，TE波在5.0GHz以下時，透波能量高于-0.9SdB，而在10.3GHz以上時，透波能力低于_20GHz)。如圖5所示，其是TM波的CST仿真效果的曲線圖，圖中示出的S' 11曲線為TM波的反射能量曲線，S' 21曲線為TM波的透波能量曲線。電磁波也是正面入射該超材料濾波結構，由圖中曲線可以知道，TM波在7.7GHz以上的電磁波透波能量高于-0.9SdB，即此時TM波實現高通濾波功能，而在3.2GHz以下的電磁波透波能量低于-20GHz而無法透波。
[0051 ] 圖6示出了超材料濾波結構的實施例的TE波和TM波的透波效果對比曲線圖。由圖中曲線對比可以知道，在工作頻段內電磁波入射該超材料濾波結構，TE波實現低通濾波功能，而TM波實現尚通濾波功能。
[0052]根據本實用新型的另一方面，提供了一種超材料天線罩，該超材料天線罩包括前述的超材料濾波結構。
[0053]根據本實用新型的又一方面，提供了一種天線系統，該天線系統包括前述的超材料天線罩。
[0054]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種超材料濾波結構，其特征在于，包括: 基板(10)； 多層導電幾何結構層(20)，所述多層導電幾何結構層(20)設置在所述基板(10)上，所述多層導電幾何結構層(20)間隔設置，其中，各所述導電幾何結構層(20)包括多個圈形件(21)和多個連接件(22)，各所述導電幾何結構層(20)的所述多個圈形件(21)呈矩形陣列排列，每一排的相鄰兩個圈形件(21)通過所述連接件(22)導電連接，相鄰的兩層所述導電幾何結構層(20)的投影互不重合。2.根據權利要求1所述的超材料濾波結構，其特征在于，每層所述導電幾何結構層(20)中的相鄰兩排圈形件(21)中的相鄰的四個所述圈形件(21)形成一個區域，每個所述區域與相鄰層的一個所述圈形件(21)的位置相對應。3.根據權利要求2所述的超材料濾波結構，其特征在于，相鄰的兩層所述導電幾何結構層(20)中的其中一層的每個圈形件(21)的中心的投影與另一層的相鄰四個所述圈形件(21)形成的區域的中心的投影重合。4.根據權利要求2所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述圈形件(21)為矩形金屬圈，所述連接件(22)為連接金屬線，所述連接金屬線連接在同一層所述導電幾何結構層(20)的同一排的相鄰兩個所述矩形金屬圈的相對兩條邊的中部上。5.根據權利要求4所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述圈形件(21)為具有矩形通孔的矩形板件，所述矩形通孔開設在所述矩形板件的中間位置上。6.根據權利要求5所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述矩形板件具有長邊和短邊，該長邊的邊長為LI，該短邊的邊長為L2，且6.5mm ^ LI ^ 8.0mm, 2.0mm ^ L2 ^ 4.0mm07.根據權利要求6所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述多層導電幾何結構層(20)由第一導電幾何結構層(201)和第二導電幾何結構層(202)組成，所述第一導電幾何結構層(201)的矩形板件的面積小于所述第二導電幾何結構層(202)的矩形板件的面積。8.根據權利要求6所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述矩形通孔具有長邊和短邊，該長邊的邊長為L3，該短邊的邊長為L4，3.5mm ^ L3 ^ 4.5mm，0.3mm ^ L4 ^ 1.5mm。9.根據權利要求7所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述基板(10)包括蜂窩基板(11)，所述第一導電幾何結構層(201)和所述第二導電幾何結構層(202)分別設置在所述蜂窩基板(11)的相對的兩側。10.根據權利要求9所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述蜂窩基板(11)的厚度為H，8.0mm H 15.0mm011.根據權利要求9所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述基板(10)還包括第一預浸料基板(121)、第二預浸料基板(122)、第三預浸料基板(123)和第四預浸料基板(124)，所述第一導電幾何結構層(201)設置在所述第一預浸料基板(121)與所述第二預浸料基板(122)之間，所述第二導電幾何結構層(202)設置在所述第三預浸料基板(123)與所述第四預浸料基板(124)之間，所述第二預浸料基板(122)與所述第三預浸料基板(123)分別固定在所述蜂窩基板(11)的相對的兩側面上。12.根據權利要求11所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述第二預浸料基板(122)與所述蜂窩基板(11)之間、所述第三預浸料基板(123)與所述蜂窩基板(11)之間均具有第一粘結層(30)。13.根據權利要求11所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述第一預浸料基板(121)的厚度大于所述第二預浸料基板(122)的厚度，所述第四預浸料基板(124)的厚度大于所述第三預浸料基板(123)的厚度。14.根據權利要求11所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述第一導電幾何結構層(201)與所述第一預浸料基板(121)之間或所述第一導電幾何結構層(201)與所述第二預浸料基板(122)之間具有第二粘結層，所述第二導電幾何結構層(202)與所述第三預浸料基板(123)之間或所述第二導電幾何結構層(202)與所述第四預浸料基板(124)之間具有第三粘結層。15.一種超材料天線罩，包括濾波結構，其特征在于，所述濾波結構為權利要求1至14中任一項所述的超材料濾波結構。16.一種天線系統，包括天線罩，其特征在于，所述天線罩為權利要求15所述的超材料天線罩。
【專利摘要】本實用新型提供了一種超材料濾波結構及具有其的超材料天線罩和天線系統。該超材料濾波結構包括：基板；多層導電幾何結構層，多層導電幾何結構層設置在基板上，多層導電幾何結構層間隔設置，其中，各導電幾何結構層包括多個圈形件和多個連接件，各導電幾何結構層的多個圈形件呈矩形陣列排列，每一排的相鄰兩個圈形件通過連接件導電連接，相鄰的兩層導電幾何結構層的投影互不重合。應用本實用新型的技術方案可以使工作頻段的入射該超材料濾波結構的TE波實現低通濾波效果，而TM波實現高通濾波效果。
【IPC分類】H01Q1/42, H01P1/20, H01Q15/12
【公開號】CN204706637
【申請號】CN201520460525
【發明人】不公告發明人
【申請人】深圳光啟高等理工研究院
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月30日