超材料濾波結構及具有其的超材料天線罩和天線系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及天線濾波領域，具體而言，涉及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。
【背景技術】
[0002]一般情況下，天線系統都會設置有濾波結構。濾波結構的目的是保護天線系統免受風雨、冰雪、沙塵和太陽輻射等的影響，使天線系統工作性能比較穩定、可靠。同時減輕天線系統的磨損、腐蝕和老化，延長使用壽命。但是天線罩是天線前面的障礙物，對天線輻射波會產生吸收和反射，改變天線的自由空間能量分布，并在一定程度上影響天線的電氣性會K。
[0003]現有技術中的濾波結構是由純材料制成，純材料的透波性能比較均一，工作頻段內或相鄰頻段均透波，造成天線無法對工作頻段以外的電磁波進行有效抑制，使得工作頻段外的透波容易干擾天線的正常工作。而且，現有技術中不具有當TE波(直向波)入射時產生低通透波功能，而當TM波(橫向波)入射時被反射而無法透波的濾波結構。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的主要目的在于提供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，以解決現有技術中超材料濾波結構對工作頻段外的電磁波的抑制效果差的問題，并且使入射該超材料濾波結構的工作頻段的TE波產生低通透波功能，而使工作頻段的TM波無法透波。
[0005]為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種超材料濾波結構，包括:基板；設置在基板上的多層導電幾何結構層，各層導電幾何結構層之間間隔設置，其中，各導電幾何結構層包括多個網狀結構件和多個連接件，各導電幾何結構層的多個網狀結構件分成多個網狀結構排，每個網狀結構排中的相鄰兩個網狀結構件之間通過連接件導電連接，相鄰的兩層導電幾何結構層的網狀結構排中的網狀結構件的投影至少部分重合。
[0006]進一步地，多個網狀結構件呈矩形陣列分布，且連接件連接在同一層導電幾何結構層的同一網狀結構排的相鄰兩個網狀結構件的相對兩條邊的中部。
[0007]進一步地，多層導電幾何結構層包括第一導電幾何結構層、第二導電幾何結構層和第三導電幾何結構層，第一導電幾何結構層的各網狀結構件的幾何中心、第二導電幾何結構層的相應網狀結構件的幾何中心與第三導電幾何結構層的相應的網狀結構件的幾何中心三者相對設置。
[0008]進一步地，第一導電幾何結構層的網狀結構件、第二導電幾何結構層的網狀結構件和第三導電幾何結構層的網狀結構件均為矩形網格的網狀結構件。
[0009]進一步地，第一導電幾何結構層的網狀結構件為三行三列分布的九格網狀結構。
[0010]進一步地，第一導電幾何結構層的網狀結構件的外輪廓具有長邊和短邊，該長邊的邊長為 LI，該短邊的邊長為 L2，9.0mm ^ LI ^ 12.0mm, 1.0mm ^ L2 ^ 3.0mm。[0011 ] 進一步地，第二導電幾何結構層的網狀結構件為田字形網狀結構。
[0012]進一步地，第二導電幾何結構層的網狀結構件的外輪廓具有長邊和短邊，該長邊的邊長為 L3，該短邊的邊長為 L4，10.0mm ^ L3 ^ 13.0mm, 1.5mm ^ L4 ^ 3.5_。
[0013]進一步地，第三導電幾何結構層的網狀結構件為四行四列分布的十六格網狀結構。
[0014]進一步地，第三導電幾何結構層的網狀結構件的外輪廓具有長邊和短邊，該長邊的邊長為 L5，該短邊的邊長為 L6，ll.0mm^ L5 ^ 15.0mm, 2.0mm ^ L6 ^ 4.0_。
[0015]進一步地，基板包括第一蜂窩基板和第二蜂窩基板，第一蜂窩基板設置在第一導電幾何結構層與第二導電幾何結構層之間，第二蜂窩基板設置在第二導電幾何結構層與第三導電幾何結構層之間。
[0016]進一步地，基板還包括第一預浸料基板、第二預浸料基板、第三預浸料基板、第四預浸料基板、第五預浸料基板和第六預浸料基板，第一導電幾何結構層夾設在第一預浸料基板與第二預浸料基板之間，第二導電幾何結構層夾設在第三預浸料基板與第四預浸料基板之間，第三導電幾何結構層夾設在第五預浸料基板與第六預浸料基板之間。
[0017]進一步地，第二預浸料基板與第一蜂窩基板之間、第一蜂窩基板與第三預浸料基板之間、第四預浸料基板與第二蜂窩基板之間以及第二蜂窩基板與第六預浸料基板之間均具有粘結層。
[0018]根據本實用新型的另一方面，提供了一種超材料天線罩，包括前述的超材料濾波結構。
[0019]根據本實用新型的另一方面，提供了一種天線系統，包括前述的超材料天線罩。
[0020]應用本實用新型的技術方案，該超材料濾波結構的各層導電幾何結構層由多個連接件和多個網狀結構件組成，多個網狀結構件形成多個網狀結構排，每個網狀結構排的網狀結構件之間通過連接件依次導電連接，其中，相鄰的兩層導電幾何結構層的網狀結構件的投影至少部分重合。這樣的超材料濾波結構能夠調節濾波的介電常數和磁導率，使得電磁波通過該超材料濾波結構時，工作頻段的電磁波能高效率地穿透，非工作頻段的電磁波能夠有效地被截止，從而解決了超材料濾波結構對工作頻段外的電磁波的抑制效果差的技術問題。同時，該超材料濾波結構使得入射的工作波段的TE波能夠低通濾波的透波功能，而入射的工作頻段的TM波會被反射而無法透波。
【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示出了根據本實用新型的超材料濾波結構的實施例的剖視結構示意圖；
[0023]圖2示出了圖1的一處網狀結構件的分布結構示意圖；
[0024]圖3示出了圖1的局部網狀結構件和連接件的分布結構示意圖；
[0025]圖4示出了本實用新型的超材料濾波結構的實施例的TE波透波效果曲線圖；
[0026]圖5示出了本實用新型的超材料濾波結構的實施例的TM波透波效果曲線圖。
[0027]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[0028]10、基板；11、第一蜂窩基板；
[0029]12、第二蜂窩基板；13、第一預浸料基板；
[0030]14、第二預浸料基板；15、第三預浸料基板；
[0031]16、第四預浸料基板；17、第五預浸料基板；
[0032]18、第六預浸料基板；20、導電幾何結構層；
[0033]201、第一導電幾何結構層；202、第二導電幾何結構層；
[0034]203、第三導電幾何結構層；21、網狀結構件；
[0035]22、連接件；30、粘結層。
【具體實施方式】
[0036]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。
[0037]如圖1至圖3所示，本實施例提供了一種超材料濾波結構，該超材料濾波結構包括基板10和多層導電幾何結構層20。多層導電幾何結構層20設置在基板10上，多層導電幾何結構層20之間間隔設置，其中，各導電幾何結構層20包括多個網狀結構件21和多個連接件22，各導電幾何結構層20的多個網狀結構件21分成多個網狀結構排，每個網狀結構排中的相鄰兩個網狀結構件21之間通過連接件22導電連接，相鄰的兩層導電幾何結構層20的網狀結構排中的網狀結構件21的投影至少部分重合。
[0038]這樣的超材料濾波結構能夠調節濾波的介電常數和磁導率，使得電磁波通過該超材料濾波結構時，工作頻段的電磁波能高效率地穿透，非工作頻段的電磁波能夠有效地被截止，從而解決了超材料濾波結構對工作頻段外的電磁波的抑制效果差的技術問題。同時，該超材料濾波結構使得入射的工作波段的TE波(即直向波)能夠低通濾波的透波功能，而入射的工作頻段的TM波(即橫向波)會被反射而無法透波。
[0039]在本實施例中，多個網狀結構件21呈矩形陣列分布，且連接件22連接在同一層導電幾何結構層20的同一網狀結構排的相鄰兩個網狀結構件21的相對兩條邊的中部。
[0040]導電幾何結構層20可以使用任意導電材料，可以是金屬材料，例如金、銀或銅或幾種金屬的混合物，優選銅，所使用的金屬材料的原始形態可以是固體、液體、流狀體或粉狀物；也可以是非金屬材料，如導電油墨。當導電幾何結構層20為金屬材料時，可以利用焊接的方式將網狀結構件21與連接件22連接。
[0041]再次結合參見圖1至圖3所示，多層導電幾何結構層20包括第一導電幾何結構層201、第二導電幾何結構層202和第三導電幾何結構層203，第一導電幾何結構層201的各網狀結構件21的幾何中心、第二導電幾何結構層202的相應網狀結構件21的幾何中心與第三導電幾何結構層203的相應的網狀結構件21的幾何中心三者相對設置，也就是說，三個中心點在同一直線上，并且第一導電幾何結構層201、第二導電幾何結構層202以及第三導電幾何結構層203中的任意一層均垂直于該直線。
[0042]優選地，第一導電幾何結構層201的網狀結構件21、第二導電幾何結構層202的網狀結構件21和第三導電幾何結構層203的網狀結構件21均為矩形網格的網狀結構件。
[0043]在本實施例中，第一導電幾何結構層201的網狀結構件21為三行三列分布的九格網狀結構(即該網狀結構件21為九宮格網格形狀)，第二導電幾何結構層202的網狀結構件21為田字形網狀結構；第三導電幾何結構層203的網狀結構件21為四行四列分布的十六格網狀結構。
[0044]如圖2所示，第一導電幾何結構層201的網狀結構件21的外輪廓具有長邊和短邊，該長邊的邊長為LI，該短邊的邊長為L2，9.0mm ^ LI ^ 12.0mm, 1.0mm ^ L2 ( 3.0mm,在本實施例中，LI = 10.6mm，L2 = 1.6mm。第二導電幾何結構層202的網狀結構件21的外輪廊具有長邊和短邊，該長邊的邊長為L3，該短邊的邊長為L4，10.0mm L3 13.0mm,
1.5mm ^ L4 ^ 3.5mm，在本實施例中，L3 = 11.2mm，L4 = 2.2mm。第三導電幾何結構層203的網狀結構件21的外輪廓具有長邊和短邊，該長邊的邊長為L5，該短邊的邊長為L6，11.0mm < L5 < 15.0mm，2.0mm < L6 < 4.0mm，在本實施例中，L5 = 13.0mm，L6 = 2.8mm。
[0045]在本實施例中，第一導電幾何結構層201上的相鄰兩個網狀結構排的相鄰網狀結構的相對兩邊的距離范圍在2