0.018mmo
[0043]如圖3所示，由于同一層導電幾何結構層20上的多個放置空間是呈矩形陣列排列的，因此，同一層導電幾何結構層20的相鄰的矩形空間的短邊之間距離為D1，3mm ^ Dl ^ 4mm，本實施例中Dl = 3.5mm，同一層導電幾何結構層20的相鄰的矩形空間的長邊之間距離為D2，3.5mm ^ D2 ^ 4.5mm，本實施例中D2 = 4.0_。
[0044]再次如圖1所示，本實施例的超材料濾波結構的基板10包括蜂窩基板11，兩層導電幾何結構層20分別設置在蜂窩基板11的相對的兩側(即導電幾何結構層20可以直接粘接在蜂窩基板11的表面上以固定連接；也可以在導電幾何結構層20與蜂窩基板11之間設置特殊的介電常數與損耗率值都較低的基板材料，從而實現導電幾何結構層20與蜂窩基板11之間的連接)。并且，蜂窩基板11厚度為H，4mm彡H彡6mm，本實施例中H = 5mm。這樣，該超材料濾波結構的兩層導電幾何結構層20之間的距離能夠保證電磁波在入射的過程中，導電幾何結構層20之間形成的電磁波共振減小，這樣有利于對工作頻段的電磁波進行濾波透波。
[0045]在本實施例中，基板還包括預浸料基板12，由于蜂窩基板11設置在兩層導電幾何結構層20之間，并且每層導電幾何結構層20由對應的兩層預浸料基板12夾緊設置后，相應的預浸料基板12連接在蜂窩基板11上，即裝配完成后的超材料濾波結構的各層排布順序為預浸料基板、導電幾何結構層、預浸料基板、蜂窩基板、預浸料基板、導電幾何結構層以及預浸料基板。在本實施例中，蜂窩基板11與相應的預浸料基板12之間具有粘結膠層30。預浸料基板12可以通過粘結膠層30粘接固定在蜂窩基板11上，也可以通過其他替換實施的固定方式進行安裝。
[0046]如圖1所示，遠離蜂窩基板11的預浸料基板12的厚度大于靠近蜂窩基板11的預浸料基板12的厚度。即該超材料濾波結構中的最外側預浸料基板12的厚度大于內側的預浸料基板12的厚度，由于最外層預浸料基板12中的一層是裸露在外部環境中的，這樣就能夠使預浸料基板12能夠更好地保護導電幾何結構層20。
[0047]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，粘結膠層30的介電常數ε =2.9，其損耗率loss = 0.008。在本實施例中，由于每層導電幾何結構層20均由兩層預浸料基板12夾緊設置，為了將導電幾何結構層20固定安裝在預浸料基板12上，因此在安裝在過程利用軟膠層將導電幾何結構層20固定在預浸料基板12上，其中，軟膠層介電常數ε=3.2，其損耗率 loss = 0.002。
[0048]應用本實施例的超材料濾波結構，電磁波在工作頻段內TE波與TM波的透波范圍是不同的。參見圖4和圖5所示，其為TE波的CST仿真效果的曲線圖，圖5是圖4的局部放大圖。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5.54GHz至6.65GHz之間可透波(該波段范圍內的TE波的透波能量均高于-1.25SdB)，而在4.23GHz以下以及8.1lGHz以上會被抑制而無法透波(該波段范圍內的TE波的透波能量均低于-20SdB)。參見圖6和圖7所示，圖7是圖6的局部放大圖。其是TM波的CST仿真效果的曲線圖，圖中示出的V 11曲線為TM波的反射能量曲線，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，TM波在8.4GHz至9.0GHz之間可透波(該波段范圍內的TM波的透波能量均高于-1.25SdB)，而在7.2GHz以下以及10.34GHz以上會被反射而無法透波(該波段范圍內的TM波的透波能量均低于-20SdB)。如圖8和圖9所示，其中，圖9是圖8的局部放大圖，其示出了 TE波和TM波的可透波范圍，明顯地，TE波和TM波的透波范圍是不同的。
[0049]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。
[0050]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。
[0051]以上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)，各層所述導電幾何結構層(20)設置在所述基板(10)上，且相鄰兩層所述導電幾何結構層(20)間隔設置，其中，各層所述導電幾何結構層(20)包括一體的金屬板件(21)和多個金屬片(22)，所述金屬板件(21)上開設有多個放置空間，相鄰兩層所述導電幾何結構層(20)的所述放置空間的投影至少部分重合，每個所述放置空間內呈一字型并排且間隔地放置至少兩個所述金屬片(22)，各所述金屬片(22)與所述金屬板件(21)之間具有間隙。2.根據權利要求1所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述放置空間為矩形空間，每個所述矩形空間內放置的所述金屬片(22)的數量為兩個，每個所述矩形空間通過放置在其中的該兩個金屬片(22)而形成日字形中空間隙。3.根據權利要求2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)為兩層，其中一層所述導電幾何結構層(20)的所述日字形中空間隙與另一層所述導電幾何結構層(20)的所述日字形中空間隙相對設置。4.根據權利要求2所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述矩形空間具有長邊和短邊，該長邊的邊長為LI，該短邊的邊長為L2，11.5mm彡LI彡13.5mm, 6mm彡L2彡8mm。5.根據權利要求4所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述金屬片(22)為具有長邊和短邊的矩形金屬片，所述金屬片(22)的長邊邊長為L3，所述金屬片(22)的短邊邊長為L4，5.5mm L3 7.5mm, 5mm L4 6mm。6.根據權利要求1所述的超材料濾波結構，其特征在于，各層所述導電幾何結構層(20)的所述多個放置空間呈矩形陣列分布。7.根據權利要求2所述的超材料濾波結構，其特征在于，同一層所述導電幾何結構層(20)的相鄰的所述矩形空間的短邊之間距離為Dl，3mm ^ Dl ^ 4mm。8.根據權利要求2所述的超材料濾波結構，其特征在于，同一層所述導電幾何結構層(20)的相鄰的所述矩形空間的長邊之間距離為D2，3.5mm ^ D2 ^ 4.5mm。9.根據權利要求3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)，兩層所述導電幾何結構層(20)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)厚度為H，4mm H 6mm。11.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)的兩側均設置有兩塊預浸料基板(12)，每層所述導電幾何結構層(20)設置在相應的兩塊所述預浸料基板(12)之間。12.根據權利要求11所述的超材料濾波結構，其特征在于，所述蜂窩基板(11)與相應的所述預浸料基板(12)之間具有粘結膠層(30)。13.根據權利要求11所述的超材料濾波結構，其特征在于，遠離所述蜂窩基板(11)的所述預浸料基板(12)的厚度大于靠近所述蜂窩基板(11)的所述預浸料基板(12)的厚度。14.一種超材料天線罩，包括濾波結構，其特征在于，所述濾波結構為權利要求1至13中任一項所述的超材料濾波結構。15.一種天線系統，包括天線罩，其特征在于，所述天線罩為權利要求14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，各層導電幾何結構層設置在基板上，且相鄰兩層導電幾何結構層間隔設置，其中，各層導電幾何結構層包括一體的金屬板件和多個金屬片，金屬板件上開設有多個放置空間，相鄰兩層導電幾何結構層的放置空間的投影至少部分重合，每個放置空間內呈一字型并排且間隔地放置至少兩個金屬片，各金屬片與金屬板件之間具有間隙。應用本實用新型的技術方案可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，并且使工作頻段的入射該超材料濾波結構的TE波和TM波的透波范圍不相同。
【IPC分類】H01Q1/42, H01Q15/00
【公開號】CN204706647
【申請號】CN201520460861
【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