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透波特性較差問題。
[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，任意相鄰的兩個導電幾何結構層之間均設置有介質層，每個導電幾何結構層均包括多個鏤空幾何結構，鏤空幾何結構呈環形。
[0007]進一步地，各導電幾何結構層中的相應鏤空幾何結構之間彼此至少部分地面對設置。
[0008]進一步地，各導電幾何結構層中多個鏤空幾何結構均按陣列排布；或者部分導電幾何結構層中多個鏤空幾何結構按陣列排布。
[0009]進一步地，鏤空幾何結構為外緣與內緣形狀相同的環形結構，或者外緣與內緣形狀不同的環形結構。
[0010]進一步地，環形結構的外緣呈圓形或橢圓形或多邊形，環形結構的內緣呈圓形或橢圓形或多邊形。
[0011]進一步地，每層導電幾何結構層包括多個鏤空幾何結構，多個鏤空幾何結構的形狀為至少兩種；或多個鏤空幾何結構的形狀相同，多個鏤空幾何結構的尺寸大小為至少兩種。
[0012]進一步地，每層導電幾何結構層包括多個鏤空幾何結構，相鄰兩個鏤空幾何結構之間的間距漸變。
[0013]進一步地，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的鏤空幾何結構與第二導電幾何結構的鏤空幾何結構的形狀不同、或形狀相同但尺寸大小不同或排布方式不同。
[0014]進一步地，介質層包括纖維板、泡沫板和蜂窩板中的至少一種。
[0015]根據本實用新型的另一方面，提供了一種天線罩，天線罩包括上述的濾波超材料。
[0016]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。
[0017]應用本實用新型的技術方案，多個導電幾何結構層的等效介電常數和磁導率使得工作頻段的電磁波能夠很好地透射該濾波超材料，解決了現有技術中存在的透波性能差的問題。
【附圖說明】
[0018]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:
[0019]圖1示出了本實用新型第一實施例的濾波超材料結構示意圖；
[0020]圖2示出了本實用新型第一實施例的濾波超材料(不包括介質層)的立體結構示意圖；
[0021]圖3示出了本實用新型第一實施例的濾波超材料的導電幾何結構層的結構示意圖；
[0022]圖4示出了本實用新型第一實施例的濾波超材料在電磁波(TE模、TM模)照射時S21曲線透波率的仿真效果；
[0023]圖5示出了本實用新型第二實施例的濾波超材料(不包括介質層)的立體結構示意圖；
[0024]圖6示出了本實用新型第二實施例的濾波超材料的導電幾何結構層的結構示意圖；
[0025]圖7示出了本實用新型第二實施例的濾波超材料透波效果仿真圖；
[0026]圖8示出了本實用新型第三實施例的濾波超材料(不包括介質層)的立體結構示意圖；
[0027]圖9示出了本實用新型第三實施例的濾波超材料的導電幾何結構層的結構示意圖；
[0028]圖10示出了本實用新型第三實施例的濾波超材料透波效果仿真圖；
[0029]圖11示出了本實用新型第四實施例的濾波超材料(不包括介質層)的立體結構示意圖；
[0030]圖12示出了本實用新型第四實施例的濾波超材料的導電幾何結構層的結構示意圖；
[0031]圖13示出了本實用新型第四實施例的濾波超材料透波效果仿真圖。
[0032]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[0033]1、導電幾何結構層；11、鏤空幾何結構；2、介質層。
【具體實施方式】
[0034]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。
[0035]技術術語:
[0036]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。
[0037]導電幾何結構，是通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻等方法將導電材料附著在介質層上形成具有一定幾何形狀的導電體。
[0038]鏤空幾何結構，是通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻等方法在導電層上形成具有一定的幾何形狀的鏤空結構。
[0039]實施例一
[0040]如圖1至3所示，本實用新型實施例的濾波超材料包括多個導電幾何結構層1，任意相鄰的兩個導電幾何結構層I之間均設置有介質層2，每個導電幾何結構層I均包括多個鏤空幾何結構11，鏤空幾何結構呈環形。
[0041]本實施例中，多個導電幾何結構層I的等效介電常數和磁導率使得工作頻段的電磁波能夠很好地透射該濾波超材料，并且可以使較寬范圍的入射角的工作頻段的電磁波能夠很好地透射該濾波超材料，也可以使得工作頻段外的電磁波被截止。
[0042]具有導電幾何結構層I的濾波超材料，可對光或電磁波起到調制作用，以及鏤空幾何結構的形狀、尺寸和排布方式不同，可對電磁波起到調制作用，可使電磁波的傳播方向發生偏折或全頻段透波材料，甚至反射。
[0043]多個導電幾何結構層I的鏤空幾何結構11的配置不同，通過配置不同的鏤空幾何結構11可以得到不同的等效介電常數和磁導率，有利于增加大入射角的電磁波的透射率、增加可良好透射的電磁波的頻段寬度、提高對工作頻段外的電磁的截止性能。
[0044]鏤空幾何結構11的配置包括鏤空幾何結構11的形狀、尺寸、排布方式。通過改變鏤空幾何結構11的形狀、尺寸大小和排布方式等因素可以改變導電幾何結構層I的等效介電常數和磁導率。呈環形的鏤空幾何結構11的尺寸是指其外緣和內緣圖形的參數，例如圓形的直徑、橢圓的長軸和短軸，多邊形的邊長。
[0045]可選地，每層導電幾何結構層I包括多個鏤空幾何結構11，多個鏤空幾何結構11的形狀為至少兩種；或多個鏤空幾何結構11的形狀相同，多個鏤空幾何結構11的尺寸大小為至少兩種。
[0046]就形狀相同的鏤空幾何結構而言，上述的尺寸包括鏤空幾何結構11的寬度和鏤空結合結構的大小。形狀相同而尺寸不同，也即面積不同。
[0047]還可以優選地，多個導電幾何結構層I中的鏤空幾何結構11的配置相同，多個導電幾何結構層I具有相同的等效介電常數和磁導率，以提高濾波超材料的頻率選擇性能，更好的抑制工作頻率段外的電磁波。
[0048]優選地，各導電幾何結構層I中的相應鏤空幾何結構11之間彼此至少部分地面對設置。
[0049]本實施例中，各個導電幾何結構層I中的相應鏤空幾何結構11之間彼此正對設置。也即，各個導電幾何結構層I中相應的鏤空幾何結構11在平行于導電幾何結構層I的平面上投影的中心重合。
[0050]本實施例中，各導電幾何結構層I的鏤空幾何結構11的形狀、尺寸和排布方式均相同。各個導電幾何結構層I中相應的鏤空幾何結構11在平行于導電幾何結構層I的平面上的投影重合。
[0051]也可以優選地，導電幾何結構層I的鏤空幾何結構11錯開一定的位置，也即各個導電幾何結構層I的鏤空幾何結構11在平行于導電幾何結構層I的平面上的投影的中心不重合。可以是，各個導電幾何結構層I的鏤空幾何結構11在平行于導電幾何結構層I的平面上的投影具有重合的部分。
[0052]還可以優選地，相鄰的兩個導電幾何結構層I的鏤空幾何結構11完全錯開，也即相鄰兩個導電幾何結構層I的鏤空幾何結構在平行于導電幾何結構層I的平面上的投影沒有重合的部分。
[0053]優選地，至少部分導電幾何結構層I中的鏤空幾何結構11按陣列排布，具體可以是矩形陣列排布。
[0054]本實施例中，各導電幾何結構層I中多個鏤空幾何結構11均按矩形陣列排布。多個鏤空幾何結構11分成多個鏤空幾何結構排，各個導電幾何結構排中相應的鏤空幾何結構11對齊設置，從而形成陣列。
[0055]也可以優選，各個導電幾何結構排中相應的鏤空幾何結構11錯開，也即相鄰的兩個鏤空幾何結構排中，其中一個鏤空幾何結構排相對于另一個沿鏤空幾何結構排的延伸方向移動預定的距離。
[0056]可以優選地，鏤空幾何結構11為外緣與內緣形狀相同的環形結構，也可以為外緣與內緣形狀不同的環形結構。鏤空幾何結構11由片狀的鏤空區和設置在鏤空區內的導電片組成，環形的鏤空幾何結構11的內緣為導電片的外緣。
[0057]優選地，鏤空環形的外緣呈圓形或橢圓形或多邊形，鏤空環形的內緣呈圓形或橢圓形或多邊形。
[0058]如圖2和3所示，本實施例的鏤空幾何結構11的外緣和內緣均呈矩形，鏤空幾何結構11由四邊形的鏤空區和設置在鏤空區內的四邊形導電片組成，導電片的四邊與鏤空區的邊緣之間的間隙形成環形鏤空幾何結構11。鏤空區可以為矩形或正方形；導電片可以為矩形或正方形。形成于導電片的四周的鏤空的寬度可以相同，也可以不同。
[0059]例如可以為:導電片上下兩側的鏤空寬度相同，導電片左右兩側的鏤空寬度相同，但導電片上下兩側的鏤空寬度不同于導電片左右兩側的鏤