超材料帶通濾波結構、天線罩及天線系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及濾波設備領域，具體而言，涉及一種超材料帶通濾波結構、天線罩及天線系統。
【背景技術】
[0002]—般情況下，天線系統都會設置有天線罩。天線罩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能。
[0003]使用純材料天線罩在一定的范圍內會影響天線的性能。其中，用于制作天線罩的純材料為普通的物理材料，在制作純材料天線罩時，利用半波長或四分之一波長理論，并根據不同的天線頻率，改變純材料的厚度，用以減小對電磁波的透波響應。在設計制作純材料天線罩的時候，當天線的輻射波波長過長時，利用半波長或四分之一波長理論，純材料天線罩會顯得比較厚，進而使得整個天線罩的重量過大。另一方面，純材料的透波性能比較均一，工作頻段內透波，其相鄰頻段透波效果亦優，工作頻段外的透波容易干擾天線的正常工作。
[0004]針對現有技術中濾波結構對天線的工作頻段外的電磁波抑制效果不好且TE波(縱向波)和TM波(橫向波)的可透波波段單一的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的主要目的在于提供一種超材料帶通濾波結構、天線罩及天線系統，以解決現有技術中濾波結構對天線的工作頻段外的電磁波抑制效果不好且TE波和TM波的可透波波段單一的問題。
[0006]為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種超材料帶通濾波結構，包括:基板；至少一層導電幾何結構層，導電幾何結構層設置在基板上，導電幾何結構層包括導電板件和多個導電片；其中，導電板件上設置有多個鏤空部，每個鏤空部包括第一凹字型鏤空和第二凹字型鏤空，第一凹字型鏤空的凹口與第二凹字型鏤空的凹口相互背離地設置，鏤空部還包括一字型鏤空，第一凹字型鏤空與第二凹字型鏤空之間通過一字型鏤空連通，且一字型鏤空位于第一凹字型鏤空和第二凹字型鏤空之間；導電片對應設置在鏤空部中，導電片的輪廓邊緣與對應的鏤空部的邊緣之間具有間隔。
[0007]進一步地，導電板件為一體結構的板件。
[0008]進一步地，多個鏤空部呈矩形陣列分布。
[0009]進一步地，每個導電片包括:第一凹字型部，第一凹字型部與第一凹字型鏤空配合并位于第一凹字型鏤空內；第二凹字型部，第二凹字型部與第二凹字型鏤空配合并位于第二凹字型鏤空內；連接部，連接部位于一字型鏤空內，第一凹字型部與第二凹字型部之間通過連接部相連。
[0010]進一步地，導電片的幾何中心與對應的鏤空部的幾何中心重合。
[0011]進一步地，導電片的輪廓邊緣與對應的鏤空部的邊緣之間的距離為L，0.2mm < L < 0.5mm。
[0012]進一步地，至少一層導電幾何結構層為結構相同的兩層，兩層導電幾何結構層沿垂直于導電幾何結構層的方向間隔設置，其中一層導電幾何結構層的各導電片的投影與另一層導電幾何結構層的對應位置的導電片的投影至少部分重合。
[0013]進一步地，其中一層導電幾何結構層的各導電片的投影與另一層導電幾何結構層的對應的導電片的投影相重合。
[0014]進一步地，基板為蜂窩基板，蜂窩基板設置在兩層導電幾何結構層之間。
[0015]進一步地，基板的厚度為H，4.5mm彡Η彡10.0mm。
[0016]進一步地，超材料帶通濾波結構還包括預浸料基板，導電幾何結構層與基板之間設置有預浸料基板，以將導電幾何結構層與基板隔離開。
[0017]進一步地，超材料帶通濾波結構還包括多塊預浸料基板，各導電幾何結構層夾設在兩塊預浸料基板之間以與基板隔離開。
[0018]進一步地，遠離蜂窩基板的預浸料基板的厚度比靠近蜂窩基板的預浸料基板的厚度厚。
[0019]進一步地，超材料帶通濾波結構還包括軟板層，軟板層設置在導電幾何結構層與預浸料基板之間，且導電幾何結構層與軟板層相貼合。
[0020]進一步地，超材料帶通濾波結構還包括多個軟板層，每層導電幾何結構層夾設在兩個軟板層之間以與預浸料基板隔離開。
[0021]進一步地，基板與相鄰的預浸料基板之間相粘接，和/或預浸料基板與相鄰的軟板層之間相粘接，和/或導電幾何結構層與相鄰的軟板層之間相粘接。
[0022]根據本實用新型的另一方面，提供了一種天線罩，包括濾波結構，該濾波結構為前述的超材料帶通濾波結構。
[0023]根據本實用新型的另一方面，提供了一種天線系統，包括天線罩，該天線罩為前述的天線罩。
[0024]應用本實用新型的技術方案，該拆材料帶通濾波結構包括基板和至少一層導電幾何結構層，其中，每層導電幾何結構層包括導電板件和導電片，導電板件上開設有鏤空部，并將導電片放置在鏤空內，且導電片的輪廓邊緣與鏤空部的邊緣具有間隔。上述超材料帶通濾波結構能夠調節介電常數和磁導率，通過導電幾何結構層對入射的電磁波產生更好的共振效果，從而在電磁波通過本實用新型的超材料帶通濾波結構時，使TE波能夠實現雙段波段范圍的帶通濾波功能，并且TM波能夠實現三段波段范圍的帶通濾波功能，工作頻段的電磁波能高效率穿透，并有效地截止工作頻段外的電磁波，從而解決了現有的濾波結構對天線的工作頻段外的電磁波抑制效果不好且TE波和TM波的可透波波段單一的問題。
【附圖說明】
[0025]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:
[0026]圖1示出了根據本實用新型的超材料帶通濾波結構的實施例的單個鏤空部中的導電板件與導電片的配合結構示意圖；
[0027]圖2示出了根據本實用新型的超材料帶通濾波結構的實施例的局部結構示意圖；
[0028]圖3示出了根據本實用新型的超材料帶通濾波結構的實施例的clXc2的導電板與導電片的配合結構的主視結構示意圖；
[0029]圖4示出了圖2的剖視結構示意圖；
[0030]圖5示出了根據本實用新型的超材料帶通濾波結構的TE波和TM波的CST仿真結果S21效果對比曲線圖；
[0031]圖6示出了根據本實用新型的超材料帶通濾波結構的TE波CST仿真結果曲線圖；
[0032]圖7示出了圖6的TE波以第一波段為核心的CST仿真結果曲線圖；
[0033]圖8示出了圖6的TE波以第二波段為核心波段的CST仿真結果曲線圖；
[0034]圖9示出了根據本實用新型的超材料帶通濾波結構的TM波CST仿真結果曲線圖；
[0035]圖10示出了圖9的TM波以第三波段為核心的CST仿真結果曲線圖；
[0036]圖11示出了圖9的TM波以第四波段為核心的CST仿真結果曲線圖；
[0037]圖12示出了圖9的TM波以第五波段為核心的CST仿真結果曲線圖。
[0038]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[0039]10、基板；20、導電幾何結構層；
[0040]21、導電板件；22、導電片；
[0041]211、第一凹字型鏤空；212、第二凹字型鏤空；
[0042]213、一字型鏤空；30、預浸料基板；
[0043]40、軟板層。
【具體實施方式】
[0044]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。
[0045]如圖1和圖2所示，本實施例提供了一種超材料帶通濾波結構，該超材料帶通濾波結構包括基板10和至少一層導電幾何結構層20，導電幾何結構層20設置在基板10上，導電幾何結構層20包括導電板件21和多個導電片22。其中，導電板件21上設置有多個鏤空部，每個鏤空部包括第一凹字型鏤空211和第二凹字型鏤空212，第一凹字型鏤空211的凹口與第二凹字型鏤空212的凹口相互背離地設置，鏤空部還包括一字型鏤空213，第一凹字型鏤空211與第二凹字型鏤空212之間通過一字型鏤空213連通，且一字型鏤空213位于第一凹字型鏤空211和第二凹字型鏤空212之間，導電片22對應設置在鏤空部中，導電片22的輪廓邊緣與對應的鏤空部的邊緣之間具有間隔。導電片22的邊緣輪廓形狀與鏤空部的輪廓形狀一致，具體地，每個導電片22包括第一凹字型部、第二凹字型部和連接部，在本實施例中，第一凹字型部與第一凹字型鏤空211配合并位于第一凹字型鏤空211內，第二凹字型部與第二凹字型鏤空212配合并位于第二凹字型鏤空212內，連接部位于一字型鏤空213內，第一凹字型部與第二凹字型部之間通過連接部相連。
[0046]上述超材料帶通濾波結構能夠調節介電常數和磁導率，通過導電幾何結構層對入射的電磁波(包括TE波和TM波)產生更好的共振效果，從而在電磁波通過本實用新型的超材料帶通濾波結構時，使TE波(縱向波)能夠實現雙段波段范圍的帶通濾波功能，并且TM波(橫向波)能夠實現三段波段范圍的帶通濾波功能，工作頻段的電磁波能高效率穿透，并有效地截止工作頻段外的電磁波，