專利名稱：多層超材料薄膜覆層的制造方法和超材料天線罩的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人工電磁材料，更具體地說，涉及一種多層超材料薄膜覆層的制造方法和用所述覆層來 制造超材料天線罩的方法。
背景技術(shù)：
近年來，人工電磁材料中出現(xiàn)了一種新型的材料，即由人工微結(jié)構(gòu)構(gòu)成的超材料，其是一種具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)。當(dāng)前，人們在介質(zhì)基板上周期性地排列具有一定幾何形狀的人工微結(jié)構(gòu)來形成超材料。由于可以利用人工微結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸以及排布方式來改變超材料空間各點的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率，使其產(chǎn)生預(yù)期的電磁響應(yīng)，以控制電磁波的傳播，可制造出材料與功能一體化的器件，得到了各界的追捧?，F(xiàn)在，天線罩作為一種天線的防護件，得到了廣泛的應(yīng)用，而且隨著社會發(fā)展，對天線罩的電磁性能和力學(xué)性能提出了更高的要求。在電磁性能方面，目前人們多采用如玻璃鋼等介電常數(shù)和損耗均較低且機械強度高的材料來制造天線罩，但還是無法滿足實際需要。而由于自有的特性，研究人員逐漸開始關(guān)注如何將超材料應(yīng)用于傳統(tǒng)天線罩的制作上，以使其電磁性能更優(yōu)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種簡單的多層超材料薄膜覆層的制造方法和超材料天線罩的制造方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種多層超材料薄膜覆層的制造方法，所述制造方法包括以下步驟a.制作一具有多個人工微結(jié)構(gòu)的超材料層；b.在所述超材料層的一表面粘附一熱熔膠層；c.在所述超材料層的另一相對表面形成一防護層，即形成一具有多個人工微結(jié)構(gòu)的多層超材料薄膜覆層。優(yōu)選地，所述制造方法還包括通過熱壓將所述超材料層、熱熔膠層和防護層結(jié)合
在一起。優(yōu)選地，所述超材料層包括薄膜基材，所述多個人工微結(jié)構(gòu)附著于所述薄膜基材的兩相對表面或任一表面。 優(yōu)選地，所述薄膜基材由熱塑性塑料制成。優(yōu)選地，所述熱塑性塑料為選自聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚酰亞胺和聚酯中的至少一種。優(yōu)選地，所述人工微結(jié)構(gòu)是金屬微結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述金屬微結(jié)構(gòu)由銅線構(gòu)成。
優(yōu)選地，所述熱熔膠層由低熔點塑料制成。優(yōu)選地，所述低熔點塑料的熔融溫度為50 90°C。優(yōu)選地，所述熱熔膠層由乙酸乙烯脂、乙烯-丙烯酸甲酯或軟化的聚氯乙烯制成。優(yōu)選地，所述防護層由約在120 200°C的高溫時發(fā)生塑性變形的塑料制成。優(yōu)選地，所述防護層由聚甲基丙烯酸甲酯、聚對二甲酸丁二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸脂、聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯制成。一種超材料天線罩的制造方法，其特別在于，所述方法包括以下步驟SI.制作一天線罩； S2.利用如權(quán)利要求1-13中任意一項所述的方法制得一具有多層超材料薄膜覆層，所述超材料薄膜覆層具有多個人工微結(jié)構(gòu)和熱熔膠層；S3.將所述多層超材料薄膜覆層貼覆于所述天線罩的表面，由所述熱熔膠層將所述多層超材料薄膜覆層粘合于所述天線罩的表面，即制得具有多個人工微結(jié)構(gòu)的超材料天線罩。本發(fā)明的多層超材料薄膜覆層的制造方法和超材料天線罩的制造方法具有以下有益效果所述人工微結(jié)構(gòu)位于多層超材料薄膜覆層的中間被保護起來，可避免外界對其的不良影響，且由于所述人工微結(jié)構(gòu)可借助所述多層超材料薄膜覆層方便地附著于超材料天線罩上，工藝簡單。
下面將結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。圖I是本發(fā)明的多層超材料薄膜覆層的較佳實施方式的流程圖；圖2是由圖I中的方法制得的多層超材料薄膜覆層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中的超材料層的放大示意圖；圖4是本發(fā)明的超材料天線罩的制造方法的較佳實施方式的流程圖；圖5是由圖4中的方法制得的超材料天線罩的平面示意圖。圖中各標(biāo)號對應(yīng)的名稱為10,59多層超材料薄膜覆層、20、54超材料層、22薄膜基材、24人工微結(jié)構(gòu)、26單元、30、56熱熔膠層、40、58防護層、50超材料天線罩、52天線罩
具體實施例方式如圖I至圖3所示，為本發(fā)明多層超材料薄膜覆層的一較佳實施方式。所述較佳實施方式包括以下步驟a.制作一具有人工微結(jié)構(gòu)24的超材料層20。b.在所述超材料層20的一表面粘附一熱熔膠層30。c.在所述超材料層20的另一相對表面形成一防護層40，即形成一具有人工微結(jié)構(gòu)24的多層超材料薄膜覆層10。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的多層超材料薄膜覆層10的制造方法讓所述人工微結(jié)構(gòu)位于多層超材料薄膜覆層10的中間被保護起來，防止了在使用過程外界對人工微結(jié)構(gòu)的磨損和破壞，以致影響所述多層超材料薄膜覆層10的電磁性能，而且制造簡單。
以下對所述較佳實施方式進行詳細說明在所述步驟a中，所述超材料層20包括薄膜基材22。所述薄膜基材22由熱塑性塑料制成，具體如聚甲基丙烯酸甲酯(英文名為Polymethylmethacrylate,簡寫為PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(英文名為Acrylonitrile Butadiene Styrene,簡寫為 ABS)、聚酸亞胺(英文名為 Polyimmide,簡寫為PI)、聚酯(英文名為Polyester)或其混合物。本實施例中，所述薄膜基材22是由聚酰亞胺制成的柔性基材，厚度為10微米。一般，所述多個人工微結(jié)構(gòu)24均是由一定長度的線段構(gòu)成的具有一定幾何形狀的平面或立體結(jié)構(gòu)，并呈周期性地排布于所述薄膜基材22的兩相對表面或任一表面。且每個人工微結(jié)構(gòu)24及其所在的薄膜基材22部分稱作一個單元26。每個單元26的幾何尺寸與穿過所述多層超材料薄膜覆層10的電磁波波長有關(guān)，如其幾何尺寸為電磁波波長的十分之一。具體在設(shè)計所述人工微結(jié)構(gòu)24時，根據(jù)所述多層超材料薄膜覆層10使用場合的電磁環(huán)境,運用電磁理論,并通過電腦仿真軟件如CST (由德國CST公司出品的純電磁場仿真軟件)等設(shè)計出所述多個人工微結(jié)構(gòu)24的幾何形狀、尺寸和排布方式，并應(yīng)考慮所述薄膜基材22、熱熔膠層30和防護層40的介電常數(shù)和介電損耗。一般，我們只設(shè)計一個人工微結(jié)構(gòu)24的幾何形狀和尺寸，其幾何尺寸可大致100微米，進而以其為樣本進行復(fù)制形成陣列排布的所述多個人工微結(jié)構(gòu)24。也即，所述多個人工微結(jié)構(gòu)24的幾何形狀和尺寸均是相同的，這樣可節(jié)約設(shè)計時間和提高設(shè)計效率。當(dāng)然，若不為此目的，所述多個人工微結(jié)構(gòu)24的幾何形狀和/或尺寸完全可以不相同。實際制作時，先在所述薄膜基材22上電鍍一層金屬箔，根據(jù)設(shè)計的所述多個人工微結(jié)構(gòu)24的幾何形狀、尺寸和排布方式，在電腦程序的控制下對金屬箔進行化學(xué)蝕刻而獲得所述多個人工微結(jié)構(gòu)24，圖2中的所述圖案僅為所述人工微結(jié)構(gòu)24的一個示例，且所述人工微結(jié)構(gòu)24是由銅線構(gòu)成的金屬微結(jié)構(gòu)，但不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。當(dāng)然，所述多個人工微結(jié)構(gòu)24也可以通過光刻的方式形成在所述薄膜基材22上。在所述步驟b中，所述熱熔膠層30由低熔點塑料制成，比如在大約50 90°C時熔融，具體如乙酸乙烯脂(英文名為Ethylene Vinyl Acetate,簡寫為EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯(英文名為Ethylene Methylacrylate,簡寫為EMA)、GBA、軟化的聚氯乙烯(英文名為Polyvinyl Chloride，簡寫為PVC)。本實施例中，所述熱熔膠層30的厚度為10微米。在所述步驟c中，所述防護層40由耐磨、耐酸、防水等材料制成，如可由約在120 200°C的高溫時發(fā)生塑性變形的塑料制成，具體為聚甲基丙烯酸甲酯(英文名為Polymethylmethacrylate,簡寫為PMMA)、聚對二甲酸丁二醇酯(英文名略，簡寫為PFT)、丙烯腈-丁二烯_苯乙烯(英文名為Acrylonitrile Butadiene Styrene,簡寫為ABS)、聚碳酸脂(英文名為Polycarbonate,簡寫為PC)、聚乙烯(英文名為Polyethylene,簡寫為PE)、聚丙烯(英文名為Polypropylene，簡寫為PP)或PVC。本實施例中，所述防護層40的厚度為10微米。當(dāng)所述超材料層20的兩相對表面分別附上所述熱熔膠層30和防護層40時，通過熱壓的方法將它們結(jié)合在一起而形成所述多層超材料薄膜覆層10。此外，所述超材料層20、熱熔膠層30和防護層40的厚度可根據(jù)需要而定，不限于本發(fā)明公開的內(nèi)容。根據(jù)需要，可在所述多層超材料薄膜覆層10的熱熔膠層30和保護層40之間增加各種其他功能層，以制得多功能的多層超材料薄膜覆層10。
本發(fā)明的制造方法制得的多層超材料薄膜覆層10可應(yīng)用于天線罩、過濾器、透鏡等部件上。以下以將本發(fā)明的制造方法制得的多層超材料薄膜覆層10貼合于一天線罩上以制得一超材料天線罩50為例進行說明SI.制作一天線罩52。所述天線罩52的外形可以呈任意形狀，根據(jù)實際情況別特是天線60的形狀而定。S2.制作一具有多個人工微結(jié)構(gòu)的超材料層54。S3.在所述超材料層54的一表面粘附一熱熔膠層56。S4.在所述超材料層54的另一相對表面形成一防護層58，即形成一具有多個人工微結(jié)構(gòu)的多層超材料薄膜覆層59。S5.將所述多層超材料薄膜覆層59貼覆于所述天線罩52的表面，由所述熱熔膠層56將所述多層超材料薄膜覆層59粘合于所述天線罩52的表面，即制得所述具有多個人工微結(jié)構(gòu)的超材料天線罩50。其他內(nèi)容與制造所述多層超材料薄膜覆層10的方法相同。此方法可讓所述人工微結(jié)構(gòu)借助所述多層超材料薄膜覆層10方便地貼覆于所述超材料天線罩50上，工藝簡單。此外，對于要制造大型的超材料天線罩，可利用本發(fā)明的多層超材料薄膜覆層的制造方法來制作多個小型的拼塊，再由這些小型的拼塊依序貼合于其天線罩上而制得。
以上所述僅是本發(fā)明的若干具體實施方式
和/或?qū)嵤├?，不?yīng)當(dāng)構(gòu)成對本發(fā)明的限制。對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明基本思想的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，而這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種多層超材料薄膜覆層的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步驟 a.制作一具有多個人工微結(jié)構(gòu)的超材料層； b.在所述超材料層的一表面粘附一熱熔膠層； c.在所述超材料層的另一相對表面形成一防護層，即形成一具有多個人工微結(jié)構(gòu)的多層超材料薄膜覆層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多層超材料薄膜覆層的制造方法，其特征在于，所述制造方法還包括通過熱壓將所述超材料層、熱熔膠層和防護層結(jié)合在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多層超材料薄膜覆層的制造方法，其特征在于，所述超材料層包括薄膜基材，所述多個人工微結(jié)構(gòu)附著于所述薄膜基材的兩相對表面或任一表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多層超材料薄膜覆層的制造方法，其特征在于，所述薄膜基材由熱塑性塑料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多層超材料薄膜覆層的制造方法，其特征在于，所述熱塑性塑料為選自聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚酰亞胺和聚酯中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多層超材料薄膜覆層的制造方法，其特征在于，所述人工微結(jié)構(gòu)是金屬微結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多層超材料薄膜覆層的制造方法，其特征在于，所述金屬微結(jié)構(gòu)由銅線構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多層超材料薄膜覆層的制造方法，其特征在于，所述熱熔膠層由低熔點塑料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多層超材料薄膜覆層的制造方法，其特征在于，所述低熔點塑料的熔融溫度為50 90°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多層超材料薄膜覆層的制造方法，其特征在于，所述熱熔膠層由乙酸乙烯脂、乙烯-丙烯酸甲酯或軟化的聚氯乙烯制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多層超材料薄膜覆層的制造方法，其特征在于，所述防護層由約在120 200°C的高溫時發(fā)生塑性變形的塑料制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多層超材料薄膜覆層的制造方法，其特征在于，所述防護層由聚甲基丙烯酸甲酯、聚對二甲酸丁二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸脂、聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯制成。
13.一種超材料天線罩的制造方法，其特別在于，所述方法包括以下步驟 . 51.制作一天線罩； .52.利用如權(quán)利要求1-13中任意一項所述的方法制得一具有多層超材料薄膜覆層，所述超材料薄膜覆層具有多個人工微結(jié)構(gòu)和熱熔膠層；.53.將所述多層超材料薄膜覆層貼覆于所述天線罩的表面，由所述熱熔膠層將所述多層超材料薄膜覆層粘合于所述天線罩的表面，即制得具有多個人工微結(jié)構(gòu)的超材料天線罩。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多層超材料薄膜覆層的制造方法，其包括以下步驟a.制作一具有多個人工微結(jié)構(gòu)的超材料層；b.在所述超材料層的一表面粘附一熱熔膠層；c.在所述超材料層的另一相對表面形成一防護層，即形成一具有多個人工微結(jié)構(gòu)的多層超材料薄膜覆層，制造簡單，且人工微結(jié)構(gòu)位于多層超材料薄膜覆層的中間被保護起來，可避免外界對其的不良影響。本發(fā)明還提供了一種超材料天線罩的制造方法，可讓人工微結(jié)構(gòu)方便地附著于超材料天線罩上。
文檔編號B32B27/00GK102664312SQ2012101071
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者劉若鵬, 方小偉, 趙治亞 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司