帶阻透波超材料、天線罩及天線系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及帶阻透波超材料技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種帶阻透波超材料、天線罩及天線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般情況下，天線系統(tǒng)都會(huì)設(shè)置有天線罩。天線罩的目的是保護(hù)天線系統(tǒng)免受風(fēng)雨、冰雪、沙塵和太陽(yáng)輻射等的影響，使天線系統(tǒng)工作性能比較穩(wěn)定、可靠。同時(shí)減輕天線系統(tǒng)的磨損、腐蝕和老化，延長(zhǎng)使用壽命。但是天線罩是天線前面的障礙物，對(duì)天線輻射波會(huì)產(chǎn)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(nèi)會(huì)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(shí)，利用半波長(zhǎng)或四分之一波長(zhǎng)理論，并根據(jù)不同的天線頻率，改變純材料的厚度，用以減小對(duì)電磁波的透波響應(yīng)。在設(shè)計(jì)制作純材料天線罩的時(shí)候，當(dāng)天線的輻射波波長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)，利用半波長(zhǎng)或四分之一波長(zhǎng)理論，純材料天線罩會(huì)顯得比較厚，進(jìn)而使得整個(gè)天線罩的重量過(guò)大。另一方面，純材料的透波性能比較均一，工作頻段內(nèi)透波，其相鄰頻段透波效果亦優(yōu)，工作頻段外的透波容易干擾天線的正常工作。
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)天線工作頻段外的電磁波抑制效果不好的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種帶阻透波超材料、天線罩及天線系統(tǒng)，以解決對(duì)天線工作頻段外的電磁波抑制效果不好的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種帶阻透波超材料，包括:介質(zhì)層和設(shè)置在所述介質(zhì)層上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，所述多層功能層中至少一層功能層的所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括多個(gè)不連通的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)；
[0007]其中該帶阻透波超材料的介質(zhì)層和多個(gè)不連通的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)使得該帶阻透波超材料具有這樣的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率:電磁波在通過(guò)該帶阻透波超材料時(shí)，預(yù)設(shè)頻段的電磁波被截止，而其他頻段的電磁波穿透該帶阻透波超材料。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種天線罩，包括帶阻透波超材料，帶阻透波超材料為上述的帶阻透波超材料。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種天線系統(tǒng)，包括天線和上述的天線罩，天線罩罩設(shè)在天線上。
[0010]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，帶阻透波超材料包括至少兩層功能層，各功能層包括:介質(zhì)層和設(shè)置在所述介質(zhì)層上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，所述多層功能層中至少一層功能層的所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括多個(gè)不連通的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。將導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)置于介質(zhì)層上，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括多個(gè)不連通的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，這樣能夠調(diào)節(jié)帶阻透波超材料的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，可以使得電磁波通過(guò)本發(fā)明的帶阻透波超材料時(shí)，工作頻段的電磁波能高效率穿透，對(duì)工作頻段外的電磁波具有較好的抑制作用，從而解決了天線罩對(duì)工作頻段外的電磁波抑制效果不好的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了增強(qiáng)對(duì)工作頻段外的電磁波的抑制的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0011]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0012]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的帶阻透波超材料實(shí)施例一的主視示意圖；
[0013]圖2示出了圖1的帶阻透波超材料的TM模的S21參數(shù)仿真曲線示意圖；
[0014]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的帶阻透波超材料實(shí)施例二的主視示意圖；
[0015]圖4示出了圖3的帶阻透波超材料的TE模和TM模的S21參數(shù)仿真曲線示意圖；
[0016]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的帶阻透波超材料實(shí)施例三中的其中一層功能層的主視示意圖；
[0017]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的帶阻透波超材料實(shí)施例三中的另一層功能層的主視示意圖；
[0018]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的帶阻透波超材料實(shí)施例三的側(cè)視示意圖；
[0019]圖8示出了圖7的帶阻透波超材料的TE模的S21參數(shù)仿真曲線示意圖；
[0020]圖9示出了圖7的帶阻透波超材料的TM模的S21參數(shù)仿真曲線示意圖；
[0021]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的帶阻透波超材料實(shí)施例四中的功能層的主視示意圖；
[0022]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的帶阻透波超材料實(shí)施例四的TE模的S21參數(shù)仿真曲線示意圖；
[0023]圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的帶阻透波超材料實(shí)施例四的TM模的S21參數(shù)仿真曲線示意圖；
[0024]圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的帶阻透波超材料實(shí)施例五中的其中一層功能層的主視示意圖；
[0025]圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的帶阻透波超材料實(shí)施例五的側(cè)視示意圖；
[0026]圖15示出了圖14的帶阻透波超材料的TE模的S21參數(shù)仿真曲線示意圖；
[0027]圖16示出了圖14的帶阻透波超材料的TM模的S21參數(shù)仿真曲線示意圖；
[0028]圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的帶阻透波超材料實(shí)施例六的主視示意圖；以及
[0029]圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的帶阻透波超材料實(shí)施例七的主視示意圖。
[0030]其中，上述圖中的附圖標(biāo)記如下:
[0031]10、介質(zhì)層；21、導(dǎo)電部；22、導(dǎo)電部；23、導(dǎo)電條；24、導(dǎo)電條；25、鏤空單環(huán)26、鏤空單環(huán)27、鏤空雙環(huán)；51、預(yù)浸料；52、PMI ;61、導(dǎo)電條；62、導(dǎo)電條；63、導(dǎo)電條；64、導(dǎo)電條；70、三角形導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)；80、六邊形導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0032]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0033]如圖1所示，實(shí)施例一的帶阻透波超材料包括:至少兩層功能層，各功能層包括:介質(zhì)層10和設(shè)置在所述介質(zhì)層上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，所述多層功能層中至少一層功能層的所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括多個(gè)不連通的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)置于介質(zhì)層10上，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括多個(gè)不連通的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(圖1中僅示出了一個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu))。在實(shí)施例一中，如圖1所示，每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)均為十字型，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括:導(dǎo)電部21和導(dǎo)電部22。介質(zhì)層10由非金屬材料制成,導(dǎo)電部21與導(dǎo)電部22均設(shè)置在介質(zhì)層10上。這里制造基板的非金屬材料有多種選擇，例如陶瓷、FR4、F4B (聚四氟乙烯)、HDPE (高密度聚乙烯，High Density Polyethylene)、ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)、鐵電材料、或者鐵磁材料等。
[0034]應(yīng)用實(shí)施例一的帶阻透波超材料，將導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)置于介質(zhì)層10上，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括多個(gè)不連通的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，這樣能夠調(diào)節(jié)帶阻透波超材料的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，可以使得電磁波通過(guò)本發(fā)明的帶阻透波超材料時(shí)，預(yù)設(shè)頻段的電磁波被截止，而其他頻段的電磁波穿透該帶阻透波超材料，從而解決了天線罩對(duì)工作頻段外的電磁波抑制效果不好的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了增強(qiáng)對(duì)工作頻段外的電磁波的抑制的效果。
[0035]如圖1所示，在實(shí)施例一中，導(dǎo)電部21的中部與導(dǎo)電部22的中部相連接，實(shí)施例一的帶阻透波超材料在Ku波段高透波率基礎(chǔ)上，能夠?qū)?至9GHz波段的電磁波起到抑制作用，也就是說(shuō)，實(shí)施例一的帶阻透波超材料針對(duì)7至9GHz波段內(nèi)的電磁波具有低透波率。導(dǎo)電部21與導(dǎo)電部22可以使用任意金屬材料，例如金、銀或銅或幾種金屬的混合物。也可以使用任何導(dǎo)電的非金屬材料制成。所使用的任意金屬材料的原始形態(tài)可以是固體、液體、流狀體或