低通透波結(jié)構(gòu)、天線罩及天線系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及透波結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種低通透波結(jié)構(gòu)、天線罩及天線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]—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題，目前尚未提出有效的解決方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種低通透波結(jié)構(gòu)、天線罩及天線系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的對(duì)天線工作頻段外的電磁波抑制效果不好的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種低通透波結(jié)構(gòu)，包括:多層功能層，各功能層包括介質(zhì)層和設(shè)置在介質(zhì)層上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，多層功能層中一層功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括多個(gè)相互不相連的方環(huán)組，每個(gè)方環(huán)組包括多個(gè)相連的方環(huán)。
[0007]進(jìn)一步地，多層功能層中另一層功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括多個(gè)相互不連接的十字型結(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步地，多個(gè)相連的方環(huán)包括:中心方環(huán)和連接在中心方環(huán)的四個(gè)角處的四個(gè)外部方環(huán)。
[0009]進(jìn)一步地，外部方環(huán)內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)第一導(dǎo)電條。
[0010]進(jìn)一步地，第一導(dǎo)電條為一字型導(dǎo)電條或者十字型導(dǎo)電條或者網(wǎng)格狀導(dǎo)電條。
[0011]進(jìn)一步地，中心方環(huán)的中心對(duì)應(yīng)于相鄰的四個(gè)十字型結(jié)構(gòu)的中心處。
[0012]進(jìn)一步地，各十字型結(jié)構(gòu)的四個(gè)端部設(shè)置有一字型結(jié)構(gòu)，一字型結(jié)構(gòu)的中部連接在十字型結(jié)構(gòu)的端部上。
[0013]進(jìn)一步地，各十字型結(jié)構(gòu)的四個(gè)端部設(shè)置有四邊形結(jié)構(gòu)，四邊形結(jié)構(gòu)連接在十字型結(jié)構(gòu)的端部上。
[0014]進(jìn)一步地，四邊形結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)第二導(dǎo)電條。
[0015]進(jìn)一步地，第二導(dǎo)電條為一字型導(dǎo)電條或者十字型導(dǎo)電條。
[0016]進(jìn)一步地，介質(zhì)層具有相對(duì)的兩個(gè)表面，兩個(gè)表面中的至少一個(gè)表面上設(shè)置有導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。
[0017]進(jìn)一步地，相鄰的兩層功能層之間設(shè)有夾層。
[0018]進(jìn)一步地，多層功能層的相鄰兩層之間相對(duì)設(shè)置、間隔設(shè)置或者錯(cuò)開設(shè)置。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種天線罩，包括低通透波結(jié)構(gòu)，低通透波結(jié)構(gòu)為上述的低通透波結(jié)構(gòu)。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種天線系統(tǒng)，包括:天線和罩設(shè)在天線上的天線罩，天線罩為上述的天線罩。
[0021]應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，多層功能層中一層功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括多個(gè)相互不相連的方環(huán)組，每個(gè)方環(huán)組包括多個(gè)相連的方環(huán)，多層功能層中另一層功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括多個(gè)相互不連接的十字型結(jié)構(gòu)。上述結(jié)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，可以使得電磁波通過本實(shí)用新型的低通透波結(jié)構(gòu)時(shí)，工作頻段的電磁波能高效率穿透，能夠有效地截止高于工作頻段的電磁波，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。
【附圖說明】
[0022]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0023]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的低通透波結(jié)構(gòu)的實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2示出了圖1的低通透波結(jié)構(gòu)的方環(huán)組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3示出了圖1的低通透波結(jié)構(gòu)的十字型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4示出了圖1的低通透波結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5示出了圖1的低通透波結(jié)構(gòu)的主視示意圖；
[0028]圖6示出了圖5的低通透波結(jié)構(gòu)優(yōu)選實(shí)施例在電磁波入射角為0°時(shí)的TM模的Sll和S21參數(shù)仿真曲線示意圖；
[0029]圖7示出了根據(jù)本實(shí)用新型的低通透波結(jié)構(gòu)的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖8示出了圖7的低通透波結(jié)構(gòu)的方環(huán)組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖9示出了圖8的方環(huán)組的尺寸示意圖；
[0032]圖10示出了圖7的低通透波結(jié)構(gòu)的十字型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0033]圖11示出了圖7的低通透波結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例在電磁波入射角為0°時(shí)的TM模的Sll和S21參數(shù)仿真曲線示意圖。
[0034]其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
[0035]10、介質(zhì)層；11、方環(huán)組；111、中心方環(huán)；112、外部方環(huán)；113、第一導(dǎo)電條；12、十字型結(jié)構(gòu)；121、四邊形結(jié)構(gòu)；122、第二導(dǎo)電條；13、一字型結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0036]需要說明的是，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)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
[0037]如圖1至圖4所示，實(shí)施例一低通透波結(jié)構(gòu)包括:多層功能層，各功能層包括介質(zhì)層10和設(shè)置在介質(zhì)層上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，多層功能層中一層功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括多個(gè)相互不相連的方環(huán)組11，每個(gè)方環(huán)組11包括多個(gè)相連的方環(huán)。在本實(shí)施例中，多層功能層中另一層功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括多個(gè)相互不連接的十字型結(jié)構(gòu)12。
[0038]應(yīng)用實(shí)施例一的技術(shù)方案能夠調(diào)節(jié)低通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本實(shí)施例的低通透波結(jié)構(gòu)時(shí)，工作頻段的電磁波能高效率穿透，能夠有效地截止高于工作頻段的電磁波，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。實(shí)施例一的技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)L波段可透波而且低損耗，8GHz至30GHz會(huì)被抑制。
[0039]如圖4所示，介質(zhì)層10具有相對(duì)的兩個(gè)表面，兩個(gè)表面上均設(shè)置有導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，相鄰的兩層功能層之間還可以設(shè)置有夾層。根據(jù)低損耗波段和抑制波段的范圍不同，多層功能層的相鄰兩層之間相對(duì)設(shè)置、間隔設(shè)置或者上下錯(cuò)開設(shè)置。介質(zhì)層10優(yōu)選為FR4基板，夾層優(yōu)選為泡沫。
[0040]優(yōu)選地，介質(zhì)層為復(fù)合材料或陶瓷材料。優(yōu)選地，復(fù)合材料為熱固性材料或者熱塑性材料。優(yōu)選地，復(fù)合材料為包含纖維、泡沫和/或蜂窩的一層結(jié)構(gòu)材料或者多層結(jié)構(gòu)材料。優(yōu)選地，該復(fù)合材料含有增強(qiáng)材料，該增強(qiáng)材料為纖維、織物、粒子中的至少一種。
[0041]導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)可以使用任意導(dǎo)電材料，可以是金屬材料，例如金、銀或銅或幾種金屬的混合物，優(yōu)選采用銅，所使用的金屬材料的原始形態(tài)可以是固體、液體、流狀體或粉狀物；也可以是非金屬材料，如導(dǎo)電油墨。
[0042]當(dāng)然，在其他圖中未示出的實(shí)施方式中，多個(gè)相互不連接的十字型結(jié)構(gòu)12所在的功能層也可以為其他結(jié)構(gòu)。
[0043]如圖1和圖2所示，多個(gè)相連的方環(huán)包括:中心方環(huán)111和連接在中心方環(huán)111的四個(gè)角處的四個(gè)外部方環(huán)112。進(jìn)一步地，中心方環(huán)111和外部方環(huán)112的尺寸可以相同也可以不同，優(yōu)選中心方環(huán)111和外部方環(huán)112的尺寸相同。
[0044]如圖2所不，夕卜部方環(huán)112內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)第一導(dǎo)電條113。第一導(dǎo)電條113為一字型導(dǎo)電條或者十字型導(dǎo)電條或者網(wǎng)格狀導(dǎo)電條。第一導(dǎo)電條113數(shù)量及設(shè)置位置會(huì)直接影響低通濾波結(jié)構(gòu)的低損耗波段和抑制波段的范圍。在本實(shí)施例中，第一導(dǎo)電條113為十字型導(dǎo)電條，將外部方環(huán)112分為四個(gè)大小相同的方孔。
[0045]如圖1所示，位于其中一層功能層的中心方環(huán)111的中心對(duì)應(yīng)于位于另一層功能層的相鄰的四個(gè)十字型結(jié)構(gòu)12的中心處。也就是說，位于其中一層功能層的方環(huán)組11與位于另一層功能層的十字型結(jié)構(gòu)12錯(cuò)位設(shè)置。
[0046]如圖3所示，各十字型結(jié)構(gòu)12的四個(gè)端部設(shè)置有一字型結(jié)構(gòu)13，一字型結(jié)構(gòu)13的中部連接在十字型結(jié)構(gòu)12的端部上。
[0047]在實(shí)施例一中，如圖5所示，位于同一層功能層的一個(gè)十字型結(jié)構(gòu)12和四個(gè)外部方環(huán)112形成一個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:
[0048]每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的面積在4.0mm*4.0mm至6.0mm*6.0mm之間。導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的厚度在0.0l至0.02mm之間，最外圍兩層FR4基板厚度在0.08mm至0.12mm之間，中間一層FR4基板的厚度在1.6mm至2.0mm之間。FR4基板的相對(duì)介電常數(shù)ε在2.7至3.1之間，損耗正切值loss在0.006至0.01之間。十字形結(jié)構(gòu)寬度在0.25mm至0.35mm之間，十字型結(jié)構(gòu)的一字型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為3.0mm至4.0之間。
[0049]具體地，在本實(shí)施例中，每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的面積為5.0mm*5.0mm。導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的厚度為0.016mm,最外圍兩層FR4基板厚度為0.1mm,中間一層FR4基板的厚度為1.8mm。FR4基板的相對(duì)介電常數(shù)ε = 2.9，損耗正切值loss = 0.008，十字形結(jié)構(gòu)寬度為0.3mm，十字型結(jié)構(gòu)的一字型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為3.4mm。
[0050]圖6中