五的帶阻透波超材料的TE模的S21參數(shù)仿真曲線示意圖。圖20示出了實(shí)施例五的帶阻透波超材料的TM模的S21參數(shù)仿真曲線示意圖。圖中橫軸為天線的工作頻率，縱軸為S21參數(shù)。其中天線的工作頻率的單位為GHz，S21參數(shù)的單位為dB。從圖中可以看出，當(dāng)天線的電磁波，包括TE模和TD模輻射到上述實(shí)施例中的帶阻濾波超材料時(shí)的S21參數(shù)仿真結(jié)果。如圖19和圖20所示，將電磁波投射到實(shí)施例五的帶阻透波超材料上，顯示電磁波的損耗S21的透波率值接近OdB，帶阻透波超材料針對(duì)該電磁波中的Ku波段具有很好的透波性能，縮減了雷達(dá)散射截面(RCS)。也就是說(shuō)，Ku波段的電磁波能夠基本上穿過(guò)實(shí)施例五的帶阻透波超材料。此外，TE模和TM模的仿真曲線基本相同，實(shí)施例五的帶阻透波超材料的透波性能比較穩(wěn)定。
[0136]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。優(yōu)選地，除了上述實(shí)施例以外，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)還可以為一字型或者雪花型。
[0137]優(yōu)選地，多個(gè)不連通的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)呈周期性排布或者非周期性排布?？梢愿鶕?jù)天線工作頻率進(jìn)行調(diào)整，其中，周期性排布和非周期性排布的排布規(guī)律均可以根據(jù)天線的工作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)電容和電感的調(diào)節(jié)。
[0138]進(jìn)一步地，周期性排布或者非周期性排布的多個(gè)網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)可以為三角形、四邊形、五邊形、六邊形、圓形、橢圓形中至少一種。其中，網(wǎng)格狀中的網(wǎng)格可以是封閉的，也可以是開(kāi)口的。多個(gè)網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)可以是平面結(jié)構(gòu)也可以是立體結(jié)構(gòu)。
[0139]優(yōu)選地，功能層除了導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)以外，還包括導(dǎo)電片或者網(wǎng)格、環(huán)狀、十字型、一字型、雪花型、以及十字型的變形結(jié)構(gòu)中至少一種導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，環(huán)狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的形狀為三角形、四邊形、五邊形、六邊形、圓形、以及橢圓形中至少一種。除了上述實(shí)施例的環(huán)狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為鏤空的單環(huán)或雙環(huán)，環(huán)狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)也可以為環(huán)數(shù)大于三的多環(huán)結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步包括導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)是直線或者曲線形成的十字型、一字型、雪花型、十字型的變形結(jié)構(gòu)，以及片狀導(dǎo)電幾何機(jī)構(gòu)中任意一種。進(jìn)一步地，多層功能層的上表面和下表面上均設(shè)有保護(hù)層。
[0140]進(jìn)一步地，不同的功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)之間或者同一功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的形狀、大小、線寬、以及間距相同或者不同。
[0141]優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例的多頻段透波超材料的功能層可以是低通透波超材料功能層。實(shí)施例一的低通透波超材料包括多層功能層，各功能層包括介質(zhì)層10和設(shè)置在介質(zhì)層10上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，多層功能層中至少一層功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電片。在實(shí)施例一中，一層功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為一個(gè)導(dǎo)電片，該導(dǎo)電片為方形鏤空單環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0142]應(yīng)用實(shí)施例一的技術(shù)方案，多層功能層中至少一層功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電片，這樣能夠調(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(guò)實(shí)施例一的低通透波超材料時(shí)，工作頻段的電磁波能高效率穿透，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(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。
[0143]實(shí)施例一的低通透波超材料能夠?qū)波段的電磁波起到了很好的透波作用。矩形環(huán)狀鏤空結(jié)構(gòu)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。所使用的任意金屬材料的原始形態(tài)可以是固體、液體、流狀體或粉狀物。當(dāng)然，實(shí)施例一中的導(dǎo)電片也可以為其他形狀的鏤空結(jié)構(gòu)，比如鏤空矩形、鏤空?qǐng)A環(huán)或鏤空橢圓環(huán)，可以為鏤空的單環(huán)或多環(huán)。
[0144]為了進(jìn)一步擴(kuò)大實(shí)施例一的低通透波超材料所能夠透過(guò)的電磁波的波段，如圖21所示，介質(zhì)層10具有相對(duì)的兩個(gè)表面，所述兩個(gè)表面上均設(shè)置有所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，即方形鏤空單環(huán)結(jié)構(gòu)。介質(zhì)層10優(yōu)選為正方形。
[0145]在實(shí)施例一中，各結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:介質(zhì)層10的相對(duì)介電常數(shù)為2.8，厚度為6mm，長(zhǎng)度和寬度均為5.3mm ;方形鏤空單環(huán)結(jié)構(gòu)的外邊緣的長(zhǎng)度和寬度為2.5mm,內(nèi)邊緣的長(zhǎng)度和寬度為2.3mm,厚度為0.018mm,也就是說(shuō)，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的厚度為0.018mm,方形鏤空單環(huán)結(jié)構(gòu)由液態(tài)銀制成。
[0146]圖22示出了實(shí)施例一的低通透波超材料的S21參數(shù)仿真曲線示意圖。如圖22所示，圖中橫軸為天線的工作頻率，縱軸為S21參數(shù)。其中天線的工作頻率的單位為GHz，S21參數(shù)的單位為dB。從圖中可以看出當(dāng)天線的電磁波輻射到上述實(shí)施例中的帶阻濾波超材料時(shí)的S21參數(shù)仿真結(jié)果。電磁波照射到實(shí)施例一的仿真結(jié)果示出，電磁波的損耗S21的透波率值不僅在L波段內(nèi)基本接近OdB，而且在頻段8.5GHz內(nèi)都基本接近OdB，表示電磁波透波率很高。實(shí)現(xiàn)了對(duì)低頻的電磁波透射的性能要求。
[0147]在實(shí)施例二的低通透波超材料與實(shí)施例一的區(qū)別在于，在實(shí)施例二中，導(dǎo)電片為矩形環(huán)。這樣，實(shí)施例二的低通透波超材料同樣能夠提高L波段的電磁波的透波率，此外，當(dāng)電磁波的入射角度為0°至30°度時(shí)，實(shí)施例二的低通透波超材料對(duì)4至18GHz波段內(nèi)的電磁波會(huì)產(chǎn)生抑制作用，防止4至18GHz波段內(nèi)的電磁波透過(guò)實(shí)施例二的低通透波超材料。
[0148]在實(shí)施例二中，導(dǎo)電片為方形環(huán)。這樣，使得L波段的電磁波的透波性能更穩(wěn)定。
[0149]在實(shí)施例二中，方形環(huán)為四個(gè)，四個(gè)方形環(huán)彼此間隔設(shè)置。當(dāng)然，方形環(huán)的數(shù)量不限于四個(gè)，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要具體確定。此外，為了方便將導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)設(shè)置在介質(zhì)層10上，先將導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)附在SOftH層上，SOftH層相當(dāng)于導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的載體，再將SOftH層設(shè)置在介質(zhì)層10以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)設(shè)置在介質(zhì)層10上。介質(zhì)層10優(yōu)選為FR4基板。優(yōu)選地，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)設(shè)置在兩層介質(zhì)層10之間。方形環(huán)由銅制成。
[0150]各結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:介質(zhì)層10的長(zhǎng)度和寬度均為4.5mm,厚度為0.9mm,相對(duì)介電常數(shù)為3.15，損耗正切值為0.005 ;方形環(huán)的厚度為0.018mm，方形環(huán)的外邊長(zhǎng)為4.1mm,內(nèi)邊長(zhǎng)為3.3mm，也就是說(shuō)，方形環(huán)的寬度為0.4mm ;四個(gè)方形環(huán)呈矩陣狀排布，相鄰兩個(gè)方形環(huán)的間距為0.4mm ;softH層的相對(duì)介電常數(shù)為3.2，厚度為0.025mm。實(shí)施例二的低通透波超材料的總厚度為1.843mm。
[0151]圖23至圖26示出了實(shí)施例二的低通透波超材料在電磁波入射角為0°至30°時(shí)的TE模的Sll和S21參數(shù)仿真曲線示意圖。
[0152]圖27至圖30示出了實(shí)施例二的低通透波超材料在電磁波入射角為0°至30°時(shí)的TM模的S11和S21參數(shù)仿真曲線示意圖。
[0153]在圖23至圖30中，圖中橫軸為天線的工作頻率，縱軸為Sll和S21參數(shù)。其中天線的工作頻率的單位為GHz，Sll和S21參數(shù)的單位為dB。從圖中可以看出，當(dāng)天線的電磁波包括TE模(英文名TE mode，表示在波導(dǎo)中，電場(chǎng)的縱向分量為零，而磁場(chǎng)的縱向分量不為零的傳播模式)和TD模(英文名TM mode，表示在波導(dǎo)中，磁場(chǎng)的縱向分量為零，而電場(chǎng)的縱向分量不為零的傳播模式)輻射到實(shí)施例二中的低通濾波超材料時(shí)的Sll和S21參數(shù)仿真結(jié)果。在圖23至圖30中，Sll參數(shù)為圖中示出的從左向右的第一根曲線，S21參數(shù)為圖中示出的從左向右的第二和第三根曲線。
[0154]從上述圖中可以看出，S21 (透波率值)在L波段的數(shù)值很高，在4至18GHz波段的數(shù)值很低；sil (反射波值)在L波段的數(shù)值很低，在4至18GHz波段的數(shù)值很高，也就是說(shuō)，4至18GHz波段的電磁波基本被實(shí)施例二的低通透波超材料反射回去了。上述數(shù)據(jù)表明，實(shí)施例二的低通透波超材料對(duì)L波段的電磁波具有很高的透波性能，對(duì)4至18GHz波段內(nèi)的電磁波會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的抑制作用。此外，由于TE模和TM模的曲線走勢(shì)基本相同，因此，實(shí)施例二的低通透波超材料的透波性能比較穩(wěn)定。
[0155]實(shí)施例三的低通透波超材料與實(shí)施例二的區(qū)別在于，在實(shí)施例三中，功能層為三層，其中第一層功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為導(dǎo)電片，該導(dǎo)電片為矩形片。第二和第三功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為直線形成的十字型的變形結(jié)構(gòu)。第一層功能層位于第二和第三功能層之間。十字型的變形結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電條21以及與導(dǎo)電條21相交的導(dǎo)電條22，上述結(jié)構(gòu)使得不論電磁波的入射角度為多少，實(shí)施例三的低通透波超材料能夠?qū)波段的電磁波起到透波作用，同時(shí)對(duì)L波段之外的電磁波產(chǎn)生抑制作用。
[0156]在實(shí)施例三中，第一層功能層的導(dǎo)電片為方形片。這樣，增強(qiáng)了對(duì)L波段之外的電磁波的抑制作用。
[0157]如圖31所示，在實(shí)施例三中，導(dǎo)電條21的中部與導(dǎo)電條22的中部相連接。這樣，能夠?qū)波段之外的電磁波起到更好的抑制作用。當(dāng)然，作為可行的實(shí)施方式，也可以將導(dǎo)電條21的一個(gè)端部與導(dǎo)電條22的中部或一個(gè)端部連接。
[0158]如圖31所示，在實(shí)施例三中，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)還包括兩個(gè)導(dǎo)電條23和兩個(gè)導(dǎo)電條24。兩個(gè)導(dǎo)電條23與導(dǎo)電條21的兩端對(duì)應(yīng)連接。兩個(gè)導(dǎo)電條24與導(dǎo)電條22的兩端--對(duì)應(yīng)連接。這樣，提高了對(duì)L波段的電磁波的透波性能。
[0159]如圖31所示，在實(shí)施例三中，各導(dǎo)電條23均與導(dǎo)電條22平行，各導(dǎo)電條24均與導(dǎo)電條21平行。這樣，對(duì)L波段的電磁波起到了更好的透波作用。
[0160]如圖31所示，在實(shí)施例三中，各導(dǎo)電條23的中部與導(dǎo)電條21連接，各導(dǎo)電條24的中部與導(dǎo)電條22連接。這樣，對(duì)L波段的電磁波起到更好的透波作用。優(yōu)選地，各導(dǎo)電條23與各導(dǎo)電條24的長(zhǎng)度相等。
[0161]如圖31所示，在實(shí)施例三中，導(dǎo)電條21與導(dǎo)電條22相垂直。這樣，對(duì)L波段之外的電磁波具有更強(qiáng)的抑制作用。當(dāng)然，作為可行的實(shí)施方式，導(dǎo)電條21與導(dǎo)電條22可以形成小于90°的夾角。優(yōu)選地，導(dǎo)電條21與導(dǎo)電條22的長(zhǎng)度相等。
[0162]如圖31所不,在實(shí)施例三中，導(dǎo)電條21與導(dǎo)電條22 —體成型,第二和第三功能層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的各部分厚度相等。也就是說(shuō)，導(dǎo)電條21與導(dǎo)電條22相連接處的厚度與其他部分的厚度相等。這樣，節(jié)省了導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)所使用的金屬材料，降低了生產(chǎn)成本。
[0163]如圖32所示，低通透波超材料的各結(jié)構(gòu)的疊層次序依次為:十字型的變形結(jié)構(gòu)、介質(zhì)層10、方形片、介質(zhì)層10以及十字型的變形結(jié)構(gòu)。此外，為了方便將十字型的變形結(jié)構(gòu)和方形片設(shè)置在介質(zhì)層10上，先將十字型的變形結(jié)構(gòu)和方形片分別附在SOftH層上，SOftH層相當(dāng)于十字型的變形結(jié)構(gòu)和方形片的載體，再將softH層設(shè)置在介質(zhì)層10上。介質(zhì)層10優(yōu)選為FR4基板。十字型的變形結(jié)構(gòu)和方形片均由銅制成。
[0164]為了保護(hù)第二層和第三層功能層，實(shí)施例三的低通透波超材料還包括兩層保護(hù)板30，如圖13所示，實(shí)施例三的低通透波超材料的各結(jié)構(gòu)的疊層次序依次為:保護(hù)板30、十字型的變形結(jié)構(gòu)、介質(zhì)層10、方形片、介質(zhì)層10、十字型的變形結(jié)構(gòu)以及保護(hù)板30。保護(hù)板30優(yōu)選為FR4基板。作為可行的實(shí)施方式，相鄰的兩層功能層之間可以設(shè)有夾層，夾層優(yōu)選為泡沫。
[0165]在實(shí)施例三中，各結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:介質(zhì)層10的長(zhǎng)度和寬度均為14mm，厚度為0.8mm，相對(duì)介電常數(shù)為3.15，損耗正切值為0.005 ;十字型的變