帶通超材料結(jié)構(gòu)和天線罩的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種帶通超材料結(jié)構(gòu)和天線罩。其中，該帶通超材料結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)介質(zhì)層和設(shè)置于所述介質(zhì)層上的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層由多個(gè)周期排布的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)連接為一體結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)上開設(shè)有鏤空孔，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的內(nèi)沿周上設(shè)置有多個(gè)延伸部。本實(shí)用新型中帶通超材料結(jié)構(gòu)的帶內(nèi)透波具有寬頻寬角的特性，即在很大角度范圍及頻率范圍內(nèi)，帶內(nèi)都能保持非常高的透波率，而帶外也具有非常高的截止特性，從而能夠解決現(xiàn)有的透波范圍小的技術(shù)問題。
【專利說明】
帶通超材料結(jié)構(gòu)和天線罩
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及天線領(lǐng)域，具體而言，涉及一種帶通超材料結(jié)構(gòu)和天線罩。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，濾波器的使用也越來越廣泛，利用濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，實(shí)現(xiàn)信號(hào)識(shí)別和去噪的效果。帶通超材料結(jié)構(gòu)是濾波器中的一種，帶通超材料結(jié)構(gòu)是允許特定頻段的波通過同時(shí)屏蔽其他頻段的設(shè)備。
[0003]目前的帶通超材料結(jié)構(gòu)的可透波頻段主要是8.2GHz-9.2GHz，透波范圍較小，僅有IGHz;而且，目前的帶通超材料結(jié)構(gòu)僅針對(duì)這一種頻段范圍的電磁波透波，尚無對(duì)應(yīng)其他可透波頻段范圍的帶通超材料結(jié)構(gòu)。
[0004]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的帶通超材料結(jié)構(gòu)的透波范圍小的問題，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)用新型實(shí)施例提供了一種帶通超材料結(jié)構(gòu)和天線罩，以至少解決現(xiàn)有的透波范圍小的技術(shù)問題。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種帶通超材料結(jié)構(gòu)，包括:至少一個(gè)介質(zhì)層和設(shè)置于所述介質(zhì)層上的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層由多個(gè)周期排布的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)連接為一體結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)上開設(shè)有鏤空孔，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的內(nèi)沿周上設(shè)置有多個(gè)延伸部。
[0007]進(jìn)一步地，所述延伸部為在所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的內(nèi)沿周上形成的凹槽;或者，所述延伸部為在所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的內(nèi)沿周上形成的凸起。
[0008]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的外沿周為多邊形或者圓形，所述內(nèi)沿周上設(shè)置的延伸部為多邊形或者圓形的結(jié)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的外沿周為正方形，所述內(nèi)沿周上設(shè)置的延伸部為正方形的結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步地，所述延伸部分別位于所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)各邊的中間位置。
[0011]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電層的厚度為0.0144毫米至0.0216毫米，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的邊長(zhǎng)為3.44暈米至5.16暈米。
[0012]進(jìn)一步地，所述介質(zhì)層的介電常數(shù)為2.56至3.8，損耗角正切為0.0024至0.0036，厚度為0.02毫米至0.03毫米。
[0013]進(jìn)一步地，所述帶通超材料結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在介質(zhì)層兩側(cè)的絕緣層，所述絕緣層為預(yù)浸料基板，所述預(yù)浸料基板的介電常數(shù)為2.28至3.42，損耗角正切為0.0036至0.0054，厚度為2.64毫米至3.96毫米。
[0014]進(jìn)一步地，所述介質(zhì)層和設(shè)置在介質(zhì)層兩側(cè)的絕緣層形成功能層結(jié)構(gòu)，在所述功能層結(jié)構(gòu)為至少兩層時(shí)，所述帶通超材料結(jié)構(gòu)還包括:蜂窩基板，其中，相鄰的所述兩層功能層結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有一層所述蜂窩基板。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的另一方面，還提供了一種天線罩，包括:具有上述帶通超材料結(jié)構(gòu)。
[0016]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，提供一種帶通超材料結(jié)構(gòu)，該帶通超材料在介質(zhì)層上周期陣列有一體結(jié)構(gòu)的多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的內(nèi)沿周上設(shè)置有多個(gè)延伸部，該一體結(jié)構(gòu)的多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)相當(dāng)于電感，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)內(nèi)沿周上設(shè)置的延伸部與內(nèi)沿周一起相當(dāng)于電容，因此可等效為在介質(zhì)層上設(shè)置有多個(gè)連接的LC電路，該電路會(huì)感應(yīng)電磁場(chǎng)，進(jìn)而影響帶通超材料結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，使得帶通超材料結(jié)構(gòu)的帶內(nèi)透波具有寬頻寬角的特性，即在很大角度范圍及頻率范圍內(nèi)，帶內(nèi)都能保持非常高的透波率，而帶外也具有非常高的截止特性，從而能夠解決現(xiàn)有的透波范圍小的技術(shù)問題。
【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，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:
[0018]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種可選的帶通超材料結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種可選的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種可選的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是根據(jù)圖2所示的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的排布示意圖；
[0022]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種可選的帶通超材料結(jié)構(gòu)的截面示意圖；
[0023]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種帶通超材料結(jié)構(gòu)的仿真結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0025]需要說明的是，本實(shí)用新型的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本實(shí)用新型的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，提供了一種帶通超材料結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括至少一個(gè)介質(zhì)層10和設(shè)置于該介質(zhì)層10上的導(dǎo)電層11，該導(dǎo)電層11由多個(gè)周期排布的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12構(gòu)成，該多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12連接為一體結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12上開設(shè)有鏤空孔13，該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12的內(nèi)沿周上設(shè)置有多個(gè)延伸部14。
[0027]這樣，每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12都可以看作是一個(gè)環(huán)形體結(jié)構(gòu)及環(huán)形體結(jié)構(gòu)中間處的鏤空孔13，該環(huán)形體結(jié)構(gòu)相當(dāng)于電感，延伸部14與內(nèi)沿周一起相當(dāng)于電容，進(jìn)而，由電感及電容形成的該帶通超材料結(jié)構(gòu)的帶內(nèi)透波具有寬頻寬角的特性，即在很大角度范圍及頻率范圍內(nèi)，帶內(nèi)都能保持非常高的透波率，而帶外也具有非常高的截止特性，從而能夠解決現(xiàn)有的透波范圍小的技術(shù)問題。
[0028]可選地，如圖2所示，該延伸部14為在該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12的內(nèi)沿周上形成的凹槽，該凹槽相當(dāng)于上述的電容;或者，如圖3所示，該延伸部14為在該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12的內(nèi)沿周上形成的凸起，該凸起與相鄰兩邊的內(nèi)沿周一起等效形成兩個(gè)電容。
[0029]可選地，該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12的外沿周為多邊形或者圓形，優(yōu)選為正方形;該延伸部14為多邊形或者圓形的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選為正方形的結(jié)構(gòu)。這樣，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12和延伸部14呈正方形使得本實(shí)用新型實(shí)施例提供的帶通超材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，等效電路規(guī)則。
[0030]需要說明的是，圖2和圖3所示的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12和延伸部14都以正方形為例描述的，本實(shí)用新型實(shí)施例不作限定。
[0031]可選地，該延伸部14位于該延伸部14的內(nèi)側(cè)的中間位置，延伸部14位于延伸部14的內(nèi)側(cè)的中間位置使得本實(shí)用新型實(shí)施例提供的帶通超材料結(jié)構(gòu)的TE(TransverseElectric，橫向電場(chǎng))和TM(Transverse Magnetic，橫向磁場(chǎng))的響應(yīng)相同，從而在很大角度范圍及頻率范圍內(nèi)，帶內(nèi)都能保持較高的透波率，而帶外也具有較高的截止特性。
[0032]可選地，該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12可以是金屬結(jié)構(gòu)，優(yōu)選為銅結(jié)構(gòu)，在本實(shí)用新型一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，該導(dǎo)電層11可以是導(dǎo)電銅板，并在該導(dǎo)電銅板上開設(shè)鏤空孔13形成導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12。
[0033]可選地，該導(dǎo)電層11的厚度為0.0144毫米至0.0216毫米，優(yōu)選為0.018毫米，該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12的邊長(zhǎng)為3.44毫米至5.16毫米，優(yōu)選為4.3毫米。
[0034]可選地，該介質(zhì)層10的介電常數(shù)為2.56至3.8，優(yōu)選為3.2，損耗角正切為0.0024至
0.0036，優(yōu)選為0.003，厚度為0.02毫米至0.03毫米，優(yōu)選為0.025毫米。
[0035]可選地，帶通超材料結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在介質(zhì)層10兩側(cè)的絕緣層，該絕緣層為預(yù)浸料基板，所述預(yù)浸料基板的介電常數(shù)為2.28至3.42，優(yōu)選為2.85，損耗角正切為0.0036至
0.0054，優(yōu)選為0.045分貝，厚度為2.64毫米至3.96毫米，優(yōu)選為3.3毫米。
[0036]在本實(shí)用新型一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，功能層結(jié)構(gòu)包括所述介質(zhì)層10和設(shè)置在介質(zhì)層10兩側(cè)的絕緣層，在所述功能層結(jié)構(gòu)為至少兩層時(shí)，該帶通超材料結(jié)構(gòu)還包括:蜂窩基板，其中，相鄰的該兩層功能層結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有一層該蜂窩基板。該帶通超材料結(jié)構(gòu)還包括:膠膜基板，其中，該膠膜基板設(shè)置在該功能層結(jié)構(gòu)和該蜂窩基板之間，該功能層結(jié)構(gòu)和該蜂窩基板通過該膠膜基板上的膠膜粘接在一起。
[0037]需要說明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例中，導(dǎo)電層11由多個(gè)周期排布的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12構(gòu)成，如圖4所示，圖4所示的導(dǎo)電層11由九個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12按照周期陣列排布構(gòu)成，當(dāng)然，本實(shí)用新型實(shí)施例并不局限于此，該導(dǎo)電層11也可以由其他數(shù)量的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)12按照周期排布構(gòu)成，以滿足用戶對(duì)透波特性的需求。
[0038]示例地，如圖5所示的一種帶通超材料結(jié)構(gòu)的截面示意圖可知，該導(dǎo)電層11設(shè)置兩層介質(zhì)層10之間，兩層介質(zhì)層10的外側(cè)(即遠(yuǎn)離導(dǎo)電層11的一側(cè))設(shè)置有絕緣層52，絕緣層52的外側(cè)(即遠(yuǎn)離導(dǎo)電層11的一側(cè))設(shè)置有蜂窩基板53且絕緣層52和蜂窩基板53之間通過膠膜基板54連接。這樣，采用上述帶通超材料結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到良好的透波特性且插損較小。
[0039]圖6提供了一種采用上述帶通超材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行TE模濾波仿真的效果示意圖，由圖6可以看出，工作頻率在12.25GHz到14.5GHz范圍內(nèi)，透波率都大于-1dB ；此外，帶內(nèi)透波具有寬頻寬角的特性，即在很大角度范圍(例如0°至70°)及頻率范圍(例如12.25GHz到14.5GHz)內(nèi)，帶內(nèi)都能保持非常高的透波率，而帶外也具有非常高的截止特性。
[0040]本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種天線罩，該天線罩包括上述實(shí)施例描述的帶通超材料結(jié)構(gòu)，采用該天線罩具有良好的透波率和截止特性。
[0041]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶通超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括至少一個(gè)介質(zhì)層和設(shè)置于所述介質(zhì)層上的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層由多個(gè)周期排布的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)連接為一體結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)上開設(shè)有鏤空孔，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的內(nèi)沿周上設(shè)置有多個(gè)延伸部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶通超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述延伸部為在所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的內(nèi)沿周上形成的凹槽;或者，所述延伸部為在所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的內(nèi)沿周上形成的凸起。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶通超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的外沿周為多邊形或者圓形，所述內(nèi)沿周上設(shè)置的延伸部為多邊形或者圓形的結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶通超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的外沿周為正方形，所述內(nèi)沿周上設(shè)置的延伸部為正方形的結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶通超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述延伸部分別位于所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)各邊的中間位置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶通超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電層的厚度為0.0144毫米至0.0216毫米，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的邊長(zhǎng)為3.44毫米至5.16毫米。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶通超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介質(zhì)層的介電常數(shù)為2.56至3.8，損耗角正切為0.0024至0.0036，厚度為0.02毫米至0.03毫米。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶通超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述帶通超材料結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在介質(zhì)層兩側(cè)的絕緣層，所述絕緣層為預(yù)浸料基板，所述預(yù)浸料基板的介電常數(shù)為2.28至3.42，損耗角正切為0.0036至0.0054，厚度為2.64毫米至3.96毫米。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶通超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介質(zhì)層和設(shè)置在介質(zhì)層兩側(cè)的絕緣層形成功能層結(jié)構(gòu)，在所述功能層結(jié)構(gòu)為至少兩層時(shí)，所述帶通超材料結(jié)構(gòu)還包括:蜂窩基板，其中，相鄰的所述兩層功能層結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有一層所述蜂窩基板。10.—種天線罩，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的帶通超材料結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01Q15/00GK205543244SQ201620083371
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月27日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】深圳光啟高等理工研究院