高通濾波超材料、天線罩和天線系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高通濾波超材料、天線罩和天線系統(tǒng)，其中，高通濾波超材料包括疊置的至少三個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層，所述至少三個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層中的至少一個(gè)包括網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)；和多個(gè)介質(zhì)層，每個(gè)介質(zhì)層分別設(shè)置在兩個(gè)相鄰導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層之間。本實(shí)用新型的技術(shù)方案有效地增強(qiáng)了工作頻段外的電磁波的抑制的效果。
【專利說(shuō)明】高通濾波超材料、天線罩和天線系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及濾波材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高通濾波超材料、天線罩和天線系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]一般地，天線都會(huì)設(shè)置有天線罩，用于保護(hù)天線不受風(fēng)雨、冰雪等的環(huán)境影響?，F(xiàn)有天線罩基本是純材料天線罩，只起到保護(hù)天線的作用，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。另外，普通的純材料天線罩在寬帶寬角內(nèi)的透波特性較差，影響天線性能，且通帶外的截止特性偏差，對(duì)天線的工作頻段外的信號(hào)難以達(dá)到良好的抑制特性。
[0003]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。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種高通濾波超材料、天線罩和天線系統(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。
[0005]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，提供了一種高通濾波超材料，包括疊置的至少三個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層，所述至少三個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層中的至少一個(gè)包括網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)；和多個(gè)介質(zhì)層，每個(gè)介質(zhì)層分別設(shè)置在兩個(gè)相鄰導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層之間，其中，該高通濾波超材料的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層和介質(zhì)層使得該高通濾波超材料具有這樣的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率:使得電磁波在通過(guò)該高通濾波超材料時(shí)，工作頻段內(nèi)的電磁波穿透該高通濾波超材料，而低于工作頻段的電磁波被截止。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種天線罩，該天線罩包括上述聞通濾波超材料。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)包括天線和上述天線罩，天線罩罩設(shè)在天線上。
[0008]應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，高通濾波超材料包括疊置的至少三個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層，所述至少三個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層中的至少一個(gè)包括網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)；和多個(gè)介質(zhì)層，每個(gè)介質(zhì)層分別設(shè)置在兩個(gè)相鄰導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層之間，通過(guò)采用多個(gè)介質(zhì)層，以及根據(jù)介質(zhì)層調(diào)整結(jié)構(gòu)層中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，以調(diào)節(jié)高通濾波超材料的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，可以使得天線發(fā)射或者接收電磁波時(shí)，通過(guò)本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的高通濾波超材料，工作頻段的電磁波能高效率穿透，有效地截止低于工作頻段的電磁波，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O

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)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(shuō)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:
[0010]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的高通濾波超材料的剖視圖；
[0011]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的十字型結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0012]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一排十字型結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0013]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一列十字型結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0014]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的網(wǎng)格狀排列的十字型結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0015]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的耶路撒冷十字型結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0016]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的高通濾波超材料的示意圖；
[0017]圖8是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的高通濾波超材料的S21參數(shù)仿真曲線示意圖；
[0018]圖9是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的高通濾波超材料的示意圖；以及
[0019]圖10是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的高通濾波超材料的S21參數(shù)仿真曲線示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]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)明本實(shí)用新型。
[0021]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種高通濾波超材料，圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的高通濾波超材料的剖視圖。如圖1所示，該超材料包括至少三個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層10，至少三個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層10中的至少一個(gè)包括網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)；和多個(gè)介質(zhì)層20，每個(gè)介質(zhì)層分別設(shè)置在兩個(gè)相鄰導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層10之間。優(yōu)選的，至少部分導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)中設(shè)置有導(dǎo)電線材，其中，介質(zhì)層20具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，介質(zhì)層20可以采用聚四氟乙烯等物理材料，也可以采用其他的非金屬物理材料例如陶瓷等。導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為具有導(dǎo)電性能的幾何結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)可以是具有導(dǎo)電性的十字型的幾何結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)可以采用金屬材料，如金、銀、銅等等，也可以采用非金屬材料，如石墨等。導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的十字型結(jié)構(gòu)包括十字型變形后的形狀，例如耶路撒冷十字型等。
[0022]通過(guò)本實(shí)用新型實(shí)施例，將導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10置于介質(zhì)層20上，通過(guò)采用不同的介質(zhì)層20，以及根據(jù)不同的介質(zhì)層20調(diào)整導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10中的網(wǎng)格狀導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，以調(diào)節(jié)高通濾波超材料的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，可以使得在天線的電磁波透過(guò)本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的高通濾波超材料時(shí)，工作頻段內(nèi)的電磁波能高效率穿透，低于工作頻段的電磁波被有效地截止。
[0023]優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例的高通濾波超材料中多個(gè)網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)可以是周期性排布，也可以是非周期性排布，可以根據(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)。
[0024]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、以及橢圓形中至少一種。其中，網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)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)，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為平面結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)電線材位于多個(gè)網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)內(nèi)；網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為立體結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)電線材與多個(gè)網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)位于不同的平面。
[0025]其中，導(dǎo)電線材與網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)可以電性隔絕，導(dǎo)電線材包括直線或者曲線形成的十字型、一字型、雪花型、以及十字型的變形結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電線材可以是直線形成的十字型、一字型、雪花型以及十字型的變形結(jié)構(gòu)中任意一種結(jié)構(gòu)，也可以是其中的任意幾種的組合。其中，十字型的變形結(jié)構(gòu)可以是耶路撒冷十字形結(jié)構(gòu)。
[0026]導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)可以為金屬導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，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、流狀體或粉狀物。通過(guò)本實(shí)施例，采用金屬導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，能夠使高頻段的電磁波更易穿透高通濾波超材料。
[0027]優(yōu)選地，介質(zhì)層20可以為復(fù)合材料基板或陶瓷基板。其中，復(fù)合材料可以是熱固性材料，也可以是熱塑性材料。復(fù)合材料為包含纖維、泡沫和/或蜂窩的一層或者多層結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料含有增強(qiáng)材料，該增強(qiáng)材料為纖維、織物或者粒子中的至少一種。一般來(lái)說(shuō)，介質(zhì)層的介電常數(shù)ε應(yīng)該滿足:1< ε <5。
[0028]介質(zhì)層20具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，將該高通濾波超材料應(yīng)用于天線罩時(shí)，能夠起到一定的保護(hù)作用，不同尺寸的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)能夠?qū)μ炀€的電磁波起到高通頻選作用，提高了天線罩對(duì)工作頻段外的電磁波的抑制效果，尤其是提高了電線工作頻率外的低頻段的電磁波的抑制特性。
[0029]本實(shí)用新型實(shí)施例的介質(zhì)層為多層介質(zhì)層，在多層介質(zhì)層上分別設(shè)置有導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。其中，多層介質(zhì)層20中任意兩個(gè)上下層之間可以是相對(duì)設(shè)置，也可以是錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。
[0030]優(yōu)選地，不同介質(zhì)層上導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)之間或者同一介質(zhì)層20上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)形狀、大小、線寬、以及間距相同或者不同。不同的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10之間的形狀、大小、線寬、以及間距可以相同也可以不同，也可以是其中任意一個(gè)量相同或者任意幾個(gè)量相同，同一介質(zhì)層20之間的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)同理。另外，不同導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10之間或者同一導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10的導(dǎo)電線材的形狀大小、線寬、以及間距相同或者不同。
[0031]將本實(shí)用新型實(shí)施例提供的高通濾波超材料用于天線罩中，由于天線罩在設(shè)計(jì)制作時(shí)，根據(jù)天線的形狀的不同，其結(jié)構(gòu)形狀也會(huì)不同，這就會(huì)導(dǎo)致高通濾波超材料中的介質(zhì)層20具有規(guī)則或者不規(guī)則的表面。導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)可以至于規(guī)則的介質(zhì)層20表面,也可以至于不規(guī)則的介質(zhì)層20的表面。
[0032]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的十字型結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2所示，十字型導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)包括橫向一字型結(jié)構(gòu)11和縱向一字型結(jié)構(gòu)12。橫向一字形結(jié)構(gòu)11的長(zhǎng)度和縱向一字形結(jié)構(gòu)12的長(zhǎng)度可以相等也可以不相等，橫向一字形結(jié)構(gòu)11的長(zhǎng)度和縱向一字形結(jié)構(gòu)12的長(zhǎng)度可以根據(jù)需要進(jìn)行選取。
[0033]圖2所示導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電線材的長(zhǎng)度與縱向一字型結(jié)構(gòu)12的長(zhǎng)度相等；以及導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電線材的寬度與橫向一字型結(jié)構(gòu)11的長(zhǎng)度相等。由于橫向一字型結(jié)構(gòu)11的長(zhǎng)度和縱向一字形結(jié)構(gòu)12的長(zhǎng)度可以相等也可以不相等，其中橫向一字型結(jié)構(gòu)11的長(zhǎng)度和縱向一字形結(jié)構(gòu)12的長(zhǎng)度可以根據(jù)需要進(jìn)行選取，因此，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電線材的長(zhǎng)度和寬度可以相等也可以不相等。橫向一字型結(jié)構(gòu)11的寬度或者縱向一字型結(jié)構(gòu)12的寬度均稱為十字形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線材的線寬。橫向一字型結(jié)構(gòu)11的寬度和縱向一字型結(jié)構(gòu)12的寬度相等。
[0034]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一排十字型結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖3所示，該排導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)中的十字型結(jié)構(gòu)的橫向一字型結(jié)構(gòu)11的兩端依次相連接。圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一列十字型結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖4所示，該列導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)中的十字型結(jié)構(gòu)的縱向一字型結(jié)構(gòu)12的兩端依次相連接。圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的網(wǎng)格狀排列的十字型結(jié)構(gòu)的示意圖。各相鄰十字型結(jié)構(gòu)之間無(wú)縫隙相連接，排列均勻，呈網(wǎng)格狀。
[0035]優(yōu)選地，十字型結(jié)構(gòu)為耶路撒冷十字型結(jié)構(gòu)，耶路撒冷十字型結(jié)構(gòu)包括橫向一字型結(jié)構(gòu)11及其兩端的一字型結(jié)構(gòu)和縱向一字型結(jié)構(gòu)12及其兩端的一字型結(jié)構(gòu)。該耶路撒冷十字型結(jié)構(gòu)為十字型結(jié)構(gòu)的變形，其形狀相當(dāng)于在十字型結(jié)構(gòu)的四個(gè)端點(diǎn)出個(gè)添加了一個(gè)一字形結(jié)構(gòu)，如圖6所示，端點(diǎn)出的一字型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度小于橫向一字型結(jié)構(gòu)11的長(zhǎng)度和縱向一字型結(jié)構(gòu)12的長(zhǎng)度。
[0036]需要說(shuō)明的是，該耶路撒冷十字型結(jié)構(gòu)也可以稱為雪花型結(jié)構(gòu)，也可以稱為四角有缺口的田字型結(jié)構(gòu)。耶路撒冷十字型結(jié)構(gòu)的名稱并不對(duì)本實(shí)用新型有不當(dāng)限定，只要是結(jié)構(gòu)與本實(shí)用新型中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0037]本實(shí)用新型實(shí)施例中的高通濾波超材料包括多層介質(zhì)層20，各介質(zhì)層20相對(duì)介電常數(shù)可以相同，也可以不相同。還可以是多層介質(zhì)層20中部分介質(zhì)層20的相對(duì)介電常數(shù)相同。例如，高通濾波超材料包括4層介質(zhì)層20，4層介質(zhì)層20的相對(duì)介電常數(shù)均為3，或者三層介質(zhì)層20的相對(duì)介電常數(shù)為3，剩下一層介質(zhì)層20的相對(duì)介電常數(shù)為3.1。
[0038]各介質(zhì)層20的厚度可以相同，也可以不相同，還可以是多層介質(zhì)層20中部分介質(zhì)層20的厚度相同。例如，高通濾波超材料包括4層介質(zhì)層20，4層介質(zhì)層20的厚度均為4mm,或者其中三層介質(zhì)層20的厚度為4mm,第四層介質(zhì)層20的厚度為4.5mm。同樣地,各介質(zhì)層20選取的物理材料可以相同，也可以不相同。
[0039]相應(yīng)地，多層介質(zhì)層20對(duì)應(yīng)的多層導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10中的導(dǎo)電線材的厚度可以相同，也可以不相同。還可以是多層導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10中的部分導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10的厚度相同。例如，高通濾波超材料包括4層導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10，4層導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10的厚度均為0.018mm，或者其中三層介質(zhì)層20的厚度為0.018mm，第四層導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10的厚度為
0.015mmo
[0040]多層導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10中的各層的十字型結(jié)構(gòu)可以是相同的十字型結(jié)構(gòu)，也可以十字型結(jié)構(gòu)變形后的結(jié)構(gòu)。例如，4層導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)中導(dǎo)電線材均為十字型結(jié)構(gòu)，或者均為耶路撒冷十字型結(jié)構(gòu)，也可以是，3層導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為十字型結(jié)構(gòu)，剩下一層導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)10的導(dǎo)電線材為耶路撒冷十字型結(jié)構(gòu)。
[0041]示例 1:
[0042]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的高通濾波超材料的示意圖。如圖7所示，高通濾波超材料包括第一介質(zhì)層201、第二介質(zhì)層202和第三介質(zhì)層203,第一介質(zhì)層201、第二介質(zhì)層202和第三介質(zhì)層203的相對(duì)介電常數(shù)相等。且第一介質(zhì)層201、第二介質(zhì)層202和第三介質(zhì)層203的相對(duì)介電常數(shù)均為3。
[0043]第一介質(zhì)層201、第二介質(zhì)層202和第三介質(zhì)層203的厚度相同,均為4mm。
[0044]高通濾波超材料包括第一導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101、第二導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)102、第三導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)103和第四導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)104，第一導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101置于第一介質(zhì)層201的表面，第二導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)102置于第一介質(zhì)層201和第二介質(zhì)層202之間,第三導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)103置于第二介質(zhì)層202和第三介質(zhì)層203之間，第四導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)104置于第三介質(zhì)層203的表面。其中，第一導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101、第二導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)102、第三導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)103和第四導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)104中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電線材厚度相同。各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線材的厚度均為0.018毫米。
[0045]第一導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101、第二導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)102、第三導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)103和第四導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)104中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線材均為十字型結(jié)構(gòu)。并且各層之間的十字型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度相等，寬度相等。
[0046]十字型結(jié)構(gòu)的縱向一字型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為9mm，橫向一字型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為3mm。也即是十字型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為9mm，寬度為3mm。第一導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101中的導(dǎo)電線材的線寬為
0.5毫米，第二導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)102中的導(dǎo)電線材的線寬為0.7毫米，第三導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)103中的導(dǎo)電線材的線寬為0.7毫米，第四導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)104中的導(dǎo)電線材的線寬為0.5毫米。
[0047]圖8是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的高通濾波超材料的S21參數(shù)仿真曲線示意圖。如圖所示，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，包括TE模(英文名TEmode，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)輻射到上述實(shí)施例中的高通濾波超材料時(shí)的S21參數(shù)仿真結(jié)果。頻率在13GHz以上的電磁波具有良好的透波特性，對(duì)頻率為13GHz以下的電磁波有明顯的抑制作用，且頻率越小，抑制特性越好。
[0048]示例 2:
[0049]圖9是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的高通濾波超材料的示意圖。如圖9所示，高通濾波超材料包括第一介質(zhì)層204、第二介質(zhì)層205和第三介質(zhì)層206,第一介質(zhì)層204、第二介質(zhì)層205和第三介質(zhì)層206的相對(duì)介電常數(shù)相等。且第一介質(zhì)層204、第二介質(zhì)層205和第三介質(zhì)層206的相對(duì)介電常數(shù)均為3。
[0050]第一介質(zhì)層204、第二介質(zhì)層205和第三介質(zhì)層206的厚度相同,均為4mm。
[0051]高通濾波超材料包括第一導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)105、第二導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)106、第三導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)107和第四導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)108，第一導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)105置于第一介質(zhì)層204的表面，第二導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)106置于第一介質(zhì)層204和第二介質(zhì)層205之間，第三導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)107置于第二介質(zhì)層205和第三介質(zhì)層206之間，第四導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)108置于第四介質(zhì)層的表面。其中，第一導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)105、第二導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)106、第三導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)107和第四導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)108中的導(dǎo)電線材的厚度相同。各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線材的厚度均為0.018毫米。
[0052]第一導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)105中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線材的為耶路撒冷十字型結(jié)構(gòu)，第二導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)106、第三導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)107和第四導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)108中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線材的均為十字型結(jié)構(gòu)。各層之間的十字型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度相等，寬度相等。
[0053]第一導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)105中的耶路撒冷十字型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度和寬度與第二導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)106、第三導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)107、第四導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)108中的十字型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度和寬度相等，其中，第二導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)106、第三導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)107、第四導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)108中的十字型結(jié)構(gòu)的縱向一字型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為9mm，橫向一字型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為3mm。也即是十字型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為9mm，寬度為3mm。第一導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)105中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線材的線寬為
0.5毫米，第二導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)106中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線材的線寬為0.7毫米，第三導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)107中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線材的線寬為0.7毫米，第四導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)108中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)導(dǎo)電線材的線寬為0.5毫米。
[0054]圖10是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的高通濾波超材料的S21參數(shù)仿真曲線示意圖。如圖10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，包括TE模(英文名TE mode,表不在波導(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)輻射到上述實(shí)施例中的高通濾波超材料時(shí)的S21參數(shù)仿真結(jié)果。頻率在13GHz以上的電磁波具有良好的透波特性，頻率為13GHz以下的電磁波得到了明顯的抑制作用。其中，從頻率為11?13GHz范圍內(nèi)，隨著頻率的減小，電磁波的衰減較為迅速，表示該高通濾波超材料對(duì)電磁波的抑制的強(qiáng)度在這一區(qū)間內(nèi)，抑制效果隨著頻率的減小而逐漸增強(qiáng)。再隨著頻率的減小，對(duì)電磁波的抑制特性開(kāi)始減弱，但是人具有一定的抑制效果。
[0055]根據(jù)實(shí)施時(shí)的具體情況，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的厚度可以為I至50微米，優(yōu)選地，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的厚度為10至30微米，更加優(yōu)選地，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的厚度可以為16至20微米。導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的寬度可以為2至6毫米。導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的線寬為可以為20至1000微米,優(yōu)選地,導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的線寬為50至500微米。更加優(yōu)選地，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的線寬為50至500微米。
[0056]作為可行的實(shí)施方式，不同導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的線寬可以不同。不同導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的線寬的比值范圍介于O到0.2之間。優(yōu)先地，不同導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的線寬的比值范圍介于0.05到0.1之間。
[0057]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種天線罩，該天線罩包括本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的高通濾波超材料，即本實(shí)用新型的實(shí)施例中的高通濾波超材料可以用于本實(shí)施例中的天線罩，本實(shí)施例中的天線罩也可以采用本實(shí)用新型實(shí)施例中的高通濾波超材料。
[0058]本實(shí)用新型實(shí)施例中的天線罩罩設(shè)在天線上，與天線具有一定間隔距離或者覆蓋在天線上，通過(guò)高通濾波超材料的介質(zhì)層提供的機(jī)械強(qiáng)度保護(hù)天線，使得天線不受到風(fēng)雨、冰霜等的損害；以及通過(guò)高通濾波超材料采用的十字型結(jié)構(gòu)，使得天線罩對(duì)天線工作頻率內(nèi)的電磁波具有一定的透射特性，并且對(duì)工作頻率外的電磁波具有一定的抑制效果，尤其是對(duì)工作頻段為高頻段的電磁的透射和工作頻段之外的低頻段的抑制作用。
[0059]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)包括天線和本實(shí)用新型實(shí)施例提供的天線罩，其中，天線罩罩設(shè)在天線上。
[0060]通過(guò)本實(shí)用新型實(shí)施例，采用天線系統(tǒng)包括天線和本實(shí)用新型實(shí)施例提供的天線罩，其中，天線罩罩設(shè)在天線上，既保證了天線工作頻段內(nèi)的高透波，且對(duì)工作頻段外的信號(hào)起到了過(guò)濾的作用，為天線的正常工作提供更優(yōu)的保護(hù)環(huán)境。
[0061]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種聞通濾波超材料，包括: 疊置的至少三個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層，所述至少三個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層中的至少一個(gè)包括網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)；和 多個(gè)介質(zhì)層，每個(gè)介質(zhì)層分別設(shè)置在兩個(gè)相鄰導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層之間， 其中，該高通濾波超材料的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層和介質(zhì)層使得該高通濾波超材料具有這樣的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率:使得電磁波在通過(guò)該高通濾波超材料時(shí)，工作頻段內(nèi)的電磁波穿透該高通濾波超材料，而低于工作頻段的電磁波被截止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通濾波超材料，其中，所述網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)是周期性排布的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通濾波超材料，其中，所述網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)是非周期性排布的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通濾波超材料，其中，所述網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)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。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通濾波超材料，其中，所述網(wǎng)格是封閉的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通濾波超材料，其中，所述網(wǎng)格是開(kāi)口的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通濾波超材料，其特征在于，至少部分導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)中設(shè)置有導(dǎo)電線材此外還包括多個(gè)導(dǎo)電線材，所述導(dǎo)電線材包括直線或者曲線形成的十字型、一字型或十字型的變形結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高通濾波超材料，其中，所述導(dǎo)電線材與所述網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)電性隔絕。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高通濾波超材料，其中，所述導(dǎo)電線材位于所述網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高通濾波超材料，其中，所述導(dǎo)電線材與所述網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)位于不同的平面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高通濾波超材料，其中，所述導(dǎo)電線材位于所述高通濾波超材料的頂部，并且在所述導(dǎo)電線材與所述網(wǎng)格狀的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)層之間設(shè)置有介質(zhì)層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通濾波超材料，其中，不同導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的網(wǎng)格狀的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)之間在垂直方向上是相互錯(cuò)開(kāi)的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通濾波超材料，其中，不同導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)之間或者同一導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)形狀、大小、線寬、以及間距均不相同。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通濾波超材料，其中，所述介質(zhì)層為復(fù)合材料基板或陶瓷基板。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的高通濾波超材料，其特征在于，所述復(fù)合材料為熱固性材料或者熱塑性材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的高通濾波超材料，其特征在于，所述復(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。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通濾波超材料，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的厚度為I至50微米。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的高通濾波超材料，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的厚度為10至30微米。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的高通濾波超材料，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的厚度為16至20微米。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通濾波超材料，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的寬度為2至6毫米。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的高通濾波超材料，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的線寬為20至1000微米。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的高通濾波超材料，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的線寬為50至500微米。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的高通濾波超材料，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的線寬為100至200微米。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通濾波超材料，其特征在于，不同所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的線寬不同。
25.根據(jù)權(quán)利要24所述的高通濾波超材料，其特征在于，不同導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的線寬的比值范圍介于O到0.2之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的高通濾波超材料，其中于，不同導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的線寬的比值范圍介于0.05到0.1之間。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通濾波超材料，其中，所述介質(zhì)層的介電常數(shù)ε滿足:1 ^ ε ^ 5ο
28.一種天線罩，包括權(quán)利要求1至27中任一項(xiàng)所述的高通濾波超材料。
29.一種天線系統(tǒng)，包括:天線和權(quán)利要求28所述的天線罩，所述天線罩罩設(shè)在所述天線上。
【文檔編號(hào)】H01Q1/42GK203859229SQ201420123277
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
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