[發明專利]超材料及由超材料制成的天線罩

有效

• 申請號: 201210050518.7
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN103296477B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 劉若鵬;趙治亞;方小偉;張嶺
• 申請（專利權）人: 深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: H01Q15/02
• 分類號: H01Q15/02;H01Q1/42
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司11449
• 代理人: 蔡純,高青

技術領域

本發明涉及超材料，更具體地說，涉及一種具有全新設計的人工微結構的超材料及由超材料制成的天線罩。

背景技術

超材料是一種具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構材料。當前，人們是在介質基板上周期性地排列具有一定幾何形狀的人工微結構來形成超材料。一般，人工微結構的幾何尺寸介于所需響應的入射電磁波波長的五分之一到十分之一之間。由于人們可以利用人工微結構的幾何形狀和尺寸以及排布方式來改變超材料空間各點的相對介電常數和/或相對磁導率，使其產生預期的電磁響應，以控制電磁波的傳播，故而，在多個領域具有廣泛的應用前景，成為各國科研人員爭相研究的熱點領域之一。

目前，人們已經開展了超材料作為透波材料的應用研究，特別是在用超材料來制作天線罩方面。我們知道，天線罩是罩設于天線的外面，用于保護天線的，使其免受外界惡劣環境的影響。這樣，電磁波需要穿過天線罩而被天線所接收或傳播出去，這就要求天線罩具有良好的透波性能，盡量減少對電磁波的損耗。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種透波率高的超材料及由所述超材料制成的天線罩。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種超材料，包括至少一個超材料片層，每個超材料片層包括貼合在一起的兩介質基板和置于所述兩介質基板之間而由所述兩介質基板覆蓋的多個人工微結構，每個人工微結構是一開口的三角環形結構。

優選地，所述三角環形結構由三條金屬線圍合而成，所述三角環形結構的開口形成一金屬線上。

優選地，所述三角環形結構的開口形成于所述一金屬線的中部。

優選地，所述三角環形結構的開口正對所述三角環形結構的一個角。

優選地，所述三角環形結構的金屬線是銅線。

優選地，所述人工微結構周期性地排布于所述兩介質基板之間。

優選地，所述超材料片層的阻抗接近于或等于空氣的阻抗。

優選地，每個人工微結構及所述人工微結構所在的兩介質基板部分一起形成一個超材料單元，所述超材料單元的相對介電常數較低。

優選地，所述兩介質基板由聚四氟乙烯制成。

一種天線罩，用于罩設天線以保護天線，所述天線罩由超材料制成，所述超材料包括至少一個超材料片層，每個超材料片層包括貼合在一起的兩介質基板和置于所述兩介質基板之間而由所述兩介質基板覆蓋的多個人工微結構，每個人工微結構是一開口的三角環形結構。

本發明的超材料及由超材料制成的天線罩具有以下有益效果：由所述開口的三角環形結構制得的超材料，其阻抗與空氣的阻抗相匹配，當電磁波從空氣入射所述超材料時，不僅反射小，而且損耗小、傳輸效率高，從而提高了所述超材料的透波率，那么由所述超材料制成的天線罩也具有高透波率。

附圖說明

下面將結合附圖及具體實施方式對本發明作進一步說明。

圖1是本發明的超材料的截面結構示意圖；

圖2是本發明的由人工微結構周期性排布形成的結構層的平面示意圖；

圖3是本發明的人工微結構的平面示意圖；

圖4是本發明的天線罩罩設于一天線時的示意圖。

圖中各標號對應的名稱為：

10超材料片層、12、14介質基板、16結構層、18人工微結構、20天線罩、30電磁波發射源

具體實施方式

如圖1所示，為本發明提供的超材料。所述超材料包括一超材料片層10，所述超材料片層10包括貼合在一起的兩介質基板12、14和置于所述兩介質基板12、14之間而由所述兩介質基板12、14覆蓋的結構層16。本實施例中，所述兩介質基板12、14均是由聚四氟乙烯(F4B)制成的。在其他實施例中，所述兩介質基板12、14也可由其他聚合物制成，或者由陶瓷材料制成。

如圖2所示，所述結構層16包括多個人工微結構18。每個人工微結構18通常是由金屬線構成的具有一定拓撲形狀的平面或立體結構，其中，金屬線的截面可以為扁平狀或其他任意形狀，如圓柱狀。圖2中所示的人工微結構18是由具有扁平狀截面的金屬線構成的平面結構，并呈周期性排布，也即，所述人工微結構18是周期性地排布于所述兩介質基板12、14之間的，并由所述兩介質基板12、14覆蓋。一般，我們可將每個人工微結構18及其所在的兩介質基板12、14部分人為定義為一個超材料單元，而所述人工微結構18的幾何尺寸應與所述超材料單元的幾何尺寸屬于同一數量級。