[發(fā)明專利]超材料天線罩及天線系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210132754.3
• 申請(qǐng)日: 2012-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102683846A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉若鵬;趙治亞;方小偉;王海蓮;易翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01Q1/42
• 分類號(hào): H01Q1/42
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線罩及天線系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及一種由全新設(shè)計(jì)的超材料制成的天線罩及天線系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在天線系統(tǒng)中，常常需要用天線罩來(lái)罩蓋天線，以使天線免受外界惡劣環(huán)境的影響，這樣，天線收發(fā)電磁波時(shí)電磁波均需穿過(guò)天線罩。盡管目前制造天線罩時(shí)多采用介電常數(shù)和損耗角正切低、機(jī)械強(qiáng)度高的材料，如玻璃鋼、環(huán)氧樹(shù)脂和ABS以及UPVC等高分子聚合物，但還是無(wú)法與空氣的波阻抗匹配一致，電磁波在空氣與天線罩之間傳播時(shí)不僅會(huì)發(fā)生反射，而且天線罩對(duì)電磁波的損耗亦較大，從而降低了天線的輻射效率和增益，嚴(yán)重影響天線的電磁性能。此外，目前現(xiàn)有的天線罩在結(jié)構(gòu)上多為均勻單壁結(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu)和空間骨架結(jié)構(gòu)等，在滿足機(jī)械性能要求的情況下，天線罩的罩壁比較厚，而罩壁厚度與天線罩的工作頻段有關(guān)，這樣，便無(wú)法兼顧天線罩的機(jī)械性能和高透波率的要求。

超材料是一種具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)材料。當(dāng)前，人們?cè)诮橘|(zhì)基板上周期性地排列具有一定幾何形狀的金屬微結(jié)構(gòu)來(lái)形成超材料。由于可以利用金屬微結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸以及排布來(lái)改變超材料空間各點(diǎn)的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率，使其產(chǎn)生預(yù)期的電磁響應(yīng)，以控制電磁波的傳播，故而，在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，成為各國(guó)科研人員爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。在用超材料作為透波材料來(lái)制作天線罩方面，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，用其制作的天線罩具有良好的透波性能，對(duì)電磁波的損耗也較小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種具有良好透波性能的超材料天線罩及天線系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種超材料天線罩，其包括超材料層和分別覆蓋于所述超材料層的兩相對(duì)表面的第一保護(hù)層、第二保護(hù)層，所述超材料層包括介質(zhì)基板和陣列地排布于所述介質(zhì)基板的表面而由相應(yīng)的保護(hù)層覆蓋的多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)，每個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)包括相互正交的兩分支，每一分支包括相互平行且長(zhǎng)度相等的第一金屬線段和第二金屬線段以及位于所述第一金屬線段和第二金屬線段之間并與所述第一金屬線段和第二金屬線段垂直相連的第三金屬線段，所述第三金屬線段的兩端分別連接于所述第一金屬線段和第二金屬線段的中點(diǎn)，所述兩分支的第三金屬線段垂直相交于彼此的中點(diǎn)，所述第一保護(hù)層的厚度與所述第二保護(hù)層的厚度不相等。

優(yōu)選地，所述多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)位于所述介質(zhì)基板與所述第一保護(hù)層之間。

優(yōu)選地，所述第一保護(hù)層的厚度是所述第二保護(hù)層的厚度的二倍。

優(yōu)選地，所述第一保護(hù)層的厚度等于所述介質(zhì)基板和第二保護(hù)層的總厚度。

優(yōu)選地，任兩最靠近的金屬微結(jié)構(gòu)的中心的間距為8.97～9.05mm。

優(yōu)選地，每個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)的任一分支的長(zhǎng)度等于8.86～8.92mm。

優(yōu)選地，每個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)的任一分支的第一金屬線段、第二金屬線段和第三金屬線段的寬度相等，第一金屬線段、第二金屬線段和第三金屬線段的厚度相等。

優(yōu)選地，每個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)的任一分支的第一金屬線段和第二金屬線段的長(zhǎng)度均等于5～7mm，第一金屬線段、第二金屬線段和第三金屬線段的寬度均等于0.08～0.13mm第一金屬線段、第二金屬線段和第三金屬線段的厚度均等于0.017～0.019mm。

優(yōu)選地，所述第一保護(hù)層的厚度為2～2.05mm，所述第二保護(hù)層的厚度為1～1.03mm。

優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板的厚度為1～1.02mm。

優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板上任兩最靠近的金屬微結(jié)構(gòu)的中心的間距等于9mm；每個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)的兩分支的長(zhǎng)度均等于8.9mm，所述第一金屬線段和第二金屬線段的長(zhǎng)度均等于5mm，所述第一金屬線段、第二金屬線段和第三金屬線段的寬度均等于0.1mm、厚度均等于0.018mm；所述第一保護(hù)層的厚度等于2mm，所述第二保護(hù)層的厚度等于1mm；所述介質(zhì)基板的厚度為1mm。

優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板是玻璃纖維環(huán)氧樹(shù)脂層壓板，所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層均由高抗沖聚苯乙烯制成。