[發明專利]大型超材料板材的制造方法及大口徑超材料天線罩的制造方法

有效

• 申請號: 201210220444.7
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102820543A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 劉若鵬;趙治亞;法布里齊亞·蓋佐;易翔
• 申請（專利權）人: 深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q1/42;B32B37/00
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技術領域

本發明涉及超材料及其在天線罩上的應用，更具體地說，涉及一種超材料板材的制造方法及大口徑超材料天線罩的制造方法。

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。當前，人們通過在基板上排列由金屬線段構成的具有一定幾何形狀的超材料金屬微結構來形成超材料。由于可以利用金屬微結構的幾何形狀和尺寸以及排布來改變超材料空間各點的介電常數和/或磁導率，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之一。最新的研究發現,超材料是一種良好的透波材料,特別是用其制成的天線罩不僅可顯著提高天線罩的透波性能,而且使天線罩具有耐熱、耐腐蝕、抗壓及其他機械性能。

目前，超材料金屬微結構是通過蝕刻附著于基板上的金屬箔來形成，從而制得超材料板材。但是，現有的蝕刻設備和基板的最大尺寸均限制了大型超材料板材的制造，因此，無法獲得適用于大口徑天線罩的大型超材料板材。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種大型超材料板材的制造方法及大口徑超材料天線罩的制造方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種大型超材料板材的制造方法，包括以下步驟：

提供至少兩均覆有金屬箔的基板，所述兩基板由熱塑性材料制成；

蝕刻所述兩基板上的金屬箔，從而在所述兩基板上形成呈陣列排布的多個金屬微結構；

沿板面方向切分所述兩基板，使所述兩基板的邊緣分別形成比基板的厚度更薄的連接部，且每一基板的連接部可配合于另一基板的邊緣由切分所形成的凹陷；

將所述兩基板的連接部搭接在一起并進行熱壓合，從而形成一接合區域，而所述接合區域的金屬微結構的排布與其它區域的金屬微結構的排布連續，即制得更大尺寸的整塊超材料板材。

優選地，所述方法還包括基于基板的電磁參數，利用電腦仿真軟件通過優化算法來設計所述金屬微結構的幾何形狀、尺寸及排布，并根據基板的數量分為若干部分，蝕刻時依據設計分別在基板上形成金屬微結構。

優選地，所述方法還包括重復以上步驟，以制得多塊所述大型超材料板材，并對這些大型超材料板材進行熱壓合而將它們結合在一起。

優選地，每一基板的一個表面附有金屬箔；蝕刻形成的金屬微結構位于每一基板的該表面。

優選地，蝕刻形成的金屬微結構位于所述超材料板材的同一表面。

優選地，每一基板的兩相對表面均附有金屬箔；蝕刻形成的金屬微結構位于每一基板的兩相對表面。

優選地，所述金屬箔是銅箔。

優選地，所述基板由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯制成。

優選地，所述覆有金屬箔的基板為四塊，包括兩對對角設置的第一基板和第二基板，每一第一基板和第二基板的兩相鄰邊緣均形成連接部，且每一第一基板的兩連接部分別配合于所述兩第二基板的邊緣由切分所形成的凹陷、每一第二基板的兩連接部分別配合于所述兩第一基板的邊緣由切分所形成的凹陷，而所述兩第一基板或第二基板的兩連接部的相交處形成兩相互配合的缺口。

一種大口徑超材料天線罩的制造方法，包括以下步驟：

提供至少兩均覆有金屬箔的基板，所述兩基板由熱塑性材料制成；

蝕刻所述兩基板上的金屬箔，從而在所述兩基板上形成呈陣列排布的多個金屬微結構；

沿板面方向切分所述兩基板，使所述兩基板的邊緣分別形成比基板的厚度更薄的連接部，且每一基板的連接部可配合于另一基板的邊緣由切分所形成的凹陷；

將所述兩基板的連接部搭接在一起并進行熱壓合，從而形成一接合區域，而所述接合區域的金屬微結構的排布與其它區域的金屬微結構的排布連續，即制得的大尺寸超材料板材，用于制作大口徑超材料天線罩。

優選地，所述方法還包括基于基板的電磁參數和工作頻段的透波性能要求，利用電腦仿真軟件通過優化算法來設計所述金屬微結構的幾何形狀、尺寸及排布，并根據基板的數量分為若干部分，蝕刻時依據設計分別在基板上形成金屬微結構。

優選地，所述方法還包括制造一用于容納天線的中空殼體，所述大型超材料板材安裝于所述殼體并位于電磁波的傳播方向上。

本發明超材料板材的制造方法及大口徑超材料天線罩的制造方法具有以下有益效果：將附著有超材料金屬微結構的多塊基板通過熱壓合的方法結合在起，從而制得了表面平整的大尺寸整塊超材料板材，不僅制造成本低，而且一致性好，將其用于制作大口徑超材料天線罩時，由于所述超材料板材的一體化結構，可保證其良好的機械性能。

附圖說明