[發(fā)明專利]超材料頻選表面及由其制成的超材料頻選天線罩和天線系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210226172.1
• 申請(qǐng)日: 2012-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN102769203A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉若鵬;趙治亞;張嶺
• 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): H01Q15/00
• 分類號(hào): H01Q15/00;H01Q1/42;H01Q5/00
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超材料及由其制成的超材料天線罩和天線系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種設(shè)計(jì)新穎的超材料頻選表面及由其制成的超材料頻選天線罩和天線系統(tǒng)。

背景技術(shù)

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)诨迳现芷谛缘嘏帕芯哂幸欢◣缀涡螤畹娜斯の⒔Y(jié)構(gòu)來形成超材料。由于可以利用人工微結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸以及排布來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。特別是可將超材料制作成具有良好透波性能的透波材料，并用來制作天線罩方面已有相當(dāng)研究。

傳統(tǒng)上，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)氧樹脂和ABS以及UPVC等高分子聚合物。盡管這種天線罩不僅可使天線免受外界惡劣環(huán)境的影響，而且對(duì)天線的發(fā)送和/或接收的電磁波的損耗較小，但由于其波阻抗與空氣的波阻抗不同，電磁波在空氣與天線罩之間傳播時(shí)會(huì)發(fā)生反射，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，有時(shí)需要天線罩具有頻率選擇（簡(jiǎn)稱為“頻選”）特性，而傳統(tǒng)材料在制作上較復(fù)雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種既具有良好的電磁性能又具有頻選特性的超材料頻選表面及由其制成的超材料頻選天線罩和天線系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種超材料頻選表面，其包括至少一超材料片層，所述超材料片層包括結(jié)合在一起的介質(zhì)基板和結(jié)構(gòu)層，所述結(jié)構(gòu)層包括附著于所述介質(zhì)基板的表面的多個(gè)第一金屬微結(jié)構(gòu)和第二金屬微結(jié)構(gòu)，所述第一金屬微結(jié)構(gòu)和第二金屬微結(jié)構(gòu)各自呈長(zhǎng)方形陣列排布，且每一第一金屬微結(jié)構(gòu)的中心為由連接四個(gè)最靠近的第二金屬微結(jié)構(gòu)的中心的四條直線段所形成的長(zhǎng)方形區(qū)域的中心，所述第一金屬微結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸分別與所述第二金屬微結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸相同，每一第一金屬微結(jié)構(gòu)和第二金屬微結(jié)構(gòu)均包括三個(gè)子結(jié)構(gòu)，每一子結(jié)構(gòu)包括兩相互平行的第一金屬線段和垂直地連接于所述兩第一金屬線段的兩相對(duì)端之間的第二金屬線段，每一子結(jié)構(gòu)的兩第一金屬線段分別與另兩子結(jié)構(gòu)的相鄰第一金屬線段相連接；每一第一金屬微結(jié)構(gòu)和第二金屬微結(jié)構(gòu)還均包括三條自各自中心分別向所述三個(gè)子結(jié)構(gòu)的第二金屬線段延伸形成且與相應(yīng)子結(jié)構(gòu)的兩第一金屬線段平行的第三金屬線段。

優(yōu)選地，每?jī)上噜徸咏Y(jié)構(gòu)的兩相互連接的第一金屬線段之間的夾角為120°。

優(yōu)選地，所述第二金屬線段的外側(cè)到相應(yīng)金屬微結(jié)構(gòu)的中心的距離均相等，均等于8.95~9.05mm。

優(yōu)選地，所述第二金屬線段的長(zhǎng)度均相等，均等于1.95~2.05mm。

優(yōu)選地，所述第一金屬線段和第二金屬線段的寬度均相等，均等于0.2~0.3mm。

優(yōu)選地，所述第三金屬線段的長(zhǎng)度均相等、寬度均相等，分別等于8.45~8.55mm、0.25~0.35mm。

優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板的厚度為0.35~0.45mm。

優(yōu)選地，由連接最靠近的四個(gè)第一金屬微結(jié)構(gòu)或第二金屬微結(jié)構(gòu)的中心的四條直線段所形成的長(zhǎng)方形區(qū)域的長(zhǎng)邊為39.5~40.5mm、短邊為23~24mm。

優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板的厚度為0.4mm，所述結(jié)構(gòu)層的厚度為0.018mm，所述第一金屬線段和第二金屬線段的寬度均為0.25mm，所述第二金屬線段的長(zhǎng)度均為2mm，所述第二金屬線段的外側(cè)到相應(yīng)金屬微結(jié)構(gòu)的中心的距離均為9mm，所述第三金屬線段的長(zhǎng)度均為8.5mm、寬度均為0.3mm，由連接最靠近的四個(gè)第一金屬微結(jié)構(gòu)或第二金屬微結(jié)構(gòu)的中心的四條直線段所形成的長(zhǎng)方形區(qū)域的長(zhǎng)邊為40mm、短邊為23.5mm。