[发明专利]超材料天线罩

说明书

技术领域

本发明涉及天线罩，更具体地说，涉及超材料天线罩。

背景技术

超材料，俗称超材料，是一种新型人工合成材料，是由非金属材料制成的基板和附着在基板表面上或嵌入在基板内部的多个人造微结构构成的。基板可以虚拟地划分为矩形阵列排布的多个基板单元，每个基板单元上附着有人造微结构，从而形成一个超材料单元，整个超材料是由很多这样的超材料单元组成的，就像晶体是由无数的晶格按照一定的排布构成的。每个超材料单元上的人造微结构可以相同或者不完全相同。人造微结构是由金属丝组成的具有一定几何图形的平面或立体结构，例如组成圆环形、工字形的金属丝等。

由于人造微结构的存在，每个超材料单元具有不同于基板本身的电磁特性，因此所有的超材料单元构成的超材料对电场和磁场呈现出特殊的响应特性；通过对人造微结构设计不同的具体结构和形状，可以改变整个超材料的响应特性。

目前的天线罩通常使用常规材料，比如玻璃钢等，透波性能不太高，抗干扰能力较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述透波性能不高、抗干扰能力较差的缺陷，提供一种超材料天线罩。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种超材料天线罩，包括至少一个超材料片层，每一超材料片层包括相对设置的第一基板和第二基板，第一基板和第二基板之间夹设有阵列排布的多个人造微结构；每一人造微结构包括多个十字形结构。

在本发明所述的超材料天线罩中，所述超材料片层中的第一基板可划分为多个超材料单元，其中每一超材料单元上排布有一个所述人造微结构。

在本发明所述的超材料天线罩中，每一人造微结构包括8个十字形结构，其中4个十字形结构分两行两列排布在超材料单元的中心，另4个十字形结构分别排布在超材料单元的四个角上。

在本发明所述的超材料天线罩中，每一超材料单元的长和宽为2mm。

在本发明所述的超材料天线罩中，每一十字形结构由两条垂直交叉的金属丝构成，每条金属丝的长度为0.4mm，宽度为0.1mm。

在本发明所述的超材料天线罩中，排布在超材料单元的中心的4个十字形结构彼此之间的间隔为0.1mm。

在本发明所述的超材料天线罩中，排布在超材料单元的四个角上的相邻两个角的十字形结构之间的间隔为1.1mm。

在本发明所述的超材料天线罩中，排布在超材料单元的四个角上的十字形结构与临近的排布在超材料单元的中心的十字形结构之间的间隔为0.1mm。

在本发明所述的超材料天线罩中，所述第一基板和第二基板由F4B复合材料制得。

在本发明所述的超材料天线罩中，所述人造微结构通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法附着在基材上。

实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：通过在基板上附着特定形状的人造微结构，得到需要的电磁响应，使得基于超材料的天线罩的透波性能增强，抗干扰能力增加。通过人造微结构的电磁响应特征来改变各个空间点的介电常数，使超材料的电磁响应特征与空气相近。超材料的引入，减少了由于引入传统介质后特性阻抗不匹配所引起的衰减，从而减小反射、提高传输效率。有效遏制了高次模的干扰，简化对其进行场分析的计算量，以便更加顺利地、精确地计算出场分布并顺利加以利用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是依据本发明一实施例的超材料天线罩的一个超材料片层的结构示意图；

图2是由多个图1所示的超材料片层堆叠形成的超材料天线罩的结构示意图；

图3是依据本发明一实施例的超材料片层的拆分结构示意图；

图4是人造微结构的示意图；

图5是超材料天线罩的S参数示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种超材料天线罩，包括至少一个超材料片层1，如图1和图2所示。每个超材料片层1包括两个相对设置的基板和附着在两基板之间的阵列排布的人造微结构，每一人造微结构包括多个十字形结构。当超材料片层1有多个时，各个超材料片层1沿垂直于片层的方向叠加，并通过机械连接、焊接或粘合的方式组装成一体，如图2所示。

图3示出了超材料片层的结构示意图(透视图)。超材料片层1包括两块相同的均匀等厚的片状基板：相对设置的第一基板10和第二基板20，所述第一基板10的面向第二基板20的表面上附着有阵列排布的人造微结构30。超材料片层1可划分为多个超材料单元，其中每一超材料单元上排布有一个所述人造微结构。