[发明专利]超材料及由超材料制成的天线罩

说明书

技术领域

本发明涉及超材料，更具体地说，涉及一种具有全新设计的人工微结构的超材料及由超材料制成的天线罩。

背景技术

超材料是一种具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构材料。当前，人们是在介质基板上周期性地排列具有一定几何形状的人工微结构来形成超材料。一般，人工微结构的几何尺寸介于所需响应的入射电磁波波长的五分之一到十分之一之间。由于人们可以利用人工微结构的几何形状和尺寸以及排布方式来改变超材料空间各点的介电常数和/或磁导率，使其产生预期的电磁响应，以控制电磁波的传播，故而，在多个领域具有广泛的应用前景，成为各国科研人员争相研究的热点领域之一。

目前，人们已经开展了超材料作为透波材料的应用研究，特别是在用超材料来制作天线罩方面。我们知道，天线罩是罩设于天线的外面，用于保护天线的，使其免受外界恶劣环境的影响。这样，电磁波需要穿过天线罩而被天线所接收或传播出去，这就要求天线罩具有良好的透波性能，尽量减少对电磁波的损耗。此外，对于只是定向收发特定频率的电磁波的天线，天线罩则只需要让该特定频率的电磁波穿过即可，对于其他频率的电磁波则可由天线罩过滤掉，也即选择性透波，这样可避免杂讯对天线的干扰，提高了天线收发电磁波的质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种具有选择性透波功能的超材料及由所述超材料制成的天线罩。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超材料，包括至少一个超材料片层，每个超材料片层包括贴合在一起的两介质基板和置于所述两介质基板之间而由所述两介质基板覆盖的多个人工微结构，每个人工微结构包括一十字形结构和四个分别连接于所述十字形结构的四个端部的三角环形结构。

优选地，所述十字形结构包括两相互正交的金属线，所述十字形结构的四个端部由所述两金属线相互分隔形成。

优选地，每个三角环形结构的一个角连接于所述十字形结构的相应端部。

优选地，每个三角环形结构上对应连接所述十字形结构的一角的金属线具有一开口。

优选地，两平行金属线垂直地连接于每个三角环形结构的开口的两端且位于所述三角环形结构的内部。

优选地，所述人工微结构是由金属线构成的平面结构。

优选地，所述人工微结构周期性地排布于所述两介质基板之间。

优选地，所述两介质基板之一是环氧树脂玻璃纤维板，而另一介质基板由聚丙烯制成。

优选地，所述两介质基板的厚度不相等。

一种天线罩，用于罩设天线以保护天线，所述天线罩由超材料制成，所述超材料包括至少一个超材料片层，每个超材料片层包括贴合在一起的两介质基板和置于所述两介质基板之间而由所述两介质基板覆盖的多个人工微结构，每个人工微结构包括一十字形结构和四个分别连接于所述十字形结构的四个端部的三角环形结构。

本发明的超材料及由超材料制成的天线罩具有以下有益效果：由于具有所述人工微结构的超材料可让一定频段的电磁波高效通过、过滤掉另一频段的电磁波，达到了选择性透波的效果，这样，由其制成的天线罩也便具有选择性透波性能。

附图说明

下面将结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明的超材料的截面结构示意图；

图2是本发明的由人工微结构周期性排布形成的结构层的平面示意图；

图3是本发明的人工微结构的平面示意图；

图4是由本发明的一具体尺寸人工微结构构成的超材料随电磁波频率变化的S参数曲线示意图；

图5是图4中5-6GHz频段的放大图；

图6是本发明的天线罩罩设于一天线时的示意图。

图中各标号对应的名称为：

10超材料片层、12、14介质基板、16结构层、18人工微结构、182一十字形结构、184三角环形结构、20天线罩、30电磁波发射源

具体实施方式

如图1所示，为本发明提供的超材料。所述超材料包括一超材料片层10，所述超材料片层10包括贴合在一起的两介质基板12、14和置于所述两介质基板12、14之间而由所述两介质基板12、14覆盖的结构层16。本实施例中，所述介质基板12是环氧树脂玻璃纤维板(简称FR4板)，而所述介质基板14由聚丙烯(PP)制成，且所述两介质基板12、14的厚度不相等。在其他实施例中，所述两介质基板12、14也可由其他聚合物或陶瓷材料制成。