[发明专利]大型超材料板材的制造方法及大口径超材料天线罩的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及超材料及其在天线罩上的应用，更具体地说，涉及一种超材料板材的制造方法及大口径超材料天线罩的制造方法。

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。当前，人们通过在基板上排列由金属线段构成的具有一定几何形状的超材料金属微结构来形成超材料。由于可以利用金属微结构的几何形状和尺寸以及排布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之一。最新的研究发现,超材料是一种良好的透波材料,特别是用其制成的天线罩不仅可显著提高天线罩的透波性能,而且使天线罩具有耐热、耐腐蚀、抗压及其他机械性能。

目前，超材料金属微结构是通过蚀刻附着于基板上的金属箔来形成，从而制得超材料板材。但是，现有的蚀刻设备和基板的最大尺寸均限制了大型超材料板材的制造，因此，无法获得适用于大口径天线罩的大型超材料板材。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种大型超材料板材的制造方法及大口径超材料天线罩的制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大型超材料板材的制造方法，包括以下步骤：

提供至少两均覆有金属箔的基板，所述两基板由热塑性材料制成；

蚀刻所述两基板上的金属箔，从而在所述两基板上形成呈阵列排布的多个金属微结构；

沿板面方向切分所述两基板，使所述两基板的边缘分别形成比基板的厚度更薄的连接部，且每一基板的连接部可配合于另一基板的边缘由切分所形成的凹陷；

将所述两基板的连接部搭接在一起并进行热压合，从而形成一接合区域，而所述接合区域的金属微结构的排布与其它区域的金属微结构的排布连续，即制得更大尺寸的整块超材料板材。

优选地，所述方法还包括基于基板的电磁参数，利用电脑仿真软件通过优化算法来设计所述金属微结构的几何形状、尺寸及排布，并根据基板的数量分为若干部分，蚀刻时依据设计分别在基板上形成金属微结构。

优选地，所述方法还包括重复以上步骤，以制得多块所述大型超材料板材，并对这些大型超材料板材进行热压合而将它们结合在一起。

优选地，每一基板的一个表面附有金属箔；蚀刻形成的金属微结构位于每一基板的该表面。

优选地，蚀刻形成的金属微结构位于所述超材料板材的同一表面。

优选地，每一基板的两相对表面均附有金属箔；蚀刻形成的金属微结构位于每一基板的两相对表面。

优选地，所述金属箔是铜箔。

优选地，所述基板由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯制成。

优选地，所述覆有金属箔的基板为四块，包括两对对角设置的第一基板和第二基板，每一第一基板和第二基板的两相邻边缘均形成连接部，且每一第一基板的两连接部分别配合于所述两第二基板的边缘由切分所形成的凹陷、每一第二基板的两连接部分别配合于所述两第一基板的边缘由切分所形成的凹陷，而所述两第一基板或第二基板的两连接部的相交处形成两相互配合的缺口。

一种大口径超材料天线罩的制造方法，包括以下步骤：

提供至少两均覆有金属箔的基板，所述两基板由热塑性材料制成；

蚀刻所述两基板上的金属箔，从而在所述两基板上形成呈阵列排布的多个金属微结构；

沿板面方向切分所述两基板，使所述两基板的边缘分别形成比基板的厚度更薄的连接部，且每一基板的连接部可配合于另一基板的边缘由切分所形成的凹陷；

将所述两基板的连接部搭接在一起并进行热压合，从而形成一接合区域，而所述接合区域的金属微结构的排布与其它区域的金属微结构的排布连续，即制得的大尺寸超材料板材，用于制作大口径超材料天线罩。

优选地，所述方法还包括基于基板的电磁参数和工作频段的透波性能要求，利用电脑仿真软件通过优化算法来设计所述金属微结构的几何形状、尺寸及排布，并根据基板的数量分为若干部分，蚀刻时依据设计分别在基板上形成金属微结构。

优选地，所述方法还包括制造一用于容纳天线的中空壳体，所述大型超材料板材安装于所述壳体并位于电磁波的传播方向上。

本发明超材料板材的制造方法及大口径超材料天线罩的制造方法具有以下有益效果：将附着有超材料金属微结构的多块基板通过热压合的方法结合在起，从而制得了表面平整的大尺寸整块超材料板材，不仅制造成本低，而且一致性好，将其用于制作大口径超材料天线罩时，由于所述超材料板材的一体化结构，可保证其良好的机械性能。

附图说明