[发明专利]X波段智能超材料大角度透波天线罩

说明书

本发明涉及一种X波段智能超材料大角度透波天线罩，包括至少一个超材料片层，每一超材料片层包括第一基板和阵列排布在所述第一基板上的多个人造微结构；所述人造微结构为镂空的三个同心田字形结构，且所述每个田字形结构的外框四角位置实体相接。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。

技术领域

本发明涉及一种天线罩，更具体地说，涉及一种X波段智能超材料大角度透波天线罩。

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。

一般来说，如：波导填充传统介质材料后，由于传输波数的改变，可截至波数又由波导的结构尺寸所确定，所以，波导填充介质后会产生次高模甚至高次模的干扰。再之，填充介质后，由于阻抗的不匹配，将会产生反射波，这在大功率微波系统中尤为明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种X波段智能超材料大角度透波天线罩，以解决上述问题至少一个方面。

根据本发明的一方面，提供一种X波段智能超材料大角度透波天线罩，包括少一个超材料片层，每一超材料片层包括第一基板和阵列排布在所述第一基板上的多个人造微结构；所述人造微结构为镂空的三个同心田字形结构。

所述每个田字形结构的外框四角位置实体相接。

在本发明的一些实施方式中，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。

在本发明的一些实施方式中，每一超材料单元的长和宽为6mm。

在本发明的一些实施方式中，三个同心田字形结构包括两条垂直交叉的空心槽、第一田字边框槽、第二田字边框槽、第三田字边框槽，所述空心槽的长度为5.4mm，第一田字边框槽的边长为5.2mm，第二田字边框槽的边长为5mm，第三田字边框槽的边长为4.8mm。

在本发明的一些实施方式中，三个同心田字形结构中间的槽间隔均为0.2mm。

在本发明的一些实施方式中，单层基板厚度为2mm，单层金属微结构厚度为0.018mm。

在本发明的一些实施方式中，基板材料为Arlon AD250，其相对介电常数2.5，磁导率为1.0，损耗角正切为0.0018。

在本发明的一些实施方式中，每个单元设有5层基板，5层基板中间夹金属微结构，多层基板结构能更好的保护微结构，避免其在外界恶劣条件下腐蚀，确保天线罩的介电性能。其中，5层基板总厚度为2*5+0.018*4＝10.072mm。

本发明的有益效果是：本发明具有不同的超材料微结构，通过相关金属线涂层的电磁响应特征来改变各个空间点的介电常数，使超材料介质填充处的电磁响应特征与空气相近。所以，这种超材料也称之为“固态空气”。超材料的引入，减少了微波系统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，以便人们更加顺利地、精确地计算出场分布并顺利加以利用。

附图说明