專利名稱：超材料天線罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種天線罩,更具體地說,涉及一種超材料天線罩。
技術(shù)背景天線系統(tǒng)中，常常用天線罩來保護(hù)天線，以使其免受外界惡劣環(huán)境的影響，不僅可延長天線的使用壽命，而且使天線更具隱蔽性。一般，這種天線罩均由透波材料制成，如介電常數(shù)和損耗角正切低、機(jī)械強(qiáng)度高的玻璃鋼、環(huán)氧樹脂、ABS以及UPVC等高分子聚合物，以使天線罩具有良好的透波性能和機(jī)械性能。但是隨著新的應(yīng)用需求的涌現(xiàn)，利用現(xiàn)有材料制成的天線罩已無法滿足人們對(duì)天線的機(jī)械性能和高透波率的要求。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)。當(dāng)前，人們?cè)诮橘|(zhì)基板上周期性地排列具有一定幾何形狀的金屬微結(jié)構(gòu)來形成超材料。由于可以利用金屬微結(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)，從而得以控制電磁波的傳播。因此，在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，成為各國科研人員爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)，而用超材料作為新型透波材料來制造天線罩是人們優(yōu)先關(guān)注的應(yīng)用領(lǐng)域之一。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有較好的機(jī)械性能和透波性能的超材料天線罩。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種超材料天線罩，包括剛性的框架和固定于所述框架表面的具有多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)的超材料板材，從而形成一用于容納天線的空腔。優(yōu)選地，所述超材料板材利用膠水固定于所述框架。優(yōu)選地，所述框架包括一架體，所述架體的周邊開設(shè)有凹陷槽，所述超材料板材固定于所述凹陷槽。優(yōu)選地，所述框架還包括一設(shè)置于所述架體的導(dǎo)槽部，所述導(dǎo)槽部形成一與所述空腔相連通的導(dǎo)槽。優(yōu)選地，所述架體大致呈U形，所述導(dǎo)槽部設(shè)置于所述架體的兩延伸端上。優(yōu)選地，所述超材料板材包括至少一超材料片層，每個(gè)超材料片層包括貼合在一起的兩介質(zhì)基板和置于所述兩介質(zhì)基板之間而由所述兩介質(zhì)基板覆蓋的結(jié)構(gòu)層，所述結(jié)構(gòu)層由所述多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)形成。 優(yōu)選地，所述超材料板材包括多層壓合在一起的超材料片層。優(yōu)選地，所述超材料板材包括至少一介質(zhì)基板和至少一壓合在所述介質(zhì)基板的結(jié)構(gòu)層，所述結(jié)構(gòu)層由所述多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)形成。優(yōu)選地，所述超材料板材的多層介質(zhì)基板和多層結(jié)構(gòu)層交替地層疊在一起。優(yōu)選地，所述超材料板材的最外側(cè)由兩層介質(zhì)基板覆蓋。[0015]本實(shí)用新型的超材料天線罩具有以下有益效果由于所述框架的剛性較好，從而使所述超材料天線罩具有良好的機(jī)械性能，而且覆蓋于所述框架的超材料板材具有金屬微結(jié)構(gòu)，對(duì)電磁波的損耗較小，亦使其具有優(yōu)越的透波性能。
以下結(jié)合附圖
及具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖I是本實(shí)用新型的超材料天線罩的一具體實(shí)施方式
的立體分解圖；圖2是圖I中超材料板材的一超材料片層的截面示意圖；圖3是圖2中超材料片層的部分結(jié)構(gòu)層的平面示意圖；圖4是圖I的立體組裝圖。圖中各標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的名稱為10超材料天線罩、20框架、22架體、222凹陷槽、24導(dǎo)槽部、242導(dǎo)槽、26空腔、30超材料板材、40超材料片層、42、44介質(zhì)基板、46結(jié)構(gòu)層、48金屬微結(jié)構(gòu)
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型的超材料天線罩10包括中空的剛性框架20和可固定于所述框架20表面的超材料板材30，圖I中所示的為兩可分別固定于所述框架20的兩相對(duì)側(cè)面的超材料板材30。所述框架20由如玻璃鋼等任何現(xiàn)有材料制成，其包括一大致呈U形的架體22和設(shè)置于所述架體22的兩延伸端的長形導(dǎo)槽部24。所述架體22的周邊兩側(cè)分別形成一凹陷槽222。所述導(dǎo)槽部24形成一導(dǎo)槽242。如圖2和圖3所示，每一超材料板材30包括至少一超材料片層40。每個(gè)超材料片層40包括貼合在一起的兩介質(zhì)基板42、44和置于所述兩介質(zhì)基板42、44之間而由所述兩介質(zhì)基板42、44覆蓋的結(jié)構(gòu)層46。所述兩介質(zhì)基板42、44可由聚合物材料、陶瓷材料、鐵電材料、鐵氧材料、鐵磁材料等制成，且所述兩介質(zhì)基板42、44既可以由同一種材料制成，也可以分別由兩種不同的材料制成；它們的厚度既可以相等、也可以不相等。圖2中所示的兩介質(zhì)基板42、44是由同一種材料制成的具有相等厚度的片層。請(qǐng)繼續(xù)參考圖3，所述結(jié)構(gòu)層46包括多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)48，如圖中由虛線分隔形成的圖案，圖3中所示僅為所述結(jié)構(gòu)層46的部分金屬微結(jié)構(gòu)48。我們將每個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)48及與其對(duì)應(yīng)的兩介質(zhì)基板42、44部分稱為超材料單元。一般，每個(gè)超材料單元的幾何尺寸與穿過所述超材料天線罩10的電磁波波長有關(guān)，如其幾何尺寸是電磁波波長的十分之一。每個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)48是由一定尺寸的金屬線段構(gòu)成的具有一定幾何形狀的平面或立體結(jié)構(gòu)，其中，金屬線段的截面可以為扁平狀或其他任意形狀，如圓柱狀。圖3中所示的金屬微結(jié)構(gòu)48是由具有扁平狀截面的金屬線段構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)，并呈周期性排布，也即，所述多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)48是周期性地排布于所述兩介質(zhì)基板42、44之間的，并由所述兩介質(zhì)基板42、44覆蓋。本實(shí)施例中，所述多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)48是通過蝕刻一覆蓋于一介質(zhì)基板42(或44)上的如銅箔等金屬箔而形成，然后再覆上另一介質(zhì)基板44 (或42)并將所述多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)48覆蓋住即可。當(dāng)然，所述多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)48也可以采用電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或者離子刻等方式形成在所述介質(zhì)基板42或44上。圖3中所示的金屬微結(jié)構(gòu)48僅是用于示意的一個(gè)實(shí)施例，大致呈十字形，每?jī)上噜徑饘傥⒔Y(jié)構(gòu)48的兩相對(duì)的金屬線段位于同一直線上且間隔設(shè)置。實(shí)際中，所述金屬微結(jié)構(gòu)48根據(jù)需要還可以呈其他任意形狀。我們利用所述金屬微結(jié)構(gòu)48的幾何形狀和尺寸以及排布來改變所述超材料片層40的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率，使電磁波通過所述超材料片層40時(shí)損耗較小、入射和離開所述超材料片層40時(shí)反射少，從而提高所述超材料片層40的透波率。由此可見，即使所述超材料板材30由多層所述超材料片層40構(gòu)成時(shí)也具有較高的透波率。請(qǐng)繼續(xù)參考圖4，組裝時(shí)，將所述兩超材料板材30分別置于所述架體22兩側(cè)的凹陷槽222內(nèi)，并利用膠水固定于所述框架20上，從而形成一用于容納天線的空腔26，而所述導(dǎo)槽部24的導(dǎo)槽242與所述空腔26相連通。這時(shí)，即可將所述超材料天線罩10安裝于需要的地方，將天線(圖未示)置于所述空腔26內(nèi)保護(hù)起來。這樣，所述超材料天線罩10由于所述框架20的剛性而具有良好的機(jī)械性能，且由于覆蓋于所述框架20的超材料板材30具有多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)48，可減少對(duì)天線接收和/或發(fā)射的電磁波的損耗，亦使其具有優(yōu)越的透波性能。實(shí)際上，由于每一超材料板材30中的金屬微結(jié)構(gòu)48置于所述兩介質(zhì)基板42、44 之間被保護(hù)起來，可免受外界惡劣條件的不良影響，不僅可保持穩(wěn)定的透波性能，而且由于所述兩介質(zhì)基板42、44壓合在一起而形成致密的結(jié)構(gòu)，其機(jī)械性能也更好。特別是為了滿足多樣化的應(yīng)用需求需要制作較厚的超材料天線罩10時(shí)，可用多層超材料片層40壓合形成所述超材料板材30，這樣，其機(jī)械性能更優(yōu)。此外，所述超材料板材30可由至少一介質(zhì)基板和壓合在所述介質(zhì)基板上的由多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)層形成；而當(dāng)所述超材料板材30包括多層介質(zhì)基板和多層結(jié)構(gòu)層時(shí)，多層介質(zhì)基板和多層結(jié)構(gòu)層交替地層疊在一起。當(dāng)然，所述超材料板材30的最外側(cè)
由兩介質(zhì)基板覆蓋。以上所述僅是本實(shí)用新型的若干具體實(shí)施例，不應(yīng)當(dāng)構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型基本思想的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，如根據(jù)需要所述框架20也可由輕質(zhì)材料制成重量較輕的構(gòu)件，以方便搬運(yùn)和安裝；所述超材料板材30也可根據(jù)所述框架20的形狀和其他需要做成任意形狀或這由多塊超材料板材30拼接成一定的形狀，而這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種超材料天線罩，其特征在于，包括剛性的框架和固定于所述框架表面的具有多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)的超材料板材，從而形成一用于容納天線的空腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超材料天線罩，其特征在于，所述超材料板材利用膠水固定于所述框架。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超材料天線罩，其特征在于，所述框架包括一架體，所述架體的周邊開設(shè)有凹陷槽，所述超材料板材固定于所述凹陷槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超材料天線罩，其特征在于，所述框架還包括一設(shè)置于所述架體的導(dǎo)槽部，所述導(dǎo)槽部形成一與所述空腔相連通的導(dǎo)槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超材料天線罩，其特征在于，所述架體大致呈U形，所述導(dǎo)槽部設(shè)置于所述架體的兩延伸端上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超材料天線罩，其特征在于，所述超材料板材包括至少一超 材料片層，每個(gè)超材料片層包括貼合在一起的兩介質(zhì)基板和置于所述兩介質(zhì)基板之間而由所述兩介質(zhì)基板覆蓋的結(jié)構(gòu)層，所述結(jié)構(gòu)層由所述多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超材料天線罩，其特征在于，所述超材料板材包括多層壓合在一起的超材料片層。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超材料天線罩，其特征在于，所述超材料板材包括至少一介質(zhì)基板和至少一壓合在所述介質(zhì)基板的結(jié)構(gòu)層，所述結(jié)構(gòu)層由所述多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超材料天線罩，其特征在于，所述超材料板材的多層介質(zhì)基板和多層結(jié)構(gòu)層交替地層疊在一起。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超材料天線罩，其特征在于，所述超材料板材的最外側(cè)由兩介質(zhì)基板覆蓋。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種超材料天線罩，其包括剛性的框架和固定于所述框架表面的具有多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)的超材料板材，從而形成一用于容納天線的空腔。由于所述框架的剛性較好，從而使所述超材料天線罩具有良好的機(jī)械性能，而且覆蓋于所述框架的超材料板材具有金屬微結(jié)構(gòu)，對(duì)電磁波的損耗較小，亦使其具有優(yōu)越的透波性能。
文檔編號(hào)H01Q15/02GK202487769SQ201220074449
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者劉若鵬, 方小偉, 李華, 江峰, 趙治亞 申請(qǐng)人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司