超材料、超材料天線面板和超材料平板天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及通信設備領域，具體而言，涉及一種超材料、超材料天線面板和超材料平板天線。
【背景技術】
[0002]相比于拋物面天線的物理反射原理，超材料平板天線需要通過超材料天線面板表面的導電幾何結構對相位進行調制，以達到平板上不同坐標反射至饋源相位中心是相位一致。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有的導電幾何結構設計都是針對收發(fā)雙工設計的，每個正方形的晶格1’中形成有一個呈十字形(圖示為耶路撒冷十字形)的導電幾何結構2’，從而多個導電幾何結構2’呈多行多列排布，多行的導電幾何結構2’對齊設置，現(xiàn)有技術的正方形的晶格1’邊長為12mm，即使針對單收的平板衛(wèi)星天線，也只是去掉原表面上發(fā)射用的微結構(導電幾何結構2’。進一步地，在所需頻段上，在不影響天線表現(xiàn)性能的前提下(若是微結構尺寸過于接近晶格2’大小，會導致真實結果和仿真結果有一定的出入)，也只能將微結構縮小，從天線面板上看來，依然有很多空余位置，不能有效地利用整個板面。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的主要目的在于提供一種超材料、超材料天線面板和超材料平板天線，以解決現(xiàn)有技術中的不能有效地利用整個板面的問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種超材料，超材料包括:介質層；導電幾何結構層，形成在介質層的表面上，導電幾何結構層包括多個導電幾何結構，多個導電幾何結構呈多行多列排布，導電幾何結構為具有中空的六邊形框體，相鄰的兩行的導電幾何結構交錯設置。
[0006]進一步地，介質層的表面劃分為呈多行多列地無間隙排布的多個六邊形，每個六邊形中具有一個導電幾何結構。
[0007]進一步地，介質層的一個表面上形成有導電幾何結構層；或，介質層的兩個相對的表面上均形成有導電幾何結構層。
[0008]進一步地，六邊形框體的多個框邊均為直框邊或均為曲框邊；或，六邊形框體的多個框邊包括直框邊和曲框邊。
[0009]進一步地，六邊形框體在頂角處彎轉向中心延伸至與中心為預定距離后折返，以形成導電幾何結構的間隙，間隙從六邊形框體頂角向中心延伸。
[0010]進一步地，中空呈放射形。
[0011]進一步地，六邊形框體具有多個框邊，中空包括與導電幾何結構的框邊一一對應的多個條形鏤空，條形鏤空由導電幾何結構的中心向框邊的中部延伸。
[0012]進一步地，每個條形鏤空的遠離導電幾何結構的中心的一端形成有三角形鏤空。
[0013]進一步地，三角形鏤空的頂角與條形鏤空相連通，三角形鏤空的與頂角相對的底邊的延伸方向垂直于條形鏤空。
[0014]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種超材料天線面板，超材料天線面板包括上述的超材料和在介質層的背對導電幾何結構層的一面設置的金屬反射層。
[0015]進一步地，金屬反射層和介質層之間設置有承載板層。
[0016]進一步地，承載板層為蜂窩板或泡沫板。
[0017]進一步地，金屬反射層的材質為銅。
[0018]進一步地，承載板層的損耗角正切為0.0025-0.0035。
[0019]進一步地，承載板層的厚度為2.5-3.5毫米。
[0020]進一步地，承載板層通過第一膠膜層連接介質層。
[0021 ] 進一步地，承載板層通過第二膠膜層連接金屬反射層。
[0022]進一步地，超材料天線面板還包括基板，基板設置在金屬反射層的與承載板層相對的一側。
[0023]進一步地，基板的厚度為0.25-0.35毫米。
[0024]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種超材料平板天線，其特征在于，超材料平板天線包括饋源和上述的超材料天線面板，饋源與超材料天線面板之間具有間距。
[0025]應用本實用新型的技術方案，將相鄰兩行的為中空六邊形框體的導電幾何結構交錯布置，隔行的導電幾何結構對齊設置，充分利用了相鄰兩個導電幾何結構之間的空間，提高了介質層表面的導電幾何結構的密集程度使得具有上述超材料的超材料天線面板，能夠有效地提升超材料平板天線整體的方向性和增益。
【附圖說明】
[0026]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0027]圖1示出了現(xiàn)有技術的超材料的結構示意圖；
[0028]圖2示出了本實用新型的實施例的超材料的結構示意圖；
[0029]圖3示出了本實用新型的實施例的超材料的晶格單元的結構示意圖；
[0030]圖4示出了本實用新型的實施例的超材料的導電幾何結構的結構示意圖；
[0031]圖5示出了本實用新型的實施例的超材料平板天線SlldB仿真結果示意圖；
[0032]圖6示出了本實用新型的實施例的超材料平板天線相位調制仿真結果示意圖。
[0033]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[0034]1、介質層；2、導電幾何結構；21、條形鏤空；22、三角形鏤空；23、間隙；3、第一膠膜層；4、承載板層；5、第二膠膜層；6、金屬反射層；7、基板。
【具體實施方式】
[0035]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0036]技術術語:
[0037]超材料，是指通過周期性規(guī)則排列的幾何結構實現(xiàn)了自然界的材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料。超材料包括介質層和形成在介質層的表面上的導電幾何結構層。導電幾何結構層，由按周期性規(guī)則排列的多個導電幾何結構組成。
[0038]導電幾何結構是由導電材料制成的具有幾何圖形的平面或立體結構。
[0039]超材料的電磁性質主要由導電幾何結構或鏤空幾何結構的形狀、尺寸和排布方式等因素決定，通過調整導電幾何結構或鏤空幾何結構的形狀、尺寸和排布方式等參數(shù)可以得到所需的等效介電常數(shù)和磁導率，因此，超材料已廣泛的應用于實現(xiàn)改變折射率、電磁隱身、完美吸波、提高透波性能和極化控制等。
[0040]如圖2至4所示，本實施例的超材料包括介質層1和形成在介質層1的表面上的導電幾何結構層，導電幾何結構層包括多個導電幾何結構2，多個導電幾何結構2呈多行多列排布，導電幾何結構為具有中空的六邊形框體，相鄰的兩行的導電幾何結構2交錯設置。
[0041]每個導電幾何結構2的兩個相對的頂角的連線垂直于行的方向，將相鄰兩行中為六邊形框體的導電幾何結構2交錯布置，隔行的導電幾何結構2對齊設置，充分利用了相鄰兩個導電幾何結構2之間的空間，提高了介質層1表面的導電幾何結構2的密集程度。使得具有上述超材料的超材料天線面板，能夠有效地提升超材料平板天線整體的方向性和增益。
[0042]介質層1可以為復合材料基板或陶瓷基板。其中，復合材料可以是熱固性材料，也可以是熱塑性材料。
[0043]—般來說，介質層1的介電常數(shù)ε應該滿足:1 < ε <5。
[0044]導電幾何結構層的材質可以為金、銀、銅、金合金、銀合金、銅合金、鋅合金、鋁合金、導電石墨、銦錫氧化物或摻鋁氧化鋅。
[0045]導電幾何結構層可以通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻等方法附著在介質層1上。制作導電幾何結構層的金屬可以為金、銀、銅、金合金、銀合金、銅合金、鋅合金或鋁合金；制作導電幾何結構層的非金屬導電材料可以為導電石墨、銦錫氧化物或摻鋁氧化鋅。
[0046]本實施例中，導電幾何結構2的兩條邊之間的距離為0.75-3.20毫米。
[0047]本實施例的六邊形框體可以為嚴格的六邊形框體，也可以為大體呈六邊形結構的六邊形框體。六邊形框體的邊框的寬度為0.06-0.2毫米。
[0048]結合圖2和圖3所示，本實施例中，介質層1的表面上劃分為呈多行多列地無間隙排布的多個六邊形，每個六邊形形成一個晶格單元，每個六邊形中具有一個導電幾何結構2。相比原來的正方形晶格，晶格的尺寸顯著的減小，晶格密度有顯著的增加，相應地增