低通透波结构、天线罩及天线系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及透波结构技术领域，具体而言，涉及一种低通透波结构、天线罩及天线系统。
【背景技术】
[0002]—般情况下，天线系统都会设置有天线罩。天线罩的目的是保护天线系统免受风雨、冰雪、沙尘和太阳辐射等的影响，使天线系统工作性能比较稳定、可靠。同时减轻天线系统的磨损、腐蚀和老化，延长使用寿命。但是天线罩是天线前面的障碍物，对天线辐射波会产生吸收和反射，改变天线的自由空间能量分布，并在一定程度上影响天线的电气性能。
[0003]使用纯材料天线罩在一定的范围内会影响天线的性能。其中，用于制作天线罩的纯材料为普通的物理材料，在制作纯材料天线罩时，利用半波长或四分之一波长理论，并根据不同的天线频率，改变纯材料的厚度，用以减小对电磁波的透波响应。在设计制作纯材料天线罩的时候，当天线的辐射波波长过长时，利用半波长或四分之一波长理论，纯材料天线罩会显得比较厚，进而使得整个天线罩的重量过大。另一方面，纯材料的透波性能比较均一，工作频段内透波，其相邻频段透波效果亦优，工作频段外的透波容易干扰天线的正常工作。
[0004]针对现有技术中对天线工作频段外的电磁波抑制效果不好的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的在于提供一种低通透波结构、天线罩及天线系统，以解决现有技术中的对天线工作频段外的电磁波抑制效果不好的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种低通透波结构，包括:多层功能层，各功能层包括介质层和设置在介质层上的导电几何结构，多层功能层中一层功能层的导电几何结构包括多个相互不相连的方环组，每个方环组包括多个相连的方环。
[0007]进一步地，多层功能层中另一层功能层的导电几何结构包括多个相互不连接的十字型结构。
[0008]进一步地，多个相连的方环包括:中心方环和连接在中心方环的四个角处的四个外部方环。
[0009]进一步地，外部方环内设置有至少一个第一导电条。
[0010]进一步地，第一导电条为一字型导电条或者十字型导电条或者网格状导电条。
[0011]进一步地，中心方环的中心对应于相邻的四个十字型结构的中心处。
[0012]进一步地，各十字型结构的四个端部设置有一字型结构，一字型结构的中部连接在十字型结构的端部上。
[0013]进一步地，各十字型结构的四个端部设置有四边形结构，四边形结构连接在十字型结构的端部上。
[0014]进一步地，四边形结构内设置有至少一个第二导电条。
[0015]进一步地，第二导电条为一字型导电条或者十字型导电条。
[0016]进一步地，介质层具有相对的两个表面，两个表面中的至少一个表面上设置有导电几何结构。
[0017]进一步地，相邻的两层功能层之间设有夹层。
[0018]进一步地，多层功能层的相邻两层之间相对设置、间隔设置或者错开设置。
[0019]根据本实用新型的另一方面，提供了一种天线罩，包括低通透波结构，低通透波结构为上述的低通透波结构。
[0020]根据本实用新型的另一方面，提供了一种天线系统，包括:天线和罩设在天线上的天线罩，天线罩为上述的天线罩。
[0021]应用本实用新型的技术方案，多层功能层中一层功能层的导电几何结构包括多个相互不相连的方环组，每个方环组包括多个相连的方环，多层功能层中另一层功能层的导电几何结构包括多个相互不连接的十字型结构。上述结构能够调节介电常数和磁导率，可以使得电磁波通过本实用新型的低通透波结构时，工作频段的电磁波能高效率穿透，能够有效地截止高于工作频段的电磁波，从而解决了天线罩对工作频段外的电磁波抑制效果不好的问题，进而达到了增强对工作频段外的电磁波的抑制的效果。
【附图说明】
[0022]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0023]图1示出了根据本实用新型的低通透波结构的实施例一的立体结构示意图；
[0024]图2示出了图1的低通透波结构的方环组的结构示意图；
[0025]图3示出了图1的低通透波结构的十字型结构的结构示意图；
[0026]图4示出了图1的低通透波结构的介质层的结构示意图；
[0027]图5示出了图1的低通透波结构的主视示意图；
[0028]图6示出了图5的低通透波结构优选实施例在电磁波入射角为0°时的TM模的Sll和S21参数仿真曲线示意图；
[0029]图7示出了根据本实用新型的低通透波结构的实施例二的结构示意图；
[0030]图8示出了图7的低通透波结构的方环组的结构示意图；
[0031]图9示出了图8的方环组的尺寸示意图；
[0032]图10示出了图7的低通透波结构的十字型结构的结构示意图；以及
[0033]图11示出了图7的低通透波结构的优选实施例在电磁波入射角为0°时的TM模的Sll和S21参数仿真曲线示意图。
[0034]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0035]10、介质层；11、方环组；111、中心方环；112、外部方环；113、第一导电条；12、十字型结构；121、四边形结构；122、第二导电条；13、一字型结构。
【具体实施方式】
[0036]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0037]如图1至图4所示，实施例一低通透波结构包括:多层功能层，各功能层包括介质层10和设置在介质层上的导电几何结构，多层功能层中一层功能层的导电几何结构包括多个相互不相连的方环组11，每个方环组11包括多个相连的方环。在本实施例中，多层功能层中另一层功能层的导电几何结构包括多个相互不连接的十字型结构12。
[0038]应用实施例一的技术方案能够调节低通透波超材料的介电常数和磁导率，可以使得电磁波通过本实施例的低通透波结构时，工作频段的电磁波能高效率穿透，能够有效地截止高于工作频段的电磁波，从而解决了天线罩对工作频段外的电磁波抑制效果不好的问题，进而达到了增强对工作频段外的电磁波的抑制的效果。实施例一的技术方案能够实现L波段可透波而且低损耗，8GHz至30GHz会被抑制。
[0039]如图4所示，介质层10具有相对的两个表面，两个表面上均设置有导电几何结构。进一步地，相邻的两层功能层之间还可以设置有夹层。根据低损耗波段和抑制波段的范围不同，多层功能层的相邻两层之间相对设置、间隔设置或者上下错开设置。介质层10优选为FR4基板，夹层优选为泡沫。
[0040]优选地，介质层为复合材料或陶瓷材料。优选地，复合材料为热固性材料或者热塑性材料。优选地，复合材料为包含纤维、泡沫和/或蜂窝的一层结构材料或者多层结构材料。优选地，该复合材料含有增强材料，该增强材料为纤维、织物、粒子中的至少一种。
[0041]导电几何结构可以使用任意导电材料，可以是金属材料，例如金、银或铜或几种金属的混合物，优选采用铜，所使用的金属材料的原始形态可以是固体、液体、流状体或粉状物；也可以是非金属材料，如导电油墨。
[0042]当然，在其他图中未示出的实施方式中，多个相互不连接的十字型结构12所在的功能层也可以为其他结构。
[0043]如图1和图2所示，多个相连的方环包括:中心方环111和连接在中心方环111的四个角处的四个外部方环112。进一步地，中心方环111和外部方环112的尺寸可以相同也可以不同，优选中心方环111和外部方环112的尺寸相同。
[0044]如图2所不，夕卜部方环112内设置有至少一个第一导电条113。第一导电条113为一字型导电条或者十字型导电条或者网格状导电条。第一导电条113数量及设置位置会直接影响低通滤波结构的低损耗波段和抑制波段的范围。在本实施例中，第一导电条113为十字型导电条，将外部方环112分为四个大小相同的方孔。
[0045]如图1所示，位于其中一层功能层的中心方环111的中心对应于位于另一层功能层的相邻的四个十字型结构12的中心处。也就是说，位于其中一层功能层的方环组11与位于另一层功能层的十字型结构12错位设置。
[0046]如图3所示，各十字型结构12的四个端部设置有一字型结构13，一字型结构13的中部连接在十字型结构12的端部上。
[0047]在实施例一中，如图5所示，位于同一层功能层的一个十字型结构12和四个外部方环112形成一个导电几何结构，各导电几何结构的结构参数如下:
[0048]每个导电几何结构的面积在4.0mm*4.0mm至6.0mm*6.0mm之间。导电几何结构的厚度在0.0l至0.02mm之间，最外围两层FR4基板厚度在0.08mm至0.12mm之间，中间一层FR4基板的厚度在1.6mm至2.0mm之间。FR4基板的相对介电常数ε在2.7至3.1之间，损耗正切值loss在0.006至0.01之间。十字形结构宽度在0.25mm至0.35mm之间，十字型结构的一字型结构的长度为3.0mm至4.0之间。
[0049]具体地，在本实施例中，每个导电几何结构的面积为5.0mm*5.0mm。导电几何结构的厚度为0.016mm,最外围两层FR4基板厚度为0.1mm,中间一层FR4基板的厚度为1.8mm。FR4基板的相对介电常数ε = 2.9，损耗正切值loss = 0.008，十字形结构宽度为0.3mm，十字型结构的一字型结构的长度为3.4mm。
[0050]图6中