超材料滤波结构及具有其的超材料天线罩和天线系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及天线滤波领域，具体而言，涉及一种超材料滤波结构及具有其的超材料天线罩和天线系统。
【背景技术】
[0002]—般情况下，天线系统都会设置有滤波结构。利用滤波结构形成的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]现有技术中的滤波结构是由纯材料制成，纯材料的透波性能比较均一，工作频段内或相邻频段均透波，造成天线无法对工作频段以外的电磁波进行有效抑制，使得工作频段外的透波容易干扰天线的正常工作。而且，现有技术中不具有TE波(直向波)与TM波(横向波)的透波范围不相同的滤波结构。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的主要目的在于提供一种超材料滤波结构及具有其的超材料天线罩和天线系统，以解决现有技术中滤波结构对工作频段外的电磁波的抑制效果差的问题，并且使工作频段的入射超材料滤波结构的TE波和TM波的透波范围不相同。
[0005]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种超材料滤波结构，包括:基板；多层导电几何结构层，各层导电几何结构层设置在基板上，且相邻两层导电几何结构层间隔设置，其中，各层导电几何结构层包括一体的金属板件和多个金属片，金属板件上开设有多个放置空间，相邻两层导电几何结构层的放置空间的投影至少部分重合，每个放置空间内呈一字型并排且间隔地放置至少两个金属片，各金属片与金属板件之间具有间隙。
[0006]进一步地，放置空间为矩形空间，每个矩形空间内放置的金属片的数量为两个，每个矩形空间通过放置在其中的该两个金属片而形成日字形中空间隙。
[0007]进一步地，多层导电几何结构层为两层，其中一层导电几何结构层的日字形中空间隙与另一层导电几何结构层的日字形中空间隙相对设置。
[0008]进一步地，矩形空间具有长边和短边，该长边的边长为LI，该短边的边长为L2，
11.5mm ^ LI ^ 13.5mm，6mm ^ L2 ^ 8mm0
[0009]进一步地，金属片为具有长边和短边的矩形金属片，金属片的长边边长为L3，金属片的短边边长为 L4，5.5mm ^ L3 ^ 7.5mm，5mm ^ L4 ^ 6mm。
[0010]进一步地，各层导电几何结构层的多个放置空间呈矩形阵列分布。
[0011]进一步地，同一层导电几何结构层的相邻的矩形空间的短边之间距离为DI，3mm < Dl < 4mm。
[0012]进一步地，同一层导电几何结构层的相邻的矩形空间的长边之间距离为D2，3.5mm < D2 < 4.5mm。
[0013]进一步地，基板包括蜂窝基板，两层导电几何结构层分别设置在蜂窝基板的相对的两侧。
[0014]进一步地，蜂窝基板厚度为H，4mm < H < 6mm。
[0015]进一步地，蜂窝基板的两侧均设置有两块预浸料基板，每层导电几何结构层设置在相应的两块预浸料基板之间。
[0016]进一步地，蜂窝基板与相应的预浸料基板之间具有粘结胶层。
[0017]进一步地，远离蜂窝基板的预浸料基板的厚度大于靠近蜂窝基板的预浸料基板的厚度。
[0018]根据本实用新型的另一方面，提供了一种超材料天线罩，包括滤波结构，滤波结构为前述的超材料滤波结构。
[0019]根据本实用新型的又一方面，提供了一种天线系统，包括天线罩，该天线罩为前述的超材料天线罩。
[0020]应用本实用新型的技术方案，该超材料滤波结构的多层导电几何结构层的金属板件为一体结构，每个放置空间内呈一字型并排放置有多个金属片，并且各金属片之间以及金属片与金属板件之间具有间隔，而且相邻两层导电几何结构层上的放置空间的投影至少部分重合。这样的超材料滤波结构能够调节滤波的介电常数和磁导率，使得电磁波通过该超材料滤波结构时，工作频段的电磁波能高效率地穿透，非工作频段的电磁波能够有效地被截止，从而解决了超材料滤波结构对工作频段外的电磁波的抑制效果差的技术问题。同时，该超材料滤波结构使得透波的TE波与TM波的频率范围不相同。
【附图说明】
[0021]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:
[0022]图1示出了根据本实用新型的超材料滤波结构的实施例的剖视结构示意图；
[0023]图2示出了图1的导电几何结构层的一处日字形间隔结构的示意图；
[0024]图3示出了图1的导电几何结构层的局部结构示意图；
[0025]图4示出了超材料滤波结构的实施例的TE波透波效果曲线图；
[0026]图5示出了图4的局部放大图；
[0027]图6示出了超材料滤波结构的实施例的TM波透波效果曲线图；
[0028]图7示出了图6的局部放大图；
[0029]图8示出了超材料滤波结构的实施例的TE波和TM波的透波效果对比曲线图；
[0030]图9示出了图8的局部放大对比曲线图。
[0031]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0032]10、基板；11、蜂窝基板；
[0033]12、预浸料基板；20、导电几何结构层；
[0034]21、金属板件；22、金属片；
[0035]30、粘结胶层。
【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和图2所示，本实施例提供了一种超材料滤波结构，该超材料滤波结构包括基板10和多层导电几何结构层20，各层导电几何结构层20设置在基板10上，且相邻两层导电几何结构层20间隔设置，其中，各层导电几何结构层20包括一体的金属板件21和多个金属片22，金属板件21上开设有多个放置空间，相邻两层导电几何结构层20的放置空间的投影至少部分重合，每个放置空间内呈一字型并排且间隔地放置至少两个金属片22，各金属片22与金属板件21之间具有间隙。
[0038]这样的超材料滤波结构能够调节滤波的介电常数和磁导率，使得电磁波通过该超材料滤波结构时，工作频段的电磁波能高效率地穿透，非工作频段的电磁波能够有效地被截止，从而解决了超材料滤波结构对工作频段外的电磁波的抑制效果差的技术问题。同时，该超材料滤波结构使得透波的TE波(即直向波)与TM波(即横向波)的频率范围不相同。
[0039]如图2和图3所示，各层导电几何结构层20上的每个放置空间为矩形空间，每个矩形空间内放置的金属片22的数量为两个，每个矩形空间通过放置在其中的该两个金属片22而形成日字形中空间隙。在本实施例中，多层导电几何结构层20为两层，其中一层导电几何结构层20的日字形中空间隙与另一层导电几何结构层20的日字形中空间隙相对设置。这样，两层导电几何结构层20之间的日字形中空间隙正对，能够在电磁波入射该超材料滤波结构的过程中，电磁波在日字形中空间隙之间形成的电磁感应现象而有利于该超材料滤波结构对工作频段的电磁波进行滤波。
[0040]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。
[0041]如图3所示，矩形空间的矩形轮廓具有长边和短边，该长边的边长为LI，该短边的边长为 L2，11.5mm < LI < 13.5mm，6mm < L2 < 8mm ;优选地，本实施例中 LI = 11.5mm，L2=6.0_。金属片22为具有长边和短边的矩形金属片，金属片22的长边边长为L3，金属片22 的短边边长为 L4，5.5mm L3 7.5mm, 5mm L4 6mm,本实施例中 L3 = 5.8mm, L4 =5.45mm0
[0042]在本实施例中，各层导电几何结构层20的多个放置空间呈矩形阵列分布。在同一层导电几何结构层20上，其中每个放置空间内，金属片22与金属板件21之间的间隙距离为0.1mm至0.5mm，本实施例中优选为0.1mm。并且，每个放置空间内的两个金属片22之间的间隙距离在0.4mm至1.0mm，本实施例中优选为0.4mm。本实施例的各层导电几何结构层20的厚度小于0.02mm,优选