专利名称：超材料天线罩的制作方法
技术领域：
本发明涉及天线罩，更具体地说，涉及超材料天线罩。
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。目前的天线罩通常使用常规材料，比如玻璃钢等，透波性能不太高，抗干扰能力较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述透波性能不高、抗干扰能力 较差的缺陷，提供一种超材料天线罩。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种超材料天线罩，包括至少一个超材料片层，每一超材料片层包括相对设置的第一基板和第二基板，第一基板和第二基板之间夹设有阵列排布的多个人造微结构；每一人造微结构包括多个十字形结构。在本发明所述的超材料天线罩中，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。在本发明所述的超材料天线罩中，每一人造微结构包括8个十字形结构，其中4个十字形结构分两行两列排布在超材料单元的中心，另4个十字形结构分别排布在超材料单元的四个角上。在本发明所述的超材料天线罩中，每一超材料单元的长和宽为2_。在本发明所述的超材料天线罩中，每一十字形结构由两条垂直交叉的金属丝构成，每条金属丝的长度为O. 4mm,宽度为O. 1mm。在本发明所述的超材料天线罩中，排布在超材料单元的中心的4个十字形结构彼此之间的间隔为O. 1mm。在本发明所述的超材料天线罩中，排布在超材料单元的四个角上的相邻两个角的十字形结构之间的间隔为I. 1mm。在本发明所述的超材料天线罩中，排布在超材料单元的四个角上的十字形结构与临近的排布在超材料单元的中心的十字形结构之间的间隔为O. 1_。
在本发明所述的超材料天线罩中，所述第一基板和第二基板由F4B复合材料制得。在本发明所述的超材料天线罩中，所述人造微结构通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法附着在基材上。实施本发明的技术方案，具有以下有益效果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。通过人造微结构的电磁响应特征来改变各个空间点的介电常数，使超材料的电磁响应特征与空气相近。超材料的引入，减少了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，以便更加顺利地、精确地计算出场分布并顺利加以利用。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图I是依据本发明一实施例的超材料天线罩的一个超材料片层的结构示意图；图2是由多个图I所示的超材料片层堆叠形成的超材料天线罩的结构示意图；图3是依据本发明一实施例的超材料片层的拆分结构示意图；图4是人造微结构的示意图；图5是超材料天线罩的S参数示意图。
具体实施例方式本发明提供了一种超材料天线罩，包括至少一个超材料片层I，如图I和图2所示。每个超材料片层I包括两个相对设置的基板和附着在两基板之间的阵列排布的人造微结构，每一人造微结构包括多个十字形结构。当超材料片层I有多个时，各个超材料片层I沿垂直于片层的方向叠加，并通过机械连接、焊接或粘合的方式组装成一体，如图2所示。图3示出了超材料片层的结构示意图(透视图)。超材料片层I包括两块相同的均匀等厚的片状基板相对设置的第一基板10和第二基板20，所述第一基板10的面向第二基板20的表面上附着有阵列排布的人造微结构30。超材料片层I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。如图4所示，每一人造微结构包括8个十字形结构，其中4个十字形结构分两行两列排布在超材料单元的中心，另4个十字形结构分别排布在超材料单元的四个角上。每一
超材料单元的长和宽g为2mm。每--h字形结构由两条垂直交叉的金属丝构成，每条金属丝
的长度为2b+a = O. 4mm,宽度为a = O. 1mm，厚度为O. 018mm。排布在超材料单元的中心的4个十字形结构彼此之间的间隔为d = O. 1_。排布在超材料单元的四个角上的相邻两个角的十字形结构之间的间隔为3*(2b+a)+3*f = I. Imm0排布在超材料单元的四个角上的十字形结构与临近的排布在超材料单元的中心的十字形结构之间的间隔为f = O. 1_。此处的数值仅为示例，在实际应用中，可以依据实际需求进行调整，本发明对此不作限制。在本发明一实施例中，第一基板10和第二基板20由F4B复合材料制得。第一基板10和第二基板20之间通过填充液态基板原料或者通过组装相互连接在一起。人造微结构30通过蚀刻的方式附着在第一基板10上，当然人造微结构30也可以采用电镀、钻刻、光亥丨J、电子刻或者离子刻等方式附着在第一基板10上。第一基板10和第二基板20也可以采用其他材料制成，比如陶瓷、聚四氟乙烯、铁电材料、铁氧材料或者铁磁材料制成。人造微结构30采用铜线制成，当然也可以采用银线、ITO、石墨或者碳纳米管等导电材料制成。本实施例的超材料天线罩的S参数随频率变化的示意图如图5所示,在频段O 20GHz内，S21、S11参数很理想，S21基本接近于O。在上述频段内，天线罩整体具有良好的透波性能。而且还可以满足特殊场合的需求，具有广阔的应用前景。本发明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。本发明的天线罩可以用作例如网桥天线罩。在一些应用场合，常常会需要微波损耗极小的介质材料。例如雷达罩、天线罩；利用介质窗片来分隔大气与微波管的真空系统；分隔大气与填充等离子体微波管的充气系统；分隔大气与高压充气波导系统；在一些水负载中利用密封介质片来分隔大气与水等。 采用本发明的技术方案能够满足上述场合下的需求。上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
权利要求
1.一种超材料天线罩，其特征在于，包括至少一个超材料片层，每一超材料片层包括相对设置的第一基板和第二基板，第一基板和第二基板之间夹设有阵列排布的多个人造微结构；每一人造微结构包括多个十字形结构。
2.根据权利要求I所述的超材料天线罩，其特征在于，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。
3.根据权利要求2所述的超材料天线罩，其特征在于，每一人造微结构包括8个十字形结构，其中4个十字形结构分两行两列排布在超材料单元的中心，另4个十字形结构分别排布在超材料单元的四个角上。
4.根据权利要求3所述的超材料天线罩，其特征在于，每一超材料单元的长和宽为2mm o
5.根据权利要求4所述的超材料天线罩，其特征在于，每一^h字形结构由两条垂直交叉的金属丝构成，每条金属丝的长度为0. 4mm,宽度为0. Imm,厚度为0. 018mm。
6.根据权利要求5所述的超材料天线罩，其特征在于，排布在超材料单元的中心的4个十字形结构彼此之间的间隔为0. 1_。
7.根据权利要求6所述的超材料天线罩，其特征在于，排布在超材料单元的四个角上的相邻两个角的十字形结构之间的间隔为I. 1mm。
8.根据权利要求6所述的超材料天线罩，其特征在于，排布在超材料单元的四个角上的十字形结构与临近的排布在超材料单元的中心的十字形结构之间的间隔为0. 1_。
9.根据权利要求I所述的超材料天线罩，其特征在于，所述第一基板和第二基板由F4B复合材料制得。
10.根据权利要求2所述的超材料天线罩，其特征在于，所述人造微结构通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法附着在基材上。
全文摘要
本发明涉及超材料天线罩，包括至少一个超材料片层，每一超材料片层包括相对设置的第一基板和第二基板，第一基板和第二基板之间夹设有阵列排布的多个人造微结构；每一人造微结构包括多个十字形结构。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。
文档编号H01Q1/42GK102709690SQ201210050569
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者刘若鹏, 张岭, 方小伟, 赵治亚 申请人:深圳光启创新技术有限公司