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。滤波结构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會K。
[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，造成滤波结构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。
【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。
[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；设置在基板上的导电几何结构层，其中，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，每个放置空间内呈多行多列地放置多个金属片，每个放置空间内的各金属片之间具有间隔，金属板件与相应的金属片之间具有间隙。
[0006]进一步地，导电几何结构层为至少两层，各层导电几何结构层之间间隔设置，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。
[0007]进一步地，放置空间为矩形空间，每个矩形空间内的多个金属片呈矩形阵列分布，每个矩形空间通过放置在其中的金属片而形成网状中空间隙。
[0008]进一步地，相邻两层导电几何结构层的网状中空间隙相对设置。
[0009]进一步地，多个金属片均为矩形金属片。
[0010]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L2，7.6mm ^ LI ^ 11.0mm，1.0mm ^ L2 ^ 2.0mm0
[0011]进一步地，金属片具有长边和短边，该长边的边长为L3，该短边的边长为L4，
1.4mm ^ L3 ^ 2.0mm，0.2mm < L4 < 0.5mm。
[0012]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，
2.0mm ^ Dl ^ 5.0mm0
[0013]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 < 7.5mm。
[0014]进一步地，基板包括多块蜂窝基板，每个蜂窝基板设置在相邻两层导电几何结构层之间。
[0015]进一步地，蜂窝基板厚度为H，4.0mm彡H彡8.0mm。
[0016]进一步地，基板还包括多块预浸料基板，每层导电几何结构层由两块预浸料基板夹紧设置，相应的预浸料基板设置在相应的蜂窝基板的对应面上。
[0017]进一步地，蜂窝基板与相应的预浸料基板之间具有粘结层。
[0018]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。
[0019]根据本实用新型的另一方面，提供了一种超材料天线罩，包括前述的超材料滤波结构。
[0020]根据本实用新型的另一方面，提供了一种天线系统，包括前述的超材料天线罩。
[0021]应用本实用新型的技术方案，该超材料滤波结构的导电几何结构层的金属板件为一体结构，每个放置空间内呈多行地放置有多个金属片，并且相应的金属片与金属板件之间具有间隔。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20GHz以下工作波段的TE波(直向波)能够透波，而入射的20GHz以下的TM波(横向波)无法透波。
【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超材料滤波结构的实施例的剖视结构示意图；
[0024]图2示出了图1的金属几何结构层的一处网状间隔形状的结构示意图；
[0025]图3示出了图1的金属几何结构层的局部结构示意图；
[0026]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；
[0027]图5示出了图4的局部放大图；
[0028]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。
[0029]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0030]10、基板；11、蜂窝基板；
[0031]12、预浸料基板；30、粘结层；
[0032]20、导电几何结构层；21、金属板件；
[0033]22、金属片。
【具体实施方式】
[0034]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。
[0035]如图1至图3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和导电几何结构层20。设置在基板10上的导电几何结构层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，每个放置空间内呈多行地放置多个金属片22，每个放置空间内的各金属片22之间具有间隔，金属板件21与相应的金属片22之间具有间隙。进一步地，本实施例的超材料滤波结构具有至少两层导电几何结构层20，其中，优选为三层导电几何结构层20，各层导电几何结构层20之间间隔设置，并且相邻两层导电几何结构层20上的放置空间的投影至少部分重合。
[0036]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20GHz以下工作波段的TE波(即直向波)能够透波，而入射的20GHz以下的TM波(即横向波)无法透波。
[0037]如图2和图3所示，图中斜线阴影部分所示为金属板件21与金属片22，空白处为金属板件21与金属片22之间的间隙以及相邻两块金属片22之间的间隙。在本实施例中，放置空间为矩形空间，每个矩形空间内的多个金属片22呈矩形阵列分布，优选地，金属片22均为矩形金属片，每个矩形空间通过放置在其中的金属片22而形成网状中空间隙。具体地，本实施例的超材料滤波结构的相邻两层导电几何结构层20的网状中空间隙相对设置。这样，两层导电几何结构层20之间的网状中空间隙正对，能够在电磁波入射该超材料滤波结构的过程中，电磁波在网状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。
[0038]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。
[0039]在本实施例中，由于放置空间为矩形空间，且金属片22均为矩形金属片，因此，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L2，7.6mm ^ LI ^ 11.0mm，
1.0mm ^ L2 ^ 2.0mm,本实施例的LI = 8.0mm, L2 = 1.0mm,并且金属片22具有长边和短边，该长边的边长为L3，该短边的边长为L4，1.4mm ^ L3 ^ 2.0mm, 0.2mm ^ L4 ^ 0.5mm，本实施例的 L3 = 1.48mm, L4 = 0.2mm。
[0040]为了电磁波能够更好地透波，因此在同一层导电几何结构层20上，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0.5mm至0.5mm，本实施例中优选为0.1mm0并且，每个放置空间