[发明专利]超材料天线罩

说明书

技术领域

本发明涉及天线罩，更具体地说，涉及一种超材料天线罩。

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，在恶劣环境，抗干扰能力较差，而且频带较窄。

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、频带较窄的缺陷，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；

所述人造微结构呈平面雪花状，所述人造微结构具有相互垂直平分的第一金属线及第二金属线，所述第一金属线与第二金属线的长度相同，每一金属线在垂直平分点的两侧分别有两个尺寸不同的第一弯折部和第二弯折部，且位于垂直平分点一侧的半条金属线绕该垂直平分点旋转180度后与另一侧的半条金属线重合。

在本发明所述的天线罩中，所述第一弯折部和第二弯折部为直角。

在本发明所述的天线罩中，所述第一金属线两端连接有相同长度的两个第一金属分支，所述第一金属线两端连接在两个第一金属分支的中点上；所述第二金属线两端连接有相同长度的两个第二金属分支，所述第二金属线两端连接在两个第二金属分支的中点上，所述第一金属分支与第二金属分支的长度相等。

在本发明所述的天线罩中，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分别附着在第一基板或第二基板上。

在本发明所述的天线罩中，所述超材料片层的厚度为0.418mm，其中，第一基板及第二基板的厚度均为0.2mm，多个第一人造微结构的厚度为0.018mm。

在本发明所述的天线罩中，所述基板由FR-4复合材料制成。

在本发明所述的天线罩中，所述人造微结构由铜线或者银线制成。

在本发明所述的天线罩中，所述第一金属线与第二金属线的线宽为0.1mm。

在本发明所述的天线罩中，第一金属分支和第二金属分支的长度为2.4mm。

在本发明所述的天线罩中，所述第一弯折部的长度为0.85mm，其与所述第一金属分支的距离为0.1mm；所述第二弯折部的长度为0.45mm，其与所述第一金属分支的距离为0.3mm。

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，频带达到1.1G以上。

附图说明

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1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1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透视示意图；

图4是人造微结构的示意图；

图5-7是超材料天线罩的S参数示意图。

具体实施方式

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1，如图1和图2所示。每个超材料片层1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。当超材料片层1有多个时，各个超材料片层1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。