超材料带通滤波结构、天线罩及天线系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种超材料带通滤波结构、天线罩及天线系统。该超材料带通滤波结构包括：基板和设置在基板上的至少一层导电几何结构层，导电几何结构层包括导电板件和多个导电片；导电板件上的每个镂空部包括第一凹字型镂空和第二凹字型镂空，第一凹字型镂空的凹口与第二凹字型镂空的凹口相互背离地设置，第一凹字型镂空与第二凹字型镂空之间通过一字型镂空连通，且一字型镂空位于第一凹字型镂空和第二凹字型镂空之间；导电片对应设置在镂空部中，导电片的轮廓边缘与对应的镂空部的边缘之间具有间隔。应用本实用新型专利技术的技术方案可以解决现有技术中滤波结构对天线的工作频段外的电磁波抑制效果不好且TE波和TM波的可透波波段单一的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及滤波设备领域，具体而言，涉及一种超材料带通滤波结构、天线罩及天线系统。
技术介绍
—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。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。针对现有技术中滤波结构对天线的工作频段外的电磁波抑制效果不好且TE波(纵向波)和TM波(横向波)的可透波波段单一的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种超材料带通滤波结构、天线罩及天线系统，以解决现有技术中滤波结构对天线的工作频段外的电磁波抑制效果不好且TE波和TM波的可透波波段单一的问题。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种超材料带通滤波结构，包括:基板；至少一层导电几何结构层，导电几何结构层设置在基板上，导电几何结构层包括导电板件和多个导电片；其中，导电板件上设置有多个镂空部，每个镂空部包括第一凹字型镂空和第二凹字型镂空，第一凹字型镂空的凹口与第二凹字型镂空的凹口相互背离地设置，镂空部还包括一字型镂空，第一凹字型镂空与第二凹字型镂空之间通过一字型镂空连通，且一字型镂空位于第一凹字型镂空和第二凹字型镂空之间；导电片对应设置在镂空部中，导电片的轮廓边缘与对应的镂空部的边缘之间具有间隔。进一步地，导电板件为一体结构的板件。进一步地，多个镂空部呈矩形阵列分布。进一步地，每个导电片包括:第一凹字型部，第一凹字型部与第一凹字型镂空配合并位于第一凹字型镂空内；第二凹字型部，第二凹字型部与第二凹字型镂空配合并位于第二凹字型镂空内；连接部，连接部位于一字型镂空内，第一凹字型部与第二凹字型部之间通过连接部相连。进一步地，导电片的几何中心与对应的镂空部的几何中心重合。进一步地，导电片的轮廓边缘与对应的镂空部的边缘之间的距离为L，0.2mm < L < 0.5mm。进一步地，至少一层导电几何结构层为结构相同的两层，两层导电几何结构层沿垂直于导电几何结构层的方向间隔设置，其中一层导电几何结构层的各导电片的投影与另一层导电几何结构层的对应位置的导电片的投影至少部分重合。进一步地，其中一层导电几何结构层的各导电片的投影与另一层导电几何结构层的对应的导电片的投影相重合。进一步地，基板为蜂窝基板，蜂窝基板设置在两层导电几何结构层之间。进一步地，基板的厚度为H，4.5mm彡Η彡10.0mm。进一步地，超材料带通滤波结构还包括预浸料基板，导电几何结构层与基板之间设置有预浸料基板，以将导电几何结构层与基板隔离开。进一步地，超材料带通滤波结构还包括多块预浸料基板，各导电几何结构层夹设在两块预浸料基板之间以与基板隔离开。进一步地，远离蜂窝基板的预浸料基板的厚度比靠近蜂窝基板的预浸料基板的厚度厚。进一步地，超材料带通滤波结构还包括软板层，软板层设置在导电几何结构层与预浸料基板之间，且导电几何结构层与软板层相贴合。进一步地，超材料带通滤波结构还包括多个软板层，每层导电几何结构层夹设在两个软板层之间以与预浸料基板隔离开。进一步地，基板与相邻的预浸料基板之间相粘接，和/或预浸料基板与相邻的软板层之间相粘接，和/或导电几何结构层与相邻的软板层之间相粘接。根据本技术的另一方面，提供了一种天线罩，包括滤波结构，该滤波结构为前述的超材料带通滤波结构。根据本技术的另一方面，提供了一种天线系统，包括天线罩，该天线罩为前述的天线罩。应用本技术的技术方案，该拆材料带通滤波结构包括基板和至少一层导电几何结构层，其中，每层导电几何结构层包括导电板件和导电片，导电板件上开设有镂空部，并将导电片放置在镂空内，且导电片的轮廓边缘与镂空部的边缘具有间隔。上述超材料带通滤波结构能够调节介电常数和磁导率，通过导电几何结构层对入射的电磁波产生更好的共振效果，从而在电磁波通过本技术的超材料带通滤波结构时，使TE波能够实现双段波段范围的带通滤波功能，并且TM波能够实现三段波段范围的带通滤波功能，工作频段的电磁波能高效率穿透，并有效地截止工作频段外的电磁波，从而解决了现有的滤波结构对天线的工作频段外的电磁波抑制效果不好且TE波和TM波的可透波波段单一的问题。【附图说明】构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中:图1示出了根据本技术的超材料带通滤波结构的实施例的单个镂空部中的导电板件与导电片的配合结构示意图；图2示出了根据本技术的超材料带通滤波结构的实施例的局部结构示意图；图3示出了根据本技术的超材料带通滤波结构的实施例的clXc2的导电板与导电片的配合结构的主视结构示意图；图4示出了图2的剖视结构示意图；图5示出了根据本技术的超材料带通滤波结构的TE波和TM波的CST仿真结果S21效果对比曲线图；图6示出了根据本技术的超材料带通滤波结构的TE波CST仿真结果曲线图；图7示出了图6的TE波以第一波段为核心的CST仿真结果曲线图；图8示出了图6的TE波以第二波段为核心波段的CST仿真结果曲线图；图9示出了根据本技术的超材料带通滤波结构的TM波CST仿真结果曲线图；图10示出了图9的TM波以第三波段为核心的CST仿真结果曲线图；图11示出了图9的TM波以第四波段为核心的CST仿真结果曲线图；图12示出了图9的TM波以第五波段为核心的CST仿真结果曲线图。其中，上述附图包括以下附图标记:10、基板；20、导电几何结构层；21、导电板件；22、导电片；211、第一凹字型镂空；212、第二凹字型镂空；213、一字型镂空；30、预浸料基板；40、软板层。【具体实施方式】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技术。如图1和图2所示，本实施例提供了一种超材料带通滤波结构，该超材料带通滤波结构包括基板10和至少一层导电几何结构层20，导电几何结构层20设置在基板10上，导电几何结构层20包括导电板件21和多个导电片22。其中，导电板件21上设置有多个镂空部，每个镂空部包括第一凹字型镂空211和第二凹字型镂空212，第一凹字型镂空211的凹口与第二凹字型镂空212的凹口相互背离地设置，镂空部还包括一字型镂空213，第一凹字型镂空211与第二凹字型镂空212之间通过一字型镂空213连通，且一字型镂空213位于第一凹字本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超材料带通滤波结构，其特征在于，包括：基板(10)；至少一层导电几何结构层(20)，所述导电几何结构层(20)设置在所述基板(10)上，所述导电几何结构层(20)包括导电板件(21)和多个导电片(22)；其中，所述导电板件(21)上设置有多个镂空部，每个镂空部包括第一凹字型镂空(211)和第二凹字型镂空(212)，所述第一凹字型镂空(211)的凹口与所述第二凹字型镂空(212)的凹口相互背离地设置，所述镂空部还包括一字型镂空(213)，所述第一凹字型镂空(211)与所述第二凹字型镂空(212)之间通过所述一字型镂空(213)连通，且所述一字型镂空(213)位于所述第一凹字型镂空(211)和所述第二凹字型镂空(212)之间；所述导电片(22)对应设置在所述镂空部中，所述导电片(22)的轮廓边缘与对应的所述镂空部的边缘之间具有间隔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44