本发明专利技术涉及一种超材料，所述超材料包括基板和设置在所述基板上的、均匀布满所述基板的、且设置方向一致的、使具有特定极化方向的电磁波透过所述基板并传输的金属微结构单元；所述一个金属微结构单元包括一个其结构尺寸小于该单元尺寸的金属微结构；所述基板上的所有金属微结构单元在其四面依次相邻且排列方向相同。本发明专利技术还涉及一种使用上述材料的天线装置和天线罩。实施本发明专利技术的超材料、天线装置及天线罩，具有以下有益效果：其实现选择特定极化方向的电磁波通过功能具有构较为简单、没有较多的限制条件、成本较低的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种超材料、天线装置及天线罩
本专利技术涉及通讯领域，更具体地说，涉及一种超材料、天线装置及天线罩。
技术介绍
在通讯领域中，经常需要对通讯过程中发射和接收的电磁波信号进行极化选择接收，即只接收设计方向的线极化，而对于与设计极化方向正交的信号产生较大反射，以提升通讯系统中接收机的性能，便于其在复杂的电磁环境中更好地接收到其需要的电磁信号。由于普通介质材料为各向同性且不可设计改变，所以不能使用普通的介质材料来实现上述功能。实际上，在现有技术中，通常是通过增加接收机的天线阵子的交叉极化比来接收极性一致的电磁波而区别极性不一致的电磁波的。现有技术中的这种方法虽然在一定程度上也能够实现上述功能，但是，其结构较为复杂、有较多的限制条件、成本较高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述结构较为复杂、有较多的限制条件、成本较高的缺陷，提供一种构较为简单、没有较多的限制条件、成本较低的超材料、天线装置及天线罩。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种超材料，所述超材料包括基板和设置在所述基板上的、且设置方向一致的、使具有特定极化方向的电磁波透过所述基板并传输的金属微结构单元；所述一个金属微结构单元包括一个其结构尺寸小于该单元尺寸的金属微结构；所述基板上的所有金属微结构单元在其四面依次相邻且排列方向相同。更进一步地，所述金属微结构通过蚀刻或光刻附着在所述基板上，所述基板为介电材料。更进一步地，所述金属微结构包括长度相同且相互平行的第一支路和第二支路，以及连接所述第一支路和第二支路之间的第三支路；所述第一支路两端还分别连接有与所述第一支路呈设定夹角向所述第二支路方向延伸的第四支路；所述第二支路两端还分别连接有与所述第二支路呈设定夹角向所述第一支路方向延伸的第五支路。所述第四支路和第五支路延伸出来的端点悬空。更进一步地，所述第三支路垂直连接在所述第一支路和第二支路长度方向的中点上，所述第四支路和所述第五支路分别对称于所述第三支路；所述第四支路和第五支路对称于所述第三支路长度方向上的中点。更进一步地，所述金属微结构单元的尺寸与其工作频率成反比，所述工作频率越高，其对应的金属微结构单元的尺寸越小。更进一步地，所述第四支路和所述第一支路以及所述第五支路和所述第二支路之间的夹角均为锐角。更进一步地，所述第四支路和所述第一支路之间和所述第五支路和所述第二支路之间的夹角均为直角。本专利技术还涉及一种天线装置，所述天线装置包括至少一个天线阵子以及设置在所述天线阵子的电磁波入射方向上的具有使特定方向极化的电磁波透过功能的材料；所述材料是上述任意一项所述的超材料。更进一步地，所述超材料设置在距所述天线阵子1/2-1/10波长的位置上，所述波长是所述天线装置工作频段的中心频率的波长。更进一步地，所述超材料所占面积的任意一边长度为0.3-2倍波长。本专利技术还涉及一种天线罩，所述天线罩用于安装在天线或天线阵子或阵列之外，所述天线罩的电磁波入射面由上述任意一项所述的具有使特定极化方向的电磁波透过功能的材料构成。实施本专利技术的超材料、天线装置及天线罩，具有以下有益效果：由于对基板上的金属微结构进行配置而实现该材料的极化选择性能，具体而言是通过对尺寸为工作波长尺寸的1/20~1/4的各项异性的金属微结构的设计，使得该超材料具有设定方向的极化特性，且在所需的工作频段和其自身极化一致的电磁波相互感应，进而使其选择性通过。而对于与其极化不一致的电磁波，产生较大反射(部分频段反射可以增加26dB)，从而达到屏蔽极化方向不一致信号的效果。因此，其实现选择特定极化方向的电磁波通过功能具有构较为简单、没有较多的限制条件、成本较低的优点。附图说明图1是本专利技术一种超材料、天线装置及天线罩实施例中一种情况下金属微结构单元在基板上的结构示意图；图2是所述实施例中另一种情况下金属微结构单元在基板上的结构示意图；图3是所述实施例中金属微结构的一种结构示意图；图4是所述实施例中金属微结构的另一种结构示意图；图5是所述实施例中金属微结构的另一种结构示意图；图6是所述实施例中天线阵子与材料的位置侧面示意图；图7是所述实施例中天线阵子与材料的摆放位置示意图；图8是所述实施例中天线阵子与材料的另一种摆放位置示意图；图9是所述实施例中一种情况下相同极化方向的电磁波传输特性示意图；图10是所述实施例中一种情况下不同极化方向的电磁波传输特性示意图；图11是所述实施例中一致极化平面波垂直入射时该材料的S参数曲线图；图12是所述实施例中正交极化平面波垂直入射时该材料的S参数曲线图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术实施例作进一步说明。如图1所示，在本专利技术的具有使特定极化方向的电磁波透过功能的材料、天线装置及天线罩实施例中，该具有使特定方向极化的电磁波透过功能的材料包括基板10和金属微结构单元11；这些金属微结构单元11设置在基板10上，均匀布满基板10且在基板10的设置方向一致；同时，这些金属微结构单元11使得具有特定极化方向的电磁波透过基板10并继续传输，而不具有特定极化方向的电磁波则被反射，不能透过上述基板10传输。一个金属微结构单元11包括一个其结构尺寸小于该单元尺寸的金属微结构12；基板10上的所有金属微结构单元11在其四面依次相邻且排列方向相同。值得一提的是，在图1中，为了便于说明问题以及描述的方便，给出了每个金属微结构12四周的虚线，表示一个金属微结构单元11的边界；同时，图1中还给出了表示基板边界的细实线。但是，在实际运用中，该基板10上除了上述金属微结构12外并不存在其他线条，图1中的虚线仅仅是为了便于理解而添加的。也就是说，在实际应用时，直接在基板10上生成多个方向一致的金属微结构12即可，这些金属微结构12之间是相互隔离的，其间有一定的距离（图1中的虚线及空出部分），这一部分空出的距离就是相邻的两个金属微结构单元11的没有分布金属微结构12的部分。在本实施例中，上述金属微结构12的长度和宽度是相等的，且与其工作频段的中心频率的波长相关，一般来讲，选择该中心频率波长的1/3到1/5作为金属微结构12的长度。由于金属微结构12的长度和宽度是相等的，所以金属微结构单元11的长度和宽度也是相等的。在本实施例中，上述金属微结构12是通过蚀刻或光刻附着在基板10上的，而基板10为板状的介电材料。通常来讲，可以在单面覆铜的板状介电材料上对其覆铜进行蚀刻或光刻，得到上述多个金属微结构12。在下面的说明中，为了便于叙述，仅仅示出了覆铜面在介电材料一面的情况。但是，这并不代表在本实施例中仅仅只有这种情况，在一些情况下，还可以有别的方式。例如，可以在一个单面覆铜的介电材料上得到上述金属微结构12，之后，在上述金属微结构12的表面再次覆盖一层介电材料，使得该金属微结构12处于两层介电材料之间。在本实施例中，上述金属微结构12在基板10上的排列方式是一致的，也就是说，在一个基板10上的所有金属微结构12在基板10上的排列方向是一致的。图1中示出了本实施例中金属微结构12的一种排列方法，在图1中，基板10上的所有金属微结构12端正地排列在基板10上；而图2示出了在本实施例中金属微结构12的另一种在基板10上的排列方法，在图2中，所有的金属微结构12向同一个方向倾斜45度并排列本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超材料，其特征在于，所述超材料包括基板和设置在所述基板上的、设置方向一致的、使具有特定极化方向的电磁波透过所述基板并传输的金属微结构单元；所述一个金属微结构单元包括一个其结构尺寸小于该单元尺寸的金属微结构；所述基板上的所有金属微结构单元在其四面依次相邻且排列方向相同；所述金属微结构的尺寸为具有特定极化方向的电磁波波长1/20-1/4，所述金属微结构的长度和宽度尺寸相等，所述金属微结构单元的长宽相等且等于电磁波中心频率波长的1/5-1/3；所述金属微结构包括长度相同且相互平行的第一支路和第二支路，以及连接所述第一支路和第二支路之间的第三支路；所述第一支路两端还分别连接有与所述第一支路呈设定夹角向所述第二支路方向延伸的第四支路；所述第二支路两端还分别连接有与所述第二支路呈设定夹角向所述第一支路方向延伸的第五支路；所述第四支路和第五支路延伸出来的端点悬空；所述第四支路和所述第一支路以及所述第五支路和所述第二支路之间的夹角均为锐角。2.根据权利要求1所述的超材料，其特征在于，所述金属微结构通过蚀刻或光刻附着在所述基板上，所述基板为介电...
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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