透波结构及透波装置制造方法及图纸

本申请提供一种透波结构及透波装置。该透波结构用于减弱或消除电磁波的反射，包括多个沿至少一个方向周期排布的微结构，微结构由至少两种具有不同有效相对介电常数的透波材料复合形成，且满足全角度的阻抗匹配特性；微结构中每个透波材料具有对应的布儒斯特角，任意两个透波材料的布儒斯特角的差值处于预设范围内。上述透波结构，通过微结构的阻抗匹配效应以及使各透波材料的布儒斯特角满足特定关系，能够在宽频、宽角度范围内实现全偏振的电磁波高透射。

【技术实现步骤摘要】
透波结构及透波装置
本专利技术涉及电磁波信号传输
，特别是涉及一种透波结构及透波装置。
技术介绍
以信息技术为代表的新一轮科技和产业变革，正在逐步孕育升级。在视频流量激增，用户设备增长和新型应用普及的态势下，迫切需要第五代移动通讯技术(5G，Fifth-generation)的快速成熟与应用。然而，5G移动通信的信号频率较高、波长较短，存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容易受气候环境影响、易被障碍物屏蔽等缺点。传统技术中，虽然可以通过增强发射信号或是增添中继设备的方式来提升5G信号的接收效果，但是这两种方式的实际效果仍欠佳，且需要投入较多的人力物力重新规划和铺设线路，导致成本大大上升。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统技术较难提升5G信号的传输接收效果且成本高昂的问题，提供一种改进的透波结构。一种透波结构，用于减弱或消除电磁波的反射，包括多个沿至少一个方向周期排布的微结构，所述微结构为平面对称结构且具有电磁波射入面和电磁波射出面，所述电磁波射入面和所述电磁波射出面关于所述微结构的对称平面对称；其中，所述微结构由至少两种具有不同有效相对介电常数的透波材料复合形成，且所述微结构中透波材料的有效相对介电常数由所述电磁波射入面向所述电磁波射出面先增大后减小；且，每个所述透波材料具有对应的布儒斯特角，任意两个所述透波材料的布儒斯特角的差值处于预设范围内。上述透波结构，通过微结构的阻抗匹配效应以及使各透波材料的布儒斯特角满足特定关系，能够在宽频、宽角度范围内实现全偏振的电磁波高透射(透射率大于98％)；并且可根据各类无线信号(包括5G信号)的频段调整微结构中各透波材料的尺寸，以使上述透波结构对各类无线信号均能形成宽频、宽角度且全偏振的透射，从而大大提升无线信号的传输接收效果；另外，上述微结构可以通过常见的工业材料和方法制备，使得透波结构的制备成本也较低。在其中一个实施例中，任意两个所述透波材料的布儒斯特角的差值ΔθB满足|ΔθB|≤5°。在其中一个实施例中，任一所述透波材料的布儒斯特角θB满足60°≤θB＜90°。在其中一个实施例中，所述微结构由至少两种透波材料沿一预设轴线排布形成，所述微结构的对称平面与所述预设轴线垂直。在其中一个实施例中，所述微结构包括：两个各向异性透波材料，分别设于所述微结构的两侧；以及，一个各向同性透波材料，设于所述两个各向异性透波材料之间；其中，所述各向异性透波材料的任意方向上的有效相对介电常数均小于所述各向同性透波材料的相对介电常数。在其中一个实施例中，所述各向异性透波材料的任意方向上的有效相对介电常数均小于或等于所述各向同性透波材料的相对介电常数的五分之一。在其中一个实施例中，所述各向异性透波材料满足下列关系式：ε∥＝εI/(εI+1-ε⊥)；其中，ε∥表示所述各向异性透波材料在所述预设轴线方向上的有效相对介电常数，ε⊥表示所述各向异性透波材料在垂直于所述预设轴线方向上的有效相对介电常数，εI表示所述各向同性透波材料的相对介电常数。在其中一个实施例中，所述各向异性透波材料包括多个沿所述预设轴线间隔排布的打孔电介质板。在其中一个实施例中，所述透波结构对频率处于5G频段、且具有0～89°入射角的电磁波的透射率大于或等于97％。本申请还提供一种透波装置。一种透波装置，包括如前所述的透波结构。上述透波装置，通过如前所述的透波结构能够对不同频段的无线信号(包括5G信号)实现无阻挡，进而增强无线信号的传输接收效果。具体的，上述透波装置可以是具有高透射率透波效果的壳体、腔体或墙体，从而有利于无线通信设备的制备以及智能建筑的建造。附图说明图1为本申请一实施例透波结构的结构示意图；图2为本申请另一实施例透波结构的结构示意图；图3示出了横电波在本申请具体实施例1中的透射率随微结构周期数以及入射角的变化曲线；图4示出了横磁波在本申请具体实施例1中的透射率随微结构周期数以及入射角的变化曲线；图5示出了横电波在本申请具体实施例2中的透射率随微结构周期数以及入射角的变化曲线；图6示出了横磁波在本申请具体实施例2中的透射率随微结构周期数以及入射角的变化曲线；图7示出了横电波在本申请具体实施例3中的透射率随微结构周期数以及入射角的变化曲线；图8示出了横磁波在本申请具体实施例3中的透射率随微结构周期数以及入射角的变化曲线；图9示出了横电波在本申请具体实施例4中的透射率随微结构周期数以及入射角的变化曲线；图10示出了横磁波在本申请具体实施例4中的透射率随微结构周期数以及入射角的变化曲线；图11示出了本申请又一实施例透波结构的结构示意图；图12示出了横电波在图11所示实施例中的透射率随微结构周期数以及入射角的变化曲线；图13示出了横磁波在图11所示实施例中的透射率随微结构周期数以及入射角的变化曲线。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的优选实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本专利技术的公开内容理解得更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。第五代移动通讯技术(5G，Fifth-generation)主要包括两部分的工作频段：1)低于6GHz的频段。该频段是5G技术的主用频段，其特点是频率低，绕射能力强，覆盖效果好，该频段最大支持100Mbps的带宽。其中，低于3GHz的部分，包括了现网在用的2G、3G、4G的频谱，在建网初期可以利旧站址的部分资源实现5G网络的快速部署；2)高于6GHz的频段。该频段是5G技术的扩展频段，其优点是频谱干净，干扰较小，该频段最大支持400Mbps的带宽，未来很多高传输速率应用都会基于此段频谱实现。当然5G信号也由于其频率较高的特点，存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容易受气候环境影响以及易被障碍物屏蔽等缺点。而生活中普通墙体主要由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透波结构，用于减弱或消除电磁波的反射，其特征在于，包括多个沿至少一个方向周期排布的微结构，所述微结构为平面对称结构且具有电磁波射入面和电磁波射出面，所述电磁波射入面和所述电磁波射出面关于所述微结构的对称平面对称；其中，/n所述微结构由至少两种具有不同有效相对介电常数的透波材料复合形成，且所述微结构中透波材料的有效相对介电常数由所述电磁波射入面向所述电磁波射出面先增大后减小；且，/n每个所述透波材料具有对应的布儒斯特角，任意两个所述透波材料的布儒斯特角的差值处于预设范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种透波结构，用于减弱或消除电磁波的反射，其特征在于，包括多个沿至少一个方向周期排布的微结构，所述微结构为平面对称结构且具有电磁波射入面和电磁波射出面，所述电磁波射入面和所述电磁波射出面关于所述微结构的对称平面对称；其中，
所述微结构由至少两种具有不同有效相对介电常数的透波材料复合形成，且所述微结构中透波材料的有效相对介电常数由所述电磁波射入面向所述电磁波射出面先增大后减小；且，
每个所述透波材料具有对应的布儒斯特角，任意两个所述透波材料的布儒斯特角的差值处于预设范围内。


2.根据权利要求1所述的透波结构，其特征在于，任意两个所述透波材料的布儒斯特角的差值ΔθB满足|ΔθB|≤5°。


3.根据权利要求1或2所述的透波结构，其特征在于，任一所述透波材料的布儒斯特角θB满足60°≤θB＜90°。


4.根据权利要求1或2所述的透波结构，其特征在于，所述微结构由至少两种透波材料沿一预设轴线排布形成，所述微结构的对称平面与所述预设轴线垂直。


5.根据权利要求4所述的透波结构，其特征在于，所述微结构包括：
两个各向异性透波材料，分别设于所述微结构的两侧；以及，
一个各...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰，罗浩，赖耘，
申请(专利权)人：南京星隐科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32