双通带透波材料及其天线罩和天线系统技术方案

本发明专利技术涉及双通带透波材料及其天线罩和天线系统。双通带透波材料包括由非金属材料制成的第一基板和第二基板，以及夹设在第一基板和第二基板之间且排布成网格状的多个第一金属微结构，相邻的第一金属微结构之间无间隙，且所述第一金属微结构为十字形结构。本发明专利技术还提供一种天线罩和天线系统。本发明专利技术的双通带透波材料及其天线罩和天线系统可工作在两个频段内，在此两个频段内的透波效率很高，而且能够屏蔽其他频段，从而排除干扰，保证了天线的良好工作环境。天线加上天线罩后，天线的辐射能力得到了加强，有效提高了增益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天线罩，更具体地说，涉及双通带透波材料及其天线罩和天线系统。
技术介绍
一般情况下，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。 目前制备天线罩的材料多采用介电常数和损耗角正切低、机械强度高的材料，如玻璃钢、环氧树脂、高分子聚合物等，材料的介电常数具有不可调节性。结构上多为均匀单壁结构、夹层结构和空间骨架结构等，罩壁厚度的设计需兼顾工作波长、天线罩尺寸和形状、环境条件、所用材料在电气和结构上的性能等因素，在保护天线免受外部环境影响的条件下不具备增强天线方向性和提高天线增益的功能，透波性能较差。而且，天线罩的工作频段较窄且工作频段单一，在不同的频段需求以及多频段需求下需要更换天线罩，无法实现资源的重复使用，导致资源的浪费以及设备成本的提高。
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透波性能较差、工作频段较窄且无法满足多频段需求的缺陷，提供双通带透波材料及其天线罩和天线系统。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双通带透波材料，包括由非金属材料制成的第一基板和第二基板，以及夹设在第一基板和第二基板之间且排布成网格状的多个第一金属微结构，相邻的第一金属微结构之间无间隙，且所述第一金属微结构为十字形结构。在本专利技术所述的双通带透波材料中，所述双通带透波材料还包括覆盖于所述第一基板外表面的多个阵列排布的第二金属微结构和覆盖于所述第二基板外表面的多个阵列排布的第三金属微结构。在本专利技术所述的双通带透波材料中，所述第二金属微结构为开设有雪花型槽结构的方形贴片。在本专利技术所述的双通带透波材料中，所述第三金属微结构为开设有雪花型槽结构的方形贴片。在本专利技术所述的双通带透波材料中，所述雪花型槽结构包括十字形槽结构以及分别设置在所述十字形槽结构的四个端点上的四个一字形槽结构。在本专利技术所述的双通带透波材料中，所述十字形槽结构由两条尺寸相同且垂直平分的一字形槽构成；所述一字形槽的槽长为2. I 2. 6mm,槽宽为0. 24 0. 27mm。在本专利技术所述的双通带透波材料中，所述一字形槽结构的槽长为I. 9 2. 5_，槽宽为 0. 24 0. 27mm。在本专利技术所述的双通带透波材料中，相邻雪花型槽结构之间的距离为3. 36 3.92mm。本专利技术还提供一种天线罩，用于罩设在天线上，包括如上所述的双频带通透波材料。本专利技术还提供一种天线系统，包括天线以及如上所述的天线罩，所述天线罩罩设于天线上。实施本专利技术的技术方案，具有以下有益效果通过在基板上附着特定形状的金属微结构，得到需要的电磁响应，使得天线罩的透波性能增强，抗干扰能力增加。可以通过调节金属微结构的形状、尺寸，来改变材料的相对介电常数、折射率和阻抗，从而实现与空气 的阻抗匹配，以最大限度的增加入射电磁波的透射，减少了传统天线罩设计时对材料厚度和介电常数的限制。本专利技术的双通带透波材料及其天线罩和天线系统可工作在两个频段内，在此两个频段内的透波效率很高，而且能够屏蔽其他频段，从而排除干扰，保证了天线的良好工作环境。天线加上天线罩后，天线的辐射能力得到了加强，有效提高了增益。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图I是依据本专利技术一实施例的双通带透波材料的结构示意图；图2是依据本专利技术一实施例的第一金属微结构的排布不意图；图3是依据本专利技术一实施例的单个第一金属微结构的示意图；图4是依据本专利技术一实施例的第二金属微结构在第一基板外表面的排布不意图；图5是图4所示的相邻两个第二金属微结构的排布示意图；图6是图4所示的雪花型槽结构的示意图；图7是依据本专利技术一实施例的第三金属微结构在第二基板外表面的排布示意图；图8是依据本专利技术一实施例的双通带透波材料的S参数仿真示意图。具体实施例方式本专利技术提供一种双频带通透波材料，如图I所示，包括由非金属材料制成的第一基板10和第二基板20，以及夹设在第一基板10和第二基板20之间且排布成网格状的多个第一金属微结构31。可以理解的是，说明书附图中示出的金属微结构的数目仅为示意，用于说明金属微结构之间的排布情况，不作为对本专利技术的限制。制造基板的材料有多种选择，例如陶瓷、FR4、F4B (聚四氟乙烯)、HDPE (高密度聚乙烯，High Density Polyethylene)、ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)、铁电材料、或者铁磁材料等。第一基板10、第二基板20优选介电常数为3. 4，损耗角正切为0. 0028的材料。第一金属微结构31为导电材料制成的具有一定几何图案的平面结构。这里的导电材料，可以是金、银、铜等导电性能良好的金属材料，或者主要成分为金、银、铜中的一种或两种的合金材料，也可以是碳纳米管、掺铝氧化锌、铟锡氧化物等可以导电的非金属材料。本专利技术中，优选铜或银。第一基板10、第二基板20的厚度为0. 5 I. 5mm。第一金属微结构31的具体几何形状图案见图2和图3所示，相邻的第一金属微结构31之间无间隙，且第一金属微结构31为十字形结构。十字形结构是由两条尺寸相同且相互垂直的金属线构成，金属线的长度a=6. 5mm,线宽b=3. 1mm。在本专利技术一实施例中，双通带透波材料还包括覆盖于第一基板10外表面的多个阵列排布的第二金属微结构32和覆盖于第二基板20外表面的多个阵列排布的第三金属微结构33。如图4、5所示，第二金属微结构32为开设有雪花型槽结构321的方形贴片。在本专利技术一实施例中，方形贴片为正方形贴片，方形贴片的边长c=6. 24_，相邻方形贴片之间的间距 wl=0. 52mm。雪花型槽结构321的具体形状如图6所示，雪花型槽结构321包括十字形槽结构A以及分别设置在十字形槽结构A的四个端点上的四个一字形槽结构B。十字形槽结构A由两条尺寸相同且垂直平分的一字形槽构成。在本专利技术一实施例中，一字形槽的槽长e为2.I 2. 6mm,槽宽w2为0. 24 0. 27mm。一字形槽结构B的槽长d为I. 9 2. 5mm,槽宽w2为0. 24 0. 27mm。两相邻方形贴片上的雪花型槽结构321之间的距离为3. 36 3. 92mm。 在本专利技术一实施例中，覆盖于第二基板20外表面的多个阵列排布的第三金属微结构33也为开设有雪花型槽结构的方形贴片，第三金属微结构33与第二金属微结构32的形状和尺寸相同。第三金属微结构33在第二基板20外表面的排布规律见图7。下面将结合具体实施例来说明本专利技术的双通带透波材料的应用效果。在一实施例中，第一金属微结构31为十字形结构，由两条尺寸相同且相互垂直的金属线构成，金属线的长度a=6. 5mm,线宽b=3. 1mm。第二、第三金属微结构32、33均为开设有雪花型槽结构321的方形贴片，方形贴片的边长相等，边长c=6. 24mm，相邻方形贴片之间的间距wl=0. 26mm。雪花型槽结构321的槽宽w2=0. 26mm, 一字形槽的槽长e=2. 48mm, 一字形槽结构B的槽长d本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双通带透波材料，其特征在于，包括由非金属材料制成的第一基板和第二基板，以及夹设在第一基板和第二基板之间且排布成网格状的多个第一金属微结构，相邻的第一金属微结构之间无间隙，且所述第一金属微结构为十字形结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，赵治亚，方小伟，付少丽，王海莲，
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：