宽频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宽频透波材料及其天线罩和天线系统，宽频透波材料包括至少一个由非金属材料制成的第一基板以及附着在第一基板上且阵列排布的多个人造微结构，所述人造微结构包括具有两个对称的开口的圆形结构以及经过所述圆形结构中心的一字形结构，所述两个开口分别位于所述一字形结构的两侧。本发明专利技术的宽频透波材料及其天线罩和天线系统可工作在较宽频带内，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，涉及宽频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。造成这些现象的原因是天线罩壁的反射和不均匀部分的绕射会引起天线主波瓣电轴偏移，从而产生瞄准误差；天线罩对高频能量的吸收和反射会引起传输损耗，从而影响天线増益(接收时使系统噪声温度増加)。·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，在不同的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闻。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在干，针对现有技术的上述透波性能较差、工作频段较窄的缺陷，提供一种宽频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ー种宽频透波材料，包括至少ー个由非金属材料制成的第一基板以及附着在第一基板上且阵列排布的多个人造微结构，所述人造微结构包括具有两个对称的开ロ的圆形结构以及经过所述圆形结构中心的一字形结构，所述两个开ロ分别位于所述一字形结构的两侧。在本专利技术所述的宽频透波材料中，所述两个开ロ相对于所述一字形结构对称分布。在本专利技术所述的宽频透波材料中，所述一字形结构和所述圆形结构由金属丝构成。在本专利技术所述的宽频透波材料中，所述一字形结构和所述圆形结构的金属丝的宽度相等。在本专利技术所述的宽频透波材料中，所述圆形结构的直径为3 3. 9_。在本专利技术所述的宽频透波材料中，所述两个开ロ的长度相等，开ロ的长度为L 2 L 8mm。在本专利技术所述的宽频透波材料中，所述宽频透波材料还包括第二基板，所述人造微结构夹设在第一基板和第二基板之间。在本专利技术所述的宽频透波材料中，所述第一基板和第二基板的厚度为2mm，所述人造微结构的厚度为O. 018mm。本专利技术还提供ー种天线罩，用于罩设在天线上，包括如上所述的宽频透波材料。本专利技术还提供ー种天线系统，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人造微结构，得到需要的电磁响应，使得天线罩的透波性能增强，抗干扰能力増加。可以通过调节人造微结构的形状、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，以最大限度的増加入射电磁波的透射，減少了传统天线罩设计时对材料厚度和介电常数的限制。本专利技术的宽频透波材料及其天线罩和天线系统可工作在较宽频带内，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，有效提高了増益。 附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进ー步说明，附图中图I是依据本专利技术ー实施例的宽频透波材料的结构示意图；图2是依据本专利技术ー实施例的人造微结构的排布示意图；图3是依据本专利技术ー实施例的单个人造微结构的示意图；图4是依据本专利技术ー实施例的宽频透波材料和纯ABS材料的反射系数对比示意图；图5是依据本专利技术ー实施例的宽频透波材料和纯ABS材料的透射系数对比示意图；图6是依据本专利技术ー实施例的由宽频透波材料制成的平板状天线罩和固定环的立体图；图7是图6的装配图；图8是图I的剖视图；图9是依据本专利技术另一实施例的透波材料的剖视图。具体实施例方式本专利技术提供了一种宽频透波材料，包括至少ー个由非金属材料制成的第一基板以及附着在第一基板上且阵列排布的多个人造微结构。制造基板的材料有多种选择，例如陶瓷、FR4、F4B(聚四氟こ烯)、HDPE(高密度聚こ烯，High Density Polyethylene)、ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene,丙烯腈-丁ニ烯-苯こ烯)、铁电材料、或者铁磁材料等。如图I所示，本实施例中的宽频透波材料包括两层基板，即由非金属材料制成的第一基板10和第二基板20，以及夹设于第一基板10与第二基板20之间且阵列排布的多个人造微结构30。透波材料的剖视图如图8所示，第一基板10与第二基板20之间排布有多个人造微结构，形成ー层人造微结构层A。第一基板10和第二基板20优先选取介电常数为2.2 4. 3，损耗角正切不超过0. 01的材料。人造微结构30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。人造微结构30的具体几何形状图案见图2和图3，人造微结构30包括具有两个对称的开ロ K的圆形结构31以及经过所述圆形结构31中心的一字形结构32，两个开ロ K分别位于一字形结构32的两侧。在本专利技术ー实施例中，如图2-3所不,两个开ロ K相对于ー字形结构32对称分布。图示的人造微结构的数目仅为示意，仅用于说明人造微结构之间的排布情况，不作为对本专利技术的限制。一字形结构32和圆形结构31由金属丝构成，在本专利技术优选实施例中，一字形结构 32和圆形结构31的金属丝的宽度w相等,w为0. I 0. 3mm。圆形结构31的直径a为3 3.9mm。两个开ロ K的长度相等，开ロ K的长度b为I. 2 I. 8mm。开ロ K与一字形结构32的间距为C。下面将结合具体实施例来说明本专利技术的宽频透波材料的应用效果。在一实施例中，相邻的两个人造微结构30的中心之间的距离为4mm，圆形结构31的直径a = 3. 6mm,宽度w = 0. 2mm。一字形结构32的经过圆形结构31的中心，且与圆形结构31相接，长度为3.2謹，宽度w = 0. 2謹。开ロ K的长度b = I. 5謹。开ロ K与一字形结构32的间距C =1.476mm。金属丝为金丝、银丝或铜丝，或者为含有金、银或铜的合金丝。第一基板10与第ニ基板20的厚度分别为2mm，人造微结构30的厚度为0. 018mm。在本专利技术ー实施例中，第一基板10和第二基板20由介电常数为2. 8，损耗角正切为0. 01的ABS材料制得。第一基板10和第二基板20之间通过填充液态基板原料或者通过组装相互连接在一起。人造微结构30通过蚀刻的方式附着在第一基板10上，当然人造微结构30也可以采用电镀、钻刻、光刻、电子刻或者离子刻等方式附着在第一基板10或第二基板20上。第一基板10和第二基板20也可以采用其他材料制成，比如陶瓷、HIPS (耐冲击性聚苯こ烯，Highimpact polystyrene)材料、铁电材料、铁氧材料或者铁磁材料制成。对具有上述參数的宽频透波材料进行仿真，其S參数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽频透波材料，其特征在于，包括至少一个由非金属材料制成的第一基板以及附着在第一基板上且阵列排布的多个人造微结构，所述人造微结构包括具有两个对称的开口的圆形结构以及经过所述圆形结构中心的一字形结构，所述两个开口分别位于所述一字形结构的两侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，赵治亚，法布里齐亚·盖佐，易翔，
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：