本发明专利技术涉及一种宽频带阻超材料，其包括一超材料片层，所述超材料片层包括介质基板和两分别附着于所述介质基板的两相对表面的结构层，每一结构层包括多个呈正六边形的金属微结构，所述两结构层中位于所述介质基板的对应位置的两金属微结构组成一对，每一结构层中任两相邻金属微结构的两相邻边相互平行，从而使任两相邻金属微结构的中心的间距变小，这样可抑制超宽的高频段内的电磁波而使超材料具有宽频带阻功能，而对于低频段的电磁波，其透波率高，且反射小，具有良好的透波性能。本发明专利技术还涉及一种由此宽频带阻超材料制成的宽频带阻超材料天线罩和天线系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超材料及由其制成的超材料天线罩和天线系统，更具体地说，涉及一种设计新颖的宽频带阻超材料及由其制成的宽频带阻超材料天线罩和天线系统。
技术介绍
超材料是ー种具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构材料。当前，人们在基板上周期性地排列具有一定几何形状的人工微结构来形成超材料。由于可以利用人工微结构的几何形状和尺寸以及排布来改变超材料空间各点的介电常数和/或磁导率，使其产生预期的电磁响应，以控制电磁波的传播，故而，在多个领域具有广泛的应用前景，成为各国科研人员争相研究的热点领域之一。特别是将超材料做为具有良好透波性能的透波材料，并用来制作天线罩已有相当研究。 传统上，制造天线罩时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、环氧树脂和ABS以及UPVC等高分子聚合物。尽管由这些材料制成的天线罩可使天线免受外界恶劣环境的影响，而且对天线的发送和/或接收的电磁波的损耗较小，但是由于这种天线罩通常是带通天线罩，用于舰船雷达系统(其工作频率一般为3GHz)时，会在某些频段(如X波段或更高频率)产生谐振，并且在高频时出现很多栅瓣，使某些频率和入射角的雷达散射截面(英文为Radar Cross Section，简称RCS)増大，这样雷达非统容易暴露。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供ー种具有良好透波性能的宽频带阻超材料及由其制成的宽频带阻超材料天线罩和天线系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种宽频带阻超材料，其包括至少一超材料片层，所述超材料片层包括介质基板和两分别附着于所述介质基板的两相对表面的结构层，每ー结构层包括多个呈正六边形的金属微结构，所述两结构层中位于所述介质基板的对应位置的两金属微结构组成一対，每ー结构层中任两相邻金属微结构的两相邻边相互平行。优选地,姆一金属微结构的外接圆的半径为2. 72 2. 95mm。优选地，每ー金属微结构包括六条首尾相接而构成封闭环的金属线段，所述六条金属线段的长度相等、宽度相等，宽度均为O. 13 O. 20mm。优选地，任两相邻金属微结构的两相邻金属线段相互平行。优选地，任两相邻金属线段的间距均相等，均为O. 25 O. 32mm。优选地,姆一金属微结构的外接圆的半径为2. 85mm ;姆一金属微结构的各金属线段的宽度均为O. 17_、厚度均为O. 018mm ;任两相邻金属微结构的两相互平行的金属线段的间距为O. 28mm ;所述介质基板的厚度为9mm。优选地，所述介质基板由聚四氟こ烯(F4B)制成。优选地，每ー金属微结构的金属线段由铜制成。一种宽频带阻超材料天线罩，其包括至少ー超材料片层，所述超材料片层包括介质基板和两分别附着于所述介质基板的两相对表面的结构层，每ー结构层包括多个呈正六边形的金属微结构，所述两结构层中位于所述介质基板的对应位置的两金属微结构组成ー对，每ー结构层中任两相邻金属微结构的两相邻边相互平行。ー种天线系统，包括天线和设置于所述天线接收和/或发射的电磁波的传播方向上的宽频带阻超材料天线罩，所述宽频带阻超材料天线罩包括至少ー超材料片层，所述超材料片层包括介质基板和两分别附着于所述介质基板的两相对表面的结构层，每ー结构层包括多个呈正六边形的金属微结构，所述两结构层中位于所述介质基板的对应位置的两金属微结构组成一対，每ー结构层中任两相邻金属微结构的两相邻边相互平行。本专利技术宽频带阻超材料及由其制成的宽频带阻超材料天线罩和天线系统具有以 下有益效果由于其超材料片层的两表面上均具有多个呈正六边形的金属微结构，且任两相邻金属微结构的两相邻边相互平行，从而使任两相邻金属微结构的中心的间距变小，可抑制超宽的高频段内的电磁波而具有宽频带阻功能，而对于低频段的电磁波，其透波率高，且反射小，具有良好的透波性能。附图说明下面将结合附图及具体实施方式对本专利技术作进ー步说明。图I是本专利技术宽频带阻超材料的ー个超材料片层的结构示意图；图2是图I中所述超材料片层的结构层的平面示意图；图3是用于构成图2中所述结构层的ー个金属微结构的放大示意图；图4是图I中一个呈长方形的超材料单元样品的反射系数SI和透射系数S2随电磁波的频率变化的响应曲线图；图5是本专利技术宽频带阻超材料天线罩和天线系统的示意图。图中各标号对应的名称为10超材料片层、12介质基板、14结构层、16金属微结构、18金属险段、19超材料单元、20天线系统、22天线、24宽频带阻超材料天线罩具体实施例方式本专利技术中的“片层”、“板”、“层”等术语既指平面、曲面、锥面、球面、异形面等任意形状的薄层材料，亦可包括柔软的薄膜，因应用需求而不同。为简明起见，本实施方式中的“片层”、“板”、“层”均以平面示意。如图I所示，本专利技术宽频带阻超材料包括至少ー超材料片层10，所述超材料片层10包括一介质基板12和两分别附着于所述介质基板12的两相对表面的结构层14。所述介质基板12由聚合物材料、陶瓷材料、铁电材料、铁氧材料或铁磁材料等制成，如环氧树脂玻璃纤维布板(即FR4板)、聚四氟こ烯板(即F4B板)、高密度聚こ烯板(即HDPE板)或丙烯臆-丁ニ烯-苯こ烯板(即ABS板)等，其厚度为8 11mm。请參考图2，每ー结构层14包括多个呈阵列排布的金属微结构16。每个金属微结构16是由一定尺寸的金属线段构成的具有一定几何形状的平面(ニ維)或立体(三維)结构，其中，金属线段由如铜、银等金属导电材料制成，其截面可以为扁平状或其他任意形状，如圆柱状。所述两结构层14中位于所述介质基板12的对应位置的两金属微结构16形成ー对金属微结构16。所述两结构层14上的金属微结构16的几何形状和尺寸均相同，故以下以ー个金属微结构16为例进行说明。如图3所示，每ー金属微结构16呈正六边形，其外接圆的半径R为2. 72 2. 95mm。每ー金属微结构16包括六条首尾相接而构成封闭环的金属线段18，每ー金属线段18的长度相等、宽度相等，其宽度W为O. 13 O. 20_。每ー金属微结构16的任一金属线段18与相邻金属微结构16中的一金属线段18平行。任两相邻金属微结构16的两相互平行的金属线段18的间距D为O. 25 O. 32mm(如图2)。同一结构层14内，若让由连接最靠近的四个金属微结构16的中心的四条直线段(如图中虚线)形成ー个长方形区域，则位于所述四个金属微结构16之间的ー金属微结构16的中心即为所述长方形区域的中心；若以位于所述长方形区域内的金属图案为ー个单元图案，则所述结构层14便可看作是由多个所述单元图案阵列而成，如图所示，所述长方形区域的长边LI和短边L2分别为8· 6 9. 2mm、5. O 5. 5mm。而所述两结构层14中位于所述介质基板12的对应位置的两单元图案组成ー对单元图案。·再请參考图2，若我们将所述两结构层14中的一对单元图案及其所在的介质基板部分(其大小等于上述长方形区域)称作一超材料単元19，则所述超材料片层10可看作是由多个所述超材料単元19阵列而成。一般，每个超材料単元19的几何尺寸(等于所述长方形区域的长边LI和短边L2)与根据需要而设定响应的电磁波波长有夫。实际制作时，我们可选取ー两表面均覆有金属箔的PCB层压板,在其两表面的金属箔上通过蚀刻形成所述多个金属微结构16，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种宽频带阻超材料，包括至少一超材料片层，所述超材料片层包括介质基板和两分别附着于所述介质基板的两相对表面的结构层，每一结构层包括多个呈正六边形的金属微结构，所述两结构层中位于所述介质基板的对应位置的两金属微结构组成一对，每一结构层中任两相邻金属微结构的两相邻边相互平行。
【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，
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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