CN203119090U - 一种平板天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种平板天线，其包括平板天线本体、设置于平板天线本体表面的非金属薄膜以及设置于所述薄膜表面的图案层。本实用新型通过采用平板状的天线，并在天线上设置保护膜和图案层使得天线能真正的达到隐藏和美化的效果。

Description

一种平板天线

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种平板天线。 

背景技术

天线自从二次世界大战实用新型以来一直以抛物面形态出现。随着科技和经济发展，人们对无线通讯的覆盖面的要求越来越广，无线城市的概念也随着出现。然而无线通讯需要大量的天线，各类抛物面天线或设置于楼顶或设置于路边。 

抛物面天线的形状被其物理特性所限定，必须为抛物面形状，人们对抛物面天线存在抵制心理。现有技术中，为兼顾美化以及无线通信覆盖面的效果，通常是在天线外面罩设美化天线罩，通过将美化天线罩设计成各类常见的外形，例如空调、烟囱、树等，以隐蔽天线。 

在现有的抛物面天线上增设美化天线罩以达到隐藏天线的效果无疑会增大天线布置时的成本，同时天线罩仍以一个独立的物体出现，与四周的环境存在差异，不能达到真正地隐藏效果。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种隐藏和美化效果较好的平板天线。 

本实用新型采用的技术方案为，提出一种平板天线，其包括平板天线本体、设置于平板天线本体表面的薄膜以及设置于所述薄膜表面的图案层。 

进一步，所述图案层图案与所述平板天线应用时的背景图案一致。 

进一步，所述图案层图案为油画或山水画。 

进一步，所述图案层图案为贴画。 

进一步，所述图案层图案为纯色图案或文字。 

进一步，所述图案层图案为迷彩图案。 

进一步，所述图案层图案为各国国旗图案。 

进一步，所述图案层图案为产品广告。 

进一步，所述非金属薄膜材料为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、特氟龙或有机硅。 

进一步，所述非金属薄膜材料为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯或酚醛。 

进一步，所述非金属薄膜材料为墙纸或PE发泡珍珠纸。 

进一步，所述非金属薄膜厚度小于5毫米。 

进一步，所述非金属薄膜厚度为0.01-4毫米。 

进一步，所述非金属薄膜厚度为0.01-1毫米。 

进一步，所述平板天线本体包括用于对入射电磁波进行波束调制的功能板以及设置在所述功能板一侧的用于反射电磁波的反射层；所述功能板包括两个或两个以上具有移相功能的功能板单元。 

进一步，所述功能板单元包括基板单元以及设置在所述基板单元一侧的至少一个对入射电磁波产生电磁响应的人造结构单元，相邻两个功能板单元的几何中心之间的距离小于入射电磁波波长的七分之一。 

进一步，所述相邻两个功能板单元的几何中心之间的距离相同。 

进一步，所述人造结构单元为导电材料构成的具有几何图案的结构。 

进一步，所述反射层贴附于所述功能板一侧表面。 

进一步，所述反射层与所述功能板相互间隔设置。 

进一步，所述反射层为金属网格反射层。 

进一步，所述金属网格反射层由多片相互间隔的金属片构成，单个金属片的形状为三角形或者多边形。 

进一步，所述单个金属片的形状为正方形。 

进一步，所述多片金属片相互之间的间隔小于入射电磁波波长的二十分之一。 

进一步，所述金属网格反射层为由多条金属线纵横交错构成的具有多网孔的网状结构，单个网孔的形状为三角形或者多边形。 

进一步，所述单个网孔的形状为正方形。 

进一步，所述单个网孔的边长小于入射电磁波波长的二分之一，所述多条金属线的线宽大于或等于0.01mm。 

进一步，所述基板单元的横截面为三角形或多边形。 

进一步，所述基板单元的横截面为等边三角形、正方形、菱形、正五边形、正六边形或者正八边形。 

进一步，所述相邻功能板单元的几何中心之间的距离小于入射电磁波波长的八分之一。 

进一步，所述相邻功能板单元的几何中心之间的距离小于入射电磁波波长的十分之一。 

进一步，还包括馈源、一端与平板天线固定连接的平板支杆、与所述馈源连接并活动连接在所述平板支杆另一端上的馈源卡件、将所述平板支杆固定到墙壁上的紧固件。 

进一步，所述平板支杆与所述馈源卡件相连的一端沿轴向开设有滑移槽，所述馈源卡件上开设有与所述滑移槽相交的调节槽，至少一个调节螺栓依次穿过所述调节槽和滑移槽从而将所述馈源卡件和平板支杆的相对位置锁紧定位。 

进一步，所述馈源卡件为U形弹簧片，所述馈源插入所述U形弹簧片的弧形区域，一紧定螺钉穿过所述U形弹簧片的两个延伸臂并挤压二者将所述馈源压紧定位。 

进一步，将所述平板支杆固定到平面上的紧固件包括放在所述平板支杆外表面上的压片和分别从所述压片两端穿过以进入墙壁的长杆螺钉。 

本实用新型通过在平板天线本体上覆盖具有图案层的薄膜，一方面使得平板天线本体被保护，另一方面也使得平板天线能够有效地隐藏于周边环境中同 时还能美化平板天线外观。 

附图说明

图1本实用新型平板天线的立体结构示意图； 

图2为平板天线本体一较佳实时方式的立体接示意图； 

图3是功能板单元的横截面图形为六边形时，功能板的正视示意图； 

图4是反射层一较佳实施方式的结构示意图； 

图5是网格结构的金属网格反射层的结构示意图； 

图6是平面雪花状的人造结构单元所构成的调制单元的示意图； 

图7是平面雪花状的人造结构单元几何形状生长的第一阶段； 

图8是平面雪花状的人造结构单元几何形状生长的第二阶段； 

图9是图6所示的人造结构单元所构成的调制单元的移相量随结构生长参数S的变化曲线图； 

图10是本实用新型另一种结构的人造结构单元构成的调制单元的示意图； 

图11是图10所示的人造结构单元的生长方式示意图； 

图12是图10所示的人造结构单元所构成的调制单元的移相量随结构生长参数S的变化曲线图； 

图13是本实用新型另一种结构的人造结构单元构成的调制单元的示意图； 

图14是是图13所示的人造结构单元的生长方式示意图； 

图15是图13所示的人造结构单元所构成的调制单元的移相量随结构生长参数S的变化曲线图； 

图16a是三角形金属片状的人造结构单元的示意图； 

图16b是正方形金属片状的人造结构单元的示意图； 

图16c是圆形金属片状的人造结构单元的示意图； 

图16d是圆形金属环状的人造结构单元的示意图； 

图16e是方形金属环状的人造结构单元的示意图； 

图17是本实用新型平板天线具体应用时的立体结构示意图。 

具体实施方式

如图1所示，图1为本实用新型平板天线的立体结构示意图。图1中，平板天线包括平板天线本体1、设置于平板天线本体1表面的非金属薄膜2以及设置于薄膜表面的图案层3。 

平板天线本体1用于调制电磁波，将电磁波汇聚于馈源或者将馈源发出的电磁波辐射出去。非金属薄膜2一方面用于保护平板天线本体1，另一方面也可作为图案层的支撑体。非金属薄膜2的厚度较薄，一般小于5毫米，由于其较薄的厚度，使得除金属外的各种材质制成的薄膜都能具有较好的透波效果。优选地，非金属薄膜2的厚度为0.01-4毫米。更优选地，非金属薄膜2的厚度为0.01-1毫米。 

图案层可绘制于非金属薄膜2表面上，也可以独立贴附于非金属薄膜2表面。优选地，图案层和平板天线应用环境一致，以达到隐藏平板天线的效果。例如当平板天线用于军用通信时，将平板天线挂设于军用帐篷外，因此将平板天线图案层设置为迷彩图案。当平板天线用于室内时，则可以将平板天线设置与墙壁颜色一致的纯色图案。 

另外，图案层2还可用于美化平板天线外观，例如使用尺寸合适的油画作为图案层2，还可使用贴画、山水画等。 

进一步地，图案层2还可绘制各种文字、标语、广告等。优选地，图案层2的图案为各国国旗。 

平板天线本体1的形成方式有多种，例如可以为平板透镜天线，还可以为反射器阵列天线。平板天线本体1的共同特征是包括平板以及排布于平板上的结构单元，通过改变每一结构单元的折射率以使得平板具有一规律的折射率分布从而可以利用平板的形态实现传统抛物面天线的功能。平板天线本体1能方便地贴附于墙壁、广告牌、窗户甚至屋顶上，在平板天线本体1上设置薄膜而 后在薄膜上贴附或者绘制图案层使得平板天线与墙壁、广告牌、窗户或者屋顶能融为一体，彻底解决了传统抛物面天线所未解决的隐藏和美化功能。 

平板天线本体1的形状可以为图1所示的方形，也可为圆形或其他图形。 

优选地，平板天线本体1为反射阵列天线。图2为平板天线本体一较佳实施方式的立体结构示意图。平板天线本体1包括用于对入射电磁波进行波束调制的功能板以及设置于功能板S一侧的用于反射电磁波的反射层FS。所述功能板1包括两个或两个以上具有移相功能的功能板单元10。其中，任意相邻两个功能板单元10的几何中心之间的距离小于入射电磁波波长的七分之一。 

电磁波通过所述功能板单元10后由所述反射层FS反射，经反射的电磁波再次通过所述功能板单元10后出射。平板天线本体中的任意相邻两个功能板单元10的几何中心之间的距离小于入射电磁波波长的七分之一。本实用新型优选地，任意相邻两个功能板单元10的几何中心之间的距离小于入射电磁波波长的八分之一。更优选地，任意相邻两个功能板单元10的几何中心之间的距离小于入射电磁波波长的十分之一。 

如图2所示，功能板1包括两个或两个以上的功能板单元10，反射层FS包括与功能板单元10对应数量的反射单元20，功能板单元10与其对应的反射单元20构成一个调制单元100；可以理解的是，平板天线本体整体可由多个独立调制单元100拼接而成，也可由一整块功能板1与一整块反射层FS构成。 

所述功能板单元10包括基板单元以及设置在所述基板单元一侧的至少一个对入射电磁波产生电磁响应的人造结构单元。人造结构单元可以通过压合或者胶结贴附在基板单元上，也可以通过与基板单元有一定间隔，间隔之间可以是填充物也可以是支撑物，通常用泡沫。其中，功能板单元10的横截面图形可以有多种形式。比较典型的功能板单元的横截面图形可为三角形或多边形，优选地，功能板单元的横截面图形为等边三角形、正方形、菱形、正五边形、正六边形或者正八边形，图2中示出了横截面图形为正方形的功能板单元10；图3示出了由多个横截面图形为正六边形功能板单元所构成的功能板1的正视示意 图。功能板单元的横截面图形优选为等边三角形、正方形、菱形、正五边形、正六边形或者正八边形时。 

反射层FS可如图2所示紧密贴附于功能板1一侧表面设置，例如通过胶水粘结、机械连接等多种常用的连接方式来实现紧密贴附于功能板1一侧表面，本实用新型对此不做限制。反射层FS还可以与功能板1间隔一定距离设置。间隔距离的大小可依据实际需求来设置。反射层FS与功能板1之间可通过支撑件来连接，也可以通过在两者之间填充泡沫、橡胶等来实现。 

反射层FS可为一整块金属片或金属网格反射层，也可为涂覆于功能板1一侧的金属涂层或金属薄膜。金属片、金属涂层、金属薄膜或者金属网格反射层可以选用铜、铝或铁等金属材料。 

采用整块金属片、金属涂层或者金属薄膜作为反射层时，其厚度一般较薄，约为0.01-0.03毫米，金属片、金属涂层或者金属薄膜的长、宽远远大于其厚度。在制备和实际应用时容易因为应力的作用发生翘曲，一方面降低了产品制备过程中的良率，造成大量浪费，另一方面也增大了产品使用后的维护成本。 

本实用新型中，反射层FS优选地使用金属网格反射层，金属网格反射层由多片相互间隔间隙的金属片4构成，每一金属片4的长宽值和厚度值的差异减小，从而减小产品应力，避免反射层翘曲。然而由于各金属片之间存在缝隙，如果缝隙的宽度过宽会使得电磁波被网格状反射板反射时产生栅瓣效应，给平板天线本体性能带来影响，而如果缝隙的宽度过窄则会使得每一金属片的长宽值与厚度值的差异增大，不利于应力的释放。优选地，所述多片金属片相互之间的间隔小于入射电磁波波长的二十分之一。本实用新型中，单个金属片的形状为三角形或者多边形。 

在一优选实施例中，如图4所示，所述金属网格反射层WG由多片相互间隔的金属片4构成，单个金属片形状为正方形。 

在另一优选实施例中，如图5所示，所述金属网格反射层WG为由多条金 属线纵横交错构成的具有多网孔的网状结构，图中多条金属线分为纵向金属线ZX及横向金属线HX，纵向金属线ZX与横向金属线HX之间形成多个网孔WK，单个网孔WK的形状可为三角形或者多边形。并且所有网孔WK的形状可以相同，也可以不同。 

在图5所示的实施例中，优选地，所有网孔WK的形状均为正方形，纵向金属线ZX与横向金属线HX的线宽相同。所述单个网孔的边长小于入射电磁波波长的二分之一，所述多条金属线的线宽大于或等于0.01mm。优先地，所述单个网孔的边长为0.01mm至入射电磁波波长的二分之一，所述多条金属线的线宽为0.01mm至入射电磁波波长的5倍。 

在上述反射层的描述中，均以金属材料作为反射层材料，但应知本实用新型中反射层的作用为反射电磁波，因此只要能达到反射电磁波的材料均为本实用新型反射层的可选材料。 

本实用新型的功能板单元的实现方案，如下： 

如图2，功能板单10包括基板单元V以及设置在所述基板单元上的至少一个对入射电磁波产生电磁响应的人造结构单元M，人造结构单元M可以直接附着在基板单元V的表面。相邻两个功能板单元的几何中心之间的距离小于入射电磁波波长的七分之一。 

人造结构单元可为导电材料构成的具有几何图案的结构，导电材料可为金属或非金属导电材料，所述金属为金、银、铜、金合金、银合金、铜合金、锌合金或铝合金；所述非金属导电材料为导电石墨、铟锡氧化物或掺铝氧化锌。人造结构单元的加工方式可以有多种，可通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法分别附着在虚拟划分为多个基板单元的基板上。 

以下描述每一调制单元移相量的一种设计方法，应当理解的是，下述方法只是辅助说明性的，并不用以限定本实用新型，实际上，对本领域的技术人员来说，通过阅读本实用新型还可以通过其它常规的设计方法来实现天线上预期的移相量分布。 

每一调制单元的移相量的设计方法包括如下步骤： 

S1、设置每一调制单元的移相量的变化范围，构造n个调制单元的移相量的向量空间；设置期望的电磁波辐射方向图对应的参数指标。这里的参数指标主要是指影响到电磁波辐射方向图的主要技术指标，不同的应用场景下，关注的技术指标是不同的，例如，可以是半功率波束宽度等。 

S2、对所述移相量的向量空间进行抽样，生成m（m<n）个调制单元的抽样向量空间；这里的抽样可以是常用的各种抽样方法，例如随机抽样、系统抽样等。 

S3、依据所述抽样向量空间，通过插值方法计算剩余n-m个调制单元的移相量，生成n个调制单元的新的移相量的向量空间；插值方法可以是高斯过程插值法、样条长治方法等。 

S4、计算对应的参数指标，判断计算的参数指标是否满足预设要求，若是，则即为满足需要的移相量的向量空间；若否，则通过预设的优化算法生成新的抽样向量空间，并通过插值方法生成新的移相量的向量空间，循环执行直至满足预设要求。预设的优化算法可以是模拟退火、遗传算法、禁忌搜索等算法。预设要求可以包括例如参数指标的阈值以及精度的范围。 

通过上述的方法可以得到我们需要的每一调制单元的移相量分布情况，根据移相量的分布情况再结合我们要使用的技术方案类型来确定具体的设计。例如，如果采用由基板单元及人造结构单元构成的功能板单元来实现入射电磁波方向图的调制，那么就需要找出能够满足移相量分布的人造结构单元的形状、尺寸信息的对应关系。 

采用由基板单元及人造结构单元构成的功能板单元来实现入射电磁波方向图的调制，合理设计每一调制单元上的人造结构单元的形状、几何尺寸，可以设计出所述平板天线本体上每一调制单元的移相量，从而实现期望的电磁波辐射方向图。 

给定平板天线本体的入射频率，确定好基板单元的物理尺寸、材料及电磁 参数，以及人造结构单元的材料、厚度及拓扑结构，利用仿真软件，如CST、MATLAB、COMSOL等，可以获得调制单元的移相量随人造结构单元几何形状生长的变化曲线，即可得到连续变化的调制单元与移相量的对应关系，即获得该种形态的调制单元最大移相量与最小移相量。 

本实施例中，调制单元的结构设计可通过计算机仿真（CST仿真）得到，具体如下： 

（1）确定基板单元的材料。基板单元的材料，例如为FR-4、F4b或PS等。 

（2）确定基板单元的形状及物理尺寸。例如，基板单元可为横截面为正方形的方形薄片，基板单元的物理尺寸由平板天线本体的中心频率得到，利用频率得到其波长，再取小于入射电磁波波长的七分之一的一个数值做为基板单元横截面的边长，例如基板单元横截面的边长为入射电磁波波长的十分之一。基板单元的厚度根据不同波段有所不同，如Ku波段1-4mm，C波段6-12mm，X波段2-6.5mm，例如在，ku波段下，基板单元横截面的边长可为2.7mm。基板单元的边长即为两个相邻的人造结构单元中心的距离。 

（3）确定人造结构单元的材料、厚度及拓扑结构。例如，人造结构单元的材料为铜，人造结构单元的拓扑结构可为图6所示的平面雪花状的人造结构单元，所述的雪花状的人造结构单元具有相互垂直平分的第一金属线J1及第二金属线J2，所述第一金属线J1与第二金属线J2的长度相同，所述第一金属线J1两端连接有相同长度的两个第一金属分支F1，所述第一金属线J1两端连接在两个第一金属分支F1的中点上，所述第二金属线J2两端连接有相同长度的两个第二金属分支F2，所述第二金属线J2两端连接在两个第二金属分支F2的中点上，所述第一金属分支F1与第二金属分支F2的长度相等；此处的拓扑结构，是指人造结构单元几何形状生长的基础形状。人造结构单元的厚度可为0.005-1mm。例如为0.018mm。 

（4）确定人造结构单元的几何形状结构生长参数，此处用S表示。例如，如图6所示的平面雪花状的人造结构单元的几何形状结构生长参数S可以包括 人造结构单元的线宽W，第一金属线J1的长度a，第一金属分支F1的长度b。 

（5）确定人造结构单元的几何形状的生长限制条件。例如，如图6所示的平面雪花状的人造结构单元的人造结构单元的几何形状的生长限制条件有，人造结构单元之间的最小间距WL（如图5所示，人造结构单元与基板单元的边的距离为WL/2），人造结构单元的线宽W，以及第一金属分支与第二金属分支之间的最小间距，此最小间距可以与人造结构单元之间的最小间距WL保持一致；由于加工工艺限制，WL通常大于等于0.1mm，同样，线宽W通常也是要大于等于0.1mm。第一次仿真时，WL可以取0.1mm，W可以取一定值（即人造结构单元的线宽均匀），例如0.14mm或0.3mm，此时人造结构单元的几何形状结构生长参数只有a、b两个变量，令结构生长参数S＝a+b。人造结构单元的几何形状通过如图7至图8所示的生长方式，对应于某一特定入射频率（例如11.95GHZ），可以得到一个连续的移相量变化范围。 

以图6所示的人造结构单元为例，具体地，所述人造结构单元的几何形状的生长包括两个阶段（几何形状生长的基础形状为图6所示的人造结构单元）： 

第一阶段：根据生长限制条件，在b值保持不变的情况下，将a值从最小值变化到最大值，此时b=0，S=a，此生长过程中的人造结构单元均为“十”字形（a取最小值时除外）。a的最小值即为线宽W，a的最大值为（BC-WL）。因此，在第一阶段中，人造结构单元的几何形状的生长如图7所示，即从边长为W的正方形JX1，逐渐生长成最大的“十”字形几何形状JD1。 

第二阶段：根据生长限制条件，当a增加到最大值时，a保持不变；此时，将b从最小值连续增加到最大值，此时b不等于0，S=a+b，此生长过程中的人造结构单元均为平面雪花状。b的最小值即为线宽W，b的最大值为（BC-WL-2W）。因此，在第二阶段中，人造结构单元的几何形状的生长如图8所示，即从最大的“十”字形几何形状JD1，逐渐生长成最大的平面雪花状的几何形状JD2，此处的最大的平面雪花状的几何形状JD2是指，第一金属分支J1与第二金属分支J2的长度b已经不能再伸长，否则第一金属分支与第二金属分支 将发生相交。 

应用上述方法对如下三种人造结构单元进行仿真： 

（1）图6所示为平面雪花状的人造结构单元构成的调制单元，该调制单元中，基板单元V的材料为聚苯乙烯（PS），其介电常数为2.7，损耗角正切为0.0009；基板单元V的物理尺寸为，厚度2mm，横截面图形为边长为2.7mm的正方形；人造结构单元的材料为铜，其厚度为0.018mm；反射单元的材料为铜，其厚度为0.018mm；此处，结构生长参数S为第一金属线J1的长度a与第一金属分支F1的长度b之和。具有此人造结构单元的调制单元的生长方式请参见图7至图8；具有此人造结构单元的调制单元其移相量随结构生长参数S的变化如图9所示。从图中可以看出，调制单元的移相量是随着S参数的连续增大连续变化的。 

（2）如图10所示为另一种形式的人造结构单元构成的调制单元，该人造结构单元具有相互垂直平分的第一主线Z1及第二主线Z2，第一主线Z1与第二主线Z2形状尺寸相同，第一主线Z1两端连接有两个相同的第一直角折角线ZJ1，第一主线Z1两端连接在两个第一直角折角线ZJ1的拐角处，第二主线Z2两端连接有两个第二直角折角线ZJ2，第二主线Z2两端连接在两个第二直角折角线ZJ2的拐角处，第一直角折角线ZJ1与第二直角折角线ZJ2形状尺寸相同，第一直角折角线ZJ1、第二直角折角线ZJ2的两个角边分别平行于正方形基板单元的两个边，第一主线Z1、第二主线Z2为第一直角折角线ZJ1、第二直角折角线ZJ2的角平分线。该调制单元中，基板单元V的材料为聚苯乙烯（PS），其介电常数为2.7，损耗角正切为0.0009；基板单元的物理尺寸为，厚度2mm，横截面图形为边长为2mm的正方形；人造结构单元的材料为铜，其厚度为0.018mm；反射单元的材料为铜，其厚度为0.018mm；此处，结构生长参数S为第一主线与第一直角折角线的长度之和。该调制单元上的人造结构单元的生长方式请参见图11；具有此人造结构单元的调制单元其移相量随结构生长参数S的变化如图12所示。从图中可以看出，调制单元的移相量是随着S参数的连续增大连续变化的。 

（3）如图13所示为另一种形式的人造结构单元构成的调制单元，该人造结构单元具有相互垂直平分的第一主干线GX1及第二干主线GX2，第一主干线GX1与第二干主线GX2的形状尺寸相同，第一主干线GX1两端连接有沿相反方向延伸的两个第一直线ZX1，第二主干线GX2两端连接有沿相反方向延伸的两个第二直线ZX2，第一直线ZX1与第二直线ZX2的形状尺寸相同，第一直线ZX1与第二直线ZX2分别平行于正方形基板单元V的两个边，第一直线ZX1与第一主干线GX2的夹角为45度，第二直线ZX2与第二主干线GX2的夹角为45度。该调制单元中，基板单元V的材料为聚苯乙烯（PS），其介电常数为2.7，损耗角正切为0.0009；基板单元V的物理尺寸为，厚度2mm，横截面图形为边长为2mm的正方形；人造结构单元的材料为铜，其厚度为0.018mm；反射单元的材料为铜，其厚度为0.018mm。此处，结构生长参数S为第一主线与第一折线的长度之和。该调制单元上的人造结构单元的生长方式请参见图14；具有此人造结构单元的调制单元其移相量随结构生长参数S的变化如图15所示。从图中可以看出，调制单元的移相量是随着S参数的连续增大连续变化的。 

除上述的三种拓扑结构的人造结构单元外，本实用新型还可以有其它拓扑结构的人造结构单元。如图16a所示的三角形金属片；如图16b所示的正方形金属片，如图16c所示的圆形金属片；如图16d所示的圆形金属环；如图16e所示的方形金属环等。通过上述方法也能得到具有上述人造结构单元的调制单元的移相量随结构生长参数S的变化曲线。 

通过上述生长得到的调制单元的移相量范围如果包含了我们需要的移相量范围（即能同时取到所需的最大移相量与最小移相量），则满足设计需要。如果上述生长得到调制单元的移相量变化范围不满足设计需要，例如移相量最大值太小或移相量最小值过大，则变动WL与W，重新仿真，直到得到我们需要的移相量变化范围。 

根据期望的电磁波辐射方向图，通过计算得到平板天线本体上的移相量分布，通过上述的人造结构单元的生长方法得到移相量分布对应的人造结构单元 尺寸和分布信息，即能得到本实用新型的功能板，在功能板的一侧设置反射层，即形成了本实用新型的调制电磁波辐射方向图的反射整列天线，该平板天线本体即可实现预期的电磁波辐射方向图。 

非金属薄膜2的材料可选用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、特氟龙、有机硅等热塑性树脂及其改性品种，也可选用环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、酚醛等热固性树脂，还可选用乙烯-醋酸乙烯共聚物等材料。还可选用各类低损耗墙纸、PE发泡珍珠纸等。 

非金属薄膜2可通过覆膜机覆膜、过塑机覆膜或冷裱机覆膜等方式设置于平板天线本体1表面，也可以通过热熔胶粘结的方式设置于平板天线本体1表面。具体地，采用覆膜机覆膜时，可采用干式覆膜法、湿式覆膜法或者预涂覆膜法。采用干式覆膜法时需在选择好的薄膜上涂覆一层粘合剂，而后将薄膜放入覆膜机的胶辊间，经过覆膜机的干燥烘道蒸发出去粘合剂中的溶剂，最后在热压状态下将薄膜与平板天线本体1粘合。采用湿式覆膜法时需要在选择好的薄膜上涂覆一层粘合剂，而后将薄膜放入覆膜机的胶辊间，在粘合剂未干的情况下，通过压辊与平板天线本体1压合。预涂覆膜法是使用已经涂覆有粘合剂的薄膜，直接将该薄膜与平板天线本体1热压而成。 

采用过塑机覆膜时，首先需要根据所选择薄膜的性质设置好温度，将待塑封的平板天线本体1夹设于设卡膜两片之间，过塑机启动时将自动过塑。 

采用冷裱机覆膜时，首先需要将裁切好的薄膜放入冷裱机胶辊之间，冷裱机的前端被两轴压住，把胶膜与隔离纸分开，胶膜拉向机器后方，包住上滚轴，隔离纸平放在前工作面板上，在靠近轴的部位，用手轻压隔离纸，使胶膜与隔离纸尽量分离，将平板天线本体1放在隔离纸上摆正，转动机器，使得平板天线本体1压入两个滚轴中均匀地覆膜即可。 

请参照图17，图17为本实用新型平板天线一种应用时的结构示意图。图17中，平板天线可固设于墙壁上，平板天线本体1表面的图案层可为与墙体颜色一致的纯色图案，使得平板天线具有很强的隐蔽性。图17中，平板天线还包 括馈源1000、馈源卡件2000，平板天线支杆3000以及紧固件400。其中，馈源卡件2000为U形弹簧片，馈源1000插入U形弹簧片的弧形区域，一紧定螺钉穿过U形弹簧片的两个延伸臂并挤压二者将馈源1000压紧定位。两个延伸臂则夹住L形平板天线支杆3000的一端并通过两个调节螺钉定位。平板天线支杆3000的另一端与平板天线固定连接，使得馈源1000朝向平板天线，且馈源1000与平板天线之间的距离和相对位置可调。 

具体地，平板天线支杆3000的一端与馈源1000是活动连接的，具体连接方式是：平板天线支杆3000的与馈源卡件2000相连的一端沿轴向开设有滑移槽5000，馈源卡件2000的两个延伸臂上各开有两条相平行的调节槽4000，至少一个调节螺栓4100依次穿过一个延伸臂的调节槽4000、平板天线支杆3000上的滑移槽5000、另一个延伸臂上的调节槽4000后与螺母紧定，从而将馈源卡件2000和平板天线支杆3000的相对位置锁紧定位；调节槽4000与滑移槽5000方向相交而不平行，使得既可以沿滑移槽5000的方向来调节馈源1000到平板天线平面的纵向距离，也可沿调节槽4000的方向来调节馈源1000到平板天线中心的横向距离，使调节更多样化，结果更精确。 

将所述平板天线支杆3000固定到墙壁上的紧固件400，在本实施例中，如图17所示，包括放在平板天线支杆3000外表面上的压片和分别从压片两端穿过以进入墙壁的长杆螺钉。为了增强固定效果，在平板天线的中心也穿有长干螺钉，直接钉入墙壁内。显然，紧固件400有很多种实现方式，例如与墙面铰接、粘贴、捆绑、焊接等各种方式，本文不再赘述。 

以上描述仅为将平板天线固定于墙壁上的一种较佳实时方式的描述，本领域技术人员可知，将一平板固定于一墙壁上时可采用多种方式。同时，当平板天线应用于其他场合，例如固定于屋顶、窗台等位置时，则采用相应的固定结构即可。 

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制 性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。 

Claims (30)

1.一种平板天线，其特征在于：包括平板天线本体、设置于平板天线本体表面的非金属薄膜以及设置于所述薄膜表面的图案层。 

2.根据权利要求1所述的平板天线，其特征在于：所述图案层图案与所述平板天线应用时的背景图案一致。 

3.根据权利要求1所述的平板天线，其特征在于：所述图案层图案为贴画。 

4.根据权利要求1所述的平板天线，其特征在于：所述非金属薄膜材料为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、特氟龙或有机硅。 

5.根据权利要求1所述的平板天线，其特征在于：所述非金属薄膜材料为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯或酚醛。 

6.根据权利要求1所述的平板天线，其特征在于：所述非金属薄膜材料为墙纸或PE发泡珍珠纸。 

7.根据权利要求1所述的平板天线，其特征在于：所述非金属薄膜厚度小于5毫米。 

8.根据权利要求7所述的平板天线，其特征在于：所述非金属薄膜厚度为0.01-4毫米。 

9.根据权利要求7所述的平板天线，其特征在于：所述非金属薄膜厚度为0.01-1毫米。 

10.根据权利要求1所述的平板天线，其特征在于：还包括馈源、一端与平板天线固定连接的平板支杆、与所述馈源连接并活动连接在所述平板支杆另一端上的馈源卡件、将所述平板支杆固定到墙壁上的紧固件。 

11.如权利要求10所述的平板天线，其特征在于：所述平板支杆与所述馈源卡件相连的一端沿轴向开设有滑移槽，所述馈源卡件上开设有与所述滑移槽相交的调节槽，至少一个调节螺栓依次穿过所述调节槽和滑移槽从而将所述馈源卡件和平板支杆的相对位置锁紧定位。 

12.如权利要求11所述的平板天线，其特征在于：所述馈源卡件为U形弹簧片，所述馈源插入所述U形弹簧片的弧形区域，一紧定螺钉穿过所述U形弹簧片的两个延伸臂并挤压二者将所述馈源压紧定位。 

13.如权利要求11所述的平板天线，其特征在于：将所述平板支杆固定到平面上的紧固件包括放在所述平板支杆外表面上的压片和分别从所述压片两端穿过以进入墙壁的长杆螺钉。 

14.根据权利要求1所述的平板天线，其特征在于：所述平板天线本体包括用于对入射电磁波进行波束调制的功能板以及设置在所述功能板一侧的用于反射电磁波的反射层；所述功能板包括两个或两个以上具有移相功能的功能板单元。 

15.根据权利要求14所述的平板天线，其特征在于：所述功能板单元包括基板单元以及设置在所述基板单元一侧的至少一个对入射电磁波产生电磁响应的人造结构单元，相邻两个功能板单元的几何中心之间的距离小于入射电磁波波长的七分之一。 

16.根据权利要求14所述的平板天线本体，其特征在于，所述相邻两个功能板单元的几何中心之间的距离相同。 

17.根据权利要求14所述的平板天线本体，其特征在于，所述人造结构单元为导电材料构成的具有几何图案的结构。 

18.根据权利要求14所述的平板天线，其特征在于，所述反射层贴附于所述功能板一侧表面。 

19.根据权利要求14所述的平板天线，其特征在于，所述反射层与所述功能板相互间隔设置。 

20.根据权利要求14所述的平板天线，其特征在于，所述反射层为金属网格反射层。 

21.根据权利要求20所述的平板天线，其特征在于，所述金属网格反射层由多片相互间隔的金属片构成，单个金属片的形状为三角形或者多边形。 

22.根据权利要求21所述的平板天线，其特征在于，所述单个金属片的形状为正方形。 

23.根据权利要求21所述的平板天线，其特征在于，所述多片金属片相互之间的间隔小于入射电磁波波长的二十分之一。 

24.根据权利要求21所述的平板天线，其特征在于，所述金属网格反射层为由多条金属线纵横交错构成的具有多网孔的网状结构，单个网孔的形状为三角形或者多边形。 

25.根据权利要求24所述的平板天线，其特征在于，所述单个网孔的形状为正方形。 

26.根据权利要求25所述的平板天线，其特征在于，所述单个网孔的边长小于入射电磁波波长的二分之一，所述多条金属线的线宽大于或等于0.01mm。 

27.根据权利要求14所述的平板天线，其特征在于，所述基板单元的横截面为三角形或多边形。 

28.根据权利要求14所述的平板天线，其特征在于，所述基板单元的横截面为等边三角形、正方形、菱形、正五边形、正六边形或者正八边形。 

29.根据权利要求15所述的平板天线，其特征在于，所述相邻功能板单元的几何中心之间的距离小于入射电磁波波长的八分之一。 

30.根据权利要求15所述的平板天线，其特征在于，所述相邻功能板单元的几何中心之间的距离小于入射电磁波波长的十分之一。 

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