CN204596926U - 低通滤波结构、天线罩及天线系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种低通滤波结构、天线罩及天线系统。该低通滤波结构包括：至少三层功能层，各功能层包括介质层和设置在介质层上的导电几何结构，至少三层功能层中一层功能层的导电几何结构包括多个相互不相连的方环，至少三层功能层中另外两层功能层的导电几何结构包括多个相互不连接的十字型结构，该两层功能层的十字型结构相互错开设置。本实用新型的低通滤波结构可以解决现有技术中的天线罩对工作频段外的电磁波的抑制效果差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及滤波技术领域，具体而言，涉及一种低通滤波结构、天线罩及天线系统。
背景技术
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。
现有技术中的天线罩是由纯材料制成，纯材料的透波性能比较均一，工作频段内或相邻频段均透波，造成天线无法对工作频段以外的电磁波进行有效抑制，使得工作频段外的透波容易干扰天线的正常工作。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种低通滤波结构、天线罩及天线系统，以解决现有技术中的天线罩对工作频段外的电磁波的抑制效果差的问题。
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种低通滤波结构，包括：至少三层功能层，各功能层包括介质层和设置在介质层上的导电几何结构，至少三层功能层中一层功能层的导电几何结构包括多个相互不相连的方环，至少三层功能层中另外两层功能层的导电几何结构包括多个相互不连接的十字型结构，该两层功能层的十字型结构相互错开设置。
进一步地，至少三层功能层包括顺序设置的第一功能层、第二功能层以及第三功能层，第一功能层包括方环，第二功能层和第三功能层均包括多个相互不连接的十字型结构，其中，第三功能层的十字型结构的中心位于方环围成的区域内。
进一步地，第三功能层的十字型结构的中心与方环围成的区域的中心相对应。
进一步地，第二功能层的十字型结构的中心、第一功能层的相邻的四个方环围成的图形的中心以及第三功能层的相邻的四个十字型结构围成的图形的中心三者重合。
进一步地，第三功能层的十字型结构的四个端部设置有一字型结构，一字型结构的中部连接在第三功能层的十字型结构的端部上。
进一步地，相邻的两个方环之间的距离L1满足：0.8mm≤L1≤1.8mm。
进一步地，第二功能层的相邻两个十字型结构的相邻端点之间的距离L2满足：1.0mm≤L2≤2.0mm。
进一步地，第三功能层的相邻两个十字型结构的相邻端点之间的距离L3满足0.7mm≤L3≤1.7mm。
进一步地，介质层包括第一基板与第二基板，第一基板设置在第一功能层与第二功能层之间，第二基板设置在第二功能层与第三功能层之间，方环安装在第一基板上，第二功能层的十字型结构夹设在第一基板与第二基板之间，第三功能层的十字型结构安装在第二基板上。
进一步地，介质层还包括第三基板与第四基板，第一基板及第二基板设置在第三基板与第四基板之间，方环夹设在第三基板与第一基板之间，第三功能层的十字型结构夹设在第二基板与第四基板之间。
进一步地，第一基板的厚度d1、第二基板的厚度d2、第三基板的厚度d3与第四基板的厚度d4之间满足：d1＝d2，d3＝d4，且d3≤d1。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种天线罩，天线罩包括前述的低通滤波结构。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种天线系统，包括天线罩，天线罩为前述的天线罩。
应用本实用新型的技术方案，该低通滤波结构包括至少三层功能层，各功能层包括介质层和设置在介质层上的导电几何结构，至少三层功能层中一层功能层的导电几何结构包括多个相互不相连的方环，至少三层功能层中另外两层功能层的导电几何结构包括多个相互不连接的十字型结构，该两层功能层的十字型结构相互错开设置。本实用新型的低通滤波结构的间隔布置的至少三层导电几何结构分别对应不同的波段，并且能够调节低通滤波介质的介电常数和磁导率，使得电磁波通过该低通滤波结构时，工作频段的电磁波能高效率低穿透，非工作频段的电磁波能够有效地被截止，从而解决了天线罩无法抑制工作频段外的电磁波的问题，达到增强对工作频段外的电磁波的抑制效果。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本实用新型的低通滤波结构的实施例的第一功能层、第二功能层及第三功能层的结构示意图；
图2示出了图1的低通滤波结构的实施例的剖视示意图；
图3示出了图1的低通滤波结构的实施例的透波效果曲线图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、第一功能层；20、第二功能层；30、第三功能层；11、方环；40、第一基板；50、第二基板；60、第三基板；70、第四基板；31、一字型结构。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1和图2所示，本实施例提供了一种低通滤波结构。该低通滤波结构包括至少三层功能层，各功能层包括介质层和设置在介质层上的导电几何结构，至少三层功能层中一层功能层的导电几何结构包括多个相互不相连的方环11，至少三层功能层中另外两层功能层的导电几何结构包括多个相互不连接的十字型结构，该两层功能层的十字型结构相互错开设置。
本实用新型的低通滤波结构的间隔布置的至少三层导电几何结构分别对应不同的波段，并且能够调节低通滤波介质的介电常数和磁导率，使得电磁波通过该低通滤波结构时，工作频段的电磁波能高效率低穿透，非工作频段的电磁波能够有效地被截止，从而解决了天线罩无法抑制工作频段外的电磁波的问题，达到增强对工作频段外的电磁波的抑制效果。
如图2所示，在本实施例中，介质层包括第一基板40与第二基板50，第一基板40设置在第一功能层10与第二功能层20之间，第二基板50设置在第二功能层20与第三功能层之间，方环11安装在第一基板40上，第二功能层20的十字型结构夹设在第一基板40与第二基板50之间，第三功能层30的十字型结构安装在第二基板50上。优选地，介质层还包括第三基板60与第四基板70，第一基板40及第二基板50设置在第三基板60与第四基板70之间，方环11夹设在第三基板60与第一基板40之间，第三功能层30的十字型结构夹设在第二基板50与第四基板70之间。
在本实施例中，第一基板40的厚度d1、第二基板50的厚度d2、第三基板60的厚度d3与第四基板70的厚度d4之间满足：d1＝d2，d3＝d4，且d3≤d1，这样，三层导电几何结构之间的间距保持在较大的范围内，从而减小了工作频段的电磁波的共振可能性。由于设置了四层基板，增强了低通滤波结构的材料强度。
导电几何结构可以使用任意导电材料，可以是金属材料，例如金、银或铜或几种金属的混合物，优选采用铜，所使用的金属材料的原始形态可以是固体、液体、流状体或粉状物；也可以是非金属材料，如导电油墨。
在本实施例中，至少三层功能层包括顺序设置的第一功能层10、第二功能层20以及第三功能层30，第一功能层10包括方环11，第二功能层20和第三功能层30均包括多个相互不连接的十字型结构，其中，第三功能层30的十字型结构的中心位于方环11围成的区域内。
如图1所示，第三功能层30的十字型结构的中心与方环11围成的区域的中心相对应。进一步地，第二功能层20的十字型结构的中心、第一功能层10的相邻的四个十字型结构围成的图形的中心以及第三功能层30的相邻的四个十字型结构围成的图形的中心三者重合。
优选地，第三功能层30的十字型结构的四个端部设置有一字型结构31，一字型结构31的中部连接在第三功能层30的十字型结构的端部上，各一字型结构31之间断开设置，各一字型结构31与该十字型结构共同形成不封闭的田字形。在一种可行的实施例中，该田字型的面积大于方环11的面积。
在本实施例中，如图1所示，多个方环11呈矩形阵列分布，进一步地，相邻的两个方环11之间的距离L1满足：0.8mm≤L1≤1.8mm；第二功能层20的多个十字型结构呈矩形阵列分布，进一步地，第二功能层20的相邻两个十字型结构的相邻端点之间的距离L2满足：1.0mm≤L2≤2.0mm；第三功能层30的多个十字型结构呈矩形阵列分布，进一步地，第三功能层30的相邻两个十字型结构的相邻端点之间的距离L3满足0.7mm≤L3≤1.7mm。
优选地，第一功能层10的每个方环11、第二功能层20的每个十字型结构以及第三功能层30的每个十字型结构均形成一个小单元，且每个小单元的面积约为S＝6.0mm×6.0mm，并且每层功能层的导电几何结构的厚度D约为0.018mm；第三基板60和第四基板70的厚度d3、d4均为0.1mm；第一基板40与第二基板50的厚度d1、d2均为0.9mm。在本实施例中，四层基板的介电常数为ε＝3.15，损耗率为loss＝0.005。形成每个方环11的金属线宽度约为0.1mm，每个方环11形成的正方形的边长为4.7mm；并且相邻的两个方环11之间的距离为1.3mm；形成第二功能层20和第三功能层30的十字型结构的金属宽度均约为0.1mm；第二功能层20的相邻两个十字型结构之间的间距为1.5mm；第三功能层30的相邻两个十字型结构之间的间距为1.2mm，并且第三功能层30的十字型结构的四个端部的四个一字型结构31形成的正方形的边长在3.9mm至4.9mm之间，优选为4.4mm。
在本实施例中，各基板为本领域中常用的FR4基板。导电几何结构可以使用任意金属材料，例如金、银或铜或几种金属的混合物。优选采用铜。所使用的任意金属材料的原始形态可以是固体、液体、流状体或粉状物。进一步地，各基板与相应的导电几何结构之间利用粘接胶层(本领域称作softH层)粘接，softH层的介电常数为3.2，softH层的厚度约为0.025mm。
应用本实施例的低通滤波结构，电磁波在L波段可透波，并且电磁波的损耗不大，但8-18GHz的电磁波会被抑制不可透波。结合参见图3所示，为本实施例的低通滤波结构的CST仿真结果的曲线图，电磁波入射低通滤波结构的入射角为零(即从正面入射)，仿真结果显示：L波段的S21透波率均高于-1dB，而8-18GHz时S21一下子掉到了-10dB以下。
根据本实用新型的另一个方面，提供了一种天线罩。该天线罩包括前述的低通滤波结构。
根据本实用新型的又一个方面，提供了一种天线系统。该天线系统包括天线罩，该天线罩为前述的天线罩。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种低通滤波结构，其特征在于，包括：至少三层功能层，各所述功能层包括介质层和设置在所述介质层上的导电几何结构，所述至少三层功能层中一层功能层的导电几何结构包括多个相互不相连的方环(11)，所述至少三层功能层中另外两层功能层的导电几何结构包括多个相互不连接的十字型结构，该两层功能层的十字型结构相互错开设置。
2.根据权利要求1所述的低通滤波结构，其特征在于，所述至少三层功能层包括顺序设置的第一功能层(10)、第二功能层(20)以及第三功能层(30)，所述第一功能层(10)包括所述方环(11)，所述第二功能层(20)和所述第三功能层(30)均包括多个相互不连接的所述十字型结构，其中，所述第三功能层(30)的十字型结构的中心位于所述方环(11)围成的区域内。
3.根据权利要求2所述的低通滤波结构，其特征在于，所述第三功能层(30)的十字型结构的中心与所述方环(11)围成的区域的中心相对应。
4.根据权利要求2所述的低通滤波结构，其特征在于，所述第二功能层(20)的十字型结构的中心、所述第一功能层(10)的相邻的四个方环(11)围成的图形的中心以及所述第三功能层(30)的相邻的四个十字型结构围成的图形的中心三者重合。
5.根据权利要求2所述的低通滤波结构，其特征在于，所述第三功能层(30)的十字型结构的四个端部设置有一字型结构(31)，所述一字型结构(31)的中部连接在所述第三功能层(30)的十字型结构的端部上。
6.根据权利要求2所述的低通滤波结构，其特征在于，相邻的两个所述方环(11)之间的距离L1满足：0.8mm≤L1≤1.8mm。
7.根据权利要求6所述的低通滤波结构，其特征在于，所述第二功能层(20)的相邻两个十字型结构的相邻端点之间的距离L2满足：1.0mm≤L2≤2.0mm。
8.根据权利要求7所述的低通滤波结构，其特征在于，所述第三功能层(30)的相邻两个十字型结构的相邻端点之间的距离L3满足0.7mm≤L3≤1.7mm。
9.根据权利要求2所述的低通滤波结构，其特征在于，所述介质层包括第一基板(40)与第二基板(50)，所述第一基板(40)设置在所述第一功能层(10)与所述第二功能层(20)之间，所述第二基板(50)设置在所述第二功能层(20)与所述第三功能层之间，所述方环(11)安装在所述第一基板(40)上，所述第二功能层(20)的十字型结构夹设在所述第一基板(40)与所述第二基板(50)之间，所述第三功能层(30)的十字型结构安装在所述第二基板(50)上。
10.根据权利要求9所述的低通滤波结构，其特征在于，所述介质层还包括第三基板(60)与第四基板(70)，所述第一基板(40)及所述第二基板(50)设置在所述第三基板(60)与所述第四基板(70)之间，所述方环(11)夹设在所述第三基板(60)与所述第一基板(40)之间，所述第三功能层(30)的十字型结构夹设在所述第二基板(50)与所述第四基板(70)之间。
11.根据权利要求10所述的低通滤波结构，其特征在于，所述第一基板(40)的厚度d1、所述第二基板(50)的厚度d2、所述第三基板(60)的厚度d3与所述第四基板(70)的厚度d4之间满足：d1＝d2，d3＝d4，且d3≤d1。
12.一种天线罩，其特征在于，所述天线罩包括权利要求1至11中任一项所述的低通滤波结构。
13.一种天线系统，包括天线罩，其特征在于，所述天线罩为权利要求12所述的天线罩。
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| CN201520343496.2U CN204596926U (zh) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | 低通滤波结构、天线罩及天线系统 |
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| CN201520343496.2U CN204596926U (zh) | 2015-05-25 | 2015-05-25 | 低通滤波结构、天线罩及天线系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2017101736A1 (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 深圳光启高等理工研究院 | 带通滤波结构和天线罩 |
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2015
- 2015-05-25 CN CN201520343496.2U patent/CN204596926U/zh active Active
Cited By (2)
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| WO2017101736A1 (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 深圳光启高等理工研究院 | 带通滤波结构和天线罩 |
| US10714801B2 (en) | 2015-12-18 | 2020-07-14 | Kuang-Chi Institute Of Advanced Technology | Band-pass filtering structure and antenna housing |
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