CN205543161U - 一种带通滤波结构、天线罩和电磁产品保护壳 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及透波材料领域，具体涉及一种带通滤波结构、天线罩和电磁产品保护壳。该带通滤波结构包括有至少一层带通滤波层，该带通滤波层包括介质层和设置于所述介质层上的导电层；所述导电层由依次排布的多个导电几何结构组成，所述导电几何结构包括有环形导电结构及设置在环形导电结构内的片状导电结构。该带通滤波结构在低频段抑制电磁波的透过，在高频段起带阻作用，通过调制该带通滤波结构的电磁响应，实现对不同频段范围的电磁波透波，而且透波范围比较大，透波效果较好，特别是在Ka波段具有良好的透波率，使整个结构在透波段具有较好的透波性能，在非工作频带具有良好的截止性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及透波材料领域，具体而言，涉及一种带通滤波结构、天线罩和电磁产品保护壳。
背景技术
与电磁相关的保护材料，通常要满足两方面的性能要求，一方面需要足够的机械强度保护其中的天线等物件，另一方面要保证工作频段内电磁波能具有高透波性。保护材料即能保护内部的设备，又不影响电磁波的传输特性。为了保证电磁波的高效穿透性，一般采用半波长理论进行材料厚度设计，即厚度为工作频段电磁波波长的1/2时，电磁波透波率最好。但由于材料厚度与工作频段波长相关，很难保证良好的宽频带透波性能。
现有天线罩通常是由低损耗的纯材料组成，只起到保护天线的作用，在可允许的范围内会影响天线的性能。对于普通的纯材料，利用半波长理论或四分之一波长理论，根据频率的不同改变材料的厚度，调整其对入射电磁波的透波响应。因此，目前天线罩存在两方面的问题，其一是当入射电磁波波段较低时会使得天线罩厚度过大，进而重量偏大。其二是普通材料的透波性能比较均一，工作频段内透波，其相邻频段透波效果亦优，工作频段外的透波容易干扰天线的正常工作。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种带通滤波结构、天线罩和电磁产品保护壳，能够根据用户的实际需要实现对不同频段范围的电磁波透波，而且透波范围比较大，透波效果较好，同时在非工作频带具有良好的截止性能。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
本实用新型的一种带通滤波结构，包括有至少一层带通滤波层，该带通滤波层包括介质层和设置于所述介质层上的导电层；所述导电层由依次排布的多个导电几何结构组成，所述导电几何结构包括有环形导电结构及设置在环形导电结构内的片状导电结构。
进一步，多个导电几何结构按周期阵列排布。
进一步，多个导电几何结构按周期阵列排布连接为一体。
进一步，多个导电几何结构按周期阵列排布无间隙连接为一体。
进一步，所述环形导电结构与片状导电结构为不连接设置。
进一步，所述环形导电结构的形状为多边形环形、圆形环形或椭圆形环形。
进一步，所述多边形环形的边数为四个以上。
进一步，所述片状导电结构的形状为方形、圆形或椭圆形。
进一步，所述环形导电结构为正六边形环形导电结构，所述片状导电结构为圆形导电结构。
进一步，所述正六边形环形导电结构的线宽为0.09-0.13mm；所述圆形导电结构的半径为0.68-0.72mm。
进一步，所述正六边形环形导电结构的线宽为0.11mm；所述圆形导电结构的半径为0.7mm。
进一步，所述导电层的厚度为0.016-0.02mm。
进一步，所述导电层的厚度为0.018mm。
进一步，所述介质层的相对介电常数为2.65-3.65，损耗角正切为0.0045-0.0055，厚度为0.15-0.25mm。
进一步，所述介质层的相对介电常数为3.15，损耗角正切为0.005，厚度为0.2mm。
进一步，所述带通滤波层为蒙皮层。
进一步，所述带通滤波层包括两个介质层和设置在两个介质层之间的导电层。
进一步，所述带通滤波层的数量为三个以上，每两个带通滤波层之间设置有轻质层。
更进一步，所述轻质层为蜂窝材料或PMI泡沫材料。
一种天线罩，包括有如上所述的带通滤波结构。
一种电磁产品保护壳，包括有如上所述的带通滤波结构。
本实用新型提供的一种带通滤波结构、天线罩和电磁产品保护壳可以达到以下有益效果：
本实用新型的带通滤波结构、天线罩和电磁产品保护壳将导电层设置在介质层上，导电层由依次排布的多个导电几何结构组成，导电几何结构包括有环形导电结构及设置在环形导电结构内的片状导电结构，环形导电结构等效于一个电感，在低频段抑制电磁波的透过，片状导电结构与环形导电结构之间等效于电容，即该导电层等效于多个LC电路，在高频段起带阻作用，通过调制该带通滤波结构的电磁响应，实现对不同频段范围的电磁波透波，而且透波范围比较大，透波效果较好，特别是在Ka波段具有良好的透波率，使整个结构在透波段具有较好的透波性能，在非工作频带具有良好的截止性能，从而为用户提供了更多的频段选择，提升用户体验；同时导电层通过多层堆叠技术铺贴在低损耗介质层上，使其在保证天线罩、保护壳正常工作的同时具有较高的机械强度，且损耗较小。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请 的一部分，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是本实用新型中导电几何结构实施例1的结构示意图；
图2是本实用新型中导电几何结构实施例2的结构示意图；
图3是本实用新型中导电几何结构实施例3的结构示意图；
图4是本实用新型中导电几何结构实施例4的结构示意图；
图5是本实用新型中导电几何结构实施例5的结构示意图；
图6是本实用新型中导电几何结构的周期阵列排布示意图；
图7是本实用新型层状结构示意图；
图8是本实用新型的CST仿真结果图；
其中附图标记为：1、介质层；2、导电层；21、导电几何结构；211、多边形环形导电结构；212、圆形环形导电结构；213、椭圆形环形导电结构；214、圆形导电结构；215、椭圆形导电结构；216、方形导电结构；3轻质层。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
如图1至7所示，本实用新型实施例的带通滤波结构，包括有一层以上的带通滤波层，该带通滤波层包括介质层1和设置于该介质层1上的导电层2；该导电层2由依次排布的多个导电几何结构21组成，该导电几何 结构21按周期阵列排布或非周期阵列排布。
该导电几何结构21包括有：环形导电结构，设置在环形导电结构内的片状导电结构；该片状导电结构可以为圆形导电结构214或椭圆形导电结构215或方形导电结构216；该环形导电结构可以为多边形环形导电结构211、圆形环形导电结构212或椭圆形环形导电结构213；该环形导电结构与片状导电结构为不连接设置；具体参见图6，导电几何结构21按周期阵列排布，且其中的环形导电结构按周期阵列排布连接在为一体，且为无间隙连接为一体。
其中，该多边形环形导电结构211的边数为四个以上，优选为正六边形环形导电结构，如图1-2，其线宽为0.09-0.13mm，优选为0.11mm；该圆形导电结构214的半径为0.68-0.72mm，优选为0.7mm。该导电层的材质为金属或非金属导电材料，金属导电材料为金、银、铜材质的固体、液体、流状体或粉状体，该导电层的厚度为0.016-0.02mm，优选为0.018mm。
下面以具体的实施例对导电几何结构21的不同结构变形进行详细说明：
实施例1：如图1所示，本实用新型实施例的导电几何结构21包括有多边形环形导电结构211及圆形导电结构214，该多边形环形导电结构211为正六边形环形导电结构，多边形环形导电结构211与圆形导电结构214之间留有间隙，两者不连通。
实施例2：如图2所示，本实用新型实施例的导电几何结构21包括有多边形环形导电结构211及椭圆形导电结构215，该多边形环形导电结构211为正六边形环形导电结构，多边形环形导电结构211与椭圆形导电结构215之间留有间隙，两者不连通。
实施例3：如图3所示，本实用新型实施例的导电几何结构21包括有圆形环形导电结构212及椭圆形导电结构215，圆形环形导电结构212及椭圆形导电结构215之间留有间隙，两者不连通。
实施例4：如图4所示，本实用新型实施例的导电几何结构21包括有椭圆形环形导电结构213及圆形导电结构214，椭圆形环形导电结构213及圆形导电结构214之间留有间隙，两者不连通。
实施例5：如图5所示，本实用新型实施例的导电几何结构21包括有多边形环形导电结构211及方形导电结构216，多边形环形导电结构211及方形导电结构216之间留有间隙，两者不连通。
作为本实用新型一种优选的实施方式，该带通滤波层为蒙皮层，用在产品的表面。参见图7，该带通滤波层包括两个介质层1和设置在两个介质层1之间的导电层2，该介质层的相对介电常数为2.65-3.65，优选为3.15，损耗角正切为0.0045-0.0055，优选为0.005，厚度为0.15-0.25mm，优选为0.2mm；该带通滤波层的数量为三个以上，每两个带通滤波层之间设置有轻质层3，该轻质层3为蜂窝材料或PMI(聚甲基丙烯酰亚胺)泡沫材料，该蜂窝材料或PMI(聚甲基丙烯酰亚胺)泡沫材料不仅材质较轻，同时具有良好的透波性能。
一种天线罩，包括有如上所述的带通滤波结构。
一种电磁产品保护壳，包括有如上所述的带通滤波结构。
将上述的导电层2置于三层蒙皮层中，整个结构对29.5-40GHz频带内的入射电磁波具有良好的透波性能，且在其他频带具有很好的抑制性能，一方面，纯物理材料提供机械强度，另一方面，由于导电几何结构的电磁响应，整个结构的透波性更好。
导电几何结构21中的环形导电结构等效于一个电感，在低频段抑制电磁波的透过，片状导电结构与环形导电结构之间等效于电容，即该导电层等效于多个LC电路，在高频段起带阻作用，通过调制该带通滤波结构的电磁响应，实现对不同频段范围的电磁波透波，而且透波范围比较大，透波效果较好，特别是在Ka波段具有良好的透波率，使整个结构在透波段具有较好的透波性能，在非工作频带具有良好的截止性能，从而为用户 提供了更多的频段选择，提升用户体验；同时导电层2通过多层堆叠技术铺贴在低损耗介质层1上，使其在保证天线罩、保护壳正常工作的同时具有较高的机械强度，且损耗较小。
由导电几何结构和普通材料组成多层材料，一方面保证了工作频段内的高透波，且对工作频段外的信号起到了过滤的作用，为天线的正常工作提供更优的保护环境，其仿真结果如图8所示，在电磁波(TE模、TM模)照射到该多层材料时，具体参见HH线及VV线，该HH线及VV线重合，该HH线及VV线在24.7-36.7GHz波段的吸收率(电磁波传输系数值)大于-1dB，电磁波透波率很高，而边频23GHz以内至39GHz以上的电磁波传输系数均小于-3dB，表示该多层材料具有良好的带外抑制效果。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (19)
1.一种带通滤波结构，其特征在于，包括有至少一层带通滤波层，该带通滤波层包括介质层和设置于所述介质层上的导电层；所述导电层由依次排布的多个导电几何结构组成，所述导电几何结构包括有环形导电结构及设置在环形导电结构内的片状导电结构。
2.根据权利要求1所述的带通滤波结构，其特征在于，多个导电几何结构按周期阵列排布。
3.根据权利要求2所述的带通滤波结构，其特征在于，多个导电几何结构按周期阵列排布连接为一体。
4.根据权利要求3所述的带通滤波结构，其特征在于，多个导电几何结构按周期阵列排布无间隙连接为一体。
5.根据权利要求1所述的带通滤波结构，其特征在于，所述环形导电结构与片状导电结构为不连接设置。
6.根据权利要求1所述的带通滤波结构，其特征在于，所述环形导电结构的形状为多边形环形、圆形环形或椭圆形环形。
7.根据权利要求6所述的带通滤波结构，其特征在于，所述多边形环形的边数为四个以上。
8.根据权利要求7所述的带通滤波结构，其特征在于，所述片状导电结构的形状为方形、圆形或椭圆形。
9.根据权利要求8所述的带通滤波结构，其特征在于，所述环形导电结构为正六边形环形导电结构，所述片状导电结构为圆形导电结构。
10.根据权利要求9所述的带通滤波结构，其特征在于，所述正六边形环形导电结构的线宽为0.09-0.13mm；所述圆形导电结构的半径为0.68-0.72mm。
11.根据权利要求10所述的带通滤波结构，其特征在于，所述正六边形环形导电结构的线宽为0.11mm；所述圆形导电结构的半径为0.7mm。
12.根据权利要求1所述的带通滤波结构，其特征在于，所述导电层的厚度为0.016-0.02mm。
13.根据权利要求1所述的带通滤波结构，其特征在于，所述介质层的相对介电常数为2.65-3.65，损耗角正切为0.0045-0.0055，厚度为0.15-0.25mm。
14.根据权利要求1所述的带通滤波结构，其特征在于，所述带通滤波层为蒙皮层。
15.根据权利要求1所述的带通滤波结构，其特征在于，所述带通滤波层包括两个介质层和设置在两个介质层之间的导电层。
16.根据权利要求15所述的带通滤波结构，其特征在于，所述带通滤波层的数量为三个以上，每两个带通滤波层之间设置有轻质层。
17.根据权利要求16所述的带通滤波结构，其特征在于，所述轻质层为蜂窝材料或PMI泡沫材料。
18.一种天线罩，其特征在于，包括有如权利要求1至17任一项所述的带通滤波结构。
19.一种电磁产品保护壳，其特征在于，包括有如权利要求1至17任一项所述的带通滤波结构。
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