透波結構的製作方法
2023-05-24 01:27:16
透波結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種透波結構，包括多個部分，多個部分之間具有至少一個結合部；至少一個結合部其中的至少一個結合部的線型包括折線形或曲線形或鋸齒形中的一種或多種。應用本實用新型的技術方案，在透波結構多個部分的交界處為非直線形，令入射電磁波經過非直線的邊界散射，降低了透波結構正面的可探測性。
【專利說明】透波結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及天線及電子設備領域，具體而言，涉及一種透波結構。
【背景技術】
[0002]現有技術中有一種可用於天線罩的透波材料是全金屬的，但全金屬的透波材料令電磁波無法通過，也就是說透波材料方向的通訊及偵測的機能失效。為了令部分電磁波可以通過透波材料部分，通常會將透波材料的一部分使用非金屬纖維或樹脂等透波材料製成，例如圖1中示出的透波材料，包括作為天線基材的金屬部分10』，以及用於電磁波通過的透波材料部分20』。但是，這種透波材料在電磁波探測中的可探測性很大，如何改變透波材料的結構以降低透波材料正面的可探測性是目前需要解決的問題。
實用新型內容
[0003]本實用新型旨在提供一種透波結構，以解決現有技術中的透波材料可探測性大的問題。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型提供了一種透波結構，包括多個部分，至少兩個部分之間具有一個結合部；該結合部的線型包括折線形或曲線形或鋸齒形中的一種或多種。
[0005]進一步地，透波結構的多個部分由至少兩種不同的材質製成
[0006]進一步地，包括第一材質的第一部分和第二材質的第二部分，第一部分與第二部分之間具有結合部。
[0007]進一步地，第一部分為導電部分，第二部分為電磁波可穿透的透波部分。
[0008]進一步地，導電部分為金屬部分或複合在一起的金屬層和透波材料或複合在透波材料內部的一層或多層導電幾何結構或金屬與透波材料構成的導電幾何結構。
[0009]進一步地,金屬層為設置在導電部分表面的金屬箔。
[0010]進一步地，金屬部分為銀或銅或鋁製成，透波材料為單一材料或複合材料。
[0011]進一步地，複合材料包括非金屬纖維、熱固樹脂、熱塑樹脂、蜂窩泡沫、纖維增強樹脂中的一種或多種。
[0012]進一步地，導電部分的長度與結合部的折線或曲線或鋸齒的長度相等。
[0013]進一步地，導電部分的長度為10至300毫米，結合部的折線或曲線或鋸齒長度為10至90毫米。
[0014]進一步地，鋸齒形在圓周上每個鋸齒佔據的角度範圍為120度至15度，鋸齒形的數量範圍為共有3個至24個鋸齒。
[0015]進一步地,鋸齒形為均分鋸齒或者非均分鋸齒。
[0016]進一步地，鋸齒形的單個齒的邊界線為直線或曲線。
[0017]進一步地，邊界線的曲線為圓弧或橢圓弧或拋物線或雙曲線。
[0018]進一步地，邊界線的曲線為多種曲線的組合。
[0019]進一步地，導電部分和透波部分的表面處於同一面或處於異面。
[0020]進一步地，鋸齒形中的鋸齒的長度均相等或不均相等。
[0021]應用本實用新型的技術方案，在透波結構的多個部分的交界處為非直線形，令入射電磁波經過非直線的邊界散射，降低了透波結構正面的可探測性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0023]圖1示出了現有技術中的透波材料；
[0024]圖2示出了本實用新型的透波結構的第一實施例；
[0025]圖3示出了本實用新型的透波結構的第一實施例的可探測性仿真效果圖；
[0026]圖4示出了本實用新型的透波結構的第二實施例；
[0027]圖5示出了本實用新型的透波結構的第三實施例；以及
[0028]圖6示出了本實用新型的透波結構的第三實施例的可探測性仿真效果圖。
【具體實施方式】
[0029]需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0030]本實用新型的透波結構包括金屬部分10和可以通過電磁波的透波部分20(使用非金屬纖維或樹脂等可由電磁波穿透的透波材料製成)，透波結構的金屬部分10與透波部分20的結合處設置成鋸齒形的結合部30，即兩部分以鋸齒形交界。該鋸齒形結合部30令入射電磁波散射，以降低透波結構正面的可探測性。這裡的鋸齒形是指具有多個凸起部(多個峰和谷)的非直線形，例如波浪形也是一種圓弧過渡的曲線形的鋸齒。或者展開來說，可以是折線形，曲線形或鋸齒形。
[0031]由於鋸齒形界線的存在，電磁波在穿透透波結構時發生程度不同的折射，並且反射向各個不同的方向，從而減少了電磁波的回波率，因此得以降低了透波結構正面的可探測性。
[0032]結合部30的幾何形式可以是多種多樣的，下面例舉了幾種基本的形式，在實際應用中例舉的基本形式之間還可以相互結合使用。
[0033]參見圖2所示，本實用新型的第一實施例的透波結構包括金屬部分10和可以通過電磁波的透波部分20，後面採用銅材的金屬部分10的長度為1mm(這裡的長度是指從透波結構底端到金屬部分開始與透波部分20之間鋸齒形交界的距離)，金屬部分10和透波部分20之間的鋸齒形結合部長度為1mm(這裡的長度是指鋸齒本身從峰頂到谷底的距離，或是折線形和曲線線佔據的最大長度)。以一個圓共360度計算，該透波結構每30度有一個鋸齒，即共有12個鋸齒。金屬部分10的長度與結合部的鋸齒的長度可以相等，以獲得最佳的銀齒效果。
[0034]參見圖3所示，該圖示出了第一實施例的透波結構正面可探測性的電磁場軟體仿真實驗結果(CST仿真)。在圖中，橫坐標為測試頻率，單位為GHz，縱坐標為單基雷達散射面積，單位為平方米分貝(dBsm)。O號線是現有技術透波結構的可探測性曲線(即圖1中示出的方案)，I號線是每30度一個鋸齒的本實用新型的透波結構的可探測性曲線(即圖2中示出的方案)。
[0035]仿真結果表示:在設計針對的1GHz處，本實用新型加鋸齒的透波結構的正面可探測性明顯比現有技術要低得多。一般來說，銅面積越高可探測性越大，而本實用新型加鋸齒後透波結構的銅面積比沒有加鋸齒的銅面積大，加鋸齒透波結構的可探測性原本應該更大，但實際上鋸齒部會令入射電磁波散射，結果正面的可探測性更低。
[0036]參見圖4所示，本實用新型的鋸齒部的朝向位置可以旋轉，圖4中示出的本實用新型的第二實施例相對於圖2中示出的第一實施例鋸齒方向旋轉了 15度。仿真結果表明，當透波結構的鋸齒朝向轉動時，透波結構的正面可探測性只會有很少改變，即鋸齒相對位置只會對可探測性有很少的影響。
[0037]參見圖5所示，本實用新型的第三實施例在透波結構的金屬部份加鋸齒，以降低透波結構正面的可探測性。該第三實施例針對9GHz的電磁波。
[0038]第三實施例中的透波結構後面金屬部分長度為300mm,銅鋸齒長度為90mm。以一個圓共360度計算，該透波結構每15度有一個鋸齒，即共有24個鋸齒。
[0039]參見圖6所示，該圖示出了第三實施例的透波結構正面可探測性的CST仿真結果。O號線是後面銅為長度300_的現有技術透波結構的可探測性曲線，I號線是後面銅長度300_，鋸齒為長度90_，每15度一個鋸齒的本實用新型的透波結構的可探測性曲線(即圖5中示出的方案)。在圖中，橫坐標為測試頻率，單位為GHz，縱坐標為單基雷達散射面積，單位為平方米分貝(dBsm)。仿真結果表示:在設計針對的9GHz處，該實施例的透波結構的正面可探測性明顯比現有技術要低得多。
[0040]這種不同的鋸齒密度的設計是為了使特定GHz頻率的電磁波在鋸齒形的結合部發生強烈散射。從而大大減低透波結構針對的目標頻率的電磁波的可探測性。
[0041]本實用新型提供了兩種不同頻率的透波結構，類似地，本領域技術人員可以通過實驗，設置相應的齒數、面積等參數；將本實用新型的方案擴展到其他需要的目標頻率。
[0042]該透波結構可以用於基站天線、微波天線、球形天線的天線罩等。
[0043]優選地，本發明的金屬部分並不限於銅，而是可以採用以下任一種或者幾種組合金屬材料:固體金屬材料、液體金屬材料、流體狀金屬材料和粉狀物金屬材料，也可以是多種狀態下的金屬材料的組合使用。固體金屬材料包括金、銀、銅、鋁等高導電金屬，還可以使用其他的金屬或者合金。金屬部分也可以是完全由金屬製成，或是在複合材料、透波材料中設置一層或多層金屬夾層，或是在複合材料表面貼一層金屬層或金屬箔。只要該金屬部分可以導電即可。金屬夾層可以是純金屬層，也可以是導電幾何結構，導電幾何結構是指由金屬與其他材料在平面上穿插分布形成幾何分布圖案的結構，例如金屬嵌入在透波材料中形成特定圖案。金屬部分本身也可以是具有幾何分布圖案的導電幾何結構。
[0044]優選地，鋸齒形為均分鋸齒或者非均分鋸齒。均分鋸齒是指鋸齒在圓周線上等距分布，每個鋸齒與相鄰鋸齒之間的距離均相等。非均分鋸齒是指鋸齒在圓周線上不是等距分布，某些鋸齒之間距離大，某些鋸齒之間距離小。本發明的鋸齒只需要具有凸起結構即可，所以圓周上至少為一個，可以為三個，可以為對稱鋸齒，可以為非對稱鋸齒。最多則無上限。
[0045]進一步優選地，非均分鋸齒從一起始鋸齒沿第一方向(例如順時針或逆時針)上的各個鋸齒之間的距離大小可以是逐漸增大、逐漸減小、先增大後減小、先減小後增大，或者增大和減小依次交替。
[0046]優選地，鋸齒形的單個齒的邊界線為直線或曲線。在實際應用中，交界線整體為鋸齒形，但每一個鋸齒的邊線形狀可以按照實際需求做出設計，例如為直線或曲線，進一步地，曲線為圓弧或橢圓弧或拋物線或雙曲線。也可以是多種不同曲率的曲線的組合。
[0047]優選地，鋸齒形的結合部除了平面上的形狀以外，在立體方面也可以是金屬部分和透波部分的表面處於異面，也就是一部分相對於另一部分凸起或凹陷，這樣交界線就不僅僅是平面的鋸齒而是立體的鋸齒。
[0048]優選地，結合部30還可以採取一種與金屬部分10和可以通過電磁波的透波部分20均不同的材質製成，例如鑲嵌一條金屬絲，這樣結合部30就不再是一種幾何上的界線，而是一種實際存在的分割帶。
[0049]優選地，鋸齒形中的鋸齒的長度均相等或不均相等(這裡的長度是指鋸齒本身從峰頂到谷底的距離)。為了具體的實際需要，可以將鋸齒的長度設計成相等的，也可以設計成不相等的，也就是有些鋸齒長，有些鋸齒短。
[0050]進一步優選地，鋸齒從一起始鋸齒沿第一方向(例如順時針或逆時針)上的各個鋸齒的長度大小可以是逐漸增大、逐漸減小、先增大後減小、先減小後增大，或者增大和減小依次交替。
[0051]優選地，在透波結構整體，金屬部分10、透波部分20和結合部30上還可以鋪設吸波材料。而且結合部30本身也可以是吸波材料製成，也就是在金屬部分10和透波部分20之間填充有吸波材料。
[0052]優選地，本發明不限於金屬部分和透波部分這樣的材質，只要是涉及到需要對穿過的電磁波進行散射的材料均可以採取本發明的鋸齒形結合部。這裡的實施例僅僅舉例說明，還可以有多種實施方式，例如第一部分是電磁波偏折材料，第二部分是透波結構。例如第一部分是金屬部分，第二部分是非金屬材料製成的，可以由陶瓷、高分子材料、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料中的至少一種材料製成。
[0053]優選地，透波結構為單一材料或複合材料。
[0054]優選地，複合材料可以包括以下組分:非金屬纖維、熱固樹脂、熱塑樹脂、蜂窩泡沫、纖維增強樹脂中的一種或多種。
[0055]優選地，本發明的金屬部分和透波部分是一體成型的。
[0056]從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現了如下技術效果:在透波結構的金屬部份加鋸齒，令入射電磁波散射，降低了透波結構正面的可探測性。
[0057]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種透波結構，包括多個部分，其特徵在於，至少兩個部分之間具有一個結合部(30)，所述結合部(30)的線型為折線形或曲線形或鋸齒形中的一種或多種。
2.根據權利要求1所述的透波結構，其特徵在於，所述透波結構的多個部分由至少兩種不同的材質製成。
3.根據權利要求2所述的透波結構，其特徵在於，所述多個部分包括第一材質的第一部分(10)和第二材質的第二部分(20)，所述第一部分(10)與所述第二部分(20)之間具有所述結合部(30)。
4.根據權利要求3所述的透波結構，其特徵在於，所述第一部分為導電部分，所述第二部分為電磁波可穿透的透波部分。
5.根據權利要求4所述的透波結構，其特徵在於，所述導電部分為金屬部分或複合在一起的金屬層和透波材料或複合在透波材料內部的一層或多層導電幾何結構或金屬與透波材料構成的導電幾何結構。
6.根據權利要求5所述的透波結構，其特徵在於，所述金屬層為設置在所述導電部分表面的金屬箔。
7.根據權利要求5所述的透波結構，其特徵在於，所述金屬部分為銀或銅或鋁製成，所述透波材料為單一材料或複合材料。
8.根據權利要求7所述的透波結構，其特徵在於，所述複合材料為非金屬纖維、熱固樹月旨、熱塑樹脂、蜂窩泡沫或纖維增強樹脂。
9.根據權利要求4所述的透波結構，其特徵在於，所述導電部分的長度與所述結合部(30)的折線或曲線或鋸齒的長度相等。
10.根據權利要求9所述的透波結構，其特徵在於，所述導電部分的長度為10至300毫米，所述結合部(30)的折線或曲線或鋸齒長度為10至90毫米。
11.根據權利要求1所述的透波結構，其特徵在於，所述鋸齒形在圓周上每個鋸齒佔據的角度範圍為120度至15度，所述鋸齒形的數量範圍為共有3個至24個鋸齒。
12.根據權利要求1所述的透波結構，其特徵在於，所述鋸齒形為均分鋸齒或者非均分鋸齒。
13.根據權利要求1所述的透波結構，其特徵在於，所述鋸齒形的單個齒的邊界線為直線或曲線。
14.根據權利要求13所述的透波結構，其特徵在於，所述邊界線的曲線為圓弧或橢圓弧或拋物線或雙曲線。
15.根據權利要求13所述的透波結構，其特徵在於，所述邊界線的曲線為多種曲線的組合。
16.根據權利要求4所述的透波結構，其特徵在於，所述導電部分和所述透波部分的表面處於同一面或處於異面。
17.根據權利要求1所述的透波結構，其特徵在於，所述鋸齒形中的鋸齒的長度均相等或不均相等。
【文檔編號】H01Q15/02GK204088576SQ201320839561
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】不公告發明人 申請人:深圳光啟創新技術有限公司