大型超材料板材的制造方法及大口径超材料天线罩的制造方法技术

本发明专利技术提供一种大型超材料板材的制造方法，其包括以下步骤：提供至少两均覆有金属箔的基板，所述两基板由热塑性材料制成；蚀刻所述两基板上的金属箔，从而在所述两基板上形成呈阵列排布的多个金属微结构；沿板面方向切分所述两基板，使所述两基板的边缘分别形成比基板的厚度更薄的连接部，且每一基板的连接部可配合于另一基板的边缘由切分所形成的凹陷；将所述两基板的连接部搭接在一起并进行热压合，从而形成一接合区域，而所述接合区域的金属微结构的排布与其它区域的金属微结构的排布连续，即制得更大尺寸的整块超材料板材，从而制得了表面平整的大尺寸整块超材料板材。本发明专利技术还提供了一种将该方法使用于大口径超材料天线罩的制造中的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超材料及其在天线罩上的应用，更具体地说，涉及ー种超材料板材的制造方法及大ロ径超材料天线罩的制造方法。
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。当前，人们通过在基板上排列由金属线段构成的具有一定几何形状的超材料金属微结构来形成超材料。由于可以利用金属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之一。最新的研究发现，超材料是ー种良好的透波材料，特别是用其制成的天线罩不仅可显著提高天线罩的透波性能，而且 使天线罩具有耐热、耐腐蚀、抗压及其他机械性能。目前，超材料金属微结构是通过蚀刻附着于基板上的金属箔来形成，从而制得超材料板材。但是，现有的蚀刻设备和基板的最大尺寸均限制了大型超材料板材的制造，因此，无法获得适用于大口径天线罩的大型超材料板材。
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。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是ー种大型超材料板材的制造方法，包括以下步骤提供至少两均覆有金属箔的基板，所述两基板由热塑性材料制成；蚀刻所述两基板上的金属箔，从而在所述两基板上形成呈阵列排布的多个金属微结构；沿板面方向切分所述两基板，使所述两基板的边缘分别形成比基板的厚度更薄的连接部，且每一基板的连接部可配合于另一基板的边缘由切分所形成的凹陷；将所述两基板的连接部搭接在一起并进行热压合，从而形成一接合区域，而所述接合区域的金属微结构的排布与其它区域的金属微结构的排布连续，即制得更大尺寸的整块超材料板材。优选地，所述方法还包括基于基板的电磁參数，利用电脑仿真软件通过优化算法来设计所述金属微结构的几何形状、尺寸及排布，并根据基板的数量分为若干部分，蚀刻时依据设计分别在基板上形成金属微结构。优选地，所述方法还包括重复以上步骤，以制得多块所述大型超材料板材，并对这些大型超材料板材进行热压合而将它们结合在一起。优选地，每ー基板的ー个表面附有金属箔；蚀刻形成的金属微结构位于每一基板的该表面。优选地,蚀刻形成的金属微结构位于所述超材料板材的同一表面。优选地，每ー基板的两相对表面均附有金属箔；蚀刻形成的金属微结构位于每ー基板的两相对表面。优选地，所述金属箔是铜箔。优选地，所述基板由丙烯腈-丁ニ烯-苯こ烯制成。优选地，所述覆有金属箔的基板为四块，包括两对对角设置的第一基板和第二基板，每ー第一基板和第二基板的两相邻边缘均形成连接部，且每ー第一基板的两连接部分别配合于所述两第二基板的边缘由切分所形成的凹陷、每ー第二基板的两连接部分别配合于所述两第一基板的边缘由切分所形成的凹陷，而所述两第一基板或第二基板的两连接部 的相交处形成两相互配合的缺ロ。ー种大口径超材料天线罩的制造方法，包括以下步骤提供至少两均覆有金属箔的基板，所述两基板由热塑性材料制成；蚀刻所述两基板上的金属箔，从而在所述两基板上形成呈阵列排布的多个金属微结构；沿板面方向切分所述两基板，使所述两基板的边缘分别形成比基板的厚度更薄的连接部，且每一基板的连接部可配合于另一基板的边缘由切分所形成的凹陷；将所述两基板的连接部搭接在一起并进行热压合，从而形成一接合区域，而所述接合区域的金属微结构的排布与其它区域的金属微结构的排布连续，即制得的大尺寸超材料板材，用于制作大口径超材料天线罩。优选地，所述方法还包括基于基板的电磁參数和工作频段的透波性能要求，利用电脑仿真软件通过优化算法来设计所述金属微结构的几何形状、尺寸及排布，并根据基板的数量分为若干部分，蚀刻时依据设计分别在基板上形成金属微结构。优选地，所述方法还包括制造一用于容纳天线的中空壳体，所述大型超材料板材安装于所述壳体并位于电磁波的传播方向上。本专利技术超材料板材的制造方法及大口径超材料天线罩的制造方法具有以下有益效果将附着有超材料金属微结构的多块基板通过热压合的方法结合在起，从而制得了表面平整的大尺寸整块超材料板材，不仅制造成本低，而且一致性好，将其用于制作大口径超材料天线罩时，由于所述超材料板材的一体化结构，可保证其良好的机械性能。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是本专利技术大型超材料板材的制造方法的一个实施方式的流程图；图2是利用图I中的方法制得的大型超材料板材的平面示意图；图3是图2中III-III方向的剖视图；图4是图2中靠近接合区域的放大图；图5是本专利技术大型超材料板材的制造方法的第二实施方式的流程图；图6是图5所示流程图的ー个实施例；图7是利用图6中的方法制作大型超材料板材的过程示意图8是利用图6中的方法制作大型超材料板材的另ー过程示意图；图9是图7中的大型超材料板材靠近接合区域的放大图；图10是利用图6中的方法制得的双层大型超材料板材的结构示意图；图11是本专利技术大口径超材料天线罩的制造方法的一个实施方式的流程图；图12是利用图11中的方法制得的大口径超材料天线罩的示意图。图中各标号对应的名称为10,30,52大型超材料板材、12基板、14、36金属微结构、15超材料単元、16、322、342连接部、18、38接合区域、32第一基板、34第二基板、344、346缺ロ、40双层大型超材料板材、50大口径超材料天线罩、54多层大型超材料板材、56壳体 具体实施例方式本专利技术所称的超材料板材中的“板材”不限定外形，不仅可呈平整、弯曲等任意形状，亦包括硬质板、软质板和薄膜。如图I至图4所示，为本专利技术超材料板材的制造方法的第一实施方式和利用该方法制得的大型超材料板材10，该方法包括以下步骤步骤101 :提供至少两均覆有金属箔的基板12，所述两基板12由热塑性材料制成。步骤103 :蚀刻所述两基板12上的金属箔，从而在所述两基板12上形成呈阵列排布的多个金属微结构14。一般，姆个金属微结构14及其所在的基板12部分称为ー个超材料单元15，每个超材料单元15的几何尺寸与所需响应的电磁波的波长有夫。可利用光刻、电镀、钻刻、电子刻或者离子刻来蚀刻姆一基板12上的金属箔而形成所述金属微结构14。步骤105 :沿板面方向切分所述两基板12，使所述两基板12的边缘分别形成比基板12的厚度更薄的连接部16，且每一基板12的连接部16可配合于另一基板12的边缘由切分所形成的凹陷。步骤107 :将所述两基板12的连接部16搭接在一起并进行热压合，从而形成一接合区域18，而所述接合区域18的金属微结构14的排布与其它区域的金属微结构14的排布连续，即制得更大尺寸的整块超材料板材10。本专利技术超材料板材的制造方法不仅可获得大尺寸超材料板材，而且制造成本低，表面平整。如图5所示，为本专利技术超材料板材的制造方法的第二实施方式，该方法包括以下步骤步骤201 :提供至少两均覆有金属箔的基板，所述两基板由热塑性材料制成。一般，所述两基板由低介电常数、低损耗的材料制成。所述金属箔既可附着于每一基板的任一侧面，也可附着于每一基板的两相对侧面。步骤203 :基于基板的电磁參数，利用电脑仿真软件通过优化算法来设计金属微结构的几何形状、尺寸及排布，并根据基板的数量分为若干部分。步骤205 :蚀刻所述两基板上的金属箔，从而在所述两基板上形成呈阵列排布的多个金属微结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型超材料板材的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：提供至少两均覆有金属箔的基板，所述两基板由热塑性材料制成；蚀刻所述两基板上的金属箔，从而在所述两基板上形成呈阵列排布的多个金属微结构；沿板面方向切分所述两基板，使所述两基板的边缘分别形成比基板的厚度更薄的连接部，且每一基板的连接部可配合于另一基板的边缘由切分所形成的凹陷；将所述两基板的连接部搭接在一起并进行热压合，从而形成一接合区域，而所述接合区域的金属微结构的排布与其它区域的金属微结构的排布连续，即制得更大尺寸的整块超材料板材。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，赵治亚，法布里齐亚·盖佐，易翔，
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：