超材料板材的制造方法、超材料天线罩及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种超材料板材的制造方法，其包括：将热固性合成树脂溶液和空心玻璃微珠搅拌混合形成所需浆料，其中空心玻璃微珠总质量为浆料质量的1％至7％；将多片玻纤布分别浸入所述浆料中充分浸渍得到多片半固化片；将多片所述半固化片加热加压使之压合成为一体，从而得到所述超材料板材。本发明专利技术还公开一种通过上述超材料板材的制造方法得到的超材料天线罩，本发明专利技术超材料天线罩的制备工艺简单、成本低廉、机械强度高、透波性能好，且本发明专利技术还通过在超材料板材上周期排布人造微结构以进一步加强天线罩的透波性能。

【技术实现步骤摘要】
超材料板材的制造方法、超材料天线罩及其制造方法
本专利技术涉及超材料
，更具体地说，涉及一种超材料板材的制造方法、超材料天线罩及其制造方法。
技术介绍
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。因此在设计天线罩时，需要考虑的因素有：在天线工作频率下，天线罩材料的介电常数和损耗角正切要低同时天线罩又需要有足够的机械强度。在满足上述天线罩设计因素的情况下，为了使得天线罩外观美化，又需要考虑材质的色泽等因素。现有的天线罩为达到满足天线罩介电常数和损耗角正切低、机械强度高、色泽漂亮、外观美化的效果，通常是利用玻璃钢作为天线罩的材质，同时为了支撑天线罩又在玻璃钢内增设金属支架。但是此种天线罩一方面价格昂贵，另一方面透波性能仍然较差且不能对特定频段电磁波选择性透过，造成天线被杂波影响较大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种成本低廉、制备工艺简单、透波性能较佳且能选择性透过所需电磁波的超材料板材的制备方法、超材料天线罩及其制造方法。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种超材料板材的制备方法，其包括以下步骤：S1：将热固性合成树脂溶液和空心玻璃微珠搅拌混合形成所需浆料，其中空心玻璃微珠总质量为浆料质量的1％至7％；S2：将多片玻纤布分别浸入所述浆料中充分浸渍得到多片半固化片；S3：将多片所述半固化片加热加压使之压合成为一体，从而得到所述超材料板材。进一步地，所述热固性合成树脂溶液由不饱和聚酯树脂、环氧树脂和酚醛树脂、呋喃树脂和乙烯基酯树脂中的一种或多种构成。进一步地，所述玻璃微珠的粒径范围为10-180微米，堆积密度为0.1-0.28克每立方厘米。本专利技术还提供一种超材料天线罩的制造方法以及由该制造方法得到的超材料天线罩，包括以下步骤：S1：将热固性合成树脂溶液和空心玻璃微珠搅拌混合形成所需浆料，其中空心玻璃微珠总质量为浆料质量的1％至7％；S2：将多片玻纤布分别浸入所述浆料中充分浸渍得到多片半固化片；S3：将多片所述半固化片加热加压使之压合成为一体，从而得到超材料板材；S4：将金属箔通过热压法覆盖于超材料板材的一侧表面或相对的两侧表面；S5：利用蚀刻方法蚀刻金属箔以得到周期排布的人造微结构。进一步地，通过步骤S1至步骤S5得到多片超材料，制造多个塑料连接件并通过所述塑料连接件连接所述超材料以形成具有特定形状的超材料天线罩。进一步地，所述塑料连接件由POM或ABS塑料制成。进一步地，所述金属箔为铜箔。本专利技术再提供一种超材料天线罩的制造方法以及由该制造方法得到的超材料天线罩，包括以下步骤：S1：将热固性合成树脂溶液和空心玻璃微珠搅拌混合形成所需浆料，其中空心玻璃微珠总质量为浆料质量的1％至7％；S2：将多片玻纤布分别浸入所述浆料中充分浸渍得到多片半固化片；S3：将多片所述半固化片加热加压使之压合成为一体，从而得到超材料板材；S4：制造多个塑料连接件并通过所述塑料连接件连接所述超材料板材以形成具有特定形状的超材料天线罩。本专利技术超材料天线罩的制备工艺简单、成本低廉、机械强度高、透波性能好，且本专利技术还通过在超材料板材上周期排布人造微结构以进一步加强天线罩的透波性能。附图说明图1为构成超材料的基本单元的立体结构示意图；图2为本专利技术超材料板材制造方法的工艺流程图；图3为天线在增加由超材料板材制得的天线罩和没有增加天线罩时，不同频率下的透射系统S21的测试结果示意图；图4为天线在增加由超材料板材制得的天线罩和没有增加天线罩时，在1.32GHZ和1.54GHZ下的增益损失测试结果示意图；图5为天线在增加由超材料板材制得的天线罩和没有增加天线罩时，在1.1GHZ下的方向图；图6为天线在增加由超材料板材制得的天线罩和没有增加天线罩时，在1.32GHZ下的方向图；图7为天线在增加由超材料板材制得的天线罩和没有增加天线罩时，在1.54GHZ下的方向图；图8为天线在增加由超材料板材制得的天线罩和没有增加天线罩时，在2.2GHZ下的方向图；图9为本专利技术超材料天线罩的制造方法的工艺流程图；图10为蚀刻后得到的超材料的平面示意图。具体实施方式光，作为电磁波的一种，其在穿过玻璃的时候，因为光线的波长远大于原子的尺寸，因此我们可以用玻璃的整体参数，例如折射率，而不是组成玻璃的原子的细节参数来描述玻璃对光线的响应。相应的，在研究材料对其他电磁波响应的时候，材料中任何尺度远小于电磁波波长的结构对电磁波的响应也可以用材料的整体参数，例如介电常数ε和磁导率μ来描述。通过设计材料每点的结构使得材料各点的介电常数和磁导率都相同或者不同从而使得材料整体的介电常数和磁导率呈一定规律排布，规律排布的磁导率和介电常数即可使得材料对电磁波具有宏观上的响应，例如汇聚电磁波、发散电磁波、透射电磁波、吸收电磁波等。该类具有规律排布的磁导率和介电常数的材料我们称之为超材料。如图1所示，图1为构成超材料的基本单元的立体结构示意图。超材料的基本单元包括人造微结构2以及该人造微结构附着的第一基板1。本专利技术中，人造微结构为人造金属微结构，人造金属微结构具有能对入射电磁波电场和/或磁场产生响应的平面或立体拓扑结构，改变每个超材料基本单元上的人造金属微结构的图案和/或尺寸即可改变每个超材料基本单元对入射电磁波的响应。本专利技术中，人造微结构2上还覆盖有第二基板3，第二基板3、人造微结构2以及第一基板1构成超材料的基本单元。多个超材料基本单元按一定规律排列即可使得超材料对电磁波具有宏观的响应。由于超材料整体需对入射电磁波有宏观电磁响应因此各个超材料基本单元对入射电磁波的响应需形成连续响应，这要求每一超材料基本单元的尺寸小于入射电磁波波长的五分之一，优选为入射电磁波波长的十分之一。本段描述中，我们人为的将超材料整体划分为多个超材料基本单元，但应知此种划分方法仅为描述方便，不应看成超材料由多个超材料基本单元拼接或组装而成，实际应用中超材料是将人造金属微结构周期排布于基材上即可构成，工艺简单且成本低廉。周期排布即指上述我们人为划分的各个超材料基本单元上的人造金属微结构能对入射电磁波产生连续的电磁响应。由于超材料基本单元的介电常数和磁导率是由基板以及人造微结构共同决定，因此超材料基板材质的选取和制备对于超材料整体对于电磁波的响应也具有重大的影响。本专利技术利用上述超材料原理，通过制备透波性能好、机械强度高且外观美化的超材料板材，并在该超材料板材上周期排布人造微结构得到超材料天线罩，超材料天线罩的透波性能在超材料板材和人造微结构的共同作用下得到增强，满足实际工作需要。下面详细介绍本专利技术超材料板材的制造方法。如图2所示，图2为本专利技术超材料板材制造方法的工艺流程图。超材料板材的制造方法包括步骤：步骤S1：将热固性合成树脂溶液和空心玻璃微珠搅拌混合形成所需浆料，其中空心玻璃微珠总质量为浆料质量的1％至7％。热固性合成树脂溶液可包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂和酚醛树脂中的任意一种或多种。且所述热固性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超材料板材的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将热固性合成树脂溶液和空心玻璃微珠搅拌混合形成所需浆料，其中空心玻璃微珠总质量为浆料质量的1％至7％；S2：将多片玻纤布分别浸入所述浆料中充分浸渍得到多片半固化片；S3：将多片所述半固化片加热加压使之压合成为一体，从而得到所述超材料板材。

【技术特征摘要】
1.一种超材料天线罩的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将热固性合成树脂溶液和空心玻璃微珠搅拌混合形成所需浆料，其中空心玻璃微珠总质量为浆料质量的1％至7％，所述玻璃微珠加入所述热固性合成树脂溶液后呈蜂窝状，所述玻璃微珠的粒径范围为10-180微米，堆积密度为0.1-0.28克每立方厘米；S2：将多片玻纤布分别浸入所述浆料中充分浸渍得到多片半固化片，所述玻纤布主要是由玻璃纤维与短线针刺无纺布复合而成；S3：将多片所述半固化片加热加压使之压合成为一体，从而得到超材料板材，所述玻纤布上的热固性合成树脂发生化学反应而交联固化，采用热压法的加热温度达到用于配制热固性合成树脂溶液的原料的固化温度；S4：将金属箔通过热压法覆盖于超材料板材的一侧表面或相对的两侧表面；S5：利用蚀刻方法蚀刻金属箔以得到周期排布的人造微结构。2.如权利要求1所述的超材料天线罩的制造方法，其特征在于：通过步骤S1至步骤S5得到多片超材料，制造多个塑料连接件并通过所述塑料连接件连接所述超材料以形成具有特定形状的超材料天线罩。3.如权利要求2所述的超材料天线罩的制造方法，其特征在于：所述塑料连接件由POM或ABS塑料制成。4.如权利要求1所述的超材料天线罩的制造方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，赵治亚，易翔，何雪涵，金晶，
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：