一種超材料、超材料衛(wèi)星天線及衛(wèi)星接收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超材料，包括超材料基板和附著于所述超材料基板上的金屬微結(jié)構(gòu)，所述超材料基板采用的是片狀模塑料基板。還涉及利用該超材料制備的超材料衛(wèi)星天線及衛(wèi)星接收系統(tǒng)。該片狀模塑料基板不僅機(jī)械強(qiáng)度高，還具有優(yōu)良的耐候性和耐熱性；利用該超材料制備的超材料衛(wèi)星天線及衛(wèi)星接收系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)對入射電磁波的各種調(diào)制功能，例如匯聚電磁波、吸收電磁波、對電磁波透明、高介電常數(shù)、高磁導(dǎo)率、負(fù)磁導(dǎo)率等，還能在室外惡劣的環(huán)境下保持良好的性能和較長的使用壽命。
【專利說明】一種超材料、超材料衛(wèi)星天線及衛(wèi)星接收系統(tǒng)
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及超材料領(lǐng)域，尤其涉及一種超材料、超材料衛(wèi)星天線及衛(wèi)星接收系統(tǒng)?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]超材料是近十年來發(fā)展起來的對電磁波起調(diào)制作用的材料。超材料一般是由一定數(shù)量的金屬微結(jié)構(gòu)附在具有一定力學(xué)、電磁學(xué)的基板上，這些具有特定圖案和材質(zhì)的微結(jié)構(gòu)會對經(jīng)過其身的特定頻段的電磁波產(chǎn)生調(diào)制作用。
[0003]電子產(chǎn)品正向薄型化、高性能化和多功能化的方向發(fā)展，為此，基板材料不僅應(yīng)具有較低的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗，還要具有優(yōu)異的熱性能、電性能和機(jī)械性能。
[0004]傳統(tǒng)的基板樹脂多采用酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂，目前應(yīng)用最多的是玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂板FR-4，這種材料由于具有制造成本低、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，在低頻電子產(chǎn)品中有較好的應(yīng)用，但在高頻電路中，由于其介電性能以及耐高溫性能較差，因此，F(xiàn)R-4不適合應(yīng)用于高頻電路中。
[0005]而目前制備超材料、超材料衛(wèi)星天線的基板主要采用的是聚苯乙烯基板，因?yàn)榫郾揭蚁┚哂械徒殡姵?shù)、低介質(zhì)損耗等特點(diǎn)，非常適合作為超材料、超材料衛(wèi)星天線的基板，但聚苯乙烯本身的韌性較小，并且在室外使用一段時(shí)間后，因太陽輻射，使得材料內(nèi)形成離子和自由基，從而破壞化學(xué)鍵，材料會發(fā)生降解進(jìn)一步降低材料的機(jī)械強(qiáng)度，因此該基板的抗老化性能有待提高。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種機(jī)械性能好、耐候性的超材料及超材料衛(wèi)星天線、衛(wèi)星接收系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問`題所采用的技術(shù)方案是:一種超材料，包括超材料基板和附著于所述超材料基板上的金屬微結(jié)構(gòu)，所述超材料基板采用的是片狀模塑料基板。
[0008]所述片狀模塑料基板的厚度為lmnT6mm。
[0009]所述金屬微結(jié)構(gòu)為由金屬絲構(gòu)成的具有一定幾何形狀的平面或立體結(jié)構(gòu)。
[0010]所述金屬微結(jié)構(gòu)通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在所述片狀模塑料基板上。
[0011]片狀模塑料(簡稱SMC)是一種由不飽和聚酯樹脂、增強(qiáng)纖維、填料以及各種添加劑如固化劑、增稠劑、低收縮添加劑、脫模劑和著色劑等組成的夾芯薄片狀材料，其芯部由經(jīng)樹脂膠液充分浸潰的短切玻璃纖維構(gòu)成。
[0012]一種超材料衛(wèi)星天線，所述超材料衛(wèi)星天線包括饋源及超材料平板，所述超材料平板包括核心層及設(shè)置在核心層一表面的反射面，所述核心層包括基板及附著在所述基板一表面的金屬微結(jié)構(gòu)，所述基板采用的是片狀模塑料基板。
[0013]所述金屬微結(jié)構(gòu)附著在所述片狀模塑料基板的前表面，所述片狀模塑料基板的后表面附著反射面。[0014]所述超材料衛(wèi)星天線還包括覆蓋在所述金屬微結(jié)構(gòu)上的保護(hù)膜。
[0015]所述保護(hù)膜為PS塑料、PET塑料或HIPS塑料，所述保護(hù)膜的厚度為0.01mnT2mm。
[0016]一種衛(wèi)星接收系統(tǒng)，包括衛(wèi)星天線、連接信號接收器的衛(wèi)星接收機(jī)，所述衛(wèi)星天線為上述的超材料衛(wèi)星天線。
[0017]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明超材料中的基板采用的是片狀模塑料基板，該片狀模塑料基板不僅機(jī)械強(qiáng)度高，還具有優(yōu)良的耐候性和耐熱性；利用該超材料制備的超材料衛(wèi)星天線及衛(wèi)星接收系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)對入射電磁波的各種調(diào)制功能，例如匯聚電磁波、吸收電磁波、對電磁波透明、高介電常數(shù)、高磁導(dǎo)率、負(fù)磁導(dǎo)率等，還能在室外惡劣的環(huán)境下保持良好的性能和較長的使用壽命。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0018]圖1是本發(fā)明的超材料衛(wèi)星天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]一種超材料，包括超材料基板和通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻等方法附著于超材料基板上的金屬微結(jié)構(gòu)，金屬微結(jié)構(gòu)為由金屬絲(銅絲、銀絲、鋁絲等)構(gòu)成的具有一定幾何形狀的平面或立體結(jié)構(gòu)；本實(shí)施例的關(guān)鍵點(diǎn)在于:超材料基板采用的是厚度為lmnT6mm的片狀模塑料基板。片狀模塑料(簡稱SMC)是一種由不飽和聚酯樹脂、增強(qiáng)纖維、填料以及各種添加劑如固化劑、增稠劑、低收縮添加劑、脫模劑和著色劑等組成的夾芯薄片狀材料，其芯部由經(jīng)樹脂膠液充分浸潰的短切玻璃纖維構(gòu)成。SMC片材具有優(yōu)越的耐腐蝕性能，質(zhì)輕及工程設(shè)計(jì)容易、靈活等優(yōu)點(diǎn)，其機(jī)械性能可以與部分金屬材料相媲美，其制造的產(chǎn)品具有良好的剛性、耐變形、使用溫度范圍大的優(yōu)點(diǎn)。SMC的工藝原理為:一定量的SMC模壓料裝入模具后，在一定的溫度和壓力下SMC模壓料塑化、流動(dòng)并充滿模腔，同時(shí)，SMC模壓料發(fā)生交聯(lián)團(tuán)化反應(yīng)，形成三維體型結(jié)構(gòu)而得到語氣的制品，在整個(gè)壓制過程中，加壓、賦形、保溫等過程依靠被加熱的模具的閉合實(shí)現(xiàn)的。
[0021]本發(fā)明還涉及利用該超材料制備的超材料衛(wèi)星天線。
[0022]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的超材料衛(wèi)星天線包括設(shè)置在饋源后方的超材料平板100，超材料平板100包括核心層10及設(shè)置在核心層后表面的反射面200，核心層10包括片狀模塑料基板及附著在片狀模塑料基板前表面的多個(gè)金屬微結(jié)構(gòu)，片狀模塑料基板后表面附著有反射面；還包括覆蓋在金屬微結(jié)構(gòu)上的厚度為0.01mnT2mm的保護(hù)膜，保護(hù)膜為PS塑料、PET塑料或HIPS塑料等塑料；該片狀模塑料基板不僅機(jī)械強(qiáng)度高，還具有優(yōu)良的耐候性和耐熱性，所以該超材料衛(wèi)星天線不僅實(shí)現(xiàn)對入射電磁波的各種調(diào)制功能，例如匯聚電磁波、吸收電磁波、對電磁波透明、高介電常數(shù)、高磁導(dǎo)率、負(fù)磁導(dǎo)率等，還能在室外惡劣的環(huán)境下保持良好的性能和較長的使用壽命。
[0023]饋源為傳統(tǒng)的波紋喇叭，這個(gè)根據(jù)衛(wèi)星的電視信號的極化方式不同有不同的選擇，例如中星9號，其電視信號既有左旋圓極化又有右旋圓極化，因此饋源應(yīng)當(dāng)采用雙圓極化的波紋喇叭。超材料平板100任一縱截面具有相同的形狀與面積，此處的縱截面是指超材料平板中與超材料平板的中軸線垂直的剖面。超材料平板的縱截面為方形、圓形或橢圓形，優(yōu)選地，超材料平板的縱截面為方形，這樣得到的超材料平板容易加工，例如300X300mm或450X450mm的正方形，450X475mm的長方形。圓形可以是直徑為250、300或450mm的圓形。
[0024]核心層的折射率分布滿足如下公式:
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種超材料，包括超材料基板和附著于所述超材料基板上的金屬微結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述超材料基板采用的是片狀模塑料基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超材料，其特征在于，所述片狀模塑料基板的厚度為Imm?6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超材料，其特征在于，所述金屬微結(jié)構(gòu)為由金屬絲構(gòu)成的具有一定幾何形狀的平面或立體結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超材料，其特征在于，所述金屬微結(jié)構(gòu)通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在所述片狀模塑料基板上。
5.一種超材料衛(wèi)星天線，所述超材料衛(wèi)星天線包括饋源及超材料平板，所述超材料平板包括核心層及設(shè)置在核心層一表面的反射面，所述核心層包括基板及附著在所述基板一表面的金屬微結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板采用的是片狀模塑料基板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超材料衛(wèi)星天線，其特征在于，所述金屬微結(jié)構(gòu)附著在所述片狀模塑料基板的前表面，所述片狀模塑料基板的后表面附著反射面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超材料衛(wèi)星天線，其特征在于，所述超材料衛(wèi)星天線還包括覆蓋在所述金屬微結(jié)構(gòu)上的保護(hù)膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超材料衛(wèi)星天線，其特征在于，所述保護(hù)膜為PS塑料、PET塑料或HIPS塑料，所述保護(hù)膜的厚度為0.01mnT2mm。
9.一種衛(wèi)星接收系統(tǒng)，包括衛(wèi)星天線、連接信號接收器的衛(wèi)星接收機(jī)，其特征在于，所述衛(wèi)星天線為權(quán)利要求5至8任意一項(xiàng)所述的超材料衛(wèi)星天線。
【文檔編號】H01Q19/06GK103682658SQ201210317246
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤, 林云燕, 李雪 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司