超材料吸波结构、防护罩及电子系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及吸波设备领域，具体而言，涉及一种超材料吸波结构、防护罩及电子系统。
【背景技术】
[0002]—般情况下，高精尖的电子设备都会设置有过滤电磁波的防护罩。该防护罩的目的是为了使电子系统工作性能比较稳定、可靠，同时也能够减轻电子设备的磨损和老化，延长使用寿命。但是防护罩是电子设备前面的障碍物，对电子设备的辐射波或入射电子设备的电磁波会产生吸收和反射，改变电子设备的自由空间能量分布，并在一定程度上影响电子设备的性能。
[0003]使用纯材料防护罩在一定的范围内会影响电子设备的性能。其中，用于制作天线罩的纯材料为普通的物理材料，在制作纯材料防护罩时，利用半波长或四分之一波长理论，并根据不同的电磁波频率，改变纯材料的厚度，用以减小对电磁波的透波响应或吸收响应。在设计制作纯材料防护罩的时候，当电磁波的波长过长时，利用半波长或四分之一波长理论，纯材料防护罩会显得比较厚，进而使得整个防护罩的重量过大。另一方面，纯材料的透波性能比较均一，在电子设备工作时，均一透波的电磁波容易影响电子设备的正常工作。
[0004]针对现有技术中对电子设备发出的TE波(纵向波)和TM波(横向波)均有效吸收作用，无法区分TE波(纵向波)和TM波(横向波)而根据工作需要进行吸收电磁波的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的在于提供一种超材料吸波结构、防护罩及电子系统，以解决现有技术中吸波结构无法区分TE波(纵向波)和TM波(横向波)而根据工作需要进行吸收电磁波的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种超材料吸波结构，包括:基板；至少一层导电几何结构层，导电几何结构层设置在基板上，导电几何结构层包括多个导电排架；其中，导电排架包括多个相互平行且间隔设置的第一导电条、以及连接在相邻两个第一导电条之间的第二导电条。
[0007]进一步地，多个导电排架之间间隔设置且互不相连。
[0008]进一步地，至少一层导电几何结构层为两层，两层导电几何结构层沿垂直于导电几何结构层的方向间隔地设置，其中一层导电几何结构层中的各导电排架的投影与另一层导电几何结构层中的对应位置的导电排架的投影至少部分重合。
[0009]进一步地，其中一层导电几何结构层中的各导电排架的投影与另一层导电几何结构层中的对应的导电排架的投影相重合。
[0010]进一步地，各第一导电条与相连接的第二导电条垂直设置。
[0011]进一步地，多个第一导电条的长度相等，同一个导电排架中的每个第一导电条的两端部关于第二导电条的中轴线对称设置。
[0012]进一步地，导电几何结构层中的多个导电排架呈矩形阵列分布，且相邻的两个导电排架之间的第一导电条沿同一方向平行设置。
[0013]进一步地，沿平行于第一导电条的延伸方向，导电几何结构层的相邻两个导电排架的延伸方向在同一直线上的两个第一导电条的相邻的端部之间的距离为L1，0.3mm < L1 < 1.0mm。
[0014]进一步地，沿垂直于第一导电条的延伸方向，导电几何结构层的相邻两个导电排架之间的距离为L2，1.5mm < L2 < 2.5mm。
[0015]进一步地，同一个导电排架中的相邻两个第一导电条之间的距离为L3，0.5mm ^ L3 ^ 1.5mm0
[0016]进一步地，每个第一导电条的线长为L4，每个第一导电条的线宽为L5，12.0mm < L4 < 16.0mm，0.5mm < L5 < 1.0mm。
[0017]进一步地，超材料吸波结构包括三层基板，三层基板与两层导电几何结构层沿垂直与导电几何结构层的方向依次交替地设置。
[0018]进一步地，三层基板包括第一基板、第二基板和第三基板，第一基板的厚度为hl，第二基板的厚度为h2，第三基板的厚度为h3，hi < h2 = h3。
[0019]进一步地，各层导电几何结构层与相邻的基板之间相粘接。
[0020]根据本实用新型的另一方面，提供了一种防护罩，包括吸波结构，吸波结构为前述的超材料吸波结构。
[0021]根据本实用新型的另一方面，提供了一种电子系统，包括防护罩，防护罩为前述的防护罩。
[0022]应用本实用新型的技术方案，该超材料吸波结构包括基板和至少一层导电几何结构层，每层导电几何结构层包括至少一个导电排架，其中，每个导电排架包括多个第一导电条，以及与多个第一导电条分别连接的第二导电条，多个第一导电条之间平行且间隔设置，且多个第一导电条分成两组对应地分布在第二导电条的两侧。上述超材料吸波结构能够调节介电常数和磁导率，使电磁波入射通过导电几何结构层的时候产生更好的共振效果，可以使电磁波入射本实用新型的超材料吸波结构时，TE波(纵向波)几乎不受超材料吸波结构的影响而透波，由于TM波(横向波)在一定的波段范围内被超材料吸波结构所吸收因而使工作频段的电磁波能高效率穿透，并能够有效地截止工作频段外的电磁波，从而解决了现有的吸波结构无法区分TE波(纵向波)和TM波(横向波)从而根据工作需要进行吸收电磁波的问题。因此，超材料吸波结构能够区分TM和TE波，只吸收TM波而不吸收TE波。另外，TM波能够被超材料吸波结构在不同的三个波段范围内实现分段吸波功能。
【附图说明】
[0023]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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:
[0024]图1示出了根据本实用新型的超材料吸波结构的一层导电几何结构层设置在基板上的实施例的结构示意图；
[0025]图2示出了根据本实用新型的超材料吸波结构的两层导电几何结构层设置在基板上的实施例的结构示意图；
[0026]图3示出了图2的剖视结构示意图；
[0027]图4示出了根据本实用新型的超材料吸波结构的同一层导电几何结构层中单个导电排架与基板的主视结构示意图；
[0028]图5示出了根据本实用新型的超材料吸波结构的CST仿真效果的TE波与TM波对比效果曲线图；
[0029]图6示出了图4的以第一波段为核心波段的CST仿真效果的TE波与TM波对比效果曲线图；
[0030]图7示出了图4的以第二波段为核心波段的CST仿真效果的TE波与TM波对比效果曲线图；
[0031]图8示出了图4的以第三波段为核心波段的CST仿真效果的TE波与TM波对比效果曲线图。
[0032]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0033]10、基板；11、第一基板；
[0034]12、第二基板；13、第三基板；
[0035]20、导电几何结构层；21、导电排架；
[0036]211、第一导电条；212、第二导电条。
【具体实施方式】
[0037]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0038]图1、图2和图4中不出了基板10的不意结构，但并未不出基板10的厚度，图中不出的方框内的空白处为基板10的示意结构。
[0039]如图1和图2所示，本实施例提供了一种超材料吸波结构。该超材料吸波结构包括基板10和至少一层导电几何结构层20，导电几何结构层20设置在基板10上，导电几何结构层20包括多个导电排架21。其中，导电排架21包括多个第一导电条211以及连接在相邻两个第一导电条211之间的第二导电条212。
[0040]上述超材料吸波结构能够调节介电常数和磁导率，使电磁波入射通过导电几何结构层的时候产生更好的共振效果，可以使电磁波入射本实用新型的超材料吸波结构时，TE波(纵向波)几乎不受超材料吸波结构的影响而透波，由于TM波(横向波)在一定的波段范围内被超材料吸波结构所吸收，并且在本实施例中，TM波能够被超材料吸波结构在不同的三段波段范围内实现分段吸波功能，因而使工作频段的电磁波能高效率穿透，并能够有效地截止工作频段外的电磁波，从而解决了现有的吸波结构无法区分TE波(纵向波)和TM波(横向波)从而根据工作需要进行吸收电磁波的问题，并且能够对TM波实现分波段进行吸波，而TE波不受超材料吸波结构的影响。
[0041]本实施例的导电几何结构层可以使用任意导电材料制造加工，可以是金属材料，例如金、银、铜或几种金属的混合物，优选采用铜，所使用的金属材料的原始形态可以是固体、液体、流状体或粉状物；也可以是非金属材料，如导电油墨。
[0042]在本实施例的超材料吸波结构中，多个导电排架21之间间隔设置且互不相连。因此，入射该超材料吸波结构的电磁波实现的是低通透波，而被该超材料吸收的从高精尖的电子系统中入射到该超材料吸波结构的TM波的波段范围为带宽波段。互不相连的导电排架21能够降低TM波的预定频段范围的波段的反射能量，从而实现对TM波的吸收效果。
[0043]在本实施例中，导电几何结构层20由两层构成，本实施例的两层导电几何结构层20的厚度范围均为0.015mm至0.025mm,优选地，两层导电几何结构层20的厚度均为0.02mm，两层导电几何结构层20沿垂直于导电几何结构层20的方向间隔地设置，其中一层导电几何结构层20中的各导电排架21的投影与另一层导电几何结构层20中的对应位置的导电排架21的投影至少部分重合。优选地，为了能够实现该超材料吸波结构对TM波的最后吸收效果，因此，该超材料吸波结构的其中一层导电几何结构层20中的各导电排架21的投影与另一层导电几何结构层20中的对应的导电排架21的投影相重合(即完全重合)。利用两层导电几何结构层来对TM波的反射能量形成减弱作用，从而降低TM波的反射能量，使预定波段范围的TM波被该超材料吸波结构所吸收，以避免外界的电磁波检测装置捕捉到该预定波段范围的TM波，从而侦测到该电子系统的位置所在。
[0044]如图4所示，图4示出了单独一个导电排架21的结构示意图，在图4所示的结构中，取单独一个导电排架21，并围绕该导电排架将相应的基板10取HI XH2 (即30mmX 9mm，HI = 30mm，H2 = 9mm)的大小，本实施例的超材料吸波结构的多个第一导电条211的长度相等，在该超材料吸波结构中，每个第一导电条211的线长为L4，每个第一导电条211的线宽为 L5，12.0mm < L4 < 16.0mm，0.5mm < L5 < 1.0mm，优选地，L4 = 14.4mm，L5 =0.6mm(在本实施例中，第二导电条212的宽度b的范围选取在0.5mm至1.0mm之间，即0.5mm ^ b ^ 1.0_，根据优选的L5 = 0.6_，第二导电条212的宽度b = 0.7mm，这样，同一个导电排架21在沿第一导电条211的延伸方向上的总宽度为29