阅读说明：本技术 一种用于5GHz通信的周期性米字形透波材料以及机箱 (Periodic wave-transparent material shaped like Chinese character 'mi' for 5GHz communication and case ) 是由 冯佳琦 孙莉 李永正 党炜 于 2020-05-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于5GHz通信的周期性米字形透波材料以及机箱,包括基板,所述基板开设若干个米字形透波单元；每个所述米字形透波单元包括四个等长度、等宽度的矩形缝,矩形缝形成米字形结构。矩形缝的长度均为25.8mm,宽度均为2mm；各个所述米字形透波单元按照28mm的单元间距周期性排列。优点为：本发明提供的用于5GHz通信的周期性米字形透波材料,通过对开孔的形状和结构尺寸进行精细设计,形成周期性米字形开孔结构,能够使位于机箱内部的WIFI天线发射的5.735GHz～5.835GHz频段的电磁波辐射出去,具有对该频段电磁波反射系数低、透射系数高的优点,进而大大提升通信效率。(The invention provides a periodic wave-transmitting material in a shape of a Chinese character 'mi' for 5GHz communication and a case, wherein the periodic wave-transmitting material comprises a substrate, and a plurality of wave-transmitting units in a shape of a Chinese character 'mi' are arranged on the substrate; each wave-transparent unit in the shape of a Chinese character 'mi' comprises four rectangular seams with equal length and equal width, and the rectangular seams form a structure in the shape of a Chinese character 'mi'. The length of each rectangular seam is 25.8mm, and the width of each rectangular seam is 2 mm; and the wave-transmitting units in the shape of a Chinese character 'mi' are periodically arranged according to a unit interval of 28 mm. Has the advantages that: the periodic wave-transmitting material in the shape of a Chinese character 'mi' for 5GHz communication provided by the invention forms the periodic structure with the openings in the shape of Chinese character 'mi' by finely designing the shape and the structural size of the openings, so that electromagnetic waves in a frequency band of 5.735 GHz-5.835 GHz emitted by a WIFI antenna positioned in a case can be radiated, and the periodic wave-transmitting material has the advantages of low reflection coefficient and high transmission coefficient of electromagnetic waves in the frequency band, and further greatly improves the communication efficiency.)

一种用于5GHz通信的周期性米字形透波材料以及机箱

技术领域

本发明属于电磁技术领域，具体涉及一种用于5GHz通信的周期性米字形透波材料以及机箱。

背景技术

随着电子系统集成度不断提高，一些收发信机需要集成在机箱内部，用于通信的WIFI天线也需要放置在机箱内部，此时，为使WIFI天线发射的电磁波顺利通过机箱，需要对机箱进行打孔设计。现有技术中，机箱主要开设蜂窝状圆孔。

在实现本发明的过程中，发明人发现，现有技术至少存在以下问题

开设蜂窝状圆孔的机箱，在实际使用中，对WIFI天线发射的电磁波仍然具有较大的阻碍作用，会明显降低5.735GHz～5.835GHz 5GHz WIFI频段的透射性，提高反射性，从而降低WIFI天线辐射性能，影响收发信机的正常工作。因此，如何解决这一问题，是目前急需解决的事情。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种用于5GHz通信的周期性米字形透波材料以及机箱，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种用于5GHz通信的周期性米字形透波材料，包括基板，所述基板开设若干个米字形透波单元；每个所述米字形透波单元包括四个等长度、等宽度的矩形缝，分别为：第一矩形缝、第二矩形缝、第三矩形缝和第四矩形缝；所述第一矩形缝、所述第二矩形缝、所述第三矩形缝和所述第四矩形缝的布置方式为：所述第一矩形缝的中心、所述第二矩形缝的中心、所述第三矩形缝的中心和所述第四矩形缝的中心位于同一中心点，所述第一矩形缝水平设置，所述第一矩形缝绕自身中心点顺时针旋转45度，为所述第二矩形缝的位置；所述第一矩形缝绕自身中心点顺时针旋转90度，为所述第三矩形缝的位置；所述第一矩形缝绕自身中心点顺时针旋转135度，为所述第四矩形缝的位置；

其中，所述第一矩形缝、第二矩形缝、第三矩形缝和第四矩形缝的长度均为25.8mm，宽度均为2mm；

各个所述米字形透波单元按照28mm的单元间距周期性排列。

优选的，各个所述米字形透波单元排列形成N行M列的矩阵形式；其中，N和M均为自然数；行距和列距相等，均为28mm；其中，行距是指：成行排列的相邻两个米字形透波单元的中心点之间的距离；列距是指：成列排列的相邻两个米字形透波单元的中心点之间的距离。

优选的，所述用于5GHz通信的周期性米字形透波材料，用于使5.735GHz～5.835GHz 5GHz WIFI频段的电磁波顺利通过。

优选的，所述用于5GHz通信的周期性米字形透波材料，对5.735GHz～5.835GHz5GHz WIFI频段的电磁波的反射系数均在-22dB以下，透射系数均在-0.03dB以上。

本发明还提供一种机箱，所述机箱的机箱壁采用5GHz通信的周期性米字形透波材料制作形成。

本发明提供的用于5GHz通信的周期性米字形透波材料以及机箱具有以下优点：

本发明提供的用于5GHz通信的周期性米字形透波材料，通过对开孔的形状和结构尺寸进行精细设计，形成周期性米字形开孔结构，能够使位于机箱内部的WIFI天线发射的5.735GHz～5.835GHz频段的电磁波辐射出去，具有对该频段电磁波反射系数低、透射系数高的优点，进而大大提升通信效率。

附图说明

图1为本发明提供的用于5GHz通信的周期性米字形透波材料的一种具体示例图；

图2为本发明提供的米字形透波单元的结构图；

图3为本发明提供的机箱的结构图；

图4为本发明提供的对米字形透波单元进行S参数仿真的结果图；

图5为本发明提供的裸天线与采用米字形透波单元的天线反射系数对比图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种用于5GHz通信的周期性米字形透波材料，主要用于5GHz WIFI频段(5.735GHz～5.835GHz)的通信，能够使5GHz WIFI频段(5.735GHz～5.835GHz)的电磁波顺利通过机箱，大大提升通信效率。如图1所示，为用于5GHz通信的周期性米字形透波材料的一种具体示例，包括基板1，所述基板1开设若干个米字形透波单元2；

如图2所示，为米字形透波单元的结构图，每个所述米字形透波单元2包括四个等长度、等宽度的矩形缝，分别为：第一矩形缝3、第二矩形缝4、第三矩形缝5和第四矩形缝6；第一矩形缝3、第二矩形缝4、第三矩形缝5和第四矩形缝6的布置方式为：所述第一矩形缝3的中心、所述第二矩形缝4的中心、所述第三矩形缝5的中心和所述第四矩形缝6的中心位于同一中心点，所述第一矩形缝3水平设置，所述第一矩形3缝绕自身中心点顺时针旋转45度，为所述第二矩形缝4的位置；所述第一矩形缝3绕自身中心点顺时针旋转90度，为所述第三矩形缝5的位置；所述第一矩形缝3绕自身中心点顺时针旋转135度，为所述第四矩形缝6的位置；

其中，第一矩形缝3、第二矩形缝4、第三矩形缝5和第四矩形缝6的长度l均为25.8mm，宽度w均为2mm；

各个所述米字形透波单元按照28mm的单元间距周期性排列。更具体的，各个所述米字形透波单元排列形成N行M列的矩阵形式，在图1中，为5行5列的矩阵形式；其中，N和M均为自然数；行距和列距相等，均为28mm；其中，行距是指：成行排列的相邻两个米字形透波单元的中心点之间的距离；列距是指：成列排列的相邻两个米字形透波单元的中心点之间的距离。在图1中，行距和列距均用a表示。

本发明还提供一种机箱，采用用于5GHz通信的周期性米字形透波材料制作形成。如图3所示，为机箱的结构图，其中，7为WIFI天线，8为机箱。

对上述的米字形透波单元，即图2所示的米字形透波单元进行S参数的仿真，仿真结果如图4所示。从图4可以看出，该米字形透波单元在5GHz WIFI频段(5.735GHz～5.835GHz)的透射系数均在-0.03dB以上，反射系数均在-22dB以下，说明此频段内的电磁波可以损耗很小地自由透过该米字形透波单元。

下面介绍一个比较试验例：

将用于5GHz通信的周期性米字形透波材料制作形成机箱，并将工作在5GHzWIFI频段(5.785GHz)的贴片天线作为等效辐射源，置于机箱中，即为图3所示结构，作为试验例。将工作在5GHzWIFI频段(5.785GHz)的贴片天线置于自由空间中，即为裸天线，作为对照例。对试验例和对照例进行仿真分析，分别得到裸天线反射系数和置于周期性米字形透波材料制作形成机箱内的天线的反射系数，结果见图5所示。从图5可以看到，有任何频段时，试验例天线的反射系数，均低于裸天线反射系数，对于天线来讲，反射系数均小，代表其传播性能越优，辐射性能越好。因此，采用周期性米字形透波材料制作形成的机箱，对天线的反射系数没有产生不利影响，对天线的匹配特性没有产生影响，相反的，由于本发明提供的特殊的周期性米字形透波材料的米字形中心对称结构，使得不同极化的电磁波能够顺利透过，从而与自由空间形成更好的匹配，提高5.735GHz～5.835GHz 5GHz WIFI频段的电磁波的透过性。

因此，本发明提供的用于5GHz通信的周期性米字形透波材料，用于使5.735GHz～5.835GHz 5GHz WIFI频段的电磁波顺利通过。更具体的，对5.735GHz～5.835GHz 5GHzWIFI频段的电磁波的反射系数均在-22dB以下，透射系数均在-0.03dB以上。该米字形透波结构具有极化不敏感、便于加工、易于推广到其他频段等优点。与普通的单缝开孔和波导窗开孔相比，对电磁波极化不敏感，更能适应各种通信环境；与开大圆孔相比，更能保护机箱内部结构，达到防尘的功效。

综上所述，本发明提供的用于5GHz通信的周期性米字形透波材料以及机箱具有以下优点：

本发明提供的用于5GHz通信的周期性米字形透波材料，通过对开孔的形状和结构尺寸进行精细设计，形成周期性米字形开孔结构，能够使位于机箱内部的WIFI天线发射的5.735GHz～5.835GHz频段的电磁波辐射出去，具有对该频段电磁波反射系数低、透射系数高的优点，进而大大提升通信效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。