防雷电导流条和超材料天线罩的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种防雷电导流条和超材料天线罩，其中，所述导流条包括：绝缘基带；柔性树脂层，设置于所述绝缘基带上；多个金属片，固定在所述绝缘基带上，沿所述绝缘基带长度方向间隔设置；所述金属片包括沿所述绝缘基带宽度方向延伸的端部，所述端部埋设于所述柔性树脂层中或所述柔性树脂层下方。由此，可以增强金属片的固定强度，同时不影响防雷电导流条的导流性能。
【专利说明】防雷电导流条和超材料天线罩
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及雷电防护领域，具体涉及一种防雷电导流条和超材料天线罩。
【背景技术】
[0002]天线罩作为保护天线的部件，一方面需要具有一定的机械强度，另一方面还需要具有良好带内透波特性，以保证频段内的电磁波可以高效率穿透。超材料由基板上排列金属线段构成的具有预定形状的金属微结构构成，其可以利用金属微结构的形状和尺寸来改变超材料的介电常数和/或磁导率，使其具有预期的电磁特性，控制电磁波的传播。超材料是一种良好的透波材料，将其应用于天线罩可以显著提高天线罩对带内电磁波的透波性倉泛。
[0003]由于天线罩通常设置于飞行器上或固定设置于较高的位置，其需要设置防雷电导流条以防止天线罩被雷电击穿进而损坏天线以及配套的电子设备。防雷电导流条可以将天线罩表面的雷电感生电流导流到相应的接地端子或元件，以避免雷电感生电流击穿天线罩。
[0004]对于超材料天线罩，由于超材料中含有金属微结构，防雷电导流条与雷达罩金属微结构之间存在耦合作用，会对防雷电导流条的防雷电性能构成一定的负面影响。同时，雷电感生电流会使得防雷电导流条发热，使得其容易脱落。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型提供一种防雷电导流条和超材料天线罩，克服超材料天线罩中金属微结构对防雷电导流条的负面影响。
[0006]第一方面，提供一种防雷电导流条，所述导流条包括:
[0007]绝缘基带；
[0008]柔性树脂层，设置于所述绝缘基带上；
[0009]多个金属片，固定在所述绝缘基带上，沿所述绝缘基带长度方向间隔设置；
[0010]所述金属片包括沿所述绝缘基带宽度方向延伸的端部，所述端部埋设于所述柔性树脂层中或所述柔性树脂层下方。
[0011]优选地，所述金属片为十字形金属片，所述十字形金属片包括沿所述绝缘基带长度方向延伸的端部，所述沿所述绝缘基带长度方向延伸的端部的宽度沿延伸方向逐渐变窄。
[0012]优选地，所述金属片嵌入设置于所述柔性树脂层上，所述金属片一侧表面除沿所述绝缘基带宽度方向延伸的端部以外的部分暴露在外。
[0013]优选地，所述金属片之间的间距小于等于所述绝缘基带的厚度。
[0014]优选地，所述柔性树脂层由含有导电粉末的柔性树脂构成。
[0015]优选地，所述导电粉末为金属粉末或碳纤维粉末。
[0016]优选地，所述绝缘基带为聚酯薄膜。
[0017]第二方面，提供一种超材料天线罩，包括超材料构成的罩体，所述罩体的表面固定设置有至少一根如上所述的防雷电导流条。
[0018]优选地，所述超材料具有阵列形式排列的金属微结构，所述防雷电导流条的长度大于位于其下方罩体中具有金属微结构的区域的长度。
[0019]优选地，所述罩体表面设置有槽，所述防雷电导流条设置于所述槽中。
[0020]通过在金属片上设置沿所述绝缘基带宽度方向延伸的端部，将该端部埋设在柔性树脂层中，增强了金属片的固定强度，同时不影响防雷电导流条的导流性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:
[0022]图1是本实用新型实施例的防雷电导流条的示意图；
[0023]图2是本实用新型实施例的防雷电导流条的俯视图；
[0024]图3a是本实用新型实施例的防雷电导流条沿A-A’方向的截面图；
[0025]图3b是本实用新型实施例的防雷电导流条沿B-B’方向的截面图；
[0026]图3c是本实用新型实施例的防雷电导流条沿C-C’方向的截面图；
[0027]图4是本实用新型实施例的超材料天线罩的示意图；
[0028]图5是本实用新型实施例的超材料天线罩所使用的超材料的示意图；
[0029]图6是本实用新型另一实施例的防雷电导流条的示意图；
[0030]图7是本实用新型实施例的防雷电导流条的俯视图；
[0031]图8a是本实用新型另一实施例的防雷电导流条沿A-A’方向的截面图；
[0032]图8b是本实用新型另一实施例的防雷电导流条沿B-B’方向的截面图；
[0033]图8c是本实用新型另一实施例的防雷电导流条沿C-C’方向的截面图；
[0034]图9是本实用新型另一实施例一个可选实施方式中的防雷电导流条沿A-A’方向的截面图。
【具体实施方式】
[0035]以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用相同的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。
[0036]应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。
[0037]如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“直接在……上面”或“在……上面并与之邻接”的表述方式。
[0038]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0039]图1是本实用新型实施例的防雷电导流条的示意图。如图1所示，防雷电导流条10包括绝缘基带11、多个金属片12和柔性树脂层13。
[0040]其中，绝缘基带11设置于防雷电导流条10的最下方，作为基底使用，使得金属片12以及在预定情况下被击穿导电的柔性树脂层13与天线罩绝缘。绝缘基带11可以选用由具有良好的绝缘性、韧性和强度的材质构成的绝缘介质条，其可以选为聚酯薄膜，也可以选用其它绝缘材质。
[0041]绝缘基带11的宽度和厚度可以根据需要调整。其中，绝缘基带11的宽度可以设置为大于等于2mm小于等于20mm，优选为10mm，宽度过大会造成导流条过于笨重，同时不利于透波和导流条的维护保养；宽度过小会影响到防雷电导流条的固定的牢固程度，缩短其使用寿命。
[0042]在防雷电导流条的绝缘基带11的击穿电压与超材料天线罩中绝缘介质的击穿电压相同的情况下，绝缘基带11的厚度应大于等于金属片13之间的间距，以防止绝缘基带11在金属片13导通之前被击穿。如果绝缘基带11的绝缘性能明显优于超材料中的绝缘介质，那么这个要求可适当放宽。同时，基带厚度也不能过大，否则会影响到天线罩的气动外形和雷达散射截面特性(Radar Cross-Sect1n (RCS)) 0在本实施例中，绝缘基带11的厚度可以设置为大于等于0.1mm小于等于1mm，其厚度优选为0.1mm。
[0043]金属片12固定在绝缘基带11上，沿绝缘基带长度方向间隔设置。在本实施例中，金属片12均按照预定的间距相互间隔地分布在绝缘基带11上。
[0044]金属片12可以通过冲压或其它工艺一体形成，每个金属片12具有在绝缘基带11宽度方向延伸的端部12a。如图1和图2所示，金属片12为十字形，其具有沿绝缘基带11宽度方向延伸的第一部分和具有沿绝缘基带11长度方向延伸的第二部分，第一部分的端部即为端部12a。
[0045]优选地，金属片12的第二部分的端部12b具有沿延伸方向逐渐变窄的宽度，从而在其端部形成尖角。金属片12的第二部分的端部12b与相邻的金属片12的第二部分与其相邻一侧的端部12b相对，也即，各金属片12沿绝缘基带长度方向上端部的尖角相互相对。这样，在雷击环境中，由于强电场的存在，金属片上的感应电荷会向端部的尖角聚集，增强金属段之间的电场强度，由此，有利于降低防雷击条的击穿电压。同时，带有尖角的端部13b容易击穿可以降低制造时，对于金属片13之间的间距的要求，即使较大的间距也可以具有符合要求的击穿电压。
[0046]图3a_3c是本实用新型实施例的防雷电导流条沿A_A’方向、B_B’方向以及C_C’方向的截面图。柔性树脂层13设置于绝缘基带11上，如图1和图3a、3b所示，在本实施例中，柔性树脂层13在绝缘基带11宽度方向上的两侧具有较大的第一厚度，而在绝缘基带11宽度方向上的中间区域具有较小的第二厚度。由此使得具有均匀厚度的金属片12的两个端部13a分别被两侧的较厚的绝缘树脂层覆盖，而金属片12的其它部分的一侧表面则由于绝缘树脂层13的在中间区域的厚度较小而未被覆盖，暴露在外。即，金属片12被部分嵌入设置在柔性树脂层13中，其嵌入深度在第一厚度和第二厚度之间，由此，金属片12 —侧表面除端部12a以外的部分暴露在外。端部12a位于柔性树脂层13具有较大的第一厚度的区域，其被埋设在柔性树脂层13中。
[0047]如图3a_3c所示，端部13a被埋设于柔性树脂层12中。同时，金属片13的其它部分嵌入设置在柔性树脂层12中，由此，金属片13之间的间隙被柔性树脂层12填充。
[0048]在雷电环境中，金属片12之间的电场强度增强，当该电场增强到超过预定阈值时，会击穿在金属片12之间的树脂层，使得防雷电导流条10上方空气电离，形成等离子体导电通道，引导雷电感生电流流过，从而保护天线罩不被击穿，进而保护天线及配套的电子设备。
[0049]如果金属片12固定设置，并使得其表面与空气接触，在雷电感生电流流过金属片13时，由于其自身电阻，金属片12会发热，这容易导致金属片12脱落或者松动。
[0050]在本实施例中，由于金属片12的端部12a被柔性树脂层13埋压，因此，其具有较强的稳固度，使得金属片12不易因为发热而脱落或松动。
[0051]在本实施例中，金属片12可以使用任意的固态金属或合金，例如铜、不锈钢、铝等。金属片12的厚度可以根据实际情况进行调整，一个优选的取值范围为0.1至0.3毫米。金属片12的大小可以选择在3_左右，具体可以根据天线罩的透波频带进行调整。
[0052]优选地，在本实施例中，柔性树脂层13采用导电柔性树脂，也即，带有导电粉末的柔性树脂。导电粉末有助于进一步降低导流条的击穿电压。击穿电压的降低使得在制造时对于金属片12之间的间隙要求可以适当放宽，从而降低对于制造工艺的要求，降低成本。柔性树脂中导电粉末的含量可以根据金属片之间的间距调节，间距大则使得导电粉末含量高，距离小则使得导电粉末含量低。导电粉末可以选择金属粉末或碳纤维粉末等各种导电材料制作的粉末。对于金属粉末，一般可以选择粒径在10微米量级铝粉。
[0053]图4是本实用新型实施例的超材料天线罩的示意图。如图4所示，天线罩包括由超材料构成的罩体40,在罩体40上固定安装有至少一根防雷电导流条10,防雷电导流条10的数量在保证防雷效果的前提下，越少越好，优选为6至8条。防雷电导流条10在罩体40上可以以多种方式设置，优选由罩体40顶端向罩体边缘延伸排列。防雷电导流条10可以通过粘合剂固定在罩体40的表面，通常来说，对于固定不动或设置在运动速度较低的飞行器上的天线罩，可以选择丙烯酸粘接剂来固定防雷电导流条10，而对于运动速度较高(例如速度大于1马赫)的飞行器上的天线罩，可以选择3M公司生产的EC-2216环氧树脂作为粘合剂。
[0054]为了进一步减小防雷电导流条对天线罩气动外形以及RCS特性的影响，可以在罩体40上设置槽，将防雷电导流条10固定在其中。
[0055]超材料是一种由预定的金属微结构按照特定方式周期排列于基材中构成的对电磁波具有特殊电磁响应的人工复合材料。目前，超材料一般由多个超材料片层沿垂直于片层表面的方向叠加而成,每一超材料片层包括由金属丝构成的具有一定拓扑结构的金属微结构和金属微结构附着的基材。在本实施例中，超材料50可以包括多个沿垂直于片层表面的方向置加而成的超材料片层51,每个超材料片层包括基材51a和附着在基材上的多个金属微结构51b。一般，将每个金属微结构51b及其所附着的基材51a部分定义为一个超材料单元52，且每个超材料单元52的尺寸介于入射电磁波波长的五分之一到十分之一之间。如此，超材料50便类似于具有晶格结构的晶体。
[0056]基材51a可以是任何一种材料，如目前常用的半导体材料，诸如硅、锗、硒单质，或者砷化镓、磷化镓、磷化铟、硫化镉、硒化镉、締化锌、硫化锌、硫化铅、硒化铅、碳化娃、氮化硅等化合物，以及上述材料中的任意两种或两种以上的混合物。金属微结构51b —般由金属丝构成，其通过一定的加工工艺附着在所述基材51a上，例如蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻、离子刻等。
[0057]在本实施例中，金属微结构51b为十字形。应理解，金属微结构51b也可以形成为工字形等其他预设的形状。
[0058]同时，由于超材料天线罩40所使用的超材料中含有金属微结构，其对于电场分布会造成较大影响，其通常会在防雷电导流条长度方向端部的金属微结构周围形成较强的电场。基于这一特点，可以使得防雷电导流条10的长度大于位于其下方的超材料中具有金属微结构的区域的沿防雷电导流条10的延伸方向的长度，从而可以避免在金属微结构中出现较强的电场。
[0059]仿真表明，本实施例的防雷电导流条在覆盖具有如上所述的十字形金属微结构的超材料时，防雷电导流条相邻金属片之间间隙的场强可以达到600kV/m，这大大高于超材料中金属微结构的场强，并足以击穿空气或间隙中的柔性树脂层形成导电通道。而且，通常防雷电导流条两端的金属片与相邻金属片之间电场最大，因此，其间隙会被首先击穿，随后，感生电流将沿着防雷电导流条从两端向中间依次击穿，最终使得整个导流条上方空气层形成等离子体通道。
[0060]本实施例通过在金属片上设置沿所述绝缘基带宽度方向延伸的端部，将该端部埋设在柔性树脂层中，增强了金属片的固定强度，同时不影响防雷电导流条的导流性能。
[0061]图6是本实用新型另一实施例的防雷电导流条的示意图。图7是该防雷电导流条的俯视图，图8a-8c是其分别沿A-A’方向、B-B’方向以及C-C’方向的截面图。如图6和图8a-8c所示，防雷电导流条60包括绝缘基带61多个金属片62和柔性树脂层63。
[0062]其中，绝缘基带61设置于防雷电导流条60的最下方，作为基底使用。绝缘基带61可以选用由具有良好的绝缘性、韧性和强度的材质构成的绝缘介质条，其可以选为聚酯薄膜，也可以选用其它材质。
[0063]绝缘基带61的宽度和厚度可以根据需要调整。其中，绝缘基带61的宽度可以设置为大于等于2mm小于等于20mm，优选为10mm，宽度过大会造成导流条过于笨重，同时不利于透波和导流条的维护保养；宽度过小会影响到防雷电导流条60的粘接强度，缩短其使用寿命。
[0064]在防雷电导流条的绝缘基带61的击穿电压与超材料天线罩中绝缘介质的击穿电压相同的情况下，绝缘基带61的厚度应大于等于金属片62之间的间距，以防止绝缘基带61在金属片62之间间隙被击穿之前被击穿。如果绝缘基带61的绝缘性能明显优于超材料中的绝缘介质，那么这个要求可适当放宽。同时，基带厚度也不能过大，否则会影响到天线罩的气动外形和雷达散射截面(Radar Cross-Sect1n, RCS)特性。在本实施例中，绝缘基带61的厚度可以设置为大于等于0.1mm小于等于1mm,其厚度优选为0.1mm。
[0065]金属片62固定在绝缘基带61上，沿绝缘基带长度方向间隔设置。与上一实施例不同，本实施例中，金属片62通过粘结剂64固定在绝缘基带61上，其下表面与绝缘基带62固定。金属片62具有在绝缘基带61宽度方向上延伸的端部62a。如图6所示，金属片62为十字形，其具有沿绝缘基带61宽度方向延伸的第一部分和具有沿绝缘基带61长度方向延伸的第二部分，第一部分的端部即为端部62a。
[0066]优选地，金属片62的第二部分的端部62b具有沿延伸方向逐渐变窄的宽度，从而在其端部形成尖角，这样，在雷击环境中，由于强电场的存在，金属片上的感应电荷会向端部的尖角聚集，增强金属段之间的电场强度，由此，有利于降低防雷击条的击穿电压。同时，带有尖角的端部62b容易击穿可以降低制造时，对于金属片62之间的间距的要求，即使较大的间距也可以具有符合要求的击穿电压。
[0067]柔性树脂层63设置于绝缘基带61上，在本实施例中，柔性树脂层63设置在绝缘基带61宽度方向上的两侧，压在金属片62端部62a的上方,金属片62的端部62a埋设于或所述柔性树脂层下方。
[0068]由于金属片62的端部62a被柔性树脂层63埋压，因此，其具有较强的稳固度，使得金属片62不易因为发热而脱落或松动。
[0069]在雷电环境中，金属片62之间的电场强度增强，当该电场增强到超过预定阈值时，会击穿在金属片62之间的空气形成等离子体导电通道，引导雷电感生电流流过，从而保护天线罩不被击穿，进而保护天线及配套的电子设备。
[0070]在本实施例中，金属片62可以使用任意的固态金属或合金，例如铜、不锈钢、铝等。金属片62的厚度可以根据实际情况进行调整，一个优选的取值范围为0.1至0.3毫米。
[0071]图9是本实施例另一个可选方式中防雷电导流条的沿A-A’方向的截面图。其中，金属片62通过粘结剂64固定于绝缘基带的上方。但与图8a-8c不同，防雷电导流条60的金属片62的间隙填充有与两侧埋压金属片端部62a的柔性树脂层材料相同的柔性树脂。
[0072]优选地，柔性树脂层63采用导电柔性树脂，也即带有导电粉末的柔性树脂。导电粉末有助于进一步降低导流条的击穿电压。击穿电压的降低使得在制造时对于金属片62之间的间隙要求可以适当放宽，从而降低对于制造工艺的要求，降低成本。柔性树脂中导电粉末的含量可以根据金属片之间的间距调节，间距大则使得导电粉末含量高，距离小则使得导电粉末含量低。导电粉末可以选择金属粉末或碳纤维粉末等各种导电材料制作的粉末。对于金属粉末，一般可以选择粒径在10微米量级铝粉。
[0073]应理解，本实施例的防雷电导流条应用于超材料天线罩，超材料天线罩具有如前一实施例所述的超材料，同时，防雷电导流条的数量和排布方式与前一实施例相同。
[0074]本实施例通过在金属片上设置沿所述绝缘基带宽度方向延伸的端部，将该端部埋设在柔性树脂层中，增强了金属片的固定强度，同时不影响防雷电导流条的导流性能。同时，本实施例不必在绝缘基带的中间区域设置柔性树脂层，其制造工艺能够得到简化。
[0075]应当理解本部分仅仅选取部分实施例对于本实用新型进行示例性说明，而非用于限制本实用新型。凡在本实用新型精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均包含于本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种防雷电导流条，其特征在于，所述导流条包括: 绝缘基带； 柔性树脂层，设置于所述绝缘基带上； 多个金属片，固定在所述绝缘基带上，沿所述绝缘基带长度方向间隔设置； 所述金属片包括沿所述绝缘基带宽度方向延伸的端部，所述端部埋设于所述柔性树脂层中或所述柔性树脂层下方。
2.根据权利要求1所述的防雷电导流条，其特征在于，所述金属片为十字形金属片，所述十字形金属片包括沿所述绝缘基带长度方向延伸的端部，所述沿所述绝缘基带长度方向延伸的端部的宽度沿延伸方向逐渐变窄。
3.根据权利要求1所述的防雷电导流条，其特征在于，所述金属片嵌入设置于所述柔性树脂层上，所述金属片的一侧表面中除沿所述绝缘基带宽度方向延伸的端部以外的部分暴露在外。
4.根据权利要求1所述的防雷电导流条，其特征在于，所述金属片之间的间距小于等于所述绝缘基带的厚度。
5.根据权利要求1所述的防雷电导流条，其特征在于，所述柔性树脂层采用导电柔性树脂。
6.根据权利要求5所述的防雷电导流条，其特征在于，所述绝缘基带为聚酯薄膜。
7.一种超材料天线罩，其特征在于，包括超材料构成的罩体，所述罩体的表面固定设置有至少一根如权利要求1-6中任一项所述的防雷电导流条。
8.根据权利要求7所述的超材料天线罩，其特征在于，所述超材料具有阵列形式排列的金属微结构，所述防雷电导流条的长度大于位于其下方罩体中具有金属微结构的区域的沿所述防雷电导流条的延伸方向的长度。
9.根据权利要求7所述的超材料天线罩，其特征在于，所述罩体表面设置有槽，所述防雷电导流条设置于所述槽中。
【文档编号】H01Q1/50GK204045932SQ201420478269
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】不公告发明人 申请人:深圳光启创新技术有限公司