[发明专利]微波天线罩及微波天线系统

说明书

技术领域

本发明涉及天线罩，更具体地说，涉及微波天线罩及微波天线系统。

背景技术

超材料，俗称超材料，是一种新型人工合成材料，是由非金属材料制成的基板和附着在基板表面上或嵌入在基板内部的多个人造微结构构成的。基板可以虚拟地划分为矩形阵列排布的多个基板单元，每个基板单元上附着有人造微结构，从而形成一个超材料单元，整个超材料是由很多这样的超材料单元组成的，就像晶体是由无数的晶格按照一定的排布构成的。每个超材料单元上的人造微结构可以相同或者不完全相同。人造微结构是由金属丝组成的具有一定几何图形的平面或立体结构，例如组成圆环形、工字形的金属丝等。

由于人造微结构的存在，每个超材料单元具有不同于基板本身的电磁特性，因此所有的超材料单元构成的超材料对电场和磁场呈现出特殊的响应特性；通过对人造微结构设计不同的具体结构和形状，可以改变整个超材料的响应特性。

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。

目前制备天线罩的材料多采用介电常数和损耗角正切低、机械强度高的材料，如玻璃钢、环氧树脂、高分子聚合物等，材料的介电常数具有不可调节性。结构上多为均匀单壁结构、夹层结构和空间骨架结构等，罩壁厚度的设计需兼顾工作波长、天线罩尺寸和形状、环境条件、所用材料在电气和结构上的性能等因素，在保护天线免受外部环境影响的条件下不具备增强天线方向性和提高天线增益的功能，透波性能较差。而且，通常天线加上天线罩后，天线系统的结构尺寸大大增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述透波性能较差，不能提高天线增益、增加天线尺寸的缺陷，提供一种微波天线罩及微波天线系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种微波天线罩，所述微波天线罩罩设于微波天线上且与微波天线固定连接形成封闭的腔体；所述微波天线罩包括至少一个超材料片层，每一超材料片层包括第一基板和阵列排布在所述第一基板上的多个尺寸相同的人造微结构；所述人造微结构包括雪花形结构，所述雪花形结构包括十字形结构以及分别设置在所述十字形结构的四个端点上的四个尺寸相同的一字形结构；

所述超材料片层中的第一基板可划分为多个超材料单元，其中每一超材料单元上排布有一个所述人造微结构；每一超材料单元的长和宽均为5mm，所述人造微结构与所述超材料单元的边界之间的距离为0.05mm。

在本发明所述的微波天线罩中，每一超材料片层还包括覆盖于所述多个人造微结构上的第二基板。

在本发明所述的微波天线罩中，所述微波天线为喇叭天线，所述微波天线罩罩设于所述喇叭天线的喇叭口上且与喇叭天线固定连接。

在本发明所述的微波天线罩中，所述十字形结构由两条尺寸相同且垂直平分的金属丝构成。

在本发明所述的微波天线罩中，所述一字形结构由一条金属丝构成，所述十字形结构垂直平分所述四个一字形结构。

在本发明所述的微波天线罩中，所述十字形结构的金属线的线宽为0.1mm。

在本发明所述的微波天线罩中，所述一字形结构的金属线的线宽为0.1mm。

在本发明所述的微波天线罩中，所述一字形结构的长度为3.0～3.5mm。

在本发明所述的微波天线罩中，所述人造微结构的厚度为0.017mm～0.018mm。

本发明还提供一种微波天线系统，包括微波天线以及如上所述的微波天线罩，所述微波天线罩与微波天线固定连接形成封闭的腔体。