[发明专利]透波材料及其天线罩和天线系统

说明书

技术领域

本发明涉及天线罩，更具体地说，涉及透波材料及其天线罩和天线系统。

背景技术

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。造成这些现象的原因是：天线罩壁的反射和不均匀部分的绕射会引起天线主波瓣电轴偏移，从而产生瞄准误差；天线罩对高频能量的吸收和反射会引起传输损耗，从而影响天线增益(接收时使系统噪声温度增加)。

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。

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差的缺陷，提供一种具有高透波特性的透波材料及其天线罩和天线系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种透波材料，包括至少一个由非金属材料制成的第一基板以及附着在第一基板的两相对外表面上且阵列排布的多个人造微结构，所述人造微结构包括具有两个对称的开口的圆形结构以及经过所述圆形结构中心的一字形结构，所述两个开口分别位于所述一字形结构的两侧。

在本发明所述的透波材料中，所述两个开口相对于所述一字形结构对称分布。

在本发明所述的透波材料中，所述一字形结构和所述圆形结构由金属丝构成。

在本发明所述的透波材料中，所述一字形结构和所述圆形结构的金属丝的宽度相等。

在本发明所述的透波材料中，所述圆形结构的直径为1.2～2.0mm。

在本发明所述的透波材料中，所述两个开口的长度相等。

在本发明所述的透波材料中，相邻的两个人造微结构的中心之间的距离为1.4～2.2mm。

在本发明所述的透波材料中，所述第一基板的厚度为2mm，所述人造微结构的厚度为0.018mm。

本发明还提供一种天线罩，用于罩设在天线上，包括如上所述的透波材料。

本发明还提供一种天线系统，包括天线以及如上所述的天线罩，所述天线罩罩设于天线上。

实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：通过在基板上附着特定形状的人造微结构，得到需要的电磁响应，使得天线罩的透波性能增强，抗干扰能力增加。可以通过调节人造微结构的形状、尺寸，来改变材料的相对介电常数、折射率和阻抗，从而实现与空气的阻抗匹配，以最大限度的增加入射电磁波的透射，减少了传统天线罩设计时对材料厚度和介电常数的限制。本发明的透波材料及其天线罩和天线系统在工作频带内透波效率很高。天线加上天线罩后，天线的辐射能力得到了加强，有效提高了增益。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是依据本发明一实施例的透波材料的结构示意图；

图2是依据本发明一实施例的人造微结构的排布示意图；

图3是依据本发明一实施例的单个人造微结构的示意图；

图4是依据本发明一实施例的透波材料和纯ABS材料的反射系数对比示意图；

图5是依据本发明一实施例的透波材料和纯ABS材料的透射系数对比示意图；

图6是依据本发明一实施例的由透波材料制成的平板状天线罩和固定环的立体图；

图7是图6的装配图；

图8是图1的剖视图；

图9是依据本发明另一实施例的透波材料的剖视图。

具体实施方式

本发明提供了一种透波材料，包括至少一个由非金属材料制成的第一基板以及附着在第一基板10的两相对外表面上且阵列排布的多个人造微结构。制造基板的材料有多种选择，例如陶瓷、FR4、F4B(聚四氟乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯，High Density Polyethylene)、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、铁电材料、或者铁磁材料等。