[發(fā)明專利]低損耗透波材料及其天線罩和天線系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210220532.7
• 申請(qǐng)日: 2012-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN102832453A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉若鵬;趙治亞;方小偉;付少麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01Q1/42
• 分類號(hào): H01Q1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線罩，更具體地說，涉及低損耗透波材料及其天線罩和天線系統(tǒng)。

背景技術(shù)

一般情況下，天線系統(tǒng)都會(huì)設(shè)置有天線罩。天線罩的目的是保護(hù)天線系統(tǒng)免受風(fēng)雨、冰雪、沙塵和太陽輻射等的影響，使天線系統(tǒng)工作性能比較穩(wěn)定、可靠。同時(shí)減輕天線系統(tǒng)的磨損、腐蝕和老化，延長使用壽命。但是天線罩是天線前面的障礙物，對(duì)天線輻射波會(huì)產(chǎn)生吸收和反射，改變天線的自由空間能量分布，并在一定程度上影響天線的電氣性能。

目前制備天線罩的材料多采用介電常數(shù)和損耗角正切低、機(jī)械強(qiáng)度高的材料，如玻璃鋼、環(huán)氧樹脂、高分子聚合物等，材料的介電常數(shù)具有不可調(diào)節(jié)性。結(jié)構(gòu)上多為均勻單壁結(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu)和空間骨架結(jié)構(gòu)等，罩壁厚度的設(shè)計(jì)需兼顧工作波長、天線罩尺寸和形狀、環(huán)境條件、所用材料在電氣和結(jié)構(gòu)上的性能等因素，在保護(hù)天線免受外部環(huán)境影響的條件下不具備增強(qiáng)天線方向性和提高天線增益的功能，損耗較大，透波性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述損耗較大、透波性能較差的缺陷，提供低損耗透波材料及其天線罩和天線系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種低損耗透波材料，包括由非金屬材料制成的第一基板和第二基板，以及夾設(shè)在第一基板和第二基板之間的金屬層，所述金屬層上鏤刻有多個(gè)具有三條分叉的三分叉槽結(jié)構(gòu)，所述三分叉槽結(jié)構(gòu)的三條分叉共端點(diǎn)且彼此之間所成夾角為鈍角。

在本發(fā)明所述的低損耗透波材料中，所述低損耗透波材料還包括覆蓋于所述第一基板外表面的多個(gè)陣列排布的第二金屬微結(jié)構(gòu)和覆蓋于所述第二基板外表面的多個(gè)陣列排布的第三金屬微結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明所述的低損耗透波材料中，所述第二金屬微結(jié)構(gòu)為三分叉金屬微結(jié)構(gòu)，所述三分叉金屬微結(jié)構(gòu)的三條分叉共端點(diǎn)且彼此之間所成夾角為鈍角。

在本發(fā)明所述的低損耗透波材料中，所述第三金屬微結(jié)構(gòu)與第二金屬微結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸相同。

在本發(fā)明所述的低損耗透波材料中，所述三分叉金屬微結(jié)構(gòu)在第一基板外表面的位置與所述三分叉槽結(jié)構(gòu)在第一基板和第二基板之間的位置相對(duì)應(yīng)。

在本發(fā)明所述的低損耗透波材料中，所述三分叉槽結(jié)構(gòu)以其任一分叉的對(duì)稱軸所在的方向?yàn)樾小⒁耘c所述對(duì)稱軸成60度的方向?yàn)榱小⑶倚虚g距等于列間距的方式周期性排布。

在本發(fā)明所述的低損耗透波材料中，所述三分叉金屬微結(jié)構(gòu)以其任一分叉的對(duì)稱軸所在的方向?yàn)樾小⒁耘c所述對(duì)稱軸成60度的方向?yàn)榱小⑶倚虚g距等于列間距的方式周期性排布。

在本發(fā)明所述的低損耗透波材料中，所述第一基板和所述第二基板的介電常數(shù)為2.65，損耗角正切值為0.001。

本發(fā)明還提供一種天線罩，用于罩設(shè)在天線上，包括如上所述的低損耗透波材料。

本發(fā)明還提供一種天線系統(tǒng)，包括天線以及如上所述的天線罩，所述天線罩罩設(shè)于天線上。

實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果：通過在基板上附著特定形狀的金屬微結(jié)構(gòu)，得到需要的電磁響應(yīng)，使得天線罩的透波性能增強(qiáng)，抗干擾能力增加。可以通過調(diào)節(jié)金屬微結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸，來改變材料的相對(duì)介電常數(shù)、折射率和阻抗，從而實(shí)現(xiàn)與空氣的阻抗匹配，以最大限度的增加入射電磁波的透射，減少了傳統(tǒng)天線罩設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)材料厚度和介電常數(shù)的限制。本發(fā)明的低損耗透波材料及其天線罩和天線系統(tǒng)可工作在X波段，在此波段內(nèi)的透波效率很高。天線加上天線罩后，天線的輻射能力得到了加強(qiáng)，有效提高了增益。

而且，通過調(diào)節(jié)三分叉槽結(jié)構(gòu)和三分叉金屬微結(jié)構(gòu)的尺寸能夠改變透波材料、天線罩和天線系統(tǒng)的工作頻段的帶寬。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的低損耗透波材料的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所述低損耗透波材料的俯視圖；

圖3是圖2所示的三分叉槽結(jié)構(gòu)31的周期性排布示意圖；

圖4是依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的低損耗透波材料的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4所示的第二金屬層在第一基板上的排布示意圖；

圖6是圖5所示的第二金屬微結(jié)構(gòu)在第一基板外表面的周期性排布示意圖；

圖7是圖4所示的第三金屬層在第二基板上的排布示意圖；

圖8是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的低損耗透波材料的S參數(shù)仿真示意圖。

具體實(shí)施方式