[发明专利]透镜型天线罩

说明书

技术领域

本发明涉及天线罩，尤其涉及一种透镜型天线罩。

背景技术

随着微波技术的飞速发展，通信在军事和民用中的核心支撑作用越来越明显，而现在天线成了制约通信发展的最重要一环。无论是军用还是民用，信息都是重要的组成部分，保持随时随地通信通畅，成了必要的要求。

在各种移动通信和电子对抗系统中，由于电磁波在自由空间的扩散和传播过程中的损耗，实际有用的能量很小，这就要求在输入功率相同的情况下，发射接收的天线都能够有较高的增益，以保证得到足够大的通信信号。天线增益的高低是评价天线系统好坏的一个非常重要的指标。

在很多无线传输系统中，都需要指向性高、能量汇聚好的天线，比如雷达搜索目标，卫星地面通信等定向通信、目标定位等系统中，系统完成工作的好坏主要取决于发射天线的波束宽度，即天线的方向性。

所以，天线阵列就取代了单一天线，成为高指向高增益的解决方案，不过大部分的天线阵列在高仰角的情况下指向性好增益高，在低仰角的情况下波束宽度会变大，增益会变小，无法形成全方向性的天线阵列。

发明内容

本发明的目的是克服上述已有技术的不足，提供一种透镜型天线罩。

透镜型天线罩为中空的椭球台，透镜型天线罩外表面为椭球形，透镜型天线罩的内表面为球形，透镜型天线罩的纵截面为半个新月形，透镜型天线罩的壁厚从下到上逐渐变小。

所述的透镜型天线罩的内表面设有保护层。所述的保护层为1个或3个，3个保护层中从外向内分为第一保护层、第二保护层、第三保护层。所述的第一保护层的材料和第三保护层的材料为低介电常数的材料，第二保护层的材料为高介电常数材料。所述的透镜型天线罩的材料为低介电常数的材料。所述的低介电常数的材料为聚苯乙烯，                                               。所述的高介电常数材料为陶瓷，。

本发明具有结构简单、材料单一、加工容易等特点。它对于高仰角波束没有任何干扰，而对于低仰角波束，可以起到聚焦的作用，进一步提高增益。这就使得低仰角波束宽度较大增益较低的情况得以改善。本发明可用于需要高指向性高增益的天线阵列，特别是在全方向性天线阵列中，如卫星通信、雷达等定向通信及抗干扰的系统中。

附图说明

图1是透镜型天线罩的结构示意图；

图2是图1纵截面剖的正视图；

图3是透镜型天线罩的工作原理图；

图4是设有一层保护层的透镜型天线罩的纵截面的正视图；

图5是设有三层保护层的透镜型天线罩的纵截面的正视图。

具体实施方式

如图1、2所示，透镜型天线罩为中空的椭球台，透镜型天线罩外表面1为椭球形，透镜型天线罩的内表面2为球形，透镜型天线罩的纵截面为半个新月形，透镜型天线罩的壁厚从下到上逐渐变小。该结构的透镜型天线罩在每个纵截面上都可以看做是新月透镜。

如图3所示，新月透镜的内表面是圆形，外表面为椭圆形，属于单折射面透镜，其折射发生在外表面上，在内表面上则是垂直入射。其几何外形由如下公式决定（直角坐标系下）：

外表面： 椭圆形 

内表面： 圆形   

其中

    

    

D是新月透镜的直径，而f是新月透镜的焦距，介质折射率。新月透镜的f/D值对透镜天线影响很大，透镜的f/D值越小，则透镜的厚度越厚。实际应用中因过小的f/D值将导致透镜太厚而无法使用，并且无法获得馈源天线的良好照射。

当f/D值从0.6增大到1.3过程中传输效率的变化不大，这说明反射、折射所引起的损耗很小，因此透镜表面不需加防反射涂层；溢出效率的变化与f/D的大小及波束宽度值有很大的关系，当波束宽度一定时，溢出效率随着f/D的增大而迅速降低；f/D值一定时，波束宽度越窄，溢出效率越大；收缩效率达到94%以上，且变化不大。总的系统效率是以上3种效率的合成，随着馈源天线波束宽度的减小，总的系统效率逐渐增大。

一个最佳的系统效率（0.67～0.81）在f/D值为（0.6～0.9）区域内获得。