專利名稱：高增益天線罩和天線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及電磁領域，更具體地說，涉及高増益天線罩和天線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
超材料，俗稱超材料，是ー種新型人工合成材料，是由非金屬材料制成的基板和附著在基板表面上或嵌入在基板內(nèi)部的多個人造微結(jié)構(gòu)構(gòu)成的?；蹇梢蕴摂M地劃分為矩形陣列排布的多個基板単元，每個基板単元上附著有人造微結(jié)構(gòu)，從而形成ー個超材料単元，整個超材料是由很多這樣的超材料單元組成的，就像晶體是由無數(shù)的晶格按照一定的排布構(gòu)成的。每個超材料単元上的人造微結(jié)構(gòu)可以相同或者不完全相同。人造微結(jié)構(gòu)是由金屬絲組成的具有一定幾何圖形的平面或立體結(jié)構(gòu)，例如組成圓環(huán)形、エ字形的金屬絲等。由于人造微結(jié)構(gòu)的存在，每個超材料単元具有不同于基板本身的電磁特性，因此所有的超材料單元構(gòu)成的超材料對電場和磁場呈現(xiàn)出特殊的響應特性；通過對人造微結(jié)構(gòu)設計不同的具體結(jié)構(gòu)和形狀，可以改變整個超材料的響應特性。一般情況下，天線系統(tǒng)都會設置有天線罩。天線罩的目的是保護天線系統(tǒng)免受風雨、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。但是天線罩除了保護天線功能之外，不能夠兼具其他功能，功能很單一。例如在電磁波定向輻射的需求下，現(xiàn)有的天線罩不能滿足此要求，需要更換天線才能實現(xiàn)，這樣就會造成既有天線的浪費。而且現(xiàn)有的天線罩不能盡可能多地將天線輻射的電磁波調(diào)整到特定方向上，使得接收天線能夠接收的信號有限，增益很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有的天線罩功能単一，不具備電磁波定向輻射的缺陷，提供一種能夠提供高增益并定向傳播電磁波的高増益天線罩和天線系統(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)造ー種高增益天線罩，所述高增益天線罩罩設于天線上，所述高增益天線罩包括超材料面板，所述天線的輻射源與所述超材料面板對立設置，且所述天線的輻射源等效點與所述超材料面板的中心之間的連線垂直于所述超材料面板；所述超材料面板劃分為多個側(cè)表面為曲面且彼此緊密貼合的同心圓環(huán)體；每ー圓環(huán)體的底面半徑小于頂面半徑；電磁波經(jīng)過所述超材料面板后在每ー圓環(huán)體的頂面平行射出；設輻射源與第i個圓環(huán)體底面上一點的連線與垂直于超材料面板的直線之間的夾角為Θ，夾角Θ唯一對應第i個圓環(huán)體內(nèi)的一曲面，且夾角Θ唯一對應的曲面上每ー處的折射率均相同；每一圓環(huán)體的折射率隨著夾角Θ的増大逐漸減小。在本發(fā)明所述的高増益天線罩中，設輻射源與第i個圓環(huán)體底面外圓周上一點的連線與垂直于超材料面板的直線之間的夾角為Θ y i為正整數(shù)且越靠近超材料面板中心的圓環(huán)體對應的i越小；其中，夾角Θ i滿足如下公式
權(quán)利要求
1.一種高增益天線罩，其特征在于，所述高增益天線罩罩設于天線上，所述高增益天線罩包括超材料面板，所述天線的輻射源與所述超材料面板對立設置，且所述天線的輻射源等效點與所述超材料面板的中心之間的連線垂直于所述超材料面板； 所述超材料面板劃分為多個側(cè)表面為曲面且彼此緊密貼合的同心圓環(huán)體；每一圓環(huán)體的底面半徑小于頂面半徑；電磁波經(jīng)過所述超材料面板后在每一圓環(huán)體的頂面平行射出； 設輻射源與第i個圓環(huán)體底面上一點的連線與垂直于超材料面板的直線之間的夾角為9，夾角9唯一對應第i個圓環(huán)體內(nèi)的一曲面，且夾角0唯一對應的曲面上每一處的折射率均相同；每一圓環(huán)體的折射率隨著夾角e的增大逐漸減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高增益天線罩，其特征在于，設輻射源與第i個圓環(huán)體底面外圓周上一點的連線與垂直于超材料面板的直線之間的夾角為0 i，i為正整數(shù)且越靠近超材料面板中心的圓環(huán)體對應的i越??；其中，夾角9 i滿足如下公式
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高增益天線罩，其特征在于，相鄰兩個圓環(huán)體的最大折射率和取小折射率丨兩足
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高增益天線罩，其特征在于，相鄰三個圓環(huán)體的最大折射率和最小折射率滿足nm
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高增益天線罩，其特征在于，第i個圓環(huán)體的折射率滿足
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高增益天線罩，其特征在于，每一圓環(huán)體的側(cè)表面的母線為圓弧段。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高增益天線罩，其特征在于，第i個圓環(huán)體的外表面的母線為圓弧段，其中輻射源與第i個圓環(huán)體底面外圓周上一點的連線的垂線與所述超材料面板遠離所述輻射源的一面的交點為所述圓弧段的圓心，所述交點與圓環(huán)體底面外圓周上一點之間的垂線段為所述圓弧段的半徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高增益天線罩，其特征在于，第i個圓環(huán)體的內(nèi)表面的母線為圓弧段，其中輻射源與第i個圓環(huán)體底面內(nèi)圓周上一點的連線的垂線與所述超材料面板遠離所述輻射源的一面的交點為所述圓弧段的圓心，所述交點與圓環(huán)體底面外圓周上一點之間的垂線段為所述圓弧段的半徑，其中i > 2。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 8任一項所述的高增益天線罩，其特征在于，所述超材料面板用于將所述輻射源發(fā)射的電磁波轉(zhuǎn)換為平面波。
10.一種天線系統(tǒng)，包括天線，其特征在于，還包括如權(quán)利要求I至9任意一項所述的高增益天線罩，所述高增益天線罩罩設于所述天線上。
全文摘要
本發(fā)明涉及高增益天線罩和天線系統(tǒng)。高增益天線罩罩設于天線上，高增益天線罩包括超材料面板，天線的輻射源與超材料面板對立設置，且天線的輻射源等效點與超材料面板的中心之間的連線垂直于超材料面板；超材料面板劃分為多個側(cè)表面為曲面且彼此緊密貼合的同心圓環(huán)體；每一圓環(huán)體的底面半徑小于頂面半徑；電磁波經(jīng)過超材料面板后在每一圓環(huán)體的頂面平行射出；設輻射源與第i個圓環(huán)體底面上一點的連線與垂直于超材料面板的直線之間的夾角為θ，夾角θ唯一對應第i個圓環(huán)體內(nèi)的一曲面，且夾角θ唯一對應的曲面上每一處的折射率均相同；每一圓環(huán)體的折射率隨著夾角θ的增大逐漸減小。本發(fā)明的天線罩使得接收天線能夠接收盡量多的信號，提高了信號強度和增益。
文檔編號H01Q1/42GK102709692SQ20121012815
公開日2012年10月3日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者劉若鵬, 岳玉濤, 方小偉, 楊青, 王海蓮, 趙治亞 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司