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(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁領(lǐng)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(gè)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(gè)基板単元，每個(gè)基板単元上附 著有人造微結(jié)構(gòu)，從而形成ー個(gè)超材料単元，整個(gè)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(gè)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(gè)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(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)呈現(xiàn)出特殊的響應(yīng)特性；通過對(duì)人造微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同的具體結(jié)構(gòu)和形狀，可以改變整個(gè)超材料的響應(yīng)特性。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(zhǎng)使用壽命。但是天線罩除了保護(hù)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(shí)現(xiàn)，這樣就會(huì)造成既有天線的浪費(fèi)。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(hào)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(duì)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)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的如下技術(shù)方案所述高增益天線罩罩設(shè)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(duì)立設(shè)置，且所述天線的輻射源等效點(diǎn)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(gè)區(qū)域；電磁波入射到所述超材料面板的第一表面并在與所述第一表面相對(duì)的第二表面射出；第i區(qū)域與所述第一表面的交集部分為第i區(qū)域的底面，第i區(qū)域與所述第二表面的交集部分為第i區(qū)域的頂面；設(shè)輻射源與所述第i區(qū)域底面上一點(diǎn)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(duì)應(yīng)第i區(qū)域內(nèi)的一曲面，第i區(qū)域底面上具有相同夾角Θ的點(diǎn)的集合構(gòu)成夾角Θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面的邊界；且夾角Θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面上每ー處的折射率均相同，所述曲面的母線為拋物線??；每一區(qū)域的折射率隨著夾角Θ的增大逐漸減小。在本發(fā)明所述的高増益天線罩中，設(shè)輻射源與第i區(qū)域底面外圓周上一點(diǎn)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區(qū)域?qū)?yīng)的i越小；其中，夾角Θ i對(duì)應(yīng)的曲面的母線的弧長(zhǎng)為c( Θ i)，弧長(zhǎng)c( Θ O和夾角滿足如下公式
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(shè)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(duì)立設(shè)置，且所述天線的輻射源等效點(diǎn)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(gè)區(qū)域；電磁波入射到所述超材料面板的第一表面并在與所述第一表面相對(duì)的第二表面射出； 第i區(qū)域與所述第一表面的交集部分為第i區(qū)域的底面，第i區(qū)域與所述第二表面的交集部分為第i區(qū)域的頂面；設(shè)輻射源與所述第i區(qū)域底面上一點(diǎn)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(duì)應(yīng)第i區(qū)域內(nèi)的一曲面，第i區(qū)域底面上具有相同夾角Θ的點(diǎn)的集合構(gòu)成夾角Θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面的邊界；且夾角Θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面上每一處的折射率均相同，所述曲面的母線為拋物線??；每一區(qū)域的折射率隨著夾角Θ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(shè)輻射源與第i區(qū)域底面外圓周上一點(diǎn)的連線與垂直于超材料面板的直線之間的夾角為Qi, i為正整數(shù)且越靠近超材料面板中心的區(qū)域?qū)?yīng)的i越?。黄渲?，夾角Θ i對(duì)應(yīng)的曲面的母線的弧長(zhǎng)為c( Θ J，弧長(zhǎng)C(Qi)和夾角Qi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(gè)區(qū)域的最大折射率和最小折射率滿足nm
4.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區(qū)域的折射率滿足 翁&(w …-士)； 其中，d為所述超材料面板的厚度；Θ為輻射源與第i區(qū)域底面上一點(diǎn)的連線與垂直于超材料面板的直線之間的夾角，c(0)為夾角Θ對(duì)應(yīng)的曲面的母線的弧長(zhǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高增益天線罩，弧長(zhǎng)c( Θ )滿足如下公式
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高增益天線罩，以經(jīng)過所述超材料面板第一表面的中心且垂直于所述超材料面板的直線為橫坐標(biāo)軸，以經(jīng)過所述超材料面板第一表面的中心且平行于所述第一表面的直線為縱坐標(biāo)軸，所述拋物線弧所在的拋物線方程為
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高增益天線罩，夾角0與拋物線弧m上每一點(diǎn)(x，y)的關(guān)系式
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高增益天線罩，相鄰三個(gè)區(qū)域的最大折射率和最小折射率滿足nmax(i+l)_nmin(i)〉nmax (i+2) _nmin(i+l) °
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高增益天線罩，夾角0和Qi取值范圍為
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(xiàng)所述的高增益天線罩，所述高增益天線罩罩設(shè)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)。高增益天線罩包括超材料面板，超材料面板劃分為多個(gè)區(qū)域；電磁波入射到所述超材料面板的第一表面并在與第一表面相對(duì)的第二表面射出；第i區(qū)域與第一表面的交集部分為第i區(qū)域的底面，第i區(qū)域與第二表面的交集部分為第i區(qū)域的頂面；設(shè)輻射源與第i區(qū)域底面上一點(diǎn)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(duì)應(yīng)第i區(qū)域內(nèi)的一曲面，第i區(qū)域底面上具有相同夾角θ的點(diǎn)的集合構(gòu)成夾角θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面的邊界；且夾角θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面上每一處的折射率均相同，曲面的母線為拋物線弧；每一區(qū)域的折射率隨著夾角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(hào)，提高了信號(hào)強(qiáng)度和增益。
文檔編號(hào)H01Q1/42GK102709693SQ20121012823
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)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(qǐng)人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司