宽频带赋形天线外罩及微波天线制造技术

本发明专利技术公开一种宽频带赋形天线外罩，包括互相组装在一起的至少两层环形罩体，所述由至少两层罩体组成的宽频带赋形天线外罩上形成了位于所述多层罩体中心部位的主反射区及位于所述多层罩体边缘部位的辅反射区。本发明专利技术同时公开了一种采用上述宽频带赋形天线外罩的微波天线。本发明专利技术提供的天线外罩在微波天线中不仅具有较好的电气性能和机械性能，还具有40％以上的相对频带宽度，可同时适合多款产品，且重量较轻，成本亦较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信天线领域，尤其涉及一种宽频带赋形天线外罩及包含该宽频带赋形天线外罩的微波天线。
技术介绍
在点对点或者单点对多点的微波通信网络中，微波天线是必不可少的接收和发射电磁波信号的装置。随着微波通信需求的增长，通信网络变得越来越密集，微波通信系统之间产生互相干扰的潜在风险也越来越大。为避免或减弱微波通信系统之间的互相干扰，各行政当局和网络运营商制定了严格的标准以限定微波天线的辐射方向图包络，再根据不同的通信网络要求来选择满足不同标准等级的微波天线。天线外罩是微波天线系统的重要组成部件，主要起两个作用第一，保护天线免受灰尘、雨雪、冰冻等自然环境的影响；第二，减小微波天线系统的风力负荷，进而减轻天线安装系统的机械性能要求。因此，天线外罩的工程设计目标通常包括以下几点在电气性能上，天线外罩不能导致天线的增益、回波损耗、辐射方向图包络以及前后比等性能指标恶化，天线外罩的最佳的设计目标是能改善天线的电气性能；在机械性能上，天线外罩需具有结构强度好、体积小、风荷小等优点；在成本方面，天线外罩本身的成本以及安装到天线上的成本要低。如果天线外罩的设计无法满足上述工程设计目标，则会对天线的电气性能产生以下不良影响损失了天线增益，这主要由天线外罩引入的插入损耗导致的，因此要求设计天线外罩时不仅要选择低损耗的介质材料，还要合理设计天线外罩的厚度，从而使天线外罩具有良好的波束透过性能；增加了天线的回波损耗，即恶化了天线的输入电压驻波比，这主要是由天线外罩结构本身导致的反射电磁波重新回到馈源所致；影响了天线的辐射方向图包络性能，尤其恶化了天线的前后比性能，这是由于天线外罩扰乱了天线反射面边缘的绕射场分布所致，情况严重时，天线外罩甚至会对绕射场产生后向“引导”作用，从而引起了天线的后向辐射。现有微波天线的天线外罩大多采用单层结构，并且主要包括三种结构形式平板形、外凸形以及内凹形。同时，现有天线外罩的制造材料一般选用质地均勻、介电常数稳定和损耗低的介质材料。然而，上述现有单层结构的天线外罩无法完全满足上述电气性能设计目标，比如其机械性能差和成本较高。下面分别描述这三种现有单层结构的天线外罩的缺点。平板形单层结构的天线外罩通常采用厚度约为半个介质材料波长的介质材料，从而使天线外罩获得较好的透波性能，进而减小天线外罩对增益和输入电压驻波比的影响。然而，这种平板形单层结构的天线外罩存在以下不足首先，频带宽度受限，因而无法应用于宽频带微波天线系统；其次，由于现有平板形单层结构的天线外罩的边缘部分通常未经特殊赋形处理， 因此对天线的辐射方向图包络，尤其是前后比有较大不良影响；最后，平板形单层结构的天线外罩本身的机械强度较差。现有技术中的内凹形或者外凸形单层结构的天线外罩虽然可以通过一定的锥角设计来获得较宽的频带特性，但是这些结构往往未考虑到对辐射方向图包络尤其是前后比性能的影响；另外，内凹形单层结构的天线外罩的机械强度和风荷性能不佳。而且，虽然通过锥角的设计获得了较宽的频带特性，但是通常其相对频带宽度一般在15%左右，这种相对频带宽度仍然无法满足带宽要求较高比如要求带宽为6 40GHz的微波天线的使用需求。此外，对于工作频段为较低频段的微波天线尤其是6 IOGHz的微波天线而言，传统的单层结构的天线外罩，无论采用平板形，外凸形，还是内凹形，由于需要按照半个介质波长进行结构设计，所以导致天线外罩的厚度较大，其重量因而也比较大，尤其是中、大口径的天线外罩，甚至超过整个反射面组件的重量，造成整个天线系统载荷较大，同时其制造成本和整体运输成本也随之增加。相应地，安装了这种天线外罩的微波天线也承受类似的缺点与不足。因此有必要提供一种改进的天线外罩，尤其是宽频带赋形天线外罩及微波天线， 以便克服现有技术中的缺点与不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述天线外罩方案之不足，提供一种微波天线及其外罩， 使外罩在微波天线中不仅具有较好的电气性能和机械性能，还具有40%以上的相对频带宽度，可同时适合多款产品，且重量较轻，成本亦较低。为实现该目的，本专利技术采用如下技术方案一种宽频带赋形天线外罩，至少包括互相组装在一起的两层罩体，由至少两层罩体组成的宽频带赋形天线外罩上形成了位于所述多层罩体中心部位的主反射区及位于所述多层罩体边缘部位的辅反射区；所述顶部罩体的底边上形成用于加强整个宽频带赋形天线外罩机械强度的支撑结构。一种微波天线，包括宽频带赋形天线外罩、与所述宽频带赋形天线外罩安装在一起的天线反射面及设置在天线反射面内的底部中心的馈源；其中，所述宽频带赋形天线外罩包括互相组装在一起的至少两层罩体，所述由至少两层罩体组成的宽频带赋形天线外罩上形成了位于所述多层罩体中心部位的主反射区及位于所述多层罩体边缘部位的辅反射区；所述顶部罩体的底边上形成用于加强整个宽频带赋形天线外罩机械强度的支撑结构。与现有技术相比，在本专利技术中，由于采用了具有至少两层结构的天线外罩，并且对天线外罩的边缘进行了赋形处理，因此带来了如下优点在电气性能上，具有40%以上的相对频带宽度，同时能显著提高微波天线的辐射方向图包络，尤其是前后比性能；且对其它电气性能如输入电压驻波比、交叉极化鉴别率等影响较小；在机械性能上，天线外罩结构内部的支撑筋或者支撑柱加强了天线外罩自身的机械强度，同时，天线外罩体积小、重量轻、外形美观；在成本方面，天线外罩通过模具注塑一次成型，从而加工成本低，而且对于低频段的微波天线而言，重量的减轻降少了材料的用量；天线外罩可以适用于多款产品，明显减少了全系列产品模具的数量，且附加的生产成本、管理成本及运输成本较低。附图说明图1为本专利技术一个实施例的宽频带赋形天线外罩的立体分解图，展示了构成天线外罩的顶部罩体、底部罩体及设置在顶部罩体与底部罩体之间的可选支撑材料层；图2展示了图1所示宽频带赋形天线外罩的顶部罩体的俯视图；图3展示了图1所示宽频带赋形天线外罩的顶部罩体的仰视图；图4展示了图1所示宽频带赋形天线外罩的轴向剖视图，同时展示了天线外罩的主反射区及辅反射区；图5a_5c展示了三种不同结构形式的宽频带赋形天线外罩，同时展示了天线外罩的主反射区对电磁波的反射情况；图6a_6c展示了图4所示宽频带赋形天线外罩的辅反射区的几种详细结构，同时展示了这些辅反射区对电磁波的反射情况；图7展示了本专利技术宽频带赋形天线外罩与现有技术中的天线外罩的典型反射系数曲线对照情况。图8展示了本专利技术宽频带赋形天线外罩使用时的典型辐射方向图曲线。图9a_9e局部地展示了本专利技术其他实施例中的多层结构的宽频带赋形天线外罩；图IOa-IOd展示了本专利技术其他实施例中的宽频带赋形天线外罩的支撑结构；图11展示了本专利技术宽频带赋形天线外罩与吸波材料层及天线反射面之间的组装图；及图12展示了图11所示构件组装之后形成的微波天线的剖视图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。请参阅图1-4及图9a_9e，根据本专利技术一个实施例的宽频带赋形天线外罩100至少包括互相组装在一起的顶部罩体11及底部罩体12。所述顶部罩体11的底边上形成用于加强整个宽频带赋形天线外罩100机械强度的支撑结构，比如图1所示的支撑筋13和/或支撑柱15。在此需要强调的是所述顶部罩体11的底部既可以仅仅形成径向分布的支撑筋本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种宽频带赋形天线外罩，其特征在于包括互相组装在一起的至少两层环形罩体，所述由至少两层罩体组成的宽频带赋形天线外罩上形成了位于所述多层罩体中心部位的主反射区及位于所述多层罩体边缘部位的辅反射区。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴知航，姜汝丹，潘军，唐荣，符道临，王勇，刘素芹，谢庆南，
申请(专利权)人：京信通信系统中国有限公司，
类型：发明
国别省市：81