[发明专利]一种Ka波段卫星通信天线罩

说明书

本发明公开了一种Ka波段卫星通信天线罩，涉及卫星通信领域，包括介质层、金属屏、填充层，介质层包括完全相同的第一介质层和第二介质层，金属屏为周期单元结构，包括完全相同的第一金属屏和第二金属屏，第一介质层、第一金属屏、填充层、第二金属屏、第二介质层依次级联。本发明的天线罩由频率选择表面构成，具有对入射角稳定，对极化不敏感，双通带、通带范围大、通带范围内损耗小等特点。可以根据不同应用场景的需要设计不同的外形形状。本天线罩结构具有较好的传输特性稳定性，可以在起到保护雷达、通信系统的同时，具有很好的电磁波传输性能。

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，尤其涉及一种Ka波段卫星通信天线罩。

背景技术

随着卫星通信技术的发展，以及人们对卫星通信需求的变化，卫星通信正逐渐往高容量、低延时、大带宽的方向发展，同时也伴随着卫星通信的频率从L、C、K等波段提升到Ka波段，Ka波段卫星通信具有更大的带宽，更能适应当前多媒体传输业务的需要。目前世界上例如美国、日本、法国等国家都加大了卫星通信研究的投入，我国的Ka波段通信卫星也即将正式商用。

频率选择表面(Frequency selective surface,FSS)是一种具有二维周期性结构的特殊材料，其周期性的单元一般由金属构成，通过增加介质层增强机械强度，满足不同领域的需求。频率选择表面对电磁波具有选择透过性，当电磁波入射到频率选择表面上，不同的结构会对电磁波表现出不同的特性，例如带通、带通等滤波特性。

传统的介质天线罩，由于透波材料层固有的微波属性，具有如下缺点，在毫米波段已经很难满足不同场景的特殊需求。

通带窄：传统介质天线罩损耗小于0.5dB的通带范围会随着频率的升高逐渐变窄，而Ka波段的绝对带宽有3GHz，一般介质天线罩很难满足带宽的要求。

对极化、入射角、介质层厚度敏感：随着频率的身高，介质的介电常数以及损耗角大小对传输曲线的影响也会变大，传统介质天线罩在Ka波段的传输特性随入射角变化非常快，在不同极化下，不同介质厚度下，同一入射波透过介质天线罩能量损失会有很大不同，因此造成介质天线罩在Ka波段应用场景非常单一，很难同时满足不同性能的要求。

因此，鉴于传统天线罩很难满足毫米波段的场景需求，本领域的技术人员需要从天线罩的结构和材料出发，致力于开发一种传输特性不随上述条件变化而产生快速剧烈变化的天线罩。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是设计一种可供天线罩采用的结构，减小天线罩的材料对传输特性的影响，扩大天线罩的通带带宽，满足Ka波段卫星通信的需求，以及能够适应不同极化方式、入射角范围变化大的场景，使天线罩具有适用范围广、维护成本低等特点。

为实现上述目的，本发明提供了一种Ka波段卫星通信天线罩，包括介质层、金属屏、填充层，介质层包括完全相同的第一介质层和第二介质层，金属屏为周期单元结构，包括完全相同的第一金属屏和第二金属屏，第一介质层、第一金属屏、填充层、第二金属屏、第二介质层依次级联。

进一步地，金属屏刻蚀在介质层的表面。

进一步地，第一金属屏、填充层、第二金属屏通过胶体连接。

进一步地，胶体的介电常数介于空气的介电常数和介质层的介电常数之间。

进一步地，填充层为PMI泡沫，或介电常数和介质损耗角相近的材料。

进一步地，介质层的厚度为0.508mm，填充层的厚度为2.30mm。

进一步地，周期单元为正方形，由共中心的正方形环、正八边形环、圆形由外向内嵌套组成，正方形环的外边与周期单元的外边重合。

进一步地，周期单元的边长为4.8mm。