防雷天线罩系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及天线罩，更具体而言设及天线罩，其对预定频带内的无线电波是透明 的，还保护被包在天线罩后的天线和电子设备免受雷击和电磁脉冲。
【背景技术】
[0002] 天线包括精密的组件，当暴露于周围环境条件时，其可被损坏。因此，天线经常被 安置在天线罩中，其阻止物理物质一-例如碎片、降水、气流等等一-直接物理接触天线组 件。因此，天线罩起对潜在有害物质的物理屏蔽的作用，同时仍允许电磁福射特别是无线电 波来往于受保护的天线的传播。
[0003] 交通工具，例如飞机、水上交通工具、陆上交通工具和宇宙飞船，通常为了各种目 的（例如气象和/或导航）使用雷达。雷达天线通常被安置在天线罩中，其对由雷达的运 行要求规定的频带内的雷达波是透明的。例如，飞机的头锥可安置在射频频谱的X频段内 运行的气象雷达，从而需要头锥被配置为X频段调谐的天线罩。
[0004] 雷击和电磁脉冲可造成灵敏的电子设备例如雷达天线的显著损坏。因为飞机易受 雷击，所W采用引入对飞机天线罩的雷击保护的步骤。作为实例，雷电分流条被添加到飞机 天线罩的外部W引离雷电生成的电流。作为另一个实例，高度导电的金属筛（screening) 被直接嵌入形成飞机天线罩的复合材料中。然而，在两个实例中，必须在防雷装置中形成缝 隙W提供雷达波可通过其传播的窗口。不幸的是，该样的窗口致使雷达天线易受雷击和电 磁脉冲。
[0005] 因此，本领域技术人员继续在天线罩领域中的研究和开发努力。
【发明内容】
[0006] 在一个实施方式中，公开的天线罩系统可包括天线--该天线在预定频带内运 行一-和限定了封闭容积的天线罩，其中天线被安置在封闭容积内，天线罩包括具有外表 面和内表面的分层结构，该分层结构包括接近外表面的外部结构层和外部结构层下方的核 屯、层，该核屯、层包括置于人造电介质层之间的法拉第笼层。
[0007] 在另一个实施方式中，公开的是保护天线的方法，其中天线在预定频带内运行。该 方法可包括W下步骤；（1)装配天线罩，其包括具有外表面和内表面的分层结构，该分层结 构包括接近外表面的外部结构层，接近内表面的内部结构层，和外部和内部结构层之间的 核屯、层，核屯、层包括置于人造电介质层之间的法拉第笼层；（2)选择法拉第笼层和人造电 介质层，使得天线罩对预定频带内的无线电波基本上是透明的；和（3)将天线安置在天线 罩内。
[000引根据下列【具体实施方式】、附图和所附的权利要求，公开的防雷天线罩系统和方法 的其它实施方式将变得显而易见。
【附图说明】
[0009] 图1是公开了防雷天线罩系统的一个实施方式的横截面示意图；
[0010] 图2是图1的系统的天线罩的一部分的横截面示意图；
[0011] 图3A-3L显示了图2的天线罩的人造电介质层的各种任选的配置；
[0012] 图4A-4G显示了图2的天线罩的法拉第笼层的各种任选的配置；
[0013] 图5是第一实例天线罩的透射对频率的图解说明；
[0014]图6是第二实例天线罩的透射对频率的图解说明；
[0015] 图7是第S实例天线罩的透射对频率的图解说明；和
[0016] 图8是描绘了公开的保护天线的方法的一个实施方式的流程图。
【具体实施方式】
[0017] 现在已经发现，天线罩可由耐雷法拉第笼材料构成，其完全封闭相关联的天线，而 不需要在耐雷法拉第笼材料中形成物理窗口W允许无线电波传播。因为不需要物理窗口， 所W公开的天线罩系统可显著地提高雷击和电磁脉冲保护。通过将至少一层耐雷法拉第笼 材料置于至少两个人造电介质层之间，可实现该样的显著结果，其中人造电介质层的有效 电容和/或耐雷法拉第笼材料的有效电感，W及其它可能的参数，可被调谐W致使天线罩 对期望的频带内的无线电波是透明的。
[0018] 参阅图1，公开的防雷天线罩系统的一个实施方式一-通常指定10,可包括天线罩 12和天线14。天线罩12可限定封闭容积16,并且天线14可被安置在天线罩12的封闭容 积16内。任选地，通过支撑结构18,例如杆、塔、缆索、枢轴等等，天线14可被支撑在天线罩 12内。
[0019] 如图1所示，天线罩12和相关联的天线14可被安装在交通工具20上，其可W是 陆地交通工具（例如飞机、船/舰或陆上交通工具）或空间交通工具（例如宇宙飞船或卫 星）。作为实例，天线罩12可形成固定翼飞机的头锥。作为另一个实例，天线罩12可形成 为与固定翼或旋翼飞机的机身相连的泡形罩。然而，天线罩12和相关联的天线14也可相 对于地球静止（虽然天线14仍可在天线罩12内移动），例如固定于地面、建筑或其它结构 Afr Afr 寸寸〇
[0020] 天线14可W是发射（箭头A)、接收（箭头B)或既发射又接收（箭头A和B)无线 电波22的任何装置或系统。如本文所使用，"无线电波"或"多个无线电波"广泛地指跨越 从大约抓Z至大约3000GHz的电磁频谱部分内的电磁福射。天线14可W是静止的或移动 的（例如旋转的）。作为具体的非限制性的实例，天线14可W是无线电天线。作为另一个 具体的非限制性的实例，天线14可W是微波天线。作为还另一个具体的非限制性的实例， 天线14可W是雷达天线。
[0021] 天线14可在电磁频谱的预定频带内运行。作为具体的非限制性的实例，天线14 可在范围从大约5GHz至大约50GHz的频率下运行。作为另一个具体的非限制性的实例，天 线14可在X频段（例如从大约8GHz至大约12GHz)内运行。作为另一个具体的非限制性 的实例，天线14可在Ku频段（例如从大约12GHz至大约18GHz)内运行。作为还另一个具 体的非限制性的实例，天线14可在Ka频段（例如从大约24GHz至大约40GHz)内运行。
[0022]天线罩12可具有由天线14的尺寸和形状决定的尺寸和形状。具体而言，天线罩 12的尺寸和形状可足W完全封闭天线14,然而，如果需要，允许天线14在天线罩12的封闭 容积16内移动。虽然图1显示了卵形的天线罩12,但是本领域技术人员将理解天线罩的形 状可W广泛地改变。
[0023] 现在参阅图2,天线罩12可构建为具有外表面32和内表面34的分层结构30。分 层结构30的外部结构层36可被置于接近外表面32,分层结构30的内部结构层38可被置 于接近内表面34,和分层结构30的核屯、层40可被置于外部结构层36和内部结构层38之 间。外部和内部结构层36、38可形成天线罩12的物理结构，而核屯、层40可包含法拉第笼 50层和人造电介质48层。
[0024] 在不偏离本公开内容的范围的情况下，本领域技术人员将理解，可进行图2中所 示的分层结构30的一般配置（外部结构层一核屯、层一内部结构层）的变化。在一个变化 中，天线罩12的分层结构30可只包括外部结构层36和核屯、层40。在另一个变化中，天线 罩12的分层结构30可只包括内部结构层38和核屯、层40。
[0025] 仍参阅图2,在一个具体的实施中，公开的天线罩12的分层结构30可包括外表皮 层42A、42B、42C、42D(通常为外表皮层42)，间隔层44A、44B(通常为间隔层44)，内表皮层 46A、46B、46C、46D(通常为内表皮层46)，人造电介质层48A、48B、48C(通常为人造电介质层 48)和法拉第笼层50A、50B(通常为法拉第笼层50)。外表