本实用新型涉及毫米波天线技术领域，具体为一种叠加式毫米波多级透镜天线系统，包括小口径雷达物位计，所述小口径雷达物位计一端安装有小口径透镜，所述小口径雷达物位计安装有小口径透镜的一端可拆卸安装有大口径透镜天线组件，所述小口径雷达物位计与大口径透镜天线组件之间连接成一体使用，共同构成叠加式的多级透镜天线系统，本实用新型通过在小口径雷达物位计的小口径透镜部位设置一组可拆卸的大口径透镜天线组件，从而能够针对不同的应用，可以灵活的叠加透镜天线，达到产品型号的简易转换，实现了不同应用口径的统一型号应用，同时提升了产品现场应用的灵活。