CN101431187B

CN101431187B - 抛物面天线用一次辐射器、低噪声下变频器及卫星接收用天线装置

Info

Publication number: CN101431187B
Application number: CN 200810175786
Authority: CN
Inventors: 仁部正之
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: JP4510868B2; JP2009118393A; CN101431187A

Abstract

本发明的抛物面天线用一次辐射器在喇叭天线本体(11)的前端开口部(12)设置喇叭盖(14)，在喇叭盖(14)的内壁面具有朝向前端开口部(12)而形成的由电介质构成的圆锥形的突起部(15)、及包围该圆锥形的突起部的外周而同轴状配置的由电介质构成的圆筒形的突起部(16)。根据该构成，可提供一种使辐射方向图宽度适应任意F/D比的抛物面天线的抛物面天线用一次辐射器。

Description

抛物面天线用一次辐射器、低噪声下变频器及卫星接收用天线装置

技术领域

本发明涉及卫星接收用的抛物面天线中所使用的一次辐射器、低噪声下变频器及卫星接收用天线装置。

背景技术

以下，基于图10说明现有的普通抛物面天线的结构，基于图11说明现有的抛物面用一次辐射器的结构。利用抛物面天线的卫星广播的接收如图10所示，抛物面天线的反射板1反射的约12GHz波段的信号SG就会集中到一次辐射器10的开口部。然后将通过一次辐射器10的信号利用低噪声下变频器(LNB：Low Noise Block down-converter)2从12GHz波段变频成1GHz波段，该变频后的信号通过同轴电缆3输入到室内接收机(BS或CS)调谐器、或内装调谐器的TV(或VTR)4。

此处，抛物面天线用一次辐射器10为图11所示的结构。喇叭天线本体11形成圆筒状，在扇形扩展的前端开口部12设置用于抑制天线辐射方向图中的旁瓣的波纹13。

作为披露与本发明相关的具备现有的一次辐射器的LNB的记载，例如有特开2003—101420号公报及2005—192089号公报。特开2003—101420号公报所记载的课题为，对于接收来自相邻的多个卫星所广播的电波的卫星广播接收用变频器，能够降低制造成本并且提高通用性。在轴线相互平行配置的2个波导分别具有电介质馈电线，在覆盖各电介质馈电线的辐射部的防水盖的前面部设置作为校正部的突壁或厚壁部。

特开2005-192089号公报记载的课题其目的在于提供可抑制制造成本增大的喇叭形辐射体、电波接收用变频器及天线。而且，导向喇叭形辐射体由包含具有开口部的波导的底架本体、电介质构件构成。电介质构件由与波导的开口部连接的、作为多个构件的电介质构成。

所述的现有的一次辐射器10设计成具有适应所设置的抛物面天线1的F/D(焦径)比的辐射方向图。此处F表示天线的焦点距离(从天线反射板到天线的焦点的距离)，D表示天线反射板的直径。因而，若将一次辐射器设置在具有和设计上不同的F/D比的抛物面天线上时，由于一次辐射器的辐射方向图不适应抛物面天线因此产生接收信号的损失。

基本上，是将具有某F/D比的抛物面天线和设计成适应该F/D比的一次辐射器进行组合设置的，但一般来说，根据所设置的地区，将具有某F/D比的抛物面天线和设计成适应与其不同的F/D比的一次辐射器进行组合使用的情况较多，这便成为在接收信号强度弱的地区接收不佳的原因。为解决该问题，准备对应于各自的抛物面天线的F/D比而设计的一次辐射器时，产品的种类变多，导致开发成本和生产成本增加。

另外，在一个LNB排列设置多个一次辐射器的多个卫星接收用天线中，即使是多焦点型的抛物面天线，也很难将所有的一次辐射器配置在抛物面天线的焦点位置，而不得不将若干个一次辐射器设置在偏离抛物面焦点的位置。因此，在这些一次辐射器中产生接收信号的损失。

即使用特开2003—101420号公报及特开2005—192089号公报中记载的结构，这些问题也未得到解决。

喇叭天线本体11形成圆筒状，喇叭盖14通过压合嵌入扇形扩展的前端开口部12。该喇叭盖用于防止雨水等水分从外部进入一次辐射器的喇叭天线本体11内部。因而将止水用的O形密封圈17置于喇叭天线本体11的端部开口部12和喇叭盖14之间，可保证防水功能。

由于该喇叭盖14由塑料等树脂形成，因此具有相对空气的介电常数较高的介电常数。因此，喇叭盖14的形状对于包含一次辐射器在内的装置的输入VSWR和辐射方向图影响较大。此处，VSWR表示电压驻波比(VoltageStanding Wave Ratio)的意思。

发明内容

本发明解决上述问题，其目的在于提供仅通过交换喇叭盖即可使辐射方向图宽度适应任意的F/D比的抛物面天线的抛物面天线用一次辐射器、LNB及卫星接收用天线。

为解决上述问题，本发明的抛物面天线用一次辐射器的一个方面，在喇叭天线本体的端部开口部设置有喇叭盖。而且，在喇叭盖的内壁面具有朝向端部开口部而形成的由电介质构成的圆锥形的突起部、及包围该圆锥形的突起部的外周而同轴状配置的由电介质构成的圆筒形的突起部。通过具有这样的构成，根据本发明，可仅通过交换喇叭盖使辐射方向图宽度适应任意的F/D比的抛物面天线。

本发明的抛物面天线用一次辐射器的另一个方面，多个喇叭天线本体的中心轴相互平行配置而成为一体，并设置将喇叭天线本体的端部开口部全都覆盖的喇叭盖。而且，在喇叭盖的内壁面具有朝向端部开口部而形成的由电介质构成的圆锥形的多个突起部、及包围该圆锥形的突起部的外周而同轴状配置的由电介质构成的圆筒形的突起部。圆锥形的突起部的中心及圆筒形的突起部的中心分别配置在从各自的喇叭天线本体的中心轴偏向喇叭盖的中心侧的位置上。

另外，本发明包含以下的各种实施方式。圆锥形的突起部及圆筒形的突起部采用与喇叭盖相同的电介质材料，并设置使突起部与喇叭盖一体成型的喇叭盖。另外，在喇叭盖的圆锥形的突起部中央设置圆形的孔。然后，通过在喇叭盖和喇叭天线本体刻制螺纹使其可装卸，通过交换设有适应特定的F/D比的抛物面天线的尺寸的突起的喇叭盖，可使一个喇叭天线适应具有不同的F/D比的多个抛物面天线。

进一步地，将圆锥形的突起部及圆筒形的突起部的中心配置在从喇叭天线本体的中心轴偏向外周侧的位置，设置使辐射方向图倾斜成特定的角度的喇叭盖。另外，喇叭盖具有可旋转的结构而不固定于喇叭天线本体，且在喇叭盖及喇叭天线本体设置刻度，通过这样可自由调整辐射方向图的倾斜方向。

本发明的抛物面天线用一次辐射器中，在喇叭天线本体的端部开口部设置喇叭盖(防水盖)。然后，在该喇叭盖的内壁面设置朝向端部开口部而配置于喇叭天线本体的中心轴的由电介质构成的圆锥形的突起部、及包围该外周而与喇叭天线本体的中心轴同轴状配置的由电介质构成的圆筒形的突起部。

通过具有这样的构成，根据本发明，仅通过交换喇叭盖，即可使辐射方向图宽度适应任意的F/D比的抛物面天线，而无需重新设计喇叭天线。

另外，在设置有使圆锥形的突起部及圆筒形的突起部的中心配置在从喇叭天线本体的中心轴偏向外周侧的位置的喇叭盖的抛物面天线用一次辐射器中，可将辐射方向图的方向倾斜成特定的角度。根据本发明，在多个卫星兼容的LNB等中，可将设置在偏离抛物面天线的焦点的位置的一次辐射器的辐射方向图修正成抛物面天线的方向，从而实现最适合抛物面天线的多个卫星兼容的LNB。

下面通过联系附图来理解的关于本发明的详细说明，阐述本发明的上述记载及其它目的、特征、方面及优点。

附图说明

图1为本发明的实施方式1中的抛物面天线用一次辐射器的剖视图。

图2为本发明的实施方式1的变形例1中的抛物面天线用一次辐射器的剖视图。

图3A～3F为现有的抛物面天线用一次辐射器和本发明的实施方式1的变形例1中的抛物面天线用一次辐射器的比较图，其中图3A～3C表示使用现有的抛物面天线时的频率分别为10.7GHz、11.8GHz、12.75GHz的辐射方向图，图3D～3F表示使用实施方式1的变形例1时的频率分别与图3A～3C相同的辐射方向图。

图4为本发明的实施方式1的变形例2中的抛物面天线用一次辐射器的部分切开剖视图。

图5A、5B、5C为分别表示本发明的实施方式1的变形例3中的突起部15在3处位置的抛物面天线用一次辐射器俯视图，及随突起的偏移量辐射方向图的倾斜变化的图。

图6为表示具有本发明的实施方式1的变形例3中的抛物面天线用一次辐射器的3卫星接收用LNB中、该辐射方向图适应抛物面天线的状态的图。

图7A为表示本发明的实施方式1的变形例4中的抛物面天线用一次辐射器的主视图，图7B为用于说明喇叭天线本体的中心轴周围的、突起部15的中心的旋转角R(degree)的俯视图。

图8A为本实施方式2中的抛物面天线用双波束一次辐射器的剖视图，图8B为其俯视图。

图9为表示具有本发明的实施方式2中的抛物面天线用一次辐射器的2卫星接收用LNB中、其辐射方向图适应抛物面天线的状态的图。

图10为普通的抛物面天线的概要侧视图。

图11为现有的抛物面天线用一次辐射器的横向剖视图。

具体实施方式

下面，根据附图，对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

图1表示本发明的实施方式1中的抛物面天线用一次辐射器10。本实施方式的抛物面天线用一次辐射器10中，在喇叭天线本体11的端部开口部12，通过利用弹性变形的压合设置用塑料等树脂形成的喇叭盖(防水盖)14。在该喇叭盖14的内壁面设置朝向前端开口部12而配置于喇叭天线本体11的中心轴的由电介质构成的圆锥形的突起部15、及包围其外周而与喇叭天线本体11的中心轴同轴状配置的由电介质构成的圆筒形的突起部16。通过具有这样的结构，根据本实施方式，仅通过交换喇叭盖14，即可适应任意的F/D比的抛物面天线，而无需重新设计喇叭天线的辐射方向图宽度。

图2表示图1所示的实施方式1的变形例1。变形例1中，在喇叭盖14的内壁面设置向喇叭天线本体11突出而配置于喇叭天线本体11的中心轴的、在中央开有圆形孔15a的圆锥形的由电介质构成的突起部15；及包围其外周而与喇叭天线本体11的中心轴同轴状配置的由电介质构成的圆筒形的突起部16。

此处例如，对于F/D比＝0.66的天线，设置具备根据现有技术的设计成F/D比＝0.6的一次辐射器的LNB时，其C/N比当然比具有设计成F/D比＝0.66的一次辐射器的LNB要差。但是，通过安装具有如图2所示的、根据本发明的设计成适应F/D比＝0.6的一次辐射器的LNB，可改善C/N比约0.4dB。此处，“C/N比”是指信号的载波(carrier：载波)与无信号部分的噪声之比，该值越大，混入噪声的程度越小。

作为一个例子，图3A～图3F所示为安装现有的喇叭盖的喇叭天线的辐射方向图、及安装如图2所示的设有电介质的突起的喇叭盖的喇叭天线的辐射方向图。图3A～图3C表示使用现有的抛物面天线时的、频率分别为10.7GHz、11.8GHZ、12.75GHz的辐射方向图，图3D～图3F表示使用实施方式1的变形例1时的、频率分别与图3A～图3C相同的辐射方向图。

由图3的辐射方向图的比较可知，通过安装本实施方式的喇叭盖，喇叭天线的辐射方向图宽度变小，形成比现有技术更匹配F/D比大的天线的辐射方向图。另外，E面和H面的辐射方向图宽度也一致，作为结果得到改善交叉极化特性的效果。

进一步地，所述圆锥形的突起与喇叭盖一体成型时，有时要求抑制在中央开孔而成型时产生的凹痕(在喇叭盖外侧、对应于内侧有突起位置而产生的凹处)，但从图3A～3F可看出，即使在中央开孔也得到充分的辐射方向图宽度变化的效果因此没有问题。

接着，基于图4说明实施方式1的变形例2。变形例2中，如图4所示，分别在喇叭盖14和喇叭天线本体11的波纹13刻制螺纹14a、13a，形成可装卸的结构。由此，可提供通过交换形成适应各种F/D的尺寸的突起的喇叭盖、使用者能够在任意的抛物面天线上自由地安装LNB的通用的LNB。

接着，基于图5A～图5C说明本发明的实施方式1的变形例3。变形例3中，将如图2所示的电介质的突起15、16的中心配置在从喇叭天线本体11的中心轴向外周侧偏离距离S的位置。图5A～图5C表示频率固定为11.8GHz；在H面+方向；突起15的中心偏离喇叭天线本体11的中心轴的距离S分别为0mm、4mm、8mm时的E面及H面辐射方向图。

本实施方式中，如图5A～图5C所示，通过具有这样的结构，并根据突起离开喇叭天线本体的中心轴的偏移量，可知辐射方向图的方向倾斜。这样通过倾斜辐射方向图的方向，可将设置在偏离抛物面天线的焦点的位置的一次辐射器的辐射方向图修正成沿抛物面天线的方向。

因而，通过将辐射方向图倾斜成特定的角度，在图6所示的3卫星接收用天线那样的多个卫星兼容的LNB等中，可将设置在偏离抛物面天线的焦点的位置的一次辐射器的辐射方向图修正成抛物面天线的方向。

接着，基于图7A、7B说明本发明的实施方式1的变形例4。变形例4中，如图7A所示，通过将喇叭盖14设置成以旋拧或压合的状态可进行旋转而不固定，从而可自由调整辐射方向图的倾斜方向。进一步在喇叭盖14设置表示角度的刻度14b，在喇叭天线本体11设置基准标记13b时，能够通过目视来确认辐射方向图的方向倾斜了多少、向哪个方向倾斜。其结果，可容易地调整辐射方向图的方向使其匹配抛物面天线的方向。图7B为用于说明喇叭天线本体的中心轴周围的、突起部15的中心的旋转角R(degree)的俯视图。

(实施方式2)

接着，基于图8A、8B说明本发明的实施方式2。图8A、8B所示的装置表示作为一体化的多波束喇叭天线的2卫星接收用的装置。即，2根喇叭天线本体11的中心轴相互平行配置而成为一体，并设置将喇叭天线本体的端部开口部12全都覆盖的1个喇叭盖14。然后，在喇叭盖14的内壁面具有朝向各端部开口部12而形成的由电介质构成的圆锥形的突起部15、及包围该突起部15的外周而同轴状配置的由电介质构成的圆筒形的突起部16。另外，圆锥形的突起部15及圆筒形的突起部16的中心分别配置在从各自的喇叭天线本体11的中心轴偏向喇叭盖14的中心侧的位置。

通过具有这样的结构，根据本实施方式，如图9所示，可将设置在偏离抛物面天线的焦点的位置的一次辐射器的辐射方向图修正成抛物面天线的方向。

虽然详细地说明阐述了本发明，但明显可知这些仅用于例示，而并非限制，本发明的范围通过附加的权利要求的范围来解释。

Claims

1.一种抛物面天线用一次辐射器，在喇叭天线本体的端部开口部设置喇叭盖，其特征在于，包括：

所述喇叭盖的内壁面上的朝向所述端部开口部形成的由电介质构成的圆锥形的突起部、以及

所述喇叭盖的内壁面上的包围该圆锥形的突起部的外周地配置为同轴状的由电介质构成的圆筒形的突起部，

所述圆锥形的突起部的高度比将该圆锥形的突起部的外周包围的所述圆筒形的突起部的高度要高。

2.如权利要求1所述的抛物面天线用一次辐射器，其特征在于，所述圆锥形的突起部及圆筒形的突起部采用与所述喇叭盖相同的电介质材料，与所述喇叭盖一体成型。

3.如权利要求1所述的抛物面天线用一次辐射器，其特征在于，在所述圆锥形的突起部开出与其同心的圆形的孔。

4.一种低噪声下变频器，其特征在于，具备权利要求1所述的抛物面天线用一次辐射器。

5.一种卫星接收用天线装置，其特征在于，具备权利要求4所述的低噪声下变频器。