CN101636874A - 一种影响反射器天线，尤其是中心聚焦的反射器天线的发射特性结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种影响反射器天线，尤其是中心聚焦的反射器天线(1)的发射特性的结构，所述反射器天线的结构带有一个波导管(3)、一个喇叭筒(4)和一个辅助反射器组件(2)，其中，该结构有至少两个固定地安排的可控制的辐射元件(5；6；7；8)，其在接通的状态下影响反射器(9)与辅助反射器(10)之间的辐射径迹。该结构相的优点是，以一个小的尺度对反射器天线提供带有很少的机械耗费和电耗费的技术方案，这种技术方案使天线能够以较高的精确度跟踪卫星。不论是接收信号还是天线方向图都可以在一定的限度内被控制得可以同时进行接收和发射的并列运行。辐射控制或者方向图控制可以是实时的。另一个优点在于，可以从0°至180°的仰角和0°至360°的方位角完全地映射半球。该结构可以用于公知的反射器天线。此外它对温度、湿度和振动环境的耐受度高，并且可以用很少数量的控制零件低成本有利地实施。

Description

一种影响反射器天线，尤其是中心聚焦的反射器天线的发射特性结构
技术领域
本发明涉及一种影响反射器天线，尤其是中心聚焦的反射器天线的发射特性的改良的结构。
该结构的首要目的是，借助于控制信号可单义重复地改变这样一种天线的发射特性，从而本发明还适用于天线的跟踪。
背景技术
公知的是，为了激励一个中心聚焦的反射器天线系统或者为了辐射控制，要么采用一个波纹喇叭筒要么采用一个扁平扩张的波导管件作波导管端部上的激励系统。
在此该激励系统安排在反射器天线的焦点、即相位中心上，并且应当将反射器天线优化地通照(Ausleuchtung)。然而特别有意义的是在均匀的相位占据的情况下的很大程度上均匀的反射器通照。
然而公知技术方案所存在的问题是波纹激励系统或者扁平扩张的波导管的功能达不到在反射器系统中理想的场分布或者说达不到理想的通照。
此外，公知的激励系统不能够无反向作用地与跟随部件例如下变换器结合。因此一般地要求附加的耗费以达到理想地把这样的公知的激励系统与所述跟随部件匹配，并且从而要求与之相关联的成本。
与之相联系的问题应当用由EP1 384 287 B1公开的技术方案排除。
EP1 384 287 B1说明一种用于激励带有一个波导管和一个电介质支架的中心聚焦的反射器天线的结构，其中在所述波导管上安排一个的场变换器并且于所述波导管前在所述电介质场变换器附近安排一个所述电介质支架，而不与之机械连接也不与之电连接。所述电介质支架在其中央有一个孔，该孔的直径与电介质场变换器的直径对应。在该结构中所述电介质场变换器部分地突入该圆孔中。在所述波导管的端部构成一个跟随部件的安装平台。
只要这种反射器天线用于接收卫星信号，所述结构就全面地满足其功能。该结构确保中心聚焦反射器天线在其焦点上的场优化且宽带的激励，而无机械运动的部件并且此外还可以成本有利地制造。然而该结构却要求一个场变换器。具有这种结构的天线不适于发射信号。此外，这种激励对于双聚焦的反射器天线不适用，譬如通过卫星发射就要求双聚焦的天线，这主要是由于相当大的带宽。
发明内容
因此本发明的任务是提出一种影响反射器天线，尤其是中心聚焦的反射器天线的发射特性的改善的结构，其在较小的结构条件下并且没有场变换器就借助于控制信号可重复地把天线的发射特性改变得使所述结构适用于天线的跟踪并且带有这种结构的天线可以适用于接收卫星的发射信号和/或向卫星发射这样的信号。
根据本发明上述任务通过一种影响反射器天线，尤其是中心聚焦的反射器天线的发射特性的结构完成，所述结构带有一个波导管、一个喇叭筒和一个辅助反射器组件，该结构有至少两个固定地安排的可控制的辐射元件，其在接通的结构下影响反射器与辅助反射器之间的辐射径迹。
与根据本发明的结构相关联的优点是，以一个小的尺度对反射器天线，尤其是对在运动的平台上的反射器天线提供带有很少的机械耗费和电耗费的技术方案，这种技术方案使天线能够以较高的精确度跟踪卫星。不论是接收信号，例如TV接收，还是天线方向图都可以在一定的限度内被控制得可以同时进行接收和发射的并列运行。辐射控制或者方向图控制可以是实时的。尽管其在接收时限于一定的频谱范围，而对发射的决定性的范围却不受影响或者几乎不受影响。
根据本发明的技术方案相对于公知的现有技术的另一个重要优点是，用之可以从0°至180°的仰角和0°至360°的方位角完全地映射半球。
根据本发明的结构可以用于公知的反射器天线。此外它还是对温度、湿度和振动环境耐受的，另外还可以用很少数量的控制零件成本有利地实施。
所述结构的一个有利的实施方式提出，所述辐射元件安排在所述喇叭筒上或者安排在所述辅助反射器组件上，优选的是安排在所述喇叭筒上。
根据本发明的优选实施方式所述结构有四个中心地安排在喇叭筒上的辐射元件，其中所述辐射元件适于产生与一个电磁交变场的交变关系，并且优选的是偶极子、单极体，或者是有源元件，例如隧道二极管。
本发明的另一个有利的实施方式提出，所述辐射元件安排在一个电介质支架上并且所述辐射元件有一个谐振频率，所述谐振频率在所述反射器天线的接收频率范围内并且可以顺序地、单个地或者成组地控制所述辐射元件。
根据本发明的一个优选的实施方式所述辐射元件的控制在一个与所述反射器天线的使用频率范围不同的频率范围中进行。
最后所述结构的另一个实施方式提出，所述辐射元件有控制线路，所述控制线路受电和磁屏蔽并且对机械影响受到保护。
根据本发明的另一个实施方式所述辐射元件在其轴线中安在一个十字交叉点上，优选的是在的所述喇叭筒的中心对偏振十字交叉的轴线约45度地安排。
根据本发明的另一个实施方式所述辐射元件通过一个可控制的有源元件或者无源元件，优选的是借助于一个开关二极管，连接。
附图说明
下面借助于附图详细地说明本发明以及其作用方式。在附图中
图1示出一个双聚焦和中心聚焦的反射器天线的原理图；
图2示出喇叭筒上的元件结构的原理图；
图3示出在一个电介质支架上的一个带有控制线路的辐射元件原理图；
图4示出带有辐射元件的激励喇叭筒的前视原理图(在辅助反射器的位置上观察)，带有偏振十字交叉的所属正视图；
图5示出如图4相同的视图然而在喇叭筒中点与偏振十字交叉相关联的下面；
图6示出与图4和图5相同的图示然而在辐射元件和支撑元件的十字交叉的图示下面；
图7示出所述反射器天线-结构的一部分的结构性剖面；
图8示出通过所述结构的一部分的结构图示，画成了分解图。
具体实施方式
图1示出一个反射器天线的原理结构。图中总体上示出一个双聚焦的，中心激励的反射器天线1。在此示意地示出各个部件。该天线有一个借助于一个喇叭筒4和一个辅助反射器2激励的反射器8。该喇叭筒4通过一个波导管3馈电。在所述波导管3的端部有跟随部件的一个固定装置22。
图2示出图1中的波导管3连同喇叭筒4的侧视示意图。图中示出所述辐射元件5；6；7；8在电介质支架12；13；14；15上侧面地安排在喇叭筒4上并且稍微地突出过喇叭筒4的边缘。此图示出的辐射元件5处于电介质支架11的端部并且突出过喇叭筒口。
在图3中简略示出辐射元件5在电介质支架11上的结构的原理。在此所述辐射元件5例如实施成偶极子并且可以借助于一个开关部件可控制地连接。在此图中示意示出控制线路25，所述控制线路在其一方与有源或者无源的控制元件26连接。在该实施例中这些控制线路25从电介质支架12向跟随部件通过在一个薄金属管20中的引导件连接，所述薄金属管有电和磁屏蔽特性。在此所述金属管20同时与电介质支架11牢固地连接然而是连接在背离辐射元件5的一侧。由此同时实现多个功能，即沿跟随部件的方向屏蔽所述控制线路25、机械固定所述控制线路25、机械地固定电介质支架12，此外还给出固定在喇叭筒4上的可能性。
图4示出相对于辐射元件5；6；7；8的结构的线性偏振的偏振十字交叉23的示例结构。在此水平和竖直偏振的轴线如何配属没有意义。前提是这些轴相应地是相互正交的。
图5中所述偏振十字交叉投射到喇叭筒4的中轴线中。为了更好地图示，辐射和支撑元件24没有在图5中示出而是分开地示于图6中。从图5和图6可以看出，这两个十字交叉在其相对于喇叭筒4的中轴线的夹角上转动45度地安排。在图6示出的层面上还有所有所需的支撑件18，如在图8中所示。
图7再现了天线1的一个示例结构的一部分。在反射器9上既固定支撑元件18，例如四件支撑元件，也固定激励辅助反射器10的波导管结构，所述波导管结构由一个波导管3、一个固定在波导管3上的金属圆柱体21组成并且激励喇叭筒4安放在其中。固定圈19再安放在波导管3和圆柱21上并且在其一侧接受所述薄金属管20，控制线路在所述薄金属管中布线。波导管3和与之连接的元件由一个金属管16保护，该金属管同样地固定在所述固定圈19中。该剖面图同时示出辅助反射器10如何与其支撑装置11、连同支撑元件18一起与多功能支架17形状吻合地连接。
图8借助于一个分解图示出在反射器天线1内部的根据本发明的结构。图中尤其示出，电介质支架12；13；14；15如何把安排在其上的辐射元件5；6；7；8与所述薄金属管20连接并且再把它们与固定圈19连接以及如何把所述固定圈固定在所述金属圆柱21和所述波导管3上。该结构由一个金属管16保护。在波导管3的端部上设有跟随部件的一个连接装置22。此外示出了保护元件18和多功能支架17和辅助反射器10。
标号表
1 反射器天线
2 带有固定装置的辅助反射器
3 波导管
4 喇叭筒
5 辐射元件
6 辐射元件
7 辐射元件
8 辐射元件
9 反射器
10 辅助反射器
11 辅助反射器的支架
12 电介质支架
13 电介质支架
14 电介质支架
15 电介质支架
16 金属管
17 多功能支架
18 支撑元件
19 固定圈
20 薄金属管
21 金属圆柱体
22 跟随部件的连接装置(HL法兰)
23 线性偏振的偏振十字交叉
24 辐射元件和支撑元件的结构十字交叉
25 控制线路
26 无源或者有源控制元件
27 电介质支架的固定装置
权利要求书(按照条约第19条的修改)
国际局于2008年9月1日收到修改的权利要求。
1.一种影响一种反射器天线，尤其是一种中心聚焦的反射器天线(1)的发射特性的结构，所述结构带有一个波导管(3)、一个喇叭筒(4)和一个辅助反射器组件(2)，其特征在于，该结构有至少两个固定地安排在所述喇叭筒(4)上的可控制的辐射元件(5；6；7；8)，其在接通的状态下影响反射器(9)与辅助反射器(10)之间的辐射径迹。
2.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述结构有四个中心地安排在喇叭筒(4)上的4个辐射元件(5；6；7；8)。
3.如权利要求1或2中任一项所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5；6；7；8)是适于产生与一个电磁交变场的交变关系的辐射元件，并且优选的是偶极子、单极体，或者是有源元件，例如隧道二极管。
4.如权利要求1至3中任一项所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5；6；7；8)安排在一个电介质支架(12；13；14；15)上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5；6；7；8)有一个谐振频率，所述谐振频率在所述反射器天线(1)的接收频率范围内。
6.如权利要求1至5中任一项所述的结构，其特征在于，可以顺序地、单个地或者成组地控制所述辐射元件(5；6；7；8)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5；6；7；8)的控制在一个与所述反射器天线(1)的使用频率范围不同的频率范围中进行。
8.如权利要求1至7中任一项所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5；6；7；8)有控制线路(25)，所述控制线路受电和磁屏蔽并且受到保护不受机械影响。
9.如权利要求1至8中任一项所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5；6；7；8)的轴线安在一个结构十字交叉(24)点上，优选的是在所述喇叭筒的中心对偏振十字交叉(23)的轴线约45度地安排。
10.如权利要求1至9中任一顶所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5)通过一个可控制的有源控制元件或者无源控制元件(26)，优选的是借助于一个开关二极管，连接。

Claims (11)

1.一种影响反射器天线，尤其是一种中心聚焦的反射器天线(1)的发射特性的结构，所述结构带有一个波导管(3)、一个喇叭筒(4)和一个辅助反射器组件(2)，其特征在于，该结构有至少两个固定地安排的可控制的辐射元件(5；6；7；8)，其在接通的状态下影响反射器(9)与辅助反射器(10)之间的辐射径迹。
2.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5；6；7；8)安排在所述喇叭筒(4)上或者安排在所述辅助反射器组件(10)上，优选的是安排在所述喇叭筒(10)上。
3.如权利要求1或2所述的结构，其特征在于，所述结构有四个中心地安排在喇叭筒(4)上的辐射元件(5；6；7；8)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5；6；7；8)是适于产生与一个电磁交变场的交变关系的辐射元件，并且优选的是偶极子、单极体，或者是有源元件，例如隧道二极管。
5.如权利要求1至4中任一项所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5；6；7；8)安排在一个电介质支架(12；13；14；15)上。
6.如权利要求1至5中任一项所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5；6；7；8)有一个谐振频率，所述谐振频率在所述反射器天线(1)的接收频率范围内。
7.如权利要求1至6中任一项所述的结构，其特征在于，可以顺序地、单个地或者成组地控制所述辐射元件(5；6；7；8)。
8.如权利要求1至7中任一项所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5；6；7；8)的控制在一个与所述反射器天线(1)的使用频率范围不同的频率范围中进行。
9.如权利要求1至8中任一项所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5；6；7；8)有控制线路(25)，所述控制线路受电和磁屏蔽并且受到保护不受机械影响。
10.如权利要求1至9中任一项所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5；6；7；8)的轴线安在一个结构十字交叉(24)点上，优选的是在的所述喇叭筒的中心对偏振十字交叉(23)的轴线约45度地安排。
11.如权利要求1至10中任一顶所述的结构，其特征在于，所述辐射元件(5)通过一个可控制的有源控制元件或者无源控制元件(26)，优选的是借助于一个开关二极管，连接。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CI01 Publication of corrected invention patent application

Correction item: Name; CO inventor

Correct: Frank E Weitzel|Nowack Mario

False: Woetzel Frank E.|Nowack Mario

Number: 04

Volume: 26

CI02 Correction of invention patent application

Correction item: Inventor

Correct: Frank E Weitzel

False: Woetzel Frank E.

Number: 02

Page: Shen Qinghao

Volume: 26

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20100127