CN1037882C - 天线系统 - Google Patents

天线系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1037882C
CN1037882C CN94191319A CN94191319A CN1037882C CN 1037882 C CN1037882 C CN 1037882C CN 94191319 A CN94191319 A CN 94191319A CN 94191319 A CN94191319 A CN 94191319A CN 1037882 C CN1037882 C CN 1037882C
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna system
antenna
circular
feed
slit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN94191319A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1118636A (zh
Inventor
藤本正弘
阿利·卢则
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thomson Licensing SAS
Original Assignee
Thomson Licensing SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson Licensing SAS filed Critical Thomson Licensing SAS
Publication of CN1118636A publication Critical patent/CN1118636A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1037882C publication Critical patent/CN1037882C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/247—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set with frequency mixer, e.g. for direct satellite reception or Doppler radar
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/18—Resonant slot antennas the slot being backed by, or formed in boundary wall of, a resonant cavity ; Open cavity antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/12—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
    • H01Q19/13—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave the primary radiating source being a single radiating element, e.g. a dipole, a slot, a waveguide termination
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本发明的目的是提供一种用于微波天线系统的馈源，它可以与电子部件一起被集成在一普通线路板上，根据本发明缝隙天线，最好是制成圆形缝隙(16)，被设于所示线路板(13)上。该缝隙可以在线路板背侧(13a)即板(13)的接地面(15)上蚀刻而成。本发明的这种天线系统可用于接收DBS信号。

Description

天线系统
本发明涉及一种具有聚焦构件和极化馈源的天线系统。
一般而言，接收频率高于几百兆赫，即对应于波长小于约50厘米的无线电频率信号要借助于一抛物面反射器及位于该反射器焦点的一馈源。
已经公知还可以采用其它类似抛物面反射器的聚焦机构，例如介质透镜。采用介质透镜的天线系统，例如龙伯(Luneburg)型或均匀型透镜的例子已见于国际专利公报WO92/13373，其中这种透镜配合一螺旋天线使用。
公知的几种馈源，例如馈电喇叭和螺旋天线，需要波导或同轴线用来将接收的信号传送到相应的电子部件，例如低噪声模块(LNB)。这种采用波导的方式体积大而且非常复杂。由于它采用了两种技术，即用于传输的波导和用于低噪声模块LNB的微带，因此相当昂贵。
还已公知，文献“用于反射器馈源的微带阵列(P.S.Hall etal.，第14届欧洲微波会议(Liege)会议文集，September 10-13，1984；Pages 631-636)采用一种通用微带“补片”(Patch)的小阵列作为用于仅一个极化和一相对较窄的频带宽度的天线馈源。
从例如“天线工程手册”(“ANTENNA ENGINEERING HANDBOOK”，second edition，R.C.Johnson et al.，McGraw-Hill Book Company，1989；Chapter 8)还可知道可采用缝隙天线。这种天线可以具有矩形，圆形或类似的形状。
本发明的目的是提供一种天线系统，该系统具有如介质透镜天线或抛物面反射器的聚焦构件，以及重量轻且紧凑的馈源，该馈源可以直接与后置电子部件例如低噪声模块(LNB)构成一体。
为实现上述目的，本发明提供一种天线系统，其具有聚焦构件10、20和馈源12，该馈源12包括一电路板13，该板13上设有一缝隙天线16，并且一部分低噪声模块的电子部件设在该电路板(13)上。
根据本发明，用来接收无线电信号，特别是微波信号的天线单元是缝隙天线，并与电子构件处于同一块线路板上，这些电子部件用来处理由天线单元接收的信号。
本发明与已有的微带阵列比较具有这样的优点：来自馈源电路的模式干扰小，而且由于尺寸小及元件减少而可以使馈源更好地集总。
最好是将所述天线单元设计成环形缝隙形状。这样设计的优点是获得较好的极化隔离和较宽的频带宽度范围。
在本发明的一个改进中，该缝隙天线在后置电子构件的线路板的背面上蚀刻而成。该背面在天线区域之外的部分可以作为接地导体。
本发明的其它特征、优点和细节将借助于附图的实施例解释。附图中：
图1示出了采用抛物面反射器的第一个实施例；
图2示出了采用龙伯(Luneburg)透镜的设计；
图3示出了用于图1和图2的馈源的细节；
图4-8示出了可用于图1和图2的实施例的馈源的不同实施例。图1示出了一个抛物面反射器10，它将一入射辐射11聚焦在一焦点10a，该焦点10a处设有一低噪声模块(LNB)12，该低噪声模块包括一壳体14和一线路板13。该LNB12包括一集成馈源，也可以称为初级辐射器，该馈源在后面将借助图3-8进一步详述。该LNB12输出信号，一般为一中频(IF)信号至由图中方框9表示的广播接收机，该接收机处理所述信号，从而可获得相应的音频、视频和/或数据信号，供给用户或其它控制部件。
在图2中，一半圆龙伯(Luneberg)透镜20用作聚焦，将入射辐射11聚焦在焦点20a。透镜20的折射率使焦点20a位于透镜表面外侧并接近表面的位置上。
线路板13详示于图3，包括图3a和3b，图3a是沿图3b的A-A线剖取的线路板13的侧视图，而图3b是线路板13的顶视图。在线路板下侧设有金属面15，可以例如连接至地。在该接地面15内设有一圆形缝隙16，可通过蚀刻制成，并作为用于聚焦在焦点10a的辐射的一环形缝隙天线。在线路板13的上侧13b设有微带线17及一短线17a，接收某一极化方向的信号例如水平极化。为接收与该信号正交的另一极化信号，设有另一微带线18及一相应的短线18a。微带线17、18将其信号传输到LNB12的后置电子部件的相应输入端。这些电子部件置于该板13的上侧，但由于这些电子部件是公知的而未在图中示出。
短线17a、18a的尺寸和形状经过最优化以获得宽的频带宽度和正交极化之间的较好隔离。
在图1和2的实施例中，线路板13设计成其宽边朝向反射器10或绕透镜20的中心，并且板下侧13a比板上侧13b更靠近反射器10或透镜20。
应该指出，也可以设置成板上侧13b比板下侧13a更靠近反射器10或透镜20，但这可能造成模式干扰并且使外壳14的构造更困难。
由该圆形缝隙16产生的辐射以及由聚焦的电磁波11激发的辐射是双向的，在该线路板13的宽边两侧有两个极大点。为获得单向辐射波束，在图4所示的实施例中设置了一背部封闭金属腔。该金属腔由一金属板30构成。该金属板30有一脚31，与环19保持电接触，另一脚32的底部有一绝缘层33以避免金属板30与微带线17间的电接触。所述金属脚31，32与金属板30在水平方向连接构成金属腔，其距线路板上侧13b的高度H约为
                    L/4，这里L为接收的辐射波波长。应指出图4的尺寸只是为更清楚地解释本实施例。实际上线路板13及微带线17、18、19等的厚度比高度H小得多。这就是说，圆形缝隙与点A之间的距离也接近于L/4。
由该圆形缝隙16辐射的波的极化原本为线性的。图5所示的实施例适合于接收圆极化。所以可以采用混合耦合器40。在某一输出端41可获得某一圆极化，例如右旋圆极化(RHCP)，而在另一输出端42可获得另一圆极化，例如左旋圆极化(LHCP)。
图6示出了接收圆极化信号的另一实施例。某一微扰段50和另一微扰段51分别设在与馈线(微带线)17的轴成+45°和+225°角处。这些微扰段50、51位于板下侧13a，并相当于圆形缝隙16的一个畸变。通过这些微扰段50、51，在线17上实现右旋圆极化RHCP。相对于馈线(微带线)18的轴，该微扰段50、51分别设在与之成-45°和-225°角处。从而在线18上实现LHCP的接收。
图7包括图7a和7b，图7b是该线路板13的顶视图，图7a是图7b沿A-A线剖取的剖视图，它们共同示出了一实施例，以可能达到所述聚焦构件10或20的特定辐射程度。几个圆形缝隙例如图7中示出的4个缝隙16a、16b、16c和16d组成一小阵列，以特定方式排列，配以适当的功率分配线路，从而获得更宽的频带宽度和更高的极化特性。在这种情况下，可采用共用的由金属板30′构成的金属腔而不用分立腔。这样就允许元件间隔更近，使用时具有更宽的聚焦天线参数，例如聚焦构件10、20的焦距F与直径D的比为
                    F/D。
F/D越小，馈源离该聚焦构件越近，所需的提供辐射的馈电波束宽度越宽。
其它参数也是同样道理。
获得特定辐射的另一种解决方案是以具有球形、圆柱形、平面形或其它形状的介质透镜盖住辐射单元，保持馈源有很小的截面。这种方法已见于文献“具有球形介质覆层的微带“补片”阵列”(C.M.Hall et al.，Published on Pages 89-93 of the book“Advan-ced Antenna Technology”，Vol.2，MICROWAVE EXHIBITIONS&PUBLISHERS，1987(ISBN 094682195X))。所以这里不再赘述。
所述的实施例可以做出各种变动，包括：
-缝隙16、16a……可以不用圆形而用其它各种合适的形状，例如图8所述的各种形状。
-壳体可采用各种适合于接收波11通过的材料，另外也可以在缝隙16区域设一孔。
-该线路板可设置在封闭波导的端部，波导端部和线路板端部的距离约为L/4。

Claims (10)

1、一种天线系统，其具有聚焦构件(10、20)和极化馈源(12)，其特征在于，该馈源(12)包括一电路板(13)，该板(13)上设有一缝隙天线(16)，并且一部分低噪声模块的电子部件设在该电路板13上。
2、根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，该缝隙(16)设在该电路板(13)的接地板(13a)上。
3、根据权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，设一带有两个波形短线(17a，18a)的混合耦合器(40)，用来接收双旋向的圆极化信号。
4、根据权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，设两微扰段(50、51)，用来接收圆极化的信号，并且，第一小微扰段(50)和第二小微扰段分别设在与馈电微带线(17)的轴和+244°成+45°角处。
5、根据权利要求3所述的天线系统，其特征在于，设两微扰段(50、51)，用来接收圆极化的信号，并且，第一小微扰段(50)和第二小微扰段分别设在与馈电微带线(17)的轴和+244°成+45°角处。
6、根据权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，设一腔(30)，置于该缝隙天线的另一侧，并且使辐射集中到一个方向。
7、根据权利要求5所述的天线系统，其特征在于，设一腔(30)，置于该缝隙天线的另一侧，并且使辐射集中到一个方向。
8、根据权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，该缝隙天线(16)设计成圆形缝隙或圆形缝隙阵列(16a、16b、16c、16d)。
9、根据权利要求5所述的天线系统，其特征在于，该缝隙天线(16)设计成圆形缝隙或圆形缝隙阵列(16a、16b、16c、16d)。
10、根据权利要求7所述的天线系统，其特征在于，该缝隙天线(16)设计成圆形缝隙或圆形缝隙阵列(16a、16b、16c、16d)。
CN94191319A 1993-02-28 1994-02-19 天线系统 Expired - Fee Related CN1037882C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP93400507 1993-02-28
EP93400507.5 1993-02-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1118636A CN1118636A (zh) 1996-03-13
CN1037882C true CN1037882C (zh) 1998-03-25

Family

ID=8214686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN94191319A Expired - Fee Related CN1037882C (zh) 1993-02-28 1994-02-19 天线系统

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP0686313B1 (zh)
JP (1) JP3461827B2 (zh)
KR (1) KR100303384B1 (zh)
CN (1) CN1037882C (zh)
CA (1) CA2156259C (zh)
DE (1) DE69408303T2 (zh)
ES (1) ES2113089T3 (zh)
WO (1) WO1994019842A1 (zh)
ZA (1) ZA941376B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2304465B (en) * 1993-03-17 1997-10-22 Seiko Epson Corp Slot antenna device
FR2725561B1 (fr) 1994-10-10 1996-11-08 Thomson Consumer Electronics Systeme a antennes sources multiples integrees au convertisseur de frequence a faible bruit
DE19633147A1 (de) * 1996-08-18 1998-02-19 Pates Tech Patentverwertung Multifocus-Reflektorantenne
GB9811850D0 (en) * 1998-06-02 1998-07-29 Cambridge Ind Ltd Antenna feeds
FR2829301A1 (fr) * 2001-08-29 2003-03-07 Thomson Licensing Sa Antenne planaire, compacte, a deux acces et terminal la comportant
FR2858468A1 (fr) 2003-07-30 2005-02-04 Thomson Licensing Sa Antenne planaire a diversite de rayonnement
FR2861222A1 (fr) * 2003-10-17 2005-04-22 Thomson Licensing Sa Antenne planaire bi-bande
CN109524795A (zh) * 2018-11-22 2019-03-26 南京华讯方舟通信设备有限公司 一种加载介质透镜的螺旋天线

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3665480A (en) * 1969-01-23 1972-05-23 Raytheon Co Annular slot antenna with stripline feed
US4208660A (en) * 1977-11-11 1980-06-17 Raytheon Company Radio frequency ring-shaped slot antenna
GB2242316A (en) * 1990-03-22 1991-09-25 Funai Electric Engineering Com Patch type microstrip antenna for receiving vertically and/or horizontally polarized waves

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3134122A1 (de) * 1981-08-28 1983-03-17 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Antennensystem mit dielektrikum
US4929959A (en) * 1988-03-08 1990-05-29 Communications Satellite Corporation Dual-polarized printed circuit antenna having its elements capacitively coupled to feedlines
JPH0548320A (ja) * 1991-08-20 1993-02-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 受信装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3665480A (en) * 1969-01-23 1972-05-23 Raytheon Co Annular slot antenna with stripline feed
US4208660A (en) * 1977-11-11 1980-06-17 Raytheon Company Radio frequency ring-shaped slot antenna
GB2242316A (en) * 1990-03-22 1991-09-25 Funai Electric Engineering Com Patch type microstrip antenna for receiving vertically and/or horizontally polarized waves

Also Published As

Publication number Publication date
DE69408303T2 (de) 1998-06-10
KR960701493A (ko) 1996-02-24
EP0686313B1 (en) 1998-01-28
WO1994019842A1 (en) 1994-09-01
CA2156259C (en) 2004-10-26
JP3461827B2 (ja) 2003-10-27
EP0686313A1 (en) 1995-12-13
KR100303384B1 (ko) 2001-11-22
CA2156259A1 (en) 1994-09-01
CN1118636A (zh) 1996-03-13
DE69408303D1 (de) 1998-03-05
ZA941376B (en) 1994-09-27
JPH08509848A (ja) 1996-10-15
ES2113089T3 (es) 1998-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190229427A1 (en) Integrated waveguide cavity antenna and reflector dish
US6208308B1 (en) Polyrod antenna with flared notch feed
US7656358B2 (en) Antenna operable at two frequency bands simultaneously
US7656359B2 (en) Apparatus and method for antenna RF feed
US7847749B2 (en) Integrated waveguide cavity antenna and reflector RF feed
US5892487A (en) Antenna system
EP1478051B1 (en) Combined antennas combining a circularly polarized patch antenna and a vertically polarized metal plate antenna
US10971824B2 (en) Antenna element
US6342856B1 (en) Method of feeding flat antenna, and flat antenna
EP0802579B1 (en) Multi sector antenna
WO2002084800A2 (en) Crossed slot cavity antenna
US4870426A (en) Dual band antenna element
WO2005094352A2 (en) Multi-beam antenna
JPH08293725A (ja) 全方向性ループアンテナ及びそれを用いる受信装置
EP1033782B1 (en) Monopole antenna
KR100272790B1 (ko) 초고주파 안테나 시스템
CN1037882C (zh) 天线系统
Karami et al. Broadband and efficient patch array antenna fed by substrate integrated waveguide feed network for Ku‐band satellite applications
WO1996035241A1 (en) Antenna unit
KR100667159B1 (ko) 송/수신 겸용 원형편파 헬리컬 방사소자 및 그 배열 안테나
US20090109107A1 (en) Apparatus and Method for Providing Single Plane Beam Shaping
US20230395998A1 (en) A dual-polarized radiator arrangement for a mobile communication antenna and a mobile communication antenna comprising at least one dual-polarized radiator arrangement
CN115483524A (zh) 一种天线装置以及通讯设备
CN116505269A (zh) 用于毫米波的介质谐振器天线及终端设备
GB2411524A (en) Dual slot cavity antenna with slots of differing resonant frequencies

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 19980325

Termination date: 20130219