CN104685711B

CN104685711B - 天线罩附接带夹

Info

Publication number: CN104685711B
Application number: CN201380044510.2A
Authority: CN
Inventors: C·希尔斯; A·赖特; I·雷尼尔森
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-05-08
Also published as: BR112015003156A2; BR112015003156B1; EP2891211B1; EP2891211A4; BR112015003156A8; EP2891211A1; WO2014035493A1; CN104685711A

Abstract

一种用于将天线罩耦合至反射器盘的远端以改善反射器天线的前后比的带夹，被设置有向内突出的近端唇状物和向内突出的远端唇状物。远端唇状物的尺寸被设定为具有等于或小于反射器盘的反射器孔径的内直径。近端唇状物可以设置有其尺寸被设定为在干涉配合下接合反射器盘的向内偏置和/或其尺寸被设定为在干涉配合下接合反射器盘的信号区的外表面的折回区。可以应用从带夹延伸的突出部的各种不同的配置以进一步改善电气性能。

Description

天线罩附接带夹

相关申请的交叉引用

本申请是由Chris Hills、Matthew Lewry、Tracy Donaldson和Bruce Hughes2009年12月11日提交的，共同拥有共同待决的美国实用新型专利申请序号12/636,068标题为“反射器天线天线罩附接带夹”的部分继续申请，通过引用将其全部内容并入于此。

技术领域

本发明涉及微波反射器天线。更具体地，本发明涉及具有增强信号模式和机械互连特性的天线罩和反射器盘(reflector dish)互连带夹的反射器天线。

背景技术

通常通过耦合到反射器盘的远端的天线罩封闭反射器天线的开口端。天线罩提供环境保护以及改善天线的风荷载特性。

反射器盘、天线罩和/或互连硬件的边缘和/或通道路径可以衍射或者能够溢出存在于这些区域中的信号能量，引入不期望的后瓣到反射器天线信号模式中，定量为天线的前后比(F/B)。通过国际标准来规定F/B，以及例如通过在美国根据47CFR Ch.1Part101.115由FCC，在欧洲根据EN302217-4-1和EN302217-4-12由ETSI，以及在澳大利亚由ACMARALI FX 3Appendix 11来规范F/B。

现有天线信号模式后瓣抑制技术包括增加后瓣抑制环至天线罩，例如通过天线罩外周的金属化，如在2006年11月21日授予Syed等人的，共同拥有的美国实用新型专利No.7,138,958，标题为“具有后瓣抑制器环的反射器天线天线罩以及制造的方法”中所公开的，通过引用将其全部内容并入于此。然而，需要的金属化操作可以增加制造复杂度和/或成本，包括被配置为在反射器盘上牢固地保持覆盖物(shroud)，而不出现不期望的反射边缘、信号漏泄路径和/或延伸天线罩的总尺寸的精致的耦合设置。进一步，应用于天线罩的外周的薄金属化环层可能是脆弱的，需要增加护理以防止在递送和/或安装期间的损坏。

还已经出现采用堞状的(castellated)边缘几何结构的反射器以产生边缘衍射组件的相长干涉以改善F/B，例如如在Holtum等人的共同拥有的加拿大专利No.CA887303“反射器型天线中的后瓣减少”中所公开的。这样的设置增加了天线的总直径，其可以使天线罩附接、包装和安装复杂化。至反射器天线的覆盖物的附加通常根据覆盖物长度改善信号模式，但是由于覆盖物的增加的长度还增加了反射器天线的风荷载，需要相应的增加天线和天线支柱结构强度，因此还类似地引入显著的成本。进一步，覆盖物和天线罩之间的互连可以引入显著的F/B劣化。

例如如图1所示，应用常规带夹1以在反射器盘7或者覆盖物上保持天线罩3可以引入衍射边缘和/或信号漏泄路径。可以应用金属带、射频衬垫等以减小起因于带夹使用的F/B劣化。然而，这些材料和步骤增加了制造成本和/或安装复杂度，以及可能具有有限的长期使用可靠性。

反射器天线市场中的竞争已经把注意力集中在改善电气性能以及最小化总体的制造、存货、分配、安装和维护成本上。因此，本发明的目标是提供克服在现有技术中的不足的反射器天线。

附图说明

并入本说明书以及构成本说明书的一部分的附图和以上给定的本发明的一般描述以及下面给出的实施例的详细描述一起示出本发明的实施例，用来说明本发明的原理，其中附图中相似的参考数字指的是相同的特征或者元件，以及可以不对于在其中出现的每个附图进行详细描述。

图1是常规现有技术带夹天线罩和反射器盘互连的示意性放大剖开侧视图，说明了RF信号漏电路径。

图2是具有天线罩至反射器盘带夹互连的反射器天线的示意性等轴剖视图。

图3是天线罩至反射器盘带夹互连的示意性部分剖开侧视图。

图4是第一示例性天线罩至反射器盘带夹互连的的放大剖开侧视图。

图5是示出一系列示例性带夹远端唇状物内直径与反射器盘孔径比率以及在一系列操作频率上它们对相应的反射器天线F/B的影响的图。

图6是示出一系列带夹宽度以及它们对相应的反射器天线F/B的影响的图。

图7是比较常规带夹以及目前公开的“新的”带夹配置之间的与RF信号泄漏有关的测量的共极化F/B性能的图。

图8是比较常规带夹以及目前公开的“新的”带夹配置之间的与RF信号泄漏有关的测量的交叉极化F/B性能的图。

图9是具有1.1波长宽度的带夹的0.6m反射器天线的测量的共极化辐射模式的图。

图10是具有1.1波长宽度的带夹的0.6m反射器天线的测量的交叉极化辐射模式的图。

图11是第二示例性天线罩至反射器盘带夹互连的放大剖开侧视图。

图12是包括宽度环的第三示例性天线罩至反射器盘带夹互连的放大剖开侧视图。

图13是比较具有0.5和1.2波长的宽度的带夹的预测的F/B增强的图。

图14是对于具有0.5波长宽度的带夹的反射器天线的测量的共极化辐射模式的图。

图15是对于具有0.5波长宽度的带夹的反射器天线的测量的交叉极化辐射模式的图。

图16是对于具有1.2波长宽度的带夹的反射器天线的测量的共极化辐射模式的图。

图17是对于具有1.2波长宽度的带夹的反射器天线的测量的交叉极化辐射模式的图。

图18是包括具有径向向外弯曲的宽度环的第三示例性天线罩至反射器盘带夹互连的放大剖开侧视图。

图19是比较具有0和60度之间的径向向外弯曲的宽度环配置的带夹的预测的F/B增强的图。

图20是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括具有与反射器盘的纵轴平行对齐的突出部的宽度环。

图21是图20的带夹的部分的等轴视图。

图22是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括具有相对于反射器盘的纵轴成60度角的突出部的宽度环。

图23是图22的互连的等轴视图。

图24是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括具有相对于反射器盘的纵轴成60度角的突出部的宽度环，说明了远端边缘锯齿状物(serration)。

图25是图24的互连的等轴视图。

图26是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括具有相对于反射器盘的纵轴成60度角的突出部的宽度环，说明了远端边缘锯齿状物以及经由近端唇状物向内偏置抵靠反射器盘的干涉配合(interference fit)

图27是图26的互连的等轴视图。

图28是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括具有相对于反射器盘的纵轴成60度角的突出部的宽度环，说明了远端边缘堞状物(castellation)。

图29是图28的互连的等轴视图。

图30是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括具有相对于反射器盘的纵轴成60度角的突出部的宽度环，说明了替代的远端边缘堞状物。

图31是图30的互连的等轴视图。

图32是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括具有形成开口朝向反射器盘的远端的扼槽(choke groove)的突出部的宽度环。

图33是图32的互连的等轴视图。

图34是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括具有形成开口朝向反射器盘的远端的扼槽的突出部的宽度环以及接触反射器盘的近端唇状物的环形突出。

图35是图34的互连的等轴视图。

图36是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括具有形成开口朝向反射器盘的远端的两个同心的扼槽的突出部的宽度环。

图37是图36的互连的等轴视图。

图38是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括具有形成开口朝向反射器盘的远端的两个同心的扼槽的突出部的宽度环以及通过近端唇状物向内偏置对于反射器盘的干涉配合。

图39是图38的互连的等轴视图。

图40是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括远端唇状物和近端唇状物之间的弧形段过渡。

图41是图40的互连的等轴视图。

图42是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括远端唇状物和近端唇状物之间的弧形段过渡以及通过近端唇状物向内偏置对于反射器盘的干涉配合。

图43是图42的互连的等轴视图。

图44是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括在远端唇状物和近端唇状物之间的过渡中的扼槽，所述扼槽开口朝向外直径。

图45是图44的互连的等轴视图。

图46是另一个示例性反射器盘带夹互连的放大剖视图，包括在远端唇状物和近端唇状物之间的过渡中的扼槽，所述扼槽开口朝向外直径，以及通过近端唇状物向内偏置对于反射器盘的干涉配合。

图47是图46的互连的等轴视图。

具体实施方式

如图2和3所示，带夹1通常操作用于在反射器盘7的开口远端5上保持天线罩3，产生保护反射器天线13的反射器盘7、辅助反射器9和/或馈线11免受环境污染的环境密封。在图4中最好示出的第一示例性实施例中，带夹1设置有面向内的远端唇状物和近端唇状物15、17。近端唇状物17的折回区19的尺寸被设定为接合(engage)反射器盘7的信号区23的外表面21。例如，可以将折回区19应用为近端唇状物17的向内端25之前的向外弯曲。

随着在互连天线罩3和反射器盘7期间带夹1被绷紧，带夹1的直径逐渐地减小，驱动折回区19抵靠反射器盘7的信号区23的凸状外表面21形成均匀周向干涉配合。随着带夹1进一步被绷紧，折回区19向内沿着反射器盘7的信号区23的外表面21朝着反射器盘近端27逐渐地滑动。因此，带夹1的远端唇状物15也朝着反射器盘近端27移动，牢固地抵靠反射器盘7的远端5夹住天线罩3。因为在折回区19和反射器盘7的外表面21之间的干涉配合是周向均匀的，所以减少了这些表面之间的任何RF泄漏。

虽然可以将延长的凸缘应用于反射器盘7和/或天线罩3，但是这些延长的凸缘可能不可接受地增加反射器天线1的总尺寸，可能负面地影响风荷载、材料要求、存货和运输包装要求。因此，可以应用尺寸被设定为提供牢固的机械互连的减小的尺寸的凸缘。天线罩3可以设置有与反射器盘7相比更大的直径，与反射器盘7的远端5的外直径配合的天线罩外周的环形唇状物29，天线罩3与反射器盘7共轴地键合，并且提供用于将带夹1与反射器盘7的信号区23间隔的表面区。

凸缘的尺寸可以被设定并且带夹1的尺寸被类似地设定，使得带夹1的远端唇状物15与反射器孔径H平齐或者稍微地向内延伸，以形成带夹内直径D，所述反射器孔径H被定义为反射器盘表面的最大直径，通过辅助反射器9在反射器盘表面上分配信号能量。为在带夹远端唇状物15处最小化衍射和/或散射信号成分，可以关于反射器孔径H设定带夹内直径D的尺寸，引起如图5所示出的显著的F/B增强。对于最小总直径的反射器天线13中的减小的F/B，可以应用0.97-1.0的D/H比率。

再次参考图4，带夹1的影响F/B的另一个尺寸是带夹1宽度“A”，其决定作为衍射/散射表面的带夹外角(一个或多个)31之间的距离。如图6所示，当宽度“A”在可以操作为产生沿着带夹外周行进的表面流的相互干涉和/或散射干涉的操作频率的0.8和1.5波长之间时标准化的F/B被改善。在图7和8中示出具有常规现有技术带夹1和“新的”目前公开的带夹配置的0.6米反射器天线配置中对于共极化和交叉极化响应两者的测量的F/B性能的显著的改善。图9和10示出具有图4中示出的带夹配置(其中宽度“A”等于1.1波长)在大于71dB处调节的包络内的26GHz带中的共极化和交叉极化辐射模式的测量的后瓣电平。

本领域技术人员将理解对于一些操作频率没有在天线罩和/或反射器盘外周中并入进一步结构而获得宽度“A”的最佳范围可能是困难的。在第二实施例中，例如如图11所示，可以通过在带夹中从宽度“A”的期望的程度往回朝着反射器盘7施加折叠33来增加宽度“A”。描绘的实施例关于延伸宽度“A”出于示范目的被简化，但是可以类似地施加有进一步向内延伸的近端唇状物17和折叠33以及包括接触反射器盘7的信号区23的外表面21的折回区19。

在第三实施例中，例如如图12所示，可以通过将金属的和/或金属涂敷的材料的附加宽度环35附接到带夹1外直径而成本有效地实现宽度“A”的扩展。宽度环35可以应用有任何期望的宽度，通过诸如螺钉、铆钉等紧固件或者点焊来成本有效地牢固地附接。

图13示出0.5和1.2波长的宽度环35宽度“A”之间的F/B改善的18GHz带RF模型软件预测。图14和15示出了具有宽度“A”＝0.5波长的宽度环35的图12带夹1的测量的共极化和交叉极化F/B性能。注意在全部范围上该性能满足调节的包络，但是没有裕度。然而，如图16和17所示，具有宽度“A”＝1.2波长的宽度环35的图12带夹1的测量的共极化和交叉极化F/B性能被显著地改善并且贯穿全部范围较好地位于调节的包络内。

在第四实施例中，如图18所示的，可以以有角度的配置来提供宽度环35。如图19所示，F/B改善的RF模型软件预测表明随着应用的角度从衍射梯度的零度(平的宽度环截面)增加到60度而逐渐增加的改善。

在进一步实施例中，可以将与宽度环35类似电气效应的结构形成为与带夹截面一体化作为期望尺寸的突出部37。可以通过例如挤压、注射模制、渐进冲压和/或拉伸成形高精度地成本有效地形成这些复杂的结构。如例如图20-39所示，突出部37产生具有总体上均匀截面的带夹1，在其中近端唇状物17、远端唇状物15和突出部37形成统一连续部。本领域技术人员将理解所述统一连续部通过消除当诸如宽度带35的单独的元件施加于带夹1时可能发生的长期互连可靠性忧虑和附加的附接步骤而简化了制造。

如例如图20和21所示，突出部37可以被设置为平行于反射器盘7的纵轴从带夹1的外直径延伸，有效地延伸带夹1的宽度“A”而不需要如在上面关于图12描述的单独的宽度带35。突出部37的尺寸可以被设定为例如使得结果带宽“A”是反射器盘7的期望操作频率的四分之一波长的倍数。

如例如图22和23所示，可以关于图18和19如在上文所描述的使突出部37成角度。如在图19中建模的，应用于突出部37的角度可以是例如关于反射器盘7的纵轴成60度。

如例如图24-31所示，突出部的远端边缘39可以设置有锯齿状物41(图24-27)或者堞状物43(图28-31)以进一步抑制特定操作频率处的后瓣生成。处理远端边缘39以形成锯齿状物(一个或多个)41和/或堞状物43可以被应用为在具有突出部37的均匀截面带上的附加的制造步骤，例如如图22和23所示，通过冲压、切割等除去远端边缘39的期望的部分。

例如如图32-35所示，突出部37的尺寸还可以被设定为从带夹1的外直径延伸以形成开口朝向反射器盘7的远端5的至少一个扼槽45。在带夹1的增加的总直径的折衷下，可以增加扼槽45的数量。例如如图36-39所示，带夹1可以设置有两个同心的扼槽45。

例如如图26、27、34、35、38、39、42、43、46和47所示，可以替代地通过提供具有向内偏置的近端唇状物17来得到反射器盘7的外表面21和带夹1之间的干涉配合。因此，在便于装配的折衷下可以减小对于带夹1的材料要求。例如如图34和35所示，为了便于初始插入，近端唇状物17的远端侧壁47可以设置有接触反射器盘7的环形突出49。由此在将带夹1插入到足够远足以使环形突起49在干涉配合下接合反射器盘7时的接合干涉配合之前，向内端25操作为用于反射器盘7和天线罩3上的带夹1的装配引导。

如例如图40-43所示，带夹1的尺寸可以被设定为具有形成为连续的弧形段51的远端唇状物15和近端唇状物17之间的过渡。由此，应用于所述过渡以抵靠反射器盘7产生远端唇状物15和近端唇状物17之间的偏置的材料应力可以跨材料的大部分被分配，而不是在其它实施例中师范的集中于外角31中。

如例如图44-47所示，带夹1的外直径(远端唇状物15和近端唇状物17之间的过渡)可以设置有开口朝向带夹1的外直径的扼槽45。因此，可以得到对于反射器盘7的远端唇状物15和近端唇状物17之间的改善的弹簧偏置和电气性能改善两者。

本领域技术人员将理解除改善反射器天线13的电气性能外，公开的带夹1可以实现显著的制造、递送、安装和/或维护效率。因为带夹1能够简化天线罩和反射器盘的外周几何结构，所以结果反射器天线13可以具有改善的材料和制造成本。因为带夹1简单并且牢固地附接，所以与具有复杂外周几何结构，精致的后瓣抑制环涂层、电镀层和/或RF吸收材料的现有技术反射器天线配置相比安装和维护可以被简化。因为带夹1可以是紧凑的以及被接近于反射器天线孔径H应用，所以可以减小反射器天线13的总直径，其可以减小反射器天线的风荷载特性和要求的包装尺寸。其中利用挤压、注射模制、累进冲压和/或拉伸成形制造带夹1，可以以具有特定几何结构的突出部37的形式来设置提供附加的电气性能的复杂带夹1截面，而不需要具有附加的附接和/或可靠性忧虑的单独的元件。

部件表

1	带夹
		3	天线罩
5	远端
		7	反射器盘
9	副反射器
		11	馈线
13	反射器天线
		15	远端唇状物
17	近端唇状物
		19	折回区
21	外表面
		23	信号区
25	向内端
		27	近端
29	环形唇状物
		31	外角
33	折叠
		35	宽度环
37	突出部
		39	远端边缘
41	锯齿状物

43	堞状物
		45	扼槽
47	远端侧壁
		49	环形突出
51	弧形段

其中在上述描述中已经引用具有已知等价物的材料、比率、整体或元件，随后这样的等价物被并入于此，就如同独立地陈述一样。

虽然已经由本发明的实施例的描述示出本发明，以及虽然已经非常详细地描述实施例，但是约束或者以任何方式限制所附权利要求的范围至这样的细节不是申请人的意图。附加的优点以及修改对于本领域技术人员将容易地出现。因此，本发明在其更广泛的方面中不限于具体细节、代表性的设备、方法以及所示出的以及描述的说明的例子。因此，在没有违背申请人的常规发明构思的精神或者范围的情况下可以违背这样的细节。进一步，应理解在没有背离如由以下权利要求所限定的本发明的范围或者精神的情况下，可以进行改善和/或修改。

Claims

1.一种用于将天线罩耦合至反射器盘的远端的带夹，包括：

具有向内突出的近端唇状物的带；

向内突出的远端唇状物；以及

从所述带夹的外直径延伸的突出部；

其中所述远端唇状物的尺寸被设定为具有小于或等于所述反射器盘的反射器孔径的直径的内直径；

其中所述近端唇状物的尺寸被设定为在干涉配合下接合所述反射器盘的外表面；以及

其中所述近端唇状物、所述远端唇状物和所述突出部被设置为统一连续部。

2.根据权利要求1所述的带夹，其中所述近端唇状物设置有折回区，所述折回区的尺寸被设定为接合所述反射器盘的信号区的外表面。

3.根据权利要求1所述的带夹，其中所述突出部的远端边缘是锯齿状的。

4.根据权利要求1所述的带夹，其中所述突出部的远端边缘是堞状的。

5.根据权利要求1所述的带夹，其中所述突出部朝着所述反射器盘的近端延伸。

6.根据权利要求1所述的带夹，其中所述突出部的长度的尺寸被设定为所述反射器盘的期望的操作频率的四分之一波长的倍数。

7.根据权利要求1所述的带夹，其中所述突出部以与所述反射器盘的纵轴成约60度的角度向外延伸。

8.根据权利要求1所述的带夹，其中所述突出部从所述带夹的外直径延伸；所述突出部形成开口朝向所述反射器盘的远端的至少一个扼槽。

9.根据权利要求8所述的带夹，其中所述扼槽的宽度的尺寸被设定为所述反射器盘的期望的操作频率的四分之一波长的倍数。

10.根据权利要求8所述的带夹，其中所述至少一个扼槽是两个同心的扼槽。

11.根据权利要求1所述的带夹，其中所述近端唇状物沿着设置在所述近端唇状物的远端侧壁中的环形突出接触所述反射器盘。

12.根据权利要求1所述的带夹，其中所述近端唇状物的向内边缘被向内偏置以形成所述干涉配合。

13.根据权利要求1所述的带夹，其中所述远端唇状物沿着连续的弧形段过渡至所述近端唇状物。

14.根据权利要求1所述的带夹，其中在所述带的外直径中设置开口朝向所述带的外直径的扼槽。

15.一种用于制造将天线罩耦合至反射器盘的远端的带夹的方法，包括以下步骤：

形成具有向内突出的近端唇状物、向内突出的远端唇状物和从所述带夹的外直径延伸的突出部的带；

16.根据权利要求15所述的方法，其中通过挤压来形成所述带。

17.根据权利要求15所述的方法，其中通过注射模制和金属化来形成所述带。

18.根据权利要求15所述的方法，其中通过累进冲压来形成所述带。

19.根据权利要求15所述的方法，其中通过拉伸成形来形成所述带。