CN1094665C - 螺旋型初级发射器和配备它的变换器 - Google Patents

Abstract

本发明的螺旋型初级发射器包括以下组成：由开口面附近的内径尺寸比底面附近的内径尺寸大的台阶形状的筒状导体所构成的波导管；设于所述波导管底面轴心的螺旋形元件。通过将波导管做成台阶形状的筒，可获得交叉偏振波特性和阻抗特性优异的小型螺旋型初级发射器。

Description

螺旋型初级发射器和配备它的变换器

技术领域

本发明涉及在微波频带内将圆偏振波模式变换为同轴模式的螺旋型初级发射器，和配备它的变换器。

背景技术

用于微波频带内的现有的螺旋型初级发射器有例如日本专利公开公报(平4-200104号)记载的初级发射器。图13剖面图所示的这种初级发射器中，波导管50具有杯子形状，内径从开口面51至底面52按圆锥形状变小。而且，波导管50的底面52配置有螺旋形元件60，开口面51处配置有封闭开口面51的电介质材料的罩盖70。

对于这种的变形例，还有图14所示的初级发射器。这时，波导管50的内凹部分53做成具有规定长度和口径的圆筒形状。按照此构造，使得螺旋形元件60的周围导体条件固定，从而得到所需的定向性。

除此之外，还已知如图15和16所示，具有从开口面51向外(空间一侧)突出的凸状罩盖71、72的初级发射器。

对于采用这种螺旋型初级发射器的变换器，已知有如图17所示，在架台82上装配初级发射器的变换器。架台82上还装配有其表面形成构成变换电路的微带线路80的印刷板81，微带线路80通过焊接与螺旋形元件60的直线部分61连接。

已知螺旋形元件本身在宽频带区内具有优异的交叉偏振波特性。但如图13和14所示，将螺旋形元件60安装在导体构成的波导管50内时，该特性受损，得不到所要的交叉偏振波性能。而且，在图13所示的螺旋型初级发射器的场合，开口口径变化的同时，罩盖70与螺旋形元件60的间隔也慢慢变化。因而，对于能得到所要定向性的开口口径位置，却无法得到良好的与空间的阻抗匹配和交叉偏振波特性，不得已而去改变螺旋形元件60的形状。而且，即便是使波导管50的开口口径一定，使圆锥角度有所变化时，也因螺旋形元件60与波导管50内部形状的匹配条件受损，而无法获得所要的特性。而且，在图14所示的螺旋型初级发射器的场合，要将螺旋形元件60与波导管50内部形状的匹配条件保持一定、并且获得所要的定向性，就需要使波导管50中圆筒形状的内凹部分53的长度足够长。因此，有初级发射器的总长较大的缺点。

而图15和16所示的螺旋型初级发射器，通过采用凸状的罩盖71、72，来改善空间与螺旋形元件60之间的阻抗匹配和交叉偏振波特性。但要让罩盖71、72比开口面更加突出外侧，而且不受螺旋形元件60的影响，因而必须将罩盖71、72离开螺旋形元件60规定距离。因而，初级发射器的总长尺寸较大。

在图17所示的变换器的场合，由于从印刷板81的背面向螺旋形元件60供电，因而螺旋形元件60的直线部61与微带线路80正交连接。也就是说，初级发射器与变换电路是呈L字型联结的。因而，变换器总体尺寸较大。

发明内容：

本发明目的在于，提供一种具有所需定向性、谋求与空间的阻抗匹配和交叉偏振波特性等性能最优的小型螺旋型初级发射器，和采用这种螺旋型初级发射器的小型变换器。

本发明螺旋型初级发射器的一种样式包括以下组成：开口面附近的内径尺寸比底面附近的内径尺寸大的台阶状筒形导体所构成的波导管；和设于该波导管底面轴心的线圈弹簧状的螺旋形元件。

本发明螺旋型初级发射器的另一种样式，靠向波导管底面一侧内凹形状的电介质罩盖，封闭波导管的开口面。

本发明螺旋型初级发射器的又一种样式，在波导管开口面附近设置环状槽。

本发明变换器则包括以下组成：上述螺旋型初级发射器；与螺旋形元件的直线部分电连接的印刷板上的微带线路。

本发明第一方面的螺旋型初级发射器，包括：由开口面附近的内径尺寸比底面附近的内径尺寸大的台阶形状的筒状导体所构成的波导管；设于所述波导管底面轴心的螺旋形元件；以及封闭所述开口面的罩盖，其特征在于，所述罩盖由电介质材料制成，并且具有凹进所述波导管底面一侧的形状。

本发明第二方面的变换器，包括：一螺旋型初级发射器，包括由开口面附近的内径尺寸比底面附近的内径尺寸大的台阶形状的筒状导体所构成的波导管，设于所述波导管底面轴心的螺旋形元件，以及封闭所述开口面的罩盖；以及与所述螺旋形元件的直线部分电连接的微带线路，其特征在于，所述罩盖由电介质材料制成，并且具有凹进所述波导管底面一侧的形状。

附图说明

图1是用于本发明实施例说明的卫星广播接收装置的斜视图。

图2是本发明第一实施例螺旋型初级发射器的平面图。

图3是按图2所示剖面线S1-S1剖出的螺旋型初级发射器的剖面图。

图4是本发明第二实施例螺旋型初级发射器的平面图。

图5是按图4所示剖面线S2-S2剖出的螺旋型初级发射器的剖面图。

图6是本发明实施例所用的一例罩盖的平面图。

图7是按图6所示剖面线S3-S3剖出的罩盖的剖面图。

图8是本发明第三实施例螺旋型初级发射器的剖面图。

图9是本发明第三实施例另一螺旋型初级发射器的剖面图。

图10是示意本发明第四实施例螺旋型发射器与变换器电路连接状态的剖面图。

图11是示意本发明第四实施例安装变换器电路前状态的剖面图。

图12是示意本发明第四实施例安装变换器电路后状态的剖面图。

图13、14、15、16分别是现有螺旋型初级发射器的剖面图。

图17是采用现有螺旋型初级发射器的变换器的剖面图。

具体实施方式

图1是用于本发明实施例说明的卫星广播接收装置的外观斜视图。卫星广播接收装置由装配在支柱2上的抛物面天线1和通过支持臂3安装的变换器4构成。变换器4使本发明螺旋型初级发射器和变换器电路一体化构成。

(实施例1)

图2和图3所示的螺旋型初级发射器中采用内侧呈台阶状内凹的波导管6，即，内径大的第一圆筒部7设于开口面9一侧、内径小的第二圆筒部8设于底面10一侧的波导管6。线圈弹簧状的螺旋形元件11通过具有规定尺寸直径和厚度的电介质垫圈5配置在第二圆筒部8内部底面10上的中心位置。而且，螺旋形元件11由曲折部12延伸的直线部分13插入到设于底面10中心的电介质支持体14(同轴电路部分)中，受到支持。开口面9由电介质罩盖20封闭。

在该第一实施例的场合，可以通过使第一圆筒部7的口径比第二圆筒部8的口径大，来减轻第一圆筒部7给螺旋形元件11带来的影响。因此，可以使第二圆筒部8与螺旋形元件11得到的交叉偏振波特性维持良好。此外，可以在空间与螺旋形初级发射器之间获得良好的阻抗匹配。

另外，变换器中组装有这种螺旋型初级发射器时，螺旋形元件11的直线部分13与微带线路(未图示)焊接。而且，螺旋形元件11的圆偏振波模式经同轴模式变换为微带线路模式。

(实施例2)

图4和5所示的螺旋型初级发射器是将图2和3所示的电介质罩盖20代之以电介质罩盖21的例子。罩盖21的中央部分在波导管6底面10一侧具有内凹的弯曲面21a。这样，可以采用凹进底面10一侧的罩盖21使得阻抗特性进一步提高，但没有给交叉偏振波特性和定向性带来影响。此外，罩盖21不是朝上方突出，因而，螺旋型初级发射器的高度较低，可小型化。

另外，还可以采用图6和7所示的罩盖22来替代罩盖21。罩盖22具有凹进波导管6的底面10一侧的第一弯曲面22a和第二弯曲面22b所构成的多阶段弯曲面。而且，第一弯曲面22a与第二弯曲面22b两者的曲率半径是不同的。可以采用这种罩盖22微调阻抗特性。

(实施例3)

图8所示的螺旋初级发射器是图4和5所示的第二实施例的变形例。本实施例中，第一圆筒部7的外周设置作为皱波回路的U字型环状槽30。按照此构成，可以进行考虑到与抛物面天线的匹配性的定向性调整。另外，这种初级发射器可以采用与开口面9相对应部分具有内凹的弯曲面23a的罩盖23。

此外，还可以采用图9所示的V字型环状槽31、即槽宽在深度方向上呈锥状减小的环状槽31，来替代U字型环状槽。这时，即便不使封闭开口面9的罩盖形状改变，也能独立于阻抗特性和交叉偏振波特性对定向性进行微调。因而，既可以保持良好的交叉偏振波特性和阻抗特性，又可以获得适应抛物面天线反射镜的所要的定向性。

另外，环状槽的截面形状不限于U字型和V字型，也可以是其它剖面形状。

(实施例4)

图10示出组装有图9所示的螺旋型初级发射器的变换器。螺旋形元件11通过具有规定厚度的圆盘状电介质垫圈5配置在初级发射器的底面10上，以便同构成变换器的高频电路的匹配良好。而且，由螺旋形元件11的直线部分13和电介质支持体14形成同轴电路。螺旋形元件11的直线部分13与微带线路40两者排成一直线，靠焊接等电连接。

图11和12示出了为构成变换器电路，在架台42上安装设于印刷板41上的微带线路40的程序。另外，架台42与波导管6是形成为一体的。

首先，如图11所示，一面从图面的左侧方向用规定夹具按压螺旋形元件11的曲折部12，一面将直线部分13插入电介质支持体14固定。接下来，将表面形成微带线路40的印刷板41，由图面的上方插入架台42中。此后，如图12所示，将印刷板41滑向左方即螺旋形元件11一侧，焊接直线部分13与微带线路40，进行电连接。另外，架台42的长度比印刷板41的长度和直线部分13的连接部分长度的合计长度要大规定尺寸。因而，可以通过滑动印刷板41，使螺旋形元件11和微带线路40排成一直线将两者连接。

这样，通过将螺旋形元件11与构成变换器电路的微带线路40排列在一直线上，即，将螺旋形元件11与印刷板41排列在一直线上，可获得笔直构造的变换器。因此，不仅可以使变换器小型化和减轻份量，而且还有与现有天线构成的互换性。此外，其他用途例如搭载在可同时接收多颗卫星电波的双束天线上时，还可以避免卫星电波被遮住，减轻阻断带来的影响。

另外，上述实施例中示出的是螺旋型初级发射器的波导管剖面形状是圆形的例子，但本发明不限于此，波导管剖面形状还可以是椭圆形、矩形等圆形以外的剖面形状。而且，对于内部台阶形状的波导管来说，台阶数不限于1阶，还可以是2阶以上。此外，设于波导管开口面附近外周作为皱波回路的环状槽不限于圆筒形槽，还可以是椭圆形槽和矩形槽等环状槽。

因而，本发明实质和外延内的变形例均为权利要求书的保护范围所覆盖。

Claims (5)

1.一种螺旋型初级发射器，包括：

由开口面附近的内径尺寸比底面附近的内径尺寸大的台阶形状的筒状导体所构成的波导管；

设于所述波导管底面轴心的螺旋形元件；以及

封闭所述开口面的罩盖，

其特征在于，所述罩盖由电介质材料制成，并且具有凹进所述波导管底面一侧的形状。

2.如权利要求1所述的螺旋型初级发射器，其特征在于，所述罩盖的内凹由曲率半径不同的多段形状组成。

3.如权利要求1所述的螺旋型初级发射器，其特征在于，在所述开口面附近的外周设有环状槽。

4.一种变换器，包括：

一螺旋型初级发射器，包括由开口面附近的内径尺寸比底面附近的内径尺寸大的台阶形状的筒状导体所构成的波导管，设于所述波导管底面轴心的螺旋形元件，以及封闭所述开口面的罩盖；以及

与所述螺旋形元件的直线部分电连接的微带线路，

其特征在于，所述罩盖由电介质材料制成，并且具有凹进所述波导管底面一侧的形状。

5.如权利要求4所述的变换器，其特征在于，所述罩盖的内凹由曲率半径不同的多段形状组成。

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