CN1259776A

CN1259776A - 号角形馈电器

Info

Publication number: CN1259776A
Application number: CN99127308A
Authority: CN
Inventors: 窦元珠
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1999-01-06
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2000-07-12
Also published as: EP1018781A2; KR20000052593A; EP1018781A3; JP2000201013A; TW425734B; US6320554B1

Abstract

本发明的号角形馈电器,包含有具有圆形开口部的波导管,和具有椭圆形开口部且与波导管相结合的喇叭部。在椭圆形开口部的内侧面,形成由位于轴向的喇叭部中的前端部朝向波导管延伸的、在径向预留间隔而形成的若干个椭圆形沟槽,以及为形成沟槽而实施区分、且沿轴向延伸的若干个椭圆形凸脊。凸脊中的前端部按距径向处中心部的远近,依次朝向波导管一侧具有高度差。在喇叭部中的椭圆形开口部处还形成椭圆形锥部。

Description

号角形馈电器

本发明涉及对卫星转播信号实施接收用的号角形馈电器，特别涉及可以在具有其椭圆长轴沿水平方向配置的椭圆形反射板的抛物线天线中使用的号角形馈电器。

下面参考图6至图8，对现有的号角形馈电器进行说明。这种号角形馈电器可使用在对卫星转播信号实施接收用的抛物线天线41中。信号接收天线41具有圆形反射板42、号角形馈电器43和信号接收回路(图中未示出)等等组件。而且，反射板42与号角形馈电器43相对设置，反射板42对由转播卫星发送来的发送信号实施反射，由反射板42反射后的反射波再通过号角形馈电器43输入至信号接收回路。

号角形馈电器43具有喇叭部44，以及与该喇叭部44相结合的、呈筒状的波导管45。喇叭部44按照容易对设置在信号接收天线41中的反射板42反射来的信号实施拾取的方式设置，并且具有由喇叭部44上位于轴向方向处的一端部44a朝向前端部44b呈喇叭状扩展开的圆形开口部46。

波导管45是将发送信号引导至信号接收回路用的传送通路，在其内部处形成有呈圆形的开口部45a。而且该波导管45上位于轴向方向处的圆形开口部45a的一端45b，与喇叭部44中的圆形开口部46位于轴向方向处的一端44a相连接，波导管45上位于轴向方向处的另一端45c与信号接收回路相连接。

具有如上所述结构构成的号角形馈电器43，可以将所接收到的、由转播卫星发送来的信号由信号接收天线41中的反射板42反射后，该反射波再通过号角形馈电器43输入至信号接收回路。

然而，随着近年来卫星转播信号的多频道化，有更多的转播卫星位于地球的静止轨道上。卫星转播信号的信号接收者为了能够由这些转播卫星中选择出转播所需信号的转播卫星，并对由转播卫星转播出的信号实施接收，就需要进一步提高信号接收天线沿经度方向的方向定向性。

然而，当采用由圆形反射板42和具有圆形方向定向性的号角形馈电器43构成的信号接收天线41时，存在有即使增大圆形反射板42的面积也不能改善方向定向性的问题，而且存在有使天线制造成本增高的问题。

而且，由于在号角形馈电器43处具有圆形开口部46，该圆形开口部46包括有由喇叭部44位于轴向方向处的一端部44a朝向前端部44b呈喇叭状扩展开的一个侧面部，所以在圆形开口部46的侧面侧容易对接收信号产生反射。虽然可以通过使圆形开口部46的内侧侧面呈急剧倾斜的形状来改善这种反射，但必须增大由喇叭部44位于轴向方向处的一端部44a至前端部44b之间的距离D5的长度，这会使号角形馈电器43的长度比较长、而呈大型化，而且制作号角形馈电器43所需要的材料也会增加，所以还存在有会使号角形馈电器43的制造成本增大的问题。而且这种号角形馈电器43在开口部46处的电磁场分布呈H₁₁模式，所以还容易出现交调失真的问题。

为了减小圆形反射板42的面积、改善沿经度方向的方向定向性，也有人提出采用呈椭圆形状的反射板的技术解决方案。然而当将如图7和图8所示的、具有圆形方向定向性的号角形馈电器43，使用在呈椭圆形的反射板处时，号角形馈电器43的方向定向性与反射板的形状并不相吻合，故不仅会使信号接收效率恶化，还会由周围处拾取出更多的噪音信号，而且还存在有天线方向定向性不良的问题。

本发明就是解决上述问题用的发明，本发明的目的就是提供一种小型、方向定向性高且具有椭圆方向定向性的号角形馈电器，从而还可以改善其交调失真问题。

作为解决上述问题用的第一解决方案，本发明所提供的一种号角形馈电器可以具有呈圆形的波导管，以及其基端部结合在波导管处、由该基端部朝向前端部呈喇叭形展开、并且具有椭圆形开口端的喇叭部，

而且在喇叭部的内侧周面斜面处，配置有彼此朝向开口端平行延伸的、呈椭圆状的若干个凸脊，而且这些凸脊被配置成呈同心的椭圆形状，相邻两个凸脊之间的间隔在凸脊的整个周向方向上保持相等，连接各凸脊的前端部而构成的假想面沿着喇叭部的内侧周向斜面而呈喇叭状。

作为解决上述问题用的第二解决方案，本发明所提供的号角形馈电器还可以使各凸脊由喇叭部的内侧斜面处起的高度彼此相等。

作为解决上述问题用的第三解决方案，本发明所提供的号角形馈电器还可以使彼此相邻的各个凸脊前端部之间的高度差彼此相等。

作为解决上述问题用的第四解决方案，本发明所提供的号角形馈电器还可以使穿过由相邻两个凸脊构成的沟槽中心处的直线，为一条与喇叭部处的中心轴相平行的直线，而且由该直线与连接两个凸脊前端部处的斜线之间的交叉点至沟槽底部的深度，大体等于发送信号波长的1/4。

作为解决上述问题用的第五解决方案，本发明所提供的号角形馈电器还可以在喇叭部的基部处，配置有其一端部呈圆形、另一端部呈椭圆形的椭圆形锥部，而且该锥部为其长度大体等于发送信号波长1/2的筒状锥部。

下面参考图1至图5，说明根据本发明构造的号角形馈电器。

图1为表示配置有本发明的号角形馈电器的卫星转播信号接收天线用的示意性说明图。

图2为表示本发明的号角形馈电器的俯视图。

图3为表示沿图2中的线3-3剖开时的剖面图。

图4为表示沿图2中的线4-4剖开时的剖面图。

图5为表示如图3所示的主要部分的放大示意图。

图6为表示配置有现有的号角形馈电器的信号接收天线用的示意性说明图。

图7为表示现有的号角形馈电器的俯视图。

图8为表示沿图7中的线8-8剖开时的剖面图。

这种号角形馈电器可使用在接收卫星转播信号用的信号接收天线1中。信号接收天线1具有椭圆形反射板2、号角形馈电器3和信号接收回路(图中未示出)等组件。而且，椭圆形反射板2与号角形馈电器3相对设置，椭圆形反射板2对由转播卫星发送来的发送信号实施反射，由椭圆形反射板2反射后的反射波再通过号角形馈电器3输入至信号接收回路。

号角形馈电器3具有喇叭部4，以及与该喇叭部4相结合的、呈筒状的波导管5。喇叭部4按照容易对由椭圆形反射板2反射来的反射波实施拾取的方式设置，并且具有由喇叭部4上位于轴向方向处的一端部4a朝向喇叭部4的前端部4b呈喇叭状扩展开的椭圆形开口端6，设置在该椭圆形开口端6内侧处的若干个椭圆形沟槽7，按照对沟槽7实施区分而形成的若干个凸脊8，以及由喇叭部4上位于轴向方向处的一端部4a朝向喇叭部4上位于轴向方向处的前端部4b呈喇叭状扩展开的椭圆形锥部9。

为了改善交调失真和方向定向性图形的对称性，还可以使沟槽7由喇叭部4上位于轴向方向处的椭圆形开口端6中的前端部，即喇叭部4中的前端部4b朝向波导管5的方向延伸，并且使各个沟槽7在喇叭部4的径向方向上呈相等间隔设置而形成为椭圆形。而且，还可以使各个沟槽7沿径向方向的宽度D1全部相等，以便使沟槽7的设计和制造更容易。

凸脊8中的前端部8a朝向喇叭部4中的前端部4b延伸，各个凸脊8按照由喇叭部4的中心部处位置起，朝向波导管5侧依次具有高度差的方式形成，并且按照在相邻凸脊8中的前端部8a之间的高度差D2均相等的方式形成。连接形成在沟槽7两侧处的凸脊8的前端部8a的、即连接喇叭部4位于径向方向处的中心侧端部间的连线10，与由沟槽7的底面7a位于径向方向的中心处朝向喇叭部4的前端部4b处引出的连线11间将形成交叉点12，由沟槽7的底面7a位于径向方向的中心处至该交叉点12间的距离D3，大约为发送信号波长入的1/4左右。采用这种构成方式，便可以使距离D3的长度大约等于入/4左右，从而可以在喇叭部4中的椭圆形开口部6处形成呈HE模式的电磁场，所以可以改善方向定向性偏振面中的一致性，并且可以减少出现交调失真的可能性。

椭圆形开口部的椭圆形形状，不仅仅可以是满足下述公式1的标准椭圆，而且还可以是满足下述公式2和公式3的超椭圆。

公式1

{(\frac{x}{a})}^{2} + {(\frac{y}{b})}^{2} = 1

公式2

{[{(\frac{x}{a})}^{2}]}^{n} + {[{(\frac{y}{b})}^{2}]}^{n} = 1

公式3

0＜n≤∝

椭圆形锥部9在位于轴向方向的一端部4a处、朝向径向方向的开口部形状为圆形，而在位于其轴向方向的另一端部9a处、朝向径向方向的开口部形状为椭圆形。而且，如果由椭圆形锥部9的一端部4a至另一端部9a间的距离D4比较长，则椭圆形锥部9的内侧侧面将呈比较缓的锥形，从而会使内侧侧面中对所接收信号的反射比较小。因此，人们往往希望加大距离D4，然而如果超出预定的长度，将会使号角形馈电器3本身沿轴向方向的长度过长，使号角形馈电器3的价格过高。而且，如果距离D4比入/4更短，椭圆形锥部9将会急剧倾斜，对所接收到信号的衰减过大，所以椭圆形锥部9由其一端部4a至另一端部9a之间的距离，最好按为1/2波长左右的方式形成。

利用在位于距喇叭部4的中心轴最近位置处形成的沟槽7，还可以在该沟槽7的内侧形成有突起部13。这种突起部13的前端部13a还形成为椭圆形锥部9上的另一端部9a。

波导管5是将输入至喇叭部4处的发送信号传送至信号接收回路用的传送通路，在其内部处形成有圆形开口部5a，而且该波导管5的一端部5b与喇叭部4中的一端部4a相连接，波导管5的另一端部5c与信号接收回路(图中未示出)相连接。

本发明的号角形馈电器具有如上所述的结构构成，所以接收到的信号可以在由信号接收天线1中的椭圆形反射板2实施反射后，再通过号角形馈电器3输入至信号接收回路。

如上所述，本发明所提供的号角形馈电器可以在喇叭部的内侧周面斜面处，配置有彼此朝向开口端平行延伸的、呈椭圆状的若干个凸脊，而且这些凸脊被配置成呈同心的椭圆形状，相邻两个凸脊之间的间隔在凸脊的整个周向方向上保持相等，连接各凸脊的前端部间而构成的假想面沿着喇叭部的内侧周向斜面而呈喇叭状。因此，本发明所提供的这种号角形馈电器是一种具有椭圆方向定向性的、不会受到交叉偏振的影响、而且相对于偏振面的方向定向性依赖性小的号角形馈电器。

除此之外，由于相邻两个凸脊之间的间隔，即沟槽的宽度在整个凸脊的周向上相等，所以还可以使设计和制造更容易。

而且，本发明所提供的号角形馈电器还可以使各凸脊由喇叭部的内侧斜面处起的高度彼此相等，所以不会受到交叉偏振的影响，还可以使设计和制造更容易。

而且，本发明所提供的号角形馈电器还可以使彼此相邻的各个凸脊前端部之间的高度差彼此相等，所以可以减小由喇叭部对所接收信号的反射。

而且，本发明所提供的号角形馈电器还可以使穿过由相邻两个凸脊夹着的沟槽中心处的直线，为一条与喇叭部处的中心轴相平行的直线，而且由该直线与连接两个凸脊前端部处的斜线之间的交叉点至沟槽底部的深度，大体等于发送信号波长的1/4，所以可以在圆锥型的开口部处形成呈HE模式的电磁场，从而可以进一步提高方向定向性，同时减少发生交调失真的可能性。

而且，本发明所提供的号角形馈电器还可以在喇叭部的基部处，配置有其一端部呈圆形、另一端部呈椭圆形的椭圆形锥部，而且该锥部为其长度大体等于发送信号波长1/2的筒状锥部，所以还可以使形状不同的喇叭部和波导管间的连接容易，并可以减少这种椭圆形锥部对所接收到的信号的衰减。

Claims

1.号角形馈电器，其特征在于具有呈圆形的波导管，以及其基端部结合在所述波导管处、由该基端部朝向前端部呈喇叭形展开、并且具有椭圆形开口端的喇叭部，

而且在所述喇叭部的内侧周向斜面处，配置有彼此朝向开口端平行延伸的、呈椭圆状的若干个凸脊，而且这些凸脊被配置成呈同心的椭圆形状，相邻两个凸脊之间的间隔在凸脊的整个周向方向上保持相等，连接各凸脊的前端部而构成的假想面沿着所述喇叭部的内侧周向斜面而呈喇叭状。

2.如权利要求1所述的号角形馈电器，其特征在于上述各凸脊由所述喇叭部的内侧斜面处起的高度彼此相等。

3.如权利要求1所述的号角形馈电器，其特征在于彼此相邻的上述各个凸脊前端部之间的高度差彼此相等。

4.如权利要求1所述的号角形馈电器，其特征在于穿过由相邻两个凸脊构成的沟槽中心处的直线，为一条与上述喇叭部处的中心轴相平行的直线，而且由该直线与连接上述两个凸脊前端部处的斜线之间的交叉点至所述沟槽底部的深度，大体等于发送信号波长的1/4。

5.如权利要求1所述的号角形馈电器，其特征在于在上述喇叭部的基部处，还配置有其一端部呈圆形、另一端部呈椭圆形的椭圆形锥部，而且该锥部为其长度大体等于发送信号波长1/2的筒状锥部。