TW595132B - Converter structure for use in universal LNB - Google Patents

Description

595132 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所厲之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡单說明） 【發明所屬技術領域】 發明領域 本發明係關於一種接收從廣播衛星或通信衛送回來的 5電波並將之變換成第1中頻信號，再輸出到後段的調諧器 電路之接收用變頻器，特別有關於已知為LNB變頻器之通 用LNB中的變頻器構造。 L先前技術3 發明背景 10 近年來’衛星廣播急速地普及到一般家庭，已成為一 個世界性的趨勢。伴隨著，和衛星放送接收用的天線一起 被使用之收信用變頻器也有各種提案被提出，就最近的接 收用變頻器而言，有可接收寬頻的LNB(L0W Noise

Blcokdown Converter)、水平·垂直兩偏波收信用lnb、右 15旋·左旋兩用偏波收信用LNB等不同種類，並且有增加端 子數的傾向。此等泛用的LNB變頻器稱為通用LNB。 在此將就各國的衛星廣播之普及傾向做說明。在歐洲 市場係透過亞斯托拉衛星（Astra Satellite)(1A / IB / 1C)使 類比廣播有了中心的位置。之後，於1994年將亞斯托拉id 20打上去，並從1995年1月起實驗性開始數位廣播。另外， 在1995年10月發射亞斯托拉化，1995年年終之際將亞斯托 拉1F打上去，正式的數位廣播市場持續成長。在歐洲係使 直接收信及間接收信合併，到了 1994年終時已有57〇〇萬個 世代加入收信。根據這樣的狀況，為了開始合併數位廣播， 5 595132 玖、發明說明 並且含蓋兩頻率帶域，LNB之寬頻化、高安定化乃成為眾 所期待。 另’在美國市場，從1994年中左右起開始正式的數位 廣播，一年之間就以數十萬世代的速度增加，今後可預見 5還有數個公司會再將新的數位廣播用衛星打上去。從這樣 的情況來看，在美國市場也會要求LNB的寬帶化、高安定 化和低成本化。另一方面，在日本國内市場已從1996年春 天左右開始了利用JCSAT的數位廣播。另，從1997年前半 起開始利用超鳥（Superbird)的數位廣播。伴隨此等技術動 10向，形成了採用BS廣播和CS廣播之數位廣播二者都可以 收信之LNB的需求日益增高的狀況。 而’此種變頻器已知者係如第14圖及第15圖所示，具 備由内部設置有中心導體之筒狀的外部導體9〇，和將該外 導體90數個併排置放之平板狀的基部連結部材9丨所構成之 15端子連結體92，端子連結體92—端側（在第14圖及第15圖 中為上側）所固定之略呈矩形的底盤十一シ，chassis) 93 ，和在該底盤93另一側所立設之複數個圓形導波管94，… 和分別被連結於該圓形導波管94的前端之蓋狀（cap)之饋電 器（FEED-HORN) 95，…和連結在上述各圓形導波管94的 20 基端（比底盤93更與饋電器95相反的一側）而幾乎沿直交方 向（端子連結體92侧）延伸，並且安裝成將微波傳輸 (microstrip)電路基板（未圖示出）夾在其與圓形導波管94之 指定位置間的矩形導波管96，和與該矩形導波管96 —起將 微波傳輸電路基板從上述底盤93的内側（矩形導波管96側） 6 595132 玖、發明說明 覆盍住之内蓋97。而，為了將微波傳輸電路基板從不要的 幸昌射信號等遮蔽開來，上述圓形導波管94、矩形導波管96 、底盤93及内蓋97係以銘壓鑄合金成形而得。此時，如第 16圖所示，變頻HA係以臂⑽而安裝至天線99。 5 而，在上述習知之變頻器A中，因為構成圓形導波管 94、矩形導波管96、底盤93及内蓋97的變頻H本體全部以 紹壓鑄合金所成形，故重量增大。因此，將變頻器a安裝 到天線99時之安裝作業變得很令人煩惱。另外，考慮_ 風或強風會造成臂部98變形，必需用補強材料89等來補強 10臂部98以確保長期的信賴性，因相關各點，有材料費變高 的問題。

t 明内溶L 發明概要 本發明係有鑑於相關各點而完成者，目的在於提供一 is種可以達到變頻器之安裝作業簡單化及材料費之削減化的 通用LNB中之變頻器構造。 為達成上述目的，本發明係以將碳纖維所形成之強化 材複合於ABS樹脂所形成之塑膠材料而得到的複合材料來 成形變頻器本體，以做為將内部設置有中心導體之筒狀的 20外部導體，和該外導體9〇被複數個併排置放之平板狀的基 部連結部材所構成之端子連結體固定於變頻器本體之一端 面的通用LNB中之變頻器構造。 藉此特定事項，因變頻器本體係以對塑膠材料複合以 強化材而得之複合材料所成形者，故和以鋁壓鑄合金成形 595132 玖、發明說明 的變頻器本體相比，變得輕量化。因此，將變頻器安裝於 天線時之安裝作業可以簡單地實施。另，即使不用補強材 來補強臂部，也可以確保經過長期的信賴性，故可削減補 強時所需要的材料費。 5 特別地，當對塑膠材料複合以30 wt%強化材，使該複 合材料之線性膨脹係數在鋁壓合金的線性膨脹係數以下時 ’屬基本性能之因溫度變化所導致的頻率漂移（frequency drift)，可以被抑制在不比鋁壓鑄合金製之變頻器的基本頻 率遜色的±2MHz以下，可以獲得置換鋁壓鑄合金製之變頻 1 〇 器的性能。 圖式簡單說明 第1圖所示為使用本發明實施態樣的通用LNB中之變 頻器的衛星廣播收信系統例之模式圖。 第2圖為示於第丨圖之系統所使用的變頻器之正面圖。 15 第3圖為相同變頻器的側面圖。 第4圖為相同變頻器的平面圖。 第5圖為相同變頻器的縱斷正面圖。 第6圖為相同變頻器的橫斷平面圖。 第7圖係將相同變頻器安裝到拋物面天線 20 antenna)的狀態示意圖。 第8圖所不為鋁壓鑄合金製變頻器本體之頻率的 溫度漂移資料特性之特性圖。 第9圖所示為㈣鑄合金製變頻器本體之相對於環境 溫度的頻率漂移特性的特性圖。 8 玖、發明說明 第_所示為泛用的塑膠材料製變頻器本體之10如頻 率的溫度漂移資料特性之特性圖。 第11圖所示為泛用的塑膠材料製變頻器本體之相對於 環境溫度的頻率漂移特性的特性圖。 第12圖所示為對塑膠材料複合以3〇 wt%強化材之複合 材料製變頻器本體之local頻率的溫度漂移資料特性之特性 圖。 第13圖所示為對塑膠材料複合以3〇 wt%強化材之複合 材料製變頻器本體之相對於環境溫度的頻率漂移特性的特 性圖。 第14圖為習知之變頻器的側面圖。 第15圖為相同的變頻器之縱斷正面圖。 第16圖係將相同變頻器安裝到拋物面天線的狀態示意 圖。 【實方式；3 較佳實施例之詳細說明 以下將一邊參考圖式以說明本發明之實施態樣。 首先’以第1圖的模式圖例示使用本發明之目標通用 LNB中的變頻器之系統例。 同圖係模式地將利用 SMATV(Satellite Master Antenna TV)之間接共同收信系統加以說明者，在屋外和拋物面天 線1相對向之變頻器2的外部導體，即端子61(參見第2圖）係 ’ Η(低）、Η(高）、V(低）、V(高）各自透過屋内側的控制箱 3(内藏矩陣+比較器）而被連接到各家庭的數位接收器4， 595132 玖、發明說明 …’再依照來自各個數位接收器4的控制信號而執行低頻 帶/高頻帶的收信切換者。再者，上述中，端子6kH(低 )表示水平偏純頻帶，端子Η(高）表示水平偏波高頻帶， 端子V(低）表示垂直偏波低頻帶，ν(高）表示垂直偏波高頻 5帶之輸出信號。再者，5為電源。 另，第2圖至第4圖分別顯示上述系統中所使用之變頻 器2的正面圖、側面圖及平面圖。第2圖至第4圖所示為輸 出型變頻器2之一例，變頻器本體21具有一側（在第2圖及 第3圖下侧）有複數個端子6丨，另一側（在第2圖及第3圖上側 10 )則配備了複數個饋電器22之圓形導波管23的構造。 第5圖及第6圖顯示變頻器2之縱斷正面圖及橫斷平面 圖。第5圖及第6圖中，由内部設置有中心導體之筒狀端子 61，和將4個端子61併排置放之平板狀的基部連結部材62 所構成之端子連結體6，具備被固定在其一端面側（在第5 15 圖中為下端面側）之略呈矩形的底盤24，和在該底盤24另 一側（在第5圖中為上側）所立設之複數個圓形導波管23，… 和分別被連結於該圓形導波管23的前端之蓋狀之饋電器 22，…和連結在上述各圓形導波管23的基端（比底盤24更 與饋電器22相反的一側）而幾乎沿直交方向延伸，並且安 20 裝成將微波傳輸（microstrip)電路基板（未圖示出）夾在其與 圓形導波管23之預定位置間的矩形導波管25 ,和與該矩形 導波管25 —起將微波傳輸電路基板從上述底盤24的内側（ 矩形導波管25側）覆蓋住之内蓋26。上述各圓形導波管23 係由其前端側之剩p八（HORN)側部份23a與基端侧之底盤側 10 595132 玖、發明說明 部分23b組成，彼此的端部互相被嵌合在一起而構成。 如第7圖所示，上述變頻器2經由臂部7而被安裝於拋 物面天線1。上述臂部7係以ABS樹脂組成之塑膠材料成形 者，其一端以覆蓋變頻器2之各端子61的狀態被安裝於變 5 頻器本體21之一側，另一端則被安裝在拋物面天線1的支 持部材（未圖示出）。 而，構成上述變頻器本體21之饋電器22、圓形導波 管23(喇。八）側部分23a及底盤側部分23b)、底盤24、矩形導 波管25及内蓋26，係由對ABS樹脂所構成之塑膠材料複合 10 以30 之由碳纖維所構成的強化材而成之複合材料成形 而成者。此情形中，構成變頻器本體21之複合材料的線性 膨脹係數被抑制在鋁壓鑄合金的線性膨脹係數以下。 接著，以第8圖至第13圖為基礎，分別說明用本發明 之以對塑膠材料（ABS樹脂）複合30 wt%的強化材（碳纖維） 15 所得之複合材料加以成形的變頻器本體21，和用鋁壓鑄合 金成形之變頻器本體，和以未複合強化材（碳纖維）之泛用 的塑膠材料（ABS樹脂）成形之變頻器本體，各自的沁以丨頻 率之溫度漂移資料的差異。 首先，說明關於以鋁壓鑄合金所成形之變頻器本體。 20該鋁壓鑄合金之線性膨脹係數為2.1 χΙΟ·5 / κ。 如第8圖及第9圖所示，在以鋁壓鑄合金成形之變頻器 本體中，因溫度漂移所造成之沁以丨頻率的偏差為土2ΜΗζ以 下，判斷其可將微波傳輸電路基板從不要的輻射信號遮蔽 開來。此情形，因為鋁壓鑄合金比重為2·7，以之所成形 11 595132 玖、發明說明 之變頻器本體的總重量重達約86〇g ,故考慮到颱風和強風 所造成之臂部的變形，乃以補強材料等加以補強，以期確 保經過長期後的信賴性。 另一方面’在以未複合強化材（碳纖維）之泛用的塑膠 5材料（ABS樹脂）所成形之變頻器本體中，ABS樹脂之線性 膨脹係數為1.4x1 〇_5 / κ，如第1〇圖及第11圖所示，因溫度 漂移所造成之local頻率的偏差為±1〇MHz，判斷無法將微 波傳輸電路基板從不要的輻射信號遮蔽開來。此情形雖然 因為ABS樹脂的比重為丨·2，所變頻器本體非常輕，但是因 10溫度漂移所造成之l〇cal頻率的偏差寬達±10ΜΗζ，故無法 滿足做為變頻器用之基本性能。 而在本發明之以對塑膠材料（ABS樹脂）複合3〇 wt〇/〇的 強化材（¾纖維）所得之複合材料加以成形的變頻器本體21 中，複合材料的線性膨脹係數比鋁壓鑄合金之線性膨脹係 15數（2·1χ1〇-5/κ)小，如第12圖及第13圖所示，因溫度漂移 所造成之local頻率的偏差也在±2ΜΗζ以下。 因此，在本實施態樣中，藉採用對塑膠材料（ABS樹 月曰）複5 3 0 wt /❶的強化材（碳纖維）所得之複合材料，屬基本 性能之因溫度變化所導致的頻率漂移（drift)，可以被抑制 20在不比銘壓缚合金製之變頻器的基本頻率遜色的土以 下，而可以獲得置換鋁壓鑄合金製之變頻器的性能。 口為麦頻器本體21的總重量輕至約75〇g，所以 將交頻為2安裝至抛物面天線i時之安裝作業可以簡單地進 行。而且，即使不用補強材等補強臂部7 ,也可以確保經 12 595132 玖、發明說明 過長期的信賴性，可以誠用於補強上所f要的材料費。 本發明可以在不脫離發明精神或主要特徵的情形下， 以其他各種形式加以實施。因此，上述實施例所示所有各 點僅單純做為例示，而非用於限定解釋。本發明之範圍係 5如申明專利範圍所示，並不拘束在說明書本文。此外，屬 於申叫專利範圍之均等範圍的變形和變更，也全部在本發 明之範圍内。 再者，本申請案係以在日本提出申請之特願2〇〇2一 ’553號為基礎之申請，其内容因於此提及，亦納入本申 10請案中。另，本說明書所引用之文獻，因於此提及，其全 部亦具體地納入。 【圖式簡翠說明】 第1圖所示為使用本發明實施態樣的通用LNB中之變 頻器的衛星廣播收信系統例之模式圖。 15 第2圖為示於第1圖之系統所使用的變頻器之正面圖。 第3圖為相同變頻器的側面圖。 第4圖為相同變頻器的平面圖。 第5圖為相同變頻器的縱斷正面圖。 第6圖為相同變頻器的橫斷平面圖。 !〇 第7圖係將相同變頻器安裝到拋物面天線（parabola antenna)的狀態示意圖。 第8圖所示為鋁壓鑄合金製變頻器本體之local頻率的 溫度漂移資料特性之特性圖。 第9圖所示為鋁壓鑄合金製變頻器本體之相對於環境 13 595132 玖、發明說明 溫度的頻率漂移特性的特性圖。 第10圖所示為泛用的塑膠材料製變頻器本體之i〇ca^ 率的溫度漂移資料特性之特性圖。 第11圖所示為泛用的塑膠材料製變頻器本體之相對於 5環境溫度的頻率漂移特性的特性圖。 第12圖所示為對塑膠材料複合以3〇加％強化材之複合 材料製變頻器本體之local頻率的溫度漂移資料特性之特性 圖。 第13圖所示為對塑膠材料複合以3〇 wt%強化材之複合 10材料製變頻益本體之相對於環境溫度的頻率漂移特性的特 性圖。 第14圖為習知之變頻器的側面圖。 第15圖為相同的變頻器之縱斷正面圖。 第16圖係將相同變頻器安裝到拋物面天線的狀態示意 15 圖。 【圖式之主要元件代表符號表】 1…天線 2 3…圓形導波管 2…變頻器 23a···味J 口八側部份 3…控制箱 23b…底盤側部份 4···數位接收器 24…底盤 5…電源 25…矩形導波管 6···端子連結體 26…内蓋 21…變頻器本體 61…端子 22…饋電器 62…基部連結部材 14 595132 玖、發明說明 89…補強材料 90…外部導體 91···基部連結部材 92…端子連結體 93…底盤 94…圓形導波管 95…饋電器 96…矩形導波管 97…内蓋 98…臂部 99…天線 Η…高端子 V…低端子

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Claims (1)

1. 595132 拾、申請專利範圍 L 一種通用LNB中之變頻器構造，係將由内部設置有中 心導體之筒狀外部導體，和併排置放有複數個該外部 ¥體之平板狀的基部連結部材所構成之端子連結體固 定於變頻器本體的一端面而成之通用LNB中的變頻器 5 構造，特徵在於， 上述變頻器本體係以，將碳纖維所構成之強化材 複合於ABS樹脂所形成之塑膠材料中而形成之複合材 料所成形者。 2·如申請專利範圍第1項記載之通用LNB中的變頻器構 〇 造’特徵在於對塑膠材料複合以3〇 wt%之上述強化材 ，且該複合材料之線性膨脹係數在鋁壓鑄合金之線性 膨脹係數以下。 16