號角天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種號角天線，其用于一集波器，包含有一錐體，用來搜集衛(wèi)星信號，該錐體包含有多個環(huán)體，該多個環(huán)體之一者形成有多個第一缺口；以及多個第二缺口，每一第二缺口形成于該多個第一缺口中兩相鄰第一缺口之間；以及一連接器，耦接于該錐體，用來將號角天線耦接至該集波器的一波導(dǎo)管，以傳遞該衛(wèi)星信號至一波導(dǎo)管；其中，該多個第一缺口及該多個第二缺口用來作為該環(huán)體上的狹縫而產(chǎn)生干涉效應(yīng)，以調(diào)整該號角天線的波束場型。
【專利說明】號角天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種號角天線，尤其是涉及一種用于集波器的號角天線，利用其環(huán)體上的缺口結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生干涉效應(yīng)，以調(diào)整號角天線的波束場型及降低溢出耗損。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來說，衛(wèi)星通訊接收裝置的集波器(Low Noise BlockDown-converter withFeedhorn,LNBF)設(shè)于碟型反射面(Dish Reflector)的焦點位置,用來接收碟型反射面所反射的無線電波信號，將無線電波信號降頻至中頻，再傳送至后端的一衛(wèi)星信號處理器進行信號處理，使大眾能夠收看衛(wèi)星電視節(jié)目。
[0003]集波器由一號角天線(Feed horn)、一導(dǎo)波管(Waveguide)及一低雜訊降頻放大器(Low Noise Block Down-converter,LNB)所組成。其中，號角天線用來將衛(wèi)星天線所反射的信號搜集導(dǎo)引入導(dǎo)波管，接著輸出至低雜訊降頻放大器。號角天線的功能除了接收衛(wèi)星信號外，在不同應(yīng)用中也可發(fā)射信號(經(jīng)碟型反射面反射)給衛(wèi)星。
[0004]請參考圖1，圖1為現(xiàn)有一號角天線10的示意圖。號角天線10包含有一錐體11以及一連接器12。錐體11用來接收碟型反射面所反射的衛(wèi)星信號。連接器12耦接于錐體11，用來將號角天線10耦接至波導(dǎo)管，以傳遞衛(wèi)星信號至波導(dǎo)管。
[0005]如圖1所示，傳統(tǒng)的號角天線10設(shè)計，錐體11內(nèi)側(cè)包含有環(huán)體(corrugation)110、111，其作用在于改善號角天線10的輻射場型，使輻射場型對稱及降低溢出耗損(spillover loss)。溢出耗損越低,可使號角天線10由碟型反射面搜集的衛(wèi)星信號能量更集中，因此可提升衛(wèi)星信號的信號品質(zhì)。
[0006]傳統(tǒng)上，增加環(huán)體110、111的圈數(shù)或加大號角天線10的張口半徑R雖有助于改善溢出耗損，如此卻增加了號角天線10的體積，也增加了生產(chǎn)成本。因此，為了因應(yīng)小型化的趨勢以及降低成本，在產(chǎn)品設(shè)計之初，制造廠商皆會竭盡所能的將產(chǎn)品設(shè)計到最小化。因此，如何不增加號角天線的張口半徑尺寸，有效降低溢出耗損的設(shè)計實為本領(lǐng)域的重要議
題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于集波器的號角天線，利用其環(huán)體上的缺口結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生干涉效應(yīng)，以調(diào)整號角天線的波束場型及降低溢出耗損。
[0008]為達上述目的，本發(fā)明公開一種號角天線(Feed Horn)，其用于一集波器，并包含有一錐體，用來搜集衛(wèi)星信號，該錐體包含有多個環(huán)體，該多個環(huán)體之一者形成有多個第一缺口 ；以及多個第二缺口，每一第二缺口形成于該多個第一缺口中兩相鄰第一缺口之間；以及一連接器，耦接于該錐體，用來將號角天線耦接至該集波器的一波導(dǎo)管，以傳遞該衛(wèi)星信號至該波導(dǎo)管；其中，該多個第一缺口及該多個第二缺口用來作為該環(huán)體上的狹縫而產(chǎn)生干涉效應(yīng)，以調(diào)整該號角天線的波束場型?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0009]圖1為現(xiàn)有一號角天線的示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明實施例一號角天線的示意圖；
[0011]圖3A為圖1的號角天線與圖2的號角天線在12.2GHz的工作頻率下，模擬水平切面波束場型的比較圖；
[0012]圖3B為圖1的號角天線與圖2的號角天線在12.2GHz的工作頻率下，模擬垂直切面波束場型的比較圖；
[0013]圖4A為圖2的號角天線的上視圖；
[0014]圖4B為本發(fā)明實施例一號角天線的上視圖；
[0015]圖5為本發(fā)明實施例一號角天線的上視圖；
[0016]圖6為本發(fā)明實施例一號角天線的示意圖；
[0017]圖7為本發(fā)明實施例一號角天線的示意圖；
[0018]圖8為本發(fā)明實施例一號角天線的示意圖；
[0019]圖9為本發(fā)明實施例一號角天線的示意圖； [0020]圖10為本發(fā)明實施例一號角天線的示意圖；
[0021]圖11為本發(fā)明實施例一號角天線的示意圖。
[0022]主要元件符號說明
[0023]10、20、40、50、60、70、80、 號角天線 90、100、120
[0024]11、21、41、51、61、71、81、 錐體 91、101、121
[0025]12連接器
[0026]110、111、210、211、410、411、 環(huán)體 510、511、512、610、611、710、711、810、811、910、911、912、1010、1011、1010、1211、1212
[0027]PUPi0^PI1第一缺口
[0028]P2.P20.P2!第二缺口
[0029]H211, H910, H911, H810, H811 環(huán)體高度
[0030]Hp, Hptl、Hpi缺口 高度
[0031]R張口半徑
[0032]R0環(huán)體半徑
[0033]D相對深度
[0034]ARCl第一弧度
[0035]ARC2第二弧度
[0036]Θ ^ Θ 2圓心角
[0037]θ 10> θ20波束角度
【具體實施方式】
[0038]請參考圖2，圖2為本發(fā)明實施例一號角天線20的示意圖。號角天線20包含有一錐體21以及連接器12。錐體21用來接收碟型反射面(未繪于圖2)所反射的衛(wèi)星信號。連接器12耦接于錐體21，用來將號角天線20耦接至波導(dǎo)管(未繪于圖2)，以傳遞衛(wèi)星信號至波導(dǎo)管。錐體21內(nèi)側(cè)包含有環(huán)體210、211，其中環(huán)體210上形成有多個第一缺口 Pl以及多個第二缺口 P2。
[0039]如圖2所示，每一第二缺口 P2形成于多個第一缺口 Pl中兩相鄰第一缺口 Pl之間，反之亦然，每一第一缺口 Pl形成于多個第二缺口 P2中兩相鄰第二缺口 P2之間。在此架構(gòu)下，第一缺口 Pl及第二缺口 P2用來作為環(huán)體210上的狹縫而產(chǎn)生干涉效應(yīng)，如此可調(diào)整號角天線20的波束場型(即輻射場型)，以降低號角天線20的溢出耗損。
[0040]值得注意的是，為了能夠產(chǎn)生電磁波的干涉效應(yīng)，第一缺口 Pl及第二缺口 P2的數(shù)量至少為大于三的正整數(shù)。也就是說，每一環(huán)體上可形成有六、八或十個以上的偶數(shù)個缺口，以在錐體21中產(chǎn)生干涉效應(yīng)。
[0041]進一步地，可通過調(diào)整環(huán)體211的環(huán)體高度H211及第一、第二缺口 P1、P2的缺口高度Hp來調(diào)整波束寬度(beam width)及降低次要波束(sidelobe)。
[0042]請參考圖3A及圖3B，圖3A為現(xiàn)有號角天線10與號角天線20在12.2GHz的工作頻率下，模擬水平切面波束場型的比較圖，圖3B為現(xiàn)有號角天線10與號角天線20在12.2GHz的工作頻率下，模擬垂直切面波束場型的比較圖。在圖3A及圖3B中，號角天線10的波束場型以虛線表示，號角天線20的波束場型以實線表示。
[0043]如圖3A所示，比較水平切面的波束場型，具有第一、第二缺口 P1、P2設(shè)計的號角天線20的次要波束明顯低于現(xiàn)有號角天線10的次要波束。并且，在IOdB波束寬度(beamwidth)下，號角天線20的主要波束的波束角度Θ 2(|較低于現(xiàn)有號角天線10的主要波束的波束角度θ1(ι，即θ2(ι< θ ιο°相似地，在圖3Β中，比較垂直切面的波束場型也可觀察到類似于圖3Α的比較結(jié)果。由此可見，具有第一、第二缺口 Ρ1、Ρ2設(shè)計的號角天線20的波束場型，在水平及垂直切面上皆較現(xiàn)有號角天線10的波束場型來得集中，號角天線20的溢出耗損較低于現(xiàn)有號角天線10，因此在搭配碟型反射面下可得到較佳的收訊品質(zhì)。
[0044]簡單來說，本發(fā)明主要在號角天線20中的環(huán)體210設(shè)計有第一、第二缺口 Ρ1、Ρ2，用來作為狹縫而產(chǎn)生干涉效應(yīng)，如此可調(diào)整號角天線20的波束場型，以降低號角天線20的溢出耗損，等效上可調(diào)整號角天線20的天線增益。
[0045]本發(fā)明的優(yōu)點在于，在未增加號角天線20的張口半徑R尺寸的狀況下，相當(dāng)于不增加天線體積及制造成本的狀況下，即可調(diào)整束波場型及降低溢出耗損。此外，第一、第二缺口 Ρ1、Ρ2的設(shè)計可提供天線設(shè)計者新的設(shè)計參數(shù)，如此也可增加號角天線的設(shè)計彈性。
[0046]請注意，舉凡符合上述設(shè)計宗旨皆屬本發(fā)明的范疇，本領(lǐng)域具通常知識者當(dāng)可據(jù)以修飾或變化，而不限于此。舉例來說，設(shè)計者可調(diào)整第一、第二缺口 PU Ρ2的弧度、高度、形狀以及位置。請參考圖4Α及圖4Β,圖4Α為號角天線20的上視圖，圖4Β為本發(fā)明實施例一號角天線40的上視圖。以圖4Α為例說明，四個第一缺口 Pl分別形成于環(huán)體210上O、90、180及270度的位置，四個第二缺口 Ρ2分別形成于環(huán)體210上45、135、225及315度的位置，因此具有上述相位角度的衛(wèi)星信號可在環(huán)體210上交互作用而產(chǎn)生建設(shè)性/破壞性干涉，以調(diào)整號角天線20的波束場型。
[0047]另一方面，圖4Α及圖4Β的差異在于，在圖4Α中，第一缺口 Pl的第一弧度ARCl等于第二缺口 Ρ2的第二弧度ARC2 ;在圖4Β中，第一缺口 Pl的第一弧度ARCl不等于第二缺口 Ρ2的第二弧度ARC2。第一弧度ARCl及第二弧度ARC2可分別表示為如下:
[0048]ARCl=R0* Θ j
[0049]ARC2=R0* θ 2[0050]其中，R0為環(huán)體210的環(huán)體半徑，Θ i為第一弧度ARCl的圓心角，Θ 2為第二弧度ARC2的圓心角。在本發(fā)明實施例中，第一缺口 Pl的圓心角Θ i及第二缺口 P2的圓心角Θ 2較佳地介于10?40度之間。在其他發(fā)明實施例中，第一缺口 Pl的圓心角Q1及第二缺口P2的圓心角Θ 2較佳地介于15?25度之間。
[0051]請參考圖5，圖5為本發(fā)明實施例一號角天線50的上視圖。號角天線50的錐體51包含有三圈環(huán)體510、511及512，其中，不同環(huán)體上的第一、第二缺口，其可交錯排列、相對應(yīng)的缺口相差特定的相對角度，設(shè)計者可視情況調(diào)整第一、第二缺口的位置。當(dāng)然，不同環(huán)體上的第一、第二缺口也可形成于相同角度的位置。
[0052]請參考圖6至圖10，其繪示了不同形狀的第一、第二缺口以及不同形狀的環(huán)體。圖6的號角天線60中，環(huán)體610的第一、第二缺口 P1、P2具有階梯形狀。圖7的號角天線70中，環(huán)體710具有階梯形狀。圖8的號角天線80中，環(huán)體810的環(huán)體高度H81tl與環(huán)體811的環(huán)體高度H811之間具有一相對深度D，使環(huán)體高度H81tl在相同水平面下較低于環(huán)體高度H811。
[0053]圖9的號角天線90中，錐體91包含有三圈環(huán)體910、911及912。環(huán)體911上的第一、第二缺口 PlpPZ1，其缺口高度Hp1小于環(huán)體高度H911。環(huán)體910上的第一、第二缺口 P1。、P2。，其缺口聞度Hro等于環(huán)體聞度H91(i。
[0054]圖10的號角天線100中，錐體101包含有三圈環(huán)體1010、1011及1012，其中環(huán)體1011具有階梯形狀。圖11的號角天線120中，錐體121包含有兩圈環(huán)體1211及1212，其中環(huán)體1211具有階梯形狀。
[0055]綜上所述，本發(fā)明主要在號角天線的環(huán)體形成有第一、第二缺口，用來作為狹縫而產(chǎn)生干涉效應(yīng)，如此可調(diào)整號角天線的波束場型，以降低號角天線的溢出耗損，等效上可調(diào)整號角天線的天線增益。因此，在未增加號角天線的張口半徑尺寸的狀況下，相當(dāng)于不增加天線體積及制造成本的狀況下，即可調(diào)整束波場型及降低溢出耗損，以改善整體衛(wèi)星天線及號角天線的效能。
[0056]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種號角天線，用于一集波器，包含有: 錐體，用來搜集衛(wèi)星信號，該錐體包含有多個環(huán)體，該多個環(huán)體之一者形成有: 多個第一缺口 ；以及 多個第二缺口，每一第二缺口形成于該多個第一缺口中兩相鄰第一缺口之間；以及 連接器，耦接于該錐體，用來將號角天線耦接至該集波器的一波導(dǎo)管，以傳遞該衛(wèi)星信號至該波導(dǎo)管； 其中，該多個第一缺口及該多個第二缺口用來作為該環(huán)體上的狹縫而產(chǎn)生干涉效應(yīng)，以調(diào)整該號角天線的波束場型。
2.如權(quán)利要求1所述的號角天線，其中該多個第一缺口及該多個第二缺口至少為大于三的正整數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的號角天線，其中該環(huán)體具有一環(huán)體高度，該環(huán)體高度用來調(diào)整該波束場型的主要波束的寬度。
4.如權(quán)利要求3所述的號角天線，其中該環(huán)體與另一環(huán)體之間具有一相對深度，使該環(huán)體高度在相同水平面下較低于另一環(huán)體的環(huán)體高度。
5.如權(quán)利要求1所述的號角天線，其中該第一、第二缺口具有第一缺口高度，該缺口高度用來調(diào)整該波束場型的次要波束的大小。
6.如權(quán)利要求1所述的號角天線，其中該第一缺口具有一第一弧度，該第二缺口具有第二弧度，形成有該第一、第二缺口的該環(huán)體具有一環(huán)體半徑，該第一、第二弧度分別表示為:
ARCl=R0* Θ 1
ARC2=R0* Θ 2 其中，ARCl為該第一弧度，ARC2為該第二弧度，R0為該環(huán)體半徑，Θ:為第一缺口的圓心角，θ2第二缺口的圓心角。
7.如權(quán)利要求6所述的號角天線，其中該第一缺口的圓心角等于或不等于該第二缺口的圓心角。
8.如權(quán)利要求7所述的號角天線，其中該第一缺口的圓心角及該第二缺口的圓心角大致介于10~40度之間。
9.如權(quán)利要求1所述的號角天線，其中該多個環(huán)體之一者具有一階梯形狀。
10.如權(quán)利要求1所述的號角天線，其中該第一缺口及該第二缺口具有一階梯形狀。
【文檔編號】H01Q13/02GK103840270SQ201210475242
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月21日
【發(fā)明者】黃章修, 郭瞬仲, 詹兆凱 申請人:啟碁科技股份有限公司