專利名稱：具有螺旋天線陣列和與其耦合的帶狀線饋線陣的平面天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接收直接廣播衛(wèi)星(DBS)電視信號(hào)的平面天線，特別是涉及一種提供高孔經(jīng)面積效率，改善極化強(qiáng)度及增加產(chǎn)品適應(yīng)性的改良平面天線。
接收具有12GHz載波頻率的直接廣播衛(wèi)星信號(hào)，需要一個(gè)具有高增益、低軸向比的圓極化天線。最近，已經(jīng)提出各種類型接收該頻率范圍DBS的平面天線。該平面天線由天線單元陣列構(gòu)成，每個(gè)天線單元都能接收12GHz信號(hào)。由于組成陣列的這些天線單元必須能夠接收短波信號(hào)，如2.5cm左右波長(zhǎng)，因此它們必須是尺寸小并要求大的單元陣列，以便提供良好電視圖像的足夠能量。
這樣的平面天線有兩種在美國(guó)專利4，680，591和4，907，012中描述，每個(gè)都包括螺旋天線單元陣列，螺旋天線單元具有裝于矩形橫截面的公共諧振腔中的探針。該諧振腔用于以低損耗組合所有單元的輸出。特別是，在美國(guó)專利4，907，012中，4個(gè)向內(nèi)凸起的支承物裝于天線中，其中每個(gè)支承物被沿諧振腔面的中間設(shè)置。以促使不同類型駐波的形成，由此改善陣列的頻率范圍特性。
然而由于這些天線利用諧振腔來(lái)組合天線單元的輸出以形成駐波，天線單元就必須精確地布置，它本身也將降低產(chǎn)品的適應(yīng)性。
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的平面天線，它通過(guò)利用螺旋天線單元陣列和與其耦合的帶狀饋線陣，提供高孔徑效率，改善極化強(qiáng)度及增強(qiáng)產(chǎn)品適應(yīng)性。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種接收直接廣播衛(wèi)星電視信號(hào)的平面天線，它包括一個(gè)M×N螺旋天線單元陣列，每個(gè)螺旋天線單元包括螺旋天線和附加的直桿端部，其中M和N是整數(shù);第一介質(zhì)層，具有頂表面和底表面并設(shè)有M×N的通孔陣列，其中每個(gè)通孔由頂表面延伸到底表面，每個(gè)直桿端部穿過(guò)各通孔由此支撐各螺旋天線單元;第二介質(zhì)層具有上表面和下表面，帶狀線饋線陣設(shè)置于上表面上，其中各螺旋天線單元的直桿端部分被電耦合到帶狀線饋線陣，由此來(lái)同相地組合各螺旋天線單元的輸出信號(hào);一個(gè)輸出電極，耦合到帶狀線饋線陣，以此來(lái)輸出組合的輸出信號(hào);一個(gè)保護(hù)蓋，由天線罩和保護(hù)層構(gòu)成，完全包住第一介質(zhì)層的頂表面，包括M×N的螺旋天線單元陣列。
本發(fā)明的上述及其他目的和特性將通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)最佳實(shí)施例的下列表述更加清楚。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的平面天線的透視圖;
圖2為圖1的A-A的剖視圖，為簡(jiǎn)化，其中部被省略;
圖3為圖1中平面天線的頂視圖，表示了M×N的螺旋天線單元的陣列;
圖4表示了一個(gè)帶狀線饋線陣;
圖5為圖4帶狀線饋線陣的局部。
圖1和圖2分別表示了根據(jù)本發(fā)明的平面天線100的透視圖和圖1的沿A-A剖視圖，包括一個(gè)M×N的螺旋天線單元，如1[(M-i)，(N-j)]，的陣列10，一個(gè)第一介質(zhì)層20，具有頂表面2和底表面3，并設(shè)置有M×N的通孔，如4[(M-i)，(N-j)]的陣列30，通孔由頂表面2延伸到底表面3，第二介質(zhì)層40，具有上表面5和下表面6，在上表面5上具有帶狀線饋線陣50，一個(gè)輸出探針70，電耦合到帶狀線饋線陣50，一個(gè)保護(hù)蓋80，由天線罩7和保護(hù)層8構(gòu)成，完全覆蓋第一介質(zhì)層20的頂表面2和M×N的螺旋天線單元，如1[(M-i)，(N-j)]的陣列10，其中M，N，i和j為整數(shù)，并且i和j是分別小于或等于M和N，螺旋天線單元，如1[(M-i)，(N-j)]被設(shè)置于第一介質(zhì)層20的頂表面2。此外，如圖2所示，每個(gè)M×N的螺旋天線，如1[(M-i)，(N-j)]包括螺天線9[(M-i)，(N-j)]和附屬的直桿端部11[(M-i)，(N-j)]，每個(gè)直桿端部，如11[(M-i)，(N-j)]穿過(guò)相應(yīng)通孔，如4[(M-i)，(N-j)]并且被電耦合到帶狀線饋線陣50，由此同相地組合每個(gè)螺旋天線單元的輸出信號(hào)。另外，輸出探針70電耦合到帶狀線饋線陣50以輸出組合的輸出信號(hào)。
圖3為平面天線頂視圖，表示了一個(gè)M×N的螺旋天線單元陣列。相鄰螺旋天線單元之間的距離(Sd)由減小彼此鄰近螺旋天線單元的影響的目的來(lái)決定，該距離被確定為3/4λg，在本發(fā)明中大約為18mm，其中λg為信號(hào)的波長(zhǎng)。
作為必須使用的帶狀線饋線陣50的例子，圖4表示了一種適用于由16×16螺旋天線單元陣列構(gòu)成的天線的帶狀線饋線陣。
如圖4所示，由螺旋天線單元接收的信號(hào)在到達(dá)輸出探針70之前組合8次，輸出探針70經(jīng)帶狀線饋線陣50耦合到中心部13。由于每個(gè)接收的信號(hào)到達(dá)中心部13之前所經(jīng)過(guò)的路徑長(zhǎng)度和構(gòu)造都是相同的，因此信號(hào)是同相的。此外，如圖5所示，帶狀線饋線陣的寬度不同，以便在信號(hào)分流點(diǎn)上阻抗得到匹配。
本發(fā)明的描述僅是某個(gè)最佳實(shí)施例，在以下權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)，其他修改和變化是可以的。
權(quán)利要求
1.一種接收直接廣播衛(wèi)星電視信號(hào)的天線，包括一個(gè)M×N的螺旋天線單元陣列，每個(gè)螺旋天線單元包括螺旋天線和其附屬的直桿端部，其中M和N是整數(shù)；第一介質(zhì)層，具有頂表面和底表面，并設(shè)有M×N的通孔陣列，其中每個(gè)通孔從頂表面延伸到底表面，每個(gè)直桿端部通過(guò)每個(gè)通孔，由此支承每個(gè)螺旋天線單元；第二介質(zhì)層，具有上表面和下表面，帶狀線饋線陣設(shè)置于上表面上，其中每個(gè)螺旋天線單元的直桿端部被電耦合到帶狀線饋線陣，以此同相地組合每個(gè)螺旋天線單元的輸出信號(hào)；一個(gè)輸出探針，電耦合到帶狀線饋線陣，以此輸出組合的輸出信號(hào)；和一個(gè)保護(hù)蓋，由天線罩和保護(hù)層構(gòu)成，完全覆蓋第一介質(zhì)層的頂表面，包括M×N的螺旋天線單元陣列。
全文摘要
一種平面天線，為接收直接廣播衛(wèi)星通信電視信號(hào)，它具有新的結(jié)構(gòu)和改進(jìn)的性能，它包括一個(gè)M×N的螺旋天線單元陣列，每個(gè)螺旋天線單元包括螺旋天線和其附屬的直桿端部，第一介質(zhì)層，具有M×N的通孔陣列，每個(gè)通孔從頂部延伸到底部；第二介質(zhì)層，其上表面具有帶狀線饋線陣，一個(gè)輸出探針，耦合到帶狀線饋線陣，由此輸出組合的輸出信號(hào)；和一個(gè)保護(hù)蓋。每個(gè)螺旋天線單元通過(guò)直桿端部穿過(guò)通孔被支承，并與帶狀線饋線陣耦合。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK1101760SQ94115990
公開日1995年4月19日 申請(qǐng)日期1994年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月31日
發(fā)明者洪圣勲 申請(qǐng)人:大宇電子株式會(huì)社