微波天线制造技术

本发明专利技术提供微波天线．以抛物线构成各镜面，则：１．反射后，仍为同相位的波，其信号较强．２．天线效率较高．３．天线的频带宽．４．副反射器的造价低．５．易于提高天线的性能与售价．其四种结构：Ａ．多个抛物柱面平行排列、作为几十米见方的天线，各种费用低、精度有保证，Ｂ．利用各建筑物架设，节省所须铁塔与场地．Ｃ．直接接收卫星播音或电视的天线，易于提高所接收的频率，有效地提高其增益．Ｄ．用于接力站的天线，其副瓣低．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天线，特别涉及微波天线。现有的微波天线，其不足之处为一.频带不宽某个确定的结构尺寸，往往只能用于两种频率;二.主镜(即主反射器)发射面(即主镜镜口平面)上，相位不同想象发射天线，有馈源发出光线，到达发射面。各条光线所历的路程不同，路程之差称为“程差”，程差可折算为电磁波的相位差。可以证明，程差大于波长的结构1)有四分之一的相位差，不同程度地削弱信号、2)其余四分之三的相位差，以矢量和的方式合成信号，这两个因素都减弱信号的强度;因之，与发射面上无程差的天线相比，必然三.效率较低;四.副镜(即副反射器)为双曲面，与抛物线构成的曲面比较，难达所须形状，因之五.工作波长不能缩短、天线增益受限制。本专利技术的目的在于提供频带宽、(以几何光学衡量)无程差、效率较高、镜面截线为抛物线的微波天线，其中镜面为旋转抛物面者，本专利技术还提供工艺上易达最短波长所须精度的结构。实现本专利技术目的的各种技术方案如下 一.总的构思微波天线由一只馈电器、一个至若干个副镜、(延长镜面可接合为一的一个至若干个镜面组合的)主镜组成，且上述镜面A.主镜的各镜面由一条抛物线构成，B.各副镜镜面由焦距不同的抛物线构成，C.上述所有抛物线的焦点重合、轴线OF重合，D.所有镜面、以(接受光的)光路编号(与镜面轴线OF平行的光，进入主镜，按各镜反射的顺序编号，例如主镜第一次反射，其编号为1，其后反射的副镜，依次编为2号、3号、……)，焦点位于奇数号镜面与偶数号镜面之间，E.包括主镜在内，所有镜面的构成方式各抛物线均处于一个平面上，以该平面为旋转面，围绕旋转轴Z旋转(成为抛物面、抛物柱面或其他形式的镜面)，F.编号最大的镜面，正对馈电器的开口。这个构思的最佳结构为一个副镜，其周边略大于接收主镜反射波之所须;馈电器的大小与副镜相当其内表面能全部容纳副镜所反射的波、其端部及外表面处于主、副镜反射波的“阴影区”内-要求提高能流密度时，利用变换器缩小波导尺寸。馈电器大小与第一个副镜不相当(例如容纳不下变换器的场所)时，一个副镜与主镜之间多次反射后，波全部进入馈电器是不可能的(因安装精度不可能那么高)，则较强的波在馈电器端部产生较强的反射波、天线效率也不高。这种情况下，增加副镜数量，让最后的副镜周边稍大于所须，可在馈电器的端部形成阴影，就不会有反射波。采用几个副镜，获较好的安装效果第一个副镜，其焦距更大，以相同的安装水平(相同的绝对误差)，获得更好的效果，安装效果以相对误差衡量;第二个副镜与第一个副镜的距离，比(只用一个副镜时的)副镜与主镜的距离短，易于提高安装精度(例如距离短、可用更精密量具)。副镜总数，只须三个即使第一个副镜的开口很大，第二个副镜(编号3)可利用主镜与第一个副镜之间的多次反射的结果(波束变细);但应注意3号镜须能全部反射同相位的波，其外形可由绘制多次反射的光路确定;当然，3、4号镜均应处于阴影区、均应稍大于所须。主镜镜面分为若干段的必要性当镜面较大时，用电火花加工镜面，分段加工可降低电火花所需功率，柱面的另一必要性详下述五。第二个引伸出的构思解决特大型天线的若干特殊困难，详下述六至八。第三个引伸的构思第一个副镜不遮挡进入主镜“光波”的结构，详下述三。以上总构思，可表达为以下结构。结构不同，制造方法与用途亦随之而异;所以把制法用途列于各结构之后。二.馈电器的内表面为波导，其横截面的形心、位于抛物线的轴线OF上，其构成方式、与镜面相同(围绕旋转轴Z旋转);也可为其他结构。三.上述所有镜面分为两半、装设、馈电器具有两分支波导，各分支波导的开口，正对编号最大的镜面。四.各镜面为旋转抛物面，馈电器的内表面为圆波导(上述旋转轴Z与抛物线的轴线OF重合)。镜面制法以具有足够强度、较高熔点的材料(例如非磁性钢)，铸出(或压成)所须凹面(底部带有管子);凹面搪锡。镜面装在恒定转速的旋转轴上，封住管口、倾入定量的熔融的锡，逐渐增大转速，至微量锡溢出时保持恒速;待锡凝固后停机。此锡基还应镀铜(电镀或化学镀)，镀铜后再镀银。制镜面时，只须转速恒定，便可获得精确的镜面。此种天线，用途普遍，直接接收卫星播音或电视的天线，便是其一。五.各镜面为抛物柱面、馈电器的内表面为矩形波导(上述旋转轴Z在无穷远处)。抛物柱面的制法1)以轻金属板(铝板)为材料、通过轧辊、轧压成形，凹面上垫以硬度更低的橡皮，可免出现轧痕。如果工作波长更短、精度不够，再以2)电火花加工，以精密形状的金属板为另一极，该板加工时沿焦线方向作直线运动，“进刀”时垂直于焦线移动。柱面安装主镜与波导之间，用胶合剂粘牢。波导或支梁的外表面，每隔一定距离，加工成各层燕尾，各镜面后部，每隔相同的距离，附有燕尾槽，各燕尾槽插入燕尾。燕尾与燕尾槽之间的垫片，可使各镜面焦线重合。支梁安装在夹板上。主镜开口甚大时，把主镜面分为几片，可利用墙面平行的几个建筑物，从而节省所须的铁塔与场地。做法是在稍低的屋顶上架设主镜底部(包括副镜与馈电器)，在其余建筑物的墙上(或屋顶)安装其余主镜镜面。在建筑物上附设挡风板，还可降低天线对风负荷的要求，从而降低天线造价。如果主镜的方位，可兼反射阳光，在第一副镜内部填充供热解质(水等)，为室内提供热水副镜，一物多用。如果工作波长较长、镜面精度要求不高，可在建筑上以混凝土为基，贴附金属箔作为主镜;只须注意新建的建筑物，须于落成后，测量其相对距离，再设计制作天线。六.上述旋转轴Z与抛物线的轴线OF平行，两者距离ρ依旋转角度θ变化ρ＝kθ，焦点构成等距离螺线，各镜面与馈电器的内表面，由旋转面上的焦点及各曲线定位，不同旋转面上，各曲线对应相同，馈电器的内表面，为空腔(而非两个不接触的曲面)。七.天线的开口面，构成方形同心回纹，回纹中两互相垂直的抛物柱面之间的接合方式在该两抛物柱面的对称面上，选取与抛物线轴线OF平行的旋转轴Z，使两端接合处，与两柱面上各点相切，馈电器的接合仿此、其内表面为空腔(而非两个不接触的曲面)。亦即弯曲接头，沿Z轴旋转90°。各弯曲接头，若取旋转半径对应相等，则所有弯曲接头中的各曲面也对应相等;此时用若干个模(胎)具，就可制出所有弯曲接头。亦即弯曲接头可统一为一种结构。八.采用多个抛物柱面天线，所有抛物柱面的朝向一致，平行排列，各波导接通。射电天文天线，要求抛物面直径为几十米至一百米，宜应用此方案。此方案的优点1)天线的厚度(即高度)比同等直径的抛物面天线小好多倍;2)安装现场只须接通波导，不必接合镜面-安装方便得多;3)每个天线最多占用两节列车(天线的包装箱下装万向导轮、供火车进入弯曲的隧道时自动调节包装箱取向)，运输方便;4)在制造厂内安装馈电器等部件，精度得到保证;5)主镜造价低。第六至第八方案，皆可缩小天线高度、替代大直径的抛物面天线。四方案在改进制法后，造价可低于特大型抛物面天线。九.适于波微接力站的天线，应具有副瓣低的性能，须以主镜镜口为截面，可截到副镜(2号镜)的内表面，且主镜及该副镜的镜口、靠近镜口的内外表面，均敷设微波吸收材料，由光路确定理论位置、扩大(1～3)%成为实际的敷设位置。(例如主镜的外表面，取主镜镜口的3%)，吸收材料可以如下A.橡皮铁氧体、B.碳橡皮、C.由猪鬃(或马尾)与碳粉混合。十.计及电磁波比光波的波长更长，两者不能完全等同，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
天线，特别是微波天线，由一只馈电器［６］、一个至若干个副镜［２，３，４］、延长镜面可接合为一的：一个至若干个镜面［１，５，７］组合的主镜组成，其特征在于——上述镜面：Ａ．主镜的各镜面由一条抛物线构成，Ｂ．各副镜镜面由焦距不同的抛物线构成，Ｃ．上述所有抛物线的焦点重合、轴线ＯＦ重合，Ｄ．所有镜面、以（接受光的）光路编号，焦点位于奇数号镜面与偶数号镜面之间，Ｅ．所有镜面的构成方式：各抛物线均处于一个平面上，以该平面为旋转面，围绕旋转轴Ｚ旋转，Ｆ．编号最大的镜面，正对馈电器［６］的开口。

【技术特征摘要】
1.天线，特别是微波天线，由一只馈电器[6]、一个至若干个副镜[2，3，4]、延长镜面可接合为一的一个至若干个镜面[1，5，7]组合的主镜组成，其特征在于-上述镜面A.主镜的各镜面由一条抛物线构成，B.各副镜镜面由焦距不同的抛物线构成，C.上述所有抛物线的焦点重合、轴线OF重合，D.所有镜面、以(接受光的)光路编号，焦点位于奇数号镜面与偶数号镜面之间，E.所有镜面的构成方式各抛物线均处于一个平面上，以该平面为旋转面，围绕旋转轴Z旋转，F.编号最大的镜面，正对馈电器[6]的开口。2.权利要求1所述的天线，其特征在于馈电器〔6〕的内表面为波导，其横截面的形心、位于抛物线的轴线OF上，其构成方式、与镜面相同。3.权利要求1所述的天线，其特征在于所有镜面分为两半、装设，馈电器〔6〕具有两分支波导，各分支波导的开口，正对编号最大的镜面。4.权利要求2所述的天线，其特征在于旋转轴Z与抛物线的轴线OF重合，各镜面为旋转抛物面、馈电器〔6〕的内表面为圆波导。5.权利要求2所述的天线，其特征在于旋转轴Z在无穷远处，各镜面为抛物...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令如，
申请(专利权)人：孔令如，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]