双反射器天线的子反射器制造技术

技术编号:3764540 阅读:154 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术的目的在于一种双反射器天线的子反射器,该子反射器包括:-第一末端,具有第一直径的结,适于耦合到波导的末端;-第二末端,具有大于第一直径的第二直径;-凸形反射内表面,设置于第二末端,具有旋转轴;-同轴的外表面,将两个末端连接;-电介质材料,在第一与第二末端之间延伸并且受内表面和外表面限制。根据本发明专利技术,外表面具有通过如下公式的六阶多项式方程来描述的凸外形:y=ax↑[6]+bx↑[5]+cx↑[4]+dx↑[3]+ex↑[2]+fx+g,其中a不为零。

【技术实现步骤摘要】
双反射器天线的子反射器相关申请的交叉引用 本申请是基于2008年1月18日提交的法国专利申请第08 50 301号,通过参考将该法国专利申请的公开内容全部包括于此并且要 求该法国专利申请的优先权。
技术介绍
本专利技术涉及射频(RF)双反射器天线。这些天线一般包括表现 为旋转曲面的大直径凹形主反射器和处于主反射器的焦点附近的较 小直径的凸形子反射器。对应于两个相反的RF波传播方向,这些天 线在发送器模式中或者在接收器模式中能同样很好的操作。在下文 中根据哪一模式能更好地说明现象,在天线的发送模式中或者在接 收模式中给出描述。应当注意所有论述也同时适用于接收天线和发 送天线。 最初的天线仅有通常为抛物面的单个反射器。射频波导的末端 位于反射器的焦点。波导插入到处于反射器的轴上的开口中,而它 的末端折叠180°以便与反射器相对。在用于照射反射器的波导的折 叠末端处的最大辐射半角为低,在70°的范围中。在反射器与波导的 末端之间的距离应当充分广阔以允许照射反射器的整个表面。对于 这些浅反射器天线,F/D比率在0.36的范围中。就这一比率而言,F 是反射器的焦距(在反射器的顶点与它的焦点之间的距离),而D 是反射器的直径。 在这些天线中,直径D的值取决于天线的中心工作频率。天线 的工作频率越低(例如7.1GHz或者10GHz)则反射器的直径对于等 效天线增益而言越重要,波导的末端必须距离反射器越远以很好地 照射它(发送模式)。因此工作频率越低,天线变得越笨重。对于这些浅反射器天线,必需的是添加暗迹屏以便使由于溢出引起的辐 射损耗最小并且改进无线电性能。 为了产生更紧凑的系统,人们利用双反射器天线,特别是卡塞 格伦类型的双反射器天线。双反射器包括通常为抛物面的凹形主反 射器以及具有小得多的直径并且设置在与主反射器相同的旋转轴上 的焦点附近的凸形子反射器。主反射器在它的顶点被钻孔而波导在 主反射器的轴上插入。波导的末端不再折叠而实际上与子反射器相对。在发送模式中,由波导发送的RF波由子反射器反射到主反射器。 有可能产生如下子反射器,这些子反射器表现为远大于70。的主 反射器的照射半角。例如,人们可以使用105。的照射半角限制。在 双反射器天线中,子反射器也可以轴向上与主反射器很近。在实践 中,子反射器可以处于由主反射器限定的空间内,这减少了天线占 据的空间。 在这些双反射器天线中,所用F/D比率常常小于或者等于0.25。 这些天线称为深反射器。在0.25的范围中的F/D比率就相等的中心 工作频率D的值而言对应于比F/D比率4妻近0.36的情况下短得多的 焦距。由于消除了不再必需的暗迹屏,双反射器天线占用的空间可 以小于单反射器天线占用的空间。 虽然例如在F/D比率接近0.2的情况下使用双反射器时双反射器 天线很好地适应于产生紧凑天线。但是可以优选使用F/D的不同值 以便优化除了占用空间之外的其他特征,如例如天线的辐射模式。 就双反射器天线而言,子反射器应当保持于主反射器的焦点附 近。可能的方式之一是将子反射器连接到波导的末端。在这一情况 下,子反射器一般包括或多或少成圆锥形并且对于RF波而言透明的 电介质材料(通常为塑料)。子反射器的或多或少成圆锥形的外表 面与主反射器相对。子反射器的凸形内表面涂覆有如下产品,该产 品实现RF波在穿过电介质材料时在主反射器的方向上反射。这一涂 层通常为金属。 在波导的末端与主反射器之间发生RF波的多次反射,其中涉及到子反射器。为了减少这些反射,已经提出在子反射器与主反射器 相对的外表面上引入局部中断。这些中断具有在电介质材料周围形 成环的轮廓形状。环形轮廓是绕着子反射器的轴的旋转轮廓。这些 环形轮廓的外形由不同高度和深度的峰状物和突出物组成。这些轮 廓可以周期性地分布于子反射器的整个外表面上。然而,非周期性个极化平面再次减少RF波的多次反射。 环形轮廓在电介质材料的外表面上的引入允许减少经由子反射器的内部金属镀制表面在波导与主反射器之间产生的RF波的多次 反射。另一方面,这些轮廓对双反射器的两个其它重要性质具有较 小影响以dBi或者各向同性分贝表达的天线增益和以dB表达的溢出损耗。例如在天线发送模式中,溢出损耗对应于子反射器在主反射器耗造成RF波对环境的污染。这些溢出损耗必须限制在由标准限定的水平。用于补救这一点的一种惯用解决方案是将如下罩附接到主反射 器的外围,该罩具有圆柱体的形状、与主反射器的直径接近的直径 和适当高度、内部涂覆有RF辐射吸收层。除了它所造成的拥塞之外, 这一已知解决方案还表现罩材料成本的如今棘手弊端以及此罩在主 反射器上的组装成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种明显减少溢出损耗的双反射器天线。 本专利技术的目的是一种双反射器天线的子反射器,该子反射器包 括-第一末端,具有第一直径的结,适于耦合到波导的末端, -第二末端,具有大于第一直径的第二直径,-凸形反射内表面,设置于第二末端,具有旋转轴, -同一轴的外表面,将两个末端连接,-电介质材料,在第一与第二末端之间延伸并且受内表面和外表 面限制。 根据本专利技术,外表面具有通过如下公式的六阶多项式方程来描述的凸外形y=ax6 + bx5 + cx4 + dx3 + ex2 + fx + g,其中a不为零。 本专利技术在于提出了一种子反射器,其中外表面表现为根据特殊曲线的外形。子反射器是具有如下表面的轴对称体,其中母线是通过6阶多项式方程来描述的曲线。 一些数值优化允许根据所用双反射器类型和罩的可能存在来改变这一 6阶多项式方程的系数。 在方程y二ax6 + bx5 + cx4 + dx3 + ex2 + fx + g中,在系数b、 c、 d、e、 f和/或g之中的一个或者多个系数可以是零。 在本专利技术的一种变形中,子反射器的外表面还包括围绕电介质材料的形状为环的特有轮廓。 这一轮廓的横截面可以是圆形或者平行四边形(例如方形或者矩形)的部分。优选地,轮廓具有矩形横截面。 优选地,轮廓也在与子反射器的旋转轴垂直的方向上突出。 这一特有轮廓环设置于子反射器的外表面上以减少RF波的多次反射。也同时实现减少溢出损耗和RF波多次反射。优选地,轮廓布置于外表面上接近于第二末端的一半上。 本专利技术也以 一种包括主反射器和关联的子反射器的双反射器天线为目的。该子反射器包括-第一末端,具有第一直径的结,适于耦合到波导的末端,-第二末端,具有大于第一直径的第二直径,-凸形反射内表面,设置于第二末端,具有旋转轴,-电介质材料,在第一与第二末端之间延伸并且受内表面和外表面限制,-同轴的外表面,设置为尽可能接近主反射器,具有通过如下公 式的六阶多项式方程来描述的凸外形y=ax6 + bx5 + cx4 + dx3 + ex2 +6fx + g,其中a不为零,由于减少溢出损耗,本专利技术使得有可能可以没有罩或者至少减 少主反射器的罩高度,这带来成本和体积上的优点。 本专利技术提供的改进允许使用可以与主反射器在单个部件中实现 的低高度的罩,也就是说实现如下单个机械部分,该机械部分在中 心部分表现为反射器和在外围部分表现为罩。更经典的解决方案涉 及到通过比如焊接、螺紋等任何已知方法来装配于主反射器上的罩。 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种双反射器天线的子反射器,包括: -第一末端,具有第一直径的结,适于耦合到波导(3)的末端, -第二末端,具有大于所述第一直径的第二直径, -凸形反射内表面(12),设置于所述第二末端,具有旋转轴(13), -同轴 (13)的外表面(14),将所述两个末端连接, -电介质材料(11),在所述第一与第二末端之间延伸并且受所述内表面(12)和所述外表面(13)限制, 其特征在于所述外表面(14)具有通过如下公式的六阶多项式方程来描述的凸外形:y =ax↑[6]+bx↑[5]+cx↑[4]+dx↑[3]+ex↑[2]+fx+g,其中a不为零。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:D蒂奥A勒巴永
申请(专利权)人:阿尔卡特朗讯
类型:发明
国别省市:FR[法国]

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