專利名稱：一種掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種衛(wèi)星電視天線，具體的說是一種低成本低剖面的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線。
背景技術(shù)：
掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線是一種借助于印制板電路方式制造天線陣列和功率分配器，以多層電路板重疊形成空腔，以空腔內(nèi)部的內(nèi)部電磁場分布并在電磁場中提取功率的微波功率的分配技術(shù)。該技術(shù)作為一種損耗低、成本低、剖面低、結(jié)構(gòu)簡單的天線陣列技術(shù)，在各種微波和天線系統(tǒng)中都可以廣泛應(yīng)用。衛(wèi)星電視天線一般以反射拋物面的方式實(shí)現(xiàn)，其尺寸大，在俯仰與方位兩個(gè)角度上都有較高的安裝精度要求，在室外易受風(fēng)雨等天線影響。功率分配器的實(shí)現(xiàn)方式一般可以分為波導(dǎo)功分器、同軸線功分器和微帶功分器， 主要按微波功分器的電路類型進(jìn)行分類。波導(dǎo)功分器插損小、頻帶寬，但成本高且尺寸大； 同軸功分器隔離度性能差，在微波電路中應(yīng)用形式受限；微帶功分器插損大?，F(xiàn)有的衛(wèi)星電視天線已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，但隨著技術(shù)進(jìn)步與生產(chǎn)生活的需要，對衛(wèi)星電視天線的安裝方式與位置、體積面積的尺寸要求越來越高，同時(shí)滿足這兩方面的要求的很困難。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，安裝簡便，成本低，低剖面，以簡單的結(jié)構(gòu)解決插入損耗大、安裝位置角度要求高以及體積面積尺寸大的不足。本實(shí)用新型解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，包括一根輸入同軸線、一個(gè)功率分配器、N根輸出同軸線和由N個(gè)天線單元構(gòu)成的天線陣列，N為大于等于I的整數(shù)，輸入同軸線和輸出同軸線都具有內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體，輸入同軸線和輸出同軸線都具有連接功率分配器的連接端和連接外部設(shè)備的信號端，天線單元具有信號輸入端，功率分配器具有內(nèi)腔、位于內(nèi)腔一側(cè)的輸入側(cè)金屬壁以及與輸入側(cè)金屬壁相對的位于內(nèi)腔另一側(cè)的輸出側(cè)金屬壁，內(nèi)腔內(nèi)填充有介質(zhì)；輸入同軸線的連接端外導(dǎo)體連接至功率分配器的輸入側(cè)金屬壁，輸入同軸線的連接端內(nèi)導(dǎo)體穿過功率分配器內(nèi)腔連接功率分配器的輸出側(cè)金屬壁；每一個(gè)天線單元的信號輸入端都連接一個(gè)輸出同軸線的連接端內(nèi)導(dǎo)體，并穿過功率分配器內(nèi)腔連接至功率分配器的輸入側(cè)金屬壁，各輸出同軸線的連接端外導(dǎo)體懸空?？梢杂枚鄬佑≈瓢咫娐穼盈B構(gòu)成功率分配器金屬腔體，功率分配器金屬腔體內(nèi)部的場分布結(jié)構(gòu)主要是由金屬腔體的幾何機(jī)構(gòu)與微波的工作頻率共同確定的，通過在確定的工作頻率上設(shè)計(jì)不同的功率分配器金屬腔體幾何結(jié)構(gòu)，可以得到確定的腔體內(nèi)部的場分布；在場分布的最大值的位置上設(shè)置輸入同軸線端口，在其他場分布的對應(yīng)位置設(shè)置輸出同軸線的端口，可以得到對應(yīng)的功率輸出；以功率分配器各支路的腔體的長度的設(shè)置，對陣列輸出端即天線單元進(jìn)行相位配置，可以實(shí)現(xiàn)平面天線陣列的波束指向的控制。這樣，以印制板電路的形式實(shí)現(xiàn)天線陣列和功率分器的多層層疊結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)低成本、地剖面平板衛(wèi)星電視天線；同時(shí)波束指向的控制使平板衛(wèi)星電視天線可以以壁掛或水平的方式放置。本實(shí)用新型進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是前述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，內(nèi)腔內(nèi)填充的介質(zhì)為空氣。用于對天線陣列接收的衛(wèi)星電視信號合成總的接收信號，功率分配器內(nèi)腔的填充空氣介質(zhì)實(shí)現(xiàn)低損耗特性。 前述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，天線陣列由螺旋形式的圓極化天線單元構(gòu)成。前述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，功率分配器通過印制電路板配裝形成不同長度的腔體，以及具有不同位置的與天線單元連接的端口。印制板電路的制造方式實(shí)現(xiàn)低成本特性。功率分配器各支路腔體的長度相對關(guān)系決定了可以壁掛或平房的特性。前述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，天線陣列由N個(gè)天線單元拼裝組成，或同印制板工藝加工的整體天線陣列結(jié)構(gòu)。前述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，功率分配器由至少一層長方體形功分器組成層狀結(jié)構(gòu)，各長方體形功分器具有的腔體截面為矩形，各長方體形功分器腔體內(nèi)部填充空氣介質(zhì)。前述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，天線陣列作為單獨(dú)的一層與功率分配器具有的至少一層長方體形功分器以平面結(jié)構(gòu)的形式多層重疊。以多層層疊印制板電路的形式實(shí)現(xiàn)，用于衛(wèi)星電視信號的接收，層疊的結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)平板結(jié)構(gòu)特性，實(shí)現(xiàn)低剖面特性。前述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，天線陣列的相位配置為俯仰45度的天線輻射波束指向或法向波束指向。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型沒有使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格相對應(yīng)用波導(dǎo)要低，損耗相對應(yīng)用微帶要低，因而簡化了功分器的結(jié)構(gòu)，并且充分利用空氣微帶電路的特點(diǎn)，從而大大提升了性能并擴(kuò)展了應(yīng)用領(lǐng)域；同時(shí)由于本實(shí)用新型通過控制功分器各支腔體的長度控制天線陣列單元的相位配置，故改變很方便地控制天線陣列的波束指向，簡單靈活，可適應(yīng)多種應(yīng)用場合；本實(shí)用新型采用基于印制板制造技術(shù)與工藝，以多層層疊的結(jié)構(gòu)形式，制造天線陣列與功率分配器網(wǎng)絡(luò)，無需采用價(jià)格相對高昂的波導(dǎo)，只采用普通印刷電路技術(shù)，成本可以控制到很低，從而可以大大擴(kuò)展天線技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域；本實(shí)用新型采用印制板制多層層疊的結(jié)構(gòu)形式，制造天線陣列與功率分配器網(wǎng)絡(luò)，成本可以天線陣列的剖面高度控制到很低，可以減小天線的安裝空間與結(jié)構(gòu)尺寸的安裝空間與結(jié)構(gòu)尺寸，便于運(yùn)輸和安裝。

圖I是本實(shí)用新型的天線單元示意圖。圖2是本實(shí)用新型的天線陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例I天線單元獨(dú)立拼接成天線陣列的示意圖。[0024]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2印制板工藝加工的整體天線陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5a是本實(shí)用新型實(shí)施例I功率分配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)法向波束的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5b是本實(shí)用新型實(shí)施例I功率分配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)法向波束的連接示意圖。圖6a是本實(shí)用新型實(shí)施例2功率分配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)俯仰45度波束的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6b是本實(shí)用新型實(shí)施例2功率分配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)俯仰45度波束的連接示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I本實(shí)施例是一種掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，包括一根輸入同軸線11、一個(gè)多 層層疊結(jié)構(gòu)的功率分配器網(wǎng)絡(luò)(1211、1212、1213、…1213N)和N個(gè)天線單元(1311、1312、···131N)構(gòu)建的天線陣列，天線陣列結(jié)構(gòu)如圖2所示；功率分配器由多層層長方體形功分器組成層狀結(jié)構(gòu)，各長方體形功分器具有的腔體截面為矩形，各長方體形功分器腔體內(nèi)部填充空氣介質(zhì)，功率分配器的多層層疊結(jié)構(gòu)形成內(nèi)腔，位于內(nèi)腔壁都是金屬壁，位于內(nèi)腔一側(cè)為輸入側(cè)金屬壁，與輸入側(cè)金屬壁相對的位于內(nèi)腔另一側(cè)為輸出側(cè)金屬壁，內(nèi)腔內(nèi)填充有介質(zhì)，天線陣列作為單獨(dú)的一層與功率分配以平面結(jié)構(gòu)的形式多層重疊；輸入同軸線和輸出同軸線都具有內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體，輸入同軸線和輸出同軸線都具有連接功率分配器的連接端和連接外部設(shè)備的信號端，天線單元具有信號輸入端；輸入同軸線的連接端內(nèi)導(dǎo)體穿過功率分配器內(nèi)腔連接功率分配器的輸出側(cè)金屬壁；每一個(gè)天線單元的信號輸入端都連接一個(gè)輸出同軸線的連接端內(nèi)導(dǎo)體，并穿過功率分配器內(nèi)腔連接至功率分配器的輸入側(cè)金屬壁，各輸出同軸線的連接端外導(dǎo)體懸空。本實(shí)施例的天線單元如圖I所示，天線單元單獨(dú)加工，獨(dú)立組裝，形成天線陣列，如圖3所示；功率分配器網(wǎng)絡(luò)通過印制電路板配裝形成腔體，通過印制板技術(shù)進(jìn)行成型、電鍍和配裝，過印制電路板配裝形成不同長度的腔體，以及具有不同位置的與天線單元連接的端口。本實(shí)施例的低成本低剖面的平板衛(wèi)星電視天線，功率分配器的各支路的內(nèi)腔長度所配置的天線陣列單元的相位形成法向波束指向，如圖5a和5b所示，功分器腔體內(nèi)部填充空氣介質(zhì)。本實(shí)施例是利用多層配合的功率分配器網(wǎng)絡(luò)使衛(wèi)星電視天線陣列平面化，并通過功率分配網(wǎng)絡(luò)的相位設(shè)置實(shí)現(xiàn)天線陣列在壁掛放置或水平放置的情況下，天線的方向圖波束對準(zhǔn)衛(wèi)星方向，改設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)天線陣列的工作波束的指向變化，簡單靈活，可適應(yīng)多種應(yīng)用場合。實(shí)施例2本實(shí)施例是一種掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，包括一根輸入同軸線11、一個(gè)多層層疊結(jié)構(gòu)的功率分配器網(wǎng)絡(luò)(1211、1212、1213、…1213N)和N個(gè)天線單元(1311、1312、···131N)構(gòu)建的天線陣列，天線陣列結(jié)構(gòu)如圖2所示；功率分配器由多層層長方體形功分器組成層狀結(jié)構(gòu)，各長方體形功分器具有的腔體截面為矩形，各長方體形功分器腔體內(nèi)部填充空氣介質(zhì)，功率分配器的多層層疊結(jié)構(gòu)形成內(nèi)腔，位于內(nèi)腔壁都是金屬壁，位于內(nèi)腔一側(cè)為輸入側(cè)金屬壁，與輸入側(cè)金屬壁相對的位于內(nèi)腔另一側(cè)為輸出側(cè)金屬壁，內(nèi)腔內(nèi)填充有介質(zhì)，天線陣列作為單獨(dú)的一層與功率分配以平面結(jié)構(gòu)的形式多層重疊；輸入同軸線和輸出同軸線都具有內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體，輸入同軸線和輸出同軸線都具有連接功率分配器的連接端和連接外部設(shè)備的信號端，天線單元具有信號輸入端；輸入同軸線的連接端內(nèi)導(dǎo)體穿過功率分配器內(nèi)腔連接功率分配器的輸出側(cè)金屬壁；每一個(gè)天線單元的信號輸入端都連接一個(gè)輸出同軸線的連接端內(nèi)導(dǎo)體，并穿過功率分配器內(nèi)腔連接至功率分配器的輸入側(cè)金屬壁，各輸出同軸線的連接端外導(dǎo)體懸空。本實(shí)施例的天線陣列整體印制板加工，組裝時(shí)與功分器網(wǎng)絡(luò)的輸出端以金屬圓柱兩邊以焊接的方式連接，如圖4所示；功率分配器網(wǎng)絡(luò)通過印制電路板配裝形成腔體，通過印制板技術(shù)進(jìn)行成型、電鍍和配裝，過印制電路板配裝形成不同長度的腔體，以及具有不同位置的與天線單元連接的端口。本實(shí)施例的低成本低剖面的平板衛(wèi)星電視天線，功率分配器的各支路的內(nèi)腔長度所配置的天線陣列單元的相位形成俯仰45度的波束指向，如圖6a和6b所示，功分器腔體內(nèi)部填充空氣介質(zhì)。本實(shí)施例是利用多層配合的功率分配器網(wǎng)絡(luò)使衛(wèi)星電視天線陣列平面化，并通過·功率分配網(wǎng)絡(luò)的相位設(shè)置實(shí)現(xiàn)天線陣列在壁掛放置或水平放置的情況下，天線的方向圖波束對準(zhǔn)衛(wèi)星方向，改設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)天線陣列的工作波束的指向變化，簡單靈活，可適應(yīng)多種應(yīng)用場合。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，包括一根輸入同軸線(11)、一個(gè)功率分配器、N根輸出同軸線和由N個(gè)天線單元(1311、1312、1313···131N)構(gòu)成的天線陣列，所述N為大于等于I的整數(shù)，所述輸入同軸線和輸出同軸線都具有內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體，所述輸入同軸線和輸出同軸線都具有連接功率分配器的連接端和連接外部設(shè)備的信號端，所述天線單元(1311、1312、1313…131N)具有信號輸入端，所述功率分配器具有內(nèi)腔、位于內(nèi)腔一側(cè)的輸入側(cè)金屬壁以及與輸入側(cè)金屬壁相對的位于內(nèi)腔另一側(cè)的輸出側(cè)金屬壁，所述內(nèi)腔內(nèi)填充有介質(zhì)；其特征在于所述輸入同軸線的連接端外導(dǎo)體連接至所述功率分配器的輸入側(cè)金屬壁，所述輸入同軸線的連接端內(nèi)導(dǎo)體穿過所述功率分配器內(nèi)腔連接所述功率分配器的輸出側(cè)金屬壁；所述每一個(gè)天線單元(1311、1312、1313-13謂)的信號輸入端都連接一個(gè)輸出同軸線的連接端內(nèi)導(dǎo)體，并穿過所述功率分配器內(nèi)腔連接至所述功率分配器的輸入側(cè)金屬壁，所述各輸出同軸線的連接端外導(dǎo)體懸空。
2.如權(quán)利要求I所述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，其特征在于所述內(nèi)腔內(nèi)填充的介質(zhì)為空氣。
3.如權(quán)利要求I所述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，其特征在于所述天線陣列由螺旋形式的圓極化天線單元構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求I所述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，其特征在于所述功率分配器通過印制電路板配裝形成不同長度的腔體，以及具有不同位置的與所述天線單元連接的端□。
5.如權(quán)利要求I所述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，其特征在于所述天線陣列由N個(gè)天線單元拼裝組成，或同印制板工藝加工的整體天線陣列結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，其特征在于所述功率分配器由至少一層長方體形功分器組成層狀結(jié)構(gòu)，各長方體形功分器具有的腔體截面為矩形，所述各長方體形功分器腔體內(nèi)部填充空氣介質(zhì)。
7.如權(quán)利要求6所述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，其特征在于所述天線陣列作為單獨(dú)的一層與所述功率分配器具有的至少一層長方體形功分器以平面結(jié)構(gòu)的形式多層重疊。
8.如權(quán)利要求7所述的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，其特征在于所述天線陣列的相位配置為俯仰45度的天線輻射波束指向或法向波束指向。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種衛(wèi)星電視天線，是一種低成本低剖面的掛壁或平放平板衛(wèi)星電視天線，輸入同軸線的連接端外導(dǎo)體連接至功率分配器的輸入側(cè)金屬壁，輸入同軸線的連接端內(nèi)導(dǎo)體穿過功率分配器內(nèi)腔連接功率分配器的輸出側(cè)金屬壁；每一個(gè)天線單元的信號輸入端都連接一個(gè)輸出同軸線的連接端內(nèi)導(dǎo)體，并穿過功率分配器內(nèi)腔連接至功率分配器的輸入側(cè)金屬壁，各輸出同軸線的連接端外導(dǎo)體懸空。本實(shí)用新型是利用多層配合的功率分配器網(wǎng)絡(luò)使衛(wèi)星電視天線陣列平面化，并通過功率分配網(wǎng)絡(luò)的相位設(shè)置實(shí)現(xiàn)天線陣列在壁掛放置或水平放置的情況下，天線的方向圖波束對準(zhǔn)衛(wèi)星方向，該設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)天線陣列的工作波束的指向變化，簡單靈活，可適應(yīng)多種應(yīng)用場合。
文檔編號H01Q1/36GK202797295SQ20122047170
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者李平, 王新懷, 何英高, 邵嫻 申請人:無錫創(chuàng)元電子科技有限公司