專利名稱：雙頻皺波狀喇叭天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)衛(wèi)星接收器的饋源天線，尤其有關(guān)可接收兩種頻帶的饋源天線。
背景技術(shù)：
一般衛(wèi)星接收器包括一較大的碟型天線及一較小的饋源(Feed)天線；饋源天線位于碟型天線的焦點處；衛(wèi)星傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘柾ㄟ^碟型天線反射至饋源天線。
美國專利U.S.6,771,225，揭示一種供交互式衛(wèi)星終端使用的低成本高性能天線(Low cost high performance antenna for use in interactive satelliteterminals)，其饋源天線是皺波喇叭狀的天線，僅能接收單一種頻帶的電磁波。美國專利U.S.4,910,527，揭示一種衛(wèi)星喇叭天線的皺波狀KU頻帶接收器(Configurable KU-band receiver for satellite antenna feed)，其饋源天線包括可接收KU頻帶的單元及可接收C頻帶的單元所組成，可接收兩種頻帶的電磁波。
一般可接收兩種頻帶的饋源天線，大多由兩個單元結(jié)合而成，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高，且較占空間。

發(fā)明內(nèi)容
為了簡化可接收兩種頻帶電磁波的饋源天線的結(jié)構(gòu)，而提出本發(fā)明。
本發(fā)明的主要目的，在提供一種雙頻皺波狀喇叭天線(Dual band corrugatedantenna feed)，使單一天線可接收至少兩種頻帶的電磁波。
本發(fā)明的另一目的，在提供一種雙頻皺波狀喇叭天線，其結(jié)構(gòu)精簡，可節(jié)省可接收兩種頻帶的天線的制造成本及降低天線占有的空間。
本發(fā)明的雙頻皺波狀喇叭天線，用以接收至少兩種頻帶的電磁波信號者，其天線包括一導(dǎo)管；一喇叭部，連接于該導(dǎo)管的上端；該喇叭部分成至少兩個區(qū)域，其中第一區(qū)靠近該喇叭部的內(nèi)側(cè)，第二區(qū)連接于該第一區(qū)的外側(cè)端；該第一區(qū)具有至少兩個由該喇叭部的下端往上延伸的環(huán)柱；該第二區(qū)具有至少兩個由該喇叭部的下端往上延伸的環(huán)柱；這些多個環(huán)柱由該喇叭部的內(nèi)部往外排列；該第一區(qū)相鄰兩環(huán)柱之間具有溝槽；該第一區(qū)的環(huán)柱、該第二區(qū)的環(huán)柱之間及該第二區(qū)相鄰兩環(huán)柱之間均具溝槽；該第一區(qū)的溝槽與該第二區(qū)的溝槽具有不同的深度；通過調(diào)整該第一區(qū)的溝槽的深度、寬度及該第一區(qū)的環(huán)柱的壁厚及圈數(shù)，及調(diào)整該第二區(qū)的溝槽的深度、寬度及該第二區(qū)的環(huán)柱的壁厚及圈數(shù)，使該第一區(qū)及該第二區(qū)分別響應(yīng)不同頻帶的電磁波，以接收至少兩種頻帶的電磁波信號，使單一天線可接收兩種頻帶的電磁波，且其結(jié)構(gòu)簡單，可節(jié)省可接收兩種頻帶的天線的制造成本及降低天線占有的空間。
本發(fā)明的其他目的、功效，請參見附圖及實施例，詳細(xì)說明如下。


圖1A是本發(fā)明雙頻皺波狀喇叭天線第一實施例的立體示意圖。
圖1B是本發(fā)明第一實施例的剖面示意圖。
圖2A是本發(fā)明第一實施例以12.45GHz電磁波進(jìn)行輻射模擬運(yùn)算獲得的左旋圓形極化輻射天線波形圖。
圖2B是本發(fā)明第一實施例以19.95GHz電磁波進(jìn)行輻射模擬運(yùn)算獲得的左旋圓形極化輻射天線波形圖。
圖3A是本發(fā)明第一實施例以12.45GHz電磁波進(jìn)行輻射獲得的左旋圓形極化輻射天線波形圖。
圖3B是本發(fā)明第一實施例以19.95GHz電磁波進(jìn)行輻射獲得的左旋圓形極化輻射天線波形圖。
圖4A是本發(fā)明雙頻皺波狀喇叭天線第二實施例的立體示意圖。
圖4B是本發(fā)明第二實施例的剖面示意圖。
圖5A是本發(fā)明第二實施例以20GHz電磁波進(jìn)行輻射獲得的右旋圓形極化輻射天線波形圖。
圖5B是本發(fā)明第二實施例以30GHz電磁波進(jìn)行輻射獲得的右旋圓形極化輻射天線波形圖。
具體實施例方式
請參見圖1A、1B所示。本發(fā)明雙頻皺波狀喇叭天線的第一實施例，用以接收至少兩種頻帶的電磁波信號，其天線10包括一導(dǎo)管11；一喇叭部12，連接于導(dǎo)管11的上端，也可與導(dǎo)管11一體成型；喇叭部12分成至少兩個區(qū)域，其中第一區(qū)121靠近喇叭部12的內(nèi)側(cè)，第二區(qū)122連接于第一區(qū)121的外側(cè)端；第一區(qū)121具有至少兩個由喇叭部12下端往上延伸的環(huán)柱(Cylindrical ring)123；多個環(huán)柱123由喇叭部12的內(nèi)部往外排列；第二區(qū)122具有至少兩個由喇叭部12下端往上延伸的環(huán)柱124；多個環(huán)柱124由喇叭部12的內(nèi)部往外排列；第一區(qū)121相鄰兩環(huán)柱123之間具有溝槽125；第一區(qū)的環(huán)柱123、第二區(qū)的環(huán)柱124之間及第二區(qū)相鄰兩環(huán)柱124之間均具溝槽126；第一區(qū)121的溝槽125與第二區(qū)122的溝槽126具有不同的深度，在本實施例中第一區(qū)121的溝槽125比第二區(qū)122的溝槽126深；通過調(diào)整第一區(qū)121及第二區(qū)122的溝槽125、126的深度、寬度及環(huán)柱123、124的壁厚及圈數(shù)，可同時使第一區(qū)121及第二區(qū)122分別響應(yīng)不同頻帶的電磁波；譬如使第一區(qū)121接收或輻射第一頻帶的電磁波，使第二區(qū)122接收或輻射第二頻帶的電磁波；第一頻帶的電磁波頻率可以比第二頻帶的電磁波頻率高，第一頻帶的電磁波頻率也可以較第二頻帶的電磁波頻率低；并可調(diào)整天線10所需的反彈損耗(Return Loss)、波束的10分貝波寬(10dB Beam Width)及旁波(Side lobe或X-pol)的大小。
在本實施例中，連接第一區(qū)121的多個溝槽12上緣的第一虛擬直線13的斜率為A；而連接第二區(qū)122的多個溝槽12上緣的虛擬直線14的斜率為B；其中A＞B。
本發(fā)明的導(dǎo)管11管徑的尺寸由較低頻帶電磁波的頻率所決定；喇叭部12出口的口徑尺寸及高度為兩可調(diào)整的參數(shù)，可配合天線10所需的反彈損耗、波束的10分貝波寬及旁波的大小加以調(diào)整。
請參見圖2A所示。本實施例的天線10，通過12.45GHz(109赫茲)電磁波進(jìn)行輻射模擬運(yùn)算，獲得圖2A所示的左旋圓形極化(Left Hand CircularPolarization LHCP)輻射天線波形圖(Radiation Antenna Pattern)。其中之一的曲線代表垂直分量波，其中另一的曲線代表水平分量波；下方的部分為旁波；圖中顯示在輻射12.45GHz的頻帶時，垂直分量波主要的波束形狀及水平分量波主要的波束形狀相當(dāng)接近，且兩者由波峰往下10分貝的波束的10分貝波寬分別為70.0°及68.0°，且兩者的下方的旁波與主要的波峰相較甚小，顯示天線10在12.45GHz的頻帶具有良好的輻射效能。
請參見圖2B所示。本實施例的天線10，通過19.95GHz電磁波進(jìn)行輻射模擬運(yùn)算，獲得圖2B所示的左旋圓形極化輻射天線波形圖。其中之一的曲線代表垂直分量波，其中另一的曲線代表水平分量波；下方的部分為旁波；圖中顯示在輻射19.95GHz的頻帶時，垂直分量波主要的波束形狀及水平分量波主要的波束形狀相當(dāng)接近，兩者主要的波束的10分貝波寬分別為74.0°及73.0°，且兩者的下方的旁波與波峰相較甚小，顯示天線10在19.95GHz的頻帶具有良好的輻射效能。
請參見圖3A所示。本實施例的天線10，通過12.45GHz電磁波進(jìn)行實際的輻射量測，獲得圖3A所示的左旋圓形極化輻射天線波形圖。圖中顯示在輻射12.45GHz的頻帶時，垂直分量波及水平分量波主要的波束的10分貝波寬分別為69.5°及69.5°，顯示天線10在12.45GHz的頻帶具有很好的輻射功能。
請參見圖3B所示。本實施例的天線10，通過19.95GHz電磁波進(jìn)行實際的輻射量測，獲得圖3B所示的左旋圓形極化輻射天線波形。圖中顯示在輻射19.95GHz的頻帶時，垂直分量波及水平分量波主要的波束的10分貝波寬分別為65.0°及64.5°，顯示天線10在19.95GHz的頻帶具有良好的輻射效能。
經(jīng)由上述模擬運(yùn)算及實際測量的結(jié)果，可證明本實施例的天線10確實可同時響應(yīng)12.45GHz及19.95GHz兩種頻帶的電磁波，且主要的波束的形狀及波束的10分貝波寬均十分相近，顯示本實施例的天線10在該兩種頻帶時，具有相近的輻射效果。
請參見圖4A、4B所示。本發(fā)明雙頻皺波狀喇叭天線的第二實施例，其天線20包括一導(dǎo)管21；一喇叭部22，連接于導(dǎo)管21的上端，也可與導(dǎo)管21一體成型；喇叭部22分成至少二個區(qū)域，其中第一區(qū)221靠近喇叭部22的內(nèi)側(cè)，第二區(qū)222連接于第一區(qū)221的外側(cè)端；第一區(qū)221具有至少兩個由喇叭部22下端往上延伸的環(huán)柱223；多個環(huán)柱223由喇叭部22的內(nèi)部往外排列；第二區(qū)222具有至少兩個由喇叭部22下端往上延伸的環(huán)柱224；多個環(huán)柱224由喇叭部22的內(nèi)部往外排列；第一區(qū)221相鄰兩環(huán)柱223之間具有溝槽225；第一區(qū)的環(huán)柱223、第二區(qū)的環(huán)柱224之間及第二區(qū)222相鄰兩環(huán)柱224之間均具溝槽226；在本實施例中第一區(qū)221的溝槽225比第二區(qū)222的溝槽226深；通過調(diào)整第一區(qū)221及第二區(qū)222的溝槽225、226的深度、寬度及環(huán)柱223、224的壁厚及圈數(shù)，可同時使第一區(qū)221及第二區(qū)222分別響應(yīng)不同頻帶的電磁波；譬如使第一區(qū)221接收或輻射第一頻帶的電磁波，使第二區(qū)222接收或輻射第二頻帶的電磁波；并可調(diào)整天線20所需的反彈損耗、波束的20分貝波寬及旁波的大小。
在本實施例中，連接第一區(qū)221的多個溝槽22上緣的第一虛擬直線23的斜率為C；而連接第二區(qū)222的多個溝槽22上緣的虛擬直線24的斜率為D；其中C＞D，且D＝0。
本發(fā)明的導(dǎo)管21管徑的尺寸由較低頻帶電磁波的頻率所決定；喇叭部22出口的口徑尺寸及高度為兩個可調(diào)整的參數(shù)，可配合天線20所需的反彈損耗、波束的20分貝波寬及旁波的大小加以調(diào)整。
請參見圖5A所示。本實施例的天線20，通過20GHz電磁波進(jìn)行實際的輻射量測，獲得圖5A所示的右旋圓形極化輻射天線波形圖。圖中顯示在輻射20GHz的頻帶時，垂直分量波及水平分量波主要的波束的10分貝波寬分別為75.5°及74.0°，顯示天線20在20GHz的頻帶具有良好的輻射效能。
請參見圖5B所示。本實施例的天線20，通過30GHz電磁波進(jìn)行實際的輻射量測，獲得圖5B所示的右旋圓形極化輻射天線波形。圖中顯示在輻射30GHz的頻帶時，垂直分量波及水平分量波主要的波束的10分貝波寬分別為76.0°及77.0°，顯示天線20在30GHz的頻帶具有良好的輻射效能。
經(jīng)由上述實際測量的結(jié)果，可證明本實施例的天線20確實可同時響應(yīng)20GHz及30GHz兩種頻帶的電磁波，且主要的波束的形狀及波束的10分貝波寬均十分相近，顯示本實施例的天線20在該兩種頻帶時，具有相近的輻射效果。
本發(fā)明提供的雙頻皺波狀喇叭天線，使單一天線可接收兩種頻帶的電磁波，且其結(jié)構(gòu)精簡，可節(jié)省可接收兩種頻帶的天線的制造成本及降低天線占有的空間。
本發(fā)明可使天線的喇叭部分成三個區(qū)域，各區(qū)域中分別具有環(huán)柱及溝槽，利用上述各實施例所揭示的技術(shù)，即可使單一天線可接收三種頻帶的電磁波。
以上所記載，僅為利用本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的實施例，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員運(yùn)用本發(fā)明所做的修飾、變化，皆屬本發(fā)明主張的權(quán)利要求范圍，而不限于實施例的揭示。
權(quán)利要求
1.一種雙頻皺波狀喇叭天線，用以接收至少兩種頻帶的電磁波信號，其特征在于，所述天線包括一導(dǎo)管；一喇叭部，連接于所述導(dǎo)管的上端；所述喇叭部分成至少兩個區(qū)域，其中第一區(qū)靠近所述喇叭部的內(nèi)側(cè)，第二區(qū)連接于所述第一區(qū)的外側(cè)端；所述第一區(qū)具有至少兩個由所述喇叭部的下端往上延伸的環(huán)柱；所述第二區(qū)具有至少兩個由所述喇叭部的下端往上延伸的環(huán)柱；所述這些多個環(huán)柱由所述喇叭部的內(nèi)部往外排列；所述第一區(qū)相鄰兩環(huán)柱之間具有溝槽；所述第一區(qū)的環(huán)柱、所述第二區(qū)的環(huán)柱之間及所述第二區(qū)相鄰兩環(huán)柱之間均具溝槽；所述第一區(qū)的溝槽與所述第二區(qū)的溝槽具有不同的深度；通過調(diào)整所述第一區(qū)的溝槽的深度、寬度及所述第一區(qū)的環(huán)柱的壁厚及圈數(shù)，及調(diào)整所述第二區(qū)的溝槽的深度、寬度及所述第二區(qū)的環(huán)柱的壁厚及圈數(shù)，使所述第一區(qū)及所述第二區(qū)分別響應(yīng)不同頻帶的電磁波，以接收至少兩種頻帶的電磁波信號。
2.如權(quán)利要求1所述的雙頻皺波狀喇叭天線，其特征在于，所述第一區(qū)的溝槽比所述第二區(qū)的溝槽深。
3.如權(quán)利要求1所述的雙頻皺波狀喇叭天線，其特征在于，所述天線是一體成型的。
4.如權(quán)利要求1所述的雙頻皺波狀喇叭天線，其特征在于，連接所述第一區(qū)的多個溝槽上緣的第一虛擬直線的斜率，大于連接所述第二區(qū)的多個溝槽上緣的虛擬直線的斜率。
5.如權(quán)利要求2所述的雙頻皺波狀喇叭天線，其特征在于，連接所述第一區(qū)的多個溝槽上緣的第一虛擬直線的斜率，大于連接所述第二區(qū)的多個溝槽上緣的虛擬直線的斜率。
6.如權(quán)利要求4所述的雙頻皺波狀喇叭天線，其特征在于，所述連接所述第二區(qū)的多個溝槽上緣的虛擬直線的斜率等于0。
7.如權(quán)利要求5所述的雙頻皺波狀喇叭天線，其特征在于，所述連接所述第二區(qū)的多個溝槽上緣的虛擬直線的斜率等于0。
8.如權(quán)利要求6所述的雙頻皺波狀喇叭天線，其特征在于，所述天線是一體成型的。
9.如權(quán)利要求7所述的雙頻皺波狀喇叭天線，其特征在于，所述天線是一體成型的。
全文摘要
一種雙頻皺波狀喇叭天線，包括一導(dǎo)管及一喇叭部；喇叭部分成至少二個區(qū)域，各區(qū)域中分別具有環(huán)柱及介于環(huán)柱之間的溝槽，通過調(diào)整各區(qū)域的溝槽的深度、寬度及各區(qū)域的環(huán)柱的壁厚及圈數(shù)，使各區(qū)域分別響應(yīng)不同頻帶的電磁波，以接收至少兩種頻帶的電磁波信號，使單一天線可接收兩種頻帶的電磁波，可節(jié)省雙頻天線的制造成本及降低天線占有的空間。
文檔編號H01Q13/00GK101075704SQ20061008200
公開日2007年11月21日 申請日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月16日
發(fā)明者黃智勇, 黃章修 申請人:啟碁科技股份有限公司