一种自动对准的扫描天线制造技术

一种自动对准的天线，具有反射器，馈送装置或副反射器，以及在反射器和吊杆臂之间连接并支撑馈送装置或副反射器的多个支撑柱。至少一个操作机构可操作地连接在支柱上，可以调节馈送装置或副反射器相对于反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或方位角，或者两者均调节。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种自动对准的扫描天线
本专利技术大体上涉及一种天线，具体地涉及一种可自动定向或自动调节主波束轴方向的新型自动对准天线及相关方法。
技术介绍
虽然在下文中本专利技术介绍说明了一种自动对准的卫星天线，但本专利技术的原理可以用在其它应用中的相似结构的天线。那些应用都要求控制或调节天线主波束的方向，和/或经常对波束方向进行调节，如仰角或方位角，或者两者均调节。为了防止干扰和信号恶化，当固定地面站的天线安装好并在其使用期限内保持在此位置时，天线必须精确地指向卫星。机械扫描的大型天线的一般操作方法是用昂贵的大型螺旋起重器来移动整个主反射器结构。这种设计需要昂贵的起重器、轴承和固定装置，使得能在强风中安全地移动大型天线。这种专利技术可以在波束宽度很窄的大型天线中使用，其很窄的波束宽度使得天线必须在0.1度的正常固定区域限值的范围内跟随卫星移动，同时满足严格的增益和旁瓣要求。也可以在更大角度的情况下进行操作，但是信号强度和旁瓣图会显著地降低。所得的固定主反射器可以用连接到地面或顶部的支柱来加强，从而可抵抗强风负载且不降低性能。而且，可为普通大众采用的以消费者或“订户”为前提的低成本天线通常是由技术相对不太熟练的技工来安装，可被安装在住房结构的某些部分上。结构的变动足以使波束方向发生超过十分之几度的变化，这对交互式应用来说已达到了可以接受的极限值。传统的对天线结构进行机械化，即给反射器支座装上电机使得可以在方-->位角和仰角平面内枢轴转动和/或倾斜反射器的方法可以解决这个问题，但是其费用太高，实际上无法应用。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种自动对准的天线包括：天线，其具有反射器、馈送装置、与所述反射器相连并支撑所述馈送装置的细长吊杆臂、以及连接在所述反射器和所述吊杆臂之间的一对支柱；与所述支柱可操作地连接的操作机构，其可允许所述支柱运动以调节所述馈送装置相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或方位角，或者两者均调节。根据本专利技术的另一个方面，一种在天线结构中自动定向所述天线结构的主波束轴的方法包括：将馈送装置支撑在与反射器相连的细长吊杆臂上；通过在所述反射器和所述吊杆臂之间延伸的一对支柱来支撑所述吊杆臂；通过调节所述支柱的有效长度来调节所述馈送装置相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或波束方位角，或者两者均调节。根据本专利技术的另一个方面，一种自动对准的天线包括：将馈送装置支撑在与反射器相连的细长吊杆臂上的构件；在所述反射器和所述吊杆臂之间延伸并支撑所述吊杆臂的构件；用于通过调节所述吊杆臂的支撑构件的有效长度来调节所述馈送装置相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或波束方位角，或者两者均调节的构件。根据本专利技术的另一个方面，一种自动对准的天线包括：反射器；副反射器；连接在所述反射器和所述副反射器之间并支撑所述副反射器的多个支柱；操作机构，其可调节所述副反射器相对于所述反射器的位置，从而在正交于天线机械轴的平面内在一个或两个相互正交的方向上进行选择性地调节，使得天线波束能自动地追踪卫星的运动。下文中提及的方向指仰角和方位角。-->根据本专利技术的另一个方面，一种在固定天线结构中自动定向所述天线结构的主波束轴的方法包括：通过在所述反射器和所述副反射器之间延伸的多个支柱来支撑副所述反射器；调节所述副反射器相对于所述反射器的位置，从而选择性调节所述天线主波束轴的波束仰角或波束方位角，或者两者均调节。根据本专利技术的另一方面，一种自动对准的天线包括：用于支撑与反射器可操作地连接的副反射器的构件；用于调节所述副反射器相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或波束方位角，或者两者均调节的构件。一种自动对准的天线包括：反射器；馈送装置与副反射器中的一个；连接在所述反射器和所述馈送装置与副反射器中的一个之间并支撑所述馈送装置与副反射器中的一个的多个支柱；至少一个操作机构，其可调节所述馈送装置与副反射器中的一个相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或方位角，或者两者均调节。一种在具有反射器以及馈送装置与副反射器中的一个的天线结构中自动定向所述天线结构主波束轴的方法包括：通过在所述反射器和所述副反射器之间延伸的多个支柱来支撑所述副反射器；调节所述馈送装置与副反射器中的一个相对于所述反射器的位置，从而选择性调节所述天线主波束轴的波束仰角或波束方位角，或者两者均调节。一种自动对准的天线包括：反射器；馈送装置与副反射器中的一个；支撑与所述反射器可操作地连接的副反射器的构件；用于调节所述馈送装置与副反射器中的一个相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或波束方位角，或者两者均调节的构件。-->附图说明在附图中：图1显示了传统的主焦点偏置馈电天线；图2显示了如何通过轻微地移动(或“扫描”)馈送装置而改变这种天线的方向；图3显示了本专利技术的一个实施例；图4是图3一部分的放大视图；图5显示了带有位于吊杆臂下方的操作机构的替代实施例；图5a是显示了图3和4所示实施例的工作原理的示意图；图5b是显示了图5所示实施例的工作原理的示意图；图6显示了采用伸长器/收缩器装置的实施例；图7是采用了缆索驱动装置的实施例；图8是显示了图6和7所示实施例的工作原理的示意图；图9是和图3到6相似的视图，显示了具有上述实施例特征的组合特征；图10是显示了图9所示实施例的工作原理的示意图；图11以简化的形式显示了根据本专利技术另一实施例的天线组件；图12是图11所示实施例的副反射器和两轴支座的放大视图；图13是和图12相似的但从另一个正交的平面看去的视图；图14是显示了另一实施例的和图11相似的视图。具体实施方式现在参考附图，图1显示了传统的偏焦天线100。在这里它是一个主焦点天线(单反射器10)，但本专利技术也可应用在双反射器天线中(未示出)。反射器10由固定柱、固定管或固定杆12所支撑。在初始安装时，反射器10及其固定杆12可以由安装者尽可能地调节到适当的方向。还可以根据本专利技术如下文所述地进行进一步地调节，以更精确地对准天线波束。在图1所示的天线100中，在从反-->射器10的底端伸出的吊杆臂20的端部支撑了一馈送装置，如喇叭形馈源18。而且，从反射器10的两相对侧伸出了支柱14和16，其支撑在吊杆臂端部靠近馈送装置18的位置。支柱14和16并不总是用于这种天线，而只是在本专利技术采用。本专利技术利用了这样一种认知，即通过轻微地移动(或“扫描”)馈送装置18就可以改变天线100的定位方向，而无须移动反射器10，如图2所示。图3显示了本专利技术的一个实施例。支柱14，16(其也可是连接线，如导线等)和吊杆臂20通过可以轻微转动的接头32，34，36连接在反射器10(或其背面结构)上。这些接头可以是球窝接头、铰链或支柱和吊杆臂自身上的简单柔性构件。在图3所示实施例中，支柱14，16连接到低成本的可作有限运动的两轴操作机构40上，而不是连接到吊杆臂20上。操作机构40是一个“游戏杆”型的机构，其中杆42可以在两个方向上移动。支柱连接在杆42的端部附近。当杆42向回运动时，操作机构40拉动支柱14，16，从而将吊杆臂20拉起。这个将吊杆臂20拉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动对准的天线，包括： 天线，其具有反射器，馈送装置，与所述反射器相连并支撑所述馈送装置的细长吊杆臂，以及连接在所述反射器和所述吊杆臂之间的一对支柱；和 与所述支柱可操作地连接的操作机构，其可使所述支柱和／或所述吊杆臂运动以调节所述馈送装置相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或方位角，或者两者均调节。

【技术特征摘要】
US 2001-1-30 60/265142;US 2001-2-26 60/2716001.一种自动对准的天线，包括：天线，其具有反射器，馈送装置，与所述反射器相连并支撑所述馈送装置的细长吊杆臂，以及连接在所述反射器和所述吊杆臂之间的一对支柱；和与所述支柱可操作地连接的操作机构，其可使所述支柱和/或所述吊杆臂运动以调节所述馈送装置相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或方位角，或者两者均调节。2.根据权利要求1所述天线，其特征在于，所述操作机构固定在所述吊杆臂上，并包括一两轴操作机构。3.根据权利要求1所述天线，其特征在于，每一所述支柱包括一细长连接线，所述操作机构包括调节一根或两根所述连接线有效长度的机构。4.根据权利要求3所述天线，其特征在于，所述操作机构固定在所述吊杆臂上。5.根据权利要求3所述天线，其特征在于，所述操作机构固定在所述反射器上。6.根据权利要求3所述天线，其特征在于，所述操作机构包括一对固定在所述反射器上的操作机构，每一所述操作机构均可操作地连接到一根所述连接线上。7.一种在天线结构中自动定向所述天线结构的主波束轴的方法，所述方法包括：将馈送装置支撑在与所述反射器相连的细长吊杆臂上；通过在所述反射器和所述吊杆臂之间延伸的一对支柱来支撑所述吊杆臂；和调节一个或所有两个所述支柱的有效长度以调节所述馈送装置相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束-->仰角或波束方位角，或者两者均调节。8.一种自动对准的天线，包括：将馈送装置支撑在与所述反射器相连的细长吊杆臂上的构件；在所述反射器和所述吊杆臂之间延伸并支撑所述吊杆臂的构件；和用于通过调节所述吊杆臂的支撑构件的有效长度来调节所述馈送装置相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或波束方位角，或者两者均调节的构件。9.根据权利要求8所述天线，其特征在于，所述调节构件包括操作机构。10.根据权利要求9所述天线，其特征在于，每一所述支撑结构包括一细长连接线。11.根据权利要求10所述天线，其特征在于，所述操作机构固定在所述吊杆臂上。12.根据权利要求10所述天线，其特征在于，所述操作机构固定在所述反射器上。13.根据权利要求10所述天线，其特征在于，所述操作机构包括一对固定在所述反射器上的操作机构，每一所述操作机构均可操作地连接在一根所述连接线上。14.一种自动对准的天线，包括：反射器，馈送装置与副反射器中的一个，连接在所述反射器和所述馈送装置与副反射器中的一个之...

【专利技术属性】
技术研发人员：RL布罗克，SH瓦尔克，CL利普金，DH约翰森，
申请(专利权)人：安德鲁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]