抛物面反射器天线制造技术

本实用新型专利技术为一种抛物面反射器天线，其中公开了一种作为无线电通讯基站与移动式终端装置间信号收发端的抛物面反射器天线；本实用新型专利技术通过决定一具有主反射面的主碟与一具有副反射面的副碟的曲率及彼此的相关位置，配合决定馈源装置的尺寸与其间相关距离等手段以达到增进抛物面反射器天线的信号接收与发射效果的目的。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种抛物面反射器天线(Parabolic antenna)，特别涉及一种作为无线电通讯(Radio Communication)基站(Base Station，BS)与移动终端装置(Mobile Terminal)间信号收发端的抛物面反射器天线。目前，移动电话已经成为信息生活中所不可或缺的一种通讯产品，且有越来越普及的趋势，移动电话与一般的有线电话相似，使用移动电话的双方可同时发送，且为保护个人隐私，每个移动电话用户，都有专属电话号码，而用户则可经基站以编码信号呼叫所需的受话者。然而，目前的基站多使用蜂窝式(Cellular)通讯原理，不再使用高功率发射机以涵盖全区域的广播方式，改以应用为数众多的低功率发射机，分散用于小区域中，称之为蜂窝(Cells)，如此，便需要为数众多的蜂窝，亦即基站来确保收讯的品质与范围，因此，基站的发送功率、水平角度范围、垂直角度范围亦成为相当重要的参数。其中，天线中有一种抛物面反射器天线，它是一种具有方向性的高增益天线，多用于雷达系统、微波(Micro-wave)系统以及卫星系统，其将反射镜的形状作成容易收集电波的形状的天线，或称为开口面天线，且反射镜因比波长大很多，故可用于电磁波辐射。抛物面反射器天线的主要组件有二一为抛物面反射器，一为馈源装置的主动单元。基本上，主动单元即为馈源信号的原始天线，一般可应用偶极子、偶极子阵列，以及波导管等设计，用于将电磁能量输向反射器。反射器为一无能源的被动装置，仅将原始天线供应的电磁能量，以反射方式使之集中而具有方向性后，再传播于空间。抛物面反射器为一碟型圆盘，一般亦常以碟型天线(Dish antenna)称之。抛物面反射器的工作原理，可通过抛物线的几何特性加以说明，请参考图1所示，抛物线在x-y座标上，可表示为y2＝4f′x(1)式中f′为抛物线顶点至焦点F的距离，F点为抛物线的焦点(Focus)，依据抛物线的几何特性，在抛物线上的任意点，设为A、B及C等，至焦点F的距离与其至平行准线y1y2的距离和为一常数，亦即FA+AA′＝FB+BB′＝FC+CC′＝K (2)式中K为常数。抛物面反射器为抛物线以x-轴为转轴旋转所成的圆盘型曲面，称为抛物面(Parabolid)，常应用于汽车头灯，用为聚光照明。设若将电磁能量置于焦点F辐射，经抛物面反射器反射后，依据抛物线特性，所有辐射波在到达y1y2之位置时，所行经的距离都为相等，而此处的所有波形、相位皆为相等，结果可使电磁能量在x-轴向集中成束，成为高增益的方向性辐射。其中，抛物反射天线的馈源装置，是辐射电磁能量的实际供应者，故以主天线(Primary antenna)称之，主天线都置于抛物面反射器的焦点位置上，可得最佳的发射或接收效果，而主天线除了应用偶极天线外，在微波频段的应用上，多以波导管设计成为喇叭型馈源器(Horn feed)。本技术的主要目的即是要提供一种作为无线电通讯基站与移动式终端装置间的信号收发端且效果良好的抛物面反射器天线。抛物面反射器天线包含有一第一盖与一第二盖、一具有主反射面的主碟(Main-dish)、一具有副反射面的副碟(Sub-dish)以及一馈源装置等主要部分，本技术通过决定主反射面与副反射面的较佳曲率及其彼此的相关位置，配合决定馈源装置的尺寸与其间的距离的手段，通过定义主反射面的抛物线与定义副反射面的双曲线中的各参数，以决定出主反射面与副反射面的最佳外型，而提供一种较以往整体接收与发射信号效果更为进步的抛物面反射器天线。另外，根据本技术所公开的抛物面反射器天线，还提供有一种彼此衔接的方形喇叭型波导管与圆形喇叭型波导管的馈源装置，用于将电连接至方形喇叭型波导管的信号源转换至圆形喇叭型波导管以辐射电磁波。又本技术通过一螺丝将具有副反射面作用的副碟固定于第一盖，可相当方便地调整副碟的位置。而第一盖与第二盖还包括有一凸缘部位及凹缘部位，两者间利用超声波熔接的方式结合，具有美观、可防水等特点。此外，馈源装置利用包覆射出成形而制造，再与第二盖以超声波熔接的方式成为一体而结合，亦具有制造容易、防水等特点。本技术的抛物面反射器天线，其效果为1.提供一种具有高增益值的天线结构，且此天线结构不仅能应用于移动电话的通讯天线，亦能适用于所有的无线电通讯系统，如区域多点传输服务(LMDS)中；2.提供一种彼此衔接的方形喇叭型波导管与圆形喇叭型波导管的馈源装置，用以将电连接至方形喇叭型波导管的信号源转换至圆形喇叭型波导管以辐射电磁波；3.通过一螺丝将具有副反射面作用的副碟固定于第一盖，可方便地调整副碟的位置；4.第一盖的凸缘部位与第二盖的凹缘部位利用超声波熔接的方式结合，具有美观、防水等优点；以及5.馈源装置先以金属射出成形后，再将材质为ABS的第二盖以超声波熔接成为一体而结合，具有制造容易、防水等优点。有关本技术的详细内容及技术，现配合附图说明如下图1为抛物线几何特性图；图2为双曲线几何特性图；图3为本技术抛物面反射器天线的原理示意图；图4为本技术抛物面反射器天线结构剖视图；以及图5为本技术抛物面反射器天线的指向性图。一般来说，依据天线的应用范围所要求天线的设计参数包括有频率(Frequency)的范围、在发射的垂直面(E-plane)与水平面(H-plane)的辐射半功率波束宽度(HPBW，Half-power Beamwidth)、电压驻波值(VSWR，Voltage Standing Wave Ratio)、连接器(Connector)形式，以及天线增益值(Antenna Gain)等条件，通过修改这些参数的数值，即可设计得出符合要求的天线结构。首先，请参阅图3所示，它是本技术的抛物面反射器天线的原理示意图，其包含有一主反射面11与一副反射面12，其中，主反射面11与副反射面12以同轴心配置，为了减少馈源装置40的供电线所造成的电磁波屏蔽及缩小整支天线的尺寸(Blocking)，故配置了形成旋转双曲线的副反射面12，用来做高增益值的通讯天线。另外，虽然希望来自馈源装置40和副反射面12的所有电磁波照射到主反射面11，但极少部分会从端部泄漏，这种泄漏叫做溢失信号(Spillover)，此种溢失信号会降低天线增益值和降低旁瓣(Side lobes)特性。其中，主反射面11为抛物线，而其顶点位于x-y座标的原点，抛物线的焦点位于y轴上距原点距离F处，抛物线可依据 的公式得出其外型，且主反射面11的直径为D；另外，副反射面12为双曲线的一条曲线，其中心点与双曲线的顶点位于y轴上，双曲线可依据 公式得出其外型，且副反射面12的直径为d，另外，双曲线具有一内焦点与一外焦点，内焦点恰重叠于抛物面的焦点，而外焦点为馈源装置40的收/发信号口的中心，其中，内焦点与外焦点间的距离为f，副反射面12与抛物线焦点的距离为p。根据双曲线的几何学关系可得知(参考图2)，双曲线的中心点至顶点的距离为a，而中心点至焦点f1、f2的距离为c，故f＝2c (3)p＝c-a(4)又a、b、c间的关系为c2＝a2+b2(5)故决定a、b值的范围后，即可决定c值，亦即确定f值与p值。另外，主反射面11与焦点的距离F可由F/D值(F/D rati本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛物面反射器天线，其特征在于，包括：第一盖及第二盖；主碟，连接于该第二盖的内部，且具有一主反射面，该主反射面为依据ｙ＝１／４Ｆｘ↑［２］公式定义的抛物面且具有一焦点，其中该Ｆ值介于７５与１００之间；一副碟，连接于该第一盖的内 部，且具有一副反射面，该副反射面为依据ｙ↑［２］／ａ↑［２］－ｘ↑［２］／ｂ↑［２］＝１公式定义的双曲面且具有一内焦点与一外焦点，该内焦点重叠于该抛物面的焦点，该ａ值介于１１与２５之间，该ｂ值介于２４与３６之间；以及一馈源装置，连接于该 第二盖且具有一收／发信号口，且该收／发信号口的中心重叠于该双曲面的外焦点，并电连接至一信号源以辐射电磁波。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李大伦，
申请(专利权)人：寰波科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]