带有喇叭天线的地面微波交互式自适应应答器和用于这种应答器的天线罩制造技术

本发明专利技术涉及包括分为相等方位扇区的直达和返回信道的发射和接收电路的地面微波交互式自适应应答器。微波发射器、输出波导和发射喇叭抛物面天线（ＨＰＡ）、接收ＨＰＡ、输入波导和微波接收器位于各扇区中。发射和接收天线为了接收具有相互正交极化的无线电信号进行调整。应答器配备了路由器、信道形成器、供电单元以及方位扇区中的实际大气状况的监视器和自适应发射器功率控制单元。配备了喇叭口的所述应答器的喇叭抛物面天线，喇叭口的孔径超过喇叭孔径。应答器的天线罩具有圆顶状顶部和柱状外壳，所述柱状外壳具有带无线电透明窗口的交替突出缘以及位于所述突出缘之间用于水或雪排出的平滑水槽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以下方面器(transponder)， 它们-设计用于无线电和TV节目无线传输(通常以数字格式)，并且同时 用于提供给许多客户的信息服务(具体来说是因特网)，以及它们能够工作在密集的大气降水条件下，例如季风雨、持续降雪 或者沙尘暴。其次，本专利技术涉及用于定向扇区(即扇形)微波辐射的喇p八抛物面 天线的设计；以及第三，本专利技术涉及用于保护所述应答器免受大气液态和固态降水 影响的天线罩的设计。为了便于本描述，本文中和所附权利要求书中使用的以下术语表 示如下概念地面应答器表示发射-接收(收发)无线电系统，它-安装在地面空气中的适当基座处， 配备有到适当电源的连接器，以及包括发射和接收电路，所述发射和接收电路各自包括用于任意数 字和/或模拟数据的数据隔离发射和接收单元组，以上所述全部由自适 应控制系统来控制；微波应答器表示优选地设计用于SHF和EHF频带操作的应答器；交互式应答器表示设计用于与客户进行双工模式数据交换的应答器；自适应应答器表示设计用于根据地面空气的当前湿度和/或舍 尘量值灵活调整无线电发射和接收功率水平的应答器。
技术介绍
多i某体服务(即，为数量上飞速增长的公司和个体客户提供可靠的无线电和TV广播、有效的双工移动无线通信和高速因特网接入)已经 成为世界市场的最重要部分之一。仅使用微波频带来满足对这类服务的高度增长的有偿付能力的市 场需求确实是可能的。实际上，从电磁波(以下称作EMW)的UHF频带到SHF和EHF频 带的载波频率的变化允许充分获得无线电-电话信道以及无线电和TV 广播的吞吐量，并且允许以对电磁干扰不太敏感的数字格式传送大多 数数据。但是，所述优点伴随两个基本缺点，即(1) 集中微波电磁辐射对人的危害，这《在生理学上》限制无线电和 电视发射器及应答器的功率通量密度，以及(2) 随着与无线电和电视发射器或应答器的距离的增加，无线电信 号的强烈衰落以及相应的其服务区域的减小。考虑因素(1),国际无线电通信咨询委员会(ICCR)在其 Recommendation 406画6(Diisseldorf, 1990, p.2)中已作如下定义在任何地面无线电系统的发射天线的输入端的功率对于频带1-10 GHz和10-15 GHz分别不可超过+13 dBW和+10 dBW，以及任何这种无线电系统的等效的各向同性辐射功率的最大值不可超 过+55 dBW。因素(2),即大气中无线电信号的强烈衰落基于三个主要原因。 功率损耗的笫一个原因是自由空间中的EMW散射。这些损耗与 从发射器天线到接收器的距离的平方成正比，而与辐射波长的平方成反比。因此，对于无线电频带中的任何EMW，距离从lkm增加到50km使无 线电信号减弱2500倍，以及波长从lm减少到lmm使无线电信号减弱106倍(即，60dB,而 不管距离)。EMW功率损耗的第二个原因是电磁能量被氧气和大气水吸收。 这些损耗对于单独的窄频率子带具有显著峰值。具体来说，存在已知 的两个吸收最大值对于氧，在大约60GHz频率处为15dB/km而在大约120GHz频 率处为2犯/km，以及对于大气水，在大约22 GHz频率处为0.15 dB/km而在大约165 GHz频率处为25. dB/km.在地面空气中氧浓度实际上是恒定的。因此，在设计无线电和TV广播站、应答器和客户收发信机 (transceiver)时易于考虑自由空间中的EMW散射和氧对EMW能量的 吸收所引起的上述损耗。但是，空气湿度可在大范围内变化。此外，在浓雾、降雨和/或降雪条件下，空气可充满水滴和/或雪花， 以致于SHF和EHF频带中的EMW传输因加热大气水引起的电》兹能量 损耗而实际上变为低效。这种吸收按数字是任何地面应答器的能量损耗和操作不稳定性的 第三原因(但是按重要性对于潮湿的热带气候区域是主要原因)。请查照(adnotam),与载波频率12、 18、 28和38GHz有关的、垂 直极化EMW的衰减系数(Y ，犯/km)与降雨强度(R， mm/h)之间的关 系在下表l中给出表l<table>table see original document page 8</column></row><table>从表1清楚地知道，衰减系数随着降雨强度的增加(对于各频率)以及随着频率的墻加(对于固定降雨强度)极大地增长。因此，在EMW 频率12 GHz处并且在与辐射源的距离10 km处，损耗在5 mm/h和 100-mm/h降雨强度下分别是1.1 dB和50 dB。类似地，在频率28 GHz 以及相同距离和降雨强度，损耗分别为7.5 dB和160 dB。由于微波辐射的随机散射，地面空气的含尘量也经常对地面应答 器的功能产生负面影响。已知的是，与高湿度和/或高含尘量条件下的无线微波无线电通信 的距离和可靠性的增加有关的问题的传统技术解决方案收效甚微或者 大体上是不可能的。例如，在表^之上(over the day surface)尽可能升高天线是增加一 些无线电和TV发射器的覆盖区域的传统方式。为此，使用了一些自 然丘陵、桅杆、塔、高建筑物和其它适当基座以及当今的对地静止广 播和电信卫星。但是,这些手段不能降低高湿度和高含尘量对地面空气中的EMW 传播的负面影响。此外，上述生理上的因素限制地面无线电和TV 发射器的功率。因此，实际上，存在用于提高地面空气中无线微波无线电通信的 可靠性的两种方式(1) 完善用户的收发信机、即客户驻地设备(CPE)，以及(2) 改进微波地面应答器连同其配件。/人2005年1月27日提交的美国专利申请No.20050020204 Al 了 解改进在距卫星无线电信号的地面应答器各种距离处操作的CPE的 新尝试之一。所提议的CPE配备了包括无源单元、有源单元和解码器的天线。无源单元接收无线电信号并且将这些信号传送给包括至少一个放 大器-转换器的有源单元。它将初始频率的信号转换成中频(1P)的信号，并且^:大这类信号的至少一个。解码器连续分析IF信号，并且向有源 单元发送自适应增益控制的命令，以便在解码器输入处保持IF信号的 可接受电平。在接收无线电信号衰落或饱和的条件下，它提供CPE在 所述接收无线电信号的大动态范围中的稳定操作。然而，上述CPE仅在无线电接收冲莫式中操作，因而不适合双工才莫 式操作。此外，在密集大气降水的条件下，其动态范围对于稳定操作 是不充分的。因此，改进地面应答器、其天线和辅助设备是一种优选方式，以 便在多媒体信息服务和电信网络发展的需求增加时提供生理上的安全 性和可靠的数据交换。然而，实际使用的应答器的设计基本上没有考虑克服大气降水和 含尘量对应答器-CPE数据交换的效率的作用。因此，它们通常在人对 UHF、 SHF和EHF辐射的生理敏感性的阈值处操作。实际上，许多已知的应答器通常配备了适应于最接近的无线电或 TV发射器或者对地静止的卫星的接收天线、供电单元、放大器和全向 发射天线。最简单的示例是众所周知的MMDS(多信道多点分配系统)应答 器。它设计用于在40 km半径服务区域内广播的单工24个模拟SECAM 制式的TV节目，在2.5-2.686 GHz窄带宽中每幅度调制信号信道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地面微波交互式自适应应答器，包括：　（１）广播和／或与客户交互式交换数据的直达信道的发射电路，它－分为实际相同的方位扇区，以及　在每个这种扇区中配备有一系列微波发射器、输出波导和提供无线电信号的固定极化的发射喇叭抛物面天线；　（２ ）与客户交互式交换数据的返回信道的接收电路，它－分为相邻竖立的并且在水平投影中与所述发射电路的相应方位扇区实际成对重合的这种实际相同的方位扇区，以及　在每个这种方位扇区中配备有一系列提供无线电信号的固定极化的接收喇叭抛物面天线、输入波导和 微波接收器，　而且在两种所述电路的每对所述方位扇区中　所述发射和接收喇叭抛物面天线的抛物面反射器具有公共垂直对称平面，以及　这些天线根据无线电信号的相互正交极化进行调整；　（３）至少一个配备了用于连接到以太网接口的装置的路由器；（４ ）直达和返回信道的至少一个形成器６，　它连接到所述路由器的信息输出，以及　在每个所述方位扇区中相应发射和接收喇叭抛物面天线上操作的所述微波发射器和接收器连接到其信息输出；　（５）至少一个适当的供电单元以及对所述微波发射器进行馈电和功率 控制的单独的电路和所述微波接收器的单独的馈电电路；　（６）在所述发射和接收电路的每个方位扇区中的地面空气和无线电信号传播的监视器，以及　（７）每个微波发射器的自适应功率控制单元，它整体连接到所述监视器的信息输出，并且对所述发射器进行馈电 和功率控制的单独的电路连接到其控制输出。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】UA 2007-4-10 a2007039031.一种地面微波交互式自适应应答器，包括(1)广播和/或与客户交互式交换数据的直达信道的发射电路，它-分为实际相同的方位扇区，以及在每个这种扇区中配备有一系列微波发射器、输出波导和提供无线电信号的固定极化的发射喇叭抛物面天线；(2)与客户交互式交换数据的返回信道的接收电路，它-分为相邻竖立的并且在水平投影中与所述发射电路的相应方位扇区实际成对重合的这种实际相同的方位扇区，以及在每个这种方位扇区中配备有一系列提供无线电信号的固定极化的接收喇叭抛物面天线、输入波导和微波接收器，而且在两种所述电路的每对所述方位扇区中所述发射和接收喇叭抛物面天线的抛物面反射器具有公共垂直对称平面，以及这些天线根据无线电信号的相互正交极化进行调整；(3)至少一个配备了用于连接到以太网接口的装置的路由器；(4)直达和返回信道的至少一个形成器6，它连接到所述路由器的信息输出，以及在每个所述方位扇区中相应发射和接收喇叭抛物面天线上操作的所述微波发射器和接收器连接到其信息输出；(5)至少一个适当的供电单元以及对所述微波发射器进行馈电和功率控制的单独的电路和所述微波接收器的单独的馈电电路；(6)在所述发射和接收电路的每个方位扇区中的地面空气和无线电信号传播的监视器，以及(7)每个微波发射器的自适应功率控制单元，它整体连接到所述监视器的信息输出，并且对所述发射器进行馈电和功率控制的单独的电路连接到其控制输出。2. 如权利要求1所述的应答器，其中所述接收喇叭抛物面天线及 其微波接收器位于每对所述方位扇区中相应的所述发射喇叭抛物面天 线及其微波发射器之上。3. 如权利要求1所述的应答器，其中，所述发射电路的所有喇叭物面天线的输出波导和微波接收器位于与其相应的所述喇p八之上。4. 如权利要求1所述的应答器，其中-为了形成广播和与客户的交互式交换数据的、相互补充的直达和 返回信道,每个所述发射和接收电路包括具有角值为卯。/N的4N个(其 中N4、 2、 3等)所述方位扇区，所述直达和返回信道的所述形成器通过一对所述方位扇区根据直 达信道中的工作频率的重复进行调整，以及所述发射和接收喇叭抛物面天线通过每两对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：F杜布罗夫卡，M奥梅亚南科，V布拉吉尼茨，A莫德阿迪布宾莫德，MA阿马德阿扎姆宾，A艾达宾蒂莫德，
申请(专利权)人：链接星有限责任公司，新力量投资公司，
类型：发明
国别省市：UA[乌克兰]