TWI301337B - - Google Patents

Description

1301337 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關衛星接收器的饋源天線，尤其是有關可接 收兩種頻帶的館源天線。 【先前技術】 一般衛星接收器包括一較大的碟型天線及一較小的饋源 (Feed)天線；饋源天線位於碟型天線的焦點處；衛星傳輸的 電磁波訊號藉由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星終端 春 使用的低成本局性能天線（Low cost high performance antenna for use in interactive satellite terminals)， 其饋源天線係皺波味P八狀的天線，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)，其饋源天線係包括可接收κυ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，大多由兩個單元結合而 成，其結構較複雜，製造成本較高，且較佔空間。 • 【發明内容】 為了簡化可接收兩種頻帶電磁波的饋源天線的結構，而 k出本發明。 本發明的主要目的，在提供一種雙頻皺波狀喇α八天線

Dual band corrugated antenna feed)，使單一天線可接 收至少兩種頻帶的電磁波。 本發明的另一目的，在提供一種雙頻皺波狀喇队天線， 其結構精簡，可節省可接收兩種頻帶的天線的製造成本及降 低天線佔有的空間。 5 1301337 本發明的雙頻皺波狀喇叭天線，係用以接收至少兩種頻 帶的電磁波訊號者，其天線包括： 一導管； 一喇叭部，連接於該導管的上端；該喇叭部分成至少二個區 域，其中第一區靠近該喇叭部的内側，第二區連接於該第一 區的外侧端，該第一區具有至少兩個由該味卜八部的下端往上 延伸的環柱，該第二區具有至少兩個由該剩0八部的下端往上 延伸的環柱；該等複數個環柱由該喇。八部的内部往外排列; 該第一^相鄰兩環柱之間具有溝槽；該第一區的環柱、該第 鲁 一區的％柱之間及該第二區相鄰兩環柱之間均具溝槽；該第 一區的溝槽與該第二區的溝槽具有不同的深度； 俾藉由調整該第一區的溝槽的深度、寬度及該第一區的 環柱的壁厚及圈數，及調整該第二區的溝槽的深度、寬度及 該第二區的環柱的壁厚友圈數，使該第一區及該第二區分別 ^應不^鮮的電磁波，以接收至少兩觀帶的電磁波訊 號，使單一天線可接收兩種頻帶的電磁波，且其結構簡單， 可節省可接收兩種頻帶的天線的製造成本及降低天線佔有 的空間。 本發明的其他目的、功效，請參閱圖式及實施例，詳細 • 說明如下。 【實施方式】 請參閱圖ΙΑ、1B所示。本發明雙纖波狀·八天線的第 一實施例，係用以接收至少兩種頻帶的電磁波訊號者，盆 線10包括： / 一導管11; 一味卜八部12，連接於導管η的上端，也可與導管η 一 體成型；喇叭部12分成至少二個區域，其中第一區121靠近 喇叭部12的内側，第二區122連接於第一區121的外側端； 帛-區121具有至少兩個由.八部12下端往上延伸的環柱 1301337 (Cylindricalring)123 ;複數個環柱123由喇叭部12的内部往 外排列；第二區122具有至少兩個由喇叭部12下端往上延 的環柱124 ;複數個環柱124由喇队部12的内部往外排列· 第-區121相鄰兩環柱123之間具有溝槽125;第一區的環柱 123、第二區的環柱124之間及第二區相鄰兩環柱124之間均 具溝槽126 ;第一區121的溝槽125與第二區122的溝槽126 具有不同的深度，在本實施例中第一區丨21的溝槽125比第 二區122的溝槽126深； 藉由調整第一區121及第二區122的溝槽125、126的深 度、寬度及環柱123、124的壁厚及圈數，可同時使第一區cl 及第二區122分別举應不同頻帶的電磁波；譬如使第一區 接收或輻射第一頻帶的電磁波，使第二區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；並可調整天線1〇所需的反彈損耗（Return Loss)、波東的1〇分貝波寬（10dBBeamWidth)及旁波（Side lobe或X-ρ〇1)的大小。 在本實施例中，連接第一區121的複數溝槽12上緣的第 一虛擬直線13的斜率為A ;而連接第二區122的複數溝槽12 上緣的虛擬直線14的斜率為B ;其中A>B。 本發明的導管11管徑的尺寸由較低頻帶電磁波的頻率所 決定；喇队部12出口的口徑尺寸及高度為兩可調整的參數， 可配合天線10所需的反彈損耗、波束的1〇分貝波寬及旁波 的大小加以調整。 請參閱圖2A所示。本實施例的天線10，藉由12.45GHz (1〇9赫兹）電磁波進行輻射模擬運算，獲得圖2A所示的左 旋圓形極化（Left Hand Circular Polarization LHCP)輻 射天線波形圓（Radiati〇p 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 7 ϊ3〇ΐ337 =的部分為旁波；圖中顯示在輻射12.45GHz的頻帶時，垂直 刀量波主要的波束形狀及水平分量波主要的波束形狀相當接 近’ α且兩者由波峰往下1〇分貝的波束的1〇分貝波寬分別為 7〇·〇°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。 請參閱圖2B所示。本實施例的天線1〇，藉由19.95GHz 電磁波進行輻射模擬運算，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接近，兩者主要的波束的1〇分貝波 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。 清參閱圓3A所示。本實施例的天線1〇，藉由12.45GHz 電磁波進行實際的輻射量測，獲得圖3A所示的左旋圓形極化 輕射天線波形圖。圖中顯示在轉射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1〇在12· 45GHz的頻帶具有甚佳的轄射 功能。 請參閱圓3B所示。本實施例的天線10，藉由19.95GHz 電磁波進行實際的輻射量測，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的頻帶具有良好的辕射效能。 經由上述模擬運算及貪際測量的結果，可證明本實施例 的天線10確實可同時響應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。 8 1301337 請參酬Μ、4B所示。本發賴纖錄勢八天線的 一實施例，其天線20包括： 一導管21; 一喇叭部22，連接於導管21的上端，也可與 ，成型；伽\部22分成至少二個區域，其中第—區221靠近 ^八部22的_，第二區222連接於第一區221料側端； ，「區221具有至少兩個由伽、部22下端往上延伸的環柱 223，複數個環柱223由喇<部22的内部往外排列；第二區 222具有至少兩個由·八部22下端^主上延伸的環柱⑽^ 224由喇叭部22的内部往外排列；第一區221相鄰 户3之間具有溝槽225 ;第一區的環柱223、第二區的 曰 1及第二區222相鄰兩環柱224之間均具溝槽 例中第一區221的溝槽225比第二區222的溝 调整第一區221及第二區222的溝槽225、226的深 度、^度及環柱223、224的壁厚及圈數，可同時使第一區221 及第一區222分別響應不同頻帶的電磁波；譬如使第一區mi 接收或輻射第-頻帶的電磁波，使第二區222接收或輻射第 波；並可調整天線2G所需的反_耗、波束的 20分貝波寬及旁波的大小。 一南ίΐΐ施例中，連接第一區221的複數溝槽22上緣的第 μ ίΪίί 23的斜率為C ;而連接第二區222的複數溝槽22 上緣的虛擬直線24的斜率為D ;其中c>D ,且D=〇。 本發明的導管21管徑的尺寸由較低頻冑電磁波的頻率所 。疋人咖八部22出口的口徑尺寸及高度為兩可調整的參數， 需的反彈損耗、波束的2G分貝波寬及旁波 明參閱圖5A所示。本實施例的天線20,藉由20GHz電磁 波進行實際的輻射量測，獲得圖5A所示的右旋圓形極化輻射 9 1301337 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。 請參閱圖5B所示。本實施例的天線2〇，藉由3〇GHz電磁 波進行實際的輻射量測，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· 〇。及 77· 〇°，顯示天線20在30GHz的頻帶具有良好的輻射效能。 經由上述實際測量的結果，可證明本實施例的天線2〇確 實可同時響應20GHz及30GHz兩種頻帶的電磁波，且主要的 波束的形狀及波束的1〇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，具有相近的輕射效果。 本發明提供的雙頻皺波狀喇,八天線，使單一天線可接收 兩種頻帶的電磁波，且其結構精簡，可節省可接收兩種頻帶 的天線的製造成本及降低天線佔有的空間。 ^發明可使天線的喇叭部分成三個區域，各區域中分別 ^有環柱及溝槽’利用上述各實施例所揭示的技術，即可使 單一天線可接收三種頻帶的電磁波。 ^*以上所記載，僅為利用本發明技術内容之實施例，任何 本項技藝者運用本發明所為之修飾、變化，皆屬本發明 張之專利範圍，而不限於實施例所揭示者。 1301337 【圖式簡單說明】 圖1A為本發明雙頻皺波狀喇σ八天線第一實施例的立體示意 圖0 圖1Β為本發明第一實施例的剖面示意圖。 圖2Α為本發明第一實施例以12.45GHz電磁波進行輻射模擬 運算獲得的左旋圓形極化輻射天線波形圖。 圖2B為本發明第一實施例以19 95GHz電磁波進行輻射模擬 運算獲得的左旋圓形極化輻射天線波形圖。

圖3A為本發明第一實施例以12.45GHz電磁波進行輻射獲得 的左旋圓形極化輻射天線波形圖。 圖3B為本發明第一實施例以19.95GHz電磁波進行輻射獲得 的左旋圓形極化輕射天線波形圖。 圖4A為本發明雙頻皺波狀喇。八天線第二實施例的立體示意 圖4B為本發明第二實施例的剖面示意圖。 圖5A為本發明第二實施例以20GHz電磁波進行輻射獲得的右 旋圓形極化輻射天線波形圖。 圖5B為本發明第二實施例以3〇GHz電磁波進行輻射獲得的右 旋圓形極化輻射天線波形圖。 【主要元件符號說明】 10、20天線 12、22°刺π八部 122、222 第二區 125、126、225、226 溝槽 11、21導管 121、221 第一區 123、124、223、224 環柱 13、14、23、24虛擬直線

Claims (1)

1301337 十、申請專利範圍： L種雙頻皺波狀喇11 八天線，係用以接收至少兩種頻帶的電磁波 訊號者，其天線包括： 一導管； ^喇叭部，連接於該導管的上端；該喇叭部分成至少二個區 域，其中第一區靠近該喇叭部的内側，第二區連接於該第一區 的外侧端，該第一區具有至少兩個由該制u八部的下端往上延伸 的環柱，該第二區具有至少兩個由該制0八部的下端往上延伸的 環柱，該等複數個環柱由該喇11 八部的内部往外排列；該第一區 相鄰兩環柱之間具有溝槽;該第一區的環柱、該第二區的環柱 之間及該第二區相鄰兩環柱之間均具溝槽；該第一區的溝槽與 該第二區的溝槽具有不同的深度； 俾藉由調整該第一區的溝槽的深度、寬度及該第一區的環柱的 壁厚及圈數，及調整該第二區的溝槽的深度、寬度及該第二區 的環柱的壁厚及圈數，使該第一區及該第二區分別響應不同頻 帶的電磁波，以接收至少兩種頻帶的電磁波訊號。 2·如申請專利範圍第1項所述的雙頻皺波狀喇。八天線，其中該第 一區的溝槽比該第二區的溝槽深。 3·如申請專利範圍第1項所述的雙頻皺波狀喇,八天線，其中該天 > 線係一體成型者' 4·如申請專利範圍第1項所述的雙頻皺波狀喇α八天線，其中連接 該第一區的複數溝槽上緣的第一虛擬直線的斜率，大於連接該 第二區的複數溝槽上緣的虛擬直線的斜率。 5·如申請專利範圍第2項所述的雙頻皺波狀喇u八天線，其中連接 該第一區的複數溝槽上緣的第一虛擬直線的斜率，大於連接該 第二區的複數溝槽上緣的虛擬直線的斜率。 6.如申請專利範圍第4項所述的雙頻皺波狀喇u八天線，其中該連 接該第二區的複數溝槽上緣的虛擬直線的斜率等於0。 7·如申請專利範圍第5項所述的雙頻皺波狀喇队天線，其中該連 12 1301337 接該第二區的複數溝槽上緣的虛擬直線的斜率等於〇。 8.如申請專利範圍第6項所述的雙頻皺波狀喇天線，其中該天 線係一體成型者。 9·如申請專利範圍第7項所述的雙頻皺波狀喇队天線，其中該天 線係一體成型者。 13