TWI301337B - - Google Patents
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- TWI301337B TWI301337B TW095116322A TW95116322A TWI301337B TW I301337 B TWI301337 B TW I301337B TW 095116322 A TW095116322 A TW 095116322A TW 95116322 A TW95116322 A TW 95116322A TW I301337 B TWI301337 B TW I301337B
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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
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