[发明专利]多波束反射面碟型天线及其成型方法

说明书

本发明涉及一种碟型天线(antenna dish)，特别是涉及一种多波束反射面碟型天线及其成型方法。

一般而言，由于直播卫星(direct broadcast satellite；DBS)是一种单对多点(point to multi-point)的系统。因此对在地面的接收户来说，仅需使用小型的接收天线、调谐装置(tuner device)与个别的家用设备，即可直接接收同步卫星所发射的讯号。整个卫星传讯的过程，如图1所示，通过操作上向链(up-link)碟型天线(发射天线)10，可将包括数位声讯(audio)与视讯(video)讯号的节目信号，精确的传送至运行于同步轨道上所选定的卫星15。接着，再通过卫星15所发射的下向链(down-link)信号，个别的用户即可以碟型天线20来接收卫星信号，并通过卫星电视接收机25的面板控制，而选择任意的卫星频道，以进行分离式视讯及立体声讯处理，再经过电视机30拨放而提供给用户观赏。

接着，参阅图2，该图显示了碟型接收天线40上，用来精确接收卫星信号的各式元件。其中，该接收天线40包含一个收集卫星讯号并将之聚集于焦点的抛物面反射面(parabolic reflector)42。并且，在抛物面反射面42的焦点上，装设了一整合馈入的低杂讯放大器模组(low noise block with integrated feed，LNBF)44，以便将入射的射频(RF)讯号转换为频率较低的中频(IF，intermediate frequency)频带，并将之传送至调谐装置。如此一来，与抛物面反射面42的主轴平行而来的波束，在经此反射面的反射后，会聚于LNBF模组44所在的焦点上。要特别说明的是，LNBF模组44本身包括：位于前端用以接收微波讯号的导波管天线(waveguide antenna)46，以及位于后端用以处理讯号的电路系统48。并且，LNBF模组44除了可产生过滤杂讯的滤波效果外，还可将抛物面反射面42所收集的信号放大至可处理的倍数。

值得注意的是，在图2中所显示的习知碟型接收天线40通常使用最广泛的圆形抛物面天线。因此，其盘面的曲面以圆形的抛物面方程式x²＋y²＝4fz表示。其中，f代表此圆形盘面的焦距。如此，只需将所搭配的LNBF模组44，置于其唯一的焦点上，并使抛物面反射面42对准要接收的卫星讯号，即可进行信号的接收与解调。并且，因为圆形盘面在焦点的聚焦能力相当强，因此位于焦点的LNBF模组44将可接收到C/N(signal to noise ratio)比值极高的讯号，而大幅提高收讯效果。换言之，在传统的天线设计中，正是通过圆形盘面的强聚焦能力，而达到提高增益(gain)，且降低过溢散失(spill-over loss)的目的，并由此提高接收信号的质量。

但相对的，由于圆形盘面的聚焦能力相当强，所以偏焦波束的增益将大大不如平行中心轴而来的波束。并且，若考虑过溢散失的值，偏焦的波束也相当不足。如此一来，当LNBF模组44被置于焦平面上非焦点的位置时，所接收讯号的C/N值将明显的低于焦点上的C/N值。换言之，当使用圆形盘面的碟型天线时，将只能有效的接收某一特定卫星的讯号，而无法同时兼顾其它卫星所传送的讯号。因此，当要使用同一碟型天线来接收另一颗卫星讯号时，需要重新调整抛物面反射面42的方位与仰角，以使圆盘反射面42的主轴与另一卫星的讯号波束平行而将讯号波束聚焦于LNBF模组44。此外，也可装置多个碟型天线，分别接收不同卫星的讯号。但如此一来，便需花费较多的经费与空间，来架设多组碟型天线。

尤其是，随着通信卫星系统快速的进步与发展，使得用来传送各式节目的通信卫星数量持续增加。因此，对于用户而言，若能使用同一个碟形天线，而同时接收数个卫星放送的节目，除了可节省制作成本及摆设空间外，还可提供相当的便利与实用价值。

本发明的主要目的在于提供一种可同时接收特定角度范围内不同卫星讯号的多波束反射面碟型天线。

本发明的另一目的在于提供一种以一个反射面搭配数个LNBF模组，而同时接收数个不同卫星讯号的碟型天线。

本发明的再一目的是提供一种具有超椭圆(super elliptical)反射面的碟型天线及其成型方法，通过最小碟面的截面积而有效提高非焦点接收处的增益与降低非焦点接收的过溢散失。

为实现上述目的，本发明提供了一种多波束反射面碟型天线，该碟型天线包含：