[发明专利]一种自动对准的扫描天线

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种天线，具体地涉及一种可自动定向或自动调节主波束轴方向的新型自动对准天线及相关方法。

背景技术

虽然在下文中本发明介绍说明了一种自动对准的卫星天线，但本发明的原理可以用在其它应用中的相似结构的天线。那些应用都要求控制或调节天线主波束的方向，和/或经常对波束方向进行调节，如仰角或方位角，或者两者均调节。

为了防止干扰和信号恶化，当固定地面站的天线安装好并在其使用期限内保持在此位置时，天线必须精确地指向卫星。

机械扫描的大型天线的一般操作方法是用昂贵的大型螺旋起重器来移动整个主反射器结构。这种设计需要昂贵的起重器、轴承和固定装置，使得能在强风中安全地移动大型天线。这种发明可以在波束宽度很窄的大型天线中使用，其很窄的波束宽度使得天线必须在0.1度的正常固定区域限值的范围内跟随卫星移动，同时满足严格的增益和旁瓣要求。也可以在更大角度的情况下进行操作，但是信号强度和旁瓣图会显著地降低。所得的固定主反射器可以用连接到地面或顶部的支柱来加强，从而可抵抗强风负载且不降低性能。

而且，可为普通大众采用的以消费者或“订户”为前提的低成本天线通常是由技术相对不太熟练的技工来安装，可被安装在住房结构的某些部分上。结构的变动足以使波束方向发生超过十分之几度的变化，这对交互式应用来说已达到了可以接受的极限值。传统的对天线结构进行机械化，即给反射器支座装上电机使得可以在方位角和仰角平面内枢轴转动和/或倾斜反射器的方法可以解决这个问题，但是其费用太高，实际上无法应用。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种自动对准的天线包括：天线，其具有反射器、馈送装置、与所述反射器相连并支撑所述馈送装置的细长吊杆臂、以及连接在所述反射器和所述吊杆臂之间的一对支柱；与所述支柱可操作地连接的操作机构，其可允许所述支柱运动以调节所述馈送装置相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或方位角，或者两者均调节。

根据本发明的另一个方面，一种在天线结构中自动定向所述天线结构的主波束轴的方法包括：将馈送装置支撑在与反射器相连的细长吊杆臂上；通过在所述反射器和所述吊杆臂之间延伸的一对支柱来支撑所述吊杆臂；通过调节所述支柱的有效长度来调节所述馈送装置相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或波束方位角，或者两者均调节。

根据本发明的另一个方面，一种自动对准的天线包括：将馈送装置支撑在与反射器相连的细长吊杆臂上的构件；在所述反射器和所述吊杆臂之间延伸并支撑所述吊杆臂的构件；用于通过调节所述吊杆臂的支撑构件的有效长度来调节所述馈送装置相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或波束方位角，或者两者均调节的构件。

根据本发明的另一个方面，一种自动对准的天线包括：反射器；副反射器；连接在所述反射器和所述副反射器之间并支撑所述副反射器的多个支柱；操作机构，其可调节所述副反射器相对于所述反射器的位置，从而在正交于天线机械轴的平面内在一个或两个相互正交的方向上进行选择性地调节，使得天线波束能自动地追踪卫星的运动。下文中提及的方向指仰角和方位角。

根据本发明的另一个方面，一种在固定天线结构中自动定向所述天线结构的主波束轴的方法包括：通过在所述反射器和所述副反射器之间延伸的多个支柱来支撑副所述反射器；调节所述副反射器相对于所述反射器的位置，从而选择性调节所述天线主波束轴的波束仰角或波束方位角，或者两者均调节。

根据本发明的另一方面，一种自动对准的天线包括：用于支撑与反射器可操作地连接的副反射器的构件；用于调节所述副反射器相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或波束方位角，或者两者均调节的构件。

一种自动对准的天线包括：反射器；馈送装置与副反射器中的一个；连接在所述反射器和所述馈送装置与副反射器中的一个之间并支撑所述馈送装置与副反射器中的一个的多个支柱；至少一个操作机构，其可调节所述馈送装置与副反射器中的一个相对于所述反射器的位置，从而选择性地调节所述天线主波束轴的波束仰角或方位角，或者两者均调节。

一种在具有反射器以及馈送装置与副反射器中的一个的天线结构中自动定向所述天线结构主波束轴的方法包括：通过在所述反射器和所述副反射器之间延伸的多个支柱来支撑所述副反射器；调节所述馈送装置与副反射器中的一个相对于所述反射器的位置，从而选择性调节所述天线主波束轴的波束仰角或波束方位角，或者两者均调节。