[发明专利]双反射器天线的子反射器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是基于2008年1月18日提交的法国专利申请第0850 301号，通过参考将该法国专利申请的公开内容全部包括于此并且要 求该法国专利申请的优先权。

背景技术

本发明涉及射频(RF)双反射器天线。这些天线一般包括表现 为旋转曲面的大直径凹形主反射器和处于主反射器的焦点附近的较 小直径的凸形子反射器。对应于两个相反的RF波传播方向，这些天 线在发送器模式中或者在接收器模式中能同样很好的操作。在下文 中根据哪一模式能更好地说明现象，在天线的发送模式中或者在接 收模式中给出描述。应当注意所有论述也同时适用于接收天线和发 送天线。

最初的天线仅有通常为抛物面的单个反射器。射频波导的末端 位于反射器的焦点。波导插入到处于反射器的轴上的开口中，而它 的末端折叠180°以便与反射器相对。在用于照射反射器的波导的折 叠末端处的最大辐射半角为低，在70°的范围中。在反射器与波导的 末端之间的距离应当充分广阔以允许照射反射器的整个表面。对于 这些浅反射器天线，F/D比率在0.36的范围中。就这一比率而言，F 是反射器的焦距(在反射器的顶点与它的焦点之间的距离)，而D 是反射器的直径。

在这些天线中，直径D的值取决于天线的中心工作频率。天线 的工作频率越低(例如7.1GHz或者10GHz)则反射器的直径对于等 效天线增益而言越重要，波导的末端必须距离反射器越远以很好地 照射它(发送模式)。因此工作频率越低，天线变得越笨重。对于 这些浅反射器天线，必需的是添加暗迹屏以便使由于溢出引起的辐 射损耗最小并且改进无线电性能。

为了产生更紧凑的系统，人们利用双反射器天线，特别是卡塞 格伦类型的双反射器天线。双反射器包括通常为抛物面的凹形主反 射器以及具有小得多的直径并且设置在与主反射器相同的旋转轴上 的焦点附近的凸形子反射器。主反射器在它的顶点被钻孔而波导在 主反射器的轴上插入。波导的末端不再折叠而实际上与子反射器相 对。在发送模式中，由波导发送的RF波由子反射器反射到主反射器。

有可能产生如下子反射器，这些子反射器表现为远大于70°的主 反射器的照射半角。例如，人们可以使用105°的照射半角限制。在 双反射器天线中，子反射器也可以轴向上与主反射器很近。在实践 中，子反射器可以处于由主反射器限定的空间内，这减少了天线占 据的空间。

在这些双反射器天线中，所用F/D比率常常小于或者等于0.25。 这些天线称为深反射器。在0.25的范围中的F/D比率就相等的中心 工作频率D的值而言对应于比F/D比率接近0.36的情况下短得多的 焦距。由于消除了不再必需的暗迹屏，双反射器天线占用的空间可 以小于单反射器天线占用的空间。

虽然例如在F/D比率接近0.2的情况下使用双反射器时双反射器 天线很好地适应于产生紧凑天线。但是可以优选使用F/D的不同值 以便优化除了占用空间之外的其他特征，如例如天线的辐射模式。

就双反射器天线而言，子反射器应当保持于主反射器的焦点附 近。可能的方式之一是将子反射器连接到波导的末端。在这一情况 下，子反射器一般包括或多或少成圆锥形并且对于RF波而言透明的 电介质材料(通常为塑料)。子反射器的或多或少成圆锥形的外表 面与主反射器相对。子反射器的凸形内表面涂覆有如下产品，该产 品实现RF波在穿过电介质材料时在主反射器的方向上反射。这一涂 层通常为金属。

在波导的末端与主反射器之间发生RF波的多次反射，其中涉及 到子反射器。为了减少这些反射，已经提出在子反射器与主反射器 相对的外表面上引入局部中断。这些中断具有在电介质材料周围形 成环的轮廓形状。环形轮廓是绕着子反射器的轴的旋转轮廓。这些 环形轮廓的外形由不同高度和深度的峰状物和突出物组成。这些轮 廓可以周期性地分布于子反射器的整个外表面上。然而，非周期性 的环形轮廓可以用来修改子反射器的反射特征以便针对电磁波的两 个极化平面再次减少RF波的多次反射。

环形轮廓在电介质材料的外表面上的引入允许减少经由子反射 器的内部金属镀制表面在波导与主反射器之间产生的RF波的多次 反射。另一方面，这些轮廓对双反射器的两个其它重要性质具有较 小影响：以dBi或者各向同性分贝表达的天线增益和以dB表达的溢 出损耗。