[发明专利]具有屏蔽件的低旁瓣反射器天线

说明书

技术领域

本发明涉及微波双反射器天线(reflector antenna)。更特别地，本发明提供低成本的自支撑前馈反射器天线，其中该自支撑前馈反射器天线具有针对反射器天线可配置的低旁瓣信号辐射图(pattern)特性，以满足诸如欧洲电信标准协会(ETSI)类别4辐射图包络(envelope)等的严格的辐射图包络标准。

背景技术

前馈双反射器天线将入射到主反射器上的信号引导至与主反射器的聚焦区域邻接地安装的副反射器，而该副反射器又将该信号通常经由馈送喇叭(horn)或孔引导至波导传输线，从而到达接收器的第一级。在使用双反射器天线来传输信号的情况下，这些信号从发送器系统的最后级经由波导行进至馈送孔、副反射器和主反射器，从而到达自由空间。

反射器天线的电气性能通常由以下进行表征：其增益、辐射图包络、交叉极化和回波损耗性能——高效的增益、辐射图包络和交叉极化特性对于高效的微波链路规划和协调而言是必要的，同时需要良好的回波损耗来进行高效的无线电操作。

具有窄辐射图包络的反射器天线使得能够将分开的反射器天线以较高的密度安装在诸如无线电塔等的共用支撑结构上，而不会在分开的点对点通信链路之间生成RF干涉。窄辐射图包络通信链路还提供使得能够在相同位置处重复再使用无线电频谱分配的优点，从而增加对给定数量的信道可用的链路的数量。

例如由ETSI提供了天线的辐射图包络(RPE)的工业接受标准测量。ETSI提供命名为类别1～类别4的四个RPE分类，其中类别4规格是最严格的。ETSI类别4RPE规格要求相对于ETSI类别3RPE规格的显著的改进。如图1a和1b所示，ETSI类别4RPE相对于ETSI类别3RPE的要求在旁瓣水平方面要求约10dB～12dB的改进，从而在无需使用附加频谱的情况下，得到可被分配的链路数量的35％-40％的提高。

以前，例如如图1c所示，满足ETSI类别4规格的反射器天线是Gregorian双反射器偏移型反射器天线。双偏移配置将副反射器15完全定位在从主反射器50到自由空间的信号路径之外，这要求大量附加结构以对准和/或完全包围大型光学系统。此外，由于双偏移配置的非对称性质，要求提高制造和/或组装精度的水平以避免产生交叉极化判别干扰。这些附加结构和/或路径对准调整的要求大大增加了所得到的天线组件的整体尺寸和复杂性，由此增加了制造、安装和日常维护成本。

深碟式(deep dish)反射器是使反射器焦距(F)与反射器直径(D)之比小于或等于0.25(与之相对的F/D是例如在更为传统的“平”碟设计中通常为0.35)的反射器碟。在2005年7月19日发行至Hills的标题为“Tuned Perturbation Cone Feed for Reflector Antenna”的共同拥有的美国专利6,919,855(US6919855)中公开了配置为与深碟式反射器一起使用的电介质锥型馈源(feed)副反射器的示例，在此通过引用包含其全部内容。US6919855利用具有副反射器表面和前锥表面的电介质块锥型馈源，其中该前锥表面具有绕电介质块的纵轴同心的多个向下成角度的非周期扰动。使锥型馈源和副反射器直径尽可能地最小化，以防止遮挡从反射器碟到自由空间的信号路径。尽管相对于现有设计存在显著改进，但这些结构具有如下信号模式，其中在这些信号模式中，馈源(feed boom)的副反射器边缘和远端边缘横跨包括(可能产生与馈源和/或副反射器的二次反射的)副反射器的接近反射器碟外周的区域和/或遮蔽(shadow)区域的反射器碟表面广泛地辐射信号的一部分，从而导致电气性能劣化。此外，电介质块中的多个成角度特征和/或台阶(step)需要复杂的制造过程，从而提高了整体制造成本。

深碟型反射器碟延伸了所得到的反射器天线的(沿着视轴)的长度，以使得反射器碟的远端部趋向于用作圆筒屏蔽件。因此，尽管在非深碟型反射器天线中是常见的，但诸如US6919855等的传统深碟式反射器天线配置通常不利用单独的向前突出的圆筒屏蔽件。

因此，本发明的目的是提供简化型反射器天线设备，其中该简化型反射器天线设备克服了现有技术的局限，并且由此呈现了如下解决方案，该解决方案使得自支撑副反射器前馈反射器天线在通常的微波通信链路所使用的整个工作频段上，能够满足最严格的辐射图包络电气性能。

附图说明