[發明專利]用于多衛星波束接收的具有連續的反射器的天線

無效

• 申請號: 00806899.2
• 申請日: 2000-04-28
• 公開（公告）號: CN1349675A
• 公開（公告）日: 2002-05-15
• 發明（設計）人: 帕斯卡爾·考森;瓊－路易斯·德斯維利斯;瓊－皮埃爾·布勒特;瓊－雅克·德爾梅斯
• 申請（專利權）人: 法國電信公司
• 主分類號: H01Q19/17
• 分類號: H01Q19/17;H01Q25/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 羅亞川

本發明涉及用于接收或發射通信衛星波束的天線。

更具體地說，本發明涉及一組具有一個單獨的反射器的天線，它具有寬的視場，可以在不使用機動裝置來移動反射器的條件下，同時接收從互相隔開50°的對地靜止廣播衛星上發出的多個波束。該天線特別適用于私人住宅的戶內安裝，在建筑物中的集群安裝或者饋送給電纜網絡前端的社區安裝，用于接收由各無線通信衛星發射的多個波束。

本發明的天線還可以用于專業的應用場合，例如數據廣播網絡。

當前為消費者最廣泛地使用的個別的衛星波束接收天線包括一個固定的反射器，其反射表面是一個旋轉拋物面，它是圓形的，其直徑(若為橢圓則指長軸)為50cm到90cm。反射器的對稱軸指向衛星。通常用臂來固定接收頭，并且將其定位于反射器的單獨的焦點之上。

若目標衛星具有非常接近于其他對地靜止衛星的軌道位置，則該天線借助于一或兩個接收頭檢出來自不同的衛星的發射。然而，若用戶希望接收分隔于10°以上的各衛星的多個波束，則必須用手工方式或借助于一部電動機來轉動反射器，使之指向所選定的衛星。因此，這種反射器型的天線不能同時接收來自多個衛星的信號。

通常用于多衛星接收的天線具有采取拋物面的或球形的圓臺形式的反射器。由于在任何給定的方向上，反射器都只有很小的一部分受到照射，所以這種類型的反射器具有低的效率，最多為24％。因而，只能以顯著地增加反射器的表面面積為代價來增加在這個反射器前面的一個接收一次源的掃描能力。

美國專利第5,140,337號描述了具有高孔徑效率的天線反射器，它具有基本上為圓柱形的凹形反射表面，可以從兩個相同的拋物面(二者的軸互相傾斜，而且對稱于一個方位平面)來導出其截面。由William?P.Craig，Carey?M.Rappaport和Jeffrey?S.Mason等合寫的題為“高孔徑效率，寬角度掃描的偏移反射器天線”的論文，刊登于《IEEE天線與傳播匯刊》1993年11月，第41卷，第11期，第1481-1490頁，也涉及從兩個傾斜的和對稱的拋物面導出的反射器的反射表面，但是在這個實例中形成一個圓臺的選擇。由同一個發明者Carey?M.Rappaport提出的美國專利第5,175,562號公開了一組高效率的偏移天線，它能保證從-30°到+30°的寬視場；可以從兩個相同的拋物面(二者的軸互相傾斜，而且對稱于該天線的瞄準軸)來導出該天線的反射器的凹形反射表面，并且由一個6次多項方程式給出其定義。

然而，由于這些反射器的焦距太長，所以上述反射器的幾何尺寸用于個人接收時是不能令人滿意的。他們需要大直徑的具有極高方向性的接收一次源，由此增加了天線的總體尺寸，并且介于相繼的波束之間的輻射分離角大于6°。

歐洲專利申請第0,700,118號公開了一種連續的凹形反射器的反射表面，通過線性地改變在平行于拋物面的軸的方向上一個點的高度(作為波長的一個函數)，從預定的拋物面的一部分來導出該反射表面。

實際上，這個反射表面在散布于該拋物面的焦點的幾十度范圍內的輻射方向上產生相對地低的增益。

本發明的目的是提供一種固定的天線反射器，可以通過一種最佳的方程式公式算法從一個單獨的拋物面導出該反射器的反射表面，以便使用定位于50°量級的寬孔徑中的多個一次源，從互相之間顯著地分開的各衛星同時地接收多個波束，上述一次源具有穩定的方向性和相對低的分離角，其量級僅為幾度，從而跟上述的現有技術反射器相比，達到40％到50％量級的較高的孔徑效率。

反射表面的優化改進了在天線的整個視場上的平均效率，并且當各波束跟蹤對地靜止軌道時，不會產生高度不對稱的二次瓣。

如同上述歐洲專利申請第0,700,118號那樣，本發明涉及一種天線，它包括一個用于(接收)各通信衛星波束的反射器，后者具有一個連續的凹形反射表面，通過將一個校正平面的方程式添加到一個偏移拋物面的方程式，就能導出該反射表面的方程式，上述校正表面對稱于拋物面的對稱的一個焦平面，上述拋物面的具有一個焦點和一個偏角。根據上述目標，校正平面的方程式是下列的二次多項式，它使用涉及垂直于拋物面的對稱軸的坐標軸的兩個坐標x，y該表面校正的方程式還包括尤其依賴于在與對稱平面垂直的一個平面上的反射表面的某個點的投影與在上述垂直平面上伸展并被對稱平面限制的一個柵網的N(2N-1)個控制點的投影之間的距離的N(2N-1)項的和，N是大于或等于2的整數。