[發(fā)明專利]在傾斜角度上具有最高效率的相控陣天線

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680020180.3
• 申請(qǐng)日: 2006-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101218711A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: Y－S·金;S－W·李;Y－K·李
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 車(chē)輛體系股份有限公司;Y－S·金;S－W·李;Y－K·李
• 主分類號(hào): H01Q21/00
• 分類號(hào): H01Q21/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 李玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在一傾斜角度上具有最大接收效率的相控陣天線，尤其涉及一種被配置成使得對(duì)在一傾斜角度上入射的無(wú)線電波具有高接收效率的多個(gè)輻射元件被排列成多行和多列由此來(lái)獲得高接收效率、并且將穿過(guò)用于保護(hù)天線的天線罩入射的無(wú)線電波調(diào)節(jié)到想要的傾斜角度由此進(jìn)一步增大無(wú)線電波接收效率的相控陣天線。

背景技術(shù)

相控陣天線是通過(guò)在板上排列多個(gè)輻射元件來(lái)構(gòu)造，由此實(shí)現(xiàn)增大的無(wú)線電波接收效率的平面型設(shè)備。

圖1示出了主要應(yīng)用于相控陣天線的片狀型輻射元件，以及圖2是示出了圖1的輻射元件的輻射特性和接收效率的示圖。

參照附圖，片狀型輻射元件1被安設(shè)在板2上以接收最多的無(wú)線電波，并且在該輻射元件上形成近似為圓形的輻射區(qū)域。對(duì)于該圓形輻射區(qū)域，可以看到輻射特性沿垂直線被最大化。此外，可以看到關(guān)于在一角度上入射的無(wú)線電波的輻射特性相對(duì)于角度的減小成比例地下降。

在使用上述輻射元件1實(shí)現(xiàn)的常規(guī)相控陣天線中，多個(gè)輻射元件1在其上安設(shè)了各種電氣和電子設(shè)備的印刷電路板2上被排列和安裝成多行和多列，如圖3所示。

即，相控陣天線被構(gòu)造成使得使用多個(gè)輻射元件1并具有預(yù)定大小的天線對(duì)無(wú)線電波的接收效率最大化。參照?qǐng)D4的輻射特性圖，顯示了其中這多個(gè)輻射元件1所接收到的無(wú)線電波的接收比率在對(duì)應(yīng)于垂直線的角度上被最大化并在一傾斜角度上顯著下降的特性。

由于用作接收電子型波束控制雷達(dá)或衛(wèi)星廣播的天線，上述相控陣天線近來(lái)已成為最流行的一類接收無(wú)線電波的天線。

在被應(yīng)用到實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，如圖5和6所示，具有上述特性的常規(guī)相控陣天線通常被安裝在汽車(chē)3的頂端、采集無(wú)線電波、并將采集到的無(wú)線電波發(fā)送到諸如衛(wèi)星廣播接收機(jī)等設(shè)在汽車(chē)3中的設(shè)備。

在圖5中，其上排列了輻射元件1的印刷電路板2被安設(shè)在汽車(chē)3項(xiàng)端的傾斜位置上，并被構(gòu)造成通過(guò)包括電機(jī)和帶傳動(dòng)機(jī)制的驅(qū)動(dòng)裝置4來(lái)旋轉(zhuǎn)。無(wú)線電波穿過(guò)的天線罩5被安裝在印刷電路板2的外部以保護(hù)包括輻射元件1和印刷電路板2的電波接收裝置。

在相控陣天線中，必需調(diào)節(jié)印刷電路板2的傾斜以使得該相控陣天線的無(wú)線電波接收機(jī)角度可保持在離地面約45°從而以最大效率接收從靜止軌道中的衛(wèi)星發(fā)射的電波。

相應(yīng)地，印刷電路板的定向被配置成保持這一角度，并由此驅(qū)動(dòng)裝置4需要響應(yīng)于汽車(chē)3的位置的變化為無(wú)線電波的接收提供最佳的方向性。

如圖6中的另一示例，印刷電路板2被安裝在與地面平行的方向上，從而使其安裝高度小于圖5中示例的高度。

發(fā)明公開(kāi)

技術(shù)問(wèn)題

上述常規(guī)相控陣天線的缺點(diǎn)在于，由于輻射元件各自在垂直方向上具有最大無(wú)線電波接收效率，所以可預(yù)期其最大接收效率在45°角上的相傳輸無(wú)線電波的接收效率較低。

相應(yīng)地，在相控陣天線被應(yīng)用到用于汽車(chē)的衛(wèi)星接收天線的情形中，其上排列有輻射元件的印刷電路板被安裝在關(guān)于地面的一個(gè)傾斜角度上，由此增加了天線的總體高度。

此外，在將印刷電路板安裝成平行于地面以防止高度增加的情形中，無(wú)線電波接收效率較低。為了克服該問(wèn)題，增加所安裝的輻射元件的數(shù)目(每單位面積大于4倍)并增大印刷電路板的面積是不可避免的。

因此，在如上述的大尺寸相控陣天線外露的情形中，妨礙了汽車(chē)的美觀。在將天線設(shè)在汽車(chē)內(nèi)部以克服該問(wèn)題的情形中，由于汽車(chē)頂篷被略微降低所以出現(xiàn)了汽車(chē)內(nèi)部空間減小的問(wèn)題，同時(shí)，由于必須考慮安裝在汽車(chē)天線上的各種組件來(lái)確定天線的安裝位置，所以在天線設(shè)計(jì)上也有困難。

技術(shù)方案

考慮現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題作出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種相控陣天線，它被配置成使得對(duì)在一傾斜角度上接收的無(wú)線電波具有最大接收效率的多個(gè)輻射元件被排列成多行和多列，由此減輕了由天線的傾斜安裝所引起的高度和平面面積的增加，由此可省略用于設(shè)置天線方向的驅(qū)動(dòng)裝置。

本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠在穿過(guò)天線罩且被折射的無(wú)線電波通過(guò)天線被接收時(shí)對(duì)該無(wú)線電波保持最佳角度的相控陣天線。

有益效果

該天線是使用對(duì)在一傾斜角度上接收到的無(wú)線電波具有最大接收效率的輻射元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且由天線的傾斜安裝所引起的增加的高度和平面面積可得以減輕，從而可實(shí)現(xiàn)緊湊的天線，因此減小了安裝該天線所需的空間并改善了其效率。

此外，本發(fā)明與無(wú)線電波接收的方向性沒(méi)有關(guān)聯(lián)，從而不需要改變天線方向的驅(qū)動(dòng)裝置，因此制造天線的成本明顯降低，并且制造過(guò)程較為方便。