专利名称：卫星电视组合接收天线的制作方法
技术领域：
本实用新型属于卫星信号接收天线。在卫星电视接收技术中，为了提高接收信噪比，改善接收图象的质量，除了降低接收机噪声温度外，通常采用增大接收天线口径的方法。这一方法会增大接收天线的成本，如5米口径天线是3米口径天线成本的3－5倍。天线口径增大，重量增加，座架也必须相应地改变，对基础的要求提高，这时，对于没有足够承重能力的建筑物楼顶来说，不适宜安装这类天线。是否可以找到一种既能克服上述困难，又可以明显提高接收信号强度，改善接收图象质量的途径和方法呢？我们根据天线阵列理论，提出了一种廉价实用的卫星电视组合接收天线，并用双星天线公司3.2米口径天线(BAS－3.2型)进行实验，实际接收效果表明应用本技术可明显改善接收图象质量，并具有使用灵活、成本低、功能全、接收范围广、对各种安装场地适应性强等特点。
一、卫星电视组合接收天线基本结构本组合接收天线的示意图见图1，它有若干个单元天线1，单元天线可按线阵、面阵或立体阵排列，每个单元天线都连接有低噪声放大器2(LNA)，低噪声放大器对单元天线接收的电视信号进行放大，放大后的信号再送到移相单元3进行移相，调整移相单元使移相后的各路信号输入到功率合成网络4时满足要求的相位差(见参考文献〔2〕)，功率合成网络将各路信号合成后送下变频器5变频。
二、离散单元直线阵组合接收天线基本原理根据天线阵列理论，离散单元直线阵的场强幅度方向函数｜f(θ)｜为｜f(θ)｜＝｜f1(θ)｜·｜fa(θ)｜ ①
式中｜fa(θ)｜＝
②m1i和β1i分别是第i个天线单元与第一个天线单元电流的幅度比和相位差；d1i为第i个天线单元对第一个天线单元的中心距离；d11＝0；k为传播常数。
｜f1(θ)｜是天线单元的方向函数，仅与天线单元的型式和尺寸有关，称为天线单元因子；fa(θ)与天线阵的元电流分布Ii、空间分布d1i和天线单元个数n有关，而与天线单元的型式和尺寸无关，称为阵因子。对于均匀直线阵，式②变为
其中φ＝kd Cosθ＋βφ称为两相邻天线元幅射场的相位差。
通常要求天线阵方向图只有一个最大值发生在φ＝0的主瓣。设主瓣最大值方向(天线阵最大幅射方向)为θm，则由式③有β＝－kd Cosθm④即 θm＝arcCos(－ (β)/(kd) ) ⑤如果β随时间按一定规律重复变化，天线阵不转动，最大幅射方向连同整个方向图就能在一定空域内往复运动，即实现方向图扫描。
卫星转发的电视信号分别由各单元天线接收下来，经各自的低噪声放大器(LNA)进行放大，然后对放大后的信号进行移相，使相邻单元信号的相位差β满足β＝－kd CosOm(即上面④式)移相后的信号加到功率合成器的输入端，合成后的信号经下变频器变换后输入到接收机，选取要求的电视信号由显示器收看。
三、实施例在实际的卫星电视接收中最有实用价值的是两个单元天线的组合接收天线。图2为两个单元天线的组合接收天线实验方框示意图。该方案的特点是简单有效。它采用市售分离式高频头(由LNA和下变频器组成)，将由微波传输线、环形器和微带结构高性能功率合成器组成的移相、合成单元加在低噪声放大器和下变频器之间，这样就在基本不影响整个系统的噪声系数的条件下，以简单的方式，在4GHZ波段实现了两路信号的移相合成。
实验用卫星电视组合接收天线组成如下单元天线采用双星天线公司生产的双星牌3.2米天线。
分离式高频头采用Drake公司生产的产品。
环形器采用标准C波段微带环形器。
功率合成器为微带结构高性能功率合成器。
采用上面的实验方案，在北京地区对中国广播通讯卫星(东径87.5°)、美国广播通讯卫星(东径179°)进行了接收比较试验，并现场测试单元接收天线和组合接收天线的传输链路信噪比。结果表明组合接收天线可明显改善接收图象质量，组合接收天线的传输链路信噪比为34.3dB，比单元接收天线信噪比(31dB)提高3dB。
参考文献〔1〕王绶琯、崔振兴、吴盛殷、阎元宜等编著，《射电天文方法》，科学出版社，1988年〔2〕魏文元、宫德明、陈必森编，《天线原理》，国防工业出版社，1985年
说明书
图1卫星电视组合接收天线示意图1 单元天线2 低噪声放大器3 移相单元4 功率合成网络5 下变频器6 接收机7 显示器图2两个单元天线的组合接收天线实验示意图
权利要求1.一种由单元天线1、低噪声放大器2、移相单元3、功率合成网络4、下变频器5组成的卫星电视组合接收天线，其特征在于有2至6个单元天线，每个单元天线接收的卫星电视信号经低噪声放大及移相后送入功率合成网络合成一个信号，合成后的信号经下变频器变频后送接收机。
2.根据权利要求1所述卫星电视组合接收天线，其特征在于2至6个单元天线安装在同一直线上。
3.根据权利要求1或2所述卫星电视组合接收天线，其特征在于单元天线为双星牌3.2米天线。
专利摘要由两个(或多个)较小口径的天线进行适当排列及移相合成成为组合接收天线。这种系统当用于接收全向辐射功率较强的卫星电视节目时，每个单元天线可以单独使用；当用于接收全向辐射功率较弱的卫星电视节目时，可以运用移相合成接收技术，把几个单元天线的接收信号进行合成，这样可以提高接收信噪比，改善图象的接收质量，达到大口径天线同样的效果。具有使用灵活、成本低、功能全、接收范围广，以及对各种安装场地适应性强等特点。
文档编号H04B7/08GK2066205SQ8921526
公开日1990年11月21日 申请日期1989年8月21日 优先权日1989年8月21日
发明者余庆, 施浒立, 张泰华, 王鹏 申请人:余庆, 施浒立, 张泰华, 王鹏