专利名称：喇叭天线、无线电波接收转换器和天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及喇叭天线(feedhorn)、无线电波接收转换器和天线，特别涉及具有介质天线的喇叭天线、无线电波接收转换器和天线。
背景技术：
用来接收卫星广播或相似物无线电波的天线已经公知。为天线提供了无线电波接收转换器。作为无线电波接收转换器的部件，具有连接到波导开放端的介质天线的喇叭天线已经公知(见，例如日本专利待审公开文件No.2001-217644)。
日本专利待审公开文件No.2001-217644公开了介质天线的一部分被压配合在波导开放端内周边中从而将介质天线连接并固定到波导。
然而，对于具有上述结构的喇叭天线，必须保持波导的内周边和介质天线的上述部分具有高的尺寸精度。否则，不可能确保连接到波导的连接部分和介质天线彼此间连接的可靠性。另外，如果周围温度的变化使得介质天线热膨胀或热收缩，则连接到波导的连接部分和介质天线的强度可能改变。另外，在这种情况下，连接部分的可靠性变差。结果是，包括喇叭天线的转换器以及包括该转换器的天线的可靠性可能变差。为了避免发生这些问题，本发明的发明者致力于将介质天线紧紧连接到覆盖介质天线放置的盖部件上的方法，从而将介质天线压配合到波导上。
然而，在这种情况下，如果介质天线的形状改变，盖部件的形状也必须改变。例如，如果喇叭天线要被分别安装在例如孔径张角和FD率不同的两种类型的抛物线天线上，也必须使用两种类型的喇叭天线辐射模式。因此，也必需有两种不同形状的介质天线。另外，两种类型的盖部件也是必需的。因此，为了制造喇叭天线需要增加模具的数量，这也是喇叭天线制造成本增加的一个因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种喇叭天线、无线电波接收转换器和天线，实现制造成本的降低。
根据本发明的种喇叭天线包括机壳体(chassis body)、盖部件和介质天线。所述机壳体包括具有开口的波导。所述盖部件连接到所述机壳体以覆盖所述开口。所述盖部件由电介质制成。所述介质天线放置得与所述开口相对，而所述盖部件位于二者之间。
根据本发明，共用的盖部件可用于形状彼此不同的介质天线。因此，与对适用于各自形状的介质天线分别形成形状彼此不同的盖部件的情况相比，喇叭天线的制造成本被降低了。
根据下述结合附图对本发明的详细描述，本发明的前述和其他目的、特征、方面和优点将变得更加显而易见。
图1是示意图，示出了根据本发明的用于接收卫星广播或相似物无线电波的天线的实施例；图2是示意图，示出了用于图1所示天线的无线电波接收转换器；图3是示意性剖视图，示出了连接图1和2所示转换器介质天线和防水盖的连接部分结构的第一实例；图4是正视图，示出了转换器介质喇叭天线前部分的实例，从图3的箭头所示方向观察；图5是正视图，示出了转换器介质喇叭天线前部分的另一个实例，从图3的箭头所示方向观察；图6是示意性剖视图，示出了连接介质天线和防水盖的连接部分结构的第二实例；图7是示意性剖视图，示出了连接根据本发明的转换器的介质天线和防水盖的连接部分结构的第三实例；图8是示意性剖视图，示出了连接根据本发明的转换器的介质天线和防水盖的连接部分结构的第四实例；图9是示意图，示出了作为描述图1和2所示转换器和天线效果对比例的转换器。
具体实施例方式
下面将结合附图描述本发明的实施例。应该注意到附图中相似的或对应的部件通过相似的附图标记指代并且不再重复对它们的说明。
参考图1和图2，现在给出根据本发明的具有介质喇叭天线的转换器以及无线电波接收天线(下文也称为天线)的描述。
如图1所示，本发明的天线10包括反射无线电波的抛物线部分11、连接到抛物线部分11的臂12和安装在臂12端部用来接收无线电波的转换器13。用来将接收到的无线电波(信号)传输到其他部件如调谐器和BS接收器的电缆14连接到转换器13。作为这种电缆14例如可以采用同轴电缆。另外，抛物线部分11后侧安装有支撑臂，该支撑臂是将天线10安装和固定在预定位置的固定支撑部件。
如图2所示，转换器13包括机壳体1、连接到机壳体1的电路部分6、安装用来封闭设置在机壳体1的波导2的开口(前开放端)的防水盖4、安装在防水盖4前面的介质天线3(安装在与波导2的开口相对的位置处，且防水盖4处于二者之间)、作为覆盖机壳体1和电路部分6的外部部件的外壳8。外壳8的下端连接到图1所示的臂12的端部。另外，在电路部分6上形成用来连接图1所示电缆14的输出端子。
防水盖4封闭了波导2的开口，并且包括侧壁部分22，该侧壁部分22在形成波导2的机壳体1的侧表面之上延伸。在该侧壁部分22的端部形成爪部分21，该爪部分是向着防水盖4内部突出的突起。机壳体1具有与防水盖4的侧壁部分22相对的侧壁(侧表面)部分，该侧壁部分形成有凸缘部分20以向外突出(沿远离中心轴25的方向)。防水盖4的爪部分21和机壳体1凸缘部分20的侧壁彼此配合(即，爪部分21与凸缘部分20的侧壁和机壳体1的外壁表面形成的凹陷配合)从而使防水盖4固定到机壳体1。当爪部分21被形成得在防水盖4侧壁部分22的端部整个周围延伸时，可以在侧壁部分22端部的多个位置(例如，两个位置或至少三个位置)处形成爪部分。另外，可以在机壳体1上形成凸起，而在防水盖4上形成凹陷。
在这种情况下，优选地，多个爪部分21以相等的间隔在防水盖4侧壁部分22的端部沿周向安排。另外，当在机壳体1侧壁的整个周围形成机壳体1的凸缘部分20时，在防水盖4的爪部分21在多个位置处形成的情况下，可仅在与这些爪部分21相对的位置处形成凸缘部分20。此外，在机壳体1凸缘部分20的前方(在凸缘部分20的侧壁前方，该侧壁相对于与防水盖4爪部分21的凸起相接触的侧壁定位)，在机壳体1的侧壁周围形成槽30。环形填料5被插入到这个槽30中。如图2所示，在防水盖4连接和固定到机壳体1的状态下，环形填料5压在并紧紧地连接在防水盖4的内表面和机壳体1的槽30的内表面的每个上。因此，环形填料5可被用来将转换器13的外部空间与由机壳体1和防水盖4围绕的内部空间(波导2内部的空间)分开。因此，波导2的内部空间可维持良好的气密性。
在防水盖4的前侧，形成凹部23。安装介质天线3以覆盖该凹部23。介质天线3可连接和可拆卸地安装到防水盖4。如何将介质天线3连接到防水盖4在下文中描述。优选地，介质天线3和防水盖4由相同的材料制成以防止其间的不匹配。例如，作为制造介质天线3和防水盖4的材料，可使用例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或特富龙(注册商标)。因为这些材料具有较低的介电损耗(tanδ)，所以它们是优选材料，因为可以将传输损耗保持得较低。
这样，介质天线3可连接地和可拆卸地安装在防水盖4的外侧，因此介质天线3可被任意适用于这种孔径张角(angular aperture)和FD率的抛物线天线的任何部件代替。于是，可以得到一般多功能性的转换器13，因此转换器13的制造成本可被降低。
下面专门描述本发明的天线10和转换器13的效果。图9所示的转换器13基本与图1和2所示的转换器13的结构相同，前者的和后者的转换器彼此的不同在于前者的转换器的介质天线33和防水盖44的结构与后者的不同。具体地，对于图9所示的转换器13，安装介质天线33以封闭波导2的开口。安装防水盖44以覆盖介质天线33，同时连接到机壳体1。防水盖44和机壳体1的连接部分的结构基本与图1和2所示的转换器13的机壳体1和防水盖4的连接部分的结构相同。具体地，对于图9所示的转换器13，防水盖44的爪部分21和机壳体1的凸缘部分20的侧壁彼此配合从而将防水盖44固定到机壳体1上。通过由该防水盖44压向波导2，介质天线33被固定。
关于图9所示的转换器13，防水盖44如上所述用来将介质天线33紧紧地连接到形成波导2的机壳体1上。因此，如果介质天线33的形状改变，防水盖44的形状也必须改变。因此，在将转换器13分别安装到两种类型的例如孔径张角和FD率彼此不同的抛物线天线上的情况下，也必须两种类型的辐射模式。因此，为了提供不同的辐射模式，有必要提供两种不同形状的介质天线33。在这种情况下，对于图9所示的转换器13对比例，需要生产两种不同形状的介质天线33，还需要生产两种不同形状的防水盖44。结果是，用来制造防水盖44模具的成本变成了必需的成本，导致了转换器13制造成本的增加。
另外，图9所示的转换器13在介质天线3后侧(面向波导2内侧的一侧)具有阻抗匹配部分45。因此，增加了介质天线33的厚度，导致了介质天线33的注塑成型性变差。因此，在使用注塑法制造介质天线33的情况下，可能发生诸如缩痕和在其中产生气泡的缺点。
相反，图1和2所示的本发明转换器13具有这样的介质天线3，该介质天线3可连接地和可拆卸地安装到防水盖4的外侧，因此仅通过改变介质天线3的形状(而防水盖4的形状不变)就可以容易地实现具有分别适用于孔径张角和FD率彼此不同的抛物线天线的各自辐射模式的转换器13。
另外，图1和2所示的转换器13具有圆锥形形状的并安装在防水盖4后侧(面向波导20的一侧)的阻抗匹配部分40。这种阻抗匹配部分40可以安装成减小波导2和防水盖4之间反射波的发生。此外，因为这种阻抗匹配部分安装在防水盖4上，所以没有必要为介质天线3提供单独的阻抗匹配部分。因此，介质天线3的厚度可被制造得小于图9所示介质天线33的厚度。因此，可以改善介质天线3的注塑成型性。
这里，关于图1和2所示的转换器13，作为将介质天线3和防水盖4彼此连接的连接部分的结构，在介质天线3可拆卸地连接到(可连接的和可拆卸的连接到)防水盖4的情况下，可采用任何的任意结构。下文将给出该连接部分示例性结构的描述。
结合图3和4，描述根据本发明转换器的连接介质天线3和防水盖4的连接部分的结构。
如图3和4所示，根据本发明，转换器13的连接介质天线3和防水盖4的连接部分的结构的第一实例使用树脂制成的螺钉可拆卸地彼此连接和固定介质天线3和防水盖4。具体地，在防水盖4的外边缘部分42，形成螺纹孔41，螺钉9插入和固定在其中。如图4所示，可以在关于中心轴25彼此对称的相应位置处形成两个螺纹孔41。在介质天线3中，在覆盖螺纹孔41的相应位置处，形成孔31，该孔为通孔。防水盖4和介质天线3被放置得以允许防水盖4的螺纹孔41和介质天线3的孔31彼此重叠。在这种状态下，螺钉9被插入并固定在孔31和螺纹孔41中。于是，介质天线3可被连接和固定到防水盖4。另外，当介质天线3从防水盖4拆离时，螺钉9可从孔31和螺纹孔41中除去，从而将介质天线3任意地从防水盖4上取下。
螺钉9的安排不限于图4所示的螺钉9被安排在两个位置的情况。作为可替代的方案，如图5所示，螺钉9可关于中心轴25在相等间隔的四个位置处布置。这时，在螺钉9放置的区域中，如图3所示在介质天线3中形成为通孔的孔31，在防水盖4的外边缘部分40中形成螺纹孔41。另外，关于螺钉9的安排，该安排不限于图5所示的在四个位置处安排螺钉9，螺钉可任意地在任意数量的位置处安排，如三个或更多的或五个或更多的位置。优选地，螺纹孔41和孔31的直径至少为2mm和至多为3mm。
参考图6，根据本发明，描述了转换器的连接介质天线和防水盖的连接部分的结构的第二实例。图6对应于图3。
图6所示的转换器13的喇叭天线部分基本上与图3所示的喇叭天线相同，在于介质天线3和防水盖4都利用例如树脂、塑料制成的螺钉9彼此连接和固定。然而，图6中的喇叭天线部分在螺钉9的布置方面与图3所示不同。具体地，螺纹孔41形成在防水盖4外边缘部分42的外侧壁中。螺纹孔41从外边缘部分42的侧表面43向中心轴25延伸。另外，介质天线3的延伸部分26在防水盖4的外边缘部分42的侧表面43之上延伸。在该延伸部分26中，孔31形成在覆盖防水盖4螺纹孔41的位置处。该孔31也从介质天线3的延伸部分26向中心轴25延伸。
在介质天线3的孔31覆盖防水盖4的螺纹孔41的状态下，介质天线3安装在防水盖4的外侧。然后，塑料螺钉9被插入和固定在该孔31和螺纹孔41中。这样，防水盖4和介质天线3被彼此连接和固定。
参考图7，根据本发明，描述了连接介质天线3和防水盖4的连接部分的结构的第三实例。图7对应于图3。
关于图7所示的转换器13的喇叭天线部分，形成在介质天线3外周后端的爪部分29与形成在防水盖4外侧表面上的台阶状部分28配合从而可拆卸地彼此连接和固定介质天线3和防水盖4。具体地，在防水盖4的外侧壁中，形成槽状凹陷27，该槽状凹陷27沿圆周方向延伸，以圆周中心在中心轴25处。代替围绕防水盖4外侧壁设置的该凹陷27，可以在各自分离的位置处形成凹陷27。
介质天线3的延伸部分26延伸到防水盖4的外侧壁上。在该延伸部分26的端部(更接近波导2的端部)，形成爪部分29(向着中心轴25突出的爪部分29)。该爪部分29与形成在防水盖4外侧壁上的台阶状部分28配合(通过形成在防水盖4外侧壁中的凹陷27的侧壁和防水盖4的外侧壁形成台阶状部分28)，因此介质天线3被可拆卸地固定到防水盖4。这样，不用这种额外的诸如螺钉的部件，介质天线3也可以容易地连接和固定到防水盖4。与图7所示的结构相比，可以在介质天线3中形成凹陷，可以在防水盖4上形成凸起以允许该凸起与该凹陷配合，从而将介质天线3连接和固定到防水盖4。
参考图8，根据本发明，描述了转换器的连接介质天线3和防水盖4的连接部分的结构的第四实例。
对于图8所示的转换器，粘结部件35例如像双面粘结带可被放置在介质天线3和防水盖4彼此相对的各个表面之间。该粘结部件35被用来彼此连接和固定介质天线3和防水盖4。优选地，粘结部件35的厚度至多为50μm。作为粘结部件35，可以采用任意的部件，例如在带状基底部件的两侧形成有粘结层的双面粘结带或粘结剂。
除了上述的连接部分的结构，可以采用任何任意的连接方法如热压缩结合作为连接介质天线3和防水盖4的连接部分。
另外，代替上述的将介质天线3连接和固定到防水盖4，介质天线3可被连接到机壳体1。例如，介质天线3的延伸部分可从防水盖4的侧壁上的一部分延伸到机壳体1的侧壁上的一部分，延伸部分的引导端部和机壳体1的侧壁可以彼此连接和固定。对于这种连接方法，可以采用上述的通过螺钉(见图6)连接的方法或允许凸起与凹陷配合(见图7)的连接方法。
下文依次描述本发明的特征结构实例，其中有些特征与上述实施例的特征相似。
根据本发明，喇叭天线包括机壳体1、作为盖部件的防水盖4和介质天线3。机壳体1包括具有开口的波导2。防水盖4连接到机壳体1以覆盖开口。防水盖4由电介质制成。介质天线3放置得面对开口，防水盖4处于二者之间。
因此，当介质天线3的形状被改变以改变喇叭天线的辐射模式时，在介质天线3连接部分即连接到防水盖4的部分的形状没有改变的情况下，可以采用形状改变前用于介质天线3的防水盖4的结构。换句话说，共用的防水盖4可被用于不同形状的介质天线3。因此，与对适用于各自不同形状的介质天线3形成不同形状的防水盖4的情况相比，例如模具的成本被降低了。因此，喇叭天线的制造成本也被降低了。
关于上述的喇叭天线，防水盖4和介质天线3可由相同的材料制成。在这种情况下，可防止防水盖4和介质天线3之间的不匹配。
关于上述的喇叭天线，防水盖4可包括位于开口内侧的阻抗匹配部分40。关于上述的喇叭天线，阻抗匹配部分40是圆锥形部分，形成得从面对开口的防水盖4的表面向着波导2的内侧突出。
在这种情况下，可减小波导2和防水盖4之间反射波的发生。因此，防止了喇叭天线辐射特征变差。另外，因为防水盖4形成有阻抗匹配部分40，因此没有必要对介质天线3形成这样的阻抗匹配部分。因此，不会发生由于在其上形成阻抗匹配部分而造成介质天线3的厚度增加。因此，介质天线3中心部分的厚度例如至多为8mm。通过提供至多为8mm的介质天线3中心部分的厚度，如果在制造过程中会产生的话，在介质天线3的中心部分处产生的气泡的直径大约为3mm或更小。3mm或更小直径的气泡对喇叭天线的辐射特征的影响较小，因此可以防止辐射特征变差。
关于上述的喇叭天线，优选地，介质天线3可拆卸地连接到防水盖4。在这种情况下，通过替换介质天线3，可以容易地得到具有不同类型介质天线3的喇叭天线。
如图3和6所示，关于上述的喇叭天线，可在防水盖4中形成螺纹孔41作为盖部件的螺纹孔，而介质天线3可具有与螺纹孔41相对的部分并且在该部分上形成孔31作为天线的螺纹孔，因此提供的螺钉9可作为固定螺钉插入到该孔中。螺钉9可被插入和固定在螺纹孔41和孔31中从而将防水盖4与介质天线3彼此连接。在这种情况下，可使用螺钉9容易地彼此连接和固定防水盖4和介质天线3。另外，螺钉9可被拆下以容易地将介质天线3从防水盖4拆下。
如图3到6所示，关于上述的喇叭天线，优选地，螺纹孔41和孔31被放置在当从介质天线3向波导2的开口观察时与波导2的开口不重合的位置(放置在外边缘部分42处)。在这种情况下，由于螺钉9的放置而引起的喇叭天线辐射特性的变化程度较小。
优选地，上述螺钉9由树脂制成。在这种情况下，与采用金属螺钉的情况相比，可以减小对喇叭天线辐射特征的影响。
关于上述喇叭天线，如图7所示，可以在防水盖4和介质天线3其中之一上形成爪部分29，该爪部分是一种凸起。另外，优选地，在防水盖4和介质天线的另一个中，可以在与爪部分29相对的位置形成凹陷27。优选地，爪部分29与凹陷27配合以彼此连接防水盖4和介质天线3。在这种情况下，不用这种额外的部件作为固定螺钉，介质天线3也可以连接到防水盖4。因此，可以防止喇叭天线制造成本的增加。
关于上述的喇叭天线，优选地，在位于波导2侧壁上的部分处形成爪部分29和凹陷27。在这种情况下，爪部分29和凹陷27对喇叭天线辐射特征的产生影响的可能性更低。
根据本发明，无线电波接收转换器包括上述的喇叭天线。因此，采用制造成本被降低的喇叭天线相应地也降低了无线电波接收转换器的制造成本。
根据本发明，天线具有上述的无线电波接收转换器。因此，采用低制造成本的无线电波接收转换器也因此降低了天线的制造成本。
虽然本发明已经被详细描述和示出，但是应该清楚的理解到所图示的发明仅作为说明和实例而不作为限制，本发明的实质和范围仅由所附的权利要求限制。
权利要求
1.一种喇叭天线，包括机壳体，所述机壳体包括具有开口的波导；盖部件，所述盖部件由电介质制成并连接到所述机壳体以覆盖所述开口；和介质天线，所述介质天线放置得与所述开口相对，同时所述盖部件位于二者之间。
2.根据权利要求1所述的喇叭天线，其中所述盖部件和所述介质天线由相同的材料制成。
3.根据权利要求1所述的喇叭天线，其中所述盖部件包括位于所述开口内侧的阻抗匹配部分。
4.根据权利要求1所述的喇叭天线，其中所述介质天线可拆卸地连接到所述盖部件。
5.根据权利要求4所述的喇叭天线，其中所述盖部件在其中形成有盖部件螺纹孔，所述介质天线具有在与所述盖部件螺纹孔相对的部分形成的天线螺纹孔，以插入固定螺钉，并且所述固定螺钉被插入和固定在所述盖部件螺纹孔和所述天线螺纹孔中以彼此连接所述盖部件和所述介质天线。
6.根据权利要求4所述的喇叭天线，其中所述盖部件和所述介质天线中的一个在其上形成有凸起，所述盖部件和所述介质天线中的另一个在与所述凸起相对的部分处形成有凹陷，和所述凸起与所述凹陷配合以彼此连接所述盖部件和所述介质天线。
7.一种具有如权利要求1所述的喇叭天线的无线电波接收转换器。
8.一种具有如权利要求7所述的无线电波接收转换器的天线。
全文摘要
一种喇叭天线，包括机壳体(1)、作为盖部件的防水盖(4)和介质天线(3)。所述机壳体(1)包括具有开口的波导(2)。所述防水盖(4)连接到所述机壳体(1)以覆盖所述开口。所述防水盖(4)由电介质制成。所述介质天线(3)放置得面对所述开口，且防水盖(4)位于二者之间。因此，得到制造成本被降低的喇叭天线、无线电波接收转换器和天线。
文档编号H01Q13/20GK1787287SQ20051012948
公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月9日 优先权日2004年12月10日
发明者长野笃士 申请人:夏普株式会社