專利名稱：一次輻射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于衛(wèi)星廣播反射式天線等的一次輻射器，特別是涉及輻射接收?qǐng)A偏振電磁波的一次輻射器。
背景技術(shù)：
下面參照土4和圖15說(shuō)明這種一次輻射器的現(xiàn)有例，圖14是現(xiàn)有的一次輻射器的剖視圖，圖1是從其喇叭部觀察時(shí)所看到的該一次輻射器的正視圖。如這些圖所示，現(xiàn)有技術(shù)的一次輻射器配備有在其一端上具有喇叭部210a、將其另一端作為封閉面210b的截面為圓形的波導(dǎo)管210；突出地形成于該波導(dǎo)管210的內(nèi)壁面上的一對(duì)隆起211；以及設(shè)置在該隆起211與封閉面210b之間的探頭212。
波導(dǎo)管210利用鋅及鋁等金屬材料壓鑄成型制成，兩個(gè)隆起211與波導(dǎo)管210整體成型。這些隆起211起著把從喇叭部210d進(jìn)入波導(dǎo)管210內(nèi)的圓偏振波變換成線偏振波的相位變換器(90度相位器)的作用，在沿波導(dǎo)管210的中心軸的兩端上形成錐形，具有規(guī)定的高度和寬度。如圖15所示，當(dāng)以包含波導(dǎo)管210和兩個(gè)隆起211的平面作為基準(zhǔn)面時(shí)，探頭212相對(duì)于基準(zhǔn)面以大約45度的角度與之交叉，探頭212與閉合面210b的距離為管內(nèi)波長(zhǎng)的1/4個(gè)波長(zhǎng)左右。此外，代替隆起211利用介電材料構(gòu)成的板材作為相位變換器將該電介質(zhì)板插入并固定到波導(dǎo)管210內(nèi)，這種情況是公知的，在這種情況下，相對(duì)于和電介質(zhì)板的板面平行的通過(guò)波導(dǎo)管210中心軸的基準(zhǔn)面，探頭212以約45度左右的角度與之交叉。
在這樣構(gòu)成的一次輻射器中，例如在接收由衛(wèi)星輻射的右旋或左旋圓偏振波時(shí)，該圓偏振波被從喇叭部210d導(dǎo)入到波導(dǎo)管210內(nèi)，在通過(guò)波導(dǎo)管210內(nèi)的隆起211(或電介質(zhì)板)時(shí)，被變換成線偏振波。即，由于圓偏振波是由等振幅的相互垂直具有90度相位差的兩個(gè)線偏振波合成的向量旋轉(zhuǎn)的偏振波，所以令圓偏振波通過(guò)隆起211(或電解質(zhì)板)，使相位差為90度的相位變成同相位、將其變換成線偏振波。從而，如果使該線偏振波結(jié)合到探頭上進(jìn)行接收的話，可以把該接收信號(hào)用圖中未示出的變頻器回路頻率變換成IF頻率信號(hào)加以輸出。
此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，作為這種一次輻射器，配備有其一端具有喇叭部把其另一端封閉的波導(dǎo)管，設(shè)置在該波導(dǎo)管內(nèi)部的相位變換器，設(shè)置在該相位變換器與波導(dǎo)管的封閉面之間的探頭的產(chǎn)品是公知的。相位變換器把進(jìn)入波導(dǎo)管內(nèi)的圓偏振波變換成線偏振波，作為一個(gè)例子，它由將長(zhǎng)度方向的兩端形成楔形的電介質(zhì)板構(gòu)成。探頭相對(duì)于相位變換器大致以45度角交叉，探頭與波導(dǎo)管的封閉面之間的距離約為管內(nèi)波長(zhǎng)的1/4波長(zhǎng)。
在基本上這樣構(gòu)成的一次輻射器中，把從衛(wèi)星輻射的右旋或左旋圓偏振波從喇叭部導(dǎo)入到波導(dǎo)管的內(nèi)部，用相位變換器變換成線偏振波。即，由于圓偏振波是等振幅、相互垂直的具有90度相位差的兩個(gè)線偏振波的合成向量旋轉(zhuǎn)的偏振波，所以，令圓偏振波通過(guò)相位變換器，使相位差為90度的相位變成相同的相位，從而變換成線偏振波。從而，當(dāng)把該線偏振波耦合到探頭上進(jìn)行接收時(shí)，可以利用圖中未示出的變頻器回路進(jìn)行頻率變換把該接收頻率變換成IF頻率加以輸出。
但是，在按前面所述的方式構(gòu)成的初級(jí)方式天線中，由于利用鋅及鋁等金屬材料壓鑄成型波導(dǎo)管，所以需要結(jié)構(gòu)復(fù)雜價(jià)格昂貴的成型用模具，這是一次輻射器制造成本高的一個(gè)很大的原因。因此，近年來(lái)，正在試驗(yàn)省略高價(jià)的壓成型用鑄模具，把金屬板卷繞成圓筒狀來(lái)形成波導(dǎo)管的方法，但在這種波導(dǎo)管中，對(duì)于相位變換器則出現(xiàn)了新的問(wèn)題。
即，在這種利用金屬板制成的波導(dǎo)管中，在厚度薄的金屬板上沖壓加工大的突出部是很困難的，即使假定能夠加工，也會(huì)成為尺寸精度低的突出部，所以作為相位變換器采用隆起時(shí)，在加工上會(huì)伴有困難。另一方面，作為相位變換器在利用電介質(zhì)板時(shí)，由于卷繞金屬板形成的波導(dǎo)管的內(nèi)周面是圓形的，所以在一次輻射器的組裝階段，需要在用夾具對(duì)插入波導(dǎo)管內(nèi)的相位變換器進(jìn)行定位的狀態(tài)下把相位構(gòu)件粘接在波導(dǎo)管內(nèi)的規(guī)定位置上，組裝作業(yè)非常復(fù)雜。
同時(shí)，在這種一次輻射器中，由于在波導(dǎo)管的內(nèi)部探頭與相位變換器以大致45度的角度交叉，所以有必要借助適當(dāng)?shù)姆绞焦潭ú迦氲讲▽?dǎo)管內(nèi)的相位變換器。作為這種相位變換器的固定方式，一般采用粘接劑，但在這種利用粘接劑固定的方法中，由于需要在利用夾具將相位變換器定位的狀態(tài)下在波導(dǎo)管的內(nèi)壁面上與相位變換器的結(jié)合部分上涂布粘接劑的復(fù)雜工藝，從而存在著組裝作業(yè)性差的問(wèn)題。此外，作為其它的固定方式，也提出了利用螺釘把相位變換器固定到波導(dǎo)管的內(nèi)部的方法，但是，在這種場(chǎng)合，由于螺釘?shù)那岸瞬糠滞怀龅讲▽?dǎo)管的內(nèi)部，所以存在著因螺釘?shù)那岸瞬糠质闺姶挪òl(fā)生反射，使其性能變差的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，在第一個(gè)目的是提供一種組裝作業(yè)性能優(yōu)異、制造成本低的一次輻射器。此外，其第二個(gè)目的是，提供一種性能不會(huì)惡化能夠簡(jiǎn)單而可靠地固定相位變換器的一次輻射器。
為達(dá)到上述目的，在本發(fā)明的一次輻射器中，配備有把金屬板卷繞成圓筒狀形成的波導(dǎo)管、從該波導(dǎo)管的內(nèi)壁面向中心軸方向突出的探頭、保持在前述波導(dǎo)管的電介質(zhì)饋線，在前述波導(dǎo)管的內(nèi)壁面上形成與中心軸平行地延伸的平坦部，把前述電介質(zhì)饋線安裝在前述平坦部上。
在這樣構(gòu)成的一次輻射器中，由于通過(guò)把金屬板卷繞成圓筒狀形成波導(dǎo)管，所以，與壓鑄成型制成的波導(dǎo)管相比，大幅度地降低其制造成本，而且，在把電介質(zhì)饋線安裝到高波導(dǎo)管上的情況下，如果把插入到波導(dǎo)管內(nèi)的電介質(zhì)饋線的一部分安裝到金屬板的平坦部上的話，由于借助該平坦部確定波導(dǎo)管與電介質(zhì)饋線的相對(duì)位置，所以可簡(jiǎn)化組裝作業(yè)。
在上述結(jié)構(gòu)中，平坦部可以形成在波導(dǎo)管的內(nèi)壁面的任意位置上，但優(yōu)選地把金屬板卷繞成圓筒狀，使其端部重疊，將平坦部形成在重疊后的結(jié)合部上。
此外，在上述結(jié)構(gòu)中，電介質(zhì)饋線具有從波導(dǎo)管的開口端突出的輻射部，從該輻射部向波導(dǎo)管的內(nèi)部變窄的阻抗變換部，以及連接到該阻抗變換部上的板狀相位變換部，該相位變換部?jī)?yōu)選地與探頭以約45度的角度交叉。在這種情況下，在夾持波導(dǎo)管的中心軸相對(duì)的兩個(gè)部位處形成平坦部，如果把電介質(zhì)饋線的相位變換部安裝到這些平坦部上的話，可以簡(jiǎn)單并可靠地對(duì)相位變換部與探頭的相對(duì)位置定位。
此外，如果在波導(dǎo)管的內(nèi)周面的多個(gè)部位處形成平坦部，分別把電介質(zhì)饋線的阻抗變換部和相位變換部安裝到這些平坦部上時(shí)，可以把電介質(zhì)饋線相對(duì)于波導(dǎo)管更加穩(wěn)定地進(jìn)行安裝。這時(shí)，如果在圓周方向以大約90度的間隔開的四個(gè)部位處形成平坦部的話，由于安裝阻抗變換部的一對(duì)平坦部與安裝相位變換部的一對(duì)平坦部基本上正交，所以可抑制各平坦部對(duì)偏振波的不良影響。
同時(shí)，在本發(fā)明的一次輻射器中，其特征為，它配備有在一端上具有開口部的波導(dǎo)管，從該開口內(nèi)插入到波導(dǎo)管內(nèi)部的相位變換器，把該相位變換器固定到前述波導(dǎo)管的內(nèi)壁面上的多個(gè)固定部，以及在前述波導(dǎo)管內(nèi)壁與前述相位變換器大致以45度的角度交叉的探頭，前述各固定部在通過(guò)前述波導(dǎo)管的中心軸的同一平面內(nèi)，它們的間隔約為管內(nèi)波長(zhǎng)的1/4的波長(zhǎng)。
在這樣構(gòu)成的一次輻射器中，由于插入到波導(dǎo)管內(nèi)的相位變換部由多個(gè)固定部固定到波導(dǎo)管的內(nèi)壁面上，所以可簡(jiǎn)化組裝作業(yè)，而且，由于將各固定部的間隔設(shè)定為管內(nèi)的波長(zhǎng)的約1/4個(gè)波長(zhǎng)，所以由各固定部反射的電磁波被相互抵消，可以降低反射分量。
在上述結(jié)構(gòu)中，也可以采用利用鋅及鋁等壓鑄成型的波導(dǎo)管，但當(dāng)采用把金屬板卷繞成圓筒狀及方形形成的金屬板制波導(dǎo)管時(shí)，由于無(wú)需價(jià)格昂貴的成型用模具，可以降低波導(dǎo)管的制造成本，因而是優(yōu)選的。在這種情況下，如果在作為波導(dǎo)管材料的金屬板的內(nèi)壁面上彎折成多個(gè)切口突起片，可以把這些切口突起片作為固定部，把相位變換器固定在波導(dǎo)管的內(nèi)壁面上，或者，也可以利用多個(gè)螺釘作為固定部，把這些螺釘從波導(dǎo)管的安裝孔擰到內(nèi)部將相位變換器固定。


圖1、是本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施形式例的一次輻射器的結(jié)構(gòu)圖。
圖2、是沿圖1的2-2線的剖視圖。
圖3、是沿圖1的A方向觀察時(shí)的正視圖。
圖4、是配備在該一次輻射器上的波導(dǎo)管的透視圖。
圖5、是波導(dǎo)管主要部分的剖視圖。
圖6、是配備在該一次輻射器上的電介質(zhì)饋線的透視圖。
圖7、是沿圖6的7-7線的剖視圖。
圖8、是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施形式例的一次輻射器的結(jié)構(gòu)圖。
圖9、是沿圖8的9-9線的剖視圖。
圖10、是從圖8的A方向觀察時(shí)的正視圖。
圖11、是表示反射抵消動(dòng)作的說(shuō)明圖。
圖12、是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施形式例的一次輻射器的結(jié)構(gòu)圖。
圖13，是表示該一次輻射器的主要部分的說(shuō)明圖。
圖14、是現(xiàn)有技術(shù)的一次輻射器的剖視圖。
圖15、是從喇叭部觀察該一次輻射器時(shí)所看到的正視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的第一種實(shí)施形式，圖1是本發(fā)明的實(shí)施形式的一次輻射器的結(jié)構(gòu)圖，圖2是沿圖1的2-2線的剖視圖，圖3是從A方向觀察圖1時(shí)的正視圖，圖4是配備在該一次輻射器上的波導(dǎo)管的透視圖，圖5是該波導(dǎo)管的主要部分的剖視圖，圖6是配備在該一次輻射器上的電介質(zhì)饋線的透視圖，圖7是沿圖6的7-7線的剖視圖。
如這些圖所示，本實(shí)施形式的一次輻射器配備有兩端開口的圓筒狀波導(dǎo)管1、保持在該波導(dǎo)管1的內(nèi)部的電介質(zhì)饋線2、將波導(dǎo)管的一個(gè)開口閉塞的蓋體3。在波導(dǎo)管1的內(nèi)壁面上設(shè)置探頭4。該探頭4在波導(dǎo)管1的外部連接到圖中未示出的轉(zhuǎn)換回路上，此外，在圖1中沒有示出，探頭4與蓋體3之間的距離被設(shè)定為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的約1/4個(gè)波長(zhǎng)。
波導(dǎo)管1是把在展開狀態(tài)下為方形的金屬板卷繞成圓筒狀形成的，如圖4所示，該金屬板的兩端相互重疊，形成結(jié)合部1a。如圖5所示，在該結(jié)合部1a處，金屬板的兩端用多個(gè)鉚接部1b固定，各鉚接部1b之間的距離設(shè)定為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的約1/4個(gè)波長(zhǎng)。該波導(dǎo)管1呈基本上圓形截面的形狀，但在其內(nèi)周面的一部分上形成第一和第二平坦部1c，1d。這些平坦部1c，1d向與波導(dǎo)管1的中心軸平行的長(zhǎng)度方向延伸，當(dāng)從波導(dǎo)管1的圓周方向觀察時(shí)，第一平坦部1c與第二平坦部1d交替地形成，每種平坦部各為兩個(gè)，一共形成四個(gè)平坦部。即，如圖2所示，在通過(guò)波導(dǎo)管1的中心軸的直角坐標(biāo)中，在一個(gè)直線上有兩個(gè)第一平坦部1c，它們以180度相對(duì)設(shè)置，并且，在與該直線正交的另一個(gè)直線上以180度相對(duì)地設(shè)置余下的兩個(gè)第二平坦部1d。此外，這些平坦部1c，1d中之一由結(jié)合部1a形成，在本實(shí)施形式例的情況下，一個(gè)第一平坦部1c由結(jié)合部1a形成。
電介質(zhì)饋線2由介電耗損因數(shù)低的介電材料構(gòu)成，在本實(shí)施形式例的情況下，從價(jià)格的角度考慮，采用廉價(jià)的聚乙烯(介電常數(shù)ε≌2.25)。該電介質(zhì)饋線2由從波導(dǎo)管1的開口端突出的輻射部5、從輻射部5向波導(dǎo)管1的內(nèi)部呈圓弧狀變窄的阻抗變換部6、以及從阻抗變換部6的前端變窄的部分連續(xù)延伸的相位變換部7構(gòu)成，如后面將要描述的，阻抗變換部6的周面的兩個(gè)部位和相位變換部7的兩個(gè)側(cè)面被安裝到波導(dǎo)管1的各平坦步1c，1d上。
輻射部5從波導(dǎo)管1的開口端起擴(kuò)展成喇叭狀，在其端面上形成多個(gè)環(huán)形槽5a。各環(huán)形槽5a的深度尺寸被設(shè)定為在空氣中傳播的電磁波的波長(zhǎng)λo的大約1/4個(gè)波長(zhǎng)，而且，各環(huán)形槽5a在輻射部5的端面上形成同心圓狀(參照?qǐng)D3)。
阻抗變換部6具有從靠近輻射部5的基端部起向相位變換部7收斂的一對(duì)彎曲面6a，這些彎曲面6a的截面形狀大致為二次曲線。阻抗變換部6的基端部基本上構(gòu)成圓周面，但在其外周面的180度相對(duì)的兩個(gè)部位處形成平坦的安裝面6b，波導(dǎo)管1的第二平坦部1d分別壓入固定到這些安裝面6b上。
相位變換部7為具有基本上均勻的板厚的板狀構(gòu)件，具有作為把進(jìn)入電介質(zhì)饋線2的圓偏振波變換成線偏振波的90相位器的功能。相位變換部7連接到阻抗變換部6的前部變窄的基端部的相反側(cè)上，連接阻抗變換部6的兩個(gè)安裝面6b的直線和連接相位變換部7的兩側(cè)面7a的直線相互垂直。如圖2所示，相位變換部7的兩個(gè)側(cè)面7a分別被壓入固定到波導(dǎo)管1的第一平坦部1c上，當(dāng)以平行于該相位變換部7的板面并通過(guò)波導(dǎo)管1的中心軸的平面為基準(zhǔn)面時(shí)，探頭4相對(duì)于該基準(zhǔn)面以大約45度的角度與之交叉。此外，在與相位變換部7的蓋體3相對(duì)側(cè)的端面上形成多個(gè)切口7b，由這些切口7b構(gòu)成階梯。切口7b的深度尺寸被設(shè)定為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/4個(gè)波長(zhǎng)左右，相位變換部7的端面與切口7b的底面構(gòu)成與電磁波的前進(jìn)方向正交的兩個(gè)反射面。
在這樣構(gòu)成的一次輻射器中，例如在接收從衛(wèi)星輻射的右旋或左旋圓偏振波的情況下，該圓偏振波從輻射部5的端面進(jìn)入電介質(zhì)饋線2的內(nèi)部，在電介質(zhì)饋線2的內(nèi)部從輻射部5經(jīng)過(guò)阻抗變換部6傳播到相位變換部7后，由相位變換部7變換成線偏振波并進(jìn)入波導(dǎo)管1內(nèi)。然后，把輸入到波導(dǎo)管1內(nèi)的線偏振波耦合到探頭4上，通過(guò)用圖中未示出的變頻器回路把從探頭4接收的信號(hào)經(jīng)頻率變換變換成IF頻率加以輸出，從而可以接收例如從衛(wèi)星輻射的圓偏振波。
這時(shí)，由于在電介質(zhì)饋線2的輻射部5的端面上形成具有深度約為λ/4波長(zhǎng)的深度的多個(gè)環(huán)形槽5a，所以由輻射部5的端面與環(huán)形槽5a的底面反射的電磁波的相位相反而信號(hào)抵消，可以大幅度地降低電磁波向輻射部5的底面的反射分量。而且，由于該輻射部5形成從波導(dǎo)管1的開口端擴(kuò)展的喇叭狀，所以可以高效率地把電磁波收斂到電介質(zhì)饋線2上，同時(shí)，可以縮短輻射部5的軸線方向的長(zhǎng)度。此外，在電介質(zhì)饋線2的輻射部5與相位變換部7之間形成阻抗變換部6，通過(guò)用近似的二線曲線連接形成于阻抗變換部6上的一對(duì)彎曲面6a的截面形狀，使電介質(zhì)饋線2的厚度從輻射部5向相位變換部7逐漸減薄，所以，不僅可以有效地減少在電介質(zhì)饋線2內(nèi)傳播的電磁波的反射分量，而且從阻抗變換部6至相位變換部7的部分都起著相位變換部的作用，從這一點(diǎn)出發(fā)，也可以大幅度地縮短電介質(zhì)饋線2的整個(gè)長(zhǎng)度。進(jìn)而，由于在電介質(zhì)饋線2的相位變換部7的端面上形成具有約λg/4波長(zhǎng)的深度的切口7b，所以該切口7b的底面與相位變換部7的端面反射的電磁波的相位相反，相互抵消，可以消除在相位變換部7的端面處阻抗的失配。
在實(shí)施形式例的一次輻射器中，由于通過(guò)把金屬板卷繞成圓筒狀消除波導(dǎo)管1，所以無(wú)需高價(jià)的壓鑄用模具，因此能夠大幅度降低波導(dǎo)管1的制造成本。而且，在波導(dǎo)管1的內(nèi)周面上形成平行于中心軸延伸的一對(duì)第一平坦部1c，把插入波導(dǎo)管1內(nèi)的電介質(zhì)饋線2的相位變換部7的兩個(gè)側(cè)面7a壓入固定到第一平坦部1c內(nèi)，即使不使用特別的夾具也可以高精度地將相位變換部7進(jìn)行定位，可以簡(jiǎn)化組裝作業(yè)。此外，與粘接劑聯(lián)合使用，可提高電介質(zhì)饋線2的安裝強(qiáng)度，在這種情況下，在涂布粘接劑的時(shí)刻相位變換部7由第一平坦部1c進(jìn)行定位，所以不用定位夾具。
此外，在形成波導(dǎo)管1時(shí)，用多個(gè)鉚接部1b固定使金屬板的兩端重合的結(jié)合部1a，在該結(jié)合部1a上形成第一平坦部1c，所以在可以于波導(dǎo)管1上同時(shí)形成結(jié)合部1a和第一平坦部1c的同時(shí)，可以簡(jiǎn)單地進(jìn)行結(jié)合部1a的鉚接固定。而且，由于把各鉚接部1b之間的距離設(shè)定成管內(nèi)波長(zhǎng)λg的第一1/4個(gè)波長(zhǎng)，所以由各鉚接部1b反射的電磁波的相位可以相消。
進(jìn)而，由于在波導(dǎo)管1的內(nèi)周面上形成不同于第一平坦部1c的第二平坦部1d，把形成于電介質(zhì)饋線2上的阻抗變換部6的外周面上的安裝面6b分別壓入并固定到這些第二平坦部1d上，所以可提高電介質(zhì)饋線2的安裝強(qiáng)度和止動(dòng)效果，可以把電介質(zhì)饋線2穩(wěn)定地固定在波導(dǎo)管1上。而且，由于各平坦部1c，1d以90度的間隔交互地形成在波導(dǎo)管1的內(nèi)周面上，連接一對(duì)第一平坦部1c的直線與連接一對(duì)第二平坦部1d的直線正交，所以可抑制各平坦部1c，1d對(duì)偏振波造成的不良影響。
其次，參照

本發(fā)明的第二種實(shí)施形式，圖8為本發(fā)明的第二種實(shí)施形式的一次輻射器的結(jié)構(gòu)圖，圖9為沿圖8的9-9線的剖視圖，圖10為從B方向觀察時(shí)的正視圖，圖6是裝配在該一次輻射器上的電介質(zhì)饋線的透視圖，圖7為沿圖6的7-7線的剖視圖，圖11是表示反射抵消作用的說(shuō)明圖。
如這些圖所示，根據(jù)本實(shí)施形式的一次輻射器，配備有兩端開口的圓筒狀的波導(dǎo)管101、保持在該波導(dǎo)管101內(nèi)部的電介質(zhì)饋線102、將波導(dǎo)管101的一個(gè)開口堵塞的蓋體103。在波導(dǎo)管101的內(nèi)壁面上設(shè)置探頭104。該探頭104在波導(dǎo)管101的外部連接到圖中未示出的變頻器回路上，同時(shí)，圖8中沒有示出，探頭104與蓋體103的距離被設(shè)定為大致等于管內(nèi)波長(zhǎng)λg的約1/4個(gè)波長(zhǎng)。
波導(dǎo)管101通過(guò)把展開狀態(tài)為方形的金屬板卷繞成圓筒狀制成，該金屬板的兩端相互重疊結(jié)合在一起。在該波導(dǎo)管101上，設(shè)有一對(duì)安裝孔101a，這兩個(gè)安裝孔101a位于通過(guò)波導(dǎo)管101的中心軸的同一個(gè)平面內(nèi)，而且沿著波導(dǎo)管101的管軸方向相互離開的距離為管內(nèi)波長(zhǎng)約1/4個(gè)波長(zhǎng)。
電介質(zhì)饋線102由介電損耗因數(shù)低的電介質(zhì)材料構(gòu)成，在本實(shí)施形式例的情況下，從價(jià)格的角度考慮，采用廉價(jià)的聚乙烯(介電常數(shù)ε≌2.25)。該電介質(zhì)饋線102由從波導(dǎo)管101的開口端突出的輻射部105、從輻射部105向波導(dǎo)管101的內(nèi)部呈圓弧狀變窄的阻抗變換部106、以及從阻抗變換部106的前部變窄部分連續(xù)延伸的相位變換部107構(gòu)成。
輻射部105從波導(dǎo)管101的開口端擴(kuò)展成喇叭狀，在其端面上形成多個(gè)環(huán)形槽105a。各環(huán)形槽105a的深度尺寸被設(shè)定為在環(huán)形槽部傳播的電磁波的波長(zhǎng)λ的約1/4個(gè)波長(zhǎng)，此外，各環(huán)形槽105a在輻射部105的端面上形成同心圓狀(參照?qǐng)D3)。
阻抗變換部106具有從靠近輻射部105的基端部向相位變換部107收斂的一對(duì)彎曲面106a，這些彎曲面106a的截面形狀構(gòu)成近似的二次曲線。阻抗變換部106的基端部構(gòu)成基本上圓周面，其基部壓入并固定到波導(dǎo)管101的開口端。
相位變換部107為具有基本上均勻的厚度的板狀構(gòu)件，起著把進(jìn)入電介質(zhì)饋線102內(nèi)的圓偏振波變換成線偏振波的90度相位器的作用。相位變換部107連接到阻抗變換部106的前部變窄的基端部的反向側(cè)，在其兩個(gè)側(cè)面上形成與波導(dǎo)管101的安裝孔101a相對(duì)的凹部107a。同時(shí)，把一對(duì)螺釘108從波導(dǎo)管101的外部插入到各安裝孔101a內(nèi)，通過(guò)把這些螺釘108擰入波導(dǎo)管101的內(nèi)部固定到波導(dǎo)管101的內(nèi)部。如圖9所示，當(dāng)以平行于該相位變換部107的板面且通過(guò)波導(dǎo)管101的中心軸的平面作為基準(zhǔn)面時(shí)，探頭104相對(duì)于該基準(zhǔn)面以大約45度的角度與之交叉。此外，在與相位變換部107的蓋體103相對(duì)的側(cè)面上，形成多個(gè)切口107b，由這些切口107b形成階梯。切口107b的深度尺寸被設(shè)定為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的大約1/4個(gè)波長(zhǎng)，相位變換部107的端面與切口107b的底面相對(duì)于電磁波的行進(jìn)方向構(gòu)成相位相差90°的兩個(gè)反射面。
在這樣構(gòu)成的一次輻射器中，例如在接收從衛(wèi)星輻射的右旋或左旋圓偏振波時(shí)，該圓偏振波從輻射部105的端面進(jìn)入電介質(zhì)饋線102的內(nèi)部，在電介質(zhì)饋線102的內(nèi)部從輻射部105經(jīng)過(guò)阻抗變換部106傳播到相位變換部107之后，在相位變換部107被變換成線偏振波，進(jìn)入波導(dǎo)管101的內(nèi)部。然后，使輸入到波導(dǎo)管101內(nèi)的線偏振波耦合到探頭104上，通過(guò)用圖中未示出的變頻器回路將從探頭104接收到的信號(hào)進(jìn)行頻率變換，變換成IF頻率信號(hào)并加以輸出，可以接收例如從衛(wèi)星輻射的圓偏振波。
這時(shí)，由于在電介質(zhì)饋線102的輻射部105的端面上形成具有約λ/4波長(zhǎng)深度的多個(gè)環(huán)形槽105a，所以在輻射部105的端面和環(huán)形槽105a的底面上反射的電磁波的相位相反，被相互抵消，可以大幅度降低指向輻射部105的底面的電磁波的反射分量。而且，由于該輻射部105呈從波導(dǎo)管101的開口端擴(kuò)展的喇叭狀，所以，在可以十分有效地把電磁波收斂到電介質(zhì)饋線102內(nèi)的同時(shí)，還可以縮短輻射部105的軸線方向的長(zhǎng)度。此外，在電介質(zhì)饋線102的輻射部105與相位變換部107之間形成阻抗變換部106，通過(guò)用近似的二次曲線連接形成于該阻抗變換部106上的一對(duì)彎曲面106a的截面形狀，電介質(zhì)饋線102的厚度從輻射部105向相位變換部107逐漸變薄收斂，所以，不僅可以有效地減少在電介質(zhì)饋線102內(nèi)傳播的電磁波的反射分量，而且從阻抗變換部106到相位變換部107的部分都起著相位變換部的作用，由此可大幅度縮短電介質(zhì)饋線102的總長(zhǎng)度。進(jìn)而，在電介質(zhì)饋線102的相位變換部107的端面上，形成具有約λg/4的深度的切口107b，所以在該切口107b的底面與相位變換部107的端面上反射的電磁波的相位反轉(zhuǎn)，反射電磁波相互抵消，可以消除在相位變換部107的端面上的阻抗失配。
在上述實(shí)施形式的一次輻射器中，由于通過(guò)把金屬板卷繞成圓筒狀形成波導(dǎo)管，所以不用高價(jià)地壓鑄成型用模具，在此基礎(chǔ)上可大幅度降低波導(dǎo)管101的制造成本。同時(shí)，把電介質(zhì)饋線102的相位變換部107插入到波導(dǎo)管101的內(nèi)部，用一對(duì)螺釘108將該相位變換部107固定到波導(dǎo)管101的內(nèi)部，所以，即使不用專門的夾具也可以高精度地定位并固定相位變換部107，可簡(jiǎn)化組裝作業(yè)。而且，由于把突出到波導(dǎo)管101內(nèi)部的兩個(gè)螺釘108的間隔設(shè)定為管內(nèi)波長(zhǎng)的約1/4個(gè)波長(zhǎng)，所以，如圖6所示，從一個(gè)螺釘108進(jìn)行的反射與由另一個(gè)螺釘進(jìn)行的反射相差約1/2個(gè)波長(zhǎng)(＝180°)相互抵消，可防止因螺釘108的反射造成的性能惡化。此外，和螺釘108一起同時(shí)使用粘接劑可提高電介質(zhì)饋線102的安裝強(qiáng)度，而在這種情況下，由于在涂布粘接劑時(shí)利用螺釘固定相位變換部107，所以不用使用定位夾具。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的第三種實(shí)施形式例的一次輻射器的結(jié)構(gòu)圖，圖13是表示該一次輻射器的主要部分的說(shuō)明圖。對(duì)應(yīng)于圖6～圖10的部分賦予相同的標(biāo)號(hào)。
本實(shí)施形式例與前述第二實(shí)施形式例的不同之處在于，在波導(dǎo)管101的內(nèi)壁面上彎折形成一對(duì)切口突起片101b，把這些切口突起片101b作為固定部把相位變換部107固定到波導(dǎo)管101的內(nèi)部，其余的結(jié)構(gòu)基本相同。即，和第二個(gè)實(shí)施形式例的安裝孔101a一樣，在作為波導(dǎo)管101的材料的金屬板的內(nèi)壁面上形成一對(duì)切口突起101b，這些切口突起片101b位于通過(guò)波導(dǎo)管101的中心軸的同一個(gè)平面內(nèi)，并且沿波導(dǎo)管101的的管軸方向相互離開約為管內(nèi)波長(zhǎng)的約1/4個(gè)波長(zhǎng)的距離。另一方面，在相位變換部107的兩個(gè)側(cè)面上形成沿長(zhǎng)度方向延伸的凹槽107c，如圖13所示，把該相位變換部107插入波導(dǎo)管101內(nèi)，通過(guò)把兩個(gè)切口突起101b的前端固定到對(duì)應(yīng)的凹槽107c內(nèi)，將相位變換部107定位并固定到波導(dǎo)管101的內(nèi)部，以防止電介質(zhì)饋線102脫落。
在這樣構(gòu)成的第三個(gè)實(shí)施形式例中，由于固定相位變換部107的兩個(gè)切口突起101b的間隔被設(shè)定為管內(nèi)波長(zhǎng)的約1/4個(gè)波長(zhǎng)，所以由兩個(gè)切口突起101b反射的電磁波相互抵消，可以防止其性能惡化。同時(shí)，由于采用在波導(dǎo)管101內(nèi)壁面上彎折形成的切口突起片101b作為固定部，所以和用螺釘作為固定部的第二個(gè)實(shí)施形式例相比，可減少部件數(shù)目，同時(shí)也提高組裝作業(yè)效率。
此外，在上述各實(shí)施形式例中，對(duì)于在中間經(jīng)過(guò)波導(dǎo)管101的中心軸于180°相對(duì)的位置上配置一對(duì)固定部(螺釘108或切口突起片101b)的切口進(jìn)行了說(shuō)明，但只要滿足各固定部的間隔為管內(nèi)波長(zhǎng)的約1/4個(gè)波長(zhǎng)的距離條件，也可以把個(gè)固定部設(shè)置在與相位變換部107的一個(gè)側(cè)面相對(duì)的位置上。
此外，在上述各實(shí)施形式例中，對(duì)于把輻射部105與阻抗變換部106以及相位變換部107成一整體的成型在電介質(zhì)饋線102上、把該電介質(zhì)饋線102保持在用金屬板形成的波導(dǎo)管101上的一次輻射器進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以把本發(fā)明應(yīng)用于壓鑄成型的具有喇叭部的波導(dǎo)管，把作為相位變換器的電介質(zhì)板保持在該波導(dǎo)管內(nèi)部的一次輻射器，在這種情況下，可以采用和第二個(gè)實(shí)施形式例中說(shuō)明的螺釘108同樣的固定方法把電介質(zhì)板固定在波導(dǎo)管的內(nèi)部。
發(fā)明的效果本發(fā)明以上面所說(shuō)明的形式加以實(shí)施，它具有下面所述的效果。
通過(guò)把金屬板卷繞成圓筒狀相互波導(dǎo)管，在該波導(dǎo)管的內(nèi)壁面上形成與其中心軸平行延伸的平坦部，用該平坦部作為定位用基準(zhǔn)面安裝電介質(zhì)饋線，所以，與壓鑄成型的波導(dǎo)管相比，部件大幅度降低制造成本，而且可以使電介質(zhì)饋線相對(duì)于波導(dǎo)管簡(jiǎn)單而高精度地穩(wěn)定，因此，可以提供組裝作業(yè)性能優(yōu)異、制造成本低廉的一次輻射器。
權(quán)利要求
1.一種一次輻射器，其特征為，它配備有把金屬板卷繞成圓筒狀形成的波導(dǎo)管、從該波導(dǎo)管的內(nèi)壁面向中心軸方向突出的探頭、保持在前述波導(dǎo)管的電介質(zhì)饋線，在前述波導(dǎo)管的內(nèi)壁面上形成與中心軸平行地延伸的平坦部，把前述電介質(zhì)饋線安裝在前述平坦部上。
2.如權(quán)利要求1所述的一次輻射器，其特征為，前述波導(dǎo)管具有把金屬板的端部重疊起來(lái)的結(jié)合部，在該結(jié)合部上形成前述平坦部。
3.如權(quán)利要求1所述的一次輻射器，其特征為，前述電介質(zhì)饋線具有從前述波導(dǎo)管的開口端突出的輻射部、從該輻射部向前述波導(dǎo)管的內(nèi)部變窄的阻抗變換部、與該阻抗變換部連接的板狀的相位變換部，該相位變換部相對(duì)于前述探頭以大約45度的角度與之交叉。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一次輻射器，其特征為，在夾持前述波導(dǎo)管的中心軸的相對(duì)的兩個(gè)部位處形成前述平坦部，把前述相位變換部安裝到這些平坦部上。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一次輻射器，其特征為，在前述波導(dǎo)管的內(nèi)周面上的多個(gè)部位處形成前述平坦部，分別把前述阻抗變換部和前述相位變換部安裝到這些平坦部上。
6.如權(quán)利要求1或2所述的一次輻射器，其特征為，在圓周方向大約以90度的間隔形成前述平坦部。
7.一種一次輻射器，其特征為，它配備有在一端側(cè)具有開口的波導(dǎo)管、從該開口插入到波導(dǎo)管內(nèi)部的相位變換器、將該相位變換器固定到前述波導(dǎo)管內(nèi)壁面上的多個(gè)固定部、在前述波導(dǎo)管內(nèi)相對(duì)于前述相位變換部以大約45度角與之交叉的探頭；前述固定部在通過(guò)前述波導(dǎo)管的中心軸的同一平面內(nèi)相互間隔開約為管內(nèi)波長(zhǎng)的14個(gè)波長(zhǎng)的距離。
8.如權(quán)利要求7所述的一次輻射器，其特征為，前述波導(dǎo)管由把金屬板卷繞形成的金屬板制波導(dǎo)管構(gòu)成，前述固定部由在該波導(dǎo)管的內(nèi)壁面上彎折形成的切口突起片構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求7所述的一次輻射器，其特征為，前述波導(dǎo)管由把金屬板卷繞形成的金屬板制波導(dǎo)管構(gòu)成，并且，在該波導(dǎo)管上鉆有多個(gè)安裝孔，前述固定部由穿過(guò)前述安裝孔擰入前述波導(dǎo)管內(nèi)的螺釘構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種組裝作業(yè)性能優(yōu)異、制造成本低的一次輻射器。把金屬板卷繞成圓筒狀,通過(guò)使其兩端在結(jié)合部1a處重疊形成波導(dǎo)管1,并且,在該波導(dǎo)管1的內(nèi)周面上以大約90度的間隔交互地各形成沿中心軸方向延伸的兩個(gè)第一平坦部1c和兩個(gè)第二平坦部1d,共計(jì)形成四個(gè)平坦部。電介質(zhì)饋線2具有輻射部5和阻抗變換部6以及相位變換部7,通過(guò)把該電介質(zhì)饋線2插入到波導(dǎo)管1的內(nèi)部,把相位變換部7的兩個(gè)側(cè)面7a壓入固定到第一平坦部1c上,并且把阻抗變換部6的外周面的兩個(gè)安裝面壓入固定到第二平坦部1d上,使相位變換部7相對(duì)于向波導(dǎo)管1的中心軸方向突出的探頭4以大約45度的角度與之交叉。
文檔編號(hào)H01Q19/08GK1385926SQ0211898
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2002年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月11日
發(fā)明者佐佐木和廣, 竇元珠, 中川真志 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社