专利名称：微波天线的结构的制作方法
技术领域：
本发明一般来说是涉及一种用于接收的平面阵列型微波天线，例如用于卫星广播，更具体的说它涉及了一个微波天线结构。
在已有技术中，一种园极化波平面阵列天线以前已经被提出过，即悬线馈送型平面天线。在这种天线中，衬底是夹在金属或喷涂有金属的塑料板间的，其金属或喷涂有金属的塑料板间有多个分隔的孔，以形成辐射单元的一部分;一对相互垂直的谐振探针，其数量对应于分隔孔的数目，且组成在一个公共平面上;馈送到这对谐振探针的信号在悬线内进行相位混合(在我们的共同尚未批准的，1986年7月22日申请的美国专利申请888，117号和1987年6月4日申请的美国专利申请058，286号中已经描述)。
与现有的天线相比，人们更需要一种减少了上述天线厚度，而且机械形状简化了的天线。进而言之，人们需要使用一种易于在市场上得到的，用于高频的廉价基片，并且能够获得等于或大于目前使用的高价的微带线基片的天线增益。
这种悬线所能得到的优点是作为用于馈送给这个平面天线的电路能够形成低损耗线，并且它还能构成一个廉价的薄膜形衬底。进一步说，由于这种普通的平面天线利用一个园形或矩形波导孔元件作为辐射单元，因此它就有可能构成一个在相对宽的频率范围内具有较小增益偏差的天线阵。
同时，为了减少平面天线阵的厚度，建议使用一种补片型微带线天线元件。并且，由于这种补片型微带线天线有效地利用了悬线的优点和薄的辐射单元，因此它能产生高的效率和宽的带宽，还能减少厚度和重量。它们同时还公开在我们共同尚未批准的1988年7月25日申请的美国专利申请223，781号中。
在一个悬线馈送型平面阵列天线中，其衬底是夹在一对金属或喷涂金属的塑料板之间的，并在衬底上形成了谐振型印刷的许多相应于通过一个金属或喷涂过金属的塑料板所形成缝隙的点上的补片型辐射器，并因此而构成了平面天线。
因此，在我们共同尚未批准的美国专利申请233，781中的平面阵列天线中，许多谐振型印刷补片辐射器具有作为支撑部分的法兰盘形成的圈，因此，产生中的切削加工就变得十分必要了。这样它就不能够高效地大批量生产，并且还会增加成本。
发明目的和概述从而，本发明的一个目的是要提供一种改进的平面阵列天线。
本发明的另一个目的是要提供一种能够有效地大批量生产的平面阵列天线。
本发明进一步的目的是提供一种能够低成本制造的平面阵列天线。
根据本发明的一个方案，所提供的悬线馈送型平面天线包括夹在顶板和底板之间的衬底，顶板有多个称之为辐射单元的分隔开来的孔，在衬底上形成的相应数量的，并分别与孔成一直线的辐射器，用于馈送给辐射器的馈送装置，其特征在于首先，顶板和底板各自构成一个本质上没有凸出物的平板，其次，在顶板和衬底以及底板和衬底之间相应数量的位置上，利用顶板和底板的变形构成凸出物，以使用凸出物支撑衬底。
根据本发明的另一个方案，所提供的悬线馈送型平面天线包括夹在顶板和底板之间的衬底，顶板有多个称之为辐射单元的分隔孔，在衬底上形成的相应数量的并分别与孔成为一直线的辐射器，用于馈送给辐射器的装置，其特征在于在馈送装置的位置提供一个输入波导，同样在馈送装置的位置也提供一个输出波导，支撑装置，它具有一个穿过顶板和底板以及衬底的螺栓，用以支持输入和输出波导。
根据本发明的又一个方案，所提供的悬线式平面天线包括夹在顶板和底板之间的衬底，顶板有多个称之为辐射单元的分隔孔，在底板上形成的相应数量的，并分别与孔成一直线的辐射器，用于馈送给辐射器的装置，用于封闭顶板和底板的天线罩和后盖，其别征在于在后盖的内表面形成多个支撑构件，在与支撑构件相应的位置上构成相应数量的，贯穿顶板、底板和衬底的孔;顶板、底板和衬底由支撑构件利用相应数量的孔被固定。
根据本发明的一个进一步方案，所提供的悬线馈送型平面阵列天线包括夹在顶板和底板之间的衬底，顶板有多个称之为辐射单元的分隔孔，在衬底上形成的相应数量的，并分别与孔成一直线的辐射器;用于馈送给辐射器的装置，其特征在于一个具有弯曲顶部的杆，在弯曲顶部的上边提供一个第一穿孔，并在弯曲顶部的下边提供一个第二穿孔，固定装置包括一个用于在杆上安装后盖的穿过第一穿孔的第一螺栓，调节装置包括一个用于调节后盖仰角的穿过第二穿孔的第二螺栓。
根据本发明一个更进一步的方案，所提供的悬线馈送型平面天线包括夹在顶板和底板之间的衬底，顶板有多个称之为辐射单元的分隔孔，在衬底上形成的相应数量的，并分别与孔成一直线的辐射器，用于馈送给辐射器的装置，其特征在于顶板、衬底和底板之间插入一个具有相应数量的分隔孔的第一隔片。
根据本发明又一个进一步的方案，所提供的微波天线包括一个天线部分，一个支撑天线的杆部分，用于粗调天线部分相对于杆的仰角的粗调装置，用于细调天线部分相对于杆的仰角的细调装置，其特征在于，细调装置含有一个推动天线部分离开杆的螺栓。
本发明的上述以及其他目的，特征和优点通过对如下的最佳实施例的描述并结合附图将变得更清楚。其附图中全部相同的参考标号将认为是同样的单元或部件。
图1是按照本发明的一个天线实施例的具体装置主要部分的顶视图。
图2是通过图1中Ⅲ-Ⅲ线的断面图。
图3A、3B和3C分别用于解释本发明的顶和/或底板的冲压处理。
图4A和4B分别为在本发明中使用的园极化波辐射单元的顶视图和断全图。
图5是在本发明天线中使用的悬线的断面图。
图6和图7分别表示本发明天线中使用的园极化波辐射装置的特性曲线。
图8A至8C是分别表示本发明天线馈送部分的一个外部结构。
图9是一个表示本发明天线馈送部分外部装配过程的图。
图10A和10B分别是本发明天线整个装置的断面图和后视图。
图11是一个表示将本发明天线的主体安装到后盖上的结构图。
图12是本发明天线中使用的底板的一个例子的顶视图。
图13A和13B是表示将本发明天线的主体安装到后盖上的另一个例子的结构图。
图14是一个将本发明天线后盖安装到一个杆上的结构的例子。
图15示出了一个本发明天线的后盖被安装在杆上的例子。
图16是一个用于解释如何调整本发明天线仰角的图。
图17示出了如何安装本发明天线杆的一个例子。
图18示出了另一个用于支撑本发明天线衬底的结构的例子。
图19是在图18中示出的本发明天线主要部分的一个断面图。
图20是图18中示出的隔片的平面图。
最佳实施例的具体描述。
下面参照附图1至7详细描述根据本发明的平面阵列天线的具体装置。
用于本发明的一个园极化辐射单元和一个悬线，将参照图4至图7加以描述。图4A和4B表示按照本发明的园极化波辐射单元的一种安排。其中图4A是顶视图，图4B是沿图4A中Ⅰ-Ⅰ的线断面图。在图4A和图4B中，参考标号1指定为一个下板或第一金属板(或喷涂过金属的塑料板)，2是一个上板或一个第二金属板(或喷涂过金属的塑料板)，3是夹在第一和第二金属板1和2之间，由薄膜(膜形弹性的衬底)制成的衬底。第一金属板1有一个用于支撑衬底3的凸园形的凸出物30(见图1和图2)。第二金属板2有一个孔，例如一个直径14毫米的园孔，如图4A所示，例如，所谓的缝隙5和构成在缝隙5附近的凸园形凸出物31(见图2)用于支撑衬底3。当第一和第二金属板1和2把衬底3夹在中间时，第一和第二金属板1和2就被定位，并使它们的支撑部分30和31重合并相互处于相反的位置。那时，第一和第二金属部1和2各自的厚度就减少了许多，例如它变为大约2毫米。当衬底3夹在第一和第二金属板1和2之间时，那里进一步形成了一个与缝隙5相通的空腔部分7。
一个导电的金属薄片被附着在衬底3上，以致与第二金属板2的缝隙5对应并同心，如图4A所示。同时形成所谓的谐振型印刷补片型辐射器。导电金属薄片8通过空腔部分7的耦合形成了一个悬线。在这种情况下，实际上为园形的导电金属薄片8应安排具有这样的一个直径，即它能够谐振在一个予定的频率上。导电金属薄片8具有槽8a和8b(图4a)，它们的位置呈相反方向，它们以一个予定的角度相对于悬线方向，例如45°，以便发送和接收园极化波。如图4A所示，左边的槽8a位于水平线-45°，而槽8b位于水平线+45°。当发送和接收的微波在这附图表面时，本发明的天线能发送接收一个右旋园极化波。为了发送和接收左旋园极化波，槽8a和8b必须在导电金属薄片8上相对悬线方向构成45°，在反面，发射和接收右旋园极化波时槽8a和8b分别位于+45°和-45°。
用于馈送给平面阵列的悬线结构在图5中表示，它也是在图4B中沿线Ⅱ-Ⅱ的断面图。在这个具体的装置中导电金属薄片8是用刻蚀法构成的，也就是去除不需要的金属薄片。导电薄片覆盖在衬底3上，例如厚度在20至100微米。悬线8是由第一和第二金属板1和2围绕着，以构成空心形同轴线。在这种情况下，由于衬底3是薄片的，并且仅仅作为支撑构件，因此尽管它不是一个低损耗的衬底，但它形成了一个具有小的传输损耗的馈线，而由如聚四氟乙烯Teflon(注册商标)玻璃衬底制成的开式微带线的。传输损耗其衰减在12GHZ时为4至6dB/m。但本发明的由25微米厚的膜形成衬底制造的悬线，在12GHZ其传输衰减的范围大约在2.5至3dB/m。由于膜形弹性的衬底与聚四氟乙烯玻璃衬底相比是廉价的，所以这种构成可以从一个结构(特征)的观点得出许多优点。
图6表示本发明园极化辐射单元衰减与频率的特性。由图6可以看出，本发明的这个园极化辐射单元在12GHZ波段有极小的回波损耗-30dB，并且在整个900MHZ的频带上，单个单元的回波损耗小于-14dB(电压驻波比VSWR(1.5)，这样就带来了相对宽的增益。由于这个原因，当由第一金属板1的表面到衬底3的表面的高度(参见图4)为大约1毫米时，第一金属板1和衬底3之间的等效相对介电常数ε是空气相对介电常数的一个函数，并且衬底3的相对介电常数能够选择小至1.05。
图7表示本发明中园极化波测量轴定量的一个例子。在图7中，曲线a表示一个测量轴的比率，其中本发明的天线有一个单一的圈极化辐射单元。曲线b表示一个测量轴的比率，其中本发明的天线有4个园极化辐射单元，如图7所示，在12GHZ频率这个容许偏差大约是1dB。因此，本发明的园形补片-裂缝平面阵列天线足以满足这个容许偏差的。
图1表示一个同相位馈送电路，其中提供了多个如图4A和4B所示的园极化辐射单元，悬线被用于实现同相位的馈送，这样就形成了平面阵列天线。图2中的实线部分表示由图1中Ⅲ-Ⅲ线截断的一个部分。图2中的虚线部分表示第二金属板2(图1中未示出)，它盖在图1装置的上边。
如图1和图2所示，在第一金属板1上，在导电金属薄片8和悬线之间构成了多个凸出物30，以便支撑衬底。如所示的那样，凸出物30进一步被提供在平面阵列天线围绕外围部分的第一金属板1上。第一金属板1的其他部分则构成空腔部分7。因此，存在着这样一种危险性，即来自多个导电金属薄片8的输出，可以通过相同的空腔7被传送，故上述的输出将会相互耦合，因此，如果适当地选择相邻的导电金属薄片8之间的间隔及空腔部分7的上、下壁之间的间隔，并建立必要的绝缘，就能除去上述的相互耦合的危险性。由于电线被集中在各个空腔7的上、下壁上，所以沿衬底3支撑的导电金属薄片8的电场实际上消除了，这就有了较低的介电损耗。由此减小了线的传输损耗。
凸出物31和空腔7也相应与第一金属板1被构成在第二金属板2上。确切地说，凸起物31围绕缝隙5构成在第二金属板2上，它也围绕着馈送部分位置的外围，在导电金属薄片8与悬线之间构成，以支撑衬底3，而其他部分在凸出物间形成了空腔部分7(见图2)。
由于衬底3如上所述，由凸出物30、31均匀地支撑着，所以能够防止它向下翘起。另外，由于顶和底金属板1和2处于面对面地与围绕各个辐射单元的衬底3、馈送部分等相接触，所以象已有技术一样，它能防止在某一特殊频率上的谐振及其他原因引起的谐振。
参见图1，其中16个辐射单元被安排成4组，这4组为G1至G4。在悬线通向各组的连接点P1，用λg/2的长度，从这个组的中心点位移(λg表示在中心频率的线波长)。在各组中悬线馈送两个辐射单元的连接点P2和P3，由他们之间中心点的各λg/4位移处连接。相应地，在辐射单元的各组中，右下手的辐射单元分别由右上手的辐射单元相移90°，左下手的辐射单元由此相移180°，左上手的辐射单元由此相移270°。结果，轴向的比率得到了改善。换句话，轴向的比率可以通过改变空间的相位和馈送线的相位进行加宽。由另一方面说来，任何两个垂直或水平的相邻补片辐射器都有相互无关的方向为90°的槽。
各组的连接点P1和各个悬线馈送组中的连接点P4至P6被相互进行耦合，用这种方法，它们用距馈送部分9的馈送点10的一个等距离的分离。
利用上述的安排，能够得到各种方向特性，如改变馈送相位和功率分配比例或改变连接点P1和连接点P4至P6的位置。换言之，馈送相位可以利用改变馈送点10到连接点P1和连接点P4至P6的距离进行改变。振幅可以利用增加或减小构成悬线各分支的线路的厚度改变阻抗值进行改变，藉以使方向特性有一个宽的变化范围。
图3表示在第二金属板2上构成凸出物31和缝隙5的工艺，例如，冲压加工或冲压处理。在此，如图3A所示的金属平板2处于准备状态;如图3B所示的凸出物31利用一个模具(未示出)通过冲压处理(画出了处理)被形成;并且如图3C所示，利用冲压处理(冲孔加工)构成缝隙5。第一金属板的加工尽管没有示出，但是图3B的方法对于构成凸出物30的加工是完全可以满足的。
在上述的这个具体装置中，用于支撑衬底3的凸出物30和31是靠简单的冲压处理构成的，它不需要切削加工，因此，本发明的天线可以高效率、低成本地大批量进行生产。在已有技术中，象凸缘这样的支撑部分象法兰盘一样不得不围绕着用于辐射单元的缝隙5高精度地进行定位。与已有技术不同的是，这个具体装置的凸出物30和31不需要高精度的加工处理，只要它们的间隔不妨碍导电金属薄片8形成辐射单元和悬线即可。
按照本发明进一步的具体装置，如上所述，由于辐射单元的厚度(实际上是第一金属板1和第二金属板2的和)变为大约4毫米，按照本发明用金属制成的天线重约1.1kg(40cm×40cm的一个正方形，而按照本发明用喷涂过金属的塑料材料制成的天线重量在0.3至0.5kg(它也是40cm×40cm的一个正方形)。这样本发明的天线既减小了重量又减小了厚度。进而，由于本发明用于构成天线的第一和第二金属板都很薄，所以由金属构成的这种天线可以用冲压处理的方法制造，并能有效地大批量生产。由于重量轻、厚度薄，所以本发明的天线能够低成本地进行生产，从销路的观点来看，它又是一种有吸引力的产品。因为本发明的等效相关介电常数ε能减小到1.5，所以它可以在一个很宽的频带范围内获得高的天线增益。
进一步，由于悬线用作一个馈送线，所以通过第二金属板2钻的孔5就作为一个缝隙形成了，这个缝隙的直径选择为约14毫米那么小，邻近辐射单元之间的距离可以宽到能使馈送线的宽度被增加，这样会减小这个线的传输损耗。另外，由于能够在一个宽的频带范围上得到天线增益，并能降低传输损耗，所以，天线的(效率)增益被改善了。
尽管在上述的具体装置中主要描述了辐射单元，但由于天线可逆性原理，不必说明辐射单元(或辐射单元阵构成的天线)能够作为一个接收单元(接收天线)，而不需要其特性的任何改变。
尽管在上述的具体装置中描述了一个园形谐振型印刷辐射器，但谐振型印刷辐射器的形状并不为上述所限制，它也可以采用其他所希望的形状。
尽管在上述实施例中的天线用于12GHZ频段，但利用改变辐射单元的尺寸，它同样可以被用于其他频段。
根据上述的发明，由于利用冲压处理在第一、第二或顶板、底板的相应位置形成凸出物，并且靠这些凸出物支撑衬底，因此本发明的天线能够更高效率地大批制造，且生产成本能够减少。
尽管在图1中天线主体的外围部分构成了馈送部分9，但馈送部分9的结构实际上表示在图8A至8C中。图8A是它的后视图，图8B是通过图8A中Ⅳ-Ⅳ线的一个断面图，图8C则是沿图8A中Ⅴ-Ⅴ线的一个断面图。
参见图8A和8B，那里分别示出了一个输入波导40和一个输出波导41。
输入波导40有一个环形的凸缘42，凸缘42有多个钻通的安装螺孔43。输入波导40被安装在转换器44的顶部，例如用焊接等类似的方法。在换转器44的两侧有凸缘45，在图8a中，它们朝着侧面的方向延伸，并且这些凸缘45分别具有钻通的安装螺孔46。同时，转换器44有一个用于连接电缆的被安装在它的侧壁下部的输出连接器47(未示出)，因此，转换器44有一个朝下侧和外围延伸的后盖48。
在图9中的输出波导41有一个钻通它凸缘的安装螺孔49，其位置相应于输入波导40的螺孔43。金属板1和2及衬底3也分别各自具有多个孔50、51和52。然后，输出波导41的凸出部分被推入钻通第二金属板2的一个孔53。之后，输出波导41对着输入波导40，将螺钉54插入螺孔43、50、52、49和51。并将它们的伸出端分别与自锁螺母55相结合。这样将输入和输出波导40、41与金属板1、2和衬底3一起安装成为一个整体。
在凸缘45分别与构成在后盖48上的孔座(参见图8C)重合之后，转换器44被螺钉57紧固到后盖48上。第一金属板1也有一个贯穿孔58，以便使输入和输出波导40和41能够通过孔58相互接通。输入波导40有一个钻穿它的侧壁的孔60，以便使与在转换器44内的电路(未示出)相连接的转换探针59可以伸入波导40的内部。
由图8A至8C清楚见到，后盖48有一个高起或凸出的部分围绕着转换器44的外围，而且，用于转换器44的后盖61(参见图10A和10B)被单独安装在后盖48的上部。
本发明天线的装配步骤参照图9构成的部件分解透视图进行描述。
参照图9，分别放入自锁螺母55，然后固定在第二金属板2上，以便与钻通第二金属板2的螺孔51相重合。然后将输出波导41的凸出部分推入到第二金属板2的孔53中。同时，在它两侧的钻通输出波导41凸缘的螺孔49分别与第二金属板2的螺孔51进行重合。
然后，第一金属板1被放置在后盖48上，衬底3被第一和第二金属板1和2所夹紧。同时，螺孔49、52和50是相互重合的，固定在转换器44的输入波导40的螺孔43分别与第一金属板1由后盖48的剖视部分可以看到的螺孔50进行重合。将螺钉54插入螺孔43、50、52、49和51，并与自锁螺母55相结合，然后进行固定，使输入和输出波导40、41与金属板1、2和衬底3一起固定成为一个整体。当它们安排成为一个整体时，衬底3馈送部分的馈送点10与输入和输出波导40和41相对着。
在图10A和10B表示的具体装置中，后盖48和一个天线罩62被安装在一个具有转换器44的平面阵列天线上。图10A是一个断面侧视图。这个后盖48是由塑料材料制成的，例如强化塑料材料或具有优质的防止气候影响的塑料，而天线罩62是由几乎不衰减高频信号的塑料材料制成的，并且也具有优秀的防止气候影响特性。在平面阵列天线的第二金属板2与天线罩62之间，有一个预定尺寸的间隔，以便减少反射损耗。
按照上述的具体装置，即便构成天线的第一和第二金属板1和2的厚度很薄，输入和输出波导40和41仍然能够靠螺钉54容易地而且是确实地被固定成为一个整体。进一步，由于自锁螺母55实际上予先嵌进或固定到第二金属板2上，所以输入和输出波导40和41能够容易地靠螺钉54拧入螺母55把第一和第二金属板1和2及衬底3一起构成一个整体。
图11示出了一个将天线主体固定于后盖48上的一个结构的例子。
参见图11，后盖48予先在予定的位置上放入了具有螺栓头的多个螺栓65。这些螺栓65被顺序地与底板1，衬底3和顶板2进行结合，使天线构成一个整体。然后，螺栓65的突出部分与平垫片66和弹簧垫片67进行结合，此后由螺母68对它们进行固定。不言而知，底板1，衬底3和顶板2具有予先钻通的孔，以便与多个螺栓65进行结合。
螺栓65的数量是予定的，例如23个，其典型地示出在图12中。底板1有23个与螺栓65的数量相应的钻通的孔69。当然，衬底3和顶板2也同样有钻通的孔。
图13A和13B示出了另一个能够将天线主体固定于后盖48上的结构的例子。
在这个例子中，如图13A所示，后盖48有多个孔座71集中地构成在上面。孔座71的数量象上述的一样，例如23个，因此，构成天线主体的底板1，衬底3和顶板2有多个相应于这些孔座71的在它们各自位置构成的穿孔。
装配时，后盖48的孔座71分别穿入构成天线主体的底板1，衬底3和顶板2的孔中。结果这些孔座71由天线主体中凸出。为了把天线的主体固定到后盖48上，使用了一个例如由弹性不锈钢构成的夹架片72，如图13B所示，并把它们放置在每个孔座71上。一个自攻螺钉73由夹架片的上面拧入孔座71，并紧固在一起。这样天线主体就被可靠地固定在后盖48上。夹架片72可以是一个被压入到孔座71中的由塑料材料制成的夹架。如果夹架片72是由塑料制成的，那么这种塑料材料是不能导电的材料，以便能彻底防止夹架72对天线方向性的影响。
然后，天线罩62装进相应于天线主体的后盖48，这样就完成了这种平面阵列天线(见图10A)。
在图13A所示的例子中，由于替代螺栓65被嵌入后盖48内的形成在后盖48上的孔座71，因此就有可能提高生产后盖48的效率。进一步由于使用自攻螺钉73代替了螺母、垫圈等，所以装配步骤的工作能力就能够得到改善。进而，由于孔座71的高度做得足够高，并使用夹架片72，所以使用自攻螺钉73就变得完全可能了。这样又减少了装配部件的数量。另外，自攻螺钉可以具有飞利蒲(philips)型插头，以便增加生产线上的生产效率。
图14是后盖48被紧固在一个杆80上的部件分解透视结构图。
参见图14，后盖48有多个予先安装在其后壁上的螺栓81。这些螺栓与可移动支架82上的孔83相重合，并由螺母84进行固定，这样可移动支架82就紧固到后盖48上了。可移动支架82有一对由其上部向后面凸出的凸出部分82a和一对由其下部向后面凸出的凸出部分82b，它们稍大于前者。凸出部分82a分别有被钻通的孔85，凸出部分82b则在那构成了贯通的槽86。被系在移动支架82上的杆80有一对在其相应于可移动支架82的凸出部分82a和82b位置上形成的杆支撑元件88和89。这些支撑元件88和89有被钻通的穿孔88′和89′，并在相应于凸出部分82a的孔85处和凸出部分82b的槽86处穿过杆80。之后，孔85和穿孔88′重合，孔86和穿孔89′重合，插入螺栓90和91，然后用螺母92、93进行紧固。这样就把可移动支架82安装在了杆80上。当螺母92、93未被锁紧的情况下，可以移动可移动支架82。可移动支架82能够在槽86的范围内绕螺栓90进行转动，这样就能够粗调天线的仰角。
杆80在它的支撑元件88和89之间的位置上有一个被钻通的孔94。同样杆80有一个用焊接或类似方法被固定在穿孔94另一侧的螺母95。仰角细调螺栓96穿过上述的穿孔94插入到螺母95中，并与螺母95结合。在螺栓96拧入螺母95时，螺栓的顶部与可移动支架82接触，当螺栓96进一步拧入时，在螺母92、93被松开的情况下，可以移动支架82反抗螺栓96的压力而移离杆80。这样就能细调天线的仰角了。这里仅仅靠一个螺栓96就能在一个予定的角度范围内细调天线的仰角，例如16°。
杆80至少要在靠近它的天线安装部分弯曲或者倾斜，例如以一个予定的角度，如20°，靠近安装部件89。因此，可移动支架82没有必要为了获得天线的一个予定仰角而转动很多。这样槽86也可以短些，并有可能使可移动支架82的金属零件尺寸小些。
盖97为盖住杆80的顶部而固定到可移动支架82上。盖97有一个为能在它的下部通过杆80，而构成的切除部分97a，以及为与转换盒102结合，在切除部分97a两侧形成的结合部分97b。
后盖48具有在其后壁上形成的一对孔座98和予定效量的孔座99，例如4个。转换器100未示出的螺钉紧固到一对孔座98上。围绕着转换器100装一个密垫101，之后用未示出的螺钉将转换器罩102的顶部与盖97的结合部97相结合。
图15示出了本发明天线的装配设备和从其后部看到的整个结构。这个天线的主体在垂直方向偏离了一个予定的角度，如10°。进一步由于如前所述的杆80被弯曲，因此天线的主体和杆80相互间有20°的偏离。在这种情况下，利用仰角细调螺栓96就能够在30°至46°的范围内改变天线的仰角。不言而知，这种天线的仰角可以相应于各个区域天线电波不同的接收状态任意确定。
图16示出了如何利用仰角细调螺栓96改变这个天线的仰角。在图16中，实线示出了螺栓96全部松开的状态，两点点划线示出了螺栓96全部被拧入的状态。
下面描述调节天线仰角和方位角的步骤。
首先，暂时地固定杆80，松开螺母92、93，并且粗略地移动可移动支架82，以选择天线的仰角，使之接近于对应那个区域，朝向地球轨道卫星的角度，例如在日本东京大约38°，在日本札幌大约31°。然后调整仰角细调螺栓96，使天线的仰角真正精确地定位于相对于那一地区的值，再转动杆80使天线朝着西南方(在日本的情况下)，这样就粗调了天线的方位角。然后，接收所需的天线电波，同时再次调整螺栓96至最终确定的天线仰角位置，此后紧固螺母92，93，使可移动支架82可靠地固定在杆80上。再稍微移动杆80至最终确定的天线方位角，并固定住杆80。这样就能必信无疑地接收到予定的无线电电波了。
图17表示一个如何固定杆80的例子。在这个例子中，利用固定板107，U形螺栓108和螺母109，把杆80固定在一个栅栏上，例如朝南的阳台游廊。不言而知，对杆80的安装方法，并不为上述方法所限制。
根据图14所示的例子，由于作为安装支架的杆与天线主体形成为一体，因此天线安装结构装配部件的数量就能减少，其结构也可变小，进而由于细调机构使用了一个螺栓，因此，装配部件数量可以减少，并能容易地完成调整。另外，由于杆在它的中间部分被弯曲或者倾斜，故可以减少倾角调整机构自身占据的空间。
图18示出了本发明的另一个例子，其中在底板1和衬底3以及在衬底3与顶板2之间，分别设置了用于支撑衬底3的隔片110和111，并且使衬底3和底板及顶板1、2间隔均匀。各隔片110，111可以由高发泡绝缘材料制成，例如聚乙烯、聚丙烯、聚本乙烯或类似的具有低相对介电常数和低的传输损耗的材料。
图19是一个例子的断面图，其中隔片110被夹在底板1和衬底3之间，隔片111被夹在衬底3和顶板2之间。按照这种结构，衬底3可以确定地以均匀的间隔保持在顶板和底板2和1之间，以防止衬底3在上下方向上局部地移动。
为了使绝缘损耗减至最小，隔片110和111具有在相应于辐射单元，例如印刷单元8的位置上被钻通的孔112和113。
图20示出了一个详细典型的代表隔片110和111隔片中的110的结构。
参见图20，那里有一个允许输入波导40(见图8b)接通到转换器44通过的孔114，用于定位的孔116允许孔座71(见图13A)通过以紧固整个结构。孔117通过各个凸出物30(见图19)。对于凸出物30的存在不必考虑，孔117是穿过隔片110的整个部分而构成的，以便提高隔片110的大批量生产的效率。实际上有大约30%的孔117用来通过凸出物30的。
在图19的例子中，由于具有相应数量孔的隔片被提供在顶板与衬底及底板与衬底之间，以支撑住衬底。因此，与图2的例子相比，衬底可以均匀而又确定地被支撑在顶板与底板之间的中间部分。这样就可以避免由于衬底在位置上的上下移动而使天线特性变坏。另外，由顶板和底板凸出的多个凸出物30、31可以大大地减少，以使该板易于生产，并提高大批量生产的效率。
通过上述描述，人们可以通过本发明的最佳实施例了解发明。十分明显，在不脱离本发明的新的构思的精神和范围的情况下，本领域普通熟练的技术人员能够实行许多改进和变化。故本发明范围仅以附加的权利要求书进行确定。
权利要求
1.一种悬线馈送型平面天线，它包括在一个顶板和一个底板之间的一个衬底；所说的顶板具有多个称之为辐射单元的被分隔的孔；相应数量的辐射器分别与所说的孔成直线构成在所说的衬底上；用于馈送所说辐射器的馈送装置，所说的顶板和底板的第一部分被分别构成在实质上没有凸出物的平板上，并且所说的顶板和底板的一个第二部分在所说的顶板和底板的多个相应位置上利用使顶板和底板变形构成凸出物；所说的凸出物在所说的顶板与所说的衬底以及在所说的底板与所说的衬底之间伸出，藉以由所说的凸出物支撑所说的衬底。
2.根据权利要求1所述的一种天线，其中所说的顶板和底板是冲压加工变形而成。
3.根据权利要求2所述的一种天线，其中所说的馈送装置包括一个输入波导，一个输出波导，以及一个支撑装置，它具有为支撑所说的输入和输出波导而通过所说的顶板和底板及所说的衬底的一个螺栓。
4.根据权利要求2所述的一种天线，进一步包括用于封闭所说的顶板和底板的一个天线罩和一个后盖，多个构成在所说后盖内表面上的支撑元件，和在所说顶板和底板及衬底相应于所说支撑元件的位置上构成相应数量的孔，藉以利用伸入所说的相应数量的孔的支撑元件支撑所说的顶和底板及所说的衬底。
5.根据权利要求4所述的一种天线，其中所说的多个支撑元件是与所说后盖整体形成的凸出物，所说的天线进一步还包括用于所说的凸出物位置夹住所说的顶和底板及衬底的夹架片和螺栓。
6.根据权利要求2所述的一种天线，进一步包括用于封闭所说的顶和底板的一个天线罩和一个后盖，一个具有顶部与垂直方向倾斜的杆，在所说倾斜顶部的上侧提供了一个第一穿孔，在所说倾斜顶部的下侧提供了一个第二穿孔，安装装置包括为把所说的后盖安装在所说的杆上，而通过所说的第一穿孔的一个第一螺栓，调整装置包括为调整所说的后盖的仰角，通过所说的第二穿孔的一个第二螺栓。
7.根据权利要求2所述的一种天线，进一步包括插在所说的顶板和所说的衬底之间的具有相应数量的分隔孔的一个第一隔片，及插在所说的衬底与所说的底板之间的具有相应数量分隔孔的一个第二隔片。
8.一种悬线馈送型平面天线，它包括一个夹在顶板和一个底板之间的一个衬底，所说的顶板具有多个称之为辐射单元的被分隔的孔，相应数量的辐射器分别与所说的孔成直线构成在所说的衬底上，用于馈送给所说的辐射器的馈送装置，所说的馈送装置包括一个输入波导，一个输出波导，以及一个支撑装置，它具有为支撑所说的输入和输出波导而通过所说的顶和底板及所说衬底的一个螺栓。
9.一种悬线馈送型平面天线，它包括一个夹在顶板和底板之间的一个衬底，所说的顶板具有多个称之为辐射单元的被分隔的孔，相应数量的辐射器分别与所说的孔成直线构成在所说的衬底上、用于馈送给所说的辐射器的馈送装置，用于封闭所说的顶和底板的一个天线罩和一个后盖，所说的后盖具有多个构成在其内表面的支撑元件，在所说的顶和底板及其衬底相应于所说支撑元件的位置上构成的相应数量的孔，以利用具有所说的相应数量孔的支撑元件支撑所说的顶板、底板和衬底。
10.根据权利要求9所述的一种天线，其中所说的支撑元件包括与所说的后盖整体形成的凸出物，并包括用于在所说的凸出物位置夹住所说的顶板、底板和衬底的夹架片和螺栓。
11.一种悬线馈送型平面阵列天线，它包括夹在一个顶板和一个底板之间的一个衬底，所说的顶板具有多个称之为辐射单元的被分隔的孔，相应数量的辐射器分别与所说的孔成直线构成在所说的衬底上，用于馈送给所说辐射器的馈送装置，支撑装置包括一个具有顶部与垂直方向倾斜的杆，在所说倾斜顶部的下侧提供了一个第一穿孔，安装装置包括为在所说杆上安装所说的后盖，而穿过所说的第一穿孔的一个第一螺栓，调整装置包括为调整所说后盖仰角而通过所说第二穿孔的一个第二螺栓。
12.一种悬线馈送型平面天线，它包括夹在一个顶板和一个底板之间的一个衬底，所说的顶板具有多个称之为辐射单元的被分隔的孔，相应数量的辐射器分别与所说的孔成直线构成在所说的衬底上，用于馈送至所说的辐射器的馈送装置，一个插在所说的顶板和所说的衬底之间的具有相应数量分隔孔的一个第一隔片，以及一个插在所说的衬底与所说的底板之间的具有相应数量分隔孔的一个第二隔片。
13.根据权利要求12所述的一种天线，其中所说的第一和第二隔片分别是塑料片。
14.根据权利要求11所述的一种天线，其中所说的杆有一个实质上垂直于所说的第一和第二穿孔的第三穿孔，且细调装置包括为调节所说后盖的仰角而通过所说的第三穿孔的一个第三螺栓。
15.一种微波天线包括一个天线部分，一根支撑所说的天线部分的杆，用于粗调所说天线部分相对于所说杆的仰角的粗调装置，用于细调所说天线部分相对于所说杆的仰角的细调装置，其特征在于其中所说的细调装置包括一个推动所说天线部分离开所说杆的螺栓。
16.根据权利要求15所述的一种天线，其中所说的螺栓通过在所说的杆上提供的一个穿孔。
全文摘要
一种悬线馈送型平面天线，它在一个顶板与一个底板之间夹有一个衬底，在顶板和底板上有多个利用冲压加工或冲压处理使之变形而构成在顶板上多个相应位置的凸出物，以便用这些凸出物支撑衬底。
文档编号H01Q21/00GK1034096SQ8810841
公开日1989年7月19日 申请日期1988年10月18日 优先权日1987年10月19日
发明者大敬, 梶粟润一 申请人:索尼公司