專利名稱：用于天線方向的方法和裝置及其天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用太陽(yáng)的陰影將天線定向到信號(hào)發(fā)射機(jī)的裝置和方法和利用該裝置的天線，特別是涉及一種用于將天線定向到信號(hào)發(fā)射機(jī)的裝置和方法，其中通過產(chǎn)生太陽(yáng)的陰影和調(diào)整天線以使陰影與反射器上的預(yù)定目標(biāo)點(diǎn)一致來使天線很容易地指向該發(fā)射機(jī)。
背景技術(shù)：
近來，隨著衛(wèi)星廣播的日益普及，有更多的觀眾收看衛(wèi)星廣播。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，可以列舉偶極天線、喇叭天線、反射器天線和相位陣列天線作為用于接收廣播衛(wèi)星信號(hào)的天線的例子。
其中，通常用作衛(wèi)星天線的反射器天線(也叫做“盤形天線”)結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單、重量輕和易于安裝。反射器天線包括一基座或支架、從該基座或支架垂直向上延伸的支撐桿和支撐桿頂部支撐的天線組件。該天線組件包括反射信號(hào)盤形反射器、包括位于與反射器相對(duì)的特定位置的饋電喇叭的反射信號(hào)檢波單元、和輸入從饋電喇叭饋入的信號(hào)的低噪聲塊(LNB)。為了定位相對(duì)于反射器的反射信號(hào)檢波單元，使用一反射信號(hào)檢波單元支撐臂。在信號(hào)檢波單元支撐臂的終端，提供了用于固定信號(hào)檢波單元的檢波單元支撐件。來自LNB的信號(hào)通過電纜輸入到電視機(jī)的接收單元。
這種反射器根據(jù)用途具有平的或彎曲的，最好是拋物形表面和各種大小。組成信號(hào)檢波單元的饋電喇叭和LNB可以位于通過反射器的中心(中心饋電類型)，或者可以位于偏心的位置，因此防止饋電喇叭和LNB干擾收到的信號(hào)(補(bǔ)償饋電的方法)。饋電喇叭和LNB最好空間上距離反射器等于反射器的焦距。另外，根據(jù)收集信號(hào)和反射器形狀的方法，天線可以劃分成拋物面天線、Cassegrain天線、Gregorian天線和喇叭形反射器天線。
這些天線應(yīng)當(dāng)具有高增益、高效率和高方向性從而可用作衛(wèi)星天線。此外，因?yàn)閺膰@地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星傳送的廣播信號(hào)具有高方向性，所以衛(wèi)星天線應(yīng)當(dāng)精確定向到衛(wèi)星?？稍试S的方向角度容限是5°以下。因此，不同于用于空中波廣播的天線，當(dāng)衛(wèi)星天線的定向角度偏離允許范圍時(shí)，天線不能接收廣播信號(hào)，當(dāng)廣播信號(hào)是數(shù)字時(shí)，信號(hào)的方向性更受限制。
由于衛(wèi)星廣播信號(hào)的高方向性，衛(wèi)星天線難以安裝。即，一個(gè)人應(yīng)當(dāng)在另一個(gè)人監(jiān)視電視機(jī)的和確認(rèn)是否獲得好圖像的同時(shí)調(diào)整衛(wèi)星天線的方向。
近來，建議了一種方法，其中根據(jù)通過計(jì)算機(jī)程序或表獲得的衛(wèi)星位置信息(緯度和經(jīng)度)利用分度器和羅盤調(diào)整衛(wèi)星天線的方向。另外，建議了另一種方法，其中在利用上述方法首先確定衛(wèi)星天線的大致方向之后，利用一水平儀精確調(diào)整衛(wèi)星天線的方向。
在美國(guó)專利No.5,589,841中，公開了一種用戶可以利用一輔助設(shè)備精確定向衛(wèi)星天線的技術(shù)，該輔助設(shè)備產(chǎn)生人們可察覺的制導(dǎo)信號(hào)，諸如與收到廣播信號(hào)的強(qiáng)度成正比的一系列嘟嘟聲。然而，這些輔助調(diào)整裝置不可以永久地附到衛(wèi)星天線上，并且因?yàn)檫@些設(shè)備很復(fù)雜增加了具有這些輔助調(diào)整裝置的衛(wèi)星天線的成本。另外，這種調(diào)整裝置難以操作，需要一專家安裝和調(diào)整天線，因此增加了安裝和調(diào)整的費(fèi)用。此外，在最初安裝衛(wèi)星天線之后，由于粗心使用或環(huán)境因素改變了衛(wèi)星天線的方向，就需要一專家來調(diào)整衛(wèi)星天線的方向，這招致一筆額外的費(fèi)用。
當(dāng)然，可以使用非方向性衛(wèi)星天線或具有電動(dòng)定向裝置的衛(wèi)星天線，但因?yàn)樵撎炀€的結(jié)構(gòu)復(fù)雜和天線費(fèi)用太高這種天線沒被廣泛使用。
為了克服此問題，建議了一種方法，其中確定衛(wèi)星關(guān)于太陽(yáng)的相對(duì)位置和利用太陽(yáng)的陰影將衛(wèi)星天線定向到衛(wèi)星。這種方法的一個(gè)例子是“定位衛(wèi)星和瞄準(zhǔn)拋物面反射器的陽(yáng)光陰影方法”，衛(wèi)星零售商，Triple-D出版，Shelby，NC，1995年12月。RichardA.Pauli發(fā)明的美國(guó)專利5,760,739公開了一種類似的方法，其中可校準(zhǔn)的指時(shí)針安裝在衛(wèi)星天線上，根據(jù)衛(wèi)星關(guān)于太陽(yáng)的相對(duì)位置計(jì)算設(shè)值信息，根據(jù)設(shè)值信息二維或三維地調(diào)整指時(shí)針，和調(diào)整衛(wèi)星天線的方向直到指時(shí)針的陰影變成一個(gè)點(diǎn)。作為上述發(fā)明的美國(guó)專利5,760,739的一個(gè)實(shí)施例，公開了一種用于沿兩個(gè)坐標(biāo)軸或三個(gè)坐標(biāo)軸調(diào)整指時(shí)針的裝置。然而，根據(jù)該實(shí)施例，使用諸如螺旋齒輪的機(jī)械裝置調(diào)整該指時(shí)針。然而，這種機(jī)械裝置不允許方向精確，因?yàn)樾l(wèi)星天線的方向容限角度落在1-2°內(nèi)。另外，機(jī)械裝置的尺寸應(yīng)當(dāng)比較大以便沿兩個(gè)坐標(biāo)軸或三個(gè)坐標(biāo)軸調(diào)整指時(shí)針，該裝置可能是接收廣播信號(hào)的障礙物，從而減低接收信號(hào)的強(qiáng)度。
在上述發(fā)明美國(guó)專利5,760,739的另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整衛(wèi)星天線和一裝置直到兩條線陰影的相交點(diǎn)與預(yù)定目標(biāo)一致，在該裝置中相交在由反射盤的邊緣形成的平面上特定點(diǎn)的兩條線附加到反射盤上。雖然這種調(diào)整裝置不影響接收廣播信號(hào)的強(qiáng)度，然而當(dāng)反射盤的曲率半徑非常大因此反射盤表面接近于由盤周圍定義的虛擬平面時(shí)，這些線和其陰影間的距離太小了。因此，雖然方向角被改變?cè)S多，但陰影的移動(dòng)不長(zhǎng)，從而使得難以將天線精確定向到衛(wèi)星。
此外，這兩個(gè)實(shí)施例引起一問題，即用戶應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)值信息調(diào)整指時(shí)針或線，設(shè)值信息是根據(jù)衛(wèi)星天線的安裝時(shí)間和安裝位置不同地計(jì)算出來。這些也引起一問題，即沒有足夠科學(xué)知識(shí)的用戶難以根據(jù)預(yù)先計(jì)算出的緯度和經(jīng)度調(diào)整指時(shí)針或線。
在美國(guó)專利5,760,739另一個(gè)實(shí)施例中，指時(shí)針是固定的，在反射器的表面提供指時(shí)針陰影隨著時(shí)間的做出的軌跡線和符合天線安裝特定時(shí)間的正常工作時(shí)間線，調(diào)整反射盤，因此指時(shí)針的陰影與選定兩條線的相交點(diǎn)一致。然而，根據(jù)衛(wèi)星天線安裝位置的緯度和經(jīng)度，陰影軌跡線可以不同地變化，時(shí)間線也不同地給出。即，因?yàn)榫€是根據(jù)安裝天線的季節(jié)、日期和位置不同形成的，此實(shí)施例不可用于所有的安裝和時(shí)間。結(jié)果，只有當(dāng)衛(wèi)星天線在有限的位置和時(shí)間安裝時(shí)可以使用此實(shí)施例。因此，當(dāng)天線超出上述定義限制的安裝時(shí)，此實(shí)施例根本不可用。另外，因?yàn)橹笗r(shí)針位于通過反射盤的中心，指時(shí)針阻礙廣播信號(hào)的接收。另外，當(dāng)指時(shí)針接近反射盤時(shí)，和其陰影的距離很短，從而惡化了方向精確性。
本發(fā)明的技術(shù)方案相應(yīng)地，本發(fā)明已經(jīng)考慮到現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用太陽(yáng)的陰影將衛(wèi)星天線定向到發(fā)射機(jī)的方法，允許非專業(yè)用戶很容易將衛(wèi)星天線的方向調(diào)整到該衛(wèi)星，而不減低接收廣播信號(hào)的性能。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種將衛(wèi)星天線定向到發(fā)射機(jī)的裝置，其能夠很容易地將衛(wèi)星天線定向到發(fā)射機(jī)而不必利用復(fù)雜的定向裝置，可以通過陰影產(chǎn)生裝置和目標(biāo)指示裝置來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樘?yáng)的陰影很容易產(chǎn)生，天線很容易調(diào)整以使陰影與反射器上的目標(biāo)點(diǎn)一致。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種裝有這種天線定向裝置的反射器衛(wèi)星天線，其能夠很容易將天線定向到發(fā)射機(jī)和很容易安裝天線。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種將天線定向到發(fā)射機(jī)的裝置，其使用一天線，包括固定安裝在天線的陰影產(chǎn)生裝置和用于指定反射器上目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)指示裝置，當(dāng)天線被正確定向到發(fā)射機(jī)時(shí)，陰影產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的陰影的預(yù)定部分應(yīng)該位于該目標(biāo)點(diǎn)。
另外，本發(fā)明提供一種用于將天線定向到發(fā)射機(jī)的方法，其使用一天線，包括將陰影產(chǎn)生裝置安裝到天線，確定反射器上的目標(biāo)點(diǎn)，當(dāng)天線正確指向發(fā)射機(jī)時(shí)，由陰影產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的陰影預(yù)定部分應(yīng)該位于該目標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)衛(wèi)星的類型(包括其位置)、天線的位置信息和天線定向操作的時(shí)間信息，和調(diào)整天線方向的步驟，以使陰影產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的陰影預(yù)定部分與目標(biāo)點(diǎn)一致。
此外，本發(fā)明提供一種天線，其包括具有反射信號(hào)的反射器的天線組件、包括饋電喇叭和低噪聲塊(LNB)和饋送反射信號(hào)的反射信號(hào)檢波單元、支持和定位關(guān)于反射器的反射信號(hào)檢波的信號(hào)檢波單元支撐臂、和安裝在信號(hào)檢波單元支撐臂終端和支撐反射信號(hào)檢波單元的檢波單元支撐件、支撐天線組件的裝置、和在兩個(gè)方向調(diào)整天線組件的可校準(zhǔn)安裝機(jī)制，其中天線進(jìn)一步包括固定安裝在天線的陰影產(chǎn)生裝置以產(chǎn)生太陽(yáng)陰影和反射器上提供的用于指定目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)指示裝置，當(dāng)天線被正確定向到發(fā)射機(jī)時(shí)，陰影產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的陰影的預(yù)定部分應(yīng)該位于該目標(biāo)點(diǎn)。
陰影產(chǎn)生裝置可以包括一棒，其第一個(gè)端固定在反射信號(hào)檢波單元或天線的檢波單元支撐件上，第二端固定在反射器的周圍，在棒的預(yù)定部分形成一個(gè)或多個(gè)突出記號(hào)。而且，目標(biāo)指示裝置可以包括一組多個(gè)在反射器表面上提供的交叉線。目標(biāo)點(diǎn)可以由交叉線定義的坐標(biāo)值和/或交叉線形成的一塊指定。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，陰影產(chǎn)生裝置可以包括一棒，其第一端固定在天線的反射信號(hào)檢波或檢波支撐件上，其第二端固定在反射器的周圍，棒上形成多個(gè)突出圖形的刻度。而且，目標(biāo)指示裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)在反射器表面上提供的線，其與陰影產(chǎn)生裝置形成一角度并標(biāo)有刻度。在此實(shí)施例中，目標(biāo)指示裝置上的目標(biāo)點(diǎn)可以通過由相交點(diǎn)確定的兩個(gè)坐標(biāo)值指定，在點(diǎn)陰影產(chǎn)生裝置的棒的陰影與目標(biāo)指示裝置的線相交。
該裝置和天線可以包括安裝在天線上的水平儀，用于確認(rèn)當(dāng)從正面觀察時(shí)支撐天線組件的支持桿是否垂直位于天線安裝地點(diǎn)。另外，該裝置和天線可以包括一棒障礙物觀察裝置，其包括一從反射器部分沿天線定向方向延伸的棒，前視和后視彼此在空間上分離并在棒上形成。
在本發(fā)明的方法中，可以由計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行確定目標(biāo)指示裝置上的目標(biāo)點(diǎn)，陰影的預(yù)定部分應(yīng)當(dāng)位于該目標(biāo)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)程序根據(jù)衛(wèi)星類型、天線的位置信息和/或天線定向操作的時(shí)間信息確定目標(biāo)點(diǎn)。
本方法進(jìn)一步包括確認(rèn)天線是否位于天線的支撐桿垂直的初始基準(zhǔn)狀態(tài)和當(dāng)天線不在初始基準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)將天線調(diào)整到初始基準(zhǔn)狀態(tài)的步驟。
本方法進(jìn)一步包括在天線的方向調(diào)整到發(fā)射機(jī)之后確認(rèn)天線定向方向上是否存在阻礙信號(hào)接收的障礙物的步驟。
附圖的簡(jiǎn)短描述本發(fā)明的上述和其它目的、特征和其它優(yōu)點(diǎn)將從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中得到更清楚地理解，其中

圖1是解釋根據(jù)本發(fā)明定向衛(wèi)星天線方法的基本原理圖，更詳細(xì)地解釋了一種利用球面三角法確定天線、太陽(yáng)和作為發(fā)射機(jī)的衛(wèi)星的相對(duì)位置信息的方法；圖2是表示一般拋物面衛(wèi)星天線結(jié)構(gòu)的透視圖；圖3a-3c說明根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的天線定向裝置，圖3a是裝置的透視圖，圖3b是裝置的側(cè)視圖，和圖3c是裝置的正視圖；圖4a-4d說明根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例用于將衛(wèi)星天線定向到發(fā)射機(jī)的裝置和方法，圖4a是裝置的透視圖，圖4b是裝置的陰影產(chǎn)生裝置的正視圖，圖4c表示天線定向裝置的目標(biāo)指示裝置的第一個(gè)例子，和圖4d是表示天線定向裝置的目標(biāo)表示裝置的第二個(gè)例子的平面圖；圖5透視說明另一個(gè)實(shí)施例，其中根據(jù)本發(fā)明的用于將天線定向到發(fā)射機(jī)的裝置和方法應(yīng)用于中心饋電類型的天線；圖6a-6d是表示根據(jù)本發(fā)明兩個(gè)例子的陰影產(chǎn)生裝置和陰影產(chǎn)生裝置連接狀態(tài)的放大圖，圖6a是表示根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的陰影產(chǎn)生裝置形狀的放大透視圖，圖6b是表示根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的陰影產(chǎn)生裝置形狀的放大透視圖，圖6c是陰影產(chǎn)生裝置的棒的下端和檢波單元支撐件之間連接部分的圖，和圖6d是表示陰影產(chǎn)生裝置的棒的頂端和反射盤周圍的連接部分的圖；圖7是表示可以加到天線定向裝置的障礙物觀察裝置的透視圖；和圖8說明天線的后面部分，其中反射盤和檢波單元支撐臂與支撐桿相連。
本發(fā)明的詳細(xì)描述參見圖1-8，詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是解釋根據(jù)本發(fā)明將衛(wèi)星天線定向到發(fā)射機(jī)方法的基本原理圖，更詳細(xì)地解釋了一種利用球面三角法確定天線、太陽(yáng)和作為發(fā)射機(jī)的衛(wèi)星的相對(duì)位置信息的方法。當(dāng)太陽(yáng)和廣播衛(wèi)星的緯度分別表示為Hsun和Hsat，太陽(yáng)和廣播衛(wèi)星的經(jīng)度角度分別表示為Zsun和Zsat時(shí)，衛(wèi)星關(guān)于太陽(yáng)的相對(duì)位置可以在如圖所示的球面坐標(biāo)系統(tǒng)中表示為具有H和Z兩個(gè)角度。已經(jīng)給出了取決于地球上區(qū)域和時(shí)間的太陽(yáng)的緯度和經(jīng)度，可以從衛(wèi)星的經(jīng)度、緯度和高度確定廣播衛(wèi)星的緯度Hsat和經(jīng)度Zsat。因此，根據(jù)天線安裝操作的位置和時(shí)間的H和Z值可以根據(jù)下面的等式確定。
H＝cos-1{sinHsat*sinHsun＋cosHsat*cosHsun*cos(Zsat＋Zsun)}Z＝sin-1{cosHsun*sin(Zsat－Zsun)/cosH}利用這些等式，確定衛(wèi)星關(guān)于太陽(yáng)的相對(duì)位置。
正如將要描述的，相對(duì)位置是關(guān)于反射盤指向衛(wèi)星時(shí)太陽(yáng)或其陰影所處坐標(biāo)的基本信息。
圖2是說明一般拋物面衛(wèi)星天線結(jié)構(gòu)的透視圖。衛(wèi)星天線包括一基座810或支架，和從基座810或支架垂直向上延伸的支撐桿820。一天線組件安裝在支持桿820的頂部。天線組件包括反射信號(hào)的盤形反射器300、饋電喇叭210、和輸入饋入饋電喇叭210的信號(hào)的低噪聲塊(220；LNB)。饋電喇叭210和LNB220組成反射信號(hào)檢波單元200，其位于關(guān)于反射器300的特定位置。為了正確定位相對(duì)于反射器的反射信號(hào)檢波單元，使用一反射信號(hào)檢波單元支撐臂310。在信號(hào)檢波單元支撐臂310的一端提供了用于支持和固定信號(hào)檢波單元200的檢波單元支撐件600。組成反射信號(hào)檢波單元200的饋電喇叭210和LNB220可以集成為一體也可以分離。
圖3a-3c說明根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的天線定向裝置，如圖3a所示，本實(shí)施例中包括衛(wèi)星天線的一般結(jié)構(gòu)。為了易于描述，省略了反射信號(hào)檢波200。天線組件包括導(dǎo)電材料制成的反射器300、用于將反射檢波單元200固定在特定位置的信號(hào)檢波單元支撐臂310、和為了緊固信號(hào)檢波單元200的檢波單元支撐件600。另外，天線包括一用于在水平方向(在經(jīng)度方向)和垂直方向(在緯度方向)調(diào)整反射器的可校準(zhǔn)安裝機(jī)制(未示出)和用于支撐天線組件的支撐桿820。
根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例的天線定向裝置通常包括陰影產(chǎn)生裝置100和目標(biāo)指示裝置400。陰影產(chǎn)生裝置包括一棒110和多個(gè)突出的數(shù)字刻度，棒110的一端(下端)固定在反射信號(hào)檢波單元200或信號(hào)檢波單元單元支撐件600，另一端(頂端)固定在反射盤300的周圍。棒110可以是金屬制成，但最好應(yīng)當(dāng)由變形以后能很容易恢復(fù)到其最初形狀的材料制成，因?yàn)樵摬牧暇哂袃?yōu)良的彈性。棒110的頂端最好彎成鉤狀，以便插入和固定在反射盤300周圍上面部分形成的孔320中。設(shè)計(jì)棒110的厚度以便在安裝到天線時(shí)保持其直線形狀。然而，因?yàn)楫?dāng)棒110的厚度過分大時(shí)棒110可能阻礙信號(hào)接收，棒110的厚度最好是1到10mm，特別是2到5mm。
根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)在棒110上每隔一定間隔形成突出的數(shù)字刻度120。突出的數(shù)字刻度120可以如圖6a所示形成。在必要時(shí)，相鄰的突出刻度之間的間隔可以更精確地劃分。
棒110的下端部分彎曲以與棒110的中間部分形成一定角度，因此固定在反射信號(hào)檢波單元200或檢波單元支撐件600上。下面參照附圖6a-6d描述陰影產(chǎn)生裝置100的詳細(xì)形狀和連接部分。因?yàn)槿缟纤霭?10安裝在反射盤300和檢波單元支撐件600之間，棒110在空間上與反射盤300的表面分離，從而改進(jìn)方向精確度。
反射盤300上提供的陰影目標(biāo)指示裝置400用于指定目標(biāo)點(diǎn)，陰影的預(yù)定部分應(yīng)當(dāng)位于該目標(biāo)點(diǎn)，當(dāng)天線引導(dǎo)裝置正確安裝在反射盤300時(shí)，通過陰影產(chǎn)生裝置100產(chǎn)生陰影。目標(biāo)指示裝置400在反射盤300的表面上形成并包括與安裝的陰影產(chǎn)生裝置100當(dāng)天線正確定向到發(fā)射機(jī)時(shí)可以獲得陰影預(yù)定部分應(yīng)當(dāng)位于的目標(biāo)點(diǎn)，利用包括衛(wèi)星和接收信道的類型的發(fā)射機(jī)信息、包括天線安裝地區(qū)的緯度和經(jīng)度、和包括執(zhí)行天線定向操作時(shí)年、月、日和時(shí)間的天線安裝時(shí)間信息?？梢酝ㄟ^計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行目標(biāo)指示裝置上目標(biāo)點(diǎn)的確定。計(jì)算機(jī)程序可以裝入電視機(jī)，因此用戶可以通過操縱電視機(jī)的功能執(zhí)行目標(biāo)點(diǎn)的確定，或者可以安裝在一臺(tái)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)中，因此用戶可以通過操作計(jì)算機(jī)中的相應(yīng)程序執(zhí)行目標(biāo)點(diǎn)的確定。否則，可以用戶接入有關(guān)網(wǎng)站的方式執(zhí)行目標(biāo)點(diǎn)的確定，用戶輸入所需的信息，網(wǎng)站服務(wù)器返回一指向該用戶目標(biāo)的結(jié)果?？梢愿鞣N其它方式很容易地執(zhí)行目標(biāo)點(diǎn)的確定，例如將與衛(wèi)星類型有關(guān)的信息安排在一表中并且該表與衛(wèi)星天線一起提供的方式。
當(dāng)陰影產(chǎn)生裝置100的棒的陰影與目標(biāo)指示裝置400相交在一點(diǎn)時(shí)，由棒110上形成的刻度值和第一個(gè)實(shí)施例中目標(biāo)指示裝置400上標(biāo)有的刻度值定義該相交點(diǎn)。即，由兩個(gè)刻度值指定該目標(biāo)點(diǎn)。因此，例如，當(dāng)根據(jù)天線定向操作的位置信息和時(shí)間信息確定目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)為(2.5，4.3)時(shí)，衛(wèi)星天線應(yīng)當(dāng)在經(jīng)度方向和緯度方向調(diào)整衛(wèi)星天線，以使相交點(diǎn)大致與(2.5，4.3)的位置一致。
圖4a-4d是說明根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例用于將衛(wèi)星天線定向到發(fā)射機(jī)的裝置和方法的圖。圖4a的衛(wèi)星天線的一般結(jié)構(gòu)與圖3a的衛(wèi)星天線結(jié)構(gòu)相同，除了陰影產(chǎn)生裝置和目標(biāo)指示裝置的形狀。類似于第一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例的陰影產(chǎn)生裝置包括一棒110，該棒110的一端固定在反射信號(hào)檢波單元支撐件600的上面部分，另一端固定在反射盤300的上面周圍部分。然而，與第一個(gè)實(shí)施例不同，在棒110上形成一個(gè)或多個(gè)突出的記號(hào)。圖4a中，在棒110上形成兩個(gè)單獨(dú)的突出記號(hào)，即交叉形記號(hào)130和彎曲記號(hào)140。這些記號(hào)在形狀和數(shù)目上沒有限制，但應(yīng)當(dāng)彼此可識(shí)別和指定其在棒110上的位置。
圖4c和4d是表示根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例的目標(biāo)指示裝置400的平面圖。目標(biāo)指示裝置400包括一組多個(gè)在反射盤表面上提供的交叉線430。在此實(shí)施例中，每條線430具有其數(shù)值?？梢杂蓛蓷l相交線定義的坐標(biāo)(水平坐標(biāo)x，垂直y)定義反射盤300上的特定位置。
然而，反射盤300上的位置也可以不由坐標(biāo)定義，而是由分配給相交線形成的長(zhǎng)方形的碼定義，例如A01、A02，…，B01、B02…。因此，例如，在此實(shí)施例中用術(shù)語(yǔ)F09來指定陰影應(yīng)當(dāng)位于的目標(biāo)點(diǎn)。
根據(jù)另一種方法，如圖4d所示，反射盤300上以5cm為間隔畫上多條交叉線，碼(A01、A02，…，B01、B02，…)分別指定到5cm×5cm方塊?？梢?cm為間隔畫出多個(gè)輔助交叉線，因此每個(gè)Scm×5cm方塊可以分成25個(gè)1cm×1cm方塊。在這個(gè)實(shí)施例中，例如，目標(biāo)點(diǎn)可以表示為“橫坐標(biāo)1.2和縱坐標(biāo)3.4的方塊D03”。根據(jù)測(cè)試，對(duì)于大多數(shù)衛(wèi)星(對(duì)于具有45cm半徑盤面的天線)，當(dāng)陰影的預(yù)定部分位于中心在正確的目標(biāo)點(diǎn)的半徑為0.5cm的圓內(nèi)時(shí)，廣播信號(hào)的接收性能是令人滿意的。因此，形成1cm×1cm的方框足以使目標(biāo)指示裝置400規(guī)定滿意的目標(biāo)點(diǎn)。
另外，因?yàn)樘炀€的定向操作需要一段時(shí)間，可以在10到30分鐘提供多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)。例如，除了關(guān)于用戶選擇時(shí)間的目標(biāo)點(diǎn)信息之外，所選時(shí)間前5分鐘和/或10分鐘的目標(biāo)點(diǎn)信息和所選時(shí)間后5分鐘和/或10分鐘的目標(biāo)點(diǎn)信息也一起提供。結(jié)果，雖然用戶花費(fèi)一段時(shí)間調(diào)整該衛(wèi)星天線，但不再計(jì)算另一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)信息。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的透視圖，其中用于將天線定向向發(fā)射機(jī)的裝置和方法應(yīng)用于中心饋電類型的天線。根據(jù)其原理，本實(shí)施例類似于圖3a和4a所示的第一和第二實(shí)施例。因?yàn)榘侂娎群蚅NB的支撐反射信號(hào)檢波單元的檢波單元支撐件600位于通過反射盤300的中心，組成陰影產(chǎn)生裝置100的棒110從反射盤330的上面周圍部分延伸到檢波單元支撐件600或檢波單元的部分。因此，此實(shí)施例在棒的長(zhǎng)度和棒的安裝位置方面不同于第一和第二實(shí)施例，但在陰影產(chǎn)生裝置、其安裝和目標(biāo)指示裝置400的結(jié)構(gòu)方面類似于第一和第二實(shí)施例。
圖6a-6d是表示根據(jù)本發(fā)明的陰影產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)的放大圖，圖6a和6b是表示分別根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例和第二個(gè)實(shí)施例的陰影產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)的放大透視圖。
如圖6a所示，組成陰影產(chǎn)生裝置100的棒110提供有多個(gè)分別具有值1到10的突出刻度120和分別在相鄰兩個(gè)突出刻度120之間形成的中間刻度。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以確定陰影產(chǎn)生裝置100的棒110的陰影與目標(biāo)指示裝置的線相交的相交點(diǎn)的坐標(biāo)。另外，棒110的的一端160最好彎曲，以便插入在反射盤300周圍部分形成的孔，棒110的另一端150最好稍微彎曲以便固定在反射信號(hào)檢波單元支撐件。
如圖6b所示，在第二個(gè)實(shí)施例，陰影產(chǎn)生裝置包括一棒110，其在兩端彎曲并包括兩個(gè)突出的記號(hào)120和130。該突出記號(hào)包括交叉形記號(hào)120和彎曲記號(hào)130。
圖6c說明陰影產(chǎn)生裝置100的棒110和檢波單元支撐件600之間的連接。反射信號(hào)檢波單元包括通過檢波單元支撐件600固定的饋電喇叭和LNB，因此可以位于關(guān)于反射盤300的特定位置。這種檢波單元支撐件600包括一上支撐件610、下支撐件620和一固定螺釘630。饋電喇叭和LNB之間的頸部位于上支撐件610和下支撐件620之間，上支撐件610和下支撐件620通過固定螺釘630拴緊。為了支撐陰影產(chǎn)生裝置100的棒110，在上支撐件610的頂部形成夾子650。通過將棒110的一端插入夾子650使棒110固定在檢波單元支撐件600。只要夾子650拴緊棒110的這端，對(duì)夾子650的形狀沒有限制。即，夾子可以替換為另一種可以將棒110的這端固定到檢波單元支撐件600的裝置。
圖6d說明陰影產(chǎn)生裝置100的棒110和反射盤300之間的連接。在圖中，在反射盤300周圍的上部分形成孔320，棒110的彎曲端160插入孔320中。另一方面，因?yàn)榘?10的另一端固定在檢波單元支撐件600的上部分，棒110穩(wěn)固地安裝到衛(wèi)星天線。然而，棒110的固定結(jié)構(gòu)并不局限于上述，而是可以根據(jù)衛(wèi)星天線的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)馗淖儭?br> 圖7是表示可以加到天線定向裝置的障礙物觀察裝置的透視圖。即使衛(wèi)星天線通過天線定向裝置正確定向到衛(wèi)星，當(dāng)在天線定向方向存在障礙物時(shí)，可能阻礙廣播信號(hào)的接收。這種情況下，應(yīng)當(dāng)改變衛(wèi)星天線的位置充分接收廣播信號(hào)。因此，需要障礙物觀察裝置700觀察天線定向方向的障礙物。如圖7所示，障礙物觀察裝置700包括一棒710、在棒710后部形成的后視720和在棒710前部形成的前視730，棒710從反射盤300的周圍部分沿天線定向方向延伸。障礙物觀察裝置利用瞄準(zhǔn)火器的已知技術(shù)。在利用太陽(yáng)陰影調(diào)整天線方向之后，用戶校準(zhǔn)后視720和前視730并觀察經(jīng)過后視720和前視730方向的障礙物。
另外，當(dāng)障礙物觀察裝置700安裝在反射盤300的上部分時(shí)，陰影產(chǎn)生裝置100的棒110的一端可以固定在障礙物觀察裝置700的棒710部分而不是反射盤300。
圖8說明天線組件的后面部分，其中反射盤300和檢波單元支撐310臂與支撐桿820相連。
附圖中，檢波單元支撐臂310和固定板830通過固定螺釘固定在反射盤300的后表面。固定板830通過緯度調(diào)節(jié)螺絲850可調(diào)地連接到緯度調(diào)整板840。支撐桿820位于緯度調(diào)整板840和桿調(diào)整板860之間并通過經(jīng)度調(diào)節(jié)螺絲870固定。支撐桿820的下端連接到基座810?；?10固定在諸如建筑物屋頂或墻的適當(dāng)位置，因此穩(wěn)定地固定衛(wèi)星天線。
根據(jù)這種組件結(jié)構(gòu)，為了調(diào)整反射盤300的方向和檢波單元支撐臂組件，用戶松開緯度調(diào)節(jié)螺絲850和經(jīng)度調(diào)節(jié)螺絲870，將反射盤300或檢波單元支撐臂組件調(diào)整到期望的方向，然后固緊緯度調(diào)節(jié)螺絲850和經(jīng)度調(diào)節(jié)螺絲870。
然而，組件結(jié)構(gòu)和可校準(zhǔn)的安裝機(jī)制并不局限于此，只要可以在兩個(gè)方向(即，緯度方向和經(jīng)度方向)調(diào)整反射盤300和檢波單元支撐臂組件就沒有限制。在美國(guó)專利5,933,123、5,977,922和5,600,336公開了這種組件結(jié)構(gòu)和可校準(zhǔn)安裝機(jī)制的例子。
另外，因?yàn)樵诙ㄏ蛐l(wèi)星天線的此方法中，當(dāng)從正面觀察衛(wèi)星天線時(shí)，支撐桿820應(yīng)當(dāng)垂直于安裝地址，以便設(shè)置天線的基準(zhǔn)位置。因此，最好可以提供用于望遠(yuǎn)鏡或測(cè)量?jī)x器的水平儀以安裝到例如天線固定板830部分。
如圖1所述，當(dāng)利用球面三角法得到衛(wèi)星關(guān)于太陽(yáng)的相對(duì)位置角度時(shí)，在反射盤300的內(nèi)表面與球體的球表面相同時(shí)，可以正確而容易地獲得偏轉(zhuǎn)盤300上陰影的位置。然而，因?yàn)閷?shí)際反射盤300的內(nèi)表面具有拋物面或平面內(nèi)表面，其難以使陰影特定部分的位置與具體的目標(biāo)位匹配。為了克服該問題，引入一種中心在反射盤300中心的三維直角坐標(biāo)。確定第二個(gè)實(shí)施例的交叉形記號(hào)120的坐標(biāo)(x，y，z)，可以獲得交叉形記號(hào)120在y-z平面形成的太陽(yáng)陰影坐標(biāo)(0，y′，z′)。然后，得到一相交點(diǎn)，在該點(diǎn)交叉形記號(hào)120和y-z平面上陰影坐標(biāo)間的直線與反射盤300內(nèi)表面的拋物線相遇。相交點(diǎn)是當(dāng)衛(wèi)星天線定向到發(fā)射機(jī)時(shí)交叉形記號(hào)120形成的太陽(yáng)陰影應(yīng)當(dāng)位于反射盤上的位置。通過這種技術(shù)，可以確定反射盤內(nèi)表面上通過陰影產(chǎn)生裝置形成的陰影的位置。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明提供一種將衛(wèi)星天線定向到發(fā)射機(jī)的裝置和方法，能夠很容易地將衛(wèi)星天線定向到發(fā)射機(jī)，而不必利用復(fù)雜的天線指向裝置，因?yàn)楹苋菀桩a(chǎn)生太陽(yáng)陰影和很容易調(diào)整天線從而該陰影與反射器上的目標(biāo)點(diǎn)一致。
結(jié)果，因?yàn)榉菍＜矣脩艨梢院苋菀装惭b衛(wèi)星天線，而不需要專家的幫助和昂貴的天線指向裝置，因此可以降低天線安裝的費(fèi)用。另外，在最初安裝衛(wèi)星天線之后，通過粗心使用或環(huán)境因素改變了衛(wèi)星天線的方向時(shí)，用戶可以很容易地重新調(diào)整衛(wèi)星天線的方向。
雖然已經(jīng)為了說明的目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解各種修改、添加和代替是可能的，并且不會(huì)偏離所附權(quán)利要求書所公開的本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種將天線定向到發(fā)射機(jī)的裝置，與天線一起使用，包括陰影產(chǎn)生裝置，固定安裝在天線上以產(chǎn)生太陽(yáng)的陰影；和目標(biāo)指示裝置，在天線的反射器上提供用于指定反射器上的目標(biāo)點(diǎn)，當(dāng)天線被正確定向到發(fā)射機(jī)時(shí)陰影產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的陰影的預(yù)定部分應(yīng)當(dāng)位于該目標(biāo)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述陰影產(chǎn)生裝置可以包括一棒，其第一個(gè)端固定在反射信號(hào)檢波單元或天線的檢波單元支撐件上，第二端固定在所述反射器周圍的一部分，并且在所述棒上形成一個(gè)或多個(gè)突出的記號(hào)；所述目標(biāo)指示裝置可以包括一組多個(gè)在所述反射器表面上提供的交叉線；和所述目標(biāo)點(diǎn)可以由交叉線定義的一個(gè)或多個(gè)坐標(biāo)值和所述交叉線形成的一塊指定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述陰影產(chǎn)生裝置可以包括一棒，其第一個(gè)端固定在反射信號(hào)檢波單元或天線的檢波單元支撐件上，第二端固定在本反射器周圍的一部分，在該棒上形成多個(gè)突出的數(shù)字刻度；所述目標(biāo)指示裝置包括一個(gè)或多個(gè)與陰影產(chǎn)生裝置形成角度并標(biāo)有刻度的線；和所述目標(biāo)點(diǎn)由相交點(diǎn)指定的兩個(gè)坐標(biāo)值指定，陰影產(chǎn)生裝置的棒的陰影與目標(biāo)指示裝置的線在該點(diǎn)相交。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3任何一個(gè)的裝置，進(jìn)一步包括一水平儀，其安裝在所述天線并用于確認(rèn)從正方觀察時(shí)天線的支撐桿是否垂直位于天線安裝地點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，進(jìn)一步包括一障礙物觀察裝置，其包括從反射器的周圍部分沿天線定向方向延伸的棒，和在空間上彼此分離并在棒上形成的前視和后視。
6.一種利用包括陰影產(chǎn)生裝置和目標(biāo)指示裝置的裝置將天線定向到發(fā)射機(jī)的方法，包含步驟將陰影產(chǎn)生裝置固定到該天線；根據(jù)衛(wèi)星類型、天線的位置信息和天線定向操作的時(shí)間信息確定目標(biāo)指示裝置上的目標(biāo)點(diǎn)，當(dāng)天線正確定向到發(fā)射機(jī)時(shí)陰影產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的陰影的預(yù)定部分應(yīng)當(dāng)位于該目標(biāo)點(diǎn)；和調(diào)整天線方向，以使陰影產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的陰影的所述預(yù)定部分與目標(biāo)點(diǎn)一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述陰影產(chǎn)生裝置可以包括一棒，其第一個(gè)端固定在反射信號(hào)檢波單元或天線的檢波單元支撐件上，第二端固定在所述反射器周圍的一部分，并且在所述棒上形成一個(gè)或多個(gè)突出的記號(hào)。所述目標(biāo)指示裝置可以包括一組多個(gè)在所述反射器表面上提供的交叉線；和所述目標(biāo)點(diǎn)可以由交叉線定義的一個(gè)或多個(gè)坐標(biāo)值和所述交叉線形成的一塊指定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述陰影產(chǎn)生裝置可以包括一棒，其第一個(gè)端固定在反射信號(hào)檢波單元或天線的檢波單元支撐件上，第二端固定在本反射器周圍的一部分，并且在該棒上形成多個(gè)突出的數(shù)字刻度；所述目標(biāo)指示裝置包括一個(gè)或多個(gè)在反射器表面上形成的與陰影產(chǎn)生裝置形成角度并標(biāo)有刻度的線；和所述目標(biāo)點(diǎn)由相交點(diǎn)指定的兩個(gè)坐標(biāo)值指定，在該點(diǎn)陰影產(chǎn)生裝置的棒的陰影與目標(biāo)指示裝置的線相交。
9.根據(jù)權(quán)利要求6到8的任何一個(gè)的方法，由計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行對(duì)目標(biāo)點(diǎn)的確定，計(jì)算機(jī)程序根據(jù)一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星的類型、天線的位置信息和天線定向操作的時(shí)間信息確定目標(biāo)點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，進(jìn)一步包括步驟確認(rèn)所述天線是否位于初始基準(zhǔn)狀態(tài)，在該狀態(tài)，當(dāng)從正面觀察時(shí)，天線的支撐桿垂直地位于天線安裝地點(diǎn)，其由安裝在天線部分的水平儀來完成；和當(dāng)所述天線不在初始基準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)將所述天線調(diào)整到初始基準(zhǔn)狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，進(jìn)一步包括在正確定向衛(wèi)星之后確認(rèn)在天線定向方向是否存在障礙物的步驟，其通過包括一棒和形成在棒上并在空間上彼此分離的前視和后視的障礙物觀察裝置執(zhí)行，該棒從反射器周圍部分沿天線定向方向延伸。
12.一種天線，包括，一天線組件，具有反射信號(hào)的反射器、包括饋電喇叭和饋送反射信號(hào)的低噪聲塊的反射信號(hào)檢波單元、使反射信號(hào)檢波單元位于關(guān)于反射器特定位置的信號(hào)檢波單元支撐臂、和固定在信號(hào)檢波單元支撐臂的一端和支撐反射信號(hào)檢波單元的檢波單元支撐件，用于支撐天線組件的裝置，和用于在兩個(gè)方向調(diào)整天線組件的可校準(zhǔn)安裝機(jī)制，其中所述天線進(jìn)一步包括，固定安裝在天線的陰影產(chǎn)生裝置以產(chǎn)生太陽(yáng)陰影和反射器上提供的用于指定目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)指定裝置，當(dāng)天線被正確定向到發(fā)射機(jī)時(shí)，陰影產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的陰影的預(yù)定部分應(yīng)位于所述目標(biāo)點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的天線，其中所述陰影產(chǎn)生裝置可以包括一棒，其第一個(gè)端固定在反射信號(hào)檢波單元或天線的檢波單元支撐件上，第二端固定在所述反射器周圍的一部分，并且在所述棒上形成一個(gè)或多個(gè)突出的記號(hào)；所述目標(biāo)指示裝置可以包括一組多個(gè)在所述反射器表面上提供的交叉線；和所述目標(biāo)點(diǎn)可以由交叉線定義的一個(gè)或多個(gè)坐標(biāo)值和所述交叉線形成的一塊指定。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的天線，其中所述陰影產(chǎn)生裝置可以包括一棒，其第一個(gè)端固定在反射信號(hào)檢波單元或天線的檢波單元支撐件上，第二端固定在本反射器周圍的一部分，并且在該棒上形成多個(gè)突出的數(shù)字刻度；所述目標(biāo)指示裝置包括一個(gè)或多個(gè)與陰影產(chǎn)生裝置形成角度并標(biāo)有刻度的線；和所述目標(biāo)點(diǎn)由相交點(diǎn)指定的兩個(gè)坐標(biāo)值指定，在該點(diǎn)陰影產(chǎn)生裝置的棒的陰影與目標(biāo)指示裝置的線相交。
15.根據(jù)權(quán)利要求12到14任何一個(gè)的裝置，進(jìn)一步包括一水平儀，其安裝在所述天線并用于確認(rèn)從正方觀察時(shí)天線的支撐桿是否垂直位于天線安裝地點(diǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，進(jìn)一步包括一障礙物觀察裝置，其包括從反射器的周圍部分沿天線定向方向延伸的棒，和在空間上彼此分離并在所述棒上形成的前視和后視。
全文摘要
一種用于將天線定向到發(fā)射機(jī)的裝置和方法,和一種利用該裝置的天線。用于將天線定向到發(fā)射機(jī)的裝置,其使用一天線,包括固定安裝在天線的陰影產(chǎn)生裝置和用于指定反射器上目標(biāo)點(diǎn)的目標(biāo)指示裝置,當(dāng)天線被正確定向到發(fā)射機(jī)時(shí),陰影產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的陰影的預(yù)定部分應(yīng)該位于該目標(biāo)點(diǎn)。利用上述裝置將天線定向到發(fā)射機(jī)的方法包含將陰影產(chǎn)生裝置安裝在天線、根據(jù)衛(wèi)星類型、天線的位置信息和天線定向操作的時(shí)間信息確定的目標(biāo)點(diǎn)和調(diào)整天線方向的步驟,因此陰影產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的陰影的預(yù)定部分符合該目標(biāo)點(diǎn)。另外,也提供包含上述天線定向裝置的天線。
文檔編號(hào)H01Q3/02GK1329764SQ99814177
公開日2002年1月2日 申請(qǐng)日期1999年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月8日
發(fā)明者權(quán)泰仁, 樸洙琮, 鄭雄燮 申請(qǐng)人:權(quán)泰仁