JP2000286602A - 超広帯域直線・円偏波変換器 - Google Patents

超広帯域直線・円偏波変換器

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JP2000286602A JP11089960A JP8996099A JP2000286602A JP 2000286602 A JP2000286602 A JP 2000286602A JP 11089960 A JP11089960 A JP 11089960A JP 8996099 A JP8996099 A JP 8996099A JP 2000286602 A JP2000286602 A JP 2000286602A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 超広帯域周波数範囲において直線・円偏波変
換器として良好な周波数−位相特性を得ることが可能な
超広帯域直線・円偏波変換器を提供する。 【解決手段】 超広帯域周波数範囲において周波数の増
大に伴って順次減少する負位相特性を持った非円形導波
管1内に、超広帯域周波数範囲において負位相特性と相
補の周波数の増大に伴って順次増大する正位相特性を持
った板状の誘電体構造2を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超広帯域直線・円
偏波変換器に係わり、特に、誘電体構造を内包した非円
形導波管からなり、非円形導波管の周波数−位相特性と
誘電体構造の周波数−位相特性とを超広帯域周波数範囲
内で相補になるように設定した超広帯域直線・円偏波変
換器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、2重帯域(ジュアルバンド)また
は広帯域(ワイドバンド)円偏波衛星放送の送受信を行
う送受信装置においては、円偏波信号を直線偏波信号に
変換したり、または、直線偏波信号を円偏波信号に変換
したりするために超広帯域または広帯域直線・円偏波変
換器が用いられている。
【0003】この場合、2重帯域とは、数GHz帯の衛
星放送周波数に対して、例えば、12.2GHz乃至1
2.7GHz及び19.7GHz乃至20.2GHzの
2つの周波数帯域を有するものであり、広帯域とは、同
じ数GHz帯の衛星放送周波数に対して、例えば、1
0.7GHz乃至12.75GHzの周波数帯域を有す
るものである。
【0004】ここで、図5(a)、(b)は、既知の直
線・円偏波変換器の構成の第1例を示す断面図であっ
て、(a)は長さ方向に垂直な方向の断面図、(b)は
長さ方向の断面図である。
【0005】図5(a)、(b)に示されるように、既
知の直線・円偏波変換器の第1例は、円形導波管51の
中に、円形導波管51の1つの直径方向に沿うように板
状の誘電体構造52が配置されているものである。この
場合、板状の誘電体構造52は、円形導波管51の内部
電界Eに対して約45°傾斜した円形導波管51の1つ
の直径に沿うように配置され、その長さ方向の両端部が
内側に略三角形状に切り込まれているものである。
【0006】また、図6(a)、(b)は、既知の直線
・円偏波変換器の構成の第2例を示す断面図であって、
(a)は長さ方向に垂直な方向の断面図、(b)は長さ
方向の断面図である。
【0007】図6(a)、(b)に示されるように、既
知の直線・円偏波変換器の第2例は、円形導波管61の
内壁面の一部にリッジ形状の導体構造62が配置されて
いるものである。この場合、リッジ形状の導体構造62
は、円形導波管51の内部電界Eに対して約45°傾斜
した円形導波管61の内壁面に配置され、その長さ方向
の両端部の高さが中央部の高さよりも低くなっているも
のである。
【0008】これらの直線・円偏波変換器においては、
入力端に直線偏波信号が入力された際に出力端から円偏
波信号を出力させることができ、また、入力端に円偏波
信号が入力された際に出力端から直線偏波信号を出力さ
せることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】一般に、直線・円偏波
変換器は、導波管内を伝播する偏波信号の垂直方向偏波
位相φV と水平方向偏波位相φH との位相差|φ|(=
|φV −φH |)が90°±10°の範囲内に入る周波
数帯域において所要の直線・円偏波変換を行うことがで
きるものである。
【0010】ところで、既知の直線・円偏波変換器は、
位相差|φ|が90°±10°の範囲内に入る周波数帯
域が比較的狭い周波数範囲に留るものであるため、広帯
域直線・円偏波変換器、またはそれより広い周波数範囲
で動作する超広帯域直線・円偏波変換器として使用する
ことはできないものである。
【0011】そして、既知の直線・円偏波変換器は、数
パーセントの相対周波数帯域を持っているに過ぎず、1
0数パーセントまたは数10パーセントの相対周波数帯
域にわたって良好な変換特性が得られなくなる。
【0012】本発明は、このような技術的背景に鑑みて
なされたもので、その目的は、超広帯域周波数範囲にお
いて直線・円偏波変換器として良好な周波数−位相特性
を得ることが可能な超広帯域直線・円偏波変換器を提供
することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による超広帯域直線・円偏波変換器は、超広
帯域周波数範囲において周波数の増大に伴って順次減少
する負位相特性を持った非円形導波管内に、超広帯域周
波数範囲においてその負位相特性と相補の周波数の増大
に伴って順次増大する正位相特性を持った誘電体構造を
配置した手段を具備している。
【0014】前記手段によれば、負位相特性を持った非
円形導波管と、その負位相特性と相補の正位相特性を持
った誘電体構造とを組み合わせたことにより、超広帯域
周波数範囲において良好な直線・円偏波変換を行うこと
が可能な略平坦な周波数−位相特性を持たせることがで
き、簡単な構造で、製造コストの上昇等がない超広帯域
直線・円偏波変換器を得ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0016】図1(a)、(b)、(c)は、本発明に
よる超広帯域直線・円偏波変換器の1つの実施の形態を
示す構成図であって、(a)は長さ方向に垂直な方向の
断面図、(b)は長さ方向の横断面図、(c)は長さ方
向の縦断面図である。
【0017】図1(a)乃至(c)に示されるように、
本実施の形態による超広帯域直線・円偏波変換器は、楕
(非)円形導波管1と、楕(非)円形導波管1の短軸方
向の直径に沿って配置された板状の誘電体構造2とを備
えている。この場合、板状の誘電体構造2は、板厚が薄
くなっている両端部21 と板厚が厚くなっている中央部
2 とを備えている。この場合、板状の誘電体構造2
は、低反射特性を有するものであれば、他の形状のもの
を用いてもよい。
【0018】また、図2(a)は、図1(a)乃至
(c)に図示の超広帯域直線・円偏波変換器における周
波数−位相特性を示す特性図であり、図2(b)は、非
円形導波管1における周波数−位相特性を示す特性図で
あり、図2(c)は、板状の誘電体構造2における周波
数−位相特性を示す特性図である。
【0019】図2(a)乃至(c)において、横軸は使
用周波数f、縦軸は角度(°)で示される位相差|φ|
(=|φV −φH |)である。
【0020】この場合、前述のように、φV は導波管内
を伝播する偏波信号の垂直方向偏波位相、φH は導波管
内を伝播する偏波信号の水平方向偏波位相である。
【0021】ここで、図2(a)乃至(c)を併用し
て、図1(a)乃至(c)に図示の超広帯域直線・円偏
波変換器の動作について説明する。
【0022】まず、非円形導波管1単独の周波数−位相
特性は、図2(b)に示されるように、周波数fC と周
波数2fC との間の超広帯域周波数範囲において、周波
数fが周波数fC から周波数2fC に向かって増大する
に従って、周波数fC の近傍の周波数範囲では位相差|
φ|がやや急に低下し、それに続く周波数範囲では順次
緩やかに低下し、その低下の途中で位相差|φ|が90
°以下になり、その後も引き続いて同じように低下する
ものである。この場合に、位相差|φ|が90°±10
°の範囲内に入る周波数範囲BW1は、周波数fC と周
波数2fC との間の周波数範囲の極く一部に限られてい
る。
【0023】次いで、誘電体構造2単独の周波数−位相
特性は、図2(c)に示されるように、周波数fC と周
波数2fC との間の超広帯域周波数範囲において、周波
数fが周波数fC から周波数2fC に向かって増大する
に従って、周波数fC の近傍の周波数範囲では位相|φ
|が急激に低下し、この位相|φ|の低下により位相|
φ|が90°を超えて低下すると、今度は位相|φ|が
順次増大し、その途中で位相|φ|が90°を超え、周
波数2fC の近傍の周波数範囲にまで到達すると、やや
急激に位相|φ|が増大するものである。この場合にお
いても、位相差|φ|が90°±10°の範囲内に入る
周波数範囲BW2は、周波数fC と周波数2fC との間
の超広帯域周波数範囲の極く一部に限られている。
【0024】さらに、非円形導波管1と誘電体構造2と
からなる超広帯域直線・円偏波変換器の周波数−位相特
性は、図2(a)に示されるように、図2(b)に示さ
れる非円形導波管1における周波数の増大に伴って順次
減少する負位相特性と、図2(c)に示される誘電体構
造2における周波数の増大に伴って順次増大する正位相
特性とを組み合わせた位相特性を有するもので、周波数
C の近傍から周波数2fC の近傍に至る超広帯域周波
数範囲BWにおいて、前記負位相特性と前記正位相特性
とが相補特性を示すように非円形導波管1と誘電体構造
2とを構成することにより、その超広帯域周波数範囲B
Wにおいて、略平坦な位相特性、具体的に位相差|φ|
が90°±10°の範囲内に入るようになり、その結
果、この超広帯域直線・円偏波変換器は、超広帯域周波
数範囲BWにおいて良好な変換特性を達成することがで
きるようになる。
【0025】この超広帯域直線・円偏波変換器の入力端
に直線偏波信号が入力されると、その直線偏波信号が超
広帯域直線・円偏波変換器で円偏波信号に変換され、出
力端から円偏波信号として出力され、また、この超広帯
域直線・円偏波変換器の入力端に円偏波信号が入力され
ると、その円偏波信号が超広帯域直線・円偏波変換器で
直線偏波信号に変換され、出力端から直線偏波信号とし
て出力されるものであり、超広帯域周波数範囲BWの偏
波信号に対して所要の直線・円偏波変換を行うことがで
きる。
【0026】続く、図3(a)、(b)は、超広帯域周
波数範囲BWにおいて前記正位相特性を得ることができ
る非円形導波管の他の構成例を示す断面図である。
【0027】この場合、図3(a)に示される非円形導
波管11は、円形導波管11の内壁面にリッジ形状の導
体構造12を配置したものである。
【0028】また、図3(b)に示される非円形導波管
13は、楕円形導波管13の相対する内壁面にリッジ形
状の導体構造14、15を配置したものである。
【0029】図1(a)に図示の楕(非)円形導波管1
を用いる代わりに、図3(a)、(b)に図示された構
成の非円形導波管11、13を用いても、超広帯域周波
数範囲BWにおいて、図2(b)に図示されるような正
位相特性を得ることができる。
【0030】続いて、図4(a)、(b)、(c)、
(d)は、超広帯域周波数範囲BWにおいて前記負位相
特性を得ることができる板状の誘電体構造の他の構成例
を示す断面図である。
【0031】この場合、図4(a)に示される板状の誘
電体構造16は、図5(b)に図示された板状の誘電体
構造52と同じもので、長さ方向の両端部が内側に略三
角形状に切り込まれているものである。
【0032】また、図4(b)に示される板状の誘電体
構造17は、長さ方向の両端部が内側に略四角形状に切
り込まれているものである。
【0033】さらに、図4(c)に示される板状の誘電
体構造18は、導波管の一方の内壁面に配置され、長さ
方向の高さが円弧状に変化しているものである。
【0034】また、図4(d)に示される板状の誘電体
構造19は、導波管の一方の内壁面に配置され、長さ方
向の高さが三角形状に変化するものである。
【0035】図1(b)、(c)に図示の板状の誘電体
構造2を用いる代わりに、図4(a)、(b)、
(c)、(d)に図示された構成の板状の誘電体構造1
6、17、18、19を用いても、超広帯域周波数範囲
BWにおいて図2(c)に図示されるような正位相特性
を得ることができる。
【0036】前記各実施の態様においては、超広帯域周
波数範囲BWにおいて図2(b)に図示されるような正
位相特性を得る導波管として非円形導波管1、11、1
3を用いた例を挙げて説明したが、本発明において前述
のような正位相特性を得る導波管としてはこれらの非円
形導波管である場合に限られず、円形導波管以外の非円
形導波管、例えば、矩形導波管またはそれに類似の導波
管であっても、前述のような正位相特性を得ることが可
能である。
【0037】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、できる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による超広帯域直線・円偏波変換器の1
つの実施の形態を示す構成図である。
【図2】図1に図示の超広帯域直線・円偏波変換器、非
円形導波管、誘電体構造における周波数−位相特性を示
す特性図である。
【図3】超広帯域周波数範囲において正位相特性を得る
ことができる非円形導波管の他の構成例を示す断面図で
ある。
【図4】超広帯域周波数範囲において負位相特性を得る
ことができる板状の誘電体構造の他の構成例を示す断面
図である。
【図5】既知の直線・円偏波変換器の構成の第1例を示
す断面図である。
【図6】既知の直線・円偏波変換器の構成の第2例を示
す断面図である。
【符号の説明】
1、11、13 非円形導波管 2、16、17、18、19 板状の誘電体構造 21 両端部 22 中央部 12、14、15 導体構造
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年5月10日(1999.5.1
0)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、負位相
特性を持った非円形導波管と、その負位相特性と相補の
正位相特性を持った誘電体構造とを組み合わせたことに
より、超広帯域周波数範囲において良好な直線・円偏波
変換を行うことが可能な略平坦な周波数−位相特性を持
たせることができ、簡単な構造で、製造コストの上昇等
がない超広帯域直線・円偏波変換器を得ることができる
という効果がある。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超広帯域周波数範囲において周波数の増
    大に伴って順次減少する負位相特性を持った非円形導波
    管内に、前記超広帯域周波数範囲において前記負位相特
    性と相補の周波数の増大に伴って順次増大する正位相特
    性を持った誘電体構造を配置したことを特徴とする超広
    帯域直線・円偏波変換器。
  2. 【請求項2】 前記非円形導波管は、楕円形導波管であ
    ることを特徴とする請求項1に記載の超広帯域直線・円
    偏波変換器。
  3. 【請求項3】 前記誘電体構造は、前記楕円形導波管の
    短辺方向に配置され、厚さの薄い両端部と厚さの厚いに
    中央部とを有するものであることを特徴とする請求項2
    に記載の超広帯域直線・円偏波変換器。
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