JP2001068922A - 一次放射器 - Google Patents

一次放射器

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JP2001068922A JP24380599A JP24380599A JP2001068922A JP 2001068922 A JP2001068922 A JP 2001068922A JP 24380599 A JP24380599 A JP 24380599A JP 24380599 A JP24380599 A JP 24380599A JP 2001068922 A JP2001068922 A JP 2001068922A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 円偏波を直線偏波に変換する一次放射器にお
いて、全長を短くして小型化を図ること。 【解決手段】 一端を開口し他端を閉塞面5aとした断
面円形の導波管5の開口端に誘電体フィーダ6を保持す
ると共に、該導波管5の内部に第1プローブ7と第2プ
ローブ8とを互いに直交するように設置する。この誘電
体フィーダ6は、導波管5の開口端に固定される保持部
6aと、導波管5の開口端から外部に突出する放射部6
bとを有し、保持部6aの端面には90度移相部として
の凹部9を形成する。この凹部9は幅広な凹溝9aの底
面に幅狭な凹溝9bを連続させた段付き孔であり、両凹
溝9a,9bの深さは誘電体フィーダ6内を伝播する電
波波長λεの約1/4波長に設定されている。また、凹
部9(凹溝9a,9b)は導波管5の径方向へ延びてお
り、その延出方向は第1および第2プローブ7,8に対
してそれぞれ略45度の角度で交叉している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、衛星放送反射式ア
ンテナ等に備えられる一次放射器に係り、特に、円偏波
を直線偏波に変換するのに好適な一次放射器に関する。
【0002】
【従来の技術】図7はこの種の一次放射器の従来例を示
すものであり、同図(a)は左側面図、同図(b)は断
面図である。この一次放射器は、一端にホーン部1aを
有し他端を閉塞面1bとした導波管1と、導波管1の内
部に設置された90度移相板2と、導波管1の壁面から
内部に挿入された第1および第2プローブ3,4とを具
備しており、これらプローブ3,4と閉塞面1aとの距
離は管内波長の約1/4波長分だけ離れている。ホーン
部1aは円錐状に開口しており、このホーン部1aを含
め導波管1は亜鉛ダイキャスト等で一体成形されてい
る。90度移相板2は所定の厚さを有する誘電体板から
なり、この90度移相板2はホーン部1aの開口端から
挿入され、導波管1の内壁に圧入等により固定されてい
る。両プローブ3,4は互いに直交しており、90度移
相板2は第1および第2プローブ3,4に対して略45
度傾いた状態で設置されている。
【0003】このように構成された一次放射器におい
て、衛星から送信された左旋円偏波および右旋円偏波
は、ホーン部1aから導波管1の内部に導かれ、90度
移相板2により直線偏波に変換される。図7に示す例で
は、左旋円偏波が垂直偏波に変換され、右旋円偏波が水
平偏波に変換されるため、左旋円偏波は導波管1内に垂
直に設置されている第1プローブ3により受信され、右
旋円偏波は導波管1内に水平に設置されている第2プロ
ーブ4により受信され、その受信信号は図示せぬコンバ
ータ回路でIF周波数信号に周波数変換されて出力され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の如く
構成された従来の一次放射器においては、導波管1の先
端から突出するホーン部1aには所望の開口径と長さが
必要であり、しかも、このホーン部1aに続く導波管1
の内部に90度移相板2を固定する必要があるため、一
次放射器が導波管1の軸線方向に長くなるという問題が
あった。特に、導波管1の内部に固定される90度移相
板2については、円偏波を直線偏波に変換するために十
分な長さを必要とするため、導波管1の全長が90度移
相板2の設置スペースによって大きくなり、このことが
一次放射器の小型化を妨げる大きな要因となっていた。
また、90度移相板2はホーン部1aから挿入されて導
波管1の内部に固定されるが、この90度移相板2を両
プローブ3,4に対して略45度傾いた状態で精度良く
固定するのは困難であり、組立作業性が悪いという問題
もあった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、導波管の開口
端に放射部を有する誘電体フィーダを保持し、この誘電
体フィーダの放射部とは反対側の部位に90度移相部を
形成することとする。このように構成すると、誘電体フ
ィーダがホーン部と90度移相板としての両機能を有す
るため、一次放射器の全長を大幅に短くすることがで
き、しかも、90度移相部をプローブに対して精度良く
位置合わせすることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の一次放射器では、一端に
電波の導入用の開口を有する導波管と、この導波管の開
口端に保持された誘電体フィーダと、前記導波管内に挿
入されたプローブとを備え、前記誘電体フィーダに前記
導波管の開口端から突出する放射部と前記導波管の内面
に固定される保持部とを設けると共に、この保持部の端
面に前記プローブと約45度の角度で交叉して前記導波
管の径方向へ延びる90度移相部を形成した。
【0007】このように構成すると、誘電体フィーダの
放射部から入力した円偏波が90度移相部で直線偏波に
変換されるため、一次放射器の全長を大幅に短くするこ
とができ、しかも、90度移相部が誘電体フィーダに一
体形成されているため、90度移相部をプローブに対し
て精度良く位置合わせすることができる。
【0008】上記の構成において、前記誘電体フィーダ
の保持部の端面に溝形状の90度移相部を形成すると、
誘電体フィーダ自体の全長を短くすることができ、一次
放射器を小型化するのにより効果的である。この場合に
おいて、前記溝を誘電体フィーダの内部に向かって収束
するV字状溝にすると、誘電体フィーダと導波管とのイ
ンピーダンス整合が良好になる。また、前記溝を電波の
約1/4波長の深さを有する凹部にすると、誘電体フィ
ーダ内を伝播する電波の反射成分が大幅に低減されるた
め、誘電体フィーダと導波管とのインピーダンス整合が
良好になり、特に、複数の凹部を誘電体フィーダの内部
に向かって段付き状に連続させることが好ましい。
【0009】また、誘電体フィーダ自体の全長は若干長
くなるが、溝形状に代えて突起形状の90度移相部を形
成しても良く、この場合も、突起形状は溝を反転させた
種々の形状を採用することができる。例えば、導波管の
内部に向かって収束するV字状突起や、電波の約1/4
波長の高さを有する凸部からなる突起、あるいは、複数
の凸部を導波管の内部に向かって連続させた段付き突起
を採用することができ、このような形状の突起によれ
ば、誘電体フィーダと導波管とのインピーダンス整合が
良好になる。
【0010】
【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図1は本発明の第1実施例に係る一次放射器の断面図、
図2は図1の矢印A方向から見た側面図、図3は該一次
放射器に備えられる誘電体フィーダの斜視図である。
【0011】これらの図に示すように、本実施例に係る
一次放射器は、一端を開口し他端を閉塞面5aとした断
面円形の導波管5と、この導波管5の開口端に保持され
た誘電体フィーダ6とを具備しており、導波管5の内部
には第1プローブ7と第2プローブ8が互いに直交する
ように設置されている。これらプローブ7,8と閉塞面
5aとの距離は管内波長λgの約1/4波長分だけ離れ
ており、両プローブ7,8は図示せぬコンバータ回路に
接続されている。
【0012】誘電体フィーダ6は誘電正接の低い誘電材
料からなり、本実施例の場合は価格の点を考慮して安価
なポリエチレン(誘電率ε=2.25)が用いられてい
る。この誘電体フィーダ6は、一端面に90度移相部と
しての凹部9を有する保持部6aと、保持部6aの他端
から円錐状に連続する放射部6bとで構成されており、
放射部6bは導波管5の開口端から外部に突出してい
る。保持部6aの外径は導波管5の内径とほぼ同じに設
定されており、この保持部6aを導波管5の開口端内面
に圧入することにより、誘電体フィーダ6は導波管5に
固定されている。凹部9は幅広な凹溝9aの底面に幅狭
な凹溝9bを連続させた段付き孔であり、両凹溝9a,
9bの深さは誘電体フィーダ6内を伝播する電波波長λ
εの約1/4波長に設定されている。図2に示すよう
に、凹部9(凹溝9a,9b)は導波管5の径方向へ延
びており、その延出方向は第1および第2プローブ7,
8に対してそれぞれ略45度の角度で交叉している。
【0013】このように構成された一次放射器におい
て、衛星から送信された左旋円偏波および右旋円偏波
は、放射部6bから進入して誘電体フィーダ6内を伝播
し、保持部6aの端面に形成された凹部9により、左旋
円偏波は垂直偏波に変換され、右旋円偏波は水平偏波に
変換される。その際、凹部9を構成する両凹溝9a,9
bの深さは誘電体フィーダ6内を伝播する電波波長λε
の約1/4波長に設定されているため、保持部6aの端
面と幅広な凹溝9aの底面で反射した電波の位相が逆転
してキャンセルされ、同様に、幅広な凹溝9aの底面と
幅狭な凹溝9bの底面で反射した電波の位相が逆転して
キャンセルされる。これにより、誘電体フィーダ6内を
伝播して導波管5内に向かう電波の反射成分がほとんど
なくなり、誘電体フィーダ6と導波管5とのインピーダ
ンス整合が良好になる。そして、導波管5に入力した水
平偏波と垂直偏波からなる直線偏波のうち、垂直偏波に
変換された左旋円偏波は第1プローブ7により受信さ
れ、水平偏波に変換された右旋円偏波は第2プローブ8
により受信され、その受信信号は図示せぬコンバータ回
路でIF周波数信号に周波数変換されて出力される。
【0014】上記した第1実施例にあっては、放射部6
bを有する誘電体フィーダ6の保持部5aの端面に形成
された凹部9が円偏波を直線偏波に変換する90度移相
部として機能するため、導波管5と誘電体フィーダを含
む一次放射器の全長を小型化することができる。また、
保持部6aに十分な長さを確保しても誘電体フィーダ6
の全長が長くならないため、誘電体フィーダ6の姿勢を
安定化することができ、しかも、誘電体フィーダ6に9
0度移相部としての凹部9が一体形成されているため、
凹部9をプローブ7,8に対して精度良く位置合わせす
ることができる。さらに、凹部9が2つの凹溝9a,9
bを階段状に連続させた段付き孔からなり、両凹溝9
a,9bの深さが誘電体フィーダ6内を伝播する電波波
長λεの約1/4波長に設定されているため、各凹溝9
a,9bの底面と開放端で反射した電波の位相が逆転し
てキャンセルされ、誘電体フィーダ6と導波管5とのイ
ンピーダンス整合が良好になる。
【0015】図4は本発明の第2実施例に係る一次放射
器の断面図、図5は図4の矢印B方向から見た側面図で
あり、図1〜図3に対応する部分には同一符号を付して
ある。
【0016】この第2実施例が前述した第1実施例と相
違する点は、誘電体フィーダ6の保持部6aの端面に9
0度移相部としての凸部10を形成したことにあり、そ
れ以外の構成は基本的に同じである。この凸部10は凹
部9を逆にした形状、すなわち、幅広な凸部10aの端
面から幅狭な凸部10bが突出する段付き突起であり、
両凸部10a,10bの高さは誘電体フィーダ6内を伝
播する電波波長λεの約1/4波長に設定されている。
したがって、誘電体フィーダ6内を伝播して保持部6a
の端面に向かう電波のうち、両凸部10a,10bの端
面と底面側で反射した電波の位相が逆転してキャンセル
されるため、誘電体フィーダ6内を伝播する電波の反射
成分がほとんどなくなり、誘電体フィーダ6と導波管5
のインピーダンス整合が良好になる。
【0017】このように構成された一次放射器では、保
持部6aの端面に形成した凸部10が円偏波を直線偏波
に変換する90度移相部として機能するため、第1実施
例に比べると誘電体フィーダ6の全長は若干長くなるも
のの、ほぼ同様の効果を奏することができる。
【0018】なお、本発明による一次放射器は上記各実
施例に限定されず、種々の変形例を採用することができ
る。例えば、90度移相部として機能する凹部9や凸部
10の段数を適宜増減したり、凹部9や凸部10の代わ
りに導波管5の径方向へ延びるV字状溝やV字状突起を
形成したり、あるいは、導波管5や誘電体フィーダ6の
保持部6aの断面形状を円形に代えて角形にすることも
可能であり、要は、誘電体フィーダ6の保持部6aの端
面に円偏波を直線偏波に変換する90度移相部が形成さ
れていれば良い。
【0019】また、誘電体フィーダの放射部の形状も上
記各実施例の円錐形に限定されず、放射部自体の長さも
より縮めるために、図6に示すように、放射部6bをラ
ッパ状に広がる形状にしても良い。この場合、放射部6
bの端面に複数の環状溝11を形成し、各環状溝7の深
さを空気中を伝播する電波波長λ0の約1/4波長に設
定すると、放射部6bの端面と環状溝11の底面で反射
した電波の位相が逆転してキャンセルされるため、放射
部6bに向かう電波の反射成分がほとんどなくなり、電
波を効率良く誘電体フィーダ6に収束させることができ
る。
【0020】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0021】導波管の開口端に放射部を有する誘電体フ
ィーダを保持し、この誘電体フィーダの放射部とは反対
側の部位に、プローブと約45度の角度で交叉して導波
管の径方向へ延びる90度移相部を形成すると、放射部
から誘電体フィーダ内に入力した円偏波が90度移相部
で直線偏波に変換されるため、一次放射器の全長を大幅
に短くすることができ、しかも、90度移相部が誘電体
フィーダに一体形成されているため、90度移相部をプ
ローブに対して精度良く位置合わせすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る一次放射器の断面図
である。
【図2】図1の矢印A方向から見た側面図である。
【図3】該一次放射器に備えられる誘電体フィーダの斜
視図である。
【図4】本発明の第2実施例に係る一次放射器の断面図
である。
【図5】図4の矢印B方向から見た側面図である。
【図6】誘電体フィーダの変形例を示す断面図である。
【図7】従来例に係る一次放射器の説明図である。
【符号の説明】
5 導波管 5a 閉塞面 6 誘電体フィーダ 6a 保持部 6b 放射部 7 第1プローブ 8 第2プローブ 9 凹部 9a,9b 凹溝 10,10a,10b 凸部 11 環状溝

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端に電波の導入用の開口を有する導波
    管と、この導波管の開口端に保持された誘電体フィーダ
    と、前記導波管内に挿入されたプローブとを備え、前記
    誘電体フィーダに前記導波管の開口端から突出する放射
    部と前記導波管の内面に固定される保持部とを設けると
    共に、この保持部の端面に前記プローブと約45度の角
    度で交叉して前記導波管の径方向へ延びる90度移相部
    を形成したことを特徴とする一次放射器。
  2. 【請求項2】 請求項1の記載において、前記90度移
    相部が溝であることを特徴とする一次放射器。
  3. 【請求項3】 請求項2の記載において、前記溝が前記
    誘電体フィーダの内部に向かって収束するV字状溝であ
    ることを特徴とする一次放射器。
  4. 【請求項4】 請求項2の記載において、前記溝が電波
    の約1/4波長の深さを有する凹部であることを特徴と
    する一次放射器。
  5. 【請求項5】 請求項4の記載において、複数の前記凹
    部を前記誘電体フィーダの内部に向かって段付き状に連
    続させたことを特徴とする一次放射器。
  6. 【請求項6】 請求項1の記載において、前記90度移
    相部が突起であることを特徴とする一次放射器。
  7. 【請求項7】 請求項6の記載において、前記突起が前
    記導波管の内部に向かって収束するV字状突起であるこ
    とを特徴とする一次放射器。
  8. 【請求項8】 請求項6の記載において、前記突起が電
    波の約1/4波長の高さを有する凸部であることを特徴
    とする一次放射器。
  9. 【請求項9】 請求項8の記載において、複数の前記凸
    部を前記導波管の内部に向かって段付き状に連続させた
    ことを特徴とする一次放射器。
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