JP2003133816A - 同軸導波管変換器 - Google Patents

同軸導波管変換器

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JP2003133816A
JP2003133816A JP2001325170A JP2001325170A JP2003133816A JP 2003133816 A JP2003133816 A JP 2003133816A JP 2001325170 A JP2001325170 A JP 2001325170A JP 2001325170 A JP2001325170 A JP 2001325170A JP 2003133816 A JP2003133816 A JP 2003133816A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 変換特性を良好に維持できると共に使用周波
数の広帯域化に好適な同軸導波管変換器を提供するこ
と。 【解決手段】 誘電体基板3の片面に第1の導電パター
ン6とアースパターン7およびマイクロストリップ線路
8をパターン形成すると共に、誘電体基板3の他面に第
2の導電パターン9とアースパターン10をパターン形
成し、両面のアースパターン7,10をスルーホール1
1を介して導通する。空洞部1a,2aを有する一対の
筐体1,2で誘電体基板3を挟持し、両空洞部1a,2
aによって画成される導波管路5の内部に第1および第
2の導電パターン6,9を配置させる。両導電パターン
6,9は導波管路5の内部で互いに交差してモード変換
部を構成しており、導波管路5に入力された電波は誘電
体基板3のモード変換部を通過する際に導波管モードか
らマイクロストリップ線路モードに変換され、そのまま
マイクロストリップ線路8を通って導波管路5の外部に
導出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、衛星放送受信用コ
ンバータ等に使用される同軸導波管変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】図8は同軸導波管変換器の従来例を示す
構成図であり、この従来例に係る同軸導波管変換器は、
導波管20と、導波管20の管壁面に配設されたプロー
ブ21と、導波管20の一端面に配設された終端面22
とで構成されている。プローブ21はピン状の内芯導体
21aと誘電材料からなる外部筒体21bとで構成さ
れ、外部筒体21bは導波管20の外壁面に圧入等によ
って固定されている。なお、導波管20内を伝播する電
波の管内波長をλgとすると、プローブ21の内芯導体
21aと終端面22との間隔はλg/4に設定されてい
る。
【0003】図9は同軸導波管変換器の他の従来例を示
す構成図であり、この従来例に係る同軸導波管変換器
は、導波管20と、導波管20の開口端を閉塞するショ
ートキャップ23と、プローブ24aを有する回路基板
24とで構成されている。プローブ24aは回路基板1
4の一面にパターン形成されたものであり、回路基板2
4の他面にはアースパターン24bが形成されている。
ショートキャップ23は図示せぬ複数本のネジを用いて
導波管20に固定されており、回路基板24は導波管2
0とショートキャップ23との間に挟持・固定されてい
る。このショートキャップ23の内底面は終端面23a
として機能するものであり、プローブ24aとショート
キャップ23の終端面23aと間隔はλg/4に設定さ
れている。
【0004】このような構成において、例えば衛星から
送信された電波が導波管20に入力されると、この電波
は導波管20の内部を伝播してプローブ21,24aで
受信される。この受信信号はプローブ21,24aから
同軸伝送線を通って図示せぬコンバータ回路に供給さ
れ、このコンバータ回路では、受信信号を増幅および周
波数変換した後、中間周波信号として出力する信号処理
を行なうようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来例の同軸導波管変換器うち、図8に示す前者の構造の
ものは、内芯導体21aと外部筒体21bで構成された
プローブ21を用いているため、プローブ21の構成部
品に高い加工精度が要求されてコストアップになり、ま
た、プローブ21を導波管20の管壁面に圧入等の手段
で後付けするようになっているため、導波管20内に突
出する内芯導体21aの長さ(図8のl寸法)がバラツ
キやすくなる。一方、図9に示す後者の構造のものは、
回路基板24を導波管20とショートキャップ23で挟
持・固定しているため、ショートキャップ23を導波管
20に固定する際の加圧力により、回路基板24にパタ
ーン形成されたプローブ24aとショートキャップ23
の終端面23aと間隔がバラツキやすくなる。
【0006】したがって、これら従来例に係る同軸導波
管変換器においては、上記したバラツキによって変換特
性が劣化するおそれがあり、特に受信電波の周波数が高
くなると、このような変換特性の劣化は重要な問題とな
る。また、これら従来例に係る同軸導波管変換器は、終
端面22,23aで反射した電波をプローブ21,24
aで検出する構成であるため、使用周波数の範囲が狭く
広帯域化に不向きであるという別の問題もあった。
【0007】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、変換特性を良好に維
持できると共に使用周波数の広帯域化に好適な同軸導波
管変換器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による同軸導波管変換器では、導波管路と、
この導波管路の管軸に平行に配設された誘電体基板とを
備え、前記誘電体基板に前記導波管路の内部に配置され
るモード変換部と前記導波管路から外部に導出されるマ
イクロストリップ線路とをそれぞれパターン形成し、前
記モード変換部を前記誘電体基板の異なる面で互いに交
差する第1および第2の導電パターンによって構成し
た。
【0009】このような構成によれば、導波管路内を伝
播する電波が誘電体基板のモード変換部を通過する際
に、導波管モードからマイクロストリップ線路モードに
変換されて導波管路の外部へ導出されるため、使用周波
数帯域を拡大することが可能となり、しかも、マイクロ
ストリップ線路やモード変換部を構成する導電パターン
はパターニング技術によって誘電体基板に高精度に形成
できるため、変換特性を良好に維持することができる。
【0010】上記の構成において、第1および第2の導
電パターンの外縁部を曲線形状にすると、モード変換部
の管軸方向に沿う寸法を短くすることができて好まし
い。
【0011】また、上記の構成において、誘電体基板の
異なる面にそれぞれアースパターンを形成し、これらア
ースパターンをスルーホールを介して導通させると、導
波管路内を伝播する電波の漏洩を確実に防止できて好ま
しい。その際、誘電体基板を一対の筐体で挟持し、これ
ら筐体に設けた空洞部によって導波管路を画成すると、
誘電体基板の取付作業が簡単になると共にアースパター
ンを筐体に確実に接触できて好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
図面を参照して説明すると、図1は本発明の実施形態例
に係る同軸導波管変換器の側面図、図2は該同軸導波管
変換器の分解斜視図、図3は該同軸導波管変換器に備え
られる誘電体基板の正面図、図4は該誘電体基板の背面
図、図5はモード変換部の各部における電界の向きを示
す説明図である。
【0013】図1と図2に示すように、本実施形態例に
係る同軸導波管変換器は、アルミダイカスト等の導電性
金属材料からなる第1および第2の筐体1,2と、これ
ら第2の筐体1,2間に挟持・固定される誘電体基板3
と、この誘電体基板3に接続される同軸コネクタ4とを
備えている。第1の筐体1には、一側面から水平方向に
延びる空洞部1aと、この空洞部1aの後方から上面に
達する連通部1bとが設けられており、第2の筐体2に
も同様の空洞部2aと連通部2bとが設けられている。
これら筐体1,2は誘電体基板3を介して図示せぬ複数
本のネジによって一体化されており、両者の空洞部1
a,2aによって断面矩形状の導波管路5が画成されて
いる。
【0014】図3に示すように、誘電体基板3の一方の
板面には第1の導電パターン6とアースパターン7が形
成されており、これらは誘電体基板3の全面に設けられ
た銅箔を所望形状にパターニングすることによって形成
されている。アースパターン7は両筐体1,2の空洞部
1a,2aと連通部1b,2bを除く部位に形成されて
おり、その上辺7aと下辺7bおよび側辺7cで囲まれ
た長方形部分に第1の導電パターン6が形成されてい
る。第1の導電パターン6はアースパターン7の下辺7
bの中央部から斜め後方に向かって延びており、その外
縁部は例えば指数関数曲線等の湾曲形状となっている。
第1の導電パターン6は導波管路5の内部に配置される
もので、その後端の幅狭部分にマイクロストリップ線路
8が連続形成されている。このマイクロストリップ線路
8は連通部1b,2bを通って両筐体1,2の上面に達
し、当該部位に取り付けられた同軸コネクタ4に接続さ
れるようになっている。
【0015】図4に示すように、誘電体基板3の他方の
板面に第2の導電パターン9とアースパターン10が形
成されており、これらも誘電体基板3の全面に設けられ
た銅箔を所望形状にパターニングすることによって形成
されている。第2の導電パターン9は同図の2点鎖線で
囲まれた部分であり、この第2の導電パターン9は導波
管路5の内部に配置される。第2の導電パターン9は誘
電体基板3の反対面に形成された第1の導電パターン6
と部分的にオーバーラップしており、これら両導電パタ
ーン6,9によってモード変換部が構成されている。こ
こで、誘電体基板3を平面的に見ると、第1および第2
の導電パターン6,9は逆向きの傾きで交差しており、
第2の導電パターン9の外縁部も指数関数曲線等の湾曲
形状となっている。アースパターン10は第2の導電パ
ターン9の外側に連続しており、両筐体1,2の空洞部
1a,2aを除く部位に形成されている。したがって、
マイクロストリップ線路8の背面側にはアースパターン
10が存在している。また、このアースパターン10と
反対面のアースパターン7とは複数のスルーホール11
を介して導通されている。
【0016】このように構成された同軸導波管変換器に
おいて、導波管路5に入力された電波は、誘電体基板3
のモード変換部を通過する際に導波管モードからマイク
ロストリップ線路モードに変換され、そのままマイクロ
ストリップ線路8を通って同軸コネクタ4へと導かれ
る。すなわち、図5に示すように、モード変換部を構成
する第1および第2の導電パターン6,9間の距離が電
波の進行方向に向かって(b−b),(c−c),(d
−d)へと変化するため、導波管路5の内部における電
界の向きは、モード変換部の手前(a−a)位置で誘電
体基板3の板面に平行であるが、モード変換部の奥側に
向かって次第に回転していき、モード変換部の後方(d
−d)位置で誘電体基板3の板面に直交した向きとな
る。したがって、導波管路5に入力された電波を誘電体
基板3のモード変換部でマイクロストリップ線路モード
に変換した後、そのままマイクロストリップ線路8から
導波管路5の外部へ導出させることができる。
【0017】上記実施形態例に係る同軸導波管変換器に
よれば、導波管路5内を伝播する電波が誘電体基板3の
モード変換部を通過する際に、導波管モードからマイク
ロストリップ線路モードに変換され、そのままマイクロ
ストリップ線路8を通って導波管路5の外部へ導出され
るため、使用周波数帯域を拡大することが可能となり、
しかも、第1および第2の導電パターン6,9やマイク
ロストリップ線路8は誘電体基板3にパターニング技術
を用いて高精度に形成されているため、変換特性を良好
に維持することができる。また、モード変換部を構成す
る両導電パターン6,9の外縁部が指数関数曲線等の湾
曲したパターン形状となっているため、モード変換部の
管軸方向に沿う寸法を短くすることができ、同軸導波管
変換器の小型化を促進することができる。さらに、誘電
体基板3の両面にそれぞれアースパターン7,10を形
成し、これらアースパターン7,10をスルーホール1
1を介して導通したので、導波管路5内を伝播する電波
の漏洩を確実に防止することができる。しかも、一対の
筐体1,2で誘電体基板3をその板厚方向から挟持し、
これら筐体1,2に設けた空洞部1a,2aによって導
波管路5を画成したので、誘電体基板3の取付作業が簡
単になると共にアースパターン7,10を両筐体1,2
に確実に接触することができる。
【0018】なお、上記した実施形態例では、第1およ
び第2の筐体1,2に設けた一対の空洞部1a,2aよ
って導波管路5を画成し、これら筐体1,2誘電体基板
3を挟持・固定した場合について説明したが、1つの筐
体に導波管路とそれに通じるスリットを設け、このスリ
ットから導波管路内に誘電体基板を挿入するようにして
も良い。
【0019】図6と図7は本発明による同軸導波管変換
器を衛星放送受信用コンバータに適用した実施形態例を
示し、図6は該衛星放送受信用コンバータの断面図、図
7は該衛星放送受信用コンバータの分解斜視図である。
【0020】図6,7に示すように、この衛星放送受信
用コンバータは、上面を開口した有底形状の下枠12
と、この下枠12の内底面に載置された誘電体基板13
と、この誘電体基板13の一部を覆う上枠14とで構成
されている。下枠12の内底面には一対の空洞部12a
が形成されており、下枠12の外側面には同軸コネクタ
15が取り付けられている。また、上枠14の下面には
一対の空洞部14aが形成されており、この上枠14を
誘電体基板13を介して下枠12にネジ止めすることに
より、下枠12の空洞部12aと上枠14の空洞部14
aとで断面矩形状の導波管路16が画成されている。誘
電体基板13の表面には前述した第1の導電パターン6
とアースパターン7およびマイクロストリップ線路8が
形成される(図3参照)と共に、このマイクロストリッ
プ線路8が導かれるコンバータ回路部17が実装されて
おり、コンバータ回路部17の後段に同軸コネクタ15
が半田付けされている。また、図示省略してあるが、誘
電体基板13の裏面には図4に示した第2の導電パター
ン9とアースパターン10が形成されており、誘電体基
板13の両面に形成された第1および第2の導電パター
ン6,9が導波管路16内に配置されるようになってい
る。
【0021】このように構成された衛星放送受信用コン
バータにおいては、衛星から送信された電波が導波管路
16に入力されると、この電波は誘電体基板13のモー
ド変換部(第1および第2の導電パターン6,9)を通
過する際にマイクロストリップ線路モードに変換され、
そのままマイクロストリップ線路8を通ってコンバータ
回路部17に導かれる。そして、このコンバータ回路部
17で受信信号を増幅および周波数変換した後、中間周
波信号として出力する信号処理が行なわれ、その出力信
号が同軸コネクタ15から外部へ導出されるようになっ
ている。
【0022】
【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。
【0023】導波管路内を伝播する電波が誘電体基板の
モード変換部を通過する際に、導波管モードからマイク
ロストリップ線路モードに変換されて導波管路の外部へ
導出されるため、使用周波数帯域を拡大することが可能
となり、しかも、マイクロストリップ線路やモード変換
部を構成する導電パターンはパターニング技術によって
誘電体基板に高精度に形成できるため、変換特性を良好
に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例に係る同軸導波管変換器の
側面図である。
【図2】該同軸導波管変換器の分解斜視図である。
【図3】該同軸導波管変換器に備えられる誘電体基板の
正面図である。
【図4】該誘電体基板の背面図である。
【図5】モード変換部の各部における電界の向きを示す
説明図である。
【図6】本発明の同軸導波管変換器を適用した衛星放送
受信用コンバータの断面図である。
【図7】該衛星放送受信用コンバータの分解斜視図であ
る。
【図8】従来例に係る同軸導波管変換器の構成図であ
る。
【図9】他の従来例に係る同軸導波管変換器の構成図で
ある。
【符号の説明】
1 第1の筐体 2 第2の筐体 1a,2a 空洞部 3,13 誘電体基板 4,15 同軸コネクタ 5,16 導波管路 6 第1の導電パターン 7 アースパターン 8 マイクロストリップ線路 9 第2の導電パターン 10 アースパターン 11 スルーホール 12 下枠 14 上枠 12a,14a 空洞部 17 コンバータ回路部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導波管路と、この導波管路の管軸に平行
    に配設された誘電体基板とを備え、前記誘電体基板に前
    記導波管路の内部に配置されるモード変換部と前記導波
    管路から外部に導出されるマイクロストリップ線路とを
    それぞれパターン形成し、前記モード変換部を前記誘電
    体基板の異なる面で互いに交差する第1および第2の導
    電パターンによって構成したことを特徴とする同軸導波
    管変換器。
  2. 【請求項2】 請求項1の記載において、前記第1およ
    び第2の導電パターンの外縁部を曲線形状としたことを
    特徴とする同軸導波管変換器。
  3. 【請求項3】 請求項1または2の記載において、前記
    誘電体基板の異なる面にそれぞれアースパターンを形成
    し、これらアースパターンをスルーホールを介して導通
    させたことを特徴とする同軸導波管変換器。
  4. 【請求項4】 請求項3の記載において、前記誘電体基
    板を一対の筐体で挟持し、これら筐体に設けた空洞部に
    よって前記導波管路を画成したことを特徴とする同軸導
    波管変換器。
JP2001325170A 2001-10-23 2001-10-23 同軸導波管変換器 Withdrawn JP2003133816A (ja)

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