JP2005286713A - 一次放射器、衛星信号用ダウンコンバータ装置および衛星信号用トランスミッタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 近接した複数の衛星信号を受信または発信する際に、優れた受信特性または優れた送信特性を有する一次放射器を提供する。
【解決手段】 一次放射器は、一の衛星信号を送信または受信するためのホーン型一次放射器としてのＫｕバンド用一次放射器１と、他の衛星信号を送信または受信するための誘電体型一次放射器としてのＫａバンド用一次放射器２ａ，２ｂとを備える。Ｋｕバンド用一次放射器１は、先端に断面形状がテーパ状のホーン部１４を含み、Ｋａバンド用一次放射器２ａ，２ｂは、先端に誘電体部３を含み、誘電体部３の少なくとも一部がホーン部１４の内部に配置されるように形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一次放射器、衛星信号用ダウンコンバータ装置および衛星信号用トランスミッタ装置に関する。

衛星放送や衛星通信において、衛星信号の送信または受信には、アンテナ装置が多く用いられている。たとえば、衛星放送の受信用アンテナ装置は、衛星に向けたパラボラアンテナなどの反射鏡とダウンコンバータ装置とを備える。ダウンコンバータ装置は、反射鏡で反射して集束した電波を受信する一次放射器と、一次放射器に入射した電波を増幅したり周波数の変換を行なったりするダウンコンバータ回路とを含む。また、たとえば、衛星通信の送信用アンテナ装置は、衛星に向けた反射鏡と、トランスミッタ装置とを備える。トランスミッタ装置は、反射鏡に電波を放射するための一次放射器と、一次放射器に信号を供給するトランスミッタ回路とを含む。

近年においては、複数の衛星信号を１つの反射鏡を用いて個別に受信できるアンテナ装置が提案されている。このようなアンテナ装置は、複数の電波の指向性を有するという意味で「マルチビームアンテナ装置」と呼ばれる。

図９に、従来の技術に基づく受信用マルチビームアンテナ装置の概略図を示す。この受信用アンテナ装置は、衛星信号としての電波を表面で反射させて集束させるための反射鏡３９と、複数のダウンコンバータ装置とを備える。図９に示す受信用アンテナ装置は、衛星通信で使用される周波数帯の１つである１２ＧＨｚ帯のＫｕバンドの衛星信号を受信するためのＫｕバンドＬＮＢ（Low Noise Block-down）コンバータ装置３７と、衛星通信で使用される周波数帯の１つである２０ＧＨｚ帯（または３０ＧＨｚ帯）のＫａバンドの衛星信号を受信するためのＫａバンドＬＮＢコンバータ装置３８とを備える。

Ｋｕバンド衛星３５から発信された電波は、矢印５１に示すように反射鏡３９の表面で反射して、ＫｕバンドＬＮＢコンバータ装置３７に形成された一次放射器４０に入射する。また、Ｋａバンド衛星３６から発信された電波は、矢印５２に示すように、反射鏡３９の表面で反射してＫａバンドＬＮＢコンバータ装置３８に形成された一次放射器４１に入射する。

図１０に、複数の衛星からの衛星信号を複数のダウンコンバータ装置で受信するときの説明図を示す。図１０は、図９の受信用アンテナ装置の概略断面図である。Ｋｕバンドの電波は、矢印５１に示すように一の方向から受信用アンテナ装置の反射鏡３９に入射する。電波は、反射鏡３９の表面で反射して集束する。Ｋｕバンドの電波の集束点には、ＫｕバンドＬＮＢコンバータ装置３７の一次放射器４０が配置されている。すなわち、Ｋｕバンドの電波は一次放射器４０の内部で集束する。

また、Ｋａバンドの電波は矢印５２に示すように、Ｋｕバンドの電波とは異なる方向から反射鏡３９に入射して、反射鏡３９の表面で反射して集束する。Ｋａバンドの電波は、ＫａバンドＬＮＢコンバータ装置３８の一次放射器４１の内部で集束する。

このように、それぞれの衛星の衛星軌道上の位置に応じて衛星信号の集束点の位置が異なるため、それぞれの電波の集束点の位置に、それぞれのダウンコンバータ装置の一次放射器が配置されている。

図１１に、従来の技術に基づくマルチビームアンテナ装置のうち、他のダウンコンバータ装置の説明図を示す。図１１（ａ）は、ダウンコンバータ装置の正面図であり、図１１（ｂ）は、（ａ）におけるＸＩＢ−ＸＩＢ線に関する部分断面図である。

図９および図１０に示した受信用アンテナ装置においては、複数のダウンコンバータ装置が配置されていたが、図１１のダウンコンバータ装置は、複数の一次放射器が一体化され１つのダウンコンバータ装置で複数の衛星信号を受信できるように形成されている。

図１１（ａ）に示すように、このダウンコンバータ装置は、筐体３２を備え、筐体３２の主表面から突出するように形成された一次放射器４５ａおよび一次放射器４５ｂを含む。受信した電波を増幅および周波数変換するためのダウンコンバータ回路は、筐体３２の内部に配置されている。筐体３２の端面には、ダウンコンバータ回路で変換された信号を出力するための端子３１が複数形成されている。

図１１（ｂ）に示すように、それぞれの一次放射器４５ａ，４５ｂには、それぞれの導波路４３ａ，４３ｂが形成されている。導波路４３ａ，４３ｂの先端には、外部に向かって開口するホーン部４４ａ，４４ｂが形成されている。ホーン部４４ａ，４４ｂは、外部に向かうにつれて、徐々にその開口面積が大きくなるように形成されている。すなわち、ホーン部４４ａ，４４ｂは、断面形状がテーパ状になるように形成されている。

図１１に示す一次放射器が配置された受信用アンテナ装置においては、２つのホーン部４４ａ，４４ｂに異なる衛星信号が入射する。入射したそれぞれの電波は、導波路４３ａ，４３ｂを通ってダウンコンバータ回路に導かれ、それぞれの信号は、互いに異なる出力ポート３１から出力される。

特開平１１−９７９２４号公報においては、円錐状の開口部を有する一次放射器を複数配置して、隣接する開口部の重なり合う部分をそれぞれ切欠いて、この切欠部に仕切板を配置することによって開口部の間を分離した一次放射器が開示されている。開口部の径を、導波路間の距離よりも大きく形成することができ、また、隣接する導波路同士の電波干渉を低減できると開示されている。

また、この公報には、開口部の前側にキャップが形成され、キャップの内側の面に突起部が形成された一次放射器が開示されている。突起部は、開口部のそれぞれの中央部に対応するように配置されている。突起部が形成されていることによって、指向性が高まってアンテナ効率が向上すると開示されている。

特開２０００−４０９１４号公報においては、２つの導波路が形成され、導波路の先端に、誘電体部材が配置された一次放射器が開示されている。誘電体部材は、電波の入射側に向かって径が小さくなるようなテーパ形状を有する棒状体で形成されている。また、誘電体部材は、各導波路を閉塞するように配置されている。

この一次放射器においては、２つの導波路同士の間には、ある程度の距離を有し、一の導波路と他の導波路との間には、所定の間隔が確保されるように形成されている。すなわち、それぞれの導波路の直径は、隣り合う導波路の中心軸同士の距離よりも小さくなるように形成されている。また、それぞれの誘電体部材は、それぞれの導波路に対して１つずつ配置されている。すなわち、２つの導波路に対して、２つの誘電体部材が個別に配置されている。

特開平１１−２７０３７号公報においては、一次放射器の先端に誘電体が配置され、誘電体の先端の径が細くなるように形成された一次放射器が開示されている。この一次放射器においては、複数配置された一次放射器同士の間隔を狭く配置することができるようになると開示されている。
特開平１１−９７９２４号公報 特開２０００−４０９１４号公報 特開平１１−２７０３７号公報

従来においては、上空の衛星の数が少なく衛星同士の距離が大きかった。これに対応して、マルチビームアンテナ装置における複数の一次放射器同士の間隔も大きくなっていた。近年においては、衛星放送の数や衛星通信システムの数が増え、上空に配置されている衛星の数が増えている。このため、複数の衛星同士の距離が小さくなってきている。

近接した位置にある複数の衛星からの信号をマルチビームアンテナ装置で受信する場合、各衛星からの信号が反射鏡によって集束される集束点の位置同士の距離が小さくなる。すなわち、図１０において、２つの衛星信号が反射鏡３９に入射した場合、それぞれの入射角度が複数の衛星信号同士の間で近くなるため、それぞれの衛星信号の集束点が互いに非常に近いものになる。

図１１に示したような一次放射器や、上記の特許文献１に開示されたようなホーン型の一次放射器は、放射パターンを反射鏡の開口角に合わせるために所定の大きさが必要である。しかし、複数の一次放射器同士の間隔を小さくすると、ホーン部が互いに干渉してしまうという問題がある。このため、一次放射器の先端に形成された開口部のホーン型の形状を本来の平面形状が円形のものから変える必要性が生じる。この結果、一次放射器としての放射パターンやリターンロスに悪影響を与えるという問題があった。また、アンテナゲインの低下が生じたり、交差偏波特性の悪化を招いたりするという問題があった。

上記の特許文献２に開示された一次放射器においては、２つの導波路が互いに離れて配置され、それぞれの導波路に対してそれぞれの誘電体部材が形成されているため、生産性が悪いという問題があった。

上記の特許文献３における一次放射器においては、先端に配置された誘電体の先端の径が細くされているため、２つの一次放射器同士の距離を小さくすることができる。しかし、製造の組立工程において、それぞれの一次放射器の位置合わせを行なわなければならず、生産性が悪いという問題があった。また、２つの一次放射器を個別に形成しなければならず、生産性が悪いという問題があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、近接した複数の衛星信号を受信または発信する際に、優れた受信特性または優れた送信特性を有する一次放射器、衛星信号用ダウンコンバータ装置および衛星信号用トランスミッタ装置を提供することを目的とする。さらに、生産性の優れた一次放射器、衛星信号用ダウンコンバータ装置および衛星信号用トランスミッタ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に基づく一次放射器は、一の衛星信号を送信または受信するためのホーン型一次放射器と、他の衛星信号を送信または受信するための誘電体型一次放射器とを備える。上記ホーン型一次放射器は、先端に断面形状がテーパ状のホーン部を含み、上記誘電体型一次放射器は、先端に誘電体部を含み、上記誘電体部の少なくとも一部が上記ホーン部の内部に配置されるように形成されている。この構成を採用することにより、近接した複数の衛星信号を受信または発信する際に、優れた受信特性または優れた送信特性を有する一次放射器を提供することができる。

上記発明において好ましくは、上記ホーン部の開口を覆うように形成されたレドームを備え、上記レドームが誘電体で形成され、上記レドームと上記誘電体部とが一体的に形成されている。この構成を採用することにより、上記一次放射器の構成を簡単にすることができ、生産性に優れ、安価な一次放射器を提供することができる。

上記目的を達成するため、本発明に基づく一次放射器は、一の衛星信号を送信または受信するための第１誘電体型一次放射器と、他の衛星信号を送信または受信するための第２誘電体型一次放射器とを備える。上記第１誘電体型一次放射器は、第１導波路を閉塞するように形成された第１誘電体部を含み、上記第２誘電体型一次放射器は、第２導波路を閉塞するように形成された第２誘電体部を含む。上記第１導波路と上記第２導波路とは一体的に形成され、上記第１誘電体部と上記第２誘電体部とは一体的に形成されている。この構成を採用することにより、近接した複数の衛星信号を受信または発信する際に、優れた受信特性または優れた送信特性を有する一次放射器を提供することができる。また、生産性の優れた一次放射器を提供することができる。

上記目的を達成するため、本発明に基づく衛星信号用ダウンコンバータ装置または本発明に基づく衛星信号用トランスミッタ装置は、上述の一次放射器を備える。この構成を採用することにより、近接した複数の衛星信号を受信または発信する際に、優れた受信特性または優れた送信特性を有する、衛星信号用ダウンコンバータ装置または衛星信号用トランスミッタ装置を提供することができる。

本発明によれば、近接した複数の衛星信号を受信または発信する際に、優れた受信特性または優れた送信特性を有する一次放射器、衛星信号用ダウンコンバータ装置、および衛星信号用トランスミッタ装置を提供することができる。さらに、生産性の優れた一次放射器、衛星信号用ダウンコンバータ装置および衛星信号用トランスミッタ装置を提供することができる。

（実施の形態１）
（構成）
図１から図６を参照して、本発明に基づく実施の形態１における一次放射器、衛星信号用ダウンコンバータ装置および衛星信号用トランスミッタ装置について説明する。

図１は、本実施の形態における第１の一次放射器の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＩＢ−ＩＢ線に関する矢視断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＩＣ−ＩＣ線に関する矢視断面図である。

本実施の形態における一次放射器は、断面形状がテーパ状のホーン部を含むホーン型一次放射器と、先端に誘電体部が形成された誘電体型一次放射器とを備える。本実施の形態における一次放射器は、Ｋｕバンド帯域の電波とＫａバンド帯域の電波を送信または受信の対象にしている。

図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施の形態における一次放射器は、導波部９とレドーム１０とを備える。導波部９は、円柱状に形成されている。導波部９の内部には、導波路１３が形成されている。導波路１３は、導波部９の内部に形成された円柱形状の空洞の部分である。導波路１３は、導波部９と同軸状になるように形成されている。

導波部９の先端部には、導波部９の軸方向に沿って断面の形状がテーパ状のホーン部１４が形成されている。ホーン部１４は、導波部９の内部に形成された空洞の部分である。ホーン部１４は、導波部９の軸方向に垂直な断面の形状が円形になるように形成されている。ホーン部１４は、導波部９の外側に向かうにつれて、連続的に広がるように形成されている。

導波路１３およびホーン部１４は、互いに連通して、同軸状になるように形成されている。本実施の形態においては、導波路１３およびホーン部１４によって、Ｋｕバンド用一次放射器１が形成されている。本実施の形態においては、Ｋｕバンド用一次放射器１は、ホーン型一次放射器である。図１（ｂ）および（ｃ）を参照して、Ｋｕバンド用一次放射器１の中心軸６１は、導波部９の中心軸と一致するように形成されている。

導波部９の先端には、ホーン部１４の開口を覆うように、レドーム１０が形成されている。本実施の形態におけるレドーム１０は、誘電体で形成されている。レドーム１０は、平板状の部分と端部の屈曲している部分とを含む。レドーム１０の屈曲している部分は、導波部９の側面に密着するように形成され、ホーン部１４が密閉されている。レドーム１０は、ホーン部１４の内部に、雨水などが進入しないように形成されている。

図１（ａ）および（ｃ）に示すように、導波路１３の側方であって、導波部９の内部には、Ｋａバンド用一次放射器２ａ，２ｂが形成されている。本実施の形態においては、Ｋａバンド用一次放射器２ａ，２ｂは、誘電体型一次放射器である。本実施の形態においては、Ｋａバンド用一次放射器が２個形成されている。Ｋａバンド用一次放射器２ａ，２ｂは、導波部９の平面形状である円の直径上に並ぶように形成されている。

図１（ｃ）に示すように、Ｋａバンド用一次放射器２ａは、誘電体部３と導波路２５ａとを含む。Ｋａバンド用一次放射器２ｂは、誘電体部３と導波路２５ｂとを含む。導波路２５ａ，２５ｂは、導波部９に形成された空洞であり、導波部９の軸方向に垂直な断面形状が円になるようにそれぞれ形成されている。導波路２５ａ，２５ｂは、導波路１３の側方に配置されている。導波路２５ａ，２５ｂの先端は、ホーン部１４の表面で開口している。

導波路２５ａ，２５ｂの先端には、導波路２５ａ，２５ｂのそれぞれの開口を塞ぐように、誘電体部３が配置されている。誘電体部３は、誘電体で形成された棒状の部材である。誘電体部３は、導波路２５ａ，２５ｂの開口に嵌め込まれている。誘電体部３は、図１（ｃ）に示すように、断面が三角形の円錐形状の部分と、断面の形状が台形の部分とを有する。誘電体部３は、円錐形状の尖った部分が導波路２５ａ，２５ｂの内側に向かうように配置されている。すなわち、誘電体部３は、導波路２５ａ，２５ｂに向かう側の先端が細くなるように形成されている。誘電体部３は、レドーム１０で密閉された空間の内部に収まるように配置されている。

本実施の形態における一次放射器は、Ｋｕバンド用一次放射器１とＫａバンド用一次放射器２ａ，２ｂとが一体的に形成されている。また、Ｋａバンド用一次放射器２ａ，２ｂの誘電体部３の一部が、Ｋｕバンド用一次放射器１のホーン部１４の内部に配置されるように形成されている。また、Ｋａバンド用一次放射器２ａ，２ｂの中心軸６２が、ホーン部１４の内部を通るように形成されている。

このように、本実施の形態においては、低い周波数帯の衛星信号を受信するためのホーン型一次放射器の内側に、高い周波数の衛星信号を受信するための誘電体型一次放射器が配置されている。ホーン型一次放射器のホーン部および誘電体型一次放射器の誘電体部が、アンテナ装置の反射鏡に対向するように配置されることは、従来の技術に基づく一次放射器と同様である（図９参照）。

図２に、本実施の形態における第２の一次放射器の概略断面図を示す。導波部９に、導波路１３，２５ａ，２５ｂが形成され、導波路１３に連通するように、ホーン部１４が形成されていることは、第１の一次放射器と同様である。ホーン型一次放射器が１つ形成され、誘電体型一次放射器が２つ形成されていることも第１の一次放射器と同様である。

第２の一次放射器においては、レドーム１１と誘電体部８とが一体的に形成されている。レドーム１１および誘電体部８は、共に誘電体で形成されている。レドーム１１が、ホーン部１４の開口を覆うように形成されていることは、第１の一次放射器と同様である。誘電体部８は、導波部９に形成されている導波路２５ａおよび導波路２５ｂの位置に対応するように形成されている。

誘電体部８は、第１の一次放射器における誘電体部と同様に、導波路２５ａ，２５ｂを塞ぐように形成されている。また、誘電体部８は、棒状に形成され、導波路２５ａ，２５ｂの内部に向かう側の先端が細くなるように形成されている。その他の構成については、第１の一次放射器と同様である。

図３に、本実施の形態における第３の一次放射器の平面図を示す。第３の一次放射器においては、Ｋａバンド用一次放射器２ａ，２ｂの一部分がＫｕバンド用一次放射器の内部に配置され、他の部分がＫｕバンド用一次放射器の外部に配置されるように形成されている。すなわち、Ｋａバンド用一次放射器２ａ，２ｂの一部が、Ｋｕバンド用一次放射器から飛び出すように形成されている。レドーム１２は、Ｋｕバンド用一次放射器およびＫａバンド用一次放射器２ａ，２ｂを覆うように形成されている。図示しないＫａバンド用一次放射器２ａ，２ｂの導波路は、導波部から突出する部分が管状になるように形成されている。

誘電体型一次放射器としてのＫａバンド用一次放射器２ａ，２ｂが、誘電体部を含み、誘電体部は、導波部に形成された導波路を塞ぐように配置されていることは、第１の一次放射器と同様である。その他の構成については第１の一次放射器と同様である。

次に、図４から図６を参照して、本発明に基づく実施の形態１における衛星信号用ダウンコンバータ装置および衛星信号用トランスミッタ装置について説明する。本実施の形態における衛星信号用ダウンコンバータ装置および衛星信号用トランスミッタ装置は、本実施の形態における第１の一次放射器を備える。

図４に、本実施の形態における衛星信号用ダウンコンバータ装置の説明図を示す。図４（ａ）は、衛星信号用ダウンコンバータ装置の正面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＩＶＢ−ＩＶＢ線に関する部分断面図である。ダウンコンバータ装置は、筐体と、ダウンコンバータ回路と、一次放射器とを備える。

本実施の形態においては、筐体３２は、直方体状の箱型に形成されている。一次放射器は、筐体３２の表面から突出するように配置されている。一次放射器は、長手方向（導波路の延在方向）が筐体３２の表面に垂直になるように形成されている。ダウンコンバータ回路は、筐体３２の内部に配置されている。筐体３２の端面には、衛星信号を出力するための端子３１が複数形成されている。

図４（ｂ）に示すように、本実施の形態においては、Ｋｕバンド用一次放射器の導波路１３およびＫａバンド用一次放射器の導波路２５ａ，２５ｂの配列する方向が、水平方向と平行になるように形成されている。それぞれの導波路１３，２５ａ，２５ｂは、筐体３２の内部に配置されたダウンコンバータ回路の入力ポートに接続されている。ダウンコンバータ回路の出力ポートは、端子３１に接続されている。

図５に、ダウンコンバータ回路のブロック図の一例を示す。それぞれの型の一次放射器は、ダウンコンバータ回路の入力ポート２７ａ〜２７ｃに接続されている。図５においては、入力ポート２７ａおよび入力ポート２７ｃが、誘電体型一次放射器としてのＫａバンド用一次放射器に接続され、入力ポート２７ｂが、ホーン型一次放射器としてのＫｕバンド用一次放射器に接続されている。

それぞれの入力ポート２７ａ〜２７ｃは、ＲＦ（高周波）回路ブロック１５に接続されている。ＲＦ回路ブロック１５は、それぞれの入射した電波をＬＮＡ（Low Noise Amplifier）で増幅した後に、ＢＰＦ（Band Pass Filter）で必要な帯域のみを抽出するフィルタリングを行なって、ＭＩＸ（Mixer）でＩＦ（中間周波）信号に変換するように形成されている。

ＲＦ回路ブロック１５は、スイッチ回路１６に接続され、スイッチ回路１６は、ＩＦ回路ブロック１７に接続されている。スイッチ回路１６は、図示しないスイッチ制御部によって制御され、スイッチ制御部によって指示された所定の信号のみを選択して取出せるように形成されている。ＩＦ回路ブロック１７は、ＩＦ信号を増幅するように形成されている。ＩＦ回路ブロック１７は、出力ポート２８ａ〜２８ｄに接続されている。

このように、ダウンコンバータ回路は、電波の周波数が変更され、さらに増幅された衛星信号が出力ポート２８ａ〜２８ｄからそれぞれ出力されるように形成されている。それぞれの出力ポート２８ａ〜２８ｄは、信号を出力するための端子（図４参照）に接続されている。

次に、本実施の形態における衛星信号用トランスミッタ装置について説明する。筐体を備え、筐体から突出するように一次放射器が配置されていることや、筐体の端面に端子が配置されていることは、本実施の形態における衛星信号用ダウンコンバータ装置と同様である（図４参照）。

本実施の形態における衛星信号用トランスミッタ装置は、衛星信号用ダウンコンバータ装置のうち、筐体の内部に配置された回路部が異なる構成を有する。すなわち、衛星信号用ダウンコンバータ装置におけるダウンコンバータ回路の代わりにトランスミッタ回路が形成されている。トランスミッタ装置の端子は、発信する衛星信号をトランスミッタ回路に入力するために形成され、また、一次放射器は、パラボラアンテナに向かって電波を発信するために形成されている。

図６に、筐体の内部に形成されたトランスミッタ回路のブロック図の例を示す。衛星信号用トランスミッタ装置の端子は、トランスミッタ回路の入力ポート２９ａ〜２９ｄに接続されている。それぞれの入力ポート２９ａ〜２９ｄは、ＨＰＦ（High Pass Filter）２３を介してＩＦ回路ブロック２０に接続されている。ＨＰＦは、高い周波数の信号のみを通すフィルタである。ＩＦ回路ブロック２０は、ＩＦ（中間周波）信号を増幅するように形成されている。

ＩＦ回路ブロック２０は、ＢＰＦ（Band Pass Filter）２２を介して、スイッチ回路１９に接続されている。スイッチ回路１９は、図示しないスイッチ制御部によって制御され、スイッチ制御部に指示された所定の信号を選択できるよう形成されている。スイッチ回路１９は、ＲＦ回路ブロック１８に接続されている。ＲＦ回路ブロック１８は、ＭＩＸで信号をＲＦ信号に変換した後に、ＢＰＦで必要な帯域のみを抽出して、さらに、アンプによって信号を増幅するように形成されている。

ＲＦ回路ブロック１８は、出力ポート３０ａ〜３０ｃに接続され、スイッチ回路１９とＲＦ回路ブロック１８との間、およびＲＦ回路ブロック１８と出力ポート３０ａ〜３０ｃとの間には、ＢＰＦ２２が配置されている。それぞれの出力ポート３０ａ〜３０ｃは、それぞれの一次放射器に接続されている。本実施の形態においては、出力ポート３０ａ，３０ｃが誘電体型一次放射器に接続され、出力ポート３０ｂがホーン型一次放射器に接続されている。

このように、トランスミッタ装置は、端子から入力された信号に対して、トランスミッタ回路で必要な信号の変換および信号の増幅を行なった後に一次放射器に伝え、さらに一次放射器からパラボラアンテナに向けて電波を発信できるように形成されている。

（作用・効果）
本実施の形態の一次放射器においては、一の衛星信号としてのＫｕバンドの衛星信号は、ホーン型一次放射器であるＫｕバンド用一次放射器で受信または発信され、他の衛星信号としてのＫａバンドの衛星信号は、誘電体型一次放射器であるＫａバンド用一次放射器で受信または発信される。

図１に示すように、本実施の形態における一次放射器は、ホーン型一次放射器と誘電体型一次放射器とを備え、誘電体型一次放射器に形成された誘電体部の少なくとも一部が、ホーン型一次放射器に形成されたホーン部の内部に配置されるように形成されている。この構成を採用することにより、ホーン型一次放射器の中心軸と誘電体型一次放射器の中心軸との距離を近くすることができ、衛星軌道上において近接した衛星からの信号を感度よく受信することができる。

ホーン型一次放射器において、ホーン部のテーパ状の形状を損なう部分は、誘電体型一次放射器の誘電体が配置されている部分のみである。ホーン部全体の外形は、誘電体型一次放射器がない場合と同様の形状を有する。すなわち、本実施の形態における一次放射器は、ホーン部の形状を損なう部分が小さい。このため、ホーン型一次放射器の放射パターンやリターンロスに与える悪影響が小さい状態で一次放射器同士を近接させることができる。また、アンテナゲインおよび交差偏波特性が向上する。

誘電体型一次放射器においては、その形状を損なう部分がないために、良好な送信または受信を行なうことができる。

たとえば、３つの一次放射器をホーン型にすると、それぞれの一次放射器が形状的に干渉するため、互いに干渉する部分について外形の一部を切り欠くなど、ホーン型の形状を大きく変形させなくてはならず、それぞれの一次放射器の放射パターンが乱れてしまう。本実施の形態における一次放射器のように、誘電体型一次放射器がホーン型一次放射器の内部に配置されることによって、ホーン型一次放射器同士の形状的な干渉が無くなって、ホーン型一次放射器の放射パターンの乱れを小さくすることができる。

また、本発明に基づく一次放射器は、ホーン型一次放射器と誘電体型一次放射器とを一体的に形成することができ、生産性が向上する。また、従来の技術に基づく一次放射器に比べて、その構成を簡単にすることができる。さらに、それぞれの複数の一次放射器同士の位置合わせを製造段階で行なうことができるため、組立時の位置調整が不要になって生産性が向上する。

図２に示す第２の一次放射器においては、レドームと誘電体部とが一体的に形成されている。この構成を採用することにとよって、組立が容易になり生産性が向上する。また、レドームと誘電体部とをそれぞれ個別に形成するよりも製造工程を少なくすることができ、安価な一次放射器を提供することができる。また、レドームが誘電体から形成されていることによって、さらに、放射パターンに優れ、リターンロス（反射損失）を小さくすることができる。

図３に示す第３の一次放射器においては、誘電体型一次放射器の一部が、ホーン型一次放射器の外部に配置されている。この構成を採用することにより、ホーン型一次放射器と誘電体型一次放射器との間隔を大きくすることができ、該間隔の調整幅を大きくすることができる。このように、本実施の形態の第１の一次放射器においては、誘電体部がホーン型一次放射器の内部に配置されていたが、特にこの形態に限られず、誘電体部の一部が、ホーン部の内部に配置されるように形成されていてもよい。または、誘電体型一次放射器の誘電体部の一部が、ホーン部に連通するように形成された導波路の内部に配置されるように形成されていてもよい。

本実施の形態においては、低い周波数帯の衛星信号用にホーン型一次放射器を形成し、高い周波数帯の衛星信号用に誘電体型一次放射器を形成したが、特にこの形態に限られず、低い周波数帯の衛星信号用に誘電体型一次放射器を形成して、高い周波数帯の衛星信号用にホーン型一次放射器を形成しても構わない。また、受信または送信する電波の帯域についても特に制限は無く、任意の帯域の電波について本発明を適用することができる。

また、本実施の形態においては、１つのホーン型一次放射器に対して、２つの誘電体型一次放射器を形成したが、特に形成される一次放射器の数に限定はない。たとえば、１つのホーン型一次放射器に対して、１つの誘電体型一次放射器が形成されていても構わない。また、本実施の形態におけるレドームは、平板状であるが、特にこの形態に限られず、任意の形状を適用することができる。レドームの形状を最適化することによって、一次放射器の放射パターンの制御やリターンロス（反射損失）を小さくすることができる。

本発明に基づく衛星信号用ダウンコンバータ装置および衛星信号用トランスミッタ装置は、上述の一次放射器を備えている。この構成を採用することにより、近接した複数の衛星信号を受信または発信する際に、優れた受信特性または優れた送信特性を有する衛星信号用ダウンコンバータ装置および衛星信号用トランスミッタ装置を提供することができる。特に、良好な放射パターンを有し、リターンロスを小さくすることができる衛星信号用ダウンコンバータ装置および衛星信号用トランスミッタ装置を提供することができる。

（実施の形態２）
（構成）
図７および図８を参照して、本発明に基づく実施の形態２における一次放射器、衛星信号用ダウンコンバータ装置および衛星信号用トランスミッタ装置について説明する。

図７は、本実施の形態における一次放射器の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に関する矢視断面図である。本実施の形態における一次放射器は、一の衛星信号を送信または受信するための第１誘電体型一次放射器としてのＫｕバンド用一次放射器５と、他の衛星信号を送信または受信するための第２誘電体型一次放射器としてのＫａバンド用一次放射器６ａ，６ｂとを備える。Ｋｕバンド用一次放射器は１つ形成され、Ｋａバンド用一次放射器は２つ形成されている。Ｋｕバンド用一次放射器５とＫａバンド用一次放射器６ａ，６ｂとは一体的に形成されている。

図７に示すように、Ｋｕバンド用一次放射器５は、Ｋａバンド用一次放射器６ａ，６ｂに挟まれるように配置されている。Ｋｕバンド用一次放射器５とＫａバンド用一次放射器６ａ，６ｂとは、平面的に見たときに一直線状になるように配置されている。

Ｋｕバンド用一次放射器５は、導波路１３と第１誘電体部としての誘電体部４ａとを含む。誘電体部４ａは、導波路１３を閉塞するように形成されている。Ｋａバンド用一次放射器６ａは、導波路２５ａと第２誘電体部としての誘電体部４ｂとを含む。Ｋａバンド用一次放射器６ｂは、導波路２５ｂと第２誘電体部としての誘電体部４ｂとを含む。１つの誘電体部４ａと２つの誘電体部４ｂとは、同一の誘電体材料で一体的に形成されている。

図７（ｂ）に示すように、導波部７の内部には３つの空洞が形成され、これらの空洞によって第１導波路としての導波路１３と、第２導波路としての導波路２５ａ，２５ｂとが形成されている。それぞれの導波路１３，２５ａ，２５ｂは、それぞれの長手方向に垂直な断面の形状が円形になるように形成されている。すなわち、導波路１３，２５ａ，２５ｂは、それぞれが円筒状になるように形成されている。導波路１３は、導波路２５ａおよび導波路２５ｂと隣接するように形成され、導波路１３、導波路２５ａおよび導波路２５ｂが一体的に形成されている。

それぞれの誘電体部４ａ，４ｂは、先端が細くなる形状を有し、この先端の部分がそれぞれの導波路１３，２５ａ，２５ｂに挿入されるように配置されている。換言すると、誘電体部４ａ，４ｂは、円錐形状の部分を含み、円錐形状の頂点が、それぞれの導波路１３，２５ａ，２５ｂの内部に位置するように配置されている。

図８に、本実施の形態における衛星信号用ダウンコンバータ装置または衛星信号用トランスミッタ装置の説明図を示す。図８（ａ）は、衛星信号用ダウンコンバータ装置または衛星信号用トランスミッタ装置の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に関する部分断面図である。

本実施の形態における衛星用ダウンコンバータ装置および衛星信号用トランスミッタ装置は、本実施の形態における一次放射器を含む。本実施の形態における一次放射器が筐体３２の表面から突出するように形成されている。一次放射器は、導波路１３，２５ａ，２５ｂの延在方向（長手方向）が、筐体３２の主表面と垂直になるように形成されている。

また、Ｋｕバンド用一次放射器とＫａバンド用一次放射器とが配列する方向が、水平方向と平行になるように形成されている。すなわち、導波部４ａ，４ｂの配列する方向が水平方向と平行になるように形成されている。

筐体３２の内部には、導波路１３，２５ａ，２５ｂと接続されるようにダウンコンバータ回路またはトランスミッタ回路が形成されている。ダウンコンバータ回路またはトランスミッタ回路は、外部の回路と接続を行なうための端子３１に接続されている。筐体３２の内部に形成されたダウンコンバータ回路またはトランスミッタ回路の例については、実施の形態１と同様である（図５および図６参照）。

その他の構成については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。

（作用・効果）
図７に示すように、本実施の形態における一次放射器は、第１導波路としての導波路１３と第２導波路としての導波路２５ａ，２５ｂとが隣接するように一体的に形成され、さらに、第１誘電体部としての誘電体部４ａと第２誘電体部としての誘電体部４ｂとが一体的に形成されている。この構成を採用することにより、複数の一次放射器同士の間隔を小さいものにすることができる。また、衛星軌道上において近接した複数の衛星から信号を受信する際に、優れた受信特性または優れた送信特性を有する一次放射器を提供することができる。

また、誘電体部４ａと誘電体部４ｂとが一体的に形成されていることによって、製造において生産性が向上して、安価な一次放射器を提供することができる。一次放射器の組立においても、作業量を減らすことができ、安価な一次放射器を提供することができる。

本実施の形態においては、すべての一次放射器として、誘電体型のものが採用されている。誘電体は、空気よりも高い比誘電率を有するため、一次放射器の小型化を図ることができる。また、誘電体部として、誘電体損失の小さいものを選定することによって、一次放射器に入射する電波の損失を小さくすることができる。

本実施の形態における衛星信号用ダウンコンバータ装置または衛星信号用トランスミッタ装置は、上述の一次放射器を備える。この構成を採用することにより、複数の一次放射器同士の間隔を小さいものにすることができ、また、衛星軌道上において近接した複数の衛星から信号を受信する際に、優れた受信特性または優れた送信特性を有する一次放射器を提供することができる。

その他の作用および効果については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

実施の形態１における第１の一次放射器の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）および（ｃ）は断面図である。 実施の形態１における第２の一次放射器の概略断面図である。 実施の形態１における第３の一次放射器の平面図である。 実施の形態１における衛星信号用ダウンコンバータ装置または衛星信号用トランスミッタ装置の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は部分断面図である。 実施の形態１におけるダウンコンバータ回路のブロック図である。 実施の形態１におけるトランスミッタ回路のブロック図である。 実施の形態２における一次放射器の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 実施の形態２における衛星信号用ダウンコンバータ装置または衛星信号用トランスミッタ装置の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は部分断面図である。 従来の技術に基づく衛星信号用アンテナ装置の説明図である。 従来の技術に基づく衛星信号用アンテナ装置の機能の説明図である。 従来の技術に基づく衛星信号用ダウンコンバータ装置の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は部分断面図である。

符号の説明

１，５ Ｋｕバンド用一次放射器、２ａ，２ｂ，６ａ，６ｂ Ｋａバンド用一次放射器、３，４，４ａ，４ｂ，８ 誘電体部、７，９ 導波部、１０，１１，１２ レドーム、１３ 導波路、１４ ホーン部、１５，１８ ＲＦ回路ブロック、１６，１９ スイッチ回路、１７，２０ ＩＦ回路ブロック、２２ ＢＰＦ、２３ ＨＰＦ、２５ａ，２５ｂ，２６ 導波路、２７ａ〜２７ｃ 入力ポート、２８ａ〜２８ｄ 出力ポート、２９ａ〜２９ｄ 入力ポート、３０ａ〜３０ｃ 出力ポート、３１ 端子、３２ 筐体、３５ Ｋｕバンド衛星、３６ Ｋａバンド衛星、３７ ＫｕバンドＬＮＢコンバータ装置、３８ ＫａバンドＬＮＢコンバータ装置、３９ 反射鏡、４０，４１ 一次放射器、４３ａ，４３ｂ 導波路、４４ａ，４４ｂ ホーン部、４５ａ，４５ｂ 一次放射器、５１，５２ 矢印、６１，６２ 中心軸。

Claims (5)

1. 一の衛星信号を送信または受信するためのホーン型一次放射器と、
   他の衛星信号を送信または受信するための誘電体型一次放射器と
   を備え、
   前記ホーン型一次放射器は、先端に断面形状がテーパ状のホーン部を含み、
   前記誘電体型一次放射器は、先端に誘電体部を含み、
   前記誘電体部の少なくとも一部が前記ホーン部の内部に配置されるように形成された、一次放射器。
2. 前記ホーン部の開口を覆うように形成されたレドームを備え、
   前記レドームが誘電体で形成され、前記レドームと前記誘電体部とが一体的に形成された、請求項１に記載の一次放射器。
3. 一の衛星信号を送信または受信するための第１誘電体型一次放射器と、
   他の衛星信号を送信または受信するための第２誘電体型一次放射器と
   を備え、
   前記第１誘電体型一次放射器は、第１導波路を閉塞するように形成された第１誘電体部を含み、
   前記第２誘電体型一次放射器は、第２導波路を閉塞するように形成された第２誘電体部を含み、
   前記第１導波路と前記第２導波路とが一体的に形成され、
   前記第１誘電体部と前記第２誘電体部とが一体的に形成された、一次放射器。
4. 請求項１または３に記載の一次放射器と、
   ダウンコンバータ回路と
   を備えた、衛星信号用ダウンコンバータ装置。
5. 請求項１または３に記載の一次放射器と、
   トランスミッタ回路と
   を備えた、衛星信号用トランスミッタ装置。

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