JP2009267619A - マルチフィードホーンおよびそれを備えたローノイズブロックダウンコンバータならびにアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】さらなる受信特性の向上と製造精度の向上が図られるマルチフィードホーンと、ローノイズブロックダウンコンバータとアンテナ装置とを提供する。
【解決手段】マルチフィードホーン１は、第１フィードホーン１１、第２フィードホーン２１および第３フィードホーン３１を備え、それぞれ第１導波管１４、第２導波管２４および第３導波管３４に接続されている。第１フィードホーン１１には、開口形状が矩形の第１基端開口部と第１先端開口部とが設けられ、第２フィードホーン２１には、開口形状が矩形の第２基端開口部と第２先端開口部とが設けられ、第３フィードホーン３１には、開口形状が矩形の第３基端開口部と第３先端開口部とが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、マルチフィードホーンおよびそれを備えたローノイズブロックダウンコンバータならびにアンテナ装置に関し、特に、複数の衛星通信の受信に用いられるマルチフィードホーンと、それを備えたローノイズブロックダウンコンバータと、アンテナ装置とに関するものである。

人工衛星を利用した通信では、用途に応じて周波数帯が割り当てられている。主に、衛星テレビ放送衛星等にはＫｕバンド（周波数帯域：１２〜１８ＧＨｚ）が割り当てられ、通信衛星にはＫａバンド（周波数帯域：２６〜４６ＧＨｚ）が割り当てられている。放送衛星や通信衛星は、静止軌道上において地球を周回している。近年では、この静止軌道上に複数の通信衛星が互いに接近した状態で周回している。このような複数の通信衛星等からの電波を受信するために、マルチフィードホーンを備えたアンテナが使用されている。

そこで、このようなアンテナのマルチフィードホーンとして、特許文献１に提案されているマルチフィードホーンについて説明する。図９および図１０に示すように、マルチフィードホーン１０１では、３つの通信衛星からの電波を受信するために、３つのフィードホーン１１１，１２１，１３１が、それぞれの中心軸（図示せず）が平行になるように配置されている。それぞれのフィードホーン１１１，１２１，１３１には、基端開口部１１２，１２２，１３２と先端開口部１１３，１２３，１３３とが設けられている。従来のマルチフィードホーン１０１は上記のように構成される。
特開２００６−３２４９６４号公報

上述したマルチフィードホーン１０１では、各フィードホーン１１１，１２１，１３１の基端開口部１１２，１２２，１３２と先端開口部１１３，１２３，１３３の形状は円形とされている。本願発明は、従来のマルチフィードホーンに対して、受信周波数帯域をより広く確保するとともに、寸法精度を上げるものであり、その一つの目的は、さらなる受信特性の向上と製造精度の向上が図られるマルチフィードホーンを提供することであり、他の目的は、そのようなマルチフィードホーンを備えたローノイズブロックダウンコンバータを提供することであり、さらに他の目的は、アンテナ装置を提供することである。

本発明に係るマルチフィードホーンは、第１フィードホーンと第２フィードホーンと第３フィードホーンとを備えている。第１フィードホーンは、所定の第１導波管に接続される第１基端開口部およびその第１基端開口部とは反対側に位置して開放された第１先端開口部を有している。第２フィードホーンは、第１導波管に隣接するように配置された所定の第２導波管に接続される第２基端開口部およびその第２基端開口部とは反対側に位置して開放された第２先端開口部を有している。第３フィードホーンは、第１導波管に対して第２導波管が位置する側とは反対の側に第１導波管に隣接するように配置された所定の第３導波管に接続される第３基端開口部およびその第３基端開口部とは反対側に位置して開放された第３先端開口部を有している。少なくとも第１フィードホーンの第１先端開口部の開口形状が矩形とされている。

このマルチフィードホーンによれば、少なくとも第１フィードホーンの第１先端開口部の開口形状が矩形とされていることで、開口形状が円形とされたマルチフィードホーンと比べて、受信可能な周波数帯域を広げることができる。また、板金を曲げ加工等を施したり、アルミニウムダイカストによる成型を行う際に、曲げ加工精度や成型精度を確保することができて、マルチフィードホーンの寸法精度を向上させることができる。

そのマルチフィードホーンとして、より具体的には、第１フィードホーンの第１基端開口部の開口形状が矩形とされ、第２フィードホーンの第２基端開口部および第２先端開口部のそれぞれの開口形状が矩形とされ、第３フィードホーンの第３基端開口部および第３先端開口部のそれぞれの開口形状が矩形とされたマルチフィードホーンがある。

また、第１フィードホーンの第１基端開口部の開口形状が円形とされ、第２フィードホーンの第２基端開口部および第２先端開口部のそれぞれの開口形状が矩形とされ、第３フィードホーンの第３基端開口部および第３先端開口部のそれぞれの開口形状が矩形とされたマルチフィードホーンでもよい。

さらに、第１フィードホーンの第１基端開口部の開口形状が矩形とされ、第２フィードホーンの第２基端開口部および第２先端開口部のそれぞれの開口形状が円形とされ、第３フィードホーンの第３基端開口部および第３先端開口部のそれぞれの開口形状が円形とされたマルチフィードホーンでもよい。

マルチフィードホーンの寸法精度を確保するには、第１フィードホーン、第２フィードホーンおよび第３フィードホーンは、それぞれ一つの板金部材から形成されるか、あるいは、アルミダイカストによって一体的に成型されることが好ましい。

本発明に係るローノイズブロックダウンコンバータは、上述したマルチフィードホーンを備えたローノイズブロックダウンコンバータであり、また、本発明に係るアンテナ装置は、そのローノイズブロックダウンコンバータを備えたアンテナ装置である。

このような、ローノイズブロックダウンコンバータやアンテナ装置によれば、受信可能な周波数帯域を広げることができる。

実施の形態１
本発明の実施の形態１として、マルチフィードホーンについて説明する。図１、図２および図３に示すように、マルチフィードホーン１は、第１フィードホーン１１、第２フィードホーン２１および第３フィードホーン３１を備えている。第１フィードホーン１１は、Ｋｕバンドの電波の受信に使用され、第２フィードホーン２１および第３フィードホーン３１はＫａバンドの電波の受信に使用される。これら第１フィードホーン１１〜第３フィードホーン３１は、板金に曲げ加工等を施すことによって形成されているか、あるいは、アルミニウムダイカストによる成型によって形成されている。

第１フィードホーン１１〜第３フィードホーン３１の構造について、さらに詳しく説明する。第１フィードホーン１１、第２フィードホーン２１および第３フィードホーン３１は、それぞれ第１導波管１４、第２導波管２４および第３導波管３４に接続されている。第２導波管２４は、第１導波管１４に隣接するように配置され、第３導波管３４は、第１導波管１４に対して第２導波管２４が位置する側とは反対の側に隣接するように配置されている。

第１フィードホーン１１には、第１導波管１４に接続される第１基端開口部１２と、第１基端開口部１２とは反対側に位置して開放された第１先端開口部１３とが設けられている。また、第２フィードホーン２１には、第２導波管２４に接続される第２基端開口部２２と、第２基端開口部２２とは反対側に位置して開放された第２先端開口部２３とが設けられている。そして、第３フィードホーン３１には、第３導波管３４に接続される第３基端開口部３２と、第３基端開口部３２とは反対側に位置して開放された第３先端開口部３３とが設けられている。

このマルチフィードホーン１では、第１基端開口部１２、第２基端開口部２２および第３基端開口部３２のそれぞれの開口形状が矩形とされ、第１先端開口部１３、第２先端開口部２３および第３先端開口部３３のそれぞれの開口形状も矩形とされる。本マルチフィードホーン１は上記のように構成される。

上述したマルチフィードホーン１では、第１フィードホーン１１〜第３フィードホーン３１のそれぞれの基端開口部（第１基端開口部１２、第２基端開口部２２、第３基端開口部３２）の開口形状が矩形とされ、先端開口部（第１先端開口部１３、第２先端開口部２３、第３先端開口部３３）の開口形状も矩形とされる。

これにより、シミュレーションによる解析結果によれば、第１フィードホーン〜第３フィードホーンのそれぞれの基端開口部の開口形状が円形とされ、先端開口部の開口形状も円形とされたマルチフィードホーンと比べると、受信しうる周波数帯域を広げることができることがわかった。

また、マルチフィードホーン１の第１フィードホーン〜第３フィードホーンのそれぞれの基端開口部と先端開口部の開口形状をそれぞれ矩形とすることで、板金を曲げ加工等を施したり、アルミニウムダイカストによる成型を行う際に、曲げ加工精度や成型精度を確保することができて、形成されるマルチフィードホーン１の寸法精度を向上させることができる。

変形例
なお、上述したマルチフィードホーン１では、第１フィードホーン〜第３フィードホーンのそれぞれの基端開口部と先端開口部の開口形状をそれぞれ矩形とした場合を例に挙げて説明した。マルチフィードホーンとしては、これに限られず、図４に示すように、たとえば、第１フィードホーン１１の基端開口部１２の開口形状だけを円形としてもよい。

また、図５に示すように、第１フィードホーン１１の第１基端開口部１２と第１先端開口部１３の開口形状をそれぞれ矩形とし、第２フィードホーン２１と第３フィードホーン３１の基端開口部（第２基端開口部２２、第３基端開口部３２）と先端開口部（第２先端開口部２３、第３先端開口部３３）の開口形状をそれぞれ円形としたマルチフィードホーン１でもよい。

このようなマルチフィードホーン１でも、開口形状が矩形の基端開口部あるいは先端開口部を備えていることで、第１フィードホーン〜第３フィードホーンの基端開口部と先端開口部の開口形状を円形としたマルチフィードホーンと比べて、受信しうる周波数帯域を広げることができることがわかった。

実施の形態２
ここでは、上述したマルチフィードホーンを備えたローノイズブロックダウンコンバータ（ＬＮＢ：Low Noise Block Downconverter）と、そのローノイズブロックダウンコンバータを備えたアンテナ装置について説明する。

ローノイズブロックダウンコンバータとは、低雑音ダウンコンバータのことであり、Ｋａバンドの電波あるいはＫｕバンドの電波は極めて減衰しやすいため、受信した電波をより低い周波数に変換して受信回路に送る機能を有している。図６および図７に示すように、ローノイズブロックダウンコンバータ４１は、前述したマルチフィードホーン１と、コンバータ本体４２を備えて構成される。

また、図８に示すように、このローノイズブロックダウンコンバータ４１を備えたアンテナ装置５１では、ローノイズブロックダウンコンバータ４１は、パラボラアンテナ５２によって集められる電波を受信するように、パラボラアンテナ５２の前面側の所定の位置に支持されている。

このローノイズブロックダウンコンバータ４１およびこれを備えたアンテナ装置５１によれば、すでに説明したように、フィードホーンの基端開口部と先端開口部の開口形状が矩形とされていることで、受信しうる周波数帯域を広げることができる。なお、本マルチフィードホーン１では、各フィードホーン１１，２１，３１の形状の組み合わせは、受信する周波数帯や製造方法に応じて最適な組み合わせが選択されることになる。したがって、各フィードホーン１１，２１，３１の形状の組み合わせは上述した組み合わせに限られない。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、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でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１に係るマルチフィードホーンを示す第１の部分斜視図である。 同実施の形態において、マルチフィードホーンを示す第２の部分斜視図である。 同実施の形態において、マルチフィードホーンの平面図である。 同実施の形態において、第１の変形例に係るマルチフィードホーンの平面図である。 同実施の形態において、第２の変形例に係るマルチフィードホーンの平面図である。 本発明の実施の形態２に係る、マルチフィードホーンを備えたローノイズブロックダウンコンバータを示す平面図である。 同実施の形態の形態において、ローノイズブロックダウンコンバータを示す側面図である。 同実施の形態の形態において、ローノイズブロックダウンコンバータを備えたアンテナ装置を示す側面図である。 従来のマルチフィードホーンを示す平面図である。 図９に示すマルチフィードホーンの断面図である。

符号の説明

１ マルチフィードホーン、１１ 第１フィードホーン、１２ 第１基端開口部、１３ 第１先端開口部、１４ 第１導波管、２１ 第２フィードホーン、２２ 第２基端開口部、２３ 第２先端開口部、２４ 第２導波管、３１ 第３フィードホーン、３２ 第３基端開口部、３３ 第３先端開口部、３４ 第３導波管、４１ ローノイズブロックダウンコンバータ、４２ コンバータ本体、５１ アンテナ装置、５２ パラボラアンテナ。

Claims (8)

1. 所定の第１導波管に接続される第１基端開口部および前記第１基端開口部とは反対側に位置して開放された第１先端開口部を有する第１フィードホーンと、
   前記第１導波管に隣接するように配置された所定の第２導波管に接続される第２基端開口部および前記第２基端開口部とは反対側に位置して開放された第２先端開口部を有する第２フィードホーンと、
   前記第１導波管に対して前記第２導波管が位置する側とは反対の側に前記第１導波管に隣接するように配置された所定の第３導波管に接続される第３基端開口部および前記第３基端開口部とは反対側に位置して開放された第３先端開口部を有する第３フィードホーンと
   を有し、
   少なくとも前記第１フィードホーンの前記第１先端開口部の開口形状が矩形とされた、マルチフィードホーン。
2. 前記第１フィードホーンの前記第１基端開口部の開口形状が矩形とされ、
   前記第２フィードホーンの前記第２基端開口部および前記第２先端開口部のそれぞれの開口形状が矩形とされ、
   前記第３フィードホーンの前記第３基端開口部および前記第３先端開口部のそれぞれの開口形状が矩形とされた、請求項１記載のマルチフィードホーン。
3. 前記第１フィードホーンの前記第１基端開口部の開口形状が円形とされ、
   前記第２フィードホーンの前記第２基端開口部および前記第２先端開口部のそれぞれの開口形状が矩形とされ、
   前記第３フィードホーンの前記第３基端開口部および前記第３先端開口部のそれぞれの開口形状が矩形とされた、請求項１記載のマルチフィードホーン。
4. 前記第１フィードホーンの前記第１基端開口部の開口形状が矩形とされ、
   前記第２フィードホーンの前記第２基端開口部および前記第２先端開口部のそれぞれの開口形状が円形とされ、
   前記第３フィードホーンの前記第３基端開口部および前記第３先端開口部のそれぞれの開口形状が円形とされた、請求項１記載のマルチフィードホーン。
5. 前記第１フィードホーン、前記第２フィードホーンおよび前記第３フィードホーンは、それぞれ一つの板金部材から形成された、請求項１〜４のいずれかに記載のマルチフィードホーン。
6. 前記第１フィードホーン、前記第２フィードホーンおよび前記第３フィードホーンは、アルミダイカストによって一体的に成型された、請求項１〜４のいずれかに記載のマルチフィードホーン。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のマルチフィードホーンを備えた、ローノイズブロックダウンコンバータ。
8. 請求項７に記載のローノイズブロックダウンコンバータを備えた、アンテナ装置。

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