JP2945839B2 - 円一直線偏波変換器とその製造方法 - Google Patents
円一直線偏波変換器とその製造方法Info
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- Remote Sensing (AREA)
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は衛星放送等の受信装置に
おいて用いられるマイクロ波帯の円一直線偏波変換器に
関するものである。
おいて用いられるマイクロ波帯の円一直線偏波変換器に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の円一直線偏波変換器を図13、図
14に示す。図13は円一直線偏波変換器の正面図を、
図14は図13を切断線S4−S4で切断した断面図を
示す。円一直線偏波変換器は中空断面形状が円形の導波
管と、四分の一波長位相板1とで導波管回路を構成す
る。
14に示す。図13は円一直線偏波変換器の正面図を、
図14は図13を切断線S4−S4で切断した断面図を
示す。円一直線偏波変換器は中空断面形状が円形の導波
管と、四分の一波長位相板1とで導波管回路を構成す
る。
【0003】四分の一波長位相板1は金属部材から成
り、一次放射器11から位相板1を見たインピ一ダンス
(入力インピーダンス)および給電側から位相板1を見
たインピーダンス(出力インピーダンス)を良好にする
ため、位相板1の両端に所定の傾斜部1Aをつけた台形
状を成し、所定の幅(板厚寸法)を有し、取り付け設置
面形状(接合面形状)は平面状である。この位相板1は
円形導波管6の内面側所定位置に(図14では、底面側
に)水平軸に対して45度の開き角度を持ち、軸芯方向
に沿ってビス5等で取り付け接合されている。位相板1
の取り付け接合部は図13右側部分の一点鎖線円内拡大
図に示すように、円形導波管の内面すなわち円弧状接合
面と位相板の取付平面との間に隙間を生じ、接触部位は
位相板1の両側稜線部(エッジ部)のみで、中央部分は
接触しない構造を成していた。
り、一次放射器11から位相板1を見たインピ一ダンス
(入力インピーダンス)および給電側から位相板1を見
たインピーダンス(出力インピーダンス)を良好にする
ため、位相板1の両端に所定の傾斜部1Aをつけた台形
状を成し、所定の幅(板厚寸法)を有し、取り付け設置
面形状(接合面形状)は平面状である。この位相板1は
円形導波管6の内面側所定位置に(図14では、底面側
に)水平軸に対して45度の開き角度を持ち、軸芯方向
に沿ってビス5等で取り付け接合されている。位相板1
の取り付け接合部は図13右側部分の一点鎖線円内拡大
図に示すように、円形導波管の内面すなわち円弧状接合
面と位相板の取付平面との間に隙間を生じ、接触部位は
位相板1の両側稜線部(エッジ部)のみで、中央部分は
接触しない構造を成していた。
【0004】また、他の実施例たとえば実開昭59−1
08302公報で示されるものは、円形導波管の内部導
体壁に導波管軸芯回りに互いに90度間隔に配置された
同一の幅と高さを有する4個のリッジ(ここでは位相板
と呼ぶ)を配置し、軸芯に対して対称な一対のリッジと
重なるように板状の誘電体材料から成る位相板を挿入す
ることによって円一直線偏波変換器を構成している。こ
こでは、誘電体材料から成る位相板によって円偏波を直
線偏波に変換するものであり、本請求項1で述べている
原理とは基本的に異なる。また、4個のリッジは導波管
の特性を広帯域化するためのものであり、直接、円一直
線偏波変換器とは関係がない。
08302公報で示されるものは、円形導波管の内部導
体壁に導波管軸芯回りに互いに90度間隔に配置された
同一の幅と高さを有する4個のリッジ(ここでは位相板
と呼ぶ)を配置し、軸芯に対して対称な一対のリッジと
重なるように板状の誘電体材料から成る位相板を挿入す
ることによって円一直線偏波変換器を構成している。こ
こでは、誘電体材料から成る位相板によって円偏波を直
線偏波に変換するものであり、本請求項1で述べている
原理とは基本的に異なる。また、4個のリッジは導波管
の特性を広帯域化するためのものであり、直接、円一直
線偏波変換器とは関係がない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
成では位相板1の板厚寸法は固定用ビス径によって最低
板厚寸法が制限されるため、最適な性能を確保すること
は困難であった。また、位相板1の給電側形状に傾斜部
1Aがついている。したがって、一次放射器側から雄側
金型を抜けず、射出成形(例えばアルミダイキャスト)
は不可能である。このため、位相板を別部品として導波
管内部に取り付けなければならなかった。
成では位相板1の板厚寸法は固定用ビス径によって最低
板厚寸法が制限されるため、最適な性能を確保すること
は困難であった。また、位相板1の給電側形状に傾斜部
1Aがついている。したがって、一次放射器側から雄側
金型を抜けず、射出成形(例えばアルミダイキャスト)
は不可能である。このため、位相板を別部品として導波
管内部に取り付けなければならなかった。
【0006】更に、位相板1の接合面形状が平坦である
のに対し、円形導波管の接合面は円弧状(凹面)で、相
互の接触面積は極めて少なく接地接合が不完全なうえ取
り付け位置がばらつきやすい。
のに対し、円形導波管の接合面は円弧状(凹面)で、相
互の接触面積は極めて少なく接地接合が不完全なうえ取
り付け位置がばらつきやすい。
【0007】その結果、良好なインピーダンス特性およ
び交差偏波特性を得ることは困難であった。
び交差偏波特性を得ることは困難であった。
【0008】また、位相板1の取り付け位置の僅かな誤
差は交差偏波特性を大きく劣化させる原因となり、安定
した性能を得ることも困難であった。
差は交差偏波特性を大きく劣化させる原因となり、安定
した性能を得ることも困難であった。
【0009】このため量産時において、位相板の取り付
け接合位置の修正作業が度々発生するといった問題を有
していた。
け接合位置の修正作業が度々発生するといった問題を有
していた。
【0010】本発明は上記問題に鑑み、四分の一波長位
相板と円形導波管とを射出成形等の手段により一体化し
た構成とし、位相板を別途、金型部品として製作した
り、組立ての作業工数を不要にし、且つ性能の向上と安
定化を図った円一直線偏波変換器を提供するものであ
る。
相板と円形導波管とを射出成形等の手段により一体化し
た構成とし、位相板を別途、金型部品として製作した
り、組立ての作業工数を不要にし、且つ性能の向上と安
定化を図った円一直線偏波変換器を提供するものであ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の円一直線偏波変換器は、傾斜フィン形状を
成す四分の一波長位相板を円形導波管の内面に対称形に
一体化配置した構成としている。更に、円一直線偏波変
換器の性能向上を目的とし、一次放射器の開口部から見
て、導波管終焉部に前記四分の一波長位相板と直する方
向で、且つ位相板の対称軸線位置に所定の幅と高さを有
する矩形状仕切板を設けた構成としている。
め、本発明の円一直線偏波変換器は、傾斜フィン形状を
成す四分の一波長位相板を円形導波管の内面に対称形に
一体化配置した構成としている。更に、円一直線偏波変
換器の性能向上を目的とし、一次放射器の開口部から見
て、導波管終焉部に前記四分の一波長位相板と直する方
向で、且つ位相板の対称軸線位置に所定の幅と高さを有
する矩形状仕切板を設けた構成としている。
【0012】前記仕切板部は射出成形(例えばアルミダ
イキャスト)等の手段により、前記位相板同様、円形導
波管と一体成形して成る。
イキャスト)等の手段により、前記位相板同様、円形導
波管と一体成形して成る。
【0013】また、該装置の射出成形を可能とするた
め、四分の一波長位相板、仕切板部および円形導波管を
テーパー形状としている。テーパーの方向は一次放射器
の開口部より雄型を挿抜可能に構成している。
め、四分の一波長位相板、仕切板部および円形導波管を
テーパー形状としている。テーパーの方向は一次放射器
の開口部より雄型を挿抜可能に構成している。
【0014】
【作用】本発明は、上記の構成により円一直線偏波変換
器の交差偏波特性および入力インピーダンス特性を改善
でき、アンテナとしての性能を向上させる。
器の交差偏波特性および入力インピーダンス特性を改善
でき、アンテナとしての性能を向上させる。
【0015】また、四分の一波長位相板を別途、金型部
品として製作し、組立て、調整する必要がなく、衛星放
送受信装置の生産コストを大幅に低減できる。
品として製作し、組立て、調整する必要がなく、衛星放
送受信装置の生産コストを大幅に低減できる。
【0016】更に、四分の一波長位相板を取り付けばら
つきによる交差偏波特性およびインピーダンス特性のば
らつきと劣化を防止でき、量産時の性能安定と、生産性
向上が著しい。
つきによる交差偏波特性およびインピーダンス特性のば
らつきと劣化を防止でき、量産時の性能安定と、生産性
向上が著しい。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図1は本発明の円一直線偏波変換器
がコンバーター10として支持アーム9を介しパラボラ
アンテナの反射鏡7に装着された衛星放送受信装置10
0の斜視図を示す。コンバーター10は、円一直線偏波
変換器と一次放射器で構成される導波管回路とコンバー
ター回路とが一体化構成されている。
しながら説明する。図1は本発明の円一直線偏波変換器
がコンバーター10として支持アーム9を介しパラボラ
アンテナの反射鏡7に装着された衛星放送受信装置10
0の斜視図を示す。コンバーター10は、円一直線偏波
変換器と一次放射器で構成される導波管回路とコンバー
ター回路とが一体化構成されている。
【0018】(実施例1)図2はコンバーター10を構
成する導波管回路を一次放射器11の開口部16側から
見たもので、本発明の第一の実施例における円ー直線偏
波変換器の正面図を示す。図3は図2を切断線S1ーS
1で切断した側面方向の断面図、図4は図2の平面図を
示す。
成する導波管回路を一次放射器11の開口部16側から
見たもので、本発明の第一の実施例における円ー直線偏
波変換器の正面図を示す。図3は図2を切断線S1ーS
1で切断した側面方向の断面図、図4は図2の平面図を
示す。
【0019】図2〜図4において、円一直線偏波変換器
30は円形導波管6の一端側に一次放射器11を備え、
テーパー状の開口部16とコルゲート回路(環状凹部)
20を配備して成る。また、前記導波管6の他端は閉蓋
した形状を成し、導波管終焉部に至るまで四分の一波長
位相板2、2を軸芯17に対して対称形に配備して成
る。
30は円形導波管6の一端側に一次放射器11を備え、
テーパー状の開口部16とコルゲート回路(環状凹部)
20を配備して成る。また、前記導波管6の他端は閉蓋
した形状を成し、導波管終焉部に至るまで四分の一波長
位相板2、2を軸芯17に対して対称形に配備して成
る。
【0020】前記四分の一波長位相板2、2は図2に示
すごとく、導波管の垂直軸に対し、所定角度だけ傾いた
位置(図2では45度傾けた位置)に配備され、あたか
も放熱フィンを形成するごとく、所定の幅と高さを有
し、開口部16方向に高さが小さくなるように、傾斜部
2Aを形成している。
すごとく、導波管の垂直軸に対し、所定角度だけ傾いた
位置(図2では45度傾けた位置)に配備され、あたか
も放熱フィンを形成するごとく、所定の幅と高さを有
し、開口部16方向に高さが小さくなるように、傾斜部
2Aを形成している。
【0021】また、図2および図4に示すように、円ー
直線偏波変換器30は円形導波管6の閉蓋21近傍に給
電を目的とした励振スロット12を垂直軸方向に設けて
成る。前記スロットは円形導波管6に対し貫通穴を形成
するごとく、矩形または長円等、任意の形状に配設して
よい。
直線偏波変換器30は円形導波管6の閉蓋21近傍に給
電を目的とした励振スロット12を垂直軸方向に設けて
成る。前記スロットは円形導波管6に対し貫通穴を形成
するごとく、矩形または長円等、任意の形状に配設して
よい。
【0022】更に、前記一次放射器11やコルゲート回
路部20、および四分の一波長位相板2、励振スロット
12等の一直線偏波変換器30の構成形状は、ALやZ
n等の金属部材により、射出成形例えばダイキャスト工
法やロストワックス工法等の製造方法により、一体成形
される。
路部20、および四分の一波長位相板2、励振スロット
12等の一直線偏波変換器30の構成形状は、ALやZ
n等の金属部材により、射出成形例えばダイキャスト工
法やロストワックス工法等の製造方法により、一体成形
される。
【0023】図10、図11に交差偏波識別度特性と入
力インピーダンス特性を示す。上記構成により本発明の
円一直線偏波変換器30は、導波管の管内波長を変化さ
せて四分の一波長の位相差を生み出し、円偏波の二つの
直線偏波成分を同位相で合成し、励振スロットより給電
するものである。
力インピーダンス特性を示す。上記構成により本発明の
円一直線偏波変換器30は、導波管の管内波長を変化さ
せて四分の一波長の位相差を生み出し、円偏波の二つの
直線偏波成分を同位相で合成し、励振スロットより給電
するものである。
【0024】(実施例2)図5は本発明の第二の実施例
における円一直線偏波変換器を開口部側から見た正面図
を示す。図6は図5を切断線S2−S2で切断した側面
方向の断面図を示す。この実施例においては、図2〜図
4に示した第一の実施例の構成に加え、閉蓋21の内面
側に所定の幅と高さを有する矩形状の仕切板部15を備
えた構成としている。前記仕切板部15は前記四分の一
波長位相板2に対して直交する方向に配置され、当然の
ことながら、導波管の一部として一体成形される。該仕
切板部を設けることにより、図10、図11に示すよう
に実施例1の場合より交差偏波識別度特性と入力インピ
ーダンス特性が更に向上する。
における円一直線偏波変換器を開口部側から見た正面図
を示す。図6は図5を切断線S2−S2で切断した側面
方向の断面図を示す。この実施例においては、図2〜図
4に示した第一の実施例の構成に加え、閉蓋21の内面
側に所定の幅と高さを有する矩形状の仕切板部15を備
えた構成としている。前記仕切板部15は前記四分の一
波長位相板2に対して直交する方向に配置され、当然の
ことながら、導波管の一部として一体成形される。該仕
切板部を設けることにより、図10、図11に示すよう
に実施例1の場合より交差偏波識別度特性と入力インピ
ーダンス特性が更に向上する。
【0025】(実施例3)図7は本発明の第三の実施例
における円一直線偏波変換器を開口部側から見た正面図
であり、図8は図7を切断線S3−S3で切断した側面
方向の断面図を示す。図9は図7を切断線S4−S4で
切断した断面図を示す。この実施例においては、位相板
3の形状が、実施例2の位相板2と異なる。すなわち、
第二の実施例の位相板において高さに加え、幅も導波管
軸芯方向に対してテーパー形状とし(図9参照)、更に
円形導波管もテーパー形状とすることにより、より射出
成形を容易にするものである。性能は第二の実施例に比
べ、同等以上である。図10、図11に各特性図を示
す。
における円一直線偏波変換器を開口部側から見た正面図
であり、図8は図7を切断線S3−S3で切断した側面
方向の断面図を示す。図9は図7を切断線S4−S4で
切断した断面図を示す。この実施例においては、位相板
3の形状が、実施例2の位相板2と異なる。すなわち、
第二の実施例の位相板において高さに加え、幅も導波管
軸芯方向に対してテーパー形状とし(図9参照)、更に
円形導波管もテーパー形状とすることにより、より射出
成形を容易にするものである。性能は第二の実施例に比
べ、同等以上である。図10、図11に各特性図を示
す。
【0026】図12は本発明の他の実施例における円一
直線偏波変換器の側面方向の断面図を示す。本実施例は
四分の一波長位相板の斜面に所定の長さで且つ所定の段
数を有する階段状とすることによって、実施例3とほぼ
同じ効果を得るものである。これは実施例1および実施
例2においても適用することができる。
直線偏波変換器の側面方向の断面図を示す。本実施例は
四分の一波長位相板の斜面に所定の長さで且つ所定の段
数を有する階段状とすることによって、実施例3とほぼ
同じ効果を得るものである。これは実施例1および実施
例2においても適用することができる。
【0027】前述のごとく、図10は本発明の各実施例
における円一直線偏波変換器の交差偏波特性図を示すも
ので、入力周波数11.7GHzから12.0GHzに
おける交差偏波特性を従来例と比較して示している。ま
た、図11は図10と同一の帯域における本発明の実施
例における円一直線偏波変換器の入力インピーダンス特
性図を示すもので、図10と同様に従来例と比較して示
している。これらの特性図より、本発明の実施例の特性
は交差偏波特性が従来例に比べて改善されていることが
わかる。これは、取り付けビス口径に制限されずに両特
性にとって最適な板厚寸法を選択することができたため
である。
における円一直線偏波変換器の交差偏波特性図を示すも
ので、入力周波数11.7GHzから12.0GHzに
おける交差偏波特性を従来例と比較して示している。ま
た、図11は図10と同一の帯域における本発明の実施
例における円一直線偏波変換器の入力インピーダンス特
性図を示すもので、図10と同様に従来例と比較して示
している。これらの特性図より、本発明の実施例の特性
は交差偏波特性が従来例に比べて改善されていることが
わかる。これは、取り付けビス口径に制限されずに両特
性にとって最適な板厚寸法を選択することができたため
である。
【0028】また、従来、位相板の給電側になだらかな
傾斜を付けた形状とすることにより位相板と励振スロッ
トとの整合を取っていたのに対して、導波管終焉部に設
けた台形状突出部の形状を所定の形状とすることによ
り、インピーダンス特性を向上させる効果を得ることが
でき、更にその形状は交差偏波特性にも影響を与えるた
めに、両特性が所望の特性となるように変化させること
ができる。したがって、図中で示すように、本発明の第
二の実施例は第一の実施例における特性を交差偏波特性
および入力インピーダンス特性の両面において改善させ
ることができる。
傾斜を付けた形状とすることにより位相板と励振スロッ
トとの整合を取っていたのに対して、導波管終焉部に設
けた台形状突出部の形状を所定の形状とすることによ
り、インピーダンス特性を向上させる効果を得ることが
でき、更にその形状は交差偏波特性にも影響を与えるた
めに、両特性が所望の特性となるように変化させること
ができる。したがって、図中で示すように、本発明の第
二の実施例は第一の実施例における特性を交差偏波特性
および入力インピーダンス特性の両面において改善させ
ることができる。
【0029】更に、この両特性において本発明の第三の
実施例と第二の実施例の特性にほとんど差が無いことか
ら、金型一体化することによって性能を劣化させること
はないことがわかる。尚、図11においてマーキング
1,マーキング2間は衛星放送(BS)帯域を表してい
る。
実施例と第二の実施例の特性にほとんど差が無いことか
ら、金型一体化することによって性能を劣化させること
はないことがわかる。尚、図11においてマーキング
1,マーキング2間は衛星放送(BS)帯域を表してい
る。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明の円一直線偏波変換
器によれば、四分の一波長位相板をフィン形状とし円形
導波管の内部壁面と一体化することによって、従来取り
付けビスの口径によって制限されていた位相板の板厚寸
法を最適寸法とすることができる。その結果、円一直線
偏波変換器の性能を向上させることができる。また、円
形導波管と位相板間の隙間を無くし、円形導波管内部壁
面との電気的接地を完全に取ることができるため、量産
時における取り付け誤差による性能のばらつきを無く
し、安定した性能を提供することができる。
器によれば、四分の一波長位相板をフィン形状とし円形
導波管の内部壁面と一体化することによって、従来取り
付けビスの口径によって制限されていた位相板の板厚寸
法を最適寸法とすることができる。その結果、円一直線
偏波変換器の性能を向上させることができる。また、円
形導波管と位相板間の隙間を無くし、円形導波管内部壁
面との電気的接地を完全に取ることができるため、量産
時における取り付け誤差による性能のばらつきを無く
し、安定した性能を提供することができる。
【0031】また、本発明の第二の実施例の円一直線偏
波変換器によれば、導波管終焉部に設けた台形状突出部
の幅及び高さを所定の寸法とすることにより、第一の実
施例における特性を微調整することができるため、更に
円一直線偏波変換器の性能を向上させることができる。
波変換器によれば、導波管終焉部に設けた台形状突出部
の幅及び高さを所定の寸法とすることにより、第一の実
施例における特性を微調整することができるため、更に
円一直線偏波変換器の性能を向上させることができる。
【0032】更に、円形導波管および位相板を導波管軸
芯方向に対してテーパー形状とすることにより、円一直
線偏波変換器の射出成形加工を可能とする。その結果、
導波管に後加工を施す必要が無く、別部品として扱われ
ていた位相板の加工、組立等を不要としコスト低減と生
産性向上を図れる。
芯方向に対してテーパー形状とすることにより、円一直
線偏波変換器の射出成形加工を可能とする。その結果、
導波管に後加工を施す必要が無く、別部品として扱われ
ていた位相板の加工、組立等を不要としコスト低減と生
産性向上を図れる。
【図1】本発明の実施例における衛星放送受信装置の傾
斜図
斜図
【図2】本発明の第一の実施例における円一直線偏波変
換器の正面図
換器の正面図
【図3】図2を切断線S1−S1で切断した側面方向の
断面図
断面図
【図4】図2の平面図
【図5】本発明の第二の実施例における円一直線偏波変
換器の正面図
換器の正面図
【図6】図5を切断線S2−S2で切断した側面方向の
断面図
断面図
【図7】本発明の第三の実施例における円一直線偏波変
換器の正面図
換器の正面図
【図8】図7を切断線S3−S3で切断した側面方向の
断面図
断面図
【図9】図7を切断線S4−S4で切断した側面方向の
断面図
断面図
【図10】各実施例における交差偏波特性図
【図11】各実施例における入力インピーダンス特性図
【図12】本発明のもう一つの実施例における円一直線
偏波変換器の断面図
偏波変換器の断面図
【図13】従来の位相板を用いた円一直線偏波変換器の
正面図
正面図
【図14】図13を切断線S5−S5で切断した側面方
向の断面図
向の断面図
1 四分の一波長位相板 2 位相板 2A 傾斜部 3 テーパー付きフィン形状四分の一波長位相板 6 円形導波管 7 パラボラ反射鏡 8 アンテナ支持柱 9 支持アーム 10 コンバータ 11 一次放射器 12 励振スロット 13 絶縁用誘電体 14 取り付けビス用孔 15 仕切板部 16 開口部 17 軸芯 18 テーパー付き円形導波管 19 階段状四分の一波長位相板 20 コルゲート回路(環状凹部) 21 閉蓋 30,40,50,60 円一直線偏波変換器 100 衛星放送受信装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永津 達也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−267603(JP,A) 特開 平3−190402(JP,A) 特開 平3−155203(JP,A) 特開 平3−131101(JP,A) 特開 昭62−151003(JP,A) 特開 昭61−161003(JP,A) 特開 昭52−30143(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01P 1/17
Claims (2)
- 【請求項1】 外形円筒形状の円形導波管の一端側にテ
ーパー状の開口部とコルゲート回路とともに配設された
一次放射器と、他端側の閉蓋部の内面に前記円形導波管
の水平軸及び垂直軸に対してそれぞれ45度の傾斜で設
けられた仕切板と、前記仕切板に対して直角方向で底面
部が前記円形導波管の内壁と一体化され前記開口部に向
かって高さ及び厚さが小さくなるようにテーパー面が形
成されるとともに前記円形導波管の軸芯に対して対称に
配設されたフィン形状を成す一対の四分の一波長位相板
と、前記円形導波管の他端側の閉蓋部近傍に前記円形導
波管の垂直軸方向に設けられた給電用励振スリットとを
備え、前記構成の円形導波管が射出成型により一体成型
されたことを特徴とする円−直線偏波変換器。 - 【請求項2】 四分の一波長位相板のテーパー面を円形
導波管の開口部に向かって高さが低くなるような階段状
に形成したことを特徴とする請求項1記載の円−直線偏
波変換器。
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