JP3076459B2 - 同軸−導波管変換器 - Google Patents

同軸−導波管変換器

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JP3076459B2
JP3076459B2 JP04271807A JP27180792A JP3076459B2 JP 3076459 B2 JP3076459 B2 JP 3076459B2 JP 04271807 A JP04271807 A JP 04271807A JP 27180792 A JP27180792 A JP 27180792A JP 3076459 B2 JP3076459 B2 JP 3076459B2
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  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば衛星放送や衛
星通信受信用アンテナのコンバータの入力部に使用さ
れ、互いに直交する水平偏波と垂直偏波を高い分離度で
受信するための同軸−導波管変換部に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、互いに直交する2種類の独立した
直線偏波(水平偏波,垂直偏波)を受信するためアンテ
ナに搭載される衛星放送受信用屋外コンバータが知られ
ており、これには同軸−導波管変換器が使用されてい
る。
【0003】図7は、従来の衛星放送受信用屋外コンバ
ータに使用される同軸−導波管変換器の一例の内部構造
を示した一部切欠断面斜視図である。同図において、こ
の同軸−導波管変換器は、たとえばホーン(図示されな
い)に接続された円形導波管101と、円形導波管10
1の外周の所定位置に取付けられた第1のマイクロスト
リップ回路基板(以下回路基板という)102と、回路
基板102上に取付けられ円形導波管101の開口部を
介して内部に突出して形成された第1のプローブ105
と、第1のプローブ105が取付けられる位置から下方
に1/4波長分の間隔を隔てて円形導波管101の内部
に設けられた短絡端末であるショート棒104が備えら
れている。また、第1のプローブ105から下方に向か
って半波長程度の間隔を隔てて円形導波管101の内部
に突出して形成された第2のプローブ106と、第2の
プローブ106が円形導波管101の開口部を介して設
置されかつ円形導波管101の外周部に取付けられた第
2の回路基板103と、第2のプローブ106から下方
に向かって1/4波長分の間隔を隔てて取付けられた短
絡端末であるショート板107とを備えている。
【0004】第1のプローブ105とショート棒104
とは、それらの延びる方向がほぼ同一になるように設置
されている。第1のプローブ105と第2のプローブ1
06とは、それらの延びる方向が互いに直交するように
設置されている。第1のプローブ105は水平偏波1を
検出するためのものであり、第2のプローブ106は垂
直偏波2を検出するためのものである。ショート棒10
4は、水平偏波1を反射して第1のプローブ105に検
出させるようにするためのものであり、ショート板10
7は、垂直偏波2を反射して第2のプローブ106に検
出させるためのものである。
【0005】一般に、単一の導波管により互いに直交す
る2種類の直線偏波を受信するためには、2つのプロー
ブを必要とする。それぞれのプローブは、プローブと平
行な偏波面を持つ信号を受信する。プローブと平行な偏
波面以外の偏波面を持つ信号の干渉を抑えて、交差偏波
識別度特性(Cross polar discrimination)を良好にす
るためには、図7に示したように、円形導波管101の
第1のプローブ105と第2のプローブ106とを互い
に直交させるとともに、軸方向に例えば半波長間隔を隔
てる必要がある。また、導波管の入力VSWR(voltag
e standing wave ratio )を良好にし、第1のプローブ
105と第2のプローブ106との変換損失を広帯域で
抑えるためには、図7に示すように、第1のプローブ1
05とショート棒104との間隔、および第2のプロー
ブ106とショート板107との間隔を、それぞれ1/
4波長分の間隔にする必要がある。
【0006】図8は、従来の同軸−導波管変換器の他の
一例の内部構造を示した一部切欠断面斜視図である。同
図において、この同軸−導波管変換器は、円形導波管2
01と、円形導波管201の外周の所定位置に取付けら
れた回路基板202と、回路基板202上に取付けられ
円形導波管201の内部に突出するように形成された第
1のプローブ203と、回路基板202に取付けられ第
1のプローブ203と同一平面上で直交する方向に円形
導波管201内部に突出して形成された第2のプローブ
204と、第1のプローブ203および第2のプローブ
204から下方に向かって1/4波長分の間隔を隔てて
取付けられたショート板205とを備えている。この同
軸−導波管変換器では、第1のプローブ203と第2の
プローブ204は、同一平面上に形成されている。この
ように同一平面上に第1のプローブ203と第2のプロ
ーブ204とを取付けることにより、装置の小型化を図
ることが可能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、図7に
示した従来の同軸−導波管変換器の構造では、第1のプ
ローブ105によって受信する信号と、第2のプローブ
106によって受信する信号との干渉を抑えることによ
って、交差偏波識別度特性を良好にするため、第1のプ
ローブ105と第2のプローブ106とを半波長程度離
した構造としている。
【0008】しかしながら、このような構造では、第1
のプローブ105と第2のプローブ106とが同一平面
上にないため、単一の回路基板に第1のプローブ105
と第2のプローブ106との両方を直接接続するのは困
難であった。この結果、図7に示したように、第1の回
路基板102と第2の回路基板103との2枚の回路基
板が必要であった。これにより、部品点数が増加すると
ともに、製造プロセスが複雑となるため、コストを低減
することができず、また量産性も向上することができな
いという問題点があった。
【0009】また、図8に示した他の例の同軸−導波管
変換器では、前述したように、第1のプローブ203と
第2のプローブ204とは同一平面上にあるため、装置
の小型化を図りコストを低減しまた量産性も向上するこ
とができるが、第1のプローブ203と第2のプローブ
204とは同一平面上にあるため、それぞれ受信しよう
とする偏波面以外の偏波面を持つ信号(電界)の干渉を
受ける。この結果、交差偏波識別度特性が悪化するとい
う問題点があった。
【0010】本発明の目的は、同軸−導波管変換器にお
いて、第1の直線偏波とこれと直交する第2の直線偏波
の導波管を独立させ、しかも同一の回路基板上に第1の
プローブと第2のプローブを備え、高い交差偏波識別度
を得ることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の同軸−導波管変
換器は、入力導波管に直交しさらに互いに直交するよう
に設けられ、管軸が同一平面上にない2つの方形導波管
を設け、これらの方形導波管を管軸がほぼ同一平面上に
なるように互いに逆方向へ45度曲げ、しかも方形導
波管のほぼ同一平面上にある1辺を回路基板のアース面
によって構成し、各方形導波管の内部へ回路基板に備え
られた2本のプローブを突出させている。さらに、回路
基板のアース面によって1辺を構成した2つの方形導波
管の少なくとも一方を入力導波管の軸方向にほぼ直角に
曲げることによって、2本のプローブを入力導波管の軸
とほぼ軸対称の位置に設けるようにした。
【0012】
【作用】入力導波管には互いに直交する第1および第2
の直線偏波(水平偏波および垂直偏波)が入り、互いに
直交するように連結された第1および第2の方形導波管
にそれぞれ別々に導かれ、さらに互いに45度逆方向に
曲げられるため、第1および第2の直線偏波は同じ方向
の電界(偏波)となる。このため、同一の回路基板に同
一の方向に設けられた第1および第2のプローブによっ
て、第1および第2の直線偏波をそれぞれ検出すること
ができる。
【0013】
【実施例】図1(a)および(b)は、それぞれ本発明
の第1の実施例の横断面図および縦断面図である。入力
導波管は円形または方形のものどちらでも使用できる
が、この実施例は円形の入力導波管の場合について説明
する。
【0014】図1(a)および(b)において、信号を
受信するホーン(図示されていない)に連結される円形
導波管5と、これと直交して一体的に連結された第1の
方形たとえば矩形導波管6と、第1の矩形導波管6から
一定の距離離れて円形導波管5および第1の矩形導波管
6に対して直交し円形導波管5と一体的に連結された第
2の方形たとえば矩形導波管7を備え、円形導波管5の
内部には一定の距離離れて反射棒8および9を備えてい
る。反射棒8は第1の直線偏波たとえば水平偏波1を反
射させるため水平偏波の電界と平行に設けられており、
反射された水平偏波1は第1の矩形導波管6へ導かれ
る。第2の直線偏波たとえば垂直偏波2は電界に平行な
反射棒9によって反射されて第2の矩形導波管7へ導か
れる。
【0015】第1の矩形導波管6内の水平偏波1は45
度曲げられ、第1の矩形導波管6の1辺を構成している
回路基板10に設けられた第1のプローブ3によって検
出される。第2の矩形導波管7内の垂直偏波には、水平
偏波1と逆方向に45度曲げられ、同じく第2の矩形導
波管7の1辺を構成している回路基板10に設けられた
第2のプローブ4によって検出される。
【0016】ここで矩形導波管6および7は、円形導波
管5と同一部材で形成されたコンバータのシャーシ12
の一部とシャーシ12に取付けられた回路基板10の裏
面のアース面の一部と、カバー11(図1(b)では二
点鎖線で示されている)により構成されており、図1
(b)に示されるように、矩形導波管6と7の位置は円
形導波管5の軸方向にずらしてある。ここでは矩形導波
管6および7の長辺の寸法とほぼ同じ程度ずらしている
が、この寸法が小さくなると水平偏波と垂直偏波の分離
度(交差偏波識別度)が悪くなる。
【0017】また、反射棒8あるいは9は、カバー11
を円形導波管5およびシャーシ12に取付ける際のビス
を反射棒として利用することができる。
【0018】図2(a)および(b)は、それぞれ第2
の実施例の横断面図および縦断面図である。図2(b)
において、カバー11は二点鎖線で示されている。図1
(a)および(b)の実施例と異なるところは、第1の
矩形導波管6を45度の方向へ曲げた後、回路基板10
の裏面のアース面とカバー11により構成された矩形導
波管をさらに円形導波管5の軸方向へ直角に曲げ、第1
のプローブ3を円形導波管5の軸に対して第2のプロー
ブ4の位置とほぼ対称の位置に設けてあることである。
【0019】衛星放送や衛星通信に使用される12CH
z帯のコンバータの回路は、信号ラインや部品の平面的
な配置が性能に大きく影響を与える。したがって、水
平,垂直偏波用コンバータのようにそれぞれ同じような
2つの増幅回路を持つ場合、2つの回路ともに配置的に
同じようなまたは対称の形とする方がNF(雑音指数)
や分離度(交差偏波識別度)や回路動作の安定性等の点
で優れている。
【0020】図2(a)および(b)の構成では、各プ
ローブに接続されるコンバータの2つの増幅回路を同じ
ようなまたは対照的な形に配置することができる。
【0021】図3は、図1(a)および(b)に示され
る本発明による同軸−導波管変換器の第1プローブの変
換損失特性(実線Aで示す)と、図7に示される従来の
同軸−導波管変換器の第1プローブの変換損失特性(破
線Bで示す)を比較した特性図である。図4は、図1
(a)および(b)に示される本発明による同軸−導波
管変換器の第2プローブの変換損失特性(実線Aで示
す)と、図7に示される従来の同軸−導波管変換器の第
2プローブの変換損失特性(破線Bで示す)を比較した
特性図である。
【0022】図5は、図1(a)および(b)に示され
る本発明による同軸−導波管変換器の第1プローブの交
差偏波識別度特性(実線Aで示す)と、図8に示される
従来の同軸−導波管変換器の第1プローブの交差偏波識
別度特性(破線Bで示す)を比較した特性図である。図
6は、図1(a)および(b)に示される本発明による
同軸−導波管変換器の第2プローブの交差偏波識別度特
性(実線Aで示す)と、図8に示される従来の同軸−導
波管変換器の第2プローブの交差偏波識別度特性(破線
Bで示す)の特性を比較した特性図である。
【0023】図3および図4を参照して、まず、変換損
失特性については、図7に示した従来の同軸−導波管変
換器と図1(a)および(b)に示した本発明の同軸−
導波管変換器とではあまり差が見られない。これに対し
て、交差偏波識別度特性に関しては、図1(a)および
(b)に示した本発明の同軸−導波管変換器の方が、図
8に示した従来の同軸−導波管変換器よりも優れている
ことがわかる。このように図1(a)および(b)に示
した本発明の同軸−導波管変換器では、交差偏波保護比
の性能向上を達成することができる。
【0024】図2(a)および(b)に示した第2の実
施例でも、同様に高い交差偏波保護比の性能向上が得ら
れる。
【0025】
【発明の効果】本発明は以上のような構成であるから、
第1および第2の直線偏波の電界方向は同じ方向とな
り、同一回路基板に同一方向に設けられた第1および第
2のプローブによりそれぞれ検出することが可能とな
り、1枚の回路基板で第1および第2の直線偏波(水平
偏波および垂直偏波)用の回路を構成することができ
る。
【0026】また、通常このような複雑な導波管構成の
場合、金型での製造が不可能であったりまたは導波管を
いくつかの部分に分割して製造し、後で組立てる必要が
あったりするが、本発明によれば、第1および第2の矩
形導波管の1辺を回路基板の裏面のアース面で構成する
ため、入力導波管と2つの矩形導波管の最低2つの部分
で導波管を構成することができる。したがって、製品の
量産性を向上させることができるとともに製造コストも
低減することができる。
【0027】また、図2(a)および(b)に示される
ような構造にすると、水平および垂直偏波用の2つの回
路の機構的な構成をほぼ同じかあるいはほぼ対称にする
ことができるため、コンバータ回路のNF(雑音指数)
や水平偏波と垂直偏波の分離度を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)および(b)は、それぞれ本発明の一実
施例の横断面図および縦断面図である。
【図2】(a)および(b)はそれぞれ本発明の他の実
施例の横断面図および縦断面図である。
【図3】図1(a)および(b)に示される第1プロー
ブの変換損失特性と図7に示される第1プローブの変換
損失特性を比較した特性図である。
【図4】図1(a)および(b)に示される第2プロー
ブの変換損失特性と図7に示される第2プローブの変換
損失特性を比較した特性図である。
【図5】図1(a)および(b)に示される第1プロー
ブの交差偏波識別度特性と図8に示される第1プローブ
の交差偏波識別度特性を比較した特性図である。
【図6】図1(a)および(b)に示される第2プロー
ブの交差偏波識別度特性と図8に示される第2プローブ
の交差偏波識別度特性を比較した特性図である。
【図7】従来の一例の内部構造を示した一部切欠断面斜
視図である。
【図8】従来の他の例の内部構造を示した一部切欠断面
斜視図である。
【符号の説明】
1 水平偏波 2 垂直偏波 3,4 プローブ 5 円形導波管 6,7 矩形導波管 8,9 反射棒 10 回路基板 11 カバー 12 シャーシ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 1/161 H01P 5/08 H01P 5/103

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに直交する第1および第2の直線偏
    波を伝送する入力導波管と、入力導波管に直交しさらに
    互いに直交するように設けられ、管軸が同一平面上にな
    い第1および第2の方形の導波管とを備え、第1および
    第2の方形の導波管は管軸がほぼ同一平面上になるよう
    に互いに逆方向に45度曲げられており、第1および第
    2の方形の導波管のほぼ同一平面上にある1辺は回路基
    板裏面のアース面によって構成され、各導波管の1辺を
    構成する回路基板からそれぞれ各導波管内に突出する第
    1および第2のプローブを有することを特徴とする同軸
    −導波管変換器。
  2. 【請求項2】 第1および第2の方形導波管の少なくと
    も一方を入力導波管の軸方向へほぼ直角に曲げ、第1の
    プローブおよび第2のプローブの位置を入力導波管の軸
    に対してほぼ対称に配置したことを特徴とする請求項1
    記載の同軸−導波管変換器。
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