JP3456164B2 - アンテナ給電装置 - Google Patents

アンテナ給電装置

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JP3456164B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/213Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies
    • H01P1/2131Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies with combining or separating polarisations

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、衛星の追跡及び
管制を行う地球局等に設けられたアンテナ給電装置に関
わるものであり、特に円偏波及び直線偏波を共用したア
ンテナ給電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図9は従来のアンテナ給電装置を示すブ
ロック図である。1は衛星から送信された直線偏波信号
の偏波面を回転させる偏波変換器(180°POLARIZER)、
2は衛星から送信された信号が直線偏波信号であればそ
のまま通過させ、円偏波信号であれば直交する2つの直
線偏波に分波する円偏波発生器(90°POLARIZER)、3
は偏波変換器1及び円偏波発生器2をそれぞれ回転させ
るロータリジョイント、4は直交した2つの偏波信号を
偏分波する偏分波器(OrthoMode Transducer)、5は異
なる周波数の信号を分波する周波数分波器(DIPLEXE
R)、6a及び6b、7a及び7bは異なる偏波及び周
波数別に信号を出力する信号端子である。
【0003】従来のアンテナ給電装置の構成について説
明する。円偏波発生器2はロータリジョイント3によっ
て偏波変換器1及び偏分波器4と回転可能に結合され
る。この円偏波発生器2は偏分波器4の直交偏波端子に
対して任意の角度に設定可能である。円偏波発生器2の
内部には誘電体板が設けられている。この誘電体板の偏
分波器4に対する角度が円偏波発生器2の設定角度とな
る。偏分波器4は円偏波発生器2の出力部に偏分波発生
器4a、4bと2つ設けられている。この偏分波発生器
4a、4bはそれぞれ直交偏波端子を有している。周波
数分波器5a、5bは偏分波器4a、4bと接続され
る。この周波数分波器5a、5bにて処理された信号
は、信号端子6a、6b及び7a、7bに出力されるよ
うに構成されている。信号端子6a、6b及び7a、7
bは入出力する信号の周波数及び偏波が決められてお
り、それぞれ周波数及び偏波が一致する信号の入出力を
行う。
【0004】以下、図9を参照しながら、従来のアンテ
ナ給電装置が衛星から送信された信号を受信する場合の
動作について説明する。具体的には、周波数f1及びf2
の円偏波信号を受信する場合の動作について最初に説明
し、次に、周波数f1及びf2の直線偏波信号を受信する
場合の動作について説明する。
【0005】なお、直線偏波は、電界の振動方向が一定
の方向に向いている偏波をもつ電波で、垂直偏波Vと水
平偏波Hのように互いに直交した偏波がある。垂直偏波
V、水平偏波Hのように直交した偏波面を持つ電波は、
同じ周波数であっても独立の電波として異なる情報の伝
送に用いることができ、直交偏波を利用した周波数の再
利用が可能となる。また、円偏波は、位相を90度ずら
した水平偏波Hと垂直偏波Vを合成した電波である。こ
れら直線偏波間の位相差が進んでいるか遅れているかで
右旋円偏波Rあるいは左旋円偏波Lとなる。これらは、
偏波面が搬送波周波数の周期で右ないし左に回転するも
のである。右旋円偏波R、左旋円偏波Lも互いに直交し
ており独立した電波として異なる情報を載せることがで
きる。
【0006】では、衛星から送信された周波数f1及び
2の円偏波信号を受信する場合のアンテナ給電装置の
動作について説明する。円偏波発生器2をロータリジョ
イント3によって回転させ、円偏波発生器2内部の誘電
体板を偏分波器4a及び4bの直交偏波端子に対して4
5度になるように設定する。偏波変換器1は円偏波を受
信する場合には任意の位置に設定しておけばよい。衛星
から送信された円偏波は、偏波変換器1を経由して円偏
波発生器2に入力される。円偏波発生器2に入力された
円偏波が右旋円偏波Rであれば、この右旋円偏波Rを垂
直偏波Vに変換して偏分波器4aに出力する。垂直偏波
Vのエネルギーもすべて周波数分波器5aに伝達され
る。一方、円偏波発生器2に入力された円偏波が左旋円
偏波Lであれば、左旋円偏波Lは水平偏波Hに変換され
て、偏分波器4aを経由して偏分波器4bに出力され
る。水平偏波Hのエネルギーもすべて周波数分波器5b
に伝達される。
【0007】この円偏波発生器2の処理により、到来し
た円偏波が右旋円偏波Rであるのか左旋円偏波Lである
のか特定される。周波数分波器5a、5bは偏分波器4
a、4bより入力された垂直偏波V、水平偏波Hを周波
数に応じて分波する処理を行う。周波数分波器5a、5
bにて分波された信号は信号端子6a、6b及び7a、
7bより出力される。すなわち、到来波が周波数f1
右旋円偏波信号Rであれば端子6aに出力され、周波数
1、左旋円偏波信号Lであれば端子7aに出力され
る。また、到来波が周波数f2、右旋円偏波信号Rであ
れば端子6bに出力され、周波数f2、左旋円偏波信号
Lであれば端子7bに出力される。このように、到来し
た信号を周波数及び偏波に応じて適切な信号端子から取
り出すことができる。
【0008】次に、周波数f1及びf2の直線偏波信号を
受信する場合の動作について説明する。偏波変換器1を
ロータリジョイント3により回転させ、受信する直線偏
波の偏波面に対応した角度になるように偏波変換器1内
部の誘電体板を設定する。具体的には、到来波の信号の
偏波面が垂直軸に対し角度αの場合、偏波変換器1の誘
電体板の角度がα/2になるように設定する。円偏波発
生器2は内部の誘電体板が偏分波器4a及び4bの直交
偏波端子に対して0度又は90度になるように設定す
る。直線偏波を受信する場合、円偏波発生器2を0度又
は90度に設定しておくことにより、円偏波発生器2は
直線偏波を素通りさせる。
【0009】衛星から送信された直線偏波は偏波変換器
1に入力され、その偏波面が偏波変換器1で垂直又は水
平になるように変換される。偏波変換器1において偏波
面が変換された直線偏波は円偏波発生器2を素通りして
偏分波器4a、4bに入力される。入力された直線偏波
が垂直偏波Vの場合には偏分波器4aで分波され、水平
偏波Hの場合には偏分波器4bで分波される。偏分波器
4a、4bで分波された垂直偏波V、水平偏波Hはそれ
ぞれ周波数分波器5a及び5bに伝送される。垂直偏波
V、水平偏波Hが周波数分波器5a、5bに入力された
後の処理は、円偏波を受信した場合と同様である。
【0010】図8は異なる周波数で同時に受信できる偏
波の組み合わせを示す図である。従来のアンテナ給電装
置は、図8(d)に示すように、周波数f1及びf2の円
偏波信号、または周波数f1及びf2の直線偏波信号を同
時に受信することが可能である。周波数f1及びf2の円
偏波信号を同時に受信するモードと、周波数f1及びf2
の直線偏波信号を同時に受信するモードを切り替えるの
が円偏波発生器2である。周波数f1及びf2の円偏波信
号を受信するときには円偏波発生器2を45度に設定
し、周波数f1及びf2の直線偏波信号を受信するときに
は円偏波発生器2を0度又は90度に設定することで、
従来のアンテナ給電装置は同時に受信可能なモードを切
り替えていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のアン
テナ給電装置は偏波が異なる信号を同時に受信すること
ができないという問題があった。なぜなら、円偏波発生
器(の誘電体板)の設定角度が円偏波と直線偏波で異な
るからである。つまり、従来のアンテナ給電装置は、円
偏波発生器をいずれかのモードに設定してしまうと、同
時に受信した同じ偏波の信号から周波数の異なる信号を
分波することしかできない。しかし、将来の電波需要の
増加に伴う帯域逼迫の問題を解決するうえで、偏波が異
なる信号を同時に送受信可能なアンテナ給電装置の必要
性は高い。
【0012】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、異なる周波数f1及びf2の信号
に対し、それぞれ円偏波と直線偏波のように偏波が異な
る信号を同時に送受信することができるアンテナ給電装
置を提供することを第1の目的とする。また、この発明
は、所定の通信システムで用いられる信号に応じて、送
受信可能な周波数と偏波の組み合わせを任意に切り替え
ることが可能なアンテナ給電装置を提供することを第2
の目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明に係るアンテナ
給電装置は、同時に受信した第1の周波数の直線偏波信
号及び第2の周波数の円偏波信号から垂直偏波信号及び
水平偏波信号を偏分波して偏波ごとに出力する偏分波器
と、この偏分波器より出力された垂直偏波信号を周波数
に応じて分波、前記第1の周波数の垂直偏波信号と前
記第2の周波数の垂直偏波信号とを出力する第1の周波
数分波器と、前記偏分波器より出力された水平偏波信号
を周波数に応じて分波、前記第1の周波数の水平偏波
信号と前記第2の周波数の水平偏波信号とを出力する第
2の周波数分波器と、前記第1の周波数分波器より出力
される前記第2の周波数の垂直偏波信号と前記第2の周
波数分波器より出力される前記第2の周波数の水平偏波
信号とを合成して出力するハイブリッド回路備え
ものである。
【0014】また、この発明にかかるアンテナ給電装置
は、同時に受信した第1の周波数の直線偏波信号及び第
2の周波数の円偏波信号又は直線偏波信号から垂直偏波
信号及び水平偏波信号を偏分波して偏波ごとに出力する
偏分波器と、この偏分波器より出力された垂直偏波信号
を周波数に応じて分波し、前記第1の周波数の垂直偏波
信号と前記第2の周波数の垂直偏波信号とを出力する第
1の周波数分波器と、前記偏分波器より出力された水平
偏波信号を周波数に応じて分波し、前記第1の周波数の
水平偏波信号と前記第2の周波数の水平偏波信号とを出
力する第2の周波数分波器と、前記第1の周波数分波器
より出力される前記第2の周波数の垂直偏波信号と前記
第2の周波数分波器より出力される前記第2の周波数の
水平偏波信号とを合成して出力するハイブリッド回路
と、このハイブリッド回路と前記第1及び第2の周波数
分波器との間に設けられ、前記第1の周波数分波器より
出力される前記第2の周波数の垂直偏波信号と前記第2
の周波数分波器より出力される前記第2の周波数の水平
偏波信号とを、受信した前記第2の周波数の信号が円偏
波信号である場合には前記ハイブリッド回路に出力し、
受信した前記第2の周波数の信号が直線偏波信号である
場合には信号端子へ直接出力する経路へ出力する切替ス
イッチとを備えたものである。
【0015】また、この発明にかかるアンテナ給電装置
は、同時に受信した第1の周波数の偏波信号及び第2の
周波数の偏波信号から垂直偏波信号及び水平偏波信号を
偏分波して偏波ごとに出力する偏分波器と、この偏分波
器より出力された垂直偏波信号を周波数に応じて分波
し、前記第1の周波数の垂直偏波信号と前記第2の周波
数の垂直偏波信号とを出力する第1の周波数分波器と、
前記偏分波器より出力された水平偏波信号を周波数に応
じて分波し、前記第1の周波数の水平偏波信号と前記第
2の周波数の水平偏波信号とを出力する第2の周波数分
波器と、前記第1の周波数分波器より出力される前記第
2の周波数の垂直偏波信号と前記第2の周波数分波器よ
り出力される前記第2の周波数の水平偏波信号とを合成
して出力するハイブリッド回路と、前記第1の周波数分
波器より出力される前記第1の周波数の垂直偏波信号と
前記第2の周波数分波器より出力される前記第1の周波
数の水平偏波信号とを合成して出力する他のハイブリッ
ド回路と、前記ハイブリッド回路と前記第1及び第2の
周波数分波器との間に設けられ、前記第1の周波数分波
器より出力される前記第2の周波数の垂直偏波信号と前
記第2の周波数分波器より出力される前記第2の周波数
の水平偏波信号とを、受信した前記第2の周波数の偏波
信号が円偏波信号である場合には前記ハイブリッド回路
に出力し、受信した前記第2の周波数の偏波信号が直線
偏波信号である場合には信号端子へ直接出力する経路へ
出力する切替スイッチと、前記他のハイブリッド回路と
前記第1及び第2の周波数分波器との間に設けられ、前
記第1の周波数分波器より出力される前記第1の周波数
の垂直偏波信号と前記第2の周波数分波器より出力され
る前記第1の周波数の水平偏波信号とを、受信した前記
第1の周波数の偏波信号が円偏波信号である場合には前
記他のハイブリッド回路に出力し、受信した前記第1の
周波数の偏波信号が直線偏波信号である場合には信号端
子へ直接出力する経路へ出力する他の切替スイッチとを
備えたものである。
【0016】また、この発明にかかるアンテナ給電装置
は、第1及び第2の周波数分波器において分波された信
号の位相差を補正する移相器を経由して入力された信号
を合成するハイブリッド回路を設けたものである。
【0017】この発明にかかるアンテナ給電装置は、同
時に受信した第1の周波数の直線偏波信号及び第2の周
波数の円偏波信号から垂直偏波信号及び水平偏波信号を
偏分波して偏波ごとに出力する偏分波器と、この偏分波
器より出力された垂直偏波信号を周波数に応じて分波
、前記第1の周波数の垂直偏波信号と前記第2の周波
数の垂直偏波信号とを出力する第1の周波数分波器と、
前記偏分波器より出力された水平偏波信号を周波数に応
じて分波、前記第1の周波数の水平偏波信号と前記第
2の周波数の水平偏波信号とを出力する第2の周波数分
波器と、前記第1の周波数分波器より出力される前記第
2の周波数の垂直偏波信号と前記第2の周波数分波器
り出力される前記第2の周波数の水平偏波信号とから
偏波信号を合成する第1の偏分波器と、この第1の偏分
波器より出力された円偏波信号が右旋円偏波信号であれ
ば垂直偏波信号を、左旋円偏波信号であれば水平偏波信
号を出力する円偏波発生器と、この円偏波発生器より出
力された垂直偏波信号又は水平偏波信号に応じて所定の
信号端子に信号を出力する第2の偏分波器備えたも
のである。
【0018】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1、図2はこの
発明の実施の形態1に係るアンテナ給電装置を示すブロ
ック図である。図3は実施の形態1にかかるアンテナ給
電装置の変形例を示すブロック図である。図1におい
て、8a及び8bは周波数分波器5a、5bより出力さ
れた信号の位相差を補正する移相器、9は振幅が等しく
直交する2つの信号に90度位相差を与えて合成するハ
イブリッド回路である。なお、図1及び図2において図
9に示すものと同一の符号は、同一又は相当部分を示す
ので説明は省略する。実施の形態1に係るアンテナ給電
装置の構成について説明する。偏波変換器1はロータリ
ジョイント3によって偏分波器4と回転可能に結合され
る。偏波変換器1の内部には誘電体板が設けられてお
り、この誘電体板の偏分波器4a、4bの直交偏波端子
に対する角度が偏波変換器1の設定角度となる。
【0019】以下、図1を参照しながら、実施の形態1
に係るアンテナ給電装置が衛星から送信された信号を受
信する場合の動作について説明する。具体的には、周波
数f 1の直線偏波信号及び周波数f2の円偏波信号を受信
する場合の動作について、周波数f2の円偏波信号を受
信する場合から説明する。受信した円偏波信号は偏波変
換器1を経由して偏分波器4a、4bに入力される。円
偏波とは、水平偏波Hと垂直偏波Vを位相を90度ずら
して加えた偏波である。これら直線偏波間の位相が進ん
でいるか遅れているかで右旋円偏波Rあるいは左旋円偏
波Lとなる。偏分波器4a、4bに入力された円偏波信
号は、垂直偏波信号Vと水平偏波信号Hに分けられ、偏
分波器4a、4bの端子から1/2ずつのエネルギーが
周波数分波器5a、5bに伝達される。この垂直偏波信
号Vと水平偏波信号Hは互いに90度の位相差を持って
いる。
【0020】周波数分波器5a、5bは偏分波器4a、
4bから入力された垂直偏波V及び水平偏波Hの周波数
に応じて分波するものである。受信した円偏波の周波数
はf 2であるので分波した信号は移相器8a、8bに出
力される。移相器8a、8bは周波数分波器5a、5b
より出力された信号の位相差がちょうど90度になるよ
うに補正するものである。移相器8a、8bは位相差を
補正した信号をハイブリッド回路9に出力する。ハイブ
リッド回路9は、移相器8a、8bで位相差がちょうど
90度になるように補正された信号を合成して、到来電
波が右旋円偏波Rであれば信号端子6bに、左旋円偏波
Lであれば信号端子7bに信号を出力する。このように
ハイブリッド回路9は円偏波の種類に応じて適切な信号
端子に信号を出力するものである。
【0021】次に、周波数f1の直線偏波信号及び周波
数f2の円偏波信号を受信する場合の動作について、周
波数f1の直線偏波信号を受信する場合の動作について
説明する。偏波変換器1をロータリジョイント3により
回転させ、偏波変換器1内部の誘電体板を受信する直線
偏波の偏波面に対応した角度になるように設定する。具
体的には、到来波の信号の偏波面が垂直軸に対し角度α
の場合、偏波変換器1に設けられた誘電体板の角度がα
/2になるように設定する。衛星から送信された直線偏
波は偏波変換器1に入力され、その偏波面が偏波変換器
1で垂直又は水平になるように変換される。
【0022】偏波変換器1において偏波面が変換された
直線偏波は偏分波器4a、4bに入力される。到来した
直線偏波が垂直偏波Vの場合には偏分波器4aで分波さ
れ、水平偏波Hの場合には偏分波器4bで分波される。
偏分波器4a、4bで分波された垂直偏波V、水平偏波
Hは、それぞれ周波数分波器5a及び5bに伝送され
る。周波数分波器5a、5bは偏分波器4a、4bから
入力された垂直偏波V、水平偏波Hを周波数に応じて分
波するものである。受信した直線偏波の周波数はf1
あるので、垂直偏波Vは信号端子6aに、水平偏波Hは
信号端子7aにそれぞれ出力される。
【0023】以上説明したように、本発明にかかるアン
テナ給電装置は、受信した信号を偏分波し、周波数分波
した後にハイブリッド回路で円偏波合成をするので、図
8(a)に示すように円偏波と直線偏波の信号を同時に
送受信することができる。また、ハイブリッド回路は円
偏波の種類に応じて、信号の周波数及び偏波の種類に応
じて割り当てられた信号端子に信号を出力できる。
【0024】また、アンテナ給電装置の信号経路を通る
過程で、垂直偏波と水平偏波が異なる位相推移を受けて
両偏波間の直交性が崩れることがある。この直交性のず
れは両偏波間の信号干渉につながり信号劣化を引き起こ
す。そこで、本発明の実施の形態1にかかるアンテナ給
電装置は、入力された垂直偏波と水平偏波の位相差を補
正する移相器を設けたものである。このような構成を採
用することにより、両偏波間の直交性が崩れるのを防止
して、常に軸比のよい信号を取り出すことができるので
通信品質が向上する。
【0025】なお、実施の形態1では、衛星から送信さ
れた周波数f1の直線偏波信号と、周波数f2の円偏波信
号を受信可能なアンテナ給電装置について説明したが、
図2のアンテナ給電装置の回路を図3に示すように構成
し直すことにより、周波数f1の円偏波信号と周波数f2
の直線偏波信号を受信可能なアンテナ給電装置を得るこ
とができる。要は、受信した円偏波信号を偏分波器にお
いて偏分波し、周波数分波器において周波数分波した後
に、振幅が等しく直交する2つの信号に90度位相差を
与えて円偏波を合成し、円偏波の種類に応じて所定の端
子に信号を出力するハイブリッド回路を設けたことが本
発明にかかるアンテナ給電装置の特徴である。
【0026】また、実施の形態1では、それぞれ偏波の
異なる周波数f1と周波数f2の信号を受信する場合につ
いて説明したが、本発明のアンテナ給電装置は、偏波の
異なる周波数f1と周波数f2の信号を送信する場合、周
波数f1信号を用いて送信して、周波数f2の信号を用い
て受信する場合、周波数f1信号を用いて受信して、周
波数f2の信号を用いて送信する場合にも適用すること
ができる。
【0027】実施の形態2.実施の形態1では、衛星か
ら送信された周波数f1の直線偏波信号と、周波数f2
円偏波信号を受信可能なアンテナ給電装置について説明
した。実施の形態2では周波数f1の直線偏波信号と周
波数f2の円偏波信号、あるいは周波数f1の直線偏波信
号と周波数f2の直線偏波信号を選択的に受信可能なア
ンテナ給電装置について説明する。図4において、10
は切替スイッチである。切替スイッチ10は、周波数分
波器より出力された信号の伝達先をハイブリッド回路9
または信号端子間で選択的に切り替えることができる1
0a及び10cと、10a及び10cに応じて信号端子
への信号経路を形成する10b及び10dより構成され
る。なお、図4において図1に示すものと同一の符号は
同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
【0028】次に周波数f1の直線偏波信号と周波数f2
の円偏波信号を受信する場合のアンテナ給電装置の動作
について説明する。周波数f1の直線偏波信号は、受信
する直線偏波の偏波面に対応した角度になるように設定
された偏波変換器1に入力される。偏波変換器1は入力
された直線偏波の偏波面を垂直又は水平になるように変
換して偏分波器4a、4bに出力する。偏分波器4a、
4bは偏波面が垂直又は水平に変換された直線偏波を垂
直偏波V、水平偏波Hに分波する。偏分波器4a、4b
で分波された垂直偏波V、水平偏波Hは、それぞれ周波
数分波器5a及び5bに伝送されて周波数に応じて分波
される。受信した直線偏波の周波数はf 1であるので、
垂直偏波Vは信号端子6aに、水平偏波Hは信号端子7
aにそれぞれ出力される。
【0029】一方、周波数f2の円偏波信号は、偏波変
換器1を経由して偏分波器4a、4bに入力される。偏
分波器4a、4bは入力された円偏波を垂直偏波Vと水
平偏波Hに変換し、それぞれ周波数分波器5a、5bに
それぞれ出力する。切替スイッチ10a、10cは、周
波数分波器5a、5bより出力される周波数f2の信号
がハイブリッド回路9に書き込まれるように、周波数分
波器5a、5bとハイブリッド回路9間の信号経路を形
成する。周波数分波器5a、5bより出力された信号
は、切替スイッチ10a、10cによって形成された信
号経路を経由してハイブリッド回路9に書き込まれる。
ハイブリッド回路9は、入力された信号を90度の位相
差で合成して円偏波を生成した後、切替スイッチ10
b、10dによって形成された信号経路を経由して、右
旋円偏波Rなら信号端子6b、左旋円偏波なら信号端子
7bに出力する。このように実施の形態2にかかるアン
テナ給電装置は周波数f1の直線偏波信号と周波数f2
円偏波信号を受信することができる。
【0030】また、実施の形態2にかかるアンテナ給電
装置は、切替スイッチ10を切り替えることにより、周
波数f1の直線偏波信号と周波数f2の直線偏波信号を受
信することができる。周波数f1の直線偏波信号を受信
する動作に関する説明は省略する。周波数f2の直線偏
波信号は、偏波変換器1に入力され、その偏波面が垂直
又は水平になるように変換された後、偏分波器4a、4
bに入力される。偏分波器4a、4bは入力された直線
偏波を垂直偏波V、水平偏波Hに分波する。この垂直偏
波V、水平偏波Hは周波数分波器5a及び5bに伝送さ
れて周波数に応じて分波される。受信した直線偏波の周
波数はf2であるので、それぞれ周波数f2用の信号端子
6b、7bに出力されなければならない。そこで、周波
数分波器5a、5bより出力された信号が信号端子6
b、7bに直接出力される信号経路を形成するように、
切替スイッチ10a、10b、10c、10dは切り替
えられる。垂直偏波Vはこの信号経路を経由して信号端
子6aに、水平偏波Hは信号端子7aにそれぞれ出力さ
れる。
【0031】このように、実施の形態2にかかるアンテ
ナ給電装置は、信号の出力先を選択的に切り替える切替
スイッチ10を設け、この切替スイッチ10を切り替え
ることによって、図8(b)に示すように、周波数f1
の直線偏波信号と周波数f2の円偏波信号を受信するモ
ード、あるいは周波数f1の直線偏波信号と周波数f2
直線偏波信号を受信するモードを任意に選択することが
できる。なお、回路構成を変更することにより周波数f
1の円偏波信号と周波数f2の直線偏波信号、あるいは周
波数f1の直線偏波信号と周波数f2の直線偏波信号を受
信するモードを任意に選択することも可能である。
【0032】また、周波数f2の信号経路を形成する切
替スイッチ10に加えて、図5に示すアンテナ給電装置
は周波数f1の信号経路を形成する切替スイッチを周波
数f1用と周波数f2用の2系統設けて、切替スイッチ1
0と切替スイッチ11を切り替えることにより、図8
(c)に示すように、周波数f1の円偏波信号と周波数
2の円偏波信号を同時に受信するモード、周波数f1
円偏波信号と周波数f2の直線偏波信号を同時に受信す
るモード、周波数f1の直線偏波信号と周波数f2の円偏
波信号を同時に受信するモード、周波数f1の直線偏波
信号と周波数f2の直線偏波信号を同時に受信するモー
ドを任意に選択することも可能となる。
【0033】実施の形態3.実施の形態1では、円偏波
発生器を用いずに、振幅が等しく直交する2つの信号に
90度位相差を与えて合成するハイブリッド回路を設け
ることにより、衛星から送信された周波数f1の直線偏
波信号と周波数f2の円偏波信号を受信することを可能
にしたアンテナ給電装置について説明した。実施の形態
3にかかるアンテナ給電装置は、実施の形態1にかかる
アンテナ給電装置のハイブリッド回路の代わりに、周波
数分波器5a、5bより伝達された信号より円偏波信号
を合成する第1の偏分波器としての機能を果たす偏分波
器4c及び4d、偏分波器4c及び4dより出力された
円偏波信号が右旋円偏波信号であれば垂直偏波信号を、
左旋円偏波信号であれば水平偏波信号を出力する円偏波
発生器2と、この円偏波発生器より出力された垂直偏波
信号又は水平偏波信号に応じて所定の信号端子に信号を
出力する第2の偏分波器である偏分波器4eを設けたも
のである。図6及び図7は実施の形態3にかかるアンテ
ナ給電装置のブロック図である。以下、周波数f2の円
偏波信号を受信する場合の動作について説明する。周波
数f1の直線偏波信号を受信する動作の説明は省略す
る。
【0034】周波数f2の円偏波信号は、偏波変換器1
を経由して偏分波器4a、4bに入力される。偏分波器
4a、4bは入力された円偏波信号を垂直偏波Vと水平
偏波Hに変換し、周波数分波器5a、5bにそれぞれ出
力する。周波数分波器5a、5bに入力された信号の周
波数はf2であるので、垂直偏波信号Vは偏分波器4c
に、水平偏波信号Hは偏分波器4dにそれぞれ出力され
る。この偏分波器4c、4dは偏分波器4a及び4bと
等価なものが用いられている。周波数分波器5a、5b
より出力された垂直偏波信号V、水平偏波信号Hは、偏
分波器4c、4dにおいて合成されて円偏波が出力され
る。偏分波器4c、4dより出力された円偏波は円偏波
発生器2に入力されて直交する2つの垂直偏波Vと水平
偏波Hに分波される。円偏波発生器2は、入力された円
偏波が右旋円偏波Rであれば垂直偏波Vに分波し、左旋
円偏波Lであれば水平偏波Hに分波する。信号端子6b
には垂直偏波V、信号端子7bには水平偏波Hが出力さ
れる。
【0035】以上説明したように、実施の形態3にかか
るアンテナ給電装置では、振幅が等しく位相が90度異
なる2つの信号を90度の位相差で合成するハイブリッ
ド回路の代わりに、偏分波器4cと4d、円偏波発生器
2、偏分波器4eを設けたものである。このような構成
を採用することにより、偏分波器4a及び4b/周波数
分波器5a/偏分波器4c及び4dの信号経路の長さl
aと、偏分波器4a及び4b/周波数分波器5b/偏分
波器4c及び4dの信号経路の長さlbをほぼ一致させ
ることができる。従って、偏分波器4a及び4cの持つ
周波数特性を打ち消して、広い周波数帯にわたり位相差
を90°に保つことが可能となる。
【0036】なお、実施の形態3にかかるアンテナ給電
装置は図8(a)に示すように周波数f1の直線偏波信
号と周波数f2の円偏波信号を同時に受信することが可
能であるが、図7に示すように円偏波発生器2の入力側
と出力端にロータリージョイント3を設けることによ
り、図8(b)に示すように周波数f1の直線偏波信号
と周波数f2の直線偏波信号を受信することも可能であ
る。つまり、円偏波発生器2の設定角度を変更すること
により周波数f2の偏波を直線偏波と円偏波のモードを
切り替えて通信できる。
【0037】
【発明の効果】この発明にかかるアンテナ給電装置は、
偏波の種類に応じて設定角度を変更しなければならない
円偏波発生器を用いない構成を採用したので、円偏波と
直線偏波の信号を同時に送受信することができる。
【0038】また、この発明にかかるアンテナ給電装置
は、信号の出力先を選択的に切り替える切替スイッチを
設け、この切替スイッチを切り替えることによって、周
波数f1の直線偏波信号と周波数f2の円偏波信号を受信
するモード、あるいは周波数f1の直線偏波信号と周波
数f2の直線偏波信号を受信するモードを任意に選択す
ることができる。
【0039】また、この発明にかかるアンテナ給電装置
は、切替スイッチを周波数f1用と周波数f2用の2系統
設けて、これらの切替スイッチを切り替えることによっ
て、周波数f1の円偏波信号と周波数f2の円偏波信号を
同時に受信するモード、周波数f1の円偏波信号と周波
数f2の直線偏波信号を同時に受信するモード、周波数
1の直線偏波信号と周波数f2の円偏波信号を同時に受
信するモード、周波数f1の直線偏波信号と周波数f2
直線偏波信号を同時に受信するモードを任意に選択する
ことができる。
【0040】また、この発明にかかるアンテナ給電装置
は、入力された垂直偏波と水平偏波の位相差を補正する
移相器を設けたものである。このような構成を採用する
ことにより、両偏波間の直交性が崩れるのを防止して、
常に軸比のよい信号を取り出すことができるので通信品
質が向上する。
【0041】また、この発明にかかるアンテナ給電装置
は、ハイブリッド回路に代えて、周波数分波器より出力
された直交する直線偏波信号より円偏波信号を合成する
第1の偏分波器と、この偏分波器より出力された円偏波
信号の種類に応じて垂直偏波ないし水平偏波を出力する
円偏波発生器と、円偏波信号の種類に応じて所定の信号
端子に信号を出力する第2の偏分波器を設けた。従っ
て、偏分波器の持つ周波数特性を打ち消して、広い周波
数帯にわたり位相差を90°に保つことが可能となる。
【0042】また、この発明にかかるアンテナ給電装置
は、円偏波発生器の入力側と出力端にロータリージョイ
ントを設けたので、円偏波発生器の設定角度を変更する
ことにより周波数f2の偏波を直線偏波と円偏波のモー
ドを切り替えて通信できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1にかかるアンテナ給
電装置を示すブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態1にかかるアンテナ給
電装置を示すブロック図である。
【図3】 この発明の実施の形態1にかかるアンテナ給
電装置の変形例を示すブロック図である。
【図4】 この発明の実施の形態2にかかるアンテナ給
電装置を示すブロック図である。
【図5】 この発明の実施の形態2にかかるアンテナ給
電装置を示すブロック図である。
【図6】 この発明の実施の形態3にかかるアンテナ給
電装置を示すブロック図である。
【図7】 この発明の実施の形態3にかかるアンテナ給
電装置を示すブロック図である。
【図8】 異なる周波数で同時に受信できる偏波の組み
合わせを説明する図である。
【図9】 従来のアンテナ給電装置を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 偏波変換器 2 円偏波発生器 3 ロータリジョイント 4 偏分波器 5 周波数分波器 6 信号端子 7 信号端子 8 移相器 9 ハイブリッド回路 10 切替スイッチ 11 切替スイッチ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−55805(JP,A) 特開 平1−305740(JP,A) 特開 平11−145870(JP,A) 特開 昭57−188107(JP,A) 特開 平1−199186(JP,A) 特開 平6−29733(JP,A) 特開 平3−12563(JP,A) 特開 昭57−24105(JP,A) 特開 昭63−51701(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01Q 21/24 H01P 1/16

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同時に受信した第1の周波数の直線偏波
    信号及び第2の周波数の円偏波信号から垂直偏波信号及
    び水平偏波信号を偏分波して偏波ごとに出力する偏分波
    器と、この偏分波器より出力された垂直偏波信号を周波
    数に応じて分波、前記第1の周波数の垂直偏波信号
    前記第2の周波数の垂直偏波信号とを出力する第1の周
    波数分波器と、前記偏分波器より出力された水平偏波信
    号を周波数に応じて分波、前記第1の周波数の水平偏
    波信号と前記第2の周波数の水平偏波信号とを出力する
    第2の周波数分波器と、前記第1の周波数分波器より出
    力される前記第2の周波数の垂直偏波信号と前記第2の
    周波数分波器より出力される前記第2の周波数の水平偏
    波信号とを合成して出力するハイブリッド回路備え
    たことを特徴とするアンテナ給電装置。
  2. 【請求項2】 同時に受信した第1の周波数の直線偏波
    信号及び第2の周波数の円偏波信号又は直線偏波信号か
    ら垂直偏波信号及び水平偏波信号を偏分波して偏波ごと
    に出力する偏分波器と、この偏分波器より出力された垂
    直偏波信号を周波数に応じて分波し、前記第1の周波数
    の垂直偏波信号と前記第2の周波数の垂直偏波信号とを
    出力する第1の周波数分波器と、前記偏分波器より出力
    された水平偏波信号を周波数に応じて分波し、前記第1
    の周波数の水平偏波信号と前記第2の周波数の水平偏波
    信号とを出力する第2の周波数分波器と、前記第1の周
    波数分波器より出力される前記第2の周波数の垂直偏波
    信号と前記第2の周波数分波器より出力される前記第2
    の周波数の水平偏波信号とを合成して出力するハイブリ
    ッド回路と、このハイブリッド回路と前記第1及び第2
    の周波数分波器との間に設けられ、前記第1の周波数分
    波器より出力される前記第2の周波数の垂直偏波信号と
    前記第2の周波数分波器より出力される前記第2の周波
    数の水平偏波信号とを、受信した前記第2の周波数の信
    号が円偏波信号である場合には前記ハイブリッド回路に
    出力し、受信した前記第2の周波数の信号が直線偏波信
    号である場合には信号端子へ直接出力する経路へ出力す
    る切替スイッチとを備えたことを特徴とするアンテナ給
    電装置。
  3. 【請求項3】 同時に受信した第1の周波数の偏波信号
    及び第2の周波数の偏波信号から垂直偏波信号及び水平
    偏波信号を偏分波して偏波ごとに出力する偏 分波器と、
    この偏分波器より出力された垂直偏波信号を周波数に応
    じて分波し、前記第1の周波数の垂直偏波信号と前記第
    2の周波数の垂直偏波信号とを出力する第1の周波数分
    波器と、前記偏分波器より出力された水平偏波信号を周
    波数に応じて分波し、前記第1の周波数の水平偏波信号
    と前記第2の周波数の水平偏波信号とを出力する第2の
    周波数分波器と、前記第1の周波数分波器より出力され
    る前記第2の周波数の垂直偏波信号と前記第2の周波数
    分波器より出力される前記第2の周波数の水平偏波信号
    とを合成して出力するハイブリッド回路と、前記第1の
    周波数分波器より出力される前記第1の周波数の垂直偏
    波信号と前記第2の周波数分波器より出力される前記第
    1の周波数の水平偏波信号とを合成して出力する他のハ
    イブリッド回路と、前記ハイブリッド回路と前記第1及
    び第2の周波数分波器との間に設けられ、前記第1の周
    波数分波器より出力される前記第2の周波数の垂直偏波
    信号と前記第2の周波数分波器より出力される前記第2
    の周波数の水平偏波信号とを、受信した前記第2の周波
    数の偏波信号が円偏波信号である場合には前記ハイブリ
    ッド回路に出力し、受信した前記第2の周波数の偏波信
    号が直線偏波信号である場合には信号端子へ直接出力す
    る経路へ出力する切替スイッチと、前記他のハイブリッ
    ド回路と前記第1及び第2の周波数分波器との間に設け
    られ、前記第1の周波数分波器より出力される前記第1
    の周波数の垂直偏波信号と前記第2の周波数分波器より
    出力される前記第1の周波数の水平偏波信号とを、受信
    した前記第1の周波数の偏波信号が円偏波信号である場
    合には前記他のハイブリッド回路に出力し、受信した前
    記第1の周波数の偏波信号が直線偏波信号である場合に
    は信号端子へ直接出力する経路へ出力する他の切替スイ
    ッチとを備えたことを特徴とするアンテナ給電装置。
  4. 【請求項4】 前記ハイブリッド回路は、前記第1及び
    第2の周波数分波器において分波された信号の位相差を
    補正する移相器を経由して入力された信号を合成するこ
    とを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
  5. 【請求項5】 同時に受信した第1の周波数の直線偏波
    信号及び第2の周波数の円偏波信号から垂直偏波信号及
    び水平偏波信号を偏分波して偏波ごとに出力する偏分波
    器と、この偏分波器より出力された垂直偏波信号を周波
    数に応じて分波、前記第1の周波数の垂直偏波信号
    前記第2の周波数の垂直偏波信号とを出力する第1の周
    波数分波器と、前記偏分波器より出力された水平偏波信
    号を周波数に応じて分波、前記第1の周波数の水平偏
    波信号と前記第2の周波数の水平偏波信号とを出力する
    第2の周波数分波器と、前記第1の周波数分波器より出
    力される前記第2の周波数の垂直偏波信号と前記第2の
    周波数分波器より出力される前記第2の周波数の水平偏
    波信号とから円偏波信号を合成する第1の偏分波器と、
    この第1の偏分波器より出力された円偏波信号が右旋円
    偏波信号であれば垂直偏波信号を、左旋円偏波信号であ
    れば水平偏波信号を出力する円偏波発生器と、この円偏
    波発生器より出力された垂直偏波信号又は水平偏波信号
    に応じて所定の信号端子に信号を出力する第2の偏分波
    備えたことを特徴とするアンテナ給電装置。
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