JP3818885B2 - 衛星放送受信用コンバータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隣り合う複数の衛星から送信される電波を受信する衛星放送受信用コンバータに係り、特に、発振周波数の異なる２つの局部発振回路部を用いて各衛星の２つの偏波（例えば右旋円偏波と左旋円偏波）をそれぞれ異なる中間周波帯に周波数変換するようにした衛星放送受信用コンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
隣り合う複数の衛星の受信に際し、例えば２つの衛星から左旋円偏波と右旋円偏波の衛星放送信号がそれぞれ送信され、これら衛星放送信号を別々のフィードホーン及び導波管に入力して１つのＬＮＢで受信する場合、導波管でピックアップした左旋円偏波信号と右旋円偏波信号をそれぞれ異なる中間周波帯に周波数変換する必要がある。この場合において、１衛星の左旋円偏波信号と右旋円偏波信号を２つの混合器で異なる中間周波帯に周波数変換し、２つの衛星に対する４つの混合器のうち、左旋円偏用の２つの混合器に第１の発振器を接続すると共に、右旋円偏用の２つの混合器に第２の発振器を接続すれば、発振周波数の異なる第１の発振器と第２の発振器とを用いて、２つの衛星のそれぞれの左旋円偏波信号と右旋円偏波信号を異なる中間周波帯に周波数変換することができる。
【０００３】
このようなコンバータ回路を基板上にレイアウトする場合は、第１および第２の発振器と各混合器間を接続する発振信号ラインの一部を、各混合器から出力される中間周波信号の中間周波信号ラインと必ず交差させなければならない。例えば、第１および第２の発振器を挟んで２つの衛星のそれぞれの左旋円偏波信号ラインを内側に、その外側にそれぞれの右旋円偏波信号ラインをレイアウトした場合、外側に位置する右旋円偏の２つの混合器に第２の発振器を接続するためには、その発振信号ラインを各中間周波信号ラインと交差させる必要がある。そこで従来は、裏面にグランドパターンを有する基板の表面にコンバータ回路を設け、発振信号ラインが中間周波信号ラインと交差する部分において、基板の裏面に配置した同軸ケーブルの両端を基板を貫通して発振信号ラインに半田付けすることにより、発振信号ラインを基板の裏面側の同軸ケーブルを介して中間周波信号ラインに交差させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、複数の衛星からの放送信号を１つのＬＮＢで受信する際に、発振信号ラインと中間周波信号ラインとを同軸ケーブルを用いて交差させるという従来技術によれば、各信号ラインにグランドがあるため、周波数の異なる信号間の干渉を低減させることができる。しかしながら、基板と別に同軸ケーブルを用い、この同軸ケーブルを基板の裏面から表面に突出させて信号ラインに半田付けしなければならないため、同軸ケーブルを接続する工程に手間がかかり、製造コストが上昇するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、接続に手間のかかる同軸ケーブルを省略して、製造コストの低減化が図れる衛星放送受信用コンバータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、隣り合う複数の衛星から送信される電波を受信し、１衛星の２つの偏波を第１および第２混合器で異なる中間周波帯に周波数変換すると共に、各第１混合器と各第２混合器がそれぞれ発振周波数の異なる２つの局部発振回路部のいずれか一方に接続されている衛星放送受信用コンバータにおいて、前記局部発振回路部と前記各混合器とを第１の回路基板の片面上で発振信号ラインによって接続すると共に、該第１の回路基板の他面と第２の回路基板の片面とをグランドパターンを介して接合し、この接合部位で前記各混合器から出力される中間周波信号の中間周波信号ラインを前記第１の回路基板の片面から前記第２の回路基板の他面へ導出し、かつ、該中間周波信号ラインと前記発振信号ラインとを交差させたことを特徴とする。
【０００７】
このように構成すると、第１の回路基板と第２の回路基板とを重ね合わせることで、グランドを有したまま発振信号ラインと中間周波信号ラインを交差させることができるため、接続に手間のかかる同軸ケーブルを省略することができ、衛星放送受信用コンバータの製造コストを低減することができる。
【０００８】
上記の構成において、グランドパターンは接合部位で第１の回路基板と第２の回路基板の少なくとも一方に設けられていれば良いが、これら第１の回路基板と第２の回路基板の両方にグランドパターンを設けると、各信号ラインに対して確実にグランドをとることができて好ましい。
【０００９】
また、上記の構成において、中間周波信号ラインをスルーホール等によって第１の回路基板の片面から第２の回路基板の他面へ導出させても良いが、かかる導出手段として接続ピンを用いることが好ましい。
【００１０】
また、上記の構成において、第１の回路基板と第２の回路基板は同一材料で形成しても良いが、回路基板のトータルコストを低減する上では、第２の回路基板を第１の回路基板よりもＱ値の低い材料で形成することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明の実施形態例について図面を参照して説明すると、図１は実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータの断面図、図２は該衛星放送受信用コンバータを別方向から見た断面図、図３は導波管の斜視図、図４は導波管の正面図、図５は誘電体フィーダの斜視図、図６は誘電体フィーダの正面図、図７は誘電体フィーダを分解して示す説明図、図８は誘電体フィーダを導波管に取り付けた状態を示す説明図、図９は２つの誘電体フィーダの違いを示す説明図、図１０はシールドケースと回路基板およびショートキャップを分解して示す斜視図、図１１はシールドケースの裏面図、図１２は回路基板をシールドケースに取り付けた状態を示す説明図、図１３は図１２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図１４は第１の回路基板の部品実装面を示す図、図１５は誘電体フィーダの位相変換部と微小放射パターンの位置関係を示す説明図、図１６は導波管と回路基板およびショートキャップの取付状態を示す断面図、図１７は防水カバーの補正部と放射パターンの関係を示す説明図、図１８は補正部の変形例を示す説明図、図１９はコンバータ回路のブロック図、図２０は回路部品のレイアウト状態を示す説明図、図２１は２枚の回路基板の接合部分を拡大して示す説明図である。
【００１２】
本実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータは、第１および第２の導波管１，２と、導波管１，２の先端部にそれぞれ保持された第１および第２の誘電体フィーダ３，４と、シールドケース５と、シールドケース５の内部に取り付けられた第１および第２の回路基板６，７と、各導波管１，２の後部開口端を蓋閉する一対のショートキャップ８と、これらの部品を覆う防水カバー９等によって構成されている。
【００１３】
図３と図４に示すように、第１の導波管１は金属平板を円筒状に巻回して接合し、その接合部分を複数のかしめ部１ａで固定したものであり、各かしめ部１ａ間の距離は管内波長λｇの約１／４波長に設定されている。第１の導波管１はほぼ円形の断面形状を呈しているが、その周面に円周方向に略９０度の間隔を存して４つの平行部１ｂが形成されている。各平行部１ｂは第１の導波管１の中心軸と平行な長手方向へ延びており、それぞれの後端にスナップ爪１ｃが延設されている。また、対面する２つの平行部１ｂの途中にストッパ爪１ｄが形成されており、これらストッパ爪１ｄは第１の導波管１の内部に突出している。第２の導波管２は第１の導波管１と全く同一に構成されており、ここでは重複説明を省略するが、かしめ部２ａと平行部２ｂとスナップ爪２ｃおよびストッパ爪２ｄを有している。
【００１４】
第１の誘電体フィーダ３と第２の誘電体フィーダ４はいずれも誘電正接の低い合成樹脂材料からなり、本実施形態例の場合は価格の点を考慮して安価なポリエチレン（誘電率ε≒２．２５）が用いられている。図５〜図７に示すように、第１の誘電体フィーダ３は、放射部１０を有する第１の分割体３ａと、インピーダンス変換部１１および位相変換部１２を第２の分割体３ｂとで構成されている。放射部１０はラッパ状に広がる円錐形状をなし、その中心部には円形の貫通孔１０ａが穿設されている。貫通孔１０ａの内周面には嵌合凸部１０ｂが設けられており、第１の分割体３ａは射出成形時に嵌合凸部１０ｂをパーティングラインとして型開きされるようになっている。また、放射部１０の先広がりの端面には環状溝１０ｃが形成されており、この環状溝１０ｃの深さは当該環状部を伝播する電波波長λの約１／４波長に設定されている。
【００１５】
インピーダンス変換部１１は位相変換部１２に向かって円弧状に窄まる一対の湾曲面１１ａを有し、これら湾曲面１１ａの断面形状は近似的な二次曲線となっている。インピーダンス変換部１１の端面はほぼ円形であるが、その周縁に略９０度の間隔を存して４つの平坦状の取付面１１ｂが形成されている。また、インピーダンス変換部１１の端面中央に円筒状の突起１３が設けられており、この突起１３の外周面に嵌合凹部１３ａが形成されている。そして、突起１３を貫通孔１０ａに挿入してインピーダンス変換部１１の端面を放射部１０の後端面に突き合わせると、貫通孔１０ａの内部で嵌合凹部１３ａと嵌合凸部１０ｂがスナップ結合し、これによって第１の分割体３ａと第２の分割体３ｂとが一体化されるようになっている。
【００１６】
その際、放射部１０の後端面から嵌合凸部１０ｂまでの長さをＡ、インピーダンス変換部１１の端面から嵌合凹部１３ａまでの長さをＢとすると、Ａ寸法がＢ寸法よりも若干長くなるように設定されている。このため、嵌合凹部１３ａと嵌合凸部１０ｂがスナップ結合した時点で、放射部１０の後端面をインピーダンス変換部１１の端面に圧接する方向の力が発生し、第１の分割体３ａと第２の分割体３ｂはガタ付きなく一体化される。また、突起１３の先端面にも環状溝１３ｂが形成されており、第１の分割体３ａと第２の分割体３ｂを一体化した時点で、両者の環状溝１０ｃ，１３ｂは同心円に配列される。
【００１７】
位相変換部１２はインピーダンス変換部１１の先窄まり部分に連続しており、第１の誘電体フィーダ３内に進入した円偏波を直線偏波に変換する９０度位相器として機能する。位相変換部１２はほぼ均一な厚みを有する板状部材であり、その先端部に複数の切欠き１２ａが形成されている。各切欠き１２ａの深さは管内波長λｇの約１／４波長に設定されており、位相変換部１２の端面と切欠き１２ａの底面とは電波の進行方向に対して直交する２つの反射面となっている。また、位相変換部１２の両側面に長溝１２ｂが形成されている。
【００１８】
図８に示すように、このように構成された第１の誘電体フィーダ３は第１の導波管１に保持され、第１の分割体３ａの放射部１０と第２の分割体３ｂの突起１３は第１の導波管１の開口端から突出し、第２の分割体３ｂのインピーダンス変換部１１と位相変換部１２は第１の導波管１の内部に挿入・固定される。その際、第１の導波管１の内周面に形成された４つの平行部１ｂに対し、インピーダンス変換部１１の各取付面１１ｂを対応する４つの平行部１ｂに圧入すると共に、位相変換部１２の両側面を１８０度対向する２つの平行部１ｂに圧入することにより、第２の分割体３ｂを第１の導波管１に高い位置精度で簡単に取り付けることができる。さらに、２つの平行部１ｂに形成したストッパ爪１ｄが位相変換部１２の長溝１２ｂに食い込むことにより、第２の分割体３ｂの第１の導波管１からの抜け出しを確実に防止できるようになっている。
【００１９】
第２の誘電体フィーダ４は、放射部１４を有する第１の分割体４ａと、インピーダンス変換部１５および位相変換部１６を第２の分割体４ｂとで構成されており、第１の分割体４ａの貫通孔１４ａに第２の分割体４ｂの突起１７を挿入・固定するという基本的構成は第１の誘電体フィーダ３と同じであるが、以下の２点が第１の誘電体フィーダ３と相違している。１つ目の相違点は両位相変換部１２，１６の長さを変えたことにあり、第１の誘電体フィーダ３の位相変換部１２の長さＬ１と第２の誘電体フィーダ４の位相変換部１６の長さＬ２とを比べると、Ｌ１＞Ｌ２の関係に設定されている。２つ目の相違点は両第２の分割体３ｂ，４ｂの色を変えたことにあり、例えば、第１の誘電体フィーダ３の第２の分割体３ｂを原材料の色で射出成形し、第２の誘電体フィーダ４の第２の分割体４ｂを原材料に赤色や青色等の着色を施して射出成形してある。
【００２０】
すなわち、第１の誘電体フィーダ３と第２の誘電体フィーダ４の各構成部品のうち、両第１の分割体３ａ，４ａは共通部品となっており、両第２の分割体３ｂ，４ｂがそれぞれの位相変換部１２，１６の長さと色を異にする別部品となっている。両位相変換部１２，１６の長さを変える理由については後述するが、両第２の分割体３ｂ，４ｂの色を変えると、図９に示すように、第１および第２の誘電体フィーダ３，４を対応する第１および第２の導波管１，２にそれぞれ保持した際に、両第１の分割体３ａ，４ａの端面に露出する突起１３，１７の色を目視することにより、両第２の分割体３ｂ，４ｂの誤挿入を簡単かつ確実にチェックすることができる。
【００２１】
図１０〜図１３に示すように、シールドケース５は金属平板をプレス加工したものであり、その一側部に形成された傾斜面５ａには一対のコネクタ１８が取り付けられている。シールドケース５の平板状の天板には一対の貫通孔１９と複数の透孔２０が穿設されており、円形状をなす各貫通孔１９の周縁に複数の支持部２１がシールドケース５の外部に向けて直角に折り曲げ形成されている。また、シールドケース５の天板には各透孔２０によって囲まれた複数の桟部５ｂが形成され、これら桟部５ｂの外縁に複数の係止爪２２がシールドケース５の内部に向けて直角に折り曲げ形成されている。さらに、シールドケース５の桟部５ｂの裏面には複数の凹部２３が形成されており、これら凹部２３は透孔２０の外縁に沿って細長形状に形成されている。
【００２２】
第１の回路基板６は低誘電率で誘電損失の少ないフッ素樹脂系のポリテトラフルオロエチレン等の材料からなり、その外形は第２の回路基板７に比べて大型に形成され、適宜箇所に複数の貫通孔６ａが設けられている。第２の回路基板７はガラス入りエポキシ樹脂等の第１の回路基板６に比べてＱ値が低い材料からなり、１つの貫通孔７ａが設けている。また、第１および第２の回路基板６，７の片面にグランドパターン２４，２５がそれぞれ設けられており、これらグランドパターン２４，２５は各凹部２３内に充填された半田２６を用いてシールドケース５に半田付けされている。この場合、予め各凹部２３内にクリーム半田を充填した状態で、シールドケース５の天板裏面に両回路基板６，７のグランドパターン２４，２５を重ね合わせ、しかる後にクリーム半田をリフロー炉等で溶融させれば、両回路基板６，７をシールドケース５に簡単かつ確実に接地することができる。その際、図１２と図１３に示すように、各凹部２３の一部を両回路基板６，７の外縁部よりも外側へ露出させておくと、半田不足等の不良を目視によって簡単にチェックすることができ、不足した半田を簡単に補充することができる。
【００２３】
また、第１および第２の回路基板６，７はシールドケース５に半田付けされるだけでなく、各係止爪２２を用いてシールドケース５の天板裏面に係止されている。この場合、両回路基板６，７の各貫通孔６ａ，７ａをシールドケース５の各係止爪２２に挿入した後、これら係止爪２２を第１の回路基板６の板面側に折り曲げれば、両回路基板６，７をシールドケース５に係止することができる。特に、第２の回路基板７よりも大型の第１の回路基板６について見ると、中央部や周縁部を含む適宜箇所が複数の係止爪２２によってシールドケース５の天板裏面に押し付けているため、第１の回路基板６の反りを確実に補正することができる。
【００２４】
図１４と図１５に示すように、第１の回路基板６には一対の円形孔２７が穿設されており、これら円形孔２７内にはそれぞれ第１ないし第３の橋絡部２７ａ〜２７ｃが形成されている。第１の回路基板６をシールドケース５の内部に固定した状態において、両円形孔２７はシールドケース５の貫通孔１９にそれぞれ一致している。第１の橋絡部２７ａと第２の橋絡部２７ｂは略９０度の角度で交差しており、第３の橋絡部２７ｃは第１および第２の橋絡部２７ａ，２７ｂに対して略４５度の角度で交差している。ただし、図示左側の各橋絡部２７ａ〜２７ｃと図示右側の各橋絡部２７ａ〜２７ｃとは、第１の回路基板６の中心を通る直線Ｐに関して線対称の位置にある。第１の回路基板６のグランドパターン２４と反対側は部品実装面になっており、この部品実装面において、両円形孔２７の周囲に環状のアースパターン２８が形成されている。これらアースパターン２８はスルーホールを介してグランドパターン２４と導通しており、各アースパターン２８内にそれぞれ円周方向に略９０度の間隔を存して４つの取付孔２９が穿設されている。各取付孔２９は長方形に形成されており、図示左側の４つの取付孔２９と図示右側の４つの取付孔２９も前記直線Ｐに関して線対称の位置にある。
【００２５】
また、第１の回路基板６の部品実装面には、両第１の橋絡部２７ａ上に位置する一対の第１のプローブ３０ａ，３０ｂと、両第２の橋絡部２７ｂ上に位置する一対の第２のプローブ３１ａ，３１ｂと、両第３の橋絡部２７ｃ上に位置する一対の微小放射パターン３２ａ，３２ｂとがそれぞれパターン形成されている。したがって、左右両側の第１のプローブ３０ａ，３０ｂと第２のプローブ３１ａ，３１ｂおよび微小放射パターン３２ａ，３２ｂの各対も前記直線Ｐに関して線対称の位置にあり、以下の説明では、図１４における図示右側の微小放射パターン３２ａを第１の微小放射パターンと呼び、図示左側の微小放射パターン３２ｂを第２の微小放射パターンと呼ぶ。
【００２６】
ショートキャップ８は金属平板をプレス加工したものであり、図１０に示すように、有底形状の開口端側に鍔部８ａが形成されている。鍔部８ａには円周方向に略９０度の間隔を存して４つの取付孔３３が穿設されており、各取付孔３３は長方形に形成されている。ショートキャップ８は両導波管１，２の後部開口端を蓋閉する終端面として機能し、図１５に示すように、ショートキャップ８と第１および第２の導波管１，２とは第１の回路基板６を介して一体化されている。すなわち、第１および第２の導波管１，２の各スナップ爪１ｃ，２ｃは第１の回路基板６の各取付孔２９を挿通して裏面側へ突出しており、これらスナップ爪１ｃ，２ｃにショートキャップ８の各取付孔３３をスナップインすることにより、第１の回路基板６が両導波管１，２と一対のショートキャップ８とで挟持・固定される。その際、第１の回路基板６のアースパターン２８上に予めクリーム半田が塗布されており、ショートキャップ８のスナップイン後にリフロー炉でクリーム半田を溶融することにより、ショートキャップ８は第１の回路基板６のアースパターン２８に半田付けされるようになっている。
【００２７】
また、前述したように第１の回路基板６はシールドケース５の内部に固定されており、第１の導波管１と第２の導波管２のそれぞれは、第１の回路基板６に対して垂直に固定されると共に、第１の回路基板６からシールドケース５の貫通孔１９を挿通して外部へ突出している。この場合、両導波管１，２は貫通孔１９の周縁に形成された各支持部２１に当接しており、これら支持部２１によって両導波管１，２の傾き等の不所望な変形が防止されている。なお、両導波管１，２の突出方向と反対側のシールドケース５の開口は図示せぬカバーによって覆われている。
【００２８】
図１と図２に戻り、前述した両導波管１，２と両誘電体フィーダ３，４およびシールドケース５等の各部品は防水カバー９の内部に収納され、一対のコネクタ１８は防水カバー９から外部へ突出している。防水カバー９はポリプロピレンやＡＳＡ樹脂等の耐候性に優れた誘電体材料からなり、両誘電体フィーダ３，４の放射部１０，１４は防水カバー９の前面部９ａに対向している。この前面部９ａのほぼ中央に一対の突壁３４が設けられており、両突壁３４は第１および第２の導波管１，２の間を横切るように延びている。これら突壁３４は補正部として機能するもので、防水カバー９を通過する電波の位相が突壁３４によって遅れるため、両導波管１，２に入射する電波の放射パターンを突壁３４の体積比に応じて補正することができる。したがって、図１７に示すように、放射パターンを破線形状（突壁３４がない場合）から実線形状に補正することができ、小型化された反射鏡（ディッシュ）を使用することができる。なお、図１８に示すように、防水カバー９の前面部９ａのほぼ中央を厚くした厚肉部３５を補正部とすることも可能である。
【００２９】
本実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータは、上空に打ち上げられた隣り合う２つの衛星（第１の衛星Ｓ１と第２の衛星Ｓ２）から送信された電波を受信するものであり、第１および第２の衛星Ｓ１，Ｓ２からはそれぞれ左旋および右旋の円偏波信号が送信され、これらの円偏波信号は反射鏡で収束した後、防水カバー９を通過して第１および第２の導波管１，２の内部に入力される。例えば、第１の衛星Ｓ１から送信された左旋および右旋の円偏波信号は、放射部１０と突起１３の端面から第１の誘電体フィーダ３の内部に進入し、第１の誘電体フィーダ３の内部で放射部１０からインピーダンス変換部１１を経て位相変換部１２へと伝播した後、位相変換部１２で直線偏波に変換されて第１の導波管１の内部に進入する。すなわち、円偏波は等振幅で互いに９０度の位相差を持つ２つの直線偏波の合成ベクトルが回転している偏波であるため、円偏波が位相変換部１２内を伝播することによって９０度ずれている位相が同相となり、例えば左旋の円偏波が垂直偏波に変換され、右旋の円偏波が水平偏波に変換される。
【００３０】
その際、第１の誘電体フィーダ３の端面に約λ／４波長の深さを有する複数の環状溝１０ｃ，１３ｂが形成されているので、放射部１０の端面と環状溝１０ｃ，１３ｂの底面で反射した電波の位相は逆転してキャンセルされ、放射部１０の端面に向かう電波の反射成分が大幅に低減される。しかも、この放射部１０は第１の導波管１の前方開口端から広がるラッパ形状となっているので、電波を効率良く第１の誘電体フィーダ３内に収束させることができると共に、放射部１０の軸線方向の長さを短くすることができる。
【００３１】
また、第１の誘電体フィーダ３の放射部１０と位相変換部１２との間にインピーダンス変換部１１を設け、このインピーダンス変換部１１に形成した一対の湾曲面１１ａの断面形状を近似的な二次曲線で連続することにより、第１の誘電体フィーダ３の厚みが放射部１０から位相変換部１２に向かって次第に薄くなるよう収束させたので、第１の誘電体フィーダ３内を伝播する電波の反射成分を効果的に低減することができるのみならず、インピーダンス変換部１１から位相変換部１２に至る部分の長さを短縮しても直線偏波に対する位相差が大きくなり、この点からも第１の誘電体フィーダ３の全長を大幅に短くすることができる。
【００３２】
さらに、位相変換部１２の端面に約λｇ／４波長の深さを有する切欠き１２ａを形成したので、切欠き１２ａの底面と位相変換部１２の端面で反射した電波の位相は逆転してキャンセルされ、位相変換部１２の端面におけるインピーダンスの不整合も解消することができる。
【００３３】
第１の衛星Ｓ１から送信された左旋および右旋の円偏波信号は、このようにして第１の誘電体フィーダ３の位相変換部１２で垂直および水平偏波信号に変換された後、第１の導波管１内をショートキャップ８に向かって進行し、垂直偏波は第１のプローブ３０ａによって検出され、水平偏波は第２のプローブ３１ａによって検出される。同様に、第２の衛星Ｓ２から送信された左旋および右旋の円偏波信号は、放射部１４と突起１７の端面から第２の誘電体フィーダ４の内部に進入し、第２の誘電体フィーダ４の位相変換部１６で左旋の円偏波が垂直偏波に変換され、右旋の円偏波が水平偏波に変換される。そして、これら垂直偏波および水平偏波は第２の導波管１内をショートキャップ８に向かって進行し、垂直偏波は第１のプローブ３０ｂによって検出され、水平偏波は第２のプローブ３１ｂによって検出される。
【００３４】
ここで、第１の回路基板６には第１および第２の微小放射パターン３２ａ，３２ｂが形成されており、第１の微小放射パターン３２ａは第１および第２のプローブ３０ａ，３１ａの各軸線に対して略４５度の角度で交差し、第２の微小放射パターン３２ｂも第１および第２のプローブ３０ｂ，３１ｂの各軸線に対して略４５度の角度で交差しているため、両導波管１，２内における垂直偏波と水平偏波の電界の乱れがそれぞれ第１および第２の微小放射パターン３２ａ，３２ｂによって抑制され、垂直偏波と水平偏波との間のアイソレーションが確保されている。また、第１および第２の微小放射パターン３２ａ，３２ｂは各プローブ３０ａ，３１ａ，３０ｂ，３１ｂの軸線に関して非対称な長方形であり、その大きさ（面積）が比較的小さく設定されているので、垂直偏波と水平偏波との間のアイソレーションを確保した上で、第１および第２の微小放射パターン３２ａ，３２ｂでの反射を低減することができる。
【００３５】
ただし、第１および第２の微小放射パターン３２ａ，３２ｂは第１の回路基板６上で前記直線Ｐに関して線対称位置にあるため、図１５から明らかなように、第１の微小放射パターン３２ａは第１の誘電体フィーダ３の位相変換部１２に対して略直交し、第２の微小放射パターン３２ｂは第２の誘電体フィーダ４の位相変換部１６に対して略平行となる。この場合、第２の微小放射パターン３２ｂが位相変換部１６に略平行となる第２の導波管２内の電界分布に比べ、第１の微小放射パターン３２ａが位相変換部１２と略直交する第１の導波管１内の電界分布が悪くなるため、この電界分布の悪化を位相変換部１２の軸線方向の寸法を長くすることによって補正している。すなわち、前述したように、第１の誘電体フィーダ３の位相変換部１２の長さＬ１と第２の誘電体フィーダ４の位相変換部１６の長さＬ２とがＬ１＞Ｌ２の関係に設定されており（図９参照）、位相変換部１２を長寸にすることで、第１の導波管１内を進行する直線偏波に位相のズレが生じないようにしている。
【００３６】
第１のプローブ３０ａ，３０ｂと第２のプローブ３１ａ，３１ｂによって検出された受信信号は、第１および第２の回路基板６，７上に実装されたコンバータ回路でＩＦ周波数信号に周波数変換されて出力される。図１９に示すように、このコンバータ回路は、第１の衛星Ｓ１と第２の衛星Ｓ２から送信された衛星放送信号を受信して後続する回路へ導出する衛星放送信号入力端部１００と、入力された衛星放送信号を増幅して出力する受信信号増幅回路部１０１と、入力された衛星放送信号のイメージ周波数帯を減衰するフィルタ部１０２と、フィルタ部１０２から出力された衛星放送信号を周波数変換する周波数変換部１０３と、周波数変換部１０３から出力された信号を増幅する中間周波数増幅回路部１０４と、中間周波増幅回路部１０４で増幅された衛星放送信号を選択して出力する信号選択手段１０５と、受信信号増幅回路部１０１やフィルタ部１０２や信号選択手段１０５等の各回路部に電源電圧を供給する第１および第２のレギュレータ１０６，１０７等を備えている。
【００３７】
第１の衛星Ｓ１と第２の衛星Ｓ２からは、それぞれ左旋および右旋円偏波の１２．２ＧＨｚ〜１２．７ＧＨｚの衛星放送信号が送信され、これらの衛星放送信号は屋外アンテナ装置の反射鏡で収束して衛星放送信号入力端部１００に入力される。衛星放送信号入力端部１００は、第１の衛星Ｓ１から送信された左旋および右旋円偏波信号を検出する第１および第２のプローブ３０ａ，３１ａと、第２の衛星Ｓ２から送信された左旋および右旋円偏波信号を検出する第１および第２のプローブ３０ｂ，３１ｂとを有する。前述したように、第１の衛星Ｓ１から送信された左旋および右旋円偏波信号は、垂直偏波と水平偏波に変換されて第１および第２のプローブ３０ａ，３１ａでそれぞれ検出され、第１のプローブ３０ａは左旋円偏波信号ＳＬ１を出力し、第２のプローブ３１ａは右旋円偏波信号ＳＲ１を出力する。一方、第２の衛星Ｓ２から送信された左旋および右旋円偏波は、垂直偏波と水平偏波に変換されて第１および第２のプローブ３０ｂ，３１ｂでそれぞれ検出され、第１のプローブ３０ｂは左旋円偏波信号ＳＬ２を出力し、第２のプローブ３１ｂは右旋円偏波信号ＳＲ２を出力する。
【００３８】
受信信号増幅回路部１０１は第１ないし第４の増幅器１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄを有している。第１の増幅器１０１ａは右旋円偏波信号ＳＲ１を、第２の増幅器１０１ｂは左旋円偏波信号ＳＬ１を、第３の増幅器１０１ｃは左旋円偏波信号ＳＬ２を、第４の増幅器１０１ｄは右旋円偏波信号ＳＲ２をそれぞれ入力し、これらの信号を所定のレベルまで増幅してフィルタ部１０２に出力する。
【００３９】
フィルタ部１０２は第１ないし第４のバンドエルミネートフィルタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄを有している。第１および第４のバンドエルミネートフィルタ１０２ａ，１０２ｄは、第１の中間周波信号ＦＩＬ１および第４の中間周波信号ＦＩＬ２のイメージ周波数帯である９．８ＧＨｚ〜１０．３ＧＨｚの周波数帯を減衰し、第２および第３のバンドエルミネートフィルタ１０２ｂ，１０２ｃは、第２の中間周波信号ＦＩＨ１および第３の中間周波信号ＦＩＨ２のイメージ周波帯である１６．０ＧＨｚ〜１６．５ＧＨｚの周波数帯を減衰する。そして、右旋円偏波信号ＳＲ１は第１のバンドエルミネートフィルタ１０２ａを、左旋円偏波信号ＳＬ１は第２のバンドエルミネートフィルタ１０２ｂを、左旋円偏波信号ＳＬ２は第３のバンドエルミネートフィルタ１０２ｃを、右旋円偏波信号ＳＲ２は第４のバンドエルミネートフィルタ１０２ｄをそれぞれ通過した後に周波数変換部１０３に導出される。
【００４０】
周波数変換部１０３は、第１ないし第４の混合器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄと、第１の発振器１０８および第２の発振器１０９とを有している。第１の発振器１０８（発振周波数＝１１．２５ＧＨｚ）は第１の混合器１０３ａと第４の混合器１０３ｄとに接続されており、第１のバンドエルミネートフィルタ１０２ａから出力された衛星放送信号は第１の混合器１０３ａにおいて９５０ＭＨｚ〜１４５０ＭＨｚの第１の中間周波信号ＦＩＬ１に周波数変換され、第４のバンドエルミネートフィルタ１０２ｄから出力された衛星放送信号は第４の混合器１０３ｄにおいて９５０ＭＨｚ〜１４５０ＭＨｚの第４の中間周波信号ＦＩＬ２に周波数変換される。また、第２の発振器１０９（発振周波数＝１４．３５ＧＨｚ）は第２の混合器１０３ｂと第３の混合器１０３ｃとに接続されており、第２のバンドエルミネートフィルタ１０２ｂから出力された衛星放送信号は第２の混合器１０３ｂにおいて１６５０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの第２の中間周波信号ＦＩＨ１に周波数変換され、第３のバンドエルミネートフィルタ１０２ｃから出力された衛星放送信号は第３の混合器１０３ｃにおいて１６５０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの第３の中間周波信号ＦＩＨ２に周波数変換される。
【００４１】
中間周波数増幅回路部１０４は第１ないし第４の中間周波増幅器１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄを有しており、周波数変換部１０３から出力された第１ないし第４の中間周波信号を入力し、これを所定のレベルに増幅して信号選択手段１０５に出力する。すなわち、第１の中間周波信号ＦＩＬ１は第１の中間周波増幅器１０４ａに、第２の中間周波信号ＦＩＨ１は第２の中間増幅器１０４ｂに、第３の中間周波信号ＦＩＨ２は第３の中間周波増幅器１０４ｃに、第４の中間周波信号ＦＩＬ２は第４の中間周波増幅器１０４ｄにそれぞれ入力され、それらの出力信号は信号選択手段１０５に導出される。
【００４２】
信号選択手段１０５は第１および第２の１１０，１１１と信号切替制御回路１１２とを備えている。第１の信号合成回路１１０は、入力された第１の中間周波信号ＦＩＬ１と第２の中間周波信号ＦＩＨ１とを合成して信号切替制御回路１１２へ導出し、同様に、第２の信号合成回路１１１は、入力された第３の中間周波信号ＦＩＨ２と第４の中間周波信号ＦＩＬ１とを合成して信号切替制御信号１１２へ導出する。信号切替制御回路１１２は、第１の中間周波信号ＦＩＬ１および第２の中間周波信号ＦＩＨ１の合成信号と、第３の中間周波信号ＦＩＨ２および第４の中間周波信号ＦＩＬ２の合成信号とのうち、いずれか一つを選択して第１の出力端１０５ａと第２の出力端１０５ｂにそれぞれ出力する。この切替制御については後述する。
【００４３】
そして、第１および第２の出力端１０５ａ，１０５ｂには、それぞれ別個の衛星放送受信用テレビジョン（図示せず）が接続され、それぞれの衛星放送受信用テレビジョンからは、信号選択手段１０５を制御するコントロール信号と共に各回路部を動作するための電圧が供給される。例えば直流１５Ｖの電圧に２２ｋＨｚのコントロール信号が重畳されることにより、中間周波信号ＦＩＬ１とＦＩＨ１の合成信号または中間周波信号ＦＩＬ２とＦＩＨ２の合成信号を選択するかが区別される。すなわち、衛星放送受信用テレビジョンは、第１の衛星Ｓ１から送信された右旋円偏波信号ＳＲ１および左旋円偏波信号ＳＬ１を受信する場合と、第２の衛星Ｓ２から送信された右旋円偏波信号ＳＲ２および左旋円偏波信号ＳＬ２を受信する場合とを選択する時に、供給電圧に重畳させるコントロール信号をそれぞれ出力端１０５ａ，１０５ｂに供給するようになっている。これらの電圧は，第１の出力端１０５ａから高周波阻止用のチョークコイル１１３を介して信号切替制御回路１１２に入力され、同様に第２の出力端１０５ｂから高周波阻止用のチョークコイル１１４を介して信号切替制御回路１１２に入力される。
【００４４】
一方，第１の電圧および第２の電圧はそれぞれ高周波阻止用のチョークコイル１１３，１１４を介して第１および第２のレギュレータ１０６，１０７に入力され、第１および第２のレギュレータ１０６，１０７は各回路部に電源電圧（例えば８Ｖ）を供給する。そのため、第１および第２のレギュレータ１０６，１０７は同一構成となっており、集積回路によって電圧安定回路が構成されている。そして、第１および第２のレギュレータ１０６，１０７の出力端はそれぞれ逆流防止用のダイオード１１５，１１６を介して電源電圧出力端１１７に接続されている。したがって、いずれか一方の衛星放送受信用テレビジョンのみが動作している場合にも、各回路部に電源電圧が供給されるようになっている。また、第１および第２の出力端１０５ａ，１０５ｂはそれぞれレギュレータ１０６，１０７を介して電源電圧出力端１１７に接続されているため、第１および第２のレギュレータ１０６，１０７が有する素子間アイソレーションを利用して、例えば、第１の出力端１０５ａから供給されるコントロール信号が信号切替制御回路１１２に入力されないようになっている。同様に、第２の出力端１０５ｂから供給されるコントロール信号が信号切替制御回路１１２に入力されないようになっている。
【００４５】
図２０に示すように、このように構成されたコンバータ回路のうち、周波数変換部１０３より前段のＲＦ回路用構成部品は第１の回路基板６上に実装されると共に、中間周波増幅回路部１０４より後段のＩＦ回路用構成部品は第２の回路基板７上に実装されており、かつ、第１の回路基板６と第２の回路基板７は部分的に重ねられて接合・一体化されている。
【００４６】
この場合において、第１の回路基板６の最も外側に第１の衛星Ｓ１と第２の衛星Ｓ２の右旋円偏波信号ＳＲ１，ＳＲ２の信号ラインを、その内側に第１の衛星Ｓ１と第２の衛星Ｓ２の左旋円偏波信号ＳＬ１，ＳＬ２の信号ラインをそれぞれレイアウトし、外側の右旋円偏波信号ＳＲ１，ＳＲ２を第１の発振器１０８に接続した第１および第４の混合器１０３ａ，１０３ｄによって９５０ＭＨｚ〜１４５０ＭＨｚの第１および第４の中間周波信号ＦＩＬ１，ＦＩＬ２に周波数変換すると共に、内側の左旋円偏波信号ＳＬ１，ＳＬ２を第２の発振器１０９に接続した第２および第３の混合器１０３ｂ，１０３ｃによって１６５０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの第２および第３の中間周波信号ＦＩＨ１，ＦＩＨ２に周波数変換するようになっている。すなわち、第１の回路基板６の中央部分に第１の発振器１０８と第２の発振器１０９を配置すると共に、第１の発振器１０８を発振信号ライン３６を介して外側の第１の混合器１０３ａと第４の混合器１０３ｄに接続し、第２の発振器１０９を発振信号ライン３７を介して内側の第２の混合器１０３ｂと第３の混合器１０３ｃに接続している。
【００４７】
図２１に示すように、第１の回路基板６上の各混合器１０３ａ〜１０３ｄから出力される中間周波信号ＦＩＬ１，ＦＩＬ２，ＦＩＨ１，ＦＩＨ２の中間周波信号ライン３８は、それぞれ接続ピン３９を介して第２の回路基板７上の中間周波増幅回路部１０４に接続されており、これら第１の回路基板６と第２の回路基板７の重なり部分において、第１の回路基板６に形成されたグランドパターン２４と第２の回路基板７の部品実装面に形成されたグランドパターン２５ａとは接触している。また、第２の回路基板７にはグランドパターン２５ａに対向する導出パターン４０が形成され、これら導出パターン４０はスルーホール４１を介して第２の回路基板７の中間周波増幅回路部１０４に接続されており、接続ピン３９の両端は中間周波信号ライン３８と導出パターン４０に半田付けされている。したがって、第１の発振器１０８を外側の第１および第４の混合器１０３ａ，１０３ｄに接続する発振信号ライン３６と、各混合器１０３ａ〜１０３ｄからの中間周波信号ＦＩＬ１〜ＦＩＬ４を中間周波増幅回路部１０４に導出する中間周波信号ライン３８とを、グランドを有したまま第１の回路基板６と第２の回路基板７との重なり部分で交差させることができる。
【００４８】
上記実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータにおいては、周波数変換部１０３より前段のＲＦ回路用構成部品を第１の回路基板６上に実装し、この第１の回路基板６と第２の回路基板７をグランドパターン２４，２５ａを介して接合・一体化すると共に、中間周波増幅回路部１０４より後段のＩＦ回路用構成部品を第２の回路基板７上に実装したので、グランドを有したまま発振信号ライン３６と中間周波信号ライン３８を交差させることができる。したがって、発振信号ラインと中間周波信号ラインを同軸ケーブルによって交差させていた従来技術に比べると、接続に手間のかかる同軸ケーブルを省略することができる分だけ、衛星放送受信用コンバータの製造コストを低減することができる。
【００４９】
また、第１の回路基板６と第２の回路基板７の重なり部分において、第１の回路基板６に形成したグランドパターン２４と第２の回路基板７に形成したグランドパターン２５ａとを接触させているため、各信号ライン３６，３８に対して確実にグランドをとることができる。また、第１の回路基板６上の中間周波信号ライン３８と第２の回路基板７に形成した導出パターン４０とを接続ピン３９を介して接続したので、簡単な半田付け作業により発振信号ライン３６と中間周波信号ライン３８を交差させることができる。さらに、ＩＦ回路用構成部品が実装される第２の回路基板７をＲＦ回路用構成部品が実装される第１の回路基板６よりもＱ値の低い材料で形成し、例えば第２の回路基板７をガラス入りエポキシ樹脂等の安価な形成したので、全ての回路構成部品をポリテトラフルオロエチレン等の高価な回路基板上に実装した場合に比べると、必要とされる回路基板のトータルコストを低減することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５１】
隣り合う複数の衛星から送信される電波を受信し、１衛星の２つの偏波を第１および第２混合器で異なる中間周波帯に周波数変換すると共に、各第１混合器と各第２混合器がそれぞれ発振周波数の異なる２つの局部発振回路部のいずれか一方に接続されている衛星放送受信用コンバータにおいて、局部発振回路部と各混合器を第１の回路基板の片面上で発振信号ラインによって接続すると共に、第１の回路基板の他面と第２の回路基板の片面とをグランドパターンを介して接合し、この接合部位で各混合器から出力される中間周波信号の中間周波信号ラインを第１の回路基板の片面から第２の回路基板の他面へ導出し、かつ、該中間周波信号ラインと発振信号ラインとを交差させたので、接続に手間のかかる同軸ケーブルを用いなくても、グランドを有したまま発振信号ラインと中間周波信号ラインを交差させることができ、それゆえ衛星放送受信用コンバータの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータの断面図である。
【図２】該衛星放送受信用コンバータを別方向から見た断面図である。
【図３】導波管の斜視図である。
【図４】導波管の正面図である。
【図５】誘電体フィーダの斜視図である。
【図６】誘電体フィーダの正面図である。
【図７】誘電体フィーダを分解して示す説明図である。
【図８】誘電体フィーダを導波管に取り付けた状態を示す説明図である。
【図９】２つの誘電体フィーダの違いを示す説明図である。
【図１０】シールドケースと回路基板およびショートキャップを分解して示す斜視図である。
【図１１】シールドケースの裏面図である。
【図１２】回路基板をシールドケースに取り付けた状態を示す説明図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１４】第１の回路基板の部品実装面を示す図である。
【図１５】誘電体フィーダの位相変換部と微小放射パターンの位置関係を示す説明図である。
【図１６】導波管と回路基板およびショートキャップの取付状態を示す断面図である。
【図１７】防水カバーの補正部と放射パターンの関係を示す説明図である。
【図１８】補正部の変形例を示す説明図である。
【図１９】コンバータ回路のブロック図である。
【図２０】回路部品のレイアウト状態を示す説明図である。
【図２１】２枚の回路基板の接合部分を拡大して示す説明図である。
【符号の説明】
１ 第１の導波管
２ 第２の導波管
１ａ，２ａ かしめ部
１ｂ，２ｂ 平行部
１ｃ，２ｃ スナップ爪
１ｄ，２ｄ ストッパ爪
３ 第１の誘電体フィーダ
４ 第２の誘電体フィーダ
３ａ，４ａ 第１の分割体
３ｂ，４ｂ 第２の分割体
５ シールドケース
５ｂ 桟部
６ 第１の回路基板
６ａ 貫通孔
７ 第２の回路基板
８ ショートキャップ
９ 防水カバー
１０，１４ 放射部
１０ａ 貫通孔
１０ｂ 嵌合凸部
１０ｃ 環状溝
１１，１５ インピーダンス変換部
１２，１６ 位相変換部
１３，１７ 突起
１３ａ 嵌合凹部
１９ 貫通孔
２０ 透孔
２１ 支持部
２２ 係止爪
２３ 凹部
２４，２５ グランドパターン
２５ａ グランドパターン
２６ 半田
２７ 円形孔
２８ アースパターン
２９ 取付孔
３０ａ，３０ｂ 第１のプローブ
３１ａ，３１ｂ 第２のプローブ
３２ａ 第１の微小放射パターン
３２ｂ 第２の微小放射パターン
３４ 突壁
３５ 厚肉部
３６ 発振信号ライン
３８ 中間周波信号ライン
３９ 接続ピン
４０ 導出パターン
４１ スルーホール
１０３ 周波数変換部
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ 第１ないし第４の混合器
１０４ 中間周波数増幅回路部
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ 第１ないし第４の中間周波増幅器
１０８ 第１の発振器
１０９ 第２の発振器
Ｓ１ 第１の衛星
Ｓ２ 第２の衛星
【発明の属する技術分野】
本発明は、隣り合う複数の衛星から送信される電波を受信する衛星放送受信用コンバータに係り、特に、発振周波数の異なる２つの局部発振回路部を用いて各衛星の２つの偏波（例えば右旋円偏波と左旋円偏波）をそれぞれ異なる中間周波帯に周波数変換するようにした衛星放送受信用コンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
隣り合う複数の衛星の受信に際し、例えば２つの衛星から左旋円偏波と右旋円偏波の衛星放送信号がそれぞれ送信され、これら衛星放送信号を別々のフィードホーン及び導波管に入力して１つのＬＮＢで受信する場合、導波管でピックアップした左旋円偏波信号と右旋円偏波信号をそれぞれ異なる中間周波帯に周波数変換する必要がある。この場合において、１衛星の左旋円偏波信号と右旋円偏波信号を２つの混合器で異なる中間周波帯に周波数変換し、２つの衛星に対する４つの混合器のうち、左旋円偏用の２つの混合器に第１の発振器を接続すると共に、右旋円偏用の２つの混合器に第２の発振器を接続すれば、発振周波数の異なる第１の発振器と第２の発振器とを用いて、２つの衛星のそれぞれの左旋円偏波信号と右旋円偏波信号を異なる中間周波帯に周波数変換することができる。
【０００３】
このようなコンバータ回路を基板上にレイアウトする場合は、第１および第２の発振器と各混合器間を接続する発振信号ラインの一部を、各混合器から出力される中間周波信号の中間周波信号ラインと必ず交差させなければならない。例えば、第１および第２の発振器を挟んで２つの衛星のそれぞれの左旋円偏波信号ラインを内側に、その外側にそれぞれの右旋円偏波信号ラインをレイアウトした場合、外側に位置する右旋円偏の２つの混合器に第２の発振器を接続するためには、その発振信号ラインを各中間周波信号ラインと交差させる必要がある。そこで従来は、裏面にグランドパターンを有する基板の表面にコンバータ回路を設け、発振信号ラインが中間周波信号ラインと交差する部分において、基板の裏面に配置した同軸ケーブルの両端を基板を貫通して発振信号ラインに半田付けすることにより、発振信号ラインを基板の裏面側の同軸ケーブルを介して中間周波信号ラインに交差させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、複数の衛星からの放送信号を１つのＬＮＢで受信する際に、発振信号ラインと中間周波信号ラインとを同軸ケーブルを用いて交差させるという従来技術によれば、各信号ラインにグランドがあるため、周波数の異なる信号間の干渉を低減させることができる。しかしながら、基板と別に同軸ケーブルを用い、この同軸ケーブルを基板の裏面から表面に突出させて信号ラインに半田付けしなければならないため、同軸ケーブルを接続する工程に手間がかかり、製造コストが上昇するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、接続に手間のかかる同軸ケーブルを省略して、製造コストの低減化が図れる衛星放送受信用コンバータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、隣り合う複数の衛星から送信される電波を受信し、１衛星の２つの偏波を第１および第２混合器で異なる中間周波帯に周波数変換すると共に、各第１混合器と各第２混合器がそれぞれ発振周波数の異なる２つの局部発振回路部のいずれか一方に接続されている衛星放送受信用コンバータにおいて、前記局部発振回路部と前記各混合器とを第１の回路基板の片面上で発振信号ラインによって接続すると共に、該第１の回路基板の他面と第２の回路基板の片面とをグランドパターンを介して接合し、この接合部位で前記各混合器から出力される中間周波信号の中間周波信号ラインを前記第１の回路基板の片面から前記第２の回路基板の他面へ導出し、かつ、該中間周波信号ラインと前記発振信号ラインとを交差させたことを特徴とする。
【０００７】
このように構成すると、第１の回路基板と第２の回路基板とを重ね合わせることで、グランドを有したまま発振信号ラインと中間周波信号ラインを交差させることができるため、接続に手間のかかる同軸ケーブルを省略することができ、衛星放送受信用コンバータの製造コストを低減することができる。
【０００８】
上記の構成において、グランドパターンは接合部位で第１の回路基板と第２の回路基板の少なくとも一方に設けられていれば良いが、これら第１の回路基板と第２の回路基板の両方にグランドパターンを設けると、各信号ラインに対して確実にグランドをとることができて好ましい。
【０００９】
また、上記の構成において、中間周波信号ラインをスルーホール等によって第１の回路基板の片面から第２の回路基板の他面へ導出させても良いが、かかる導出手段として接続ピンを用いることが好ましい。
【００１０】
また、上記の構成において、第１の回路基板と第２の回路基板は同一材料で形成しても良いが、回路基板のトータルコストを低減する上では、第２の回路基板を第１の回路基板よりもＱ値の低い材料で形成することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明の実施形態例について図面を参照して説明すると、図１は実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータの断面図、図２は該衛星放送受信用コンバータを別方向から見た断面図、図３は導波管の斜視図、図４は導波管の正面図、図５は誘電体フィーダの斜視図、図６は誘電体フィーダの正面図、図７は誘電体フィーダを分解して示す説明図、図８は誘電体フィーダを導波管に取り付けた状態を示す説明図、図９は２つの誘電体フィーダの違いを示す説明図、図１０はシールドケースと回路基板およびショートキャップを分解して示す斜視図、図１１はシールドケースの裏面図、図１２は回路基板をシールドケースに取り付けた状態を示す説明図、図１３は図１２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図１４は第１の回路基板の部品実装面を示す図、図１５は誘電体フィーダの位相変換部と微小放射パターンの位置関係を示す説明図、図１６は導波管と回路基板およびショートキャップの取付状態を示す断面図、図１７は防水カバーの補正部と放射パターンの関係を示す説明図、図１８は補正部の変形例を示す説明図、図１９はコンバータ回路のブロック図、図２０は回路部品のレイアウト状態を示す説明図、図２１は２枚の回路基板の接合部分を拡大して示す説明図である。
【００１２】
本実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータは、第１および第２の導波管１，２と、導波管１，２の先端部にそれぞれ保持された第１および第２の誘電体フィーダ３，４と、シールドケース５と、シールドケース５の内部に取り付けられた第１および第２の回路基板６，７と、各導波管１，２の後部開口端を蓋閉する一対のショートキャップ８と、これらの部品を覆う防水カバー９等によって構成されている。
【００１３】
図３と図４に示すように、第１の導波管１は金属平板を円筒状に巻回して接合し、その接合部分を複数のかしめ部１ａで固定したものであり、各かしめ部１ａ間の距離は管内波長λｇの約１／４波長に設定されている。第１の導波管１はほぼ円形の断面形状を呈しているが、その周面に円周方向に略９０度の間隔を存して４つの平行部１ｂが形成されている。各平行部１ｂは第１の導波管１の中心軸と平行な長手方向へ延びており、それぞれの後端にスナップ爪１ｃが延設されている。また、対面する２つの平行部１ｂの途中にストッパ爪１ｄが形成されており、これらストッパ爪１ｄは第１の導波管１の内部に突出している。第２の導波管２は第１の導波管１と全く同一に構成されており、ここでは重複説明を省略するが、かしめ部２ａと平行部２ｂとスナップ爪２ｃおよびストッパ爪２ｄを有している。
【００１４】
第１の誘電体フィーダ３と第２の誘電体フィーダ４はいずれも誘電正接の低い合成樹脂材料からなり、本実施形態例の場合は価格の点を考慮して安価なポリエチレン（誘電率ε≒２．２５）が用いられている。図５〜図７に示すように、第１の誘電体フィーダ３は、放射部１０を有する第１の分割体３ａと、インピーダンス変換部１１および位相変換部１２を第２の分割体３ｂとで構成されている。放射部１０はラッパ状に広がる円錐形状をなし、その中心部には円形の貫通孔１０ａが穿設されている。貫通孔１０ａの内周面には嵌合凸部１０ｂが設けられており、第１の分割体３ａは射出成形時に嵌合凸部１０ｂをパーティングラインとして型開きされるようになっている。また、放射部１０の先広がりの端面には環状溝１０ｃが形成されており、この環状溝１０ｃの深さは当該環状部を伝播する電波波長λの約１／４波長に設定されている。
【００１５】
インピーダンス変換部１１は位相変換部１２に向かって円弧状に窄まる一対の湾曲面１１ａを有し、これら湾曲面１１ａの断面形状は近似的な二次曲線となっている。インピーダンス変換部１１の端面はほぼ円形であるが、その周縁に略９０度の間隔を存して４つの平坦状の取付面１１ｂが形成されている。また、インピーダンス変換部１１の端面中央に円筒状の突起１３が設けられており、この突起１３の外周面に嵌合凹部１３ａが形成されている。そして、突起１３を貫通孔１０ａに挿入してインピーダンス変換部１１の端面を放射部１０の後端面に突き合わせると、貫通孔１０ａの内部で嵌合凹部１３ａと嵌合凸部１０ｂがスナップ結合し、これによって第１の分割体３ａと第２の分割体３ｂとが一体化されるようになっている。
【００１６】
その際、放射部１０の後端面から嵌合凸部１０ｂまでの長さをＡ、インピーダンス変換部１１の端面から嵌合凹部１３ａまでの長さをＢとすると、Ａ寸法がＢ寸法よりも若干長くなるように設定されている。このため、嵌合凹部１３ａと嵌合凸部１０ｂがスナップ結合した時点で、放射部１０の後端面をインピーダンス変換部１１の端面に圧接する方向の力が発生し、第１の分割体３ａと第２の分割体３ｂはガタ付きなく一体化される。また、突起１３の先端面にも環状溝１３ｂが形成されており、第１の分割体３ａと第２の分割体３ｂを一体化した時点で、両者の環状溝１０ｃ，１３ｂは同心円に配列される。
【００１７】
位相変換部１２はインピーダンス変換部１１の先窄まり部分に連続しており、第１の誘電体フィーダ３内に進入した円偏波を直線偏波に変換する９０度位相器として機能する。位相変換部１２はほぼ均一な厚みを有する板状部材であり、その先端部に複数の切欠き１２ａが形成されている。各切欠き１２ａの深さは管内波長λｇの約１／４波長に設定されており、位相変換部１２の端面と切欠き１２ａの底面とは電波の進行方向に対して直交する２つの反射面となっている。また、位相変換部１２の両側面に長溝１２ｂが形成されている。
【００１８】
図８に示すように、このように構成された第１の誘電体フィーダ３は第１の導波管１に保持され、第１の分割体３ａの放射部１０と第２の分割体３ｂの突起１３は第１の導波管１の開口端から突出し、第２の分割体３ｂのインピーダンス変換部１１と位相変換部１２は第１の導波管１の内部に挿入・固定される。その際、第１の導波管１の内周面に形成された４つの平行部１ｂに対し、インピーダンス変換部１１の各取付面１１ｂを対応する４つの平行部１ｂに圧入すると共に、位相変換部１２の両側面を１８０度対向する２つの平行部１ｂに圧入することにより、第２の分割体３ｂを第１の導波管１に高い位置精度で簡単に取り付けることができる。さらに、２つの平行部１ｂに形成したストッパ爪１ｄが位相変換部１２の長溝１２ｂに食い込むことにより、第２の分割体３ｂの第１の導波管１からの抜け出しを確実に防止できるようになっている。
【００１９】
第２の誘電体フィーダ４は、放射部１４を有する第１の分割体４ａと、インピーダンス変換部１５および位相変換部１６を第２の分割体４ｂとで構成されており、第１の分割体４ａの貫通孔１４ａに第２の分割体４ｂの突起１７を挿入・固定するという基本的構成は第１の誘電体フィーダ３と同じであるが、以下の２点が第１の誘電体フィーダ３と相違している。１つ目の相違点は両位相変換部１２，１６の長さを変えたことにあり、第１の誘電体フィーダ３の位相変換部１２の長さＬ１と第２の誘電体フィーダ４の位相変換部１６の長さＬ２とを比べると、Ｌ１＞Ｌ２の関係に設定されている。２つ目の相違点は両第２の分割体３ｂ，４ｂの色を変えたことにあり、例えば、第１の誘電体フィーダ３の第２の分割体３ｂを原材料の色で射出成形し、第２の誘電体フィーダ４の第２の分割体４ｂを原材料に赤色や青色等の着色を施して射出成形してある。
【００２０】
すなわち、第１の誘電体フィーダ３と第２の誘電体フィーダ４の各構成部品のうち、両第１の分割体３ａ，４ａは共通部品となっており、両第２の分割体３ｂ，４ｂがそれぞれの位相変換部１２，１６の長さと色を異にする別部品となっている。両位相変換部１２，１６の長さを変える理由については後述するが、両第２の分割体３ｂ，４ｂの色を変えると、図９に示すように、第１および第２の誘電体フィーダ３，４を対応する第１および第２の導波管１，２にそれぞれ保持した際に、両第１の分割体３ａ，４ａの端面に露出する突起１３，１７の色を目視することにより、両第２の分割体３ｂ，４ｂの誤挿入を簡単かつ確実にチェックすることができる。
【００２１】
図１０〜図１３に示すように、シールドケース５は金属平板をプレス加工したものであり、その一側部に形成された傾斜面５ａには一対のコネクタ１８が取り付けられている。シールドケース５の平板状の天板には一対の貫通孔１９と複数の透孔２０が穿設されており、円形状をなす各貫通孔１９の周縁に複数の支持部２１がシールドケース５の外部に向けて直角に折り曲げ形成されている。また、シールドケース５の天板には各透孔２０によって囲まれた複数の桟部５ｂが形成され、これら桟部５ｂの外縁に複数の係止爪２２がシールドケース５の内部に向けて直角に折り曲げ形成されている。さらに、シールドケース５の桟部５ｂの裏面には複数の凹部２３が形成されており、これら凹部２３は透孔２０の外縁に沿って細長形状に形成されている。
【００２２】
第１の回路基板６は低誘電率で誘電損失の少ないフッ素樹脂系のポリテトラフルオロエチレン等の材料からなり、その外形は第２の回路基板７に比べて大型に形成され、適宜箇所に複数の貫通孔６ａが設けられている。第２の回路基板７はガラス入りエポキシ樹脂等の第１の回路基板６に比べてＱ値が低い材料からなり、１つの貫通孔７ａが設けている。また、第１および第２の回路基板６，７の片面にグランドパターン２４，２５がそれぞれ設けられており、これらグランドパターン２４，２５は各凹部２３内に充填された半田２６を用いてシールドケース５に半田付けされている。この場合、予め各凹部２３内にクリーム半田を充填した状態で、シールドケース５の天板裏面に両回路基板６，７のグランドパターン２４，２５を重ね合わせ、しかる後にクリーム半田をリフロー炉等で溶融させれば、両回路基板６，７をシールドケース５に簡単かつ確実に接地することができる。その際、図１２と図１３に示すように、各凹部２３の一部を両回路基板６，７の外縁部よりも外側へ露出させておくと、半田不足等の不良を目視によって簡単にチェックすることができ、不足した半田を簡単に補充することができる。
【００２３】
また、第１および第２の回路基板６，７はシールドケース５に半田付けされるだけでなく、各係止爪２２を用いてシールドケース５の天板裏面に係止されている。この場合、両回路基板６，７の各貫通孔６ａ，７ａをシールドケース５の各係止爪２２に挿入した後、これら係止爪２２を第１の回路基板６の板面側に折り曲げれば、両回路基板６，７をシールドケース５に係止することができる。特に、第２の回路基板７よりも大型の第１の回路基板６について見ると、中央部や周縁部を含む適宜箇所が複数の係止爪２２によってシールドケース５の天板裏面に押し付けているため、第１の回路基板６の反りを確実に補正することができる。
【００２４】
図１４と図１５に示すように、第１の回路基板６には一対の円形孔２７が穿設されており、これら円形孔２７内にはそれぞれ第１ないし第３の橋絡部２７ａ〜２７ｃが形成されている。第１の回路基板６をシールドケース５の内部に固定した状態において、両円形孔２７はシールドケース５の貫通孔１９にそれぞれ一致している。第１の橋絡部２７ａと第２の橋絡部２７ｂは略９０度の角度で交差しており、第３の橋絡部２７ｃは第１および第２の橋絡部２７ａ，２７ｂに対して略４５度の角度で交差している。ただし、図示左側の各橋絡部２７ａ〜２７ｃと図示右側の各橋絡部２７ａ〜２７ｃとは、第１の回路基板６の中心を通る直線Ｐに関して線対称の位置にある。第１の回路基板６のグランドパターン２４と反対側は部品実装面になっており、この部品実装面において、両円形孔２７の周囲に環状のアースパターン２８が形成されている。これらアースパターン２８はスルーホールを介してグランドパターン２４と導通しており、各アースパターン２８内にそれぞれ円周方向に略９０度の間隔を存して４つの取付孔２９が穿設されている。各取付孔２９は長方形に形成されており、図示左側の４つの取付孔２９と図示右側の４つの取付孔２９も前記直線Ｐに関して線対称の位置にある。
【００２５】
また、第１の回路基板６の部品実装面には、両第１の橋絡部２７ａ上に位置する一対の第１のプローブ３０ａ，３０ｂと、両第２の橋絡部２７ｂ上に位置する一対の第２のプローブ３１ａ，３１ｂと、両第３の橋絡部２７ｃ上に位置する一対の微小放射パターン３２ａ，３２ｂとがそれぞれパターン形成されている。したがって、左右両側の第１のプローブ３０ａ，３０ｂと第２のプローブ３１ａ，３１ｂおよび微小放射パターン３２ａ，３２ｂの各対も前記直線Ｐに関して線対称の位置にあり、以下の説明では、図１４における図示右側の微小放射パターン３２ａを第１の微小放射パターンと呼び、図示左側の微小放射パターン３２ｂを第２の微小放射パターンと呼ぶ。
【００２６】
ショートキャップ８は金属平板をプレス加工したものであり、図１０に示すように、有底形状の開口端側に鍔部８ａが形成されている。鍔部８ａには円周方向に略９０度の間隔を存して４つの取付孔３３が穿設されており、各取付孔３３は長方形に形成されている。ショートキャップ８は両導波管１，２の後部開口端を蓋閉する終端面として機能し、図１５に示すように、ショートキャップ８と第１および第２の導波管１，２とは第１の回路基板６を介して一体化されている。すなわち、第１および第２の導波管１，２の各スナップ爪１ｃ，２ｃは第１の回路基板６の各取付孔２９を挿通して裏面側へ突出しており、これらスナップ爪１ｃ，２ｃにショートキャップ８の各取付孔３３をスナップインすることにより、第１の回路基板６が両導波管１，２と一対のショートキャップ８とで挟持・固定される。その際、第１の回路基板６のアースパターン２８上に予めクリーム半田が塗布されており、ショートキャップ８のスナップイン後にリフロー炉でクリーム半田を溶融することにより、ショートキャップ８は第１の回路基板６のアースパターン２８に半田付けされるようになっている。
【００２７】
また、前述したように第１の回路基板６はシールドケース５の内部に固定されており、第１の導波管１と第２の導波管２のそれぞれは、第１の回路基板６に対して垂直に固定されると共に、第１の回路基板６からシールドケース５の貫通孔１９を挿通して外部へ突出している。この場合、両導波管１，２は貫通孔１９の周縁に形成された各支持部２１に当接しており、これら支持部２１によって両導波管１，２の傾き等の不所望な変形が防止されている。なお、両導波管１，２の突出方向と反対側のシールドケース５の開口は図示せぬカバーによって覆われている。
【００２８】
図１と図２に戻り、前述した両導波管１，２と両誘電体フィーダ３，４およびシールドケース５等の各部品は防水カバー９の内部に収納され、一対のコネクタ１８は防水カバー９から外部へ突出している。防水カバー９はポリプロピレンやＡＳＡ樹脂等の耐候性に優れた誘電体材料からなり、両誘電体フィーダ３，４の放射部１０，１４は防水カバー９の前面部９ａに対向している。この前面部９ａのほぼ中央に一対の突壁３４が設けられており、両突壁３４は第１および第２の導波管１，２の間を横切るように延びている。これら突壁３４は補正部として機能するもので、防水カバー９を通過する電波の位相が突壁３４によって遅れるため、両導波管１，２に入射する電波の放射パターンを突壁３４の体積比に応じて補正することができる。したがって、図１７に示すように、放射パターンを破線形状（突壁３４がない場合）から実線形状に補正することができ、小型化された反射鏡（ディッシュ）を使用することができる。なお、図１８に示すように、防水カバー９の前面部９ａのほぼ中央を厚くした厚肉部３５を補正部とすることも可能である。
【００２９】
本実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータは、上空に打ち上げられた隣り合う２つの衛星（第１の衛星Ｓ１と第２の衛星Ｓ２）から送信された電波を受信するものであり、第１および第２の衛星Ｓ１，Ｓ２からはそれぞれ左旋および右旋の円偏波信号が送信され、これらの円偏波信号は反射鏡で収束した後、防水カバー９を通過して第１および第２の導波管１，２の内部に入力される。例えば、第１の衛星Ｓ１から送信された左旋および右旋の円偏波信号は、放射部１０と突起１３の端面から第１の誘電体フィーダ３の内部に進入し、第１の誘電体フィーダ３の内部で放射部１０からインピーダンス変換部１１を経て位相変換部１２へと伝播した後、位相変換部１２で直線偏波に変換されて第１の導波管１の内部に進入する。すなわち、円偏波は等振幅で互いに９０度の位相差を持つ２つの直線偏波の合成ベクトルが回転している偏波であるため、円偏波が位相変換部１２内を伝播することによって９０度ずれている位相が同相となり、例えば左旋の円偏波が垂直偏波に変換され、右旋の円偏波が水平偏波に変換される。
【００３０】
その際、第１の誘電体フィーダ３の端面に約λ／４波長の深さを有する複数の環状溝１０ｃ，１３ｂが形成されているので、放射部１０の端面と環状溝１０ｃ，１３ｂの底面で反射した電波の位相は逆転してキャンセルされ、放射部１０の端面に向かう電波の反射成分が大幅に低減される。しかも、この放射部１０は第１の導波管１の前方開口端から広がるラッパ形状となっているので、電波を効率良く第１の誘電体フィーダ３内に収束させることができると共に、放射部１０の軸線方向の長さを短くすることができる。
【００３１】
また、第１の誘電体フィーダ３の放射部１０と位相変換部１２との間にインピーダンス変換部１１を設け、このインピーダンス変換部１１に形成した一対の湾曲面１１ａの断面形状を近似的な二次曲線で連続することにより、第１の誘電体フィーダ３の厚みが放射部１０から位相変換部１２に向かって次第に薄くなるよう収束させたので、第１の誘電体フィーダ３内を伝播する電波の反射成分を効果的に低減することができるのみならず、インピーダンス変換部１１から位相変換部１２に至る部分の長さを短縮しても直線偏波に対する位相差が大きくなり、この点からも第１の誘電体フィーダ３の全長を大幅に短くすることができる。
【００３２】
さらに、位相変換部１２の端面に約λｇ／４波長の深さを有する切欠き１２ａを形成したので、切欠き１２ａの底面と位相変換部１２の端面で反射した電波の位相は逆転してキャンセルされ、位相変換部１２の端面におけるインピーダンスの不整合も解消することができる。
【００３３】
第１の衛星Ｓ１から送信された左旋および右旋の円偏波信号は、このようにして第１の誘電体フィーダ３の位相変換部１２で垂直および水平偏波信号に変換された後、第１の導波管１内をショートキャップ８に向かって進行し、垂直偏波は第１のプローブ３０ａによって検出され、水平偏波は第２のプローブ３１ａによって検出される。同様に、第２の衛星Ｓ２から送信された左旋および右旋の円偏波信号は、放射部１４と突起１７の端面から第２の誘電体フィーダ４の内部に進入し、第２の誘電体フィーダ４の位相変換部１６で左旋の円偏波が垂直偏波に変換され、右旋の円偏波が水平偏波に変換される。そして、これら垂直偏波および水平偏波は第２の導波管１内をショートキャップ８に向かって進行し、垂直偏波は第１のプローブ３０ｂによって検出され、水平偏波は第２のプローブ３１ｂによって検出される。
【００３４】
ここで、第１の回路基板６には第１および第２の微小放射パターン３２ａ，３２ｂが形成されており、第１の微小放射パターン３２ａは第１および第２のプローブ３０ａ，３１ａの各軸線に対して略４５度の角度で交差し、第２の微小放射パターン３２ｂも第１および第２のプローブ３０ｂ，３１ｂの各軸線に対して略４５度の角度で交差しているため、両導波管１，２内における垂直偏波と水平偏波の電界の乱れがそれぞれ第１および第２の微小放射パターン３２ａ，３２ｂによって抑制され、垂直偏波と水平偏波との間のアイソレーションが確保されている。また、第１および第２の微小放射パターン３２ａ，３２ｂは各プローブ３０ａ，３１ａ，３０ｂ，３１ｂの軸線に関して非対称な長方形であり、その大きさ（面積）が比較的小さく設定されているので、垂直偏波と水平偏波との間のアイソレーションを確保した上で、第１および第２の微小放射パターン３２ａ，３２ｂでの反射を低減することができる。
【００３５】
ただし、第１および第２の微小放射パターン３２ａ，３２ｂは第１の回路基板６上で前記直線Ｐに関して線対称位置にあるため、図１５から明らかなように、第１の微小放射パターン３２ａは第１の誘電体フィーダ３の位相変換部１２に対して略直交し、第２の微小放射パターン３２ｂは第２の誘電体フィーダ４の位相変換部１６に対して略平行となる。この場合、第２の微小放射パターン３２ｂが位相変換部１６に略平行となる第２の導波管２内の電界分布に比べ、第１の微小放射パターン３２ａが位相変換部１２と略直交する第１の導波管１内の電界分布が悪くなるため、この電界分布の悪化を位相変換部１２の軸線方向の寸法を長くすることによって補正している。すなわち、前述したように、第１の誘電体フィーダ３の位相変換部１２の長さＬ１と第２の誘電体フィーダ４の位相変換部１６の長さＬ２とがＬ１＞Ｌ２の関係に設定されており（図９参照）、位相変換部１２を長寸にすることで、第１の導波管１内を進行する直線偏波に位相のズレが生じないようにしている。
【００３６】
第１のプローブ３０ａ，３０ｂと第２のプローブ３１ａ，３１ｂによって検出された受信信号は、第１および第２の回路基板６，７上に実装されたコンバータ回路でＩＦ周波数信号に周波数変換されて出力される。図１９に示すように、このコンバータ回路は、第１の衛星Ｓ１と第２の衛星Ｓ２から送信された衛星放送信号を受信して後続する回路へ導出する衛星放送信号入力端部１００と、入力された衛星放送信号を増幅して出力する受信信号増幅回路部１０１と、入力された衛星放送信号のイメージ周波数帯を減衰するフィルタ部１０２と、フィルタ部１０２から出力された衛星放送信号を周波数変換する周波数変換部１０３と、周波数変換部１０３から出力された信号を増幅する中間周波数増幅回路部１０４と、中間周波増幅回路部１０４で増幅された衛星放送信号を選択して出力する信号選択手段１０５と、受信信号増幅回路部１０１やフィルタ部１０２や信号選択手段１０５等の各回路部に電源電圧を供給する第１および第２のレギュレータ１０６，１０７等を備えている。
【００３７】
第１の衛星Ｓ１と第２の衛星Ｓ２からは、それぞれ左旋および右旋円偏波の１２．２ＧＨｚ〜１２．７ＧＨｚの衛星放送信号が送信され、これらの衛星放送信号は屋外アンテナ装置の反射鏡で収束して衛星放送信号入力端部１００に入力される。衛星放送信号入力端部１００は、第１の衛星Ｓ１から送信された左旋および右旋円偏波信号を検出する第１および第２のプローブ３０ａ，３１ａと、第２の衛星Ｓ２から送信された左旋および右旋円偏波信号を検出する第１および第２のプローブ３０ｂ，３１ｂとを有する。前述したように、第１の衛星Ｓ１から送信された左旋および右旋円偏波信号は、垂直偏波と水平偏波に変換されて第１および第２のプローブ３０ａ，３１ａでそれぞれ検出され、第１のプローブ３０ａは左旋円偏波信号ＳＬ１を出力し、第２のプローブ３１ａは右旋円偏波信号ＳＲ１を出力する。一方、第２の衛星Ｓ２から送信された左旋および右旋円偏波は、垂直偏波と水平偏波に変換されて第１および第２のプローブ３０ｂ，３１ｂでそれぞれ検出され、第１のプローブ３０ｂは左旋円偏波信号ＳＬ２を出力し、第２のプローブ３１ｂは右旋円偏波信号ＳＲ２を出力する。
【００３８】
受信信号増幅回路部１０１は第１ないし第４の増幅器１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄを有している。第１の増幅器１０１ａは右旋円偏波信号ＳＲ１を、第２の増幅器１０１ｂは左旋円偏波信号ＳＬ１を、第３の増幅器１０１ｃは左旋円偏波信号ＳＬ２を、第４の増幅器１０１ｄは右旋円偏波信号ＳＲ２をそれぞれ入力し、これらの信号を所定のレベルまで増幅してフィルタ部１０２に出力する。
【００３９】
フィルタ部１０２は第１ないし第４のバンドエルミネートフィルタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄを有している。第１および第４のバンドエルミネートフィルタ１０２ａ，１０２ｄは、第１の中間周波信号ＦＩＬ１および第４の中間周波信号ＦＩＬ２のイメージ周波数帯である９．８ＧＨｚ〜１０．３ＧＨｚの周波数帯を減衰し、第２および第３のバンドエルミネートフィルタ１０２ｂ，１０２ｃは、第２の中間周波信号ＦＩＨ１および第３の中間周波信号ＦＩＨ２のイメージ周波帯である１６．０ＧＨｚ〜１６．５ＧＨｚの周波数帯を減衰する。そして、右旋円偏波信号ＳＲ１は第１のバンドエルミネートフィルタ１０２ａを、左旋円偏波信号ＳＬ１は第２のバンドエルミネートフィルタ１０２ｂを、左旋円偏波信号ＳＬ２は第３のバンドエルミネートフィルタ１０２ｃを、右旋円偏波信号ＳＲ２は第４のバンドエルミネートフィルタ１０２ｄをそれぞれ通過した後に周波数変換部１０３に導出される。
【００４０】
周波数変換部１０３は、第１ないし第４の混合器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄと、第１の発振器１０８および第２の発振器１０９とを有している。第１の発振器１０８（発振周波数＝１１．２５ＧＨｚ）は第１の混合器１０３ａと第４の混合器１０３ｄとに接続されており、第１のバンドエルミネートフィルタ１０２ａから出力された衛星放送信号は第１の混合器１０３ａにおいて９５０ＭＨｚ〜１４５０ＭＨｚの第１の中間周波信号ＦＩＬ１に周波数変換され、第４のバンドエルミネートフィルタ１０２ｄから出力された衛星放送信号は第４の混合器１０３ｄにおいて９５０ＭＨｚ〜１４５０ＭＨｚの第４の中間周波信号ＦＩＬ２に周波数変換される。また、第２の発振器１０９（発振周波数＝１４．３５ＧＨｚ）は第２の混合器１０３ｂと第３の混合器１０３ｃとに接続されており、第２のバンドエルミネートフィルタ１０２ｂから出力された衛星放送信号は第２の混合器１０３ｂにおいて１６５０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの第２の中間周波信号ＦＩＨ１に周波数変換され、第３のバンドエルミネートフィルタ１０２ｃから出力された衛星放送信号は第３の混合器１０３ｃにおいて１６５０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの第３の中間周波信号ＦＩＨ２に周波数変換される。
【００４１】
中間周波数増幅回路部１０４は第１ないし第４の中間周波増幅器１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄを有しており、周波数変換部１０３から出力された第１ないし第４の中間周波信号を入力し、これを所定のレベルに増幅して信号選択手段１０５に出力する。すなわち、第１の中間周波信号ＦＩＬ１は第１の中間周波増幅器１０４ａに、第２の中間周波信号ＦＩＨ１は第２の中間増幅器１０４ｂに、第３の中間周波信号ＦＩＨ２は第３の中間周波増幅器１０４ｃに、第４の中間周波信号ＦＩＬ２は第４の中間周波増幅器１０４ｄにそれぞれ入力され、それらの出力信号は信号選択手段１０５に導出される。
【００４２】
信号選択手段１０５は第１および第２の１１０，１１１と信号切替制御回路１１２とを備えている。第１の信号合成回路１１０は、入力された第１の中間周波信号ＦＩＬ１と第２の中間周波信号ＦＩＨ１とを合成して信号切替制御回路１１２へ導出し、同様に、第２の信号合成回路１１１は、入力された第３の中間周波信号ＦＩＨ２と第４の中間周波信号ＦＩＬ１とを合成して信号切替制御信号１１２へ導出する。信号切替制御回路１１２は、第１の中間周波信号ＦＩＬ１および第２の中間周波信号ＦＩＨ１の合成信号と、第３の中間周波信号ＦＩＨ２および第４の中間周波信号ＦＩＬ２の合成信号とのうち、いずれか一つを選択して第１の出力端１０５ａと第２の出力端１０５ｂにそれぞれ出力する。この切替制御については後述する。
【００４３】
そして、第１および第２の出力端１０５ａ，１０５ｂには、それぞれ別個の衛星放送受信用テレビジョン（図示せず）が接続され、それぞれの衛星放送受信用テレビジョンからは、信号選択手段１０５を制御するコントロール信号と共に各回路部を動作するための電圧が供給される。例えば直流１５Ｖの電圧に２２ｋＨｚのコントロール信号が重畳されることにより、中間周波信号ＦＩＬ１とＦＩＨ１の合成信号または中間周波信号ＦＩＬ２とＦＩＨ２の合成信号を選択するかが区別される。すなわち、衛星放送受信用テレビジョンは、第１の衛星Ｓ１から送信された右旋円偏波信号ＳＲ１および左旋円偏波信号ＳＬ１を受信する場合と、第２の衛星Ｓ２から送信された右旋円偏波信号ＳＲ２および左旋円偏波信号ＳＬ２を受信する場合とを選択する時に、供給電圧に重畳させるコントロール信号をそれぞれ出力端１０５ａ，１０５ｂに供給するようになっている。これらの電圧は，第１の出力端１０５ａから高周波阻止用のチョークコイル１１３を介して信号切替制御回路１１２に入力され、同様に第２の出力端１０５ｂから高周波阻止用のチョークコイル１１４を介して信号切替制御回路１１２に入力される。
【００４４】
一方，第１の電圧および第２の電圧はそれぞれ高周波阻止用のチョークコイル１１３，１１４を介して第１および第２のレギュレータ１０６，１０７に入力され、第１および第２のレギュレータ１０６，１０７は各回路部に電源電圧（例えば８Ｖ）を供給する。そのため、第１および第２のレギュレータ１０６，１０７は同一構成となっており、集積回路によって電圧安定回路が構成されている。そして、第１および第２のレギュレータ１０６，１０７の出力端はそれぞれ逆流防止用のダイオード１１５，１１６を介して電源電圧出力端１１７に接続されている。したがって、いずれか一方の衛星放送受信用テレビジョンのみが動作している場合にも、各回路部に電源電圧が供給されるようになっている。また、第１および第２の出力端１０５ａ，１０５ｂはそれぞれレギュレータ１０６，１０７を介して電源電圧出力端１１７に接続されているため、第１および第２のレギュレータ１０６，１０７が有する素子間アイソレーションを利用して、例えば、第１の出力端１０５ａから供給されるコントロール信号が信号切替制御回路１１２に入力されないようになっている。同様に、第２の出力端１０５ｂから供給されるコントロール信号が信号切替制御回路１１２に入力されないようになっている。
【００４５】
図２０に示すように、このように構成されたコンバータ回路のうち、周波数変換部１０３より前段のＲＦ回路用構成部品は第１の回路基板６上に実装されると共に、中間周波増幅回路部１０４より後段のＩＦ回路用構成部品は第２の回路基板７上に実装されており、かつ、第１の回路基板６と第２の回路基板７は部分的に重ねられて接合・一体化されている。
【００４６】
この場合において、第１の回路基板６の最も外側に第１の衛星Ｓ１と第２の衛星Ｓ２の右旋円偏波信号ＳＲ１，ＳＲ２の信号ラインを、その内側に第１の衛星Ｓ１と第２の衛星Ｓ２の左旋円偏波信号ＳＬ１，ＳＬ２の信号ラインをそれぞれレイアウトし、外側の右旋円偏波信号ＳＲ１，ＳＲ２を第１の発振器１０８に接続した第１および第４の混合器１０３ａ，１０３ｄによって９５０ＭＨｚ〜１４５０ＭＨｚの第１および第４の中間周波信号ＦＩＬ１，ＦＩＬ２に周波数変換すると共に、内側の左旋円偏波信号ＳＬ１，ＳＬ２を第２の発振器１０９に接続した第２および第３の混合器１０３ｂ，１０３ｃによって１６５０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚの第２および第３の中間周波信号ＦＩＨ１，ＦＩＨ２に周波数変換するようになっている。すなわち、第１の回路基板６の中央部分に第１の発振器１０８と第２の発振器１０９を配置すると共に、第１の発振器１０８を発振信号ライン３６を介して外側の第１の混合器１０３ａと第４の混合器１０３ｄに接続し、第２の発振器１０９を発振信号ライン３７を介して内側の第２の混合器１０３ｂと第３の混合器１０３ｃに接続している。
【００４７】
図２１に示すように、第１の回路基板６上の各混合器１０３ａ〜１０３ｄから出力される中間周波信号ＦＩＬ１，ＦＩＬ２，ＦＩＨ１，ＦＩＨ２の中間周波信号ライン３８は、それぞれ接続ピン３９を介して第２の回路基板７上の中間周波増幅回路部１０４に接続されており、これら第１の回路基板６と第２の回路基板７の重なり部分において、第１の回路基板６に形成されたグランドパターン２４と第２の回路基板７の部品実装面に形成されたグランドパターン２５ａとは接触している。また、第２の回路基板７にはグランドパターン２５ａに対向する導出パターン４０が形成され、これら導出パターン４０はスルーホール４１を介して第２の回路基板７の中間周波増幅回路部１０４に接続されており、接続ピン３９の両端は中間周波信号ライン３８と導出パターン４０に半田付けされている。したがって、第１の発振器１０８を外側の第１および第４の混合器１０３ａ，１０３ｄに接続する発振信号ライン３６と、各混合器１０３ａ〜１０３ｄからの中間周波信号ＦＩＬ１〜ＦＩＬ４を中間周波増幅回路部１０４に導出する中間周波信号ライン３８とを、グランドを有したまま第１の回路基板６と第２の回路基板７との重なり部分で交差させることができる。
【００４８】
上記実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータにおいては、周波数変換部１０３より前段のＲＦ回路用構成部品を第１の回路基板６上に実装し、この第１の回路基板６と第２の回路基板７をグランドパターン２４，２５ａを介して接合・一体化すると共に、中間周波増幅回路部１０４より後段のＩＦ回路用構成部品を第２の回路基板７上に実装したので、グランドを有したまま発振信号ライン３６と中間周波信号ライン３８を交差させることができる。したがって、発振信号ラインと中間周波信号ラインを同軸ケーブルによって交差させていた従来技術に比べると、接続に手間のかかる同軸ケーブルを省略することができる分だけ、衛星放送受信用コンバータの製造コストを低減することができる。
【００４９】
また、第１の回路基板６と第２の回路基板７の重なり部分において、第１の回路基板６に形成したグランドパターン２４と第２の回路基板７に形成したグランドパターン２５ａとを接触させているため、各信号ライン３６，３８に対して確実にグランドをとることができる。また、第１の回路基板６上の中間周波信号ライン３８と第２の回路基板７に形成した導出パターン４０とを接続ピン３９を介して接続したので、簡単な半田付け作業により発振信号ライン３６と中間周波信号ライン３８を交差させることができる。さらに、ＩＦ回路用構成部品が実装される第２の回路基板７をＲＦ回路用構成部品が実装される第１の回路基板６よりもＱ値の低い材料で形成し、例えば第２の回路基板７をガラス入りエポキシ樹脂等の安価な形成したので、全ての回路構成部品をポリテトラフルオロエチレン等の高価な回路基板上に実装した場合に比べると、必要とされる回路基板のトータルコストを低減することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５１】
隣り合う複数の衛星から送信される電波を受信し、１衛星の２つの偏波を第１および第２混合器で異なる中間周波帯に周波数変換すると共に、各第１混合器と各第２混合器がそれぞれ発振周波数の異なる２つの局部発振回路部のいずれか一方に接続されている衛星放送受信用コンバータにおいて、局部発振回路部と各混合器を第１の回路基板の片面上で発振信号ラインによって接続すると共に、第１の回路基板の他面と第２の回路基板の片面とをグランドパターンを介して接合し、この接合部位で各混合器から出力される中間周波信号の中間周波信号ラインを第１の回路基板の片面から第２の回路基板の他面へ導出し、かつ、該中間周波信号ラインと発振信号ラインとを交差させたので、接続に手間のかかる同軸ケーブルを用いなくても、グランドを有したまま発振信号ラインと中間周波信号ラインを交差させることができ、それゆえ衛星放送受信用コンバータの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータの断面図である。
【図２】該衛星放送受信用コンバータを別方向から見た断面図である。
【図３】導波管の斜視図である。
【図４】導波管の正面図である。
【図５】誘電体フィーダの斜視図である。
【図６】誘電体フィーダの正面図である。
【図７】誘電体フィーダを分解して示す説明図である。
【図８】誘電体フィーダを導波管に取り付けた状態を示す説明図である。
【図９】２つの誘電体フィーダの違いを示す説明図である。
【図１０】シールドケースと回路基板およびショートキャップを分解して示す斜視図である。
【図１１】シールドケースの裏面図である。
【図１２】回路基板をシールドケースに取り付けた状態を示す説明図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１４】第１の回路基板の部品実装面を示す図である。
【図１５】誘電体フィーダの位相変換部と微小放射パターンの位置関係を示す説明図である。
【図１６】導波管と回路基板およびショートキャップの取付状態を示す断面図である。
【図１７】防水カバーの補正部と放射パターンの関係を示す説明図である。
【図１８】補正部の変形例を示す説明図である。
【図１９】コンバータ回路のブロック図である。
【図２０】回路部品のレイアウト状態を示す説明図である。
【図２１】２枚の回路基板の接合部分を拡大して示す説明図である。
【符号の説明】
１ 第１の導波管
２ 第２の導波管
１ａ，２ａ かしめ部
１ｂ，２ｂ 平行部
１ｃ，２ｃ スナップ爪
１ｄ，２ｄ ストッパ爪
３ 第１の誘電体フィーダ
４ 第２の誘電体フィーダ
３ａ，４ａ 第１の分割体
３ｂ，４ｂ 第２の分割体
５ シールドケース
５ｂ 桟部
６ 第１の回路基板
６ａ 貫通孔
７ 第２の回路基板
８ ショートキャップ
９ 防水カバー
１０，１４ 放射部
１０ａ 貫通孔
１０ｂ 嵌合凸部
１０ｃ 環状溝
１１，１５ インピーダンス変換部
１２，１６ 位相変換部
１３，１７ 突起
１３ａ 嵌合凹部
１９ 貫通孔
２０ 透孔
２１ 支持部
２２ 係止爪
２３ 凹部
２４，２５ グランドパターン
２５ａ グランドパターン
２６ 半田
２７ 円形孔
２８ アースパターン
２９ 取付孔
３０ａ，３０ｂ 第１のプローブ
３１ａ，３１ｂ 第２のプローブ
３２ａ 第１の微小放射パターン
３２ｂ 第２の微小放射パターン
３４ 突壁
３５ 厚肉部
３６ 発振信号ライン
３８ 中間周波信号ライン
３９ 接続ピン
４０ 導出パターン
４１ スルーホール
１０３ 周波数変換部
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ 第１ないし第４の混合器
１０４ 中間周波数増幅回路部
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ 第１ないし第４の中間周波増幅器
１０８ 第１の発振器
１０９ 第２の発振器
Ｓ１ 第１の衛星
Ｓ２ 第２の衛星
Claims (4)
- 隣り合う複数の衛星から送信される電波を受信し、１衛星の２つの偏波を第１および第２混合器で異なる中間周波帯に周波数変換すると共に、各第１混合器と各第２混合器がそれぞれ発振周波数の異なる２つの局部発振回路部のいずれか一方に接続されている衛星放送受信用コンバータであって、
前記局部発振回路部と前記各混合器とを第１の回路基板の片面上で発振信号ラインによって接続すると共に、該第１の回路基板の他面と第２の回路基板の片面とをグランドパターンを介して接合し、この接合部位で前記各混合器から出力される中間周波信号の中間周波信号ラインを前記第１の回路基板の片面から前記第２の回路基板の他面へ導出し、かつ、該中間周波信号ラインと前記発振信号ラインとを交差させたことを特徴とする衛星放送受信用コンバータ。 - 請求項１の記載において、前記グランドパターンが前記第１の回路基板と前記第２の回路基板のそれぞれに設けられていることを特徴とする衛星放送受信用コンバータ。
- 請求項１または２の記載において、前記中間周波信号ラインが前記第１の回路基板の片面から前記第２の回路基板の他面へ接続ピンを介して導出されていることを特徴とする衛星放送受信用コンバータ。
- 請求項１〜３のいずれかの記載において、前記第２の回路基板が前記第１の回路基板よりもＱ値の低い材料で形成されていることを特徴とする衛星放送受信用コンバータ。
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