JP4027175B2 - 衛星放送受信用コンバータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに直交する2種類の直線偏波信号を受信する衛星放送受信用コンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】
図9はこの種の衛星放送受信用コンバータの従来例を示す断面図であり、同図に示すように、この衛星放送受信用コンバータは導波管100と筐体101と回路基板102および蓋体103等を具備している。
【0003】
導波管100は両端を開口した筒状に形成されており、その前部開口端側にホーン部100aを有している。衛星から送信された電波は、このホーン部100aから導波管100内に進入した後、互いに直交する第1の直線偏波および第2の直線偏波として後部開口端に向かって進行する。この導波管100と筐体101は亜鉛ダイカストやアルミダイカスト等によって一体化されており、回路基板102は筐体の内部に収納されている。導波管100の内部にピン部材からなる第1のプローブ104と第1の短絡端末105がそれぞれ管軸と直交するように挿入されており、第1のプローブ104の後端部は回路基板102に形成された図示せぬコンバータ回路の入力部に半田付けされている。第1の短絡端末105は導波管100内を進行する第1の直線偏波(例えば水平偏波)を反射して第1のプローブ104に検出させるものであり、使用する電波の管内波長をλとすると、この第1の短絡端末105は第1のプローブ104から電波の進行方向に約λ/4だけ離れた位置に設定されている。
【0004】
回路基板102には導波管100の後部開口端に対向する切欠孔102aが穿設されており、この切欠孔102aの中心に向かって突出する突片102bに第2のプローブ106がパターン形成されている。この第2のプローブ106も前記コンバータ回路の入力部に接続されているが、第2のプローブ106は導波管100の内部で第1のプローブ104と直交する方向に延びている。蓋体103は回路基板102を介して筐体101の内部にビス等で固定されており、この蓋体103によって導波管100の後部開口端と回路基板102の切欠孔102aは蓋閉されている。蓋体103は有底形状に形成されており、その内底面は第2の短絡端末107となっている。この第2の短絡端末107は導波管100内を進行する第2の直線偏波(例えば垂直偏波)を反射して第2のプローブ106に検出させるものであり、第2の短絡端末107は第2のプローブ106から電波の進行方向に約λ/4だけ離れた位置に設定されている。
【0005】
このように構成された衛星放送受信用コンバータでは、衛星から送信された電波がホーン部100aから進入して互いに直交する第1の直線偏波および第2の直線偏波として導波管100内を進行すると、第1の直線偏波は第1の短絡端末105で反射されて第1のプローブ104に検出され、第2の直線偏波は蓋体103の第2の短絡端末107で反射されて第2のプローブ106に検出される。なお、これら第1および第2のプローブ104,106で検出された直交2偏波信号は、回路基板102に形成された前記コンバータ回路でIF周波数信号に周波数変換された後、図示せぬ出力端子を介して出力されるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した従来の衛星放送受信用コンバータにおいて、第1の短絡端末105と第2の短絡端末107との距離Dがλ/2(D=λ/2)の関係にあると、図10に示すように、第2の短絡端末107で反射した第2の直線偏波の一部が第1の短絡端末105と第2の短絡端末107との間で共振を起こし、その共振周波数が使用する電波の受信帯域に入って給電効率を劣化させるという現象が発生する。このような理由から従来は、第1の短絡端末105と第2の短絡端末107との距離Dをλ/2に対して十分に大きな値に設定しているが、それによって設計上の自由度が制約されるのみならず、導波管100の全長が管軸方向に長くなってしまい、衛星放送受信用コンバータの小型化が阻害されるという問題があった。
【0007】
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、給電効率を劣化させることなく小型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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の衛星放送受信用コンバータでは、管内に進入した電波が互いに直交する第1の直線偏波および第2の直線偏波として進行する導波管と、前記導波管の管内に突出し電波の進行方向に沿って順次配置された第1および第2のプローブと、前記第1の直線偏波を反射して前記第1のプローブに検出させる第1の短絡端末と、前記第2の直線偏波を反射して前記第2のプローブに検出させる第2の短絡端末と、前記第1および第2の短絡端末の間に配置された第3の短絡端末とを備え、使用する電波の管内波長をλとしたとき、前記第1の短絡端末と前記第2の短絡端末との距離を約λ/2に設定すると共に、前記第1の短絡端末と前記第3の短絡端末との距離を約λ/4に設定した。
【0009】
このように構成された衛星放送受信用コンバータにおいては、第1の短絡端末と第2の短絡端末との距離を約λ/2に設定して導波管の全長を短くしても、第1の短絡端末と第2の短絡端末の間に配置した第3の短絡端末により、不要な共振周波数を使用する電波の受信帯域から除去することができるため、給電効率を劣化させることなく小型化が図れる。
【0010】
上記の構成において、第2のプローブと第3の短絡端末とを同一の回路基板に互いに直交する方向にパターン形成し、この回路基板を導波管の後部開口端と蓋体とで挟持すると共に、この蓋体の内底面に第2の短絡端末を形成することが好ましく、このような構成を採用すると部品点数を削減してコストの低減化が図れる。この場合において、第3の短絡端末の両端を接地させると、第3の短絡端末がリアクタンス成分となって不要な偏波を反射することができる。また、第3の短絡端末の一端のみを接地させると共に、該第3の短絡端末の長さを約λ/4に設定すると、第3の短絡端末がリアクタンス成分と容量成分となり、不要な偏波を吸収し減衰させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図1は本発明の実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータの平面図、図2は図1のII−II線に沿う断面図、図3は該衛星放送受信用コンバータに備えられる導波管の斜視図、図4は該導波管を図3と反対側から見た斜視図、図5は該衛星放送受信用コンバータに備えられる回路基板の平面図、図6は該衛星放送受信用コンバータに備えられる蓋体の斜視図である。
【0012】
本実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータは、一端側に傾斜面1aを有する角形筒状の導波管1と、コンバータ回路等が形成された回路基板2と、有底形状の蓋体3等を具備している。
【0013】
導波管1は金属板を折り曲げ加工したものからなり、この導波管1の傾斜面1aと反対側の端面は正方形の前部開口端1bとなっている。この前部開口端1bには図示せぬ誘電体フィーダが取り付けられるようになっており、衛星から送信された電波はこの誘電体フィーダから導波管1内に導かれた後、互いに直交する第1の直線偏波および第2の直線偏波として傾斜面1aに向かって進行する。なお、前記誘電体フィーダに90度移相部を設ければ、衛星から送信された円偏波を直線偏波に変換して導波管1の内部に導くことができる。図3と図4に示すように、導波管1の一側面には長方形状の開口1cが形成されており、この開口1cに対向する導波管1の他側面には孔1dが形成されている。また、開口1cの周縁には複数の脚片1eと複数の折曲片1fおよび1つの係止片1gが形成されており、各折曲片1fは開口1cから外側に向けて折り曲げられているが、係止片1gは開口1cに向けて内側に折り曲げられている。傾斜面1aは導波管1の管軸に対して略45度の角度で交差しており、導波管1の前部開口端1b側から進入した電波は傾斜面1aで直角に折り返されて開口1cの方向へと進行する。
【0014】
図5に示すように、回路基板2には切欠孔2aが穿設されると共に、複数の係止孔2bと貫通孔2cおよび透孔2dがそれぞれ形成されている。切欠孔2aは概略長方形状をなし、その長辺側から中心に向かって延びる突片2eが形成されると共に、相対向する短辺側間を繋ぐ橋絡片2fが形成されている。この回路基板2の表面ほぼ全域には接地導体4がパターン形成されており、この接地導体4は橋絡片2f上に延びて反射パターン5を形成している。この反射パターン5は第3の短絡端末として機能するもので、反射パターン5の両端は接地導体4を介して接地されている。一方、回路基板2の裏面には図示せぬコンバータ回路の回路素子が実装されており、このコンバータ回路の入力部に接続された第2のプローブ6が突片2e上にパターン形成されている。すなわち、反射パターン5と第2のプローブ6は切欠孔2aの内部で互いに直交している。図6に示すように、蓋体3は金属板を角形筒状に折り曲げ加工したもので、その内底面は第2の短絡端末7となっており、また、蓋体3の一側面には帯状に突出する第1の短絡端末8が一体形成されている。
【0015】
図1と図2に示すように、導波管1の係止片1gを回路基板2の一側面に係止すると共に、各脚片1eを対応する係止孔2bに挿入した状態で、各折曲片1fを接地導体4に半田付けすることにより、導波管1はその開口1cが接地導体4に重なるように回路基板2上に載置・固定されている。これにより導波管1の開口1cは切欠孔2aを除く部分が回路基板2で覆われ、この切欠孔2aと重なる開口1cによって導波管1の後部開口端が形成されている。回路基板2の裏面側からピン部材からなる第1のプローブ9が透孔2dを挿通して導波管1の内部に挿入されており、この第1のプローブ9は回路基板2に形成された前記コンバータ回路の入力部に半田付けされている。
【0016】
また、蓋体3の第1の短絡端末8を回路基板2の貫通孔2cから導波管1の孔1dに挿通し、この第1の短絡端末8の先端部を導波管1の外側面に半田付けすることにより、蓋体3は回路基板2の裏面側に固定されている。これにより導波管1の後部開口端と回路基板2の切欠孔2aが蓋体3で覆われ、使用する電波の管内波長をλとすると、導波管1の内部で第1の短絡端末8が第1のプローブ9から電波の進行方向に約λ/4だけ離れた位置に配置されることになる。この第1の短絡端末8は導波管1内を進行する第1の直線偏波(例えば垂直偏波)を反射して第1のプローブ9に検出させるもので、第1の短絡端末8と第1のプローブ9は平行に配置されている。また、第2の短絡端末7が第2のプローブ6と反射パターン(第3の短絡端末)5から電波の進行方向に約λ/4だけ離れた位置に配置されることになり、第2の直線偏波(例えば水平偏波)は第2の短絡端末7で反射して第2のプローブ6に検出される。本実施形態例では導波管1の全長を短くするために、第1の短絡端末8と第2の短絡端末7とが電波の進行方向に対して電気的に約λ/2だけ離れた位置に設定されており、したがって、第1の短絡端末8と反射パターン5の間ならびに反射パターン5と第2の短絡端末7の間はそれぞれ電波の進行方向に対して電気的に約λ/4だけ離れた位置に設定されている。さらに、回路基板2の裏面側に金属材からなる枠体10が固定され、この枠体10の開口をカバー11で覆うことにより、回路基板2の裏面に形成された前記コンバータ回路が電気的にシールドされるようになっている。
【0017】
このように構成された衛星放送受信用コンバータでは、衛星から送信された電波が前部開口端1bに取り付けられた図示せぬ誘電体フィーダから導波管1の内部に進入し、この電波が互いに直交する第1の直線偏波および第2の直線偏波として導波管1内を進行すると、第1の直線偏波は第1の短絡端末8で反射されて第1のプローブ9に検出される。また、第2の直線偏波は導波管1の傾斜面1aで方向変換された後、蓋体3の第2の短絡端末7で反射されて回路基板2上の第2のプローブ6に検出される。そして、これら第1および第2のプローブ9,6で検出された直交2偏波信号は、回路基板2に形成された前記コンバータ回路でIF周波数信号に周波数変換された後、図示せぬ出力端子を介して出力される。
【0018】
ここで、第1の短絡端末8と第2の短絡端末7とは電波の進行方向に対して電気的に約λ/2だけ離れた位置に設定されており、第1の短絡端末8と反射パターン5の間ならびに反射パターン5と第2の短絡端末7の間はそれぞれ電波の進行方向に対して電気的に約λ/4だけ離れた位置に設定されている。図7はこれら第1の短絡端末8と第2の短絡端末7および反射パターン(第3の短絡端末)5の関係を模式的に示すものであり、同図に示すように、第2の短絡端末7で反射して第1の短絡端末8に戻る第2の直線偏波は、第2の短絡端末7と反射パターン5との間で位相が反転すると共に第1の短絡端末8と反射パターン5との間で位相が反転するため、第1の短絡端末8と第2の短絡端末7との間に共振は発生しなくなる。すなわち、第3の短絡端末である反射パターン5がリアクタンス成分となって不要な偏波が反射されるため、不要な共振周波数を使用する電波の受信帯域から除去することができ、第2のプローブ6の給電効率が劣化することを防止できる。
【0019】
上記した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、第1の短絡端末8と第2の短絡端末7との距離を電波の進行方向に対して電気的に約λ/2だけ離れた位置に設定すると共に、これら第1の短絡端末8と第2の短絡端末7との間に配設した回路基板2に第2のプローブ6と反射パターン(第3の短絡端末)5を互いに直交する方向にパターン形成し、且つ、第1の短絡端末8と反射パターン5間の距離ならびに反射パターン5と第2の短絡端末7間の距離をそれぞれ電波の進行方向に対して電気的に約λ/4だけ離れた位置に設定したので、反射パターン5によって不要な共振周波数を使用帯域から除去することができ、それ故、導波管1の全長を短くして小型化を図った上で給電効率の劣化を防止できる。また、第3の短絡端末である反射パターン5は第2のプローブ6と同一の回路基板2に形成されているため、わざわざ第3の短絡端末を別途設ける必要がなく、部品点数を削減してコストの低減化が図れる。
【0020】
なお、上記した実施形態例では、第3の短絡端末である反射パターン5の両端を接地した場合について説明したが、図8に示すように、長さが約λ/4に設定された反射パターン5の一端のみを接地させても良い。この場合、反射パターン5がリアクタンス成分と容量成分となり、不要な偏波を吸収し減衰させることができる。
【0021】
また、上記した実施形態例では、内部に傾斜面1aを有する導波管1を用い、このようなコーナ型の導波管1の管軸に対して回路基板2を平行に配設した衛星放送受信用コンバータについて説明したが、内部に傾斜面のないストレート形状の導波管を用い、このような直線型の導波管の管軸に対して回路基板を直交配設した衛星放送受信用コンバータにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータの平面図である。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図である。
【図3】該衛星放送受信用コンバータに備えられる導波管の斜視図である。
【図4】該導波管を図3と反対側から見た斜視図である。
【図5】該衛星放送受信用コンバータに備えられる回路基板の平面図である。
【図6】該衛星放送受信用コンバータに備えられる蓋体の斜視図である。
【図7】第3の短絡端末の動作原理を示す説明図である。
【図8】第3の短絡端末の変形例を示す説明図である。
【図9】従来例に係る衛星放送受信用コンバータの断面図である。
【図10】従来例の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
1 導波管
1a 傾斜面
1b 前部開口端
1c 開口
2 回路基板
2a 切欠孔
2e 突片
2f 橋絡片
3 蓋体
4 接地導体
5 反射パターン(第3の短絡端末)
6 第2のプローブ
7 第2の短絡端末
8 第1の短絡端末
9 第1のプローブ
Claims (3)
- 管内に進入した電波が互いに直交する第1の直線偏波および第2の直線偏波として進行する導波管と、前記導波管の管内に突出し電波の進行方向に沿って順次配置された第1および第2のプローブと、前記第1の直線偏波を反射して前記第1のプローブに検出させる第1の短絡端末と、前記第2の直線偏波を反射して前記第2のプローブに検出させる第2の短絡端末と、前記第1および第2の短絡端末の間に配置された第3の短絡端末とを備え、
使用する電波の管内波長をλとしたとき、前記第1の短絡端末と前記第2の短絡端末との距離を約λ/2に設定すると共に、前記第1の短絡端末と前記第3の短絡端末との距離を約λ/4に設定し、
前記第2のプローブと前記第3の短絡端末とを同一の回路基板に互いに直交する方向にパターン形成し、この回路基板を前記導波管の後部開口端と蓋体とで挟持すると共に、この蓋体の内底面に前記第2の短絡端末を形成し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、前記第3の短絡端末の両端を接地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、前記第3の短絡端末の一端のみを接地させると共に、該第3の短絡端末の長さを約λ/4に設定したことを特徴とする衛星放送受信用コンバータ。
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