JP4105964B2

JP4105964B2 - 衛星放送受信用コンバータ

Info

Publication number: JP4105964B2
Application number: JP2003063815A
Authority: JP
Inventors: 真志中川; 重孝鈴木
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2023-03-10
Also published as: JP2004274487A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、導波管を支持する金属板製の枠体の内部にコンバータ回路が形成された回路基板を固定し、この枠体を合成樹脂製のハウジング内に保持させた衛星放送受信用コンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、枠体と導波管を一体的にダイカスト成形し、この枠体の内部に回路基板を固定することにより、導波管でピックアップされた信号を回路基板に形成されたコンバータ回路で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が知られている（例えば、特許文献１参照）。このコンバータ回路は増幅回路部やフィルタ回路部、局部発振回路部、ミキサー回路部等を有しており、これら回路部によって周波数変換された中間周波数信号は、枠体に取り付けたコネクタを介してテレビジョン等に備えられるチューナに出力される。なお、局部発振回路部は回路基板に接着固定された誘電体共振器を有しており、例えば回路基板に対向設置した部材に螺合された調整ビスを進退させて誘電体共振器との間隔を変えたり、誘電体共振器を覆う金属製カバーを押圧変形させて両者の間隔を変えることにより、誘電体共振器の発振周波数を微調整できるようになっている。
【０００３】
このように概略構成された衛星放送受信用コンバータは、屋外アンテナの反射鏡に導波管を対向させた状態で設置されるが、枠体や導波管等の構成部材を水雨や塵埃等から保護するために、通常、これら構成部材は耐候性に優れた合成樹脂製のハウジングによって覆われている。このハウジングは一端を開口した中空構造に形成されており、枠体と導波管等からなるユニット体を開口から挿入してハウジング内に保持した後、この開口を気密カバーで蓋閉することにより、ハウジング内に保持されたユニット体の気密性が確保されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２２８６０１号公報（第４−６頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したような衛星放送受信用コンバータにおいて、環境温度の低下に伴って合成樹脂製のハウジングが収縮すると、このハウジングの内部に保持された枠体に外側から収縮方向の押圧力が作用するが、この場合、ダイカスト成形による機械的強度の高い枠体を用いていれば、ハウジングの収縮によって枠体が撓むことはほとんどない。しかしながら、ダイカスト成形に代えて安価で軽量化に好適なプレス加工による金属板製の枠体を用い、この枠体を平面視方形状に形成して内部に回路基板を固定するという構成を採用した場合、ハウジングの収縮に伴って枠体の４つの側面が押されて撓みやすくなるため、枠体の内部に固定された回路基板に急激な応力歪みが発生し、適正値に微調整されていた誘電体共振器の発振周波数に悪影響を及ぼすことがある。特に、僅かながら反りのある回路基板上に誘電体共振器と金属製カバーが実装されていると、ハウジングの収縮によって枠体の４つの側面が外側から押圧された時に、回路基板に急激な応力歪みが発生して誘電体共振器と金属製カバーとの間隔が急変するため、誘電体共振器の発振周波数が瞬間的に変動してテレビジョン等の表示画像に乱れを生じるという問題があった。
【０００６】
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、環境温度変化に起因する誘電体共振器の発振周波数の瞬間的な変動を抑制できる衛星放送受信用コンバータを提供することにある。
【０００７】
【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、内部を中空構造にした合成樹脂製のハウジングと、このハウジングの内部に保持された金属板製の枠体と、この枠体の内部に固定された回路基板と、前記枠体に設けられた導波管およびコネクタとを備え、前記枠体が４つの側面を有する平面視方形状に形成され、この枠体の相対向する２つの側面を前記ハウジングの内壁間で位置規制すると共に、前記導波管と前記コネクタとを前記枠体の相対向する残り２つの側面近傍からそれぞれ突出させ、前記導波管の近傍に位置する１つの側面を前記ハウジングの内壁から離反させ、前記コネクタを前記ハウジングに固定した。
【０００８】
このように構成された衛星放送受信用コンバータによれば、環境温度の低下に伴って合成樹脂製のハウジングが収縮して枠体を外側から押圧した時に、ハウジングの内壁から離反している枠体の１つの側面に押圧力が加わらないため、該枠体の内部に固定された回路基板に急激な応力歪みが発生することを抑制でき、それゆえ、誘電体共振器の発振周波数の瞬間的な変動に起因する画像の乱れを防止することができる。
【０００９】
上記の構成において、枠体の相対向する２つの側面近傍からそれぞれ突出された導波管とコネクタのうち、コネクタをハウジングに弾性を有する熱可塑性接着剤で固定すると、ハウジングが収縮を熱可塑性接着剤によって吸収することができて好ましい。
【００１０】
【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は枠体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は枠体の裏面図、図１２は回路基板を枠体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はシールドカバーの裏面図、図１８は誘電体共振器の実装状態を示す説明図、図１９はハウジングの裏面図、図２０はハウジングの補正部と放射パターンの関係を示す説明図、図２１はコンバータ回路のブロック図、図２２は回路部品のレイアウト状態を示す説明図、図２３は第１および第２の回路基板の接合部分を拡大して示す説明図である。
【００１１】
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、これら導波管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、第１および第２の導波管１，２を支持する枠体５と、枠体５の内部に固定された第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ハウジング９および気密カバー４７等によって構成されている。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
図１０〜図１３に示すように、枠体５は金属平板を平面視方形状に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。枠体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が枠体５の外部に向けて直角に折り曲げ形成されている。また、枠体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が枠体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、枠体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。
【００２１】
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を用いて枠体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、枠体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を枠体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。
【００２２】
また、第１および第２の回路基板６，７は枠体５に半田付けされるだけでなく、各係止爪２２を用いて枠体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を枠体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を枠体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によって枠体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。さらに、第１の回路基板６のグランドパターン２４の中央部分には一対の第１のゴムシート４２が貼着されており、図１８に示すように、これら第１のゴムシート４２は枠体５の天板に穿設された各透孔２０内に位置している。この第１のゴムシート４２は衝撃・振動吸収性に優れた制振ゴムであり、本実施形態例では内外ゴム（株）製のハネナイト（商品名）という制振ゴムを用いている。
【００２３】
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を枠体５の内部に固定した状態において、両円形孔２７は枠体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。
【００２４】
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。
【００２５】
さらに、第１の回路基板６の部品実装面には前記直線Ｐを通る位置に一対の誘電体共振器４３が接着固定されており、これら誘電体共振器４３は金属製のＯＳＣカバー４４によって覆われている。各誘電体共振器４３は後述する第１および第２の発振器１０８，１０９を構成するものであり、誘電体共振器４３に対応するＯＳＣカバー４４を押圧変形させて両者の間隔を変えることにより、各誘電体共振器４３の発振周波数を微調整できるようになっている。図１８に示すように、各誘電体共振器４３と各第１のゴムシート４２は第１の回路基板６を介して対向しており、これら誘電体共振器４３と第１のゴムシート４２は平面的にオーバーラップしている。
【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は枠体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から枠体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枠体５は開口しており、この開口にシールドカバー４５を被着することにより、枠体５の内部に固定された第１および第２の回路基板６，７はシールドカバー４５によって覆われている。図１７に示すように、シールドカバー４５の外表面の中央部分と周縁部分には複数の第２のゴムシート４６が貼着されており、この第２のゴムシート４６も前述した第１のゴムシート４２と同様に衝撃・振動吸収性に優れた制振ゴムであり、本実施形態例では内外ゴム（株）製のハネナイト（商品名）という制振ゴムを用いている。
【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および枠体５とシールドカバー４５等の各部品は一体的にユニット化されており、このユニット体は一端を開口した中空構造のハウジング９の内部に収納・保持されている。ハウジング９の開口端は気密カバー４７によって蓋閉されており、この気密カバー４７の内面は前述した各第２のゴムシート４６を介してシールドカバー４５の外表面に対向している。これらハウジング９と気密カバー４７はポリプロピレンやＡＳＡ樹脂等の耐候性に優れた合成樹脂材料によって成形されている。
【００２９】
図１９に示すように、ハウジング９の内壁面には複数のリブ３５が突設されており、平面視方形状に形成された枠体５の４つの側面のうち、相対向する２つの側面は左右両側のリブ３５ａ，３５ｂの間に挟持され、残り２つの側面の一方は上側のリブ３５ｃと所定間隔Ｓを存して離反し、他方の側面は下側のリブ３５ｄに当接している。また、ハウジング９には一対の透孔９ｂが穿設されており、枠体５に取り付けられた一対のコネクタ１８は、これら透孔９ｂからハウジング９の外部へ突出して接着剤４８でハウジング９に固定されている。この接着剤４８は弾性を有する熱可塑性接着剤であり、本実施形態例ではシリコン系接着剤が用いられている。すなわち、枠体５はリブ３５ａ，３５ｂによって同図のＸ１−Ｘ２方向に位置規制されているが、同図のＹ１−Ｙ２方向について見ると、Ｙ１方向に位置するリブ３５ｃからの押さえをなくし、Ｙ２方向に位置するコネクタ１８を接着剤４８でハウジング９に固定すると共に、リブ３５ｄによってＹ２方向への動きが位置規制されるようになっている。
【００３０】
また、枠体５に支持された両導波管１，２はハウジング９の膨出部９ｃ内に突出しており、これら導波管１，２の先端部に保持された両誘電体フィーダ３，４の放射部１０，１４は膨出部９ｃの上面に位置する前面部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リブ３５と連続している。これら突壁３４は補正部として機能するもので、ハウジング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２０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。
【００３１】
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、ハウジング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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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２１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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
周波数変換部１０３は、第１ないし第４の混合器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄと、前述した第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。前述したように、第１および第２の発振器１０８，１０９の発振周波数は、それぞれの誘電体共振器４３を覆うＯＳＣカバー４４を押圧変形させ、両者の間隔を変えることによって適正値に微調整されている。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
図２２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。
【００４８】
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。
【００４９】
図２３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。
【００５０】
上記実施形態例に係る衛星放送受信用コンバータによれば、導波管１，２や枠体５等のユニット体を内包する合成樹脂製のハウジング９が環境温度の低下に伴って収縮して枠体５を撓めた時に、該枠体５の内部に固定された第１および第２の回路基板６，７に急激な応力歪みを発生することがあるが、第１の回路基板６のグランドパターン２４に貼着された第１のゴムシート４２によって当該貼着部位における第１の回路基板６の急激な動きが緩和されるため、この第１のゴムシート４２を介して第１の回路基板６の部品実装面に実装された誘電体共振器４３とＯＳＣカバー４４との間隔が急変することが抑制され、それゆえ、誘電体共振器４３の発振周波数の瞬間的な変動に起因する画像の乱れを防止することができる。しかも、第１のゴムシート４２は枠体５に穿設された透孔２０内に位置しているため、誘電体共振器４３とＯＳＣカバー４４の実装領域における第１の回路基板６の急激な動きを第１のゴムシート４２によって効果的に緩和することができる。
【００５１】
また、環境温度の低下に伴うハウジング９の収縮によって気密カバー４７がシールドカバー４５を押圧する時に、この押圧力が気密カバー４７とシールドカバー４５間に介在させた第２のゴムシート４６によって緩和されるため、第１の回路基板６に実装された誘電体共振器４３とシールドカバー４５との間隔が急変することが抑制され、この点からも誘電体共振器４３の発振周波数の瞬間的な変動に起因する画像の乱れを防止することができる。
【００５２】
さらに、両導波管１，２に最も近い枠体５の１つの側面をハウジング９の内壁面に突設されたリブ３５ｃと所定間隔Ｓを存して離反させ、この側面に対向する側面の近傍に取り付けられたコネクタ１８を接着剤４８によってハウジング９に固定させたため、環境温度の低下に伴ってハウジング９が収縮した時に、ハウジング９のリブ３５ｃから離反している枠体５の１つの側面に押圧力が加わらないようになっている。すなわち、図１９のＹ１−Ｙ２方向についてはハウジング９から枠体５に押圧力が加わらず、第１の回路基板６に発生する急激な応力歪み自体が抑制されるため、この点からも誘電体共振器４３の発振周波数の瞬間的な変動に起因する画像の乱れを防止することができる。しかも、コネクタ１８をシリコン系接着剤のような弾性を有する熱可塑性接着剤４８によってハウジング９に固定したため、ハウジング９の収縮に伴う押圧力を接着剤４８によって吸収することができる。
【００５３】
なお、上記実施形態例では、枠体５に第１および第２の導波管１，２を支持した二衛星放送受信用コンバータについて説明したが、本発明が１つの導波管を備えた一衛星放送受信用コンバータに適用可能であることはいうまでもない。
【００５４】
【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。
【００５５】
環境温度の低下に伴って合成樹脂製のハウジングが収縮して枠体を外側から押圧した時に、ハウジングの内壁から離反している枠体の１つの側面に押圧力が加わらないようにしたので、該枠体の内部に固定された回路基板に急激な応力歪みが発生することを抑制でき、それゆえ、誘電体共振器の発振周波数の瞬間的な変動に起因する画像の乱れを防止することができる。
【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】枠体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】枠体の裏面図である。
【図１２】回路基板を枠体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】シールドカバーの裏面図である。
【図１８】誘電体共振器の実装状態を示す説明図である。
【図１９】ハウジングの裏面図である。
【図２０】ハウジングの補正部と放射パターンの関係を示す説明図である。
【図２１】コンバータ回路のブロック図である。
【図２２】回路部品のレイアウト状態を示す説明図である。
【図２３】第１および第２の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】
１，２導波管
３，４誘電体フィーダ
５枠体
６第１の回路基板
９ハウジング
１８コネクタ
２０透孔
２４グランドパターン
３０ａ，３０ｂ第１のプローブ
３１ａ，３１ｂ第２のプローブ
３５，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄリブ
４２第１のゴムシート（応力緩衝部材）
４３誘電体共振器
４４ＯＳＣカバー（金属製カバー）
４５シールドカバー
４６第２のゴムシート（応力緩衝部材）
４７気密カバー
４８接着剤

Claims

内部を中空構造にした合成樹脂製のハウジングと、このハウジングの内部に保持された金属板製の枠体と、この枠体の内部に固定された回路基板と、前記枠体に設けられた導波管およびコネクタとを備え、前記枠体が４つの側面を有する平面視方形状に形成され、この枠体の相対向する２つの側面を前記ハウジングの内壁間で位置規制すると共に、前記導波管と前記コネクタとを前記枠体の相対向する残り２つの側面近傍からそれぞれ突出させ、前記導波管の近傍に位置する１つの側面を前記ハウジングの内壁から離反させ、前記コネクタを前記ハウジングに固定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、前記コネクタを前記ハウジングに弾性を有する熱可塑性接着剤で固定したことを特徴とする衛星放送受信用コンバータ。