JP4294698B2

JP4294698B2 - 一次放射器

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Publication number: JP4294698B2
Application number: JP2007040024A
Authority: JP
Inventors: 幸弘山口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2027-02-20
Also published as: US20080198083A1; JP2008205856A; CN101252222A

Description

本発明は、例えば衛星放送・衛星通信受信用コンバータ（ＬＮＢ）の一次放射器に関するもので、特にホーン部分と導波管部分とから構成される一次放射器とその製造方法に関するものである。

衛星放送・衛星通信を受信するために用いられるパラボラアンテナは、衛星からの電波を一点に集める反射鏡と、一点に集められた電波を取り込む一次放射器と、一次放射器により取り込まれた電波を増幅し、周波数を変換するコンバータとから構成される。

一次放射器は、一端を開口し他端を閉塞した、例えば断面形状が円形である導波管と、この導波管の壁面から内部に挿入された第１および第２のプローブとを具備している。第１および第２のプローブは、互いに直交するように設置されており、これら両プローブと導波管の閉塞端との距離は、管内波長の約１／４波長に設定されている。

このように構成された一次放射器において、衛星から送信された直線偏波の電波が反射鏡で集められて導波管の内部に導かれると、この電波のうち、例えば垂直偏波は第１のプローブによって検出され、水平偏波は第２のプローブによって検出される。そして、これら両プローブからの検出信号をコンバータ回路においてＩＦ周波数信号に周波数変換して出力することにより、衛星から送信された電波を受信することが出来る。

従来より一般に用いられる一次放射器は、アルミニウムや亜鉛等の金属を用いてダイキャスト成型されていた。図１０において、ダイキャスト成型タイプのＬＮＢの組立断面図を示す。ＬＮＢのシャーシ１０は、ホーン部（コルゲート部）１０ａおよび導波管部１０ｂを一体化した形で構成されている。

ダイキャスト成形を用いる以外では、特許文献１に開示されているように、スピニング加工（へら絞り加工）により製造する方法がある。

また、特許文献２において開示されているように、板金の折り曲げ加工により、コルゲート付き導波管を製造する技術がある。
特開昭５８−１５４９０１号公報（１９８３年９月１４日公開）特開２００４−３３６１５４号公報（２００４年１１月２５日公開）

しかしながら、上記従来の構成のうち、ダイキャスト成型による製造方法では、一次放射器の構造は、ホーンと導波管とを一体成形するため複雑であり、高価な成型金型を用いる必要があった。また、ダイキャストのため、重量が重いという問題があった。

また、スピニング加工による製造方法では、一次放射器を軽量化することは出来るが、ホーンおよび導波管の断面形状が円形であるものしか製造できないという問題点があった。

また、折り曲げ加工による製造方法では、ノイズ低減効果のあるコルゲートを付加した上、軽量な一次放射器を製造出来るが、コルゲートおよび導波管の断面形状が楕円形である一次放射器を製造することは出来ないという問題点があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、断面形状が楕円形のホーンおよび導波管を容易に作成でき、コストダウンを図ることが出来る、一次放射器の製造方法を実現することにある。

本発明に係る一次放射器は、上記の課題を解決するために、ホーン部と導波管部とを備えた一次放射器において、前記ホーン部と前記導波管部とが、深絞り加工により、一体成型されたことを特徴とする。

絞り加工とは、金属板をプレス機により変形加工し、継ぎ目のないくぼみを持つ製品を得る加工である。深絞り加工は、例えば、円板からコップ状の底付き円筒容器を作る場合のように、所定の輪郭形状に剪断した平板素材を、ダイスおよびポンチと呼ばれるメス・オス一対の金型を用いて成型する作業である。

上記の構成によれば、塑性変形する性質を有し、かつ導電性を有する板材を深絞り加工することにより、導波管部とホーン部とを一体成型して一次放射器を製造するので、加工時間を短縮でき、製造コストを低減できるという効果を奏する。

なお、加工する上記板材は、金属に限らず、例えばメッキを施した樹脂であってもよい。

本発明に係る一次放射器は、上記の課題を解決するために、ホーン部と導波管部とを備えた一次放射器において、前記ホーン部と前記導波管部とが、個別に深絞り加工により成型され、一体化されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、加工するホーン部および導波管部の形状が単純になるので、深絞り加工が容易になるという効果を奏する。

また、本発明の一次放射器は、上記構成に加えて、前記一次放射器の軸に垂直な断面において、該断面の形状を楕円形とすることを特徴とする。

また、本発明の一次放射器は、上記構成に加えて、前記ホーン部は、広口側のフランジ面に前記導波管部方向への折り曲げ部を備えたことを特徴とする。

上記の構成によれば、ホーン部の強度を向上させることが出来るという効果を奏する。また、一次放射器の指向特性を向上させることが出来るという効果を奏する。さらに、コルゲートを付けるという従来技術より、ノイズがより低減されるという効果を奏する。

なお、本発明に係る一次放射器は、ホーン部と導波管部とを深絞り加工により一体成型した構成でもよい。

また、本発明に係る一次放射器は、板金を深絞り加工して成型された円形の導波管であることを特徴とする構成でもよい。

また、本発明に係る一次放射器は、板金を深絞り加工して成型された楕円形の導波管であることを特徴とする構成でもよい。

また、本発明に係る一次放射器は、板金を深絞り加工して成型された矩形の導波管であることを特徴とする構成でもよい。

また、本発明に係る一次放射器は、各々、深絞り加工により成型したホーン部と同加工により成型した導波管とを接合させる構成でもよい。

また、本発明に係る一次放射器は、楕円形の導波管で、ホーン部と導波管とを分離して、接合させた事を特徴とする構成でもよい。

また、本発明に係る一次放射器は、矩形の導波管で、ホーン部と導波管とを分離して、接合させた事を特徴とする構成でもよい。

また、本発明に係る一次放射器は、ホーン部と導波管部とを分離した形状を組み合わせ接合させた事を特徴とする構成でもよい。

また、本発明に係る一次放射器は、ホーン部の端面を折り曲げる事により強度アップさせた事を特徴とする構成でもよい。

また、本発明に係る一次放射器は、ホーン部の端面を折り曲げる事により良い指向特性の性能結果を得られる事を特徴とする構成でもよい。

本発明に係る一次放射器は、以上のように、前記ホーン部と前記導波管部とが、深絞り加工により、一体成型されたことを特徴とする。

それ故、板金を深絞り加工することにより、導波管部とホーン部とを一体成型して一次放射器を製造するので、加工時間を短縮でき、製造コストを低減できるという効果を奏する。

また、本発明に係る一次放射器は、以上のように、前記ホーン部と前記導波管部とが、個別に深絞り加工により成型され、一体化されていることを特徴とする。

それ故、加工するホーン部および導波管部の形状が単純になるので、深絞り加工が容易になるという効果を奏する。

本発明の各参考形態および実施形態について図１から図９に基づいて説明すると以下の通りである。

〔第１の参考形態〕
図３において、衛星放送・衛星通信受信用コンバータ（ＬＮＢ：Low Noise converter Block）の全体の断面図を示す。このＬＮＢのうち、一次放射器２は、ホーン部２ａおよび導波管部２ｂから構成される。以下に示す図では、一次放射器２の部分のみを図示する。

一次放射器２は、板金を深絞り加工し、ホーン部と導波管部を一体化して製造したものである。深絞り加工では、スピニング加工および板金折り曲げ加工と同じく、薄い板を板金加工する。そのため、構造が複雑であり且つ高価なダイキャスト成型金型を用いずに、ホーン付きの導波管を製造することが出来た。なお、深絞り加工する板材として、塑性変形する性質を有し、かつ導電性を有する材料を用いることができるので、上記板金に限らず、例えばメッキを施した樹脂の板材であってもよい。

図２において、本参考形態の一次放射器２の詳細を示す。図２（ａ）は、一次放射器２の側面図であり、図２（ｂ）は、一次放射器２の正面図であり、図２（ｃ）は、一次放射器２の、図２（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図である。

ホーン部２ａは先端部を切り取った円錐形であり、底部はフランジ形状となっている。また、導波管部２ｂは、ホーン部２ａから遠い側の一端が閉じられた円筒形状である。なお、図２（ｂ）の正面図からわかるとおり、ホーン部２ａおよび導波管部２ｂとも、その断面形状は円形である。

なお、以下の参考形態および実施形態では、本参考形態と異なる部分のみを説明する。

〔第２の参考形態〕
図１において、本参考形態の一次放射器３の詳細を示す。図１（ａ）は、一次放射器３の側面図であり、図１（ｂ）は、一次放射器３の正面図であり、図１（ｃ）は、一次放射器３の、図１（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図である。

図１（ｂ）の正面図からわかるとおり、ホーン部３ａおよび導波管部３ｂの断面形状は、第１の参考形態の円形とは異なり、楕円形である。ホーン部３ａの広口側は、フランジ形状となっており、狭口側の断面は、導波管部３ｂの開口端と同一の形状およびサイズとなっている。導波管部３ｂの、ホーン部２ａから遠い側の他端は閉じられている。

〔第３の参考形態〕
図４において、本参考形態の一次放射器４の詳細を示す。図４（ａ）は、一次放射器４の側面図であり、図４（ｂ）は、一次放射器４の正面図であり、図４（ｃ）は、一次放射器４の、図４（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図である。

図４（ｂ）の正面図からわかるとおり、ホーン部４ａおよび導波管部４ｂの断面形状は、第１の参考形態の円形または第２の参考形態の楕円形とは異なり、矩形である。ホーン部３ａは、先端を切り取った四角錐の形状であり、底部にフランジが形成されている。導波管部４ｂは、四角柱の形状であり、解放された口がホーン部４ａの狭口側と同一の形状およびサイズであり、ホーン部３ａから遠い側の他端が閉塞されている。

＜第１から第３の参考形態のまとめ＞
図２から図４に示すように、一次放射器２、３、４は、板金を深絞り加工し、ホーン部と導波管部とを一体成形したものである。スピニング加工では断面形状が円形のものしか作れず、折り曲げ加工では断面形状が曲面のものは作れないが、深絞り加工では、断面形状が楕円形である、ホーン部および導波管部も容易に作成することが出来る。

〔第４の参考形態〕
本参考形態では、これまでに説明した参考形態と異なり、一次放射器の製造にあたり、ホーン部と導波管部とを別々に板金により作成し、その後、ホーン部と導波管部とを接合して一次放射器を製造する。

この製造方法により、接合する手間は増えるが、ホーン部および導波管部の形状はより単純なものになるので、より簡単な深絞り加工により作成することが出来る。

図５において、本参考形態の一次放射器５の詳細を示す。図５（ａ）は、ホーン部５ａの側面図であり、図５（ｂ）は、ホーン部５ａの正面図であり、図５（ｃ）は、ホーン部５ａの、図５（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図であり、図５（ｄ）は、導波管部５ｂの側面図であり、図５（ｅ）は、導波管部５ｂの正面図であり、図５（ｆ）は、図５（ｅ）のＢ−Ｂ’断面における断面図である。

ホーン部５ａは先端部を切り取った円錐形であり、底部はフランジ形状となっている。また、導波管部５ｂは、ホーン部５ａから遠い側の一端が閉じられた円筒形状である。なお、図５（ｂ）および図５（ｅ）の正面図からわかるとおり、ホーン部５ａおよび導波管部５ｂの断面形状は円形である。

〔第５の参考形態〕
図６において、本参考形態の一次放射器６の詳細を示す。図６（ａ）は、ホーン部６ａの側面図であり、図６（ｂ）は、ホーン部６ａの正面図であり、図６（ｃ）は、ホーン部６ａの、図６（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図であり、図６（ｄ）は、導波管部６ｂの側面図であり、図６（ｅ）は、導波管部６ｂの正面図であり、図６（ｆ）は、図６（ｅ）のＢ−Ｂ’断面における断面図である。

図６（ｂ）および図６（ｅ）の正面図からわかるとおり、ホーン部６ａおよび導波管部６ｂの断面形状は楕円形である。ホーン部６ａの広口側は、フランジ形状となっており、狭口側の断面は、導波管部６ｂの開口端と同一の形状およびサイズとなっている。導波管部６ｂは筒状であり、ホーン部６ａと接合される側は解放され、ホーン部６ａから遠い側の他端は閉じられている。

〔第６の参考形態〕
図７において、本参考形態の一次放射器７の詳細を示す。図７（ａ）は、ホーン部７ａの側面図であり、図７（ｂ）は、ホーン部７ａの正面図であり、図７（ｃ）は、ホーン部７ａの、図７（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図であり、図７（ｄ）は、導波管部７ｂの側面図であり、図７（ｅ）は、導波管部７ｂの正面図であり、図７（ｆ）は、図７（ｅ）のＢ−Ｂ’断面における断面図である。

図７（ｂ）および図７（ｅ）の正面図からわかるとおり、ホーン部７ａおよび導波管部７ｂの断面形状は矩形である。ホーン部７ａは、先端を切り取った四角錐の形状であり、底部にフランジが形成されている。導波管部７ｂは、四角柱の形状であり、解放された口がホーン部７ａの狭口側と接合され、ホーン部７ａから遠い側の他端が閉塞されている。

＜第４から第６の参考形態のまとめ＞
図５から図７に示すように、一次放射器５、６、７は、板金を深絞り加工し、ホーン部と導波管部とを別々に成形した後、接合して一体としたものである。

ホーン部と導波管部とを別々に成形する場合でも、スピニング加工では断面形状が円形のものしか作れず、折り曲げ加工では断面形状が曲面のものは作れないが、深絞り加工では、断面形状が楕円形である、ホーン部および導波管部を容易に作成することが出来る。

〔第１の実施形態〕
本実施形態では、上記において説明した各一次放射器のホーン部の端面に対して、折り曲げ加工を施す例について説明する。なお、以下では、代表例として、第１の参考形態において示した、ホーン部と導波管部とが一体成形され、断面形状が円形である一次放射器を元にしてホーン部の端面を折り曲げ加工する例を説明するが、もちろん他の形状の一次放射器に対しても、この折り曲げ加工の適用は可能である。

図８において、本実施形態の一次放射器８の詳細を示す。図８（ａ）は、一次放射器８の側面図であり、図８（ｂ）は、一次放射器８の正面図であり、図８（ｃ）は、一次放射器８の、図８（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図である。

図に示すように、ホーン部８ａの端面８ｃが、導波管部８ｂ側に折り曲げられている。

この折り曲げ加工により、ホーン部の強度向上を図ることが出来た。

また、この折り曲げ加工により、一次放射器８の指向特性が向上した。この指向特性を確認するため、現在のＬＮＢで使用している高帯域（例えば１２．７５ＧＨｚ）にて計測を行った。その結果、図９の放射パターンのグラフに示すように、端面の折り曲げ加工が無い場合（図９（ｂ））に比べ、端面の折り曲げ加工を施した場合（図９（ａ））には、ホーン部の指向特性を示すＰｈｉが０ｄｅｇｒｅｅのときと９０ｄｅｇｒｅｅのときとにおいて、指向特性がほぼ一致していることが分かる。すなわち、ばらつきの無い良好なの指向特性が、端面８ｃの折り曲げ加工により得られたことが分かる。

＜補足事項＞
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係る一次放射器の製造方法では、一枚の板金を深絞り加工することにより、導波管部とホーン部とを一体成型して一次放射器を製造するので、加工時間の短縮や製造コストの低減が求められる一次放射器の製造に好適に適用できる。

第２の参考形態における、一次放射器の詳細を示す図であり、（ａ）は、一次放射器の側面図であり、（ｂ）は、一次放射器の正面図であり、（ｃ）は、一次放射器の、図１（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図である。第１の参考形態における、一次放射器の詳細を示す図であり、（ａ）は、一次放射器の側面図であり、（ｂ）は、一次放射器の正面図であり、（ｃ）は、一次放射器の、図２（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図である。第１の参考形態における、板金の深絞り加工により作成された、ホーンと導波管とを一体成形した、衛星放送・衛星通信受信用コンバータ（ＬＮＢ）のシャーシ単体の断面図である。第３の参考形態における、一次放射器の詳細を示す図であり、（ａ）は、一次放射器の側面図であり、（ｂ）は、一次放射器の正面図であり、（ｃ）は、一次放射器の、図４（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図である。第４の参考形態における、一次放射器の詳細を示す図であり、（ａ）は、ホーン部の側面図であり、（ｂ）は、ホーン部の正面図であり、（ｃ）は、ホーン部の、図５（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図であり、（ｄ）は、導波管部の側面図であり、（ｅ）は、導波管部の正面図であり、（ｆ）は、図５（ｅ）のＢ−Ｂ’断面における断面図である。第５の参考形態における、一次放射器の詳細を示す図であり、（ａ）は、ホーン部の側面図であり、（ｂ）は、ホーン部の正面図であり、（ｃ）は、ホーン部の、図６（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図であり、（ｄ）は、導波管部の側面図であり、（ｅ）は、導波管部の正面図であり、（ｆ）は、図６（ｅ）のＢ−Ｂ’断面における断面図である。第６の参考形態における、一次放射器の詳細を示す図であり、（ａ）は、ホーン部の側面図であり、（ｂ）は、ホーン部の正面図であり、（ｃ）は、ホーン部の、図７（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図であり、（ｄ）は、導波管部の側面図であり、（ｅ）は、導波管部の正面図であり、（ｆ）は、図７（ｅ）のＢ−Ｂ’断面における断面図である。第１の実施形態における、一次放射器の詳細を示す図であり、（ａ）は、一次放射器の側面図であり、（ｂ）は、一次放射器の正面図であり、（ｃ）は、一次放射器の、図８（ｂ）のＡ−Ａ’断面における断面図である。電波の放射パターンを示すグラフであり、（ａ）は、ホーン部の端面を折り曲げた一次放射器の放射パターンであり、（ｂ）は、ホーン部の端面を折り曲げない一次放射器の放射パターンである。従来一般に用いられているダイキャスト成型タイプの衛星放送・衛生通信受信用コンバータ（ＬＮＢ）の断面図である。

２、３、４、５、６、７、８、１０一次放射器
２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａホーン部
２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ、１０ｂ導波管部
８ｃ折り曲げ端面
１０ａホーン（コルゲート）部

Claims

ホーン部と導波管部とを備えた一次放射器において、
前記ホーン部と前記導波管部とが、深絞り加工により、一体成型され、
前記ホーン部は、広口側のフランジ面の端面に前記導波管部方向への折り曲げ部を備えたことを特徴とする、一次放射器。
前記一次放射器の軸に垂直な断面において、該断面の形状を楕円形とすることを特徴とする、請求項１に記載の一次放射器。
ホーン部と導波管部とを備えた一次放射器において、
前記ホーン部と前記導波管部とが、個別に深絞り加工により成型され、一体化され、
前記ホーン部は、広口側のフランジ面の端面に前記導波管部方向への折り曲げ部を備えたことを特徴とする、一次放射器。
前記一次放射器の軸に垂直な断面において、該断面の形状を楕円形とすることを特徴とする、請求項３に記載の一次放射器。