JP5198995B2 - 衛星受信用コンバータ - Google Patents

Description

本発明は、衛星からの送信電波を受信するパラボラアンテナにおいて、水平偏波の電波と垂直偏波の電波を受信するのに用いられる衛星受信用コンバータに関する。

従来、複数の衛星からの送信電波を受信する衛星受信用コンバータとして、それぞれの衛星に対応する一次放射器を構成する導波管をケース本体に一体に設け、そのケース本体内に、コンバータ回路部を形成した基板を収納したものが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

この提案の衛星受信用コンバータによれば、基板に、各一次放射器の開口部に対応するように形成された基板印刷プローブが形成されることから、構造が簡単となり、衛星受信用コンバータのコストダウンや小型化を図ることができる。

例えば、図７に示すように、２つの衛星からの信号を受信するための衛星受信用コンバータにおいては、基板２３に、それぞれの一次放射器の開口部に対応するように形成された水平偏波用プローブ２ａ及び垂直偏波用プローブ２ｂとからなる基板印刷プローブ２が形成されており、これらのプローブ２ａ、２ｂより取り出される信号は、高周波（ＲＦ）増幅回路３ａ、３ｂで増幅された後に、水平・垂直切換スイッチ４ａ、４ｂで選択される。

この水平・垂直切換スイッチ４ａ、４ｂで選択された信号は、更に、衛星切換スイッチ５で選択されてからＲＦ増幅回路６で増幅され、周波数変換器７に入力される。この周波数変換器７には、局部発振器８の発振出力が入力される。周波数変換器７は、ＲＦ増幅回路６からの受信信号と局部発振器８からの信号との差の周波数信号を中間周波信号として出力する。この周波数変換器７から出力される信号は、中間周波信号増幅回路９で増幅され、端子１０より出力される。
特開平１０−１７３５６２号公報

ところで、上記従来の衛星受信用コンバータによれば、受信を希望する衛星の信号を受信するために、水平・垂直切換スイッチ４ａ、４ｂと、衛星切換スイッチ５と、からなる３つの高周波スイッチが使用される。

しかし、衛星からの電波の受信信号（例えば１２ＧＨｚ帯の信号）を直接切換えることのできる高周波スイッチは、非常にコストが高いものであることから、衛星受信用コンバータ（延いてはパラボラアンテナ）の製品コストが高くなるといった問題があった。

また、高周波スイッチは、受信信号の経路を切り換えるものであることから、受信信号が高周波スイッチを通過することによって通過損失が生じ、この通過損失により受信信号のＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）が劣化してしまうという問題があった。

なお、この問題は、一つの衛星から送信される偏波面の異なる電波を受信する衛星受信用コンバータでも同様に発生する。
つまり、この種の衛星受信用コンバータでも、偏波切換のために高周波スイッチ（水平・垂直切換スイッチ）が使用されることから、受信信号がこの高周波スイッチを通過することによって通過損失が生じ、その通過損失が受信信号のＣ／Ｎの劣化に対し無視できないものとなることがある。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、受信信号の偏波面や受信衛星の切り換えを、高周波スイッチを使用することなく実行することのできる衛星受信用コンバータを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、一次放射器を構成する導波管が一体的に設けられるケース内に、受信用のプローブを含むコンバータ回路部が形成された基板を収納してなる衛星受信用コンバータであって、
前記ケースには、２つの一次放射器を構成する導波管がそれぞれ設けられており、
前記基板には、前記２つの一次放射器に対応して、それぞれ、
前記一次放射器の開口部との対応位置に配置され、偏波面が互いに直交する２種類の電波をそれぞれ受信する水平偏波用プローブ及び垂直偏波用プローブと、
前記各プローブの給電点にそれぞれ接続され、前記各プローブにて受信されたＲＦ信号を増幅する一対の第１ＲＦ増幅回路と、
前記一対の第１ＲＦ増幅回路の出力側にそれぞれ接続され、前記各第１ＲＦ増幅回路からの出力を、略同じ線路長を有する一対の第１入力線路を介して、第１相互接続点まで伝送すると共に、該第１相互接続点から第１出力線路を介して出力する第１ＲＦ伝送線路と、
が設けられ、
前記基板には、更に、
前記各一次放射器に対応した第１ＲＦ伝送線路の第１出力線路にそれぞれ接続され、前記各第１ＲＦ伝送線路から出力されるＲＦ信号を増幅する一対の第２ＲＦ増幅回路と、
前記一対の第２ＲＦ増幅回路の出力側にそれぞれ接続され、前記各第２ＲＦ増幅回路からの出力を、略同じ線路長を有する一対の第２入力線路を介して、第２相互接続点まで伝送すると共に、該第２相互接続点から第２出力線路を介して出力する第２ＲＦ伝送線路と、
外部からの制御信号に基づき、前記２つの一次放射器に対して設けられた合計４つの第１ＲＦ増幅回路の一つを動作させ、他の第１ＲＦ増幅回路の動作を停止させると共に、前記一対の第２ＲＦ増幅回路のうち、動作中の第１ＲＦ増幅回路から出力されたＲＦ信号を増幅する第２ＲＦ増幅回路を動作させ、他の第２ＲＦ増幅回路の動作を停止させるＲＦ増幅制御回路と、
前記第２ＲＦ伝送線路の第２出力線路から出力される信号のうち、前記ＲＦ信号を選択的に通過させるフィルタ回路と、
前記フィルタ回路を通過したＲＦ信号を中間周波数帯のＩＦ信号に周波数変換する周波数変換回路と、
前記周波数変換回路にて周波数変換されたＩＦ信号を増幅するＩＦ増幅回路と、
が設けられ、
前記各プローブの給電点から前記第２ＲＦ伝送線路に至る４つの信号経路は、経路長が略等しくなるように形成され、
前記各第１ＲＦ伝送線路を構成する一対の第１入力線路の線路長は、前記第１相互接続点から非動作状態にある第１ＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分が略零になるように設定され、
前記第２ＲＦ伝送線路を構成する一対の第２入力線路の線路長は、前記第２相互接続点から非動作状態にある第２ＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分が略零になるように設定され、
しかも、前記コンバータ回路部を形成するために前記基板に設けられるプリント配線パターンのうち、前記２つの一次放射器に個々に対応する前記一対のプローブから前記第２相互接続点までのプリント配線パターンは、２つの一次放射器の中間点を通る中心線に対し略線対称となるように形成されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の衛星受信用コンバータにおいて、前記第１ＲＦ伝送線路の第１相互接続点には、前記第１相互接続点から非動作状態にあるＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分が略零になるよう、前記各第１入力線路におけるＲＦ信号の伝送特性を調整するための第１調整部材が設けられていることを特徴とする。

また次に、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の衛星受信用コンバータにおいて、前記第１調整部材は、長さ調整可能なスタブにて構成されていることを特徴とする。

また次に、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の衛星受信用コンバータにおいて、前記第２ＲＦ伝送線路の第２相互接続点には、前記第２相互接続点から非動作状態にあるＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分が略零になるよう、前記各第２入力線路におけるＲＦ信号の伝送特性を調整するための第２調整部材が設けられていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の衛星受信用コンバータにおいて、前記第２調整部材は、長さ調整可能なスタブにて構成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の衛星受信用コンバータにおいては、ケースに、２つの一次放射器を構成する導波管がそれぞれ設けられており、基板には、各一次放射器毎に、水平偏波用プローブ、垂直偏波用プローブ、一対の第１ＲＦ増幅回路、及び、第１ＲＦ伝送線路が設けられている。また、各一次放射器に対応した第１ＲＦ伝送線路の第１出力線路には、それぞれ第２ＲＦ増幅回路が接続されている。
そして、ＲＦ増幅制御回路が、外部からの制御信号に基づき、２つの一次放射器に対して設けられた合計４つの第１ＲＦ増幅回路の一つを動作させ、他の第１ＲＦ増幅回路の動作を停止させると共に、一対の第２ＲＦ増幅回路のうち、動作中の第１ＲＦ増幅回路から出力されたＲＦ信号を増幅する第２ＲＦ増幅回路を動作させ、他の第２ＲＦ増幅回路の動作を停止させる。

また、このように動作状態が選択的に切り換えられる第２ＲＦ増幅回路の出力側には、それぞれ、第２ＲＦ伝送線路が接続され、第２ＲＦ伝送経路の第２出力線路には、フィルタ回路、周波数変換回路、及び、ＩＦ増幅回路が順に接続されている。
従って、請求項１に記載の衛星受信用コンバータによれば、ＲＦ増幅制御回路の動作によって、２つの一次放射器に対して設けられた合計４つのプローブにて受信された受信信号（ＲＦ信号）の一つが、周波数変換回路へと選択的に伝送されることになり、従来のように、偏波切換用の２つの高周波イッチと衛星切換用の高周波スイッチとの３つの高周波スイッチを使用することなく、所望衛星から送信された所望偏波面のＲＦ信号を選択することが可能となる。

このため、本発明の衛星受信用コンバータによれば、従来のように偏波面の切り換えに高周波スイッチを使うことが無いので、コンバータ回路部を低コストで実現できる。
また請求項１に記載の衛星受信用コンバータにおいては、各プローブの給電点から第２ＲＦ伝送線路に至る４つの信号経路が、経路長が略等しくなるように形成されている。

そして、各第１ＲＦ伝送線路を構成する一対の第１入力線路の線路長は、第１相互接続点から非動作状態にある第１ＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分が略零になるように設定される。
また、第２ＲＦ伝送線路を構成する一対の第２入力線路の線路長は、第２相互接続点から非動作状態にある第２ＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分が略零になるように設定される。

このため、外部から指令された衛星・偏波面のＲＦ信号を選択するために、ＲＦ増幅制御回路が、３つの第１ＲＦ増幅回路と１つの第２ＲＦ増幅回路の動作を停止させても、フィルタ回路（延いては周波数変換回路）に出力されるＲＦ信号の周波数特性が、動作を停止しているＲＦ増幅回路側の信号経路の影響を受けて、乱れるようなことはなく、外部から指令された衛星・偏波面のＲＦ信号を、周波数変換回路まで安定して伝送することができる。

そして、特に、請求項１に記載の衛星受信用コンバータにおいては、コンバータ回路部を形成するために基板に設けられるプリント配線パターンのうち、２つの一次放射器に個々に対応する一対のプローブから第２相互接続点までのプリント配線パターンが、２つの一次放射器の中間点を通る中心線に対し略線対称となるように形成される。このため、外部から指令された衛星・偏波面のＲＦ信号を、周波数変換回路までより安定して伝送することができる。

ここで、本発明では、第１ＲＦ伝送線路において、第１相互接続点から非動作状態にあるＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分が略零になるように第１入力線路の長さを設定するが、リアクタンス成分を零にするための長さは、第１ＲＦ増幅回路の特性（特に出力インピーダンス）のバラツキ等で変化する。

このため、衛星受信用コンバータを量産する際には、このバラツキに応じて、第１入力線路の長さ（具体的にはその伝送特性）を調整できるようにすることが望ましく、そのためには、請求項２に記載のように、第１ＲＦ伝送線路の第１相互接続点に、各第１入力線路におけるＲＦ信号の伝送特性を調整するための第１調整部材を設けるとよい。

つまり、このようにすれば、第１調整部材を介して、第１相互接続点から非動作状態にあるＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分が略零になるよう、第１入力線路におけるＲＦ信号の伝送特性を調整することができ、第１ＲＦ増幅回路等に特性のバラツキがあっても、ＲＦ信号を良好に選択して周波数変換することが可能となる。

また、この第１調整部材としては、第１ＲＦ伝送線路を構成する第１入力線路の伝送特性を調整できればよいため、例えば、第１相互接続点とグランドラインとの間に容量調整可能なコンデンサを設けて、その容量を調整するようにしてもよい。しかし、請求項３に記載のように、第１調整部材を、長さ調整可能なスタブにて構成すれば、その構成を極めて簡単にすることができる。

つまり、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、スタブは、一対の入力線路及び相互接続点と共に、基板に形成する配線パターンにて構成することができ、しかも、入力線路の特性を調整する際には、相互接続点から非動作状態にあるＲＦ増幅回路を見たときのインピーダンスが、例えば、図１（ｃ）に示すＡ点からＣ点への変化するように、スタブの長さを調整すればよい。

従って、第１調整部材として、スタブを使用すれば、その構成を簡単にすることができるだけでなく、第１入力線路の特性を極めた簡単に調整できるようになり、衛星受信用コンバータを低コストで実現できることになる。

なお、図１（ｃ）は、相互接続点にスタブを設けることによって生じるインピーダンス変化をスミスチャート（図はインピーダンスチャート）を使って表しており、スミスチャート上のＡ点は、図１（ａ）に示すようにスタブを設けていないときに、相互接続点から非動作状態にあるＲＦ増幅回路をみたときのインピーダンスを表している。

また、図１（ｃ）において、Ｃ点は、図１（ｂ）に示すようにスタブを設けて、その長さ調整を行うことで、相互接続点から非動作状態にあるＲＦ増幅回路を見たときのインピーダンスを抵抗成分のみにした最適状態を表し、Ａ点からＣ点に至るＢ領域及びＣ点を超えたＤ領域は、スタブの長さによって変化するインピーダンスの変化を表している。

そして、このように相互接続点から非動作状態にあるＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分を略零となるようにすれば、相互接続点に抵抗が接続されたものとなるため、その抵抗値が小さい場合にＲＦ信号が減衰することはあっても、ＲＦ信号の周波数特性が乱れることはないので、特定のプローブで受信されたＲＦ信号を後段の周波数変換回路まで良好に伝送することができるようになる。

また、ＲＦ増幅回路が非動作（動作電源ＯＦＦなど）の場合、ＲＦ増幅回路の入・出力インピーダンス（上記抵抗値に相当）は一般に高い値を示すようになるのでＲＦ信号の減衰はきわめて小さくなり実用上問題ない。

また、第１ＲＦ伝送線路の第１相互接続点と同様、第２ＲＦ伝送線路の第２相互接続点には、請求項４に記載のように、第２相互接続点から非動作状態にあるＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分が略零になるよう、各第２入力線路におけるＲＦ信号の伝送特性を調整するための第２調整部材を設けるとよい。

そして、請求項５に記載のように、この第２調整部材についても、第１調整部材と同様、長さ調整可能なスタブにて構成すれば、第２調整部材の構成を簡単にして、その長さ調整も極めて簡単に行うことができるようになる。

以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図２は本発明が適用された第１実施形態の衛星受信用コンバータの構成を表し、（ａ）はその衛星受信用コンバータのケース本体の外観を示す背面図、（ｂ）は同図（ａ）におけるＺ−Ｚ’線断面図である。

なお、以下の説明において、方向を示す場合は、特に明示しない限り、図２（ｂ）における右方向（一次放射器４１が備えられた方向）を前方とし、左方向を後方とする。
図２において、４０は、本実施形態の衛星受信用コンバータを構成するケース本体であり、アルミダイキャスト等の導電材料を金型成形したものである。このケース本体４０の前方側には、一次放射器４１がケース本体４０と一体に成形されている。

一次放射器４１は、２つの衛星からの電波の受信に対応するため、２つの円形導波管４２、４２からなり、ケース本体には、この２つの円形導波管４２、４２が、適宜に間隔を保って併設するように一体に形成されている。従って、ケース本体４０において、この２つの円形導波管４２、４２の接続部には、２つの一次放射器４１の開口部４３、４３が形成されることになる。

また、円形導波管４２、４２の前方端部外周には、複数のチョーク４４（本発明の実施例では３つのチョーク）が適宜な間隔を保って設けられることで、良好な周波数特性が得られるようにされている。

更に、ケース本体４０の後方側には、ケース本体４０の底面４０ａの４辺から後方側に突出するように壁面を備えさせることで、背面に開口を有するように空間４６が形成されており、この空間４６と円形導波管４２、４２とは、ケース本体４０の底面４０ａに形成される一次放射器開口部４３、４３を介して連通している。

本実施形態では、この空間４６に、コンバータ回路部１が形成されたプリント基板２１が収納される。そして、プリント基板２１には、プリント基板２１を周知の螺子等を使って底面４０ａに対して固着するためのシールド部材４７が取り付けられている。

このシールド部材４７は、アルミダイカスト等の導電材料にて構成されており、一次放射器４１の終端部４５や、後述するＲＦ増幅回路、局部発振器等の間をシールドするシールド壁が一体形成されている。

なお、図２における４８は、ケース本体４０内部において、コンバータ回路部１の端子１０に接続されて、受信信号を外部に取り出すためのＩＦ出力端子である。このＩＦ出力端子４８は、ケース本体４０と一体に形成しても良いし、別体で構成しても良い。

次に、図３は、プリント基板２１に形成されたコンバータ回路部１の回路構成を表す回路構成図である。なお、このコンバータ回路部１が形成されたプリント基板２１は、周知の固着手段（螺子等）とシールド部材４７とによって、空間４６の底部３０ａに挟持されるように取付けられる。

図３に示すように、プリント基板２１には、上述した２つの一次放射器の開口部４３、４３に対応する位置に、プリント配線パターンによってプローブ２が形成されている。このプローブ２は、水平偏波用プローブ２ａ及び垂直偏波用プローブ２ｂを１組として構成されており、各一次放射器の開口部４３、４３には、各組のプローブ２が設けられている。
なお、本実施形態ではプローブ２をプリント配線パターンによって形成しているが、プローブ２は、金属体等で、プリント配線パターンとは別体に形成しても良い。

次に、水平偏波用プローブ２ａ及び垂直偏波用プローブ２ｂの出力側には、それぞれプローブ２ａより取り出される水平偏波の信号を増幅するための第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ａ、及び、プローブ２ｂより取り出される垂直偏波の信号を増幅するための第１ＲＦ増幅回路３ｂ、３ｂ（即ち、本実施形態では全部で４系統の第１ＲＦ増幅回路）が接続されている。

これらの４系統からなる第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂ、３ａ、３ｂは、例えばＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor ）やＦＥＴ等の高周波増幅素子から構成されており、プローブ２より取り出された信号を適宜に増幅した後に出力する。なお、本実施形態では、各第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂ、３ａ、３ｂはそれぞれＨＥＭＴを用いて構成されており、図に示すように１石で構成しても良いが、複数のＨＥＭＴを多段に接続することにより構成しても良い。

また、これら４つの第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂ、３ａ、３ｂは、２つの衛星からの信号の内、受信を希望する信号に対応するように、何れか１系統の第１ＲＦ増幅回路３が動作しているときは、残りの３系統の第１ＲＦ増幅回路３が非動作となるように選択的に動作状態の切換えを行うように構成されている。

そして、この切換え操作は、例えば、図には示されていない衛星チューナ等の外部に接続される端末装置からの制御信号に基づいて、図３における１１で示されるＲＦ増幅制御回路によって行われる。

次に、これらの第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂ、３ａ、３ｂの出力側には、各一次放射器開口部４３、４３に対応する２系統の第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂ毎に、第１ＲＦ伝送線路１４（本実施形態では２つの第１ＲＦ伝送線路）が接続されている。

この第１ＲＦ伝送線路１４は、プリント配線パターンにより形成されており、少なくとも、第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂの出力側に接続され、第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂにおいて増幅された信号を伝送する同じ線路長を有するように形成された第１入力線路１５、１５と、第１入力線路１５、１５の出力端側を接続した第１相互接続点１６と、第１相互接続点１６に接続された第１出力線路１７とからなる。

つまり、この第１ＲＦ伝送線路１４、１４は、それぞれ、対応する第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂの何れかにおいて選択的に増幅された水平偏波若しくは垂直偏波の受信信号（ＲＦ信号）を第１出力線路１７に出力するように構成されている。そして、これら２系統の第１ＲＦ伝送線路１４、１４には、それぞれ、第１入力線路１５の第１相互接続点１６に接続されたスタブ１８が設けられている。

スタブ１８は、一対の第１入力線路１５、１５を介して第１相互接続点１６に接続される２つの第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂのうち、何れか一方が動作を停止しているときに、他方の増幅回路から出力される受信信号（ＲＦ信号）の周波数特性に影響を与えることのないよう、ＲＦ信号の伝送特性を調整するためのものである。

つまり、本実施形態では、第１相互接続点１６に接続される２つの第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂのうち、何れか一方が動作を停止しているときには、他方の増幅回路が必ず動作停止状態となる。

そこで、本実施形態では、第１相互接続点１６から非動作状態にあるＲＦ増幅回路を見たときのインピーダンスのリアクタンス成分が略零となって、増幅後のＲＦ信号の周波数特性に影響を与えることのないよう、各第１入力線路１５の長さを設定し、更に、その長さ設定では調整できない特性のバラツキを補うために、スタブ１８を設けて、各第１入力線路１５でのＲＦ信号の伝送特性を調整できるようにしているのである。

次に、第１ＲＦ伝送線路１４、１４の出力側には、後段の第２ＲＦ増幅回路６、６を介して第２ＲＦ伝送線路２４が接続されている。
この２つの第２ＲＦ増幅回路６、６は、前段の第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂと同様、ＨＥＭＴ等の高周波素子によって構成されており、ＲＦ増幅制御回路１１によって、何れか一方が動作状態となり、他方が動作停止状態となるように、動作状態が切り換えられる。

つまり、本実施形態では、ＲＦ増幅制御回路１１が、４つの第１ＲＦ増幅回路３の一つと、２つの第２ＲＦ増幅回路６の一つを動作させ、他のＲＦ増幅回路を全て動作停止状態とすることにより、衛星チューナ等の外部装置から指令された衛星・偏波面の受信信号（ＲＦ信号）を選択して、第２ＲＦ伝送路２４へ出力させる。

なお、この第２ＲＦ増幅回路６、６は、前段の第１ＲＦ増幅回路３ａ、４ｂと同様に多段構成にしても良く、あるいは、無くても良い。
次に、第２ＲＦ伝送線路２４は、プリント配線パターンにより形成されており、少なくとも、第１ＲＦ伝送線路１４、１４の出力側に接続され、第１ＲＦ伝送線路１４、１４から出力された受信信号を伝送する同じ線路長を有するように形成された第２入力線路２５、２５と、第２入力線路２５、２５の出力端側を接続した第２相互接続点２６と、第２相互接続点２６に接続された第２出力線路２７とからなる。

つまり、この第２ＲＦ伝送線路２４は、２つの衛星のうち、受信を希望する衛星からの受信信号を第２出力線路２７に出力するように構成されている。そして、第２ＲＦ伝送線路２４には、第２入力線路２５の第１相互接続点２６に接続されたスタブ２８が設けられている。

スタブ２８は、上述のスタブ１８と同様、一対の第２入力線路２５、２５を介して第２相互接続点２６に接続される２つの第２ＲＦ増幅回路６、６のうち、何れか一方が動作を停止しているときに、他方の増幅回路から出力される受信信号（ＲＦ信号）の周波数特性に影響を与えることのないよう、ＲＦ信号の伝送特性を調整するためのものである。

つまり、本実施形態では、第２相互接続点２６に接続される２つの第２ＲＦ増幅回路６、６のうち、何れか一方が動作を停止しているときには、他方の増幅回路が必ず動作停止状態となる。

そこで、本実施形態では、第２相互接続点２６から非動作状態にあるＲＦ増幅回路を見たときのインピーダンスのリアクタンス成分が略零となって、増幅後のＲＦ信号の周波数特性に影響を与えることのないよう、各第２入力線路２５の長さを設定し、更に、その長さ設定では調整できない特性のバラツキを補うために、スタブ２８を設けて、各第２入力線路２５でのＲＦ信号の伝送特性を調整できるようにしているのである。

次に、第２ＲＦ伝送線路２４の出力側には、フィルタ回路１９が接続されている。このフィルタ回路１９は、第２ＲＦ伝送線路２４を通過した受信信号を選択的に通過させるためのものであり、本実施形態では、プリント配線パターンにより、バンドパスフィルタとして構成されている。

そして、このフィルタ回路１９の出力側には、周波数変換器７が接続されており、フィルタ回路１９を通過した希望信号は、この周波数変換器７に入力される。また、周波数変換器７には、局部発振器８が接続されており、局部発振器８において生成される局部発振出力が周波数変換器７に入力されることによって、周波数変換器７からは、フィルタ回路１９から出力される希望信号と局部発振器８からの局部発振出力との差の周波数を有する中間周波数信号（ＩＦ信号）が出力される。なお、周波数変換器７と局部発振器８とで本発明の周波数変換回路が構成されている。

更に、周波数変換器７の出力側には、ＩＦ増幅回路９が接続されている。このＩＦ増幅回路９は、例えばトランジスタやＩＣ等の高周波素子からなり、周波数変換器７において生成されたＩＦ信号を増幅して出力する。そして、このＩＦ増幅回路９の出力側は、端子１０に接続され、ＩＦ信号は、この端子１０を介して外部に出力される。

次に、図４はコンバータ回路部１が形成されたプリント基板２１の具体的構成を表す構成図であり、図５（ａ）は図４におけるプローブ２の給電点１２ａから第１ＲＦ伝送線路１４に至る詳細説明図であり、図５（ｂ）は図４における第２ＲＦ伝送線路２４の詳細説明図である。

図４に示すように、２つの一次放射器開口部４３にそれぞれ設けられた水平偏波用プローブ２ａ及び垂直偏波用プローブ２ｂと、ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂとは、各プローブ２ａ、２ｂの給電点１２ａ及び１２ｂから延びる伝送線路（プリント配線パターン）を介して接続されており、プローブ給電部１２ａ、１２ｂから取り出された受信信号は、ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂで増幅される。

ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂの出力側には、受信信号を通過し直流電流を遮断するコンデンサ１３ａ、１３ｂ（図５（ａ）参照）が接続されており、各ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂは、このコンデンサ１３ａ、１３ｂを介して、第１ＲＦ伝送線路１４の第１入力線路１５に接続されている。なお、このコンデンサ１３ａ、１３ｂは、図５（ａ）に示すチップタイプのコンデンサで構成することができるが、受信信号を通過し直流電流を遮断することができればよいことから、プリント配線パターンで形成することもできる。

そして、本実施形態では、プローブ給電点１２ａからＲＦ増幅回路３ａを介してコンデンサ１３ａの出力端に至る信号経路と、プローブ給電点１２ｂからＲＦ増幅回路３ｂを介してコンデンサ１３ｂの出力端に至る信号経路は、経路長が略等しくなるように形成されている。また、既述したように、第１ＲＦ伝送線路１４を構成する一対の第１入力線路１５、１５も、線路長が略等しくなるように形成されている。

このため、プローブ給電点１２ａから第１ＲＦ伝送線路１４の第１相互接続点１６に至る経路と、プローブ給電点１２ｂから第１ＲＦ伝送線路１４の第１相互接続点１６に至る信号経路は略等しくなる。

また、プローブ給電点１２ａから第１ＲＦ伝送線路１４に至る経路、プローブ給電点１２ｂから第１ＲＦ伝送線路１４に至る経路、及び、第１ＲＦ伝送線路１４は、２つの一次放射器の開口部４３、４３に対しそれぞれ設けられるが、これら各部は、開口部４３、４３の中間点を通る中心線（本実施形態ではプリント基板２１の左右方向の中心点を結ぶ中心線）ＣＬに対し線対称となるように形成されている。

また、第２ＲＦ伝送線路２４において、第２出力線路２７を形成するプリント配線パターンは、上記中心線ＣＬ上に位置するように配設され、第２入力線路２５、２５を形成するプリント配線パターンは、中心線ＣＬを挟んで線対称になるように形成されている。

このため、本実施形態においては、各プローブ給電点１２から第２ＲＦ伝送線路２４の第２相互接続点２６に至る４つの信号経路は、何れの信号経路もその伝送経路長が略等しくなる。

また、図５(ａ)に示すように、第１ＲＦ伝送線路１４の第１相互接続点１６に接続されるスタブ１８は、一対の第１入力線路１５、１５の間の略中央に位置し、第１出力線路１７とは反対方向に突出するように形成されている。そして、スタブ１８の先端近傍には、僅かな間隔を空けてプリント配線の微小パターン１８ａが形成されている。

この微小パターンは、スタブ１８の長さを調整するためのものであり、スタブ１８の先端部と微小パターン１８ａとを半田付け等の周知の手段で接続することによって、スタブ１８の長さ調整を簡単に行うことができる。

また、図５(ｂ)に示すように、第２ＲＦ伝送線路２４の第２相互接続点２６に接続されるスタブ２８は、一対の第２入力線路２５、２５の一方（図の右側の第２入力線路）と第２出力線路２７との間の略中央（図の右下方向）に突設するように形成されることにより、第２出力線路２７とフィルタ回路１９の入力端子１９ａとの間に延在し、第２出力線路２７に対して幅広に一体となるように設けられている。

そして、スタブ２８の基部と先端部の外側近傍には、プリント基板２１上でスタブ２８の幅や長さを調整する際の目印となるマーク２８ａ−１、２８ａ―２がレジスト印刷にて形成されており、このマーク２８ａ−１、２８ａ―２を目安にして、スタブ２８のプリント配線パターンに導電材を接続することにより、スタブ２８の長さ調整を簡単に行えるようにされている。

以上説明したように、本実施形態の衛星受信用コンバータにおいては、コンバータ回路部１において、プローブ給電点１２ａ及びプローブ給電点１２ｂから第１ＲＦ伝送線路１４に至る信号経路が略同じ長さになるように形成され、しかも、これらの信号経路は、対応する１次放射器毎に、それぞれ、１次放射器開口部４３、４３の中間点を通る中心線ＣＬに対し線対称となるように形成されている。また、第２ＲＦ伝送線路２４は、第２出力線路２７が中心線ＣＬ上に位置するように配設されると共に、第２入力線路２５、２５のプリント配線パターンが、中心線ＣＬを挟んで略線対称になるように形成されている。このため、４つのプローブ給電点１２から第２ＲＦ伝送線路２４の第２相互接続点２６に至る４つの信号経路は、何れの信号経路もその伝送経路長が略等しくなる。

また、第１ＲＦ伝送線路１４及び第２ＲＦ伝送線路２４において、相互接続部１６及び２６には、それぞれ、長さ調整可能なスタブ１８、２８が設けられており、これら各スタブ１８、２８を介して、相互接続部１６、２６から動作停止状態にあるＲＦ増幅回路３、６を見たときのインピーダンスのリアクタンス成分が略零となるように、入力線路１５、２５の伝送特性を調整できるようにされている。

このため、本実施形態の衛星受信用コンバータによれば、ＲＦ増幅制御回路１１を介して、動作させるＲＦ増幅回路３、６を選択することで、受信する衛星及び偏波面の切り換えを行うことができ、しかも、その切り換えにより選択された受信信号（ＲＦ信号）の周波数特性が、動作を停止したＲＦ増幅回路３、６側の伝送線路の影響を受けて変化するのを防止できる。

よって、本実施形態の衛星受信用コンバータによれば、従来のように高周波スイッチを用いることなく、衛星及び偏波面の切り換えを行うことができ、コンバータ回路部１を低コストで実現できることになる。
［参考例］
次に本発明の参考例について説明する。

図６は、参考例の衛星受信用コンバータを構成するコンバータ回路部の回路構成図である。なお、以下の説明では、第１実施形態の衛星受信用コンバータと同様の構成要素については同一符号を付与し、詳細な説明は省略する。

第１実施形態では、２つの衛星から水平偏波及び垂直偏波で送信される４つの信号の中から、偏波の選択及び衛星の選択を行うことができるように構成されたコンバータ回路部１を備えた衛星受信用コンバータについて説明したが、本参考例では、１つの衛星から水平偏波及び垂直偏波にて送信された２つの信号の中から、所望偏波面の信号を選択できるように構成されたコンバータ回路部２０を備えた衛星受信用コンバータについて示す。

図６に示すように、本参考例のコンバータ回路部２０においては、プリント基板２２に、図示しないケース本体に設けられた一つの一次放射器の開口部４３に対応して配置された水平偏波用プローブ２ａ及び垂直偏波用プローブ２ｂからなる一組のプローブ２と、各プローブ２ａ、２ｂから取り出された受信信号を増幅する２系統の第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂと、これらの各第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂの出力側に設けられた一つの第１ＲＦ伝送線路３４と、を備え、ＲＦ増幅制御回路１１が、外部装置からの制御信号に従い２つの第１ＲＦ増幅回路３ａ、３ｂの何れか一方を動作させ、他方の動作を停止させることで、外部から指令された偏波面のＲＦ信号を選択して、第１ＲＦ伝送線路３４から後段のフィルタ回路１９へ出力させる。

なお、第１ＲＦ伝送線路３４は、第１実施形態のものと同様、略同じ線路長を有する一対の第１入力線路３５、３５と、各第１入力線路３５、３５の出力を接続する第１相互接続点３６と、第１相互接続点３６に接続された第３出力線路３７とから構成されており、各プローブ２ａ、２ｂから第１相互接続点３６に至る２つの信号経路は、何れの信号経路もその経路長が略等しくなるようになっている。

また、第１実施形態と同様、第１相互接続点３６には、長さ調整可能なスタブ３８が設けられており、このスタブ３８によって、第１相互接続点３６から動作停止状態にある第１ＲＦ増幅回路３を見たときのインピーダンスのリアクタンス成分が略零となるよう、第１入力線路３５、３５の伝送特性を設定できるようにされている。

従って、本参考例の衛星受信用コンバータによれば、従来のように高周波スイッチを用いることなく、所望偏波面の受信信号（ＲＦ信号）を選択して、ＩＦ信号に周波数変換することができるようになり、コンバータ回路部２０の構成を簡単にして、安価に実現できることになる。

以上、本発明の実施形態及び参考例について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の態様をとることができる。

例えば、上記実施形態では、第１ＲＦ伝送線路１４（３４）の第１相互接続点１６（３６）、或いは、第２ＲＦ伝送線路２４の第２相互接続点２６には、第１入力線路１５（３５）や第２入力線路２５の伝送特性を補正するためのスタブ１８（３８）、２８を設けるものとして説明した。

しかし、第１入力線路１５（３５）や第２入力線路２５の長さ設定だけで、第１相互接続点１６（３６）或いは第２相互接続点２６から非動作状態にあるＲＦ増幅回路３或いは６を見たときのインピーダンスのリアクタンス成分を略零にすることができる場合には、スタブ１８（３８）、２８を削除してもよい。

また、これらスタブ１８（３８）、２８は、図５（ａ）、（ｂ）に示したようにプリント配線パターンにて形成する必要はなく、相互接続点１６（３６）若しくは２６に導電体を接続することにより形成してもよい。また、これらスタブ１８（３８）、２８の形状も、適宜設定すればよく、更に、スタブ１８（３８）、２８は、上記実施形態のようなオープンスタブに代えて、ショートスタブにて構成してもよい。

入力線路の伝送特性をスタブを用いて調整する際の動作を説明する説明図である。 第１実施形態の衛星受信用コンバータの構成を表す概略構成図である。 第１実施形態のコンバータ回路部の回路構成を表す回路構成図である。 第１実施形態のコンバータ回路部が形成されたプリント基板の構成を表す説明図である。 図４における第１ＲＦ伝送線路１４周囲及び第２ＲＦ伝送線路２４周囲を詳細に説明する説明図である。 参考例のコンバータ回路部の回路構成を表す回路構成図である。 従来の衛星受信用コンバータのコンバータ回路部の回路構成を表す回路構成図である。

符号の説明

１…コンバータ回路部、２…プローブ、２ａ…水平偏波用プローブ、２ｂ…垂直偏波用プローブ、３ａ，３ｂ…第１ＲＦ増幅回路、６ａ，６ｂ…第２ＲＦ増幅回路、７…周波数変換器、８…局部発振器、９…ＩＦ増幅回路、１０…端子、１１…ＲＦ増幅制御回路、１２ａ，１２ｂ…プローブ給電点、１３ａ，１３ｂ…コンデンサ、１４…第１ＲＦ伝送線路、１５…第１入力線路、１６…第１相互接続点、１７…第１出力線路、１８…スタブ、１８ａ…微小パターン、１９…フィルタ回路、１９ａ…入力端子、２０…コンバータ回路部、２１，２２，２３…プリント基板、２４…第２ＲＦ伝送線路、２５…第２入力線路、２６…第２相互接続点、２７…第２出力線路、２８…スタブ、２８ａ−１，２８ａ−２…マーク、２９…コンデンサ、３４…ＲＦ伝送線路、３５…第１入力線路、３６…第１相互接続点、３７…第１出力線路、３８…スタブ、４０…ケース本体、４０ａ…底面、４１…一次放射器、４２…円形導波管、４３…一次放射器開口部、４４…チョーク、４５…終端部、４６…空間、４７…シールド部材、４８…ＩＦ出力端子。

Claims (5)

1. 一次放射器を構成する導波管が一体的に設けられるケース内に、受信用のプローブを含むコンバータ回路部が形成された基板を収納してなる衛星受信用コンバータであって、
   前記ケースには、２つの一次放射器を構成する導波管がそれぞれ設けられており、
   前記基板には、前記２つの一次放射器に対応して、それぞれ、
   前記一次放射器の開口部との対応位置に配置され、偏波面が互いに直交する２種類の電波をそれぞれ受信する水平偏波用プローブ及び垂直偏波用プローブと、
   前記各プローブの給電点にそれぞれ接続され、前記各プローブにて受信されたＲＦ信号を増幅する一対の第１ＲＦ増幅回路と、
   前記一対の第１ＲＦ増幅回路の出力側にそれぞれ接続され、前記各第１ＲＦ増幅回路からの出力を、略同じ線路長を有する一対の第１入力線路を介して、第１相互接続点まで伝送すると共に、該第１相互接続点から第１出力線路を介して出力する第１ＲＦ伝送線路と、
   が設けられ、
   前記基板には、更に、
   前記各一次放射器に対応した第１ＲＦ伝送線路の第１出力線路にそれぞれ接続され、前記各第１ＲＦ伝送線路から出力されるＲＦ信号を増幅する一対の第２ＲＦ増幅回路と、
   前記一対の第２ＲＦ増幅回路の出力側にそれぞれ接続され、前記各第２ＲＦ増幅回路からの出力を、略同じ線路長を有する一対の第２入力線路を介して、第２相互接続点まで伝送すると共に、該第２相互接続点から第２出力線路を介して出力する第２ＲＦ伝送線路と、
   外部からの制御信号に基づき、前記２つの一次放射器に対して設けられた合計４つの第１ＲＦ増幅回路の一つを動作させ、他の第１ＲＦ増幅回路の動作を停止させると共に、前記一対の第２ＲＦ増幅回路のうち、動作中の第１ＲＦ増幅回路から出力されたＲＦ信号を増幅する第２ＲＦ増幅回路を動作させ、他の第２ＲＦ増幅回路の動作を停止させるＲＦ増幅制御回路と、
   前記第２ＲＦ伝送線路の第２出力線路から出力される信号のうち、前記ＲＦ信号を選択的に通過させるフィルタ回路と、
   前記フィルタ回路を通過したＲＦ信号を中間周波数帯のＩＦ信号に周波数変換する周波数変換回路と、
   前記周波数変換回路にて周波数変換されたＩＦ信号を増幅するＩＦ増幅回路と、
   が設けられ、
   前記各プローブの給電点から前記第２ＲＦ伝送線路に至る４つの信号経路は、経路長が略等しくなるように形成され、
   前記各第１ＲＦ伝送線路を構成する一対の第１入力線路の線路長は、前記第１相互接続点から非動作状態にある第１ＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分が略零になるように設定され、
   前記第２ＲＦ伝送線路を構成する一対の第２入力線路の線路長は、前記第２相互接続点から非動作状態にある第２ＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分が略零になるように設定され、
   しかも、前記コンバータ回路部を形成するために前記基板に設けられるプリント配線パターンのうち、前記２つの一次放射器に個々に対応する前記一対のプローブから前記第２相互接続点までのプリント配線パターンは、２つの一次放射器の中間点を通る中心線に対し略線対称となるように形成されていることを特徴とする衛星受信用コンバータ。
2. 前記第１ＲＦ伝送線路の第１相互接続点には、前記第１相互接続点から非動作状態にある第１ＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分が略零になるよう、前記各第１入力線路におけるＲＦ信号の伝送特性を調整するための第１調整部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の衛星受信用コンバータ。
3. 前記第１調整部材は、長さ調整可能なスタブにて構成されていることを特徴とする請求項２に記載の衛星受信用コンバータ。
4. 前記第２ＲＦ伝送線路の第２相互接続点には、前記第２相互接続点から非動作状態にある第２ＲＦ増幅回路を見たときのリアクタンス成分が略零になるよう、前記各第２入力線路におけるＲＦ信号の伝送特性を調整するための第２調整部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の衛星受信用コンバータ。
5. 前記第２調整部材は、長さ調整可能なスタブにて構成されていることを特徴とする請求項４に記載の衛星受信用コンバータ。

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