JPH01151802A - 円一直線偏波変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、円形導波管と長さの異なる１対のインバー
テツドラインからなる伝送路との組合せからなる円−直
線偏波変換器に関するものである。

〈従来技術〉 従来の円−直線偏波変換器としては、例えば第７図（ａ
）、　（ｂ）に示すように１円形導波管ｌ内に図示のよ
うな形状の誘電体板２を４５″の角度に設置したものや
、第８図（ａ）、（ｂ）に示すように同じく円形導波管
ｌ内に１対のカマボブ形の金属板３．３を設けたもの等
がある。いずれのも、円−直線偏波変換器も、入力側４
から供給されるＥ。

で表わされる円偏波の一方の直線偏波成分を直交する他
方の直線偏波成分に対して出力側５て位相が丁度９０″
遅らせるようにすることにより、出力側５からＥ２で表
わされる直線偏波を取出すことができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記のような構造の従来の円−直線偏波変換器では、良
好な変換特性を得るためには管軸方向に相当に長い導波
管を必要とし、オフセットパラボラアンテナ等の衛星放
送用のアンテナの１次放射器に用いる場合は、この１次
放射器の小形化の障害になっていた。また、上記のよう
に導波管は相当な長さを必要とするので、これを円偏波
アレーアンテナの１素子として使用することは事実上不
可能であった。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明による円−直線偏波変換器は、一端が閉塞した
導波管よりなる円偏波の入出力部と、上記導波管内にお
ける電波の進行方向に対して垂直の同一面内で上記導波
管の壁面を貫通して導波管内に向けて互いに直角をなし
て突出するインバー・テッドラインにより構成された１
対のプローブと、上記導波管外側部に設けられた直線偏
波の入出力端子と、該入出力端子に接続されたインバー
テツドラインよりなる結合用伝送路と、該結合用伝送路
と上記各プローブとを接続するインバーテツドラインよ
りなる第１ｓよび第２の伝送路とを具備している。そし
て、上記第１の伝送路は第２の伝送路よりも、上記第１
の伝送路を経て伝送された電波の位相が上記第２の伝送
路を経て伝送された電波の位相よりも実質的に９０″遅
れるように約λｇ／４（但しλｇは伝送波長）だけ長く
作られている。

〈作　用〉 この発明の円−直線偏波変換器では、導波管内に３いて
１対のプローブにより円偏波を直交する２方向の成分と
して取出し、第１の伝送路を経て伝送される電波の位相
を第２の伝送路を経て伝送される電波の位相に対して９
０°遅相させて両者を結合用伝送路で合成することによ
り入出力端子より直線偏波な供給すると、円形導波管で
構成された入出力部より円偏波を取出すことができる。

〈実施例の説明〉 以下、図示の実施例によってこの発明の円−直線偏波変
換器を説明する。第１図乃至第４図で、ｌＯは導電体で
作られたこの発明の円−直線偏波変換器の本体て、例え
ば上下の２部分１０ａ、１０ｂを結合して構成されてい
る。部分１０ａとｌＯｂとの間にはインバーテツドライ
ンを構成するための１枚の誘電体基板１１が挟み込まれ
ている。１２は円偏波の入出力部となる下端が閉塞され
た円形導波管で、その内壁面を貫通して同一平面内で１
対のインバーテツドラインからなるプローブ１３．１４
が互いに直角をなして当該円形導波管内に突出している
。インバーテツドラインは上記誘電体基板１１の一面に
導電ラインを例えばエツチング等により形成して作られ
ている。本体１０の外側部には直線偏波の入出力端子１
５が設けられており、該入出力端子１５には第３図に示
すようなインバーテツドラインからなる結合用伝送路１
６が接続されている。第３図で、１７は、誘電体基板１
１に形成された導電ライン、１８は地導体、１９はそれ
らの間の空洞部、２０は伝送路からの電波の放射を防止
するための遮蔽層である。

結合用伝送路１６とプローブ１３．１４との間は、この
結合用伝送路と全く同様な構成をもったインバーテツド
ラインよりなる第１の伝送路２１と第２の伝送路２２と
によりそれぞれ接続されている。こ＼で、第１の伝送路
２１は第２の伝送路２２に比して５上記第１の伝送路２
１によって伝送される電波の位相が上記第２の伝送路２
２によって伝送される電波の位相よりも実質的に９０°
遅れるように、入ｇ／４（但しλｇは伝送波長）だけ長
く作られている。

その他の各部の寸法について示すと、空洞部１９の厚み
Ｄｌはストリップラインを形成する誘電体基板の厚みに
相当し、約０．８■乃至０．９１．　Ｄ２は実験により
求めた伝送効率のよい寸法で約λｇ／４、Ｄ、１はプロ
ーブ１３．１４が放射素子として動くために約λｇ’／
４　（但しλｇ′は円形導波管内の管内波長）とされて
いる。

上記の円−直線偏波変換器で、円形導波管１２側の開口
部２３から第１図のＥ、で示すような円偏波を送り込む
と、該円偏波は円形導波管１２内において、直交する１
対のプローブ１３．１４により直交する２方向の成分と
して取出される。そして、第１の伝送路２】を経て伝送
される電波は第２の伝送路２２を経て伝送される電波に
比して９０″位相か遅れるから、両方の電波を結合用伝
送路１６で合成することにより、入出力端子１５からε
２で表わされる直線偏波を取出すことができる。逆に入
出力端子１５から直線偏波を供給することにより、円形
導波管１２側の開口部２３から円偏波を取出すことがで
きる。

第５図はこの発明の円−直線偏波変換器の原理を円錐ホ
ーンアンテナに実施した例で、円形導波管３０の直径Ｄ
４は１６ｍｍ、長さＤ３がλｇ／４　、ホーン部３１の
開口径Ｄ５が２５ｍｍ、ホーン部の長さり、は１５■■
、全長Ｌ２は約３５ｍ５である。

この円錐ホーンアンテナの円偏波特性は第６図に示す通
りで、設計周波数ｆ、（１２ＧＨｚ）を中心として５０
０ＭＨｚの帯域にわたり発生した偏波の軸比が０．８ｄ
Ｂ以下、交差偏波保護比２８ｄＢ以上（通常２５ｄＢ以
下であれば実用不可）であった。実用上、軸比はｌｄＢ
以下であれば充分で、この発明の原理を利用した円錐ホ
ーンアンテナは、小形であるにも拘らず良好な特性をも
つことが確かめられた。

〈効　果〉 この発明の円−直線偏波変換器では、円偏波を構成する
２つの成分に対して、インバーテツドラインの形成され
た同一平面内で位相差を与えることができるから、従来
の導波管形のように電波の進行中に２つの成分に対して
位相差を与える通常１〜２人ｇ′の長さを有する円−直
線偏波変換器に比してＤ３（−λｇ’／４）にまで短縮
することができる。従って、例えば衛星放送用アンテナ
の１次放射器に適用してこれを著しく小形化することが
でき、またこの円−直線偏波変換器を多数配列した円偏
波アレーアンテナの構成も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による円−直線偏波変換器の一実施例
の斜視図、第２図は第１図の円−直線偏波変換器の横断
面図であって、第３図のローロ線に示す方向の横断面図
、第３図は第２図のイーイ線方向の拡大縦断面図、第４
図は第２のバー八線方向の拡大縦断面図、第５図はこの
発明の原理を利用した円錐ホーンアンテナの概略構造を
示す縦断面図、第６図は第５図の円錐ホーンアンテナの
軸比特性を示す図、第７図（ａ）　、　（ｂ）は従来の
導波管形円−直線偏波変換器の斜視図および側面図、第
８図（ａ）　、　（ｂ）は従来の他の形式の導波管形円
−直線偏波変換器の斜視図および側面図である。 １２・・・・円形導波管、１３．１４・・・・プローブ
、　１５・・・・直線偏波の入出力端子、１６・・・・
結合用伝送路、２１・・・・第１の伝送路、２２・・・
・第２の伝送路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　一端が閉塞した導波管よりなる円偏波の入出力
   部と、上記導波管内における電波の進行方向に対して垂
   直の同一面内で上記導波管の壁面を貫通して該導波管内
   に向けて互いに直角をなして突出するインバーテッドラ
   インにより構成された１対のプローブと、上記導波管の
   外側部に設けられた直線偏波の入出力端子と、該入出力
   端子に接続されたインバーテッドラインよりなる結合用
   伝送路と、該結合用伝送路と上記各プローブとを接続す
   るインバーテッドラインよりなる第１および第２の伝送
   路とからなり、上記第１の伝送路は上記第２の伝送路よ
   りも、上記第１の伝送路を経て伝送された電波の位相が
   上記第２の伝送路を経て伝送された電波の位相よりも実
   質的に９０゜遅れるように約λｇ／４（但しλｇは伝送
   波長）だけ長く設定された円−直線偏波変換器。