JPH0430201B2

JPH0430201B2 -

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Publication number: JPH0430201B2
Application number: JP57232421A
Authority: JP
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1992-05-21
Also published as: JPS59117303A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は別々の導波管を伝送される異つた周波
数帯の２つの信号を、１つの円形導波管を伝送す
る互いに直交した２つの直線偏波信号に変換する
偏分波器に関する。

衛星通信においては、地球局から衛星に向けて
送信するアツプリンクの周波数と衛星からの電波
を地球局で受信するダウンリンクの周波数は、例
えば6GHz帯と4GHz帯のごとく離れた周波数帯が
用いられている。更に送信と受信との信号の分離
を容易にするため、アツプリンクとダウンリンク
の信号は互いに直交した偏波が使用され、インテ
ルサツト衛星の４／6GHz帯ではそれぞれ右旋お
よび左旋の円偏波が用いられている。第１図は円
偏波を使用する従来のカセグレンアンテナの一次
放射器の一構成例を示す斜視図で、円錐ホーン１
と90゜移相板による円偏波発生器２と偏分波器３
とから構成されている。第１図において、入力端
子４に加えられた送信信号１００は偏分波器３の
円形導波管から垂直偏波信号１０１として円偏波
発生器２に送られる。円偏波発生器２には板に平
行な偏波と垂直な偏波とで90゜の移相差を生ずる
90゜移相板５が45゜傾斜して設けられており、垂直
偏波信号１０１は左旋円偏波信号１０２として円
錐ホーン１から放射される。副反射鏡からの反射
波は進行方向が反対の右旋円偏波信号１０３とな
り、円偏波発生器２を通過すると水平偏波信号１
０４となる。受信信号を取り出す分岐導波管６は
送信信号を反射させるフイルタを含んでおり、更
に入力端子４は水平偏波信号を通過できないので
水平偏波信号１０４は全反射して再び円偏波発生
器２に送られ送信波１０２とは逆旋回方向の右旋
円偏波成分１０５となつて再放射される。従つ
て、円偏波発生器２の特性を改善するだけでは楕
円偏波率を良くすることができないという問題が
ある。受信の場合も同様であつて、右旋円偏波の
入射波２００は円偏波発生器２によつて水平偏波
信号２０１となり、分岐導波管６のフイルタを通
過して出力端子から受信信号２０２として出力さ
れる。一方、入射波２００と直交する左旋円偏波
入力２０３は円偏波発生器２で垂直偏波信号２０
４となり、分岐導波管６とは結合がなく6GHz帯
の導波管は通過できないので、そのまま全反射し
て左旋円偏波信号２０５として再放射され、その
一部が副反射鏡からの反射波２０６として再受信
され、出力端子に干渉信号２０７として現れる。

インテルサツトのＶ号系衛星の４／6GHz帯で
は、直交する右旋円偏波と左旋円偏波で別々の情
報を伝送し、周波数を二重に利用する直交偏波に
よる周波数再利用方式が採用され、この衛星を利
用する４／6GHz帯の地球局アンテナは、その地
球局が直交両偏波を共に送受する場合はもちろん
であるが、例えばその地球局が両偏波を使用せず
従来通り単一偏波のみを送受する場合でも、楕円
偏波率の良好なことが要求される。単一偏波のみ
を送受する第１図に示した従来の一次放射器の楕
円偏波率を改善する第１の要点は円偏波発生器の
特性の改善であるが、第１図について上述したよ
うに、副反射鏡などからの反射波によつて楕円偏
波成分を発生し、円偏波発生器の特性改善のみで
は良好な楕円偏波率を得ることができない。特に
直径の小さいカセグレンアンテナでは副反射鏡か
らの反射が大きく、これを抑圧する有効な手段が
ない。これを解決する一つの方法は、直交両偏波
送受信号に設計された第２図の直交偏波結合器を
使用し、使用しない偏波の入出力に無反射終端器
１０，１０′及び１１を接続することである。こ
の場合、6GHz帯送信信号の副反射鏡からの反射
波１０４は6GHz帯直交偏波結合器１２の分岐導
波管１３を経て無反射終端器１１で吸収されて、
殆ど反射が無くなるので右旋円偏波の放射は無く
楕円偏波率を劣化させない。又、4GHz帯の左旋
円偏波入力２０３による垂直偏波信号２０４は、
4GHz帯直交偏波結合器１４の垂直偏波分岐導波
管１５，１５′に結合され無反射終端器１０，１
０′に吸収されて殆ど反射を生じない。従つて、
第１図の左旋円偏波の再放射成分２０５は微少と
なり、副反射鏡からの反射波２０６は無視でき、
干渉信号２０７は無くなる。4GHz帯の入射波２
００は水平偏波分岐導波管１６，１６′に結合さ
れ、線図で示す導波管１７，１７′を経てハイブ
リツト１８で合成されて出力信号２０８となる。
この方法は良好な楕円偏波率が得られるが4GHz
帯直交偏波結合器１４の構造が複雑で形状も大き
くなる欠点がある。

本発明の目的は、上述した欠点を除去し、構造
が簡単で使用しない偏波成分を吸収し、副反射鏡
等からの反射があつても楕円偏波率の良いアンテ
ナ一次放射系を構成することのできる偏分波器を
提供することである。

本発明の偏分波器は、高・低２つの周波数帯の
信号を伝送する第１の円形導波管と、この第１の
円形導波管の一端にインピーダンス変成部を介し
て互いに中心軸が一致するように接続され前記高
周波数帯の信号のみを伝送する第２の円形導波管
と、前記インピーダンス変成部に近い管壁に設け
られた管軸方向のスリツトによつて前記第１の円
形導波管と結合され前記低周波数帯の信号を通過
し前記高周波数帯の信号を反射するフイルタを含
み前記低周波数帯の信号を伝送する方形の分岐導
波管と、前記スリツトと反対側の管壁で円周方向
の磁界成分による磁界結合によつて前記第１の円
形導波管と結合され前記低周波数帯の信号を通過
し前記高周波数帯の信号を反射するフイルタ及び
無反射終端器から成る選択性吸収負荷と、前記第
２の円形導波管に接続され前記第２の円形導波管
を伝送する直交した２つの直線偏波信号の一方を
方形導波管に伝送し他方と吸収減衰させる変換導
波管とを備えることによつて構成される。

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第３図ａは本発明の第１の実施例の斜視図、第
３図ｂは断面図であり、４、6GHz帯を伝送でき
る第１の円形導波管２０と、ステツプ状のインピ
ーダンス変成部２１を介して接続され6GHz帯の
みを通過する第２の円形導波管２２と、第１の円
形導波管２０に結合され4GHz帯の水平偏波を分
岐する分岐導波管２３と、これと反対側に設けら
れ円周方向磁界成分H〓によるループ結合により
4GHz帯の垂直偏波を吸収する選択性吸収負荷２
４と、6GHz帯の垂直偏波を方形導波管に伝送し
水平偏波を吸収する抵抗板を備えた変換導波管２
５とで構成されている。4GHz帯の水平偏波信号
は第１の円形導波管２０のインピーダンス変成部
２１に近い下側の管壁に設けられた管軸方向のス
リツト２６により分岐導波管２３に結合され帯域
フイルタ部２７を通過して4GHz出力端子２８に
伝送される。円形導波管の水平偏波基本モード
は、選択性吸収負荷２４の結合ループ２９が設け
られている円形導波管の上側の管壁附近では円周
方向の磁界成分H〓が無いので、水平偏波は選択
性吸収負荷２４には結合されない。4GHz帯の垂
直偏波信号は下側の管壁では軸方向の磁界成分が
無くスリツト２６には結合されず、上側管壁の円
周方向磁界成分H〓によつて結合ループ２９と結
合し、同軸形の低域フイルタ３０を通つて無反射
終端器３１に吸収される。6GHz入力端子３２に
加えられた6GHz帯の垂直偏波は変換導波管２５
内に水平に挿入されている抵抗板３３の影響を殆
ど受けずに円形導波管２２に伝えられる。垂直偏
波は上側管壁に円周方向磁界成分H〓を有するの
で結合ループ２９に電圧を誘起するが低域フイル
タ３０が遮断域のため結合せず、又、下側管壁に
は軸方向磁界成分Hzが無いためスリツト２６に影
響されずそのまま円形導波管端子３４に伝えられ
る。円形導波管端子３４から入力された6GHz帯
の水平偏波は同様に分岐導波管２３及び選択性吸
収負荷２４のいずれにも結合されずに第２の円形
導波管２２に入り抵抗板３３に吸収される。

以上の説明から明らかなように第３図の偏分波
器を第１図の従来の偏分波器３の代りに使用して
一次放射器を構成すると、6GHz帯の副反射鏡か
らの反射波１０４を抵抗板３３で吸収されるので
右旋円偏波の再放射波１０５が無くなり、4GHz
帯の左旋円偏波による垂直偏波信号２０４は選択
性吸収負荷２４に吸収されるので干渉信号２０７
が無くなつて、送受共楕円偏波率の良いアンテナ
を構成することができる。

第４図は本発明の第２の実施例の斜視図であつ
て、選択性吸収負荷３５が分岐導波管と同様な帯
域フイルタを含む導波管型で、円周方向のスリツ
トによる磁界結合を用い、6GHz帯の変換導波管
３６が第２図の6GHz帯直交偏波結合器１２の分
岐導波管１３に無反射終端器を組み込んだものと
なつている。この構成は第１の実施例よりは形状
がやや大きくなるが6GHz帯の大電力送信に耐え、
第２図の直交偏波結合器を用いる従来例よりは構
成が簡単で小形となる効果がある。

以上実施例の説明において、選択性吸収負荷は
水平偏波に対して結合がないことを説明したが、
水平偏波が第３図の軸方向スリツト２６に結合
し、そこに発生した磁気モーメントにより円形導
波管内で局所的に誘起される高次モードについて
も、上記選択性吸収負荷に結合するような電磁界
は発生しないので水平・垂直両偏波の結合を生じ
ることもない。

上述の実施例の説明において、4GHz帯の分岐
導波管のフイルタは帯域フイルタとしたが低域フ
イルタ又は帯域阻止フイルタを用いて構成するこ
ともできる。選択性吸収負荷のフイルタについて
も同様であり、結合ループの形状など図示のもの
に限らない。又、6GHz帯の変換導波管の構成も
実施例の物に限定されず、第１及び第２の円形導
波管のインピーダンス変成部も実施例のステツプ
構造以外のものでもよく、第２の円形導波管の長
さに制約はない。更に、各構成部は一体構造で作
られてもよく、フランジ等で結合されてもよい。

以上詳細に説明したごとく、本発明の偏分波器
によれば簡単な構造で、高・低各周波数帯の使用
しない偏波成分を吸収することができ、副反射鏡
からの反射が多い小形カセグレンアンテナの一次
放射器を簡単な構成で実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は円偏波を使用する従来のカセグレンア
ンテナの一次放射器の斜視図、第２図は直交偏波
を利用する直交偏波結合器の斜視図、第３図ａは
本発明の偏分波器の第１の実施例の斜視図、第３
図ｂは本発明の第１の実施例の断面図、第４図は
本発明の第２の実施例の斜視図。１……円錐ホーン、２……円偏波発生器、３…
…偏分波器、４，３２……入力端子、５……90゜
移相板、６，１３，１５，１５′，１６，１６′，
２３……分岐導波管、１０，１０′，１１，３１
……無反射終端器、１２，１４……直交偏波結合
器、１７，１７′……導波管、１８……ハイブリ
ツド、２０，２２…円形導波管、２１……インピ
ーダンス変成部、２４，３５……選択性吸収負
荷、２５，３５……変換導波管、２６……スリツ
ト、２７……帯域フイルタ、２８……出力端子、
２９……結合ループ、３０……低域フイルタ、３
３……抵抗板、３４……円形導波管端子。

Claims

【特許請求の範囲】

１高・低２つの周波数帯の信号を伝送する第１
の円形導波管と、この第１の円形導波管の一端に
インピーダンス変成部を介して互いに中心軸が一
致するように接続され前記高周波数帯の信号のみ
を伝送する第２の円形導波管と、前記インピーダ
ンス変成部に近い管壁に設けられた管軸方向のス
リツトによつて前記第１の円形導波管と結合され
前記低周波数帯の信号を通過し前記高周波数帯の
信号を反射するフイルタを含み前記低周波数帯の
信号を伝送する方形の分岐導波管と、前記スリツ
トと反対側の管壁で円周方向の磁界成分による磁
界結合によつて前記第１の円形導波管と結合され
前記低周波数帯の信号を通過し前記高周波数帯の
信号を反射するフイルタ及び無反射終端器から成
る選択性吸収負荷と、前記第２の円形導波管に接
続され前記第２の円形導波管を伝送する直交した
２つの直線偏波数信号の一方を方形導波管に伝送
し他方を吸収減衰させる変換導波管とを備えたこ
とを特徴とする偏分波器。