JPH0435201A - 偏波選択受信装置 - 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） 本発明は、１台の受信装置で、垂直偏波と水平偏波の受
信か切り換えられ、また右旋円偏波と左旋円偏波の受信
か切り換えらで、偏波形式の異なるマイクロ波信号が選
択されて受信されるようにした偏波選択受信装置に関す
るものである。

（従来の技術） 近年、通信衛星からは垂直偏波と水平偏波による２信号
か一緒に送信され、放送衛星からは右旋円偏波と左旋円
偏波による２信号が一緒に送信されている。そこで、１
台の受信装置でこれらの偏波形式の異なる信号を選択し
て受信できることが要請されている。

ここで、特開昭６３−１１４３０１号公報に、１台の受
信装置で一緒に送信される偏波形式の異なる２信号のい
ずれか一方を選択して受信できる装置が提案されている
。この技術は、誘電体からなる位相差板によりマイクロ
波信号の偏波面を回転させ、または円偏波を直線偏波に
変換し、この位相差板の配置される角度を機械的な回動
部で切り換え制御することで、一方の偏波形式の信号の
みが出力されるように構成されたものである。

また、特開平２−６７００１号公報に、フェライト棒が
磁化される強さに応じて、フェライト棒を通過する偏波
面の回転角度が切り換えられる装置が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記した特開昭６３−１１４３０１号公報に示された技
術にあっては、位相差板が合成樹脂材料等の誘電体で形
成されていて誘電体損を生じさせ、それだけ取り出され
る信号のレベルが小さなものとなる。また、位相差板の
角度を機械的な回動部で回転させるため、回動部分の位
置決め精度等の点で信頼性に欠け、特に長期間の安定し
た特性を得ることが困難である。

そこで、特開昭６３−１１４３０１号公報の技術の機械
的に角度が切り換えられる位相差板に換えて、特開平２
−６７００１号公報のフェライト棒を用いるならば、上
述の機械的な位置決め精度等の不具合を改善できる。し
かしながら、フェライト棒によりマイクロ波信号の偏波
面を回転させるにあっては、温度変化による磁化特性変
化が著しく、回転された偏波面の角度が安定しないとい
う不具合がある。また、マイクロ波信号がフェライト棒
に人出力される際の反射等により信号の減衰を生しさせ
易く、充分に満足できる特性か得られない。

本発明は、上述のごとき従来の偏波選択受信装置の事情
に鑑みてなされたもので、−緒に送信される偏波形式の
異なる信号の一方を電子的操作により選択して受信する
とともに、大きなレベルで信号を取り出すことができる
偏波選択受信装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明の偏波選択受信装
置は、円形導波管の一端を開口するとともに他端を短絡
し、この円形導波管に垂直方向の垂直偏波用プローブを
配設するとともに水平方向の水平偏波用プローブを配設
し、前記垂直偏波用プローブの出力信号を動作状態と非
動作状態に切り換えられる第１の増幅器と移相状態と非
移相状態に切り換えられる第１の９０度移相器を直列に
介して合成器に与え、前記水平偏波用プローブの出力信
号を動作状態と非動作状態に切り換えられる第２の増幅
器と移相状態と非移相状態に切り換えられる第２の９０
度移相器を直列に介して前記合成器に与え、前記第１と
第２の増幅器および第１と第２の移相器の状態を選択制
御して、前記合成器より前記円形導波管に入射される垂
直偏波と水平偏波のいずれか一方に応じた信号を出力さ
せ、または右旋円偏波と左旋円偏波のいずれか一方に応
じた信号を出力させるように構成されている。

（作用） 垂直偏波用プローブにより垂直偏波信号および円偏波信
号の垂直成分が受信される。また、水平偏波用プローブ
により水平偏波信号および円偏波信号の水平成分が受信
される。

そこで、第１の増幅器を動作状態にするとともに第２の
増幅器を非動作状態とすれば、垂直偏波用プローブで受
信さらた垂直偏波信号が第１の増幅器で増幅されて垂直
偏波信号に応した信号か出力される。同時に水平偏波用
プローブで水平偏波信号が受信されても、第２の増幅器
が非動作状態であり、信号は出力されない。

また逆に、第１の増幅器を非動作状態にするとともに第
２の増幅器を動作状態とすれば、水平偏波用プローブで
受信された水平偏波信号が第２の増幅器で増幅されて水
平偏波信号に応゛、た信号か出力される。同時に垂直偏
波用プローブで垂直偏波信号か受信されても、第１の増
幅器が非動作状態であり、信号は出力されない。

そして、第１と第２の増幅器をともに動作状態とし、第
１の９０度移相器で信号を９０度遅らせるとともに第２
の９０度移相器を非移相状態とすれば、右旋円偏波信号
が垂直偏波用プローブで受信された信号と水平偏波用プ
ローブで受信された信号が同相で合成器に与えられて加
算され、右旋円偏波信号に応じた信号が出力される。同
時に左旋円偏波信号が受信されても、逆相で合成器に与
えられ打ち消し合って信号として出力されない。

また逆に、第２の９０度移相器で信号を９０度遅らせる
とともに第１の９０度移相器を非移相状態とすれば、左
旋円偏波信号が垂直偏波用プローブで受信された４３号
と水平偏波用プローブで受信された信号が同相で合成器
に与えられて加算され、左旋円偏波信号に応じた信号が
出力される。

同時に右旋円偏波信号が受信されても、逆相で合成器に
与えられ打ち消し合って信号として出力されない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図および第２図を参照して
説明する。第１図は、本発明の偏波選択受信装置の一実
施例の構造図であり、第２図は、本発明の偏波選択受信
装置をパラボラアンテナの１次放射器に応用した図であ
る。

まず、第１図により、本発明の偏波選択受信装置の構造
について説明する。図において、円形導波管１の一端が
開口され、他端が短絡板２により短絡されている。この
円形導波管１に、受信しようとするマイクロ波信号の管
内波長の１／４だけ短絡板２より開口方向の位置で垂直
方向に垂直偏波用プローブ３が配設されるとともに、水
平方向に水平偏波用プローブ４が配設される。

そして、垂直偏波用プローブ３の出力が第１の低雑音増
幅器５に与えられ、その出力が第１の９０度移相器６に
与えられる。この第１の低雑音増幅器５は、制御信号Ｓ
１で動作状態と非動作状態に切り換えられ、第１の９０
度移相器６は制御信号Ｓ２で通過信号を９０度だけ遅ら
せる移相状態と通過信号を遅らせることなくそのまま通
過させる非移相状態に切り換えられる。また、水平偏波
用プローブ４の出力が第２の低雑音増幅器７に与えられ
、その出力か第２の９０度移相器８に与えられる。この
第２の低雑音増幅器７は、制御信号Ｓ３で動作状態と非
動作状態に切り換えられ、第２の９０度移相器８は制御
信号ｓ４で移相状態と非移相状態に切り換えられる。さ
らに、第１と第２の９０度移相器６．８の出力が合成器
９に与えられる。そして、この合成器９の出力が第３の
低雑音増幅器１０与えられて増幅されて出力端子１１に
与えらる。

かかる構成において、Ｙ軸方向の振幅を有する垂直偏波
イ言号および円偏波信号の垂直成分が垂直偏波用プロー
ブ３て受信される。また、Ｘ軸方向の振幅を有する水平
偏波信号および円偏波信号の水平成分か水平偏波用プロ
ーブ４で受信される。

そこでまず、通信衛星等から一緒に送信された垂直偏波
信号と水平偏波信号から、垂直偏波信号のみを受信する
際には、制御信号Ｓ、　、Ｓ３により、第１の低雑音増
幅器５を動作状態にするとともに第２の低雑音増幅器７
を非動作状態とする。

なお、第１と第２の９０度移相器６，８は移相状態また
は非移相状態のいずれであっても良い。

すると、第１の低雑音増幅器５が動作状態であるのて、
垂直偏波用プローブ３で受信された垂直偏波信号が第１
の低雑音増幅器５で増幅されて合成器９を通過し、さら
に第３の低雑音増幅器ｌＯで増幅されて、出力端子１１
に垂直偏波信号に応じた信号として出力される。ここで
、水平偏波用プローブ４で受信された水平偏波信号は第
２の低雑音増幅器７が非動作状態であるために増幅され
ず、合成器９に与えられず出力端子１１に出力されない
。

また同様に、通信衛星等から一緒に送信された垂直偏波
信号と水平偏波信号から、水平偏波信号のみを受信する
際には、制御信号Ｓ、　、Ｓ３により、第２の低雑音増
幅器７を動作状態にするとともに第１の低雑音増幅器５
を非動作状態とする。

するとこんどは、第２の低雑音増幅器７が動作状態であ
るので、水平偏波用プローブ４で受信された水平偏波信
号が第２の低雑音増幅器７で増幅されて合成器９を通過
し、さらに第３の低雑音増幅器１０で増幅されて、出力
端子１１に水平偏波信号に応じた信号として出力される
。ここで、垂直偏波用プローブ３で受信された垂直偏波
信号は第１の低雑音増幅器５が非動作状態であるために
増幅されず、合成器９に与えられず出力端子１１に出力
されない。

次に、放送衛星等から一緒に送信された右円偏波信号と
左円偏波信号から、まず右円偏波信号のみを受信する際
には、制御信号Ｓ、、Ｓ３により、第１と第２の低雑音
増幅器５．７をともに動作状態にするとともに、制御信
号Ｓ２．Ｓ４により、第１の９０度移相器６を移相状態
にし第２の９０度移相器８を非移相状態とする。

すると、垂直偏波用プローブ３で受信された右円偏波信
号の垂直成分が、第１の低雑音増幅器５で増幅されさら
に第１の９０度移相器６で９０度だけ位相が遅らされて
合成器９に与えられる。また、水平偏波用プローブ４で
受信された右円偏波信号の水平成分が、第２の低雑音増
幅器７で増幅され第２の９０度移相器８は位相が遅らさ
れることなしに通過して合成器９に与えられる。そして
、垂直偏波用プローブ３で受信された右円偏波信号の垂
直成分に対して、水平偏波用プローブ４で受信された右
円偏波信号の水平成分は、９０度だけ位相が遅れている
。そこで、この合成器９に与えられる第１の９０度移相
器６の出力と第２の９０度移相器８の出力は同相となり
、加算されてさらに第３の低雑音増幅器１０で増幅され
、出力端子１１に右円偏波信号に応じた信号として出力
される。ここで、垂直偏波用プローブ３で受信された右
円偏波信号の垂直成分に対して、水平偏波用プローブ４
で受信された左円偏波信号の水平成分は９０度だけ位相
が進んでおり、合成器９に逆相で与えられて相互に打ち
消し合って、出力端子１１に左円偏波信号に応じた信号
は出力されない。

また同様に、放送衛星等から一緒に送信された右円偏波
信号と左円偏波信号から、左円偏波信号のみを受信する
際には、制御信号Ｓ、、Ｓ３により、第１と第２の低雑
音増幅器５．７をともに動作状態にするとともに、制御
信号Ｓ２．Ｓ、により、第２の９０度移相器８を移相状
態にし第１の９０度移相器６を非移相状態とする。

すると、垂直偏波用ブロー１３で受信された左円偏波信
号の垂直成分が、第１の低雑音増幅器５で増幅され第１
の９０度移相器６は位相が遅らされることなしに通過し
て合成器９に与えられる。

また、水平偏波用プローブ４で受信された左円偏波信号
の水平成分か、第２の低雑音増幅器７で増幅され、さら
に第２の９０度移相器８で９０度だけ位相が遅らされて
合成器９に与えられる。そして、垂直偏波用プローブ３
で受信された左円偏波信号の垂直成分に対して、水平偏
波用プローブ４で受信された左円偏波信号の水平成分は
、９０度だけ位相が進んでいる。そこで、この合成器９
に与えられる第１の９０度移相器６の出力と第２の９０
度移相器８の出力は同相となり、加算されてさらに第３
の低雑音増幅器ｌＯで増幅され、出力端子１１に左円偏
波信号に応じた信号として出力される。ここで、垂直偏
波用プローブ３で受信された右円偏波信号の垂直成分に
対して、水平偏波用プローブ４で受信された右円偏波信
号の水平成分は９０度だけ位相が遅れており、合成器９
に逆相で与えられて相互に打ち消し合って、出力端子１
１に右円偏波信号に応じた信号は出力されない。

このように、本発明の偏波選択受信装置は、偏波形式の
異なる信号を電子的操作で選択して受信できるので、機
械的な回動部分を必要とせず、そわたけ安定した特性か
長期間にわたって得られる。また、マイクロ波信号の偏
波面を回転させるための誘電体等で形成された位相差板
等を用いていないので、誘電体損なとを生しさせず、信
号を減衰させることなしに大きなレベルで取り出すこと
かできる。

次に、？；２図により本発明の偏波選択受信装置を連化
衛星および放送衛星から送イ８されるマイクロ波信号を
受信するためのバラホラアンテナの１次放射器として応
用した一例を説明する。

第２図において、バラホラ反射鏡の焦点に、本発明の偏
波選択受信装置を構成する円形導波管１か開口をバラホ
ラ反射鏡２０に向けて配設される。

そして、この円形導波管１の短絡板２側に連接された第
１の筺体２１に第１と第２と第３の低雑音増幅器５．７
．１０と第１と第２の９０度移相器６゜８および合成器
９が収納される。さらに、第１の筺体２１に連接される
第２の筺体２２に、受信されたマイクロ波信号を低い周
波数の信号に変換するダウンコンバータ（図示せず）が
収納される。これらの円形導波管１および第１と第２の
筐体２１．２２は、一体化されて１次放射器が形成され
、これがアーム２３でパラボラ反射鏡２０に一体的に支
持固定される。また、パラボラ反射鏡２０は、通信衛星
および放送衛星に向きを切り換えるための駆動機構２４
を備えて支柱２５の先端部に支持されている。そして、
この駆動機構２４は姿勢切換コントローラ２６で制御さ
れる。また、第１の筺体２１に収納された第１と第２の
低雑音増幅器５．７および第１と第２の９０度移相器６
．８には、受信切換コントローラ２７から制御信号５１
〜Ｓ４が与えられて、受信するマイクロ波信号の偏波形
式の選択がなされる。さらに、第２の筺体２２に収納さ
れたダウンコンバータで周波数変換された受信信号が、
レシーバ２８に与えられて適宜に信号処理がなされてＴ
Ｖ受像機２９等に与えられる。

このように、パラボラ反射鏡２０の向きと制御信号Ｓ１
〜Ｓ４を適宜に制御すれば、１台の受信装置で通信衛星
および放送衛星から送信される偏波形式の異なるマイク
ロ波信号の１つを選択して受信することができる。

なお、上記の実施例では、微弱なレベルのマイクロ波信
号を受信できるように低雑音増幅器を用いたが、電界強
度が強ければ一般的な増幅器でよいことは勿論である。

また、この場合には、第１の低雑音増幅器５と第１の９
０度移相器６の配列および第２の低雑音増幅器７と第２
の９０度移相器８の配列の順序が逆であっても良い。

さらに、上記実施例では、垂直偏波用プローブ３に対し
て垂直偏波用プローブ４を円形導波管１を開口側から見
て時計方向に９０度たけずらして配設しであるが、反時
計方向に９０度だけずらして配設しても良い。この場合
は円偏波信号を受信する際に、第１と第２の９０度移相
器６，８の制御状態を、上記説明と逆にすることは容易
に理解できるであろう。また、２本の垂直偏波用プロー
ブを１８０度ずらして対向させて配設するとともに、２
本の水平偏波用プローブを１８０度ずらして対向させて
配設することもできる。この場合には、２本の垂直偏波
用プローブの出力の一方を反転させて他方に加算させる
とともに、２本の水平偏波用プローブの出力の一方を反
転させて他方に加算させることで、より高利得の受信装
置か得られる。

（発明の効果） 本発明の偏波選択受信装置は、以上説明したように構成
されているので、以下のごとき優れた効果を奏する。

偏波形式の異なるマイクロ波信号の選択を電子的操作に
より行なうので、機械的回動部がなく長期間安定した特
性か得られるとともに、小型化に有利である。また、偏
波面の回転等を目的としだ詰電体やフェライト棒を用い
ていないので、マイクロ波信号の減衰等を生しさせるこ
とがなく、そわたけ大きなレベルて信号を効率良く取り
出すことがてき、通信衛星や放送衛星からの微弱なマイ
クロ波信号の受信に実用上有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の偏波選択受信装置の一実施例の構造
図であり、第２図は、本発明の偏波選択受信装置をパラ
ホラアンテナの１次放射器にり川した図である。 １　円形導波管、　　　　２　短絡板、３：垂直偏波用
プローブ、 ４、水平偏波用プローブ、 ５、第１の低雑音増幅器、 ６　第１の９０度移相器、 ７・第２の低雑音増幅器、 ８　第２の９０度移相器、 ９　合成器、　　　　３１〜５４　制御イＪ）号。 特許出願人　株式会社横尾製作所 代理人　弁理士　　森　山　暫　失

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円形導波管の一端を開口するとともに他端を短絡し、こ
   の円形導波管に垂直方向の垂直偏波用プローブを配設す
   るとともに水平方向の水平偏波用プローブを配設し、前
   記垂直偏波用プローブの出力信号を動作状態と非動作状
   態に切り換えられる第１の増幅器と移相状態と非移相状
   態に切り換えられる第１の９０度移相器を直列に介して
   合成器に与え、前記水平偏波用プローブの出力信号を動
   作状態と非動作状態に切り換えられる第２の増幅器と移
   相状態と非移相状態に切り換えられる第２の９０度移相
   器を直列に介して前記合成器に与え、前記第１と第２の
   増幅器および第１と第２の移相器の状態を選択制御して
   、前記合成器より前記円形導波管に入射される垂直偏波
   と水平偏波のいずれか一方に応じた信号を出力させ、ま
   たは右旋円偏波と左旋円偏波のいずれか一方に応じた信
   号を出力させるように構成したことを特徴とする偏波選
   択受信装置。