JPH046901A - 偏波装置 - 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、フェリ磁性体を挿入した導波管の回りにコイ
ルを配置した偏波装置に関し、導波管またはコイルボビ
ンの軸方向の両端に、径方向に突出する鍔部を設け、鍔
部間を橋絡するように磁性体を配置することにより、コ
イル電流磁界に対する磁気効率が極めて高く、挿入損失
を低く押えることができ、しかもコイル巻回の障害とな
らない構造を有する組立の容易な偏波装置を提供できる
ようにしたものである。

〈従来の技術〉 この種の偏波装置は、主に、衛星通信（ＣＳ）受信シス
テムに使用されるものである。衛星放送（ＢＳ）システ
ムでは円偏波が用いられているが、ＣＳシステムでは、
直線偏波が用いられるので、その受信システム中に直線
偏波を対象とする偏波装置が組込まれることがある。偏
波装置の一つは、フェリ磁性体を挿入した導波管の回り
にコイルを配置した構造となっていて、コイル電流の作
る磁界により、フェリ磁性体に入力される電界にファラ
ディ回転を生じさせて出力を得る。先行技術文献として
は、実開平１−９５８１４号公報があり、フェライトを
挿入して構成された導波管の回りにコイルを配置し、コ
イル導通時に生じる磁界をフェライトに与えて、電波の
偏波面を切換える構造が開示されている。第７図は上述
した公知文献で知られた従来の偏波装置の断面図で、１
はフェライト、２はコイル、３は導波管、４．５は整合
素子、６１．６２はヨークとなる磁性ワッシャである。

磁性ワッシャ６１．６２は、コイル２に流れる電流の作
る磁界に対する磁気効率を向上させる手段として設けら
れたもので、コイル２の両端部に、互いに向い合う方向
に延びるスリーブ（６１１，６１２）、（６２１，６２
２）を有する２重筒状となっている。これらの磁性ワッ
シャ６１．６２は、外側のスリーブ６１１．６２１がコ
イル２の両端側で互いに向き合っている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述した従来技術には次のような問題点
がある。

（Ａ）ｌｉ！ｌｉ性ワッシャ６１．６２は、スリーブ６
１１−６２１間が空間となっていて、ヨークが部分的に
切れた状態となっているため、磁気効率が悪い。このた
め、コイル２をパワーの大きなバイアス電源によって励
磁しなければならないという欠点があった。

（Ｂ）当該偏波装置を他の導波管に接続した場合、他の
導波管との接触面は磁性ワッシャ６１または６２の外側
面となる。従って、電流は他の導波管−磁性ワッシャ６
１または６２の外側面一導波管３の内面の経路を通って
流れる。ここで、磁性ワッシャ６１．６２は磁性体であ
り、材質的に固有抵抗値が高くならざるを得ない。この
ため、挿入損失が増え効率が低下する。

（Ｃ）磁性ワッシャ６１．６２は、互いに向い合う方向
に延びるスリーブ６１１．６２１を有するから、コイル
２との組合せにおいて、スリーブ６１１．６２１がコイ
ル端部を覆う組立構造となる。このため、磁性ワッシャ
６１．６２のスリーブ６１１．６２１がコイル２１を巻
回する際の障害となる。ヨークとしての機能を向上させ
るため、スリーブ６１１．６２１の長さを長くする程、
この欠点が顕著になる。

そこで、本発明の課題は、上述する従来の問題点を解決
し、コイル電流磁界に対する磁気効率が極めて高く、挿
入損失が低く、コイル巻回の障害とならない構造を有す
る組立の容易な偏波装置を提供することである。

く課題を解決するための手段〉 上述する課題解決のため、本発明は、フェリ磁性体を挿
入した導波管の回りにコイルを配置した偏波装置であっ
て、 前記導波管または前記コイルのボビンの少なくとも一方
は、軸方向の両端に径方向に突出する鍔部を有しており
、 前記コイルの外側において、前記鍔部間を橋絡するよう
に配置された磁性体を有しており、前記磁性体は、両端
が前記鍔部によって支持されていること を特徴とする。

く作用〉 磁性体は、導波管またはコイルのボビンの少なくとも一
方に設けられた鍔部間を橋絡するように配置されている
ので、コイル電流の作る磁界に対して、鍔部間で連続す
るヨークが形成される。このため、磁気効率が著しく向
上する。

磁性体は、コイルの外側に配置されていて、両端が鍔部
によって支持されているから、磁性体の存在が、導波管
の主要部である管部の構造、形状等に影響を与えること
はない。導波管は挿入損失を低減させ、効率を向上させ
るのに適した構造とすることができる。

しかも、磁性体は、コイルの外側において鍔部間を橋絡
するように配置されていて、両端が鍔部によフて支持さ
れているから、コイル巻回作業の障害となることがない
。

〈実施例〉 第１図は本発明に係る偏波装置の斜視図、第２図は同じ
くその正面断面図である。図において、１はフェリ磁性
体、２１はコイル、２２はコイル２１を巻装するコイル
ボビン、３は導波管、４．５は整合素子、７１．７２は
磁性体、８は誘電体層である。

フェリ磁性体１は、フェライトまたはガーネット構造の
酸化物磁性体、例えばＹＩＧによって構成される。その
断面形状は、円形または方形もしくは矩形の何れでもよ
い。

コイル２１はコイル電流による磁界の方向がフェリ磁性
体１の長さ方向と一致するように、コイルボビン２２の
まわりに巻装されている。

コイルボビン２２は、軸方向の両端に鍔部２２１．２２
２を有している。

導波管３は、アルミニュウム等の非磁性導電金属材料に
よって構成されており、フェリ磁性体１を同軸状に包囲
している。導波管３は軸方向の両端部に鍔部３１．３２
を有しており、鍔部３１．３２とコイルボビン２２の鍔
部２２１．２２２との間に間隔９１．９２が生じるよう
にして、コイルボビン２２の内径部内に配置されている
。導波管３が鍔３１．３２を有する実施例においては、
コイルボビン２２は軸線に添って分割した複数片の組合
せとして構成する。

整合素子４．５は、セラミック誕電体等で構成され、フ
ェリ磁性体１の軸方向の両端面に接続されている。接続
方法としては接着等の手段を使用できる。整合素子４．
５のうち、整合素子４はアンテナ入力端に対応し、整合
素子５は出力側に対応し、それぞれに図示しない他の導
波管が接続される。

磁性体７１．７２は、コイル２１の外側において、鍔部
２２１−２２２間、または３１−３２間を橋絡するよう
に配置されている。従って、鍔部２２１−２２２間、ま
たは３１−３２間に、磁性体７１．７２による連続する
ヨークが形成されることとなり、磁気効率が著しく向上
する。このため、コイル２１を励磁するバイアス電源と
して、小容量のものを使用することが可能になる。

実施例において、磁性体７１．７２は、軸方向の両端側
に径方向に突出する側面板（７１１，７２１）、（７２
１，７２２）を有し、側面板７１１−７２１間、７２１
−７２２間を円弧状の面板７１３．７２３によって連続
させた半円筒状となっている。そして、鍔部３１−２２
１間、及び、３２−２２２間に生じる隙間９１．９２の
間に、側面板（７１１，７２１）、（７１２，７２２）
を差し込んで組立てである。第２図の矢印８１〜ａ４は
差込み方向を示している。

第２図の組立状態では、コイル２１の全周が磁性体７１
．７２によってほぼ完全に覆われるので、コイル１２の
保護と共に、磁気効率の極めて高いヨークが形成される
。

しかも、鍔部３１−２２１．３２−２２２間に生じる隙
間９１．９２の間に、側面板７１１．７２１．７１２．
７２２を差し込んで組立てであるので、導波管３は挿入
損失を低減させ、効率を向上させるのに適した構造とす
ることができる。

例えば図示のように、導波管３の両端部に設けられた鍔
部３１．３２を軸方向の両端面に導出し、図示しない他
の導波管との接続に当って、導電性の良好なアルミニュ
ウム等の導波管３の鍔部３１．３２の端面を、他の導波
管との接触面とし、挿入損失を低下させ、効率を向上さ
せることができる。

組立てに当って、鍔部３１−２２１．３２−２２２間に
生じる間隔９１．９２に、側面板（７１１，７２１）、
（７１２，７２２）をそれぞれ差し込めばよく、その組
立がきわめて容易になる、また、磁性体７１．７２はコ
イル２１の巻回後に挿着できるので、コイル巻回作業の
障害となることもない。

磁性体７１．７２の形状は、図示の半円筒状に限らない
。面板７１３．７２３を平板状とし、その両端部を折り
曲げて側面板（７１１，７２１）、（７１２，７２２）
を形成したようなものであフてもよい。また、磁性体７
１．７２の数は任意であり、１個であってもよいし、或
いは、３個以上に分割されていてもよい。

磁性体７１．７２は、金属磁性材料、複合磁性材料、金
属酸化物磁性材料または圧粉磁性材料等の殆どの全ての
磁性材料によって構成できる。

誘電体層８は、フェリ磁性体１の外周面を包囲するよう
に設けられている。導波管３内の全体としての見掛は上
の誘電率は、フェリ磁性体１の有する誘電率と、誘電体
層８の誘電率とを合成した所定値に調整される。これに
より、導波管全体としての誘電率が、入出力側に接続さ
れる他の導波管とのインピーダンス整合に必要な値に調
整される。誘電体層８は、フェリ磁性体１の長さ方向に
複数に分割して設けたり、微小な孔を設けたり、誘電率
の異なる複数層の積層体としてもよい。更には、所定の
誘電率を有するテープをフェリ磁性体１に巻付けて構成
することもできる。

整合素子４．５を誘電率５〜１０程度のセラミック誘電
体によって構成し、フェリ磁性体１として、誘電率が１
５程度のフェライトを使用した場合は、誘電体層８はテ
フロンによって構成するとよい。テフロンの誘電率は２
程度であり、フェリ磁性体１及び誘電体層８を含む導波
管全体としての見掛は上の誘電率を低下させ、インピー
ダンス整合をとることができる。

第３図は上述した偏波装置の作用を説明する斜視図であ
る０図において、第１図及び第２図と同一の参照符号は
同一性ある構成部分を示している。１１はコイル２に流
れる電流、Ｈｌはコイル電流■１によって生じる直流磁
界である。磁界Ｈ，はフェリ磁性体１の入力端から出力
側に向っている。Ｅ、は整合素子４に入力されるｙ軸方
向の直線偏波成分である。

コイル２にコイル電流１１が流れている場合、ｙ軸方向
の直線偏波成分Ｅｙは、導波管３（第１図、第２図参照
）の内部に配置されたフェリ磁性体１を通過する間に、
コイル電流Ｉ、による磁界Ｈ１の影響を受け、ファラデ
ィ回転に従って角度θだけ回転した直線偏波Ｅｙｌとし
て、整合素子５に入力され、かつ、出力される。

コイル２に電流１１が流れていない場合は、直線偏波成
分Ｅ、は、ファラディ回転を受けることなく、直線偏波
成分Ｅ、と実質的に同一方向の直線偏波Ｅｙ２として整
合素子５に入力され、かつ、出力される。従って、コイ
ル２に流れる電流■１の切換えにより、人力される直線
偏波成分Ｅ、を直線偏波Ｅｙ＋と直線偏波Ｅｙ２との間
で切換えることができる。ファラディ回転の方向は磁界
Ｈ１の方向を逆にすることによって逆転できる。またそ
の回転角度θは、磁界Ｈ１の大きさ、フェリ磁性体１の
長さ等によって制御される。

次に本発明に係る偏波装置の他の実施例について、第４
図〜第６図を参照して説明する。何れの実施例において
も、第１図及び第２図に示す実施例と同等の効果が得ら
れる。

第４図の実施例では、コイルボビン２２の鍔部２２１．
２２２に環状の間隔９１．９２を設け、この間隔９１．
９２内に磁性体７１．７２の側面板（７１１，７１２）
、（７２１，７２２）を挿着しである。導波管３は鍔部
を持たない筒体となっている。

コイルボビン２２は、プラスチック等の電気絶縁材料ま
たはアルミニュウム等の非磁性導電材料によって構成で
きる。コイルボビン２２を非磁性導電材料によって構成
した場合には、コイルボビン２２を導波管３と一体化し
、コイルボビン２２の鍔部２２１．２２２の端面を、他
の導波管との接触面とし、挿入損失を低下させ、効率を
向上させることができる。この場合は、コイルボビン２
２のコイル巻回領域は絶縁処理を施しておくのが望まし
い。

第５図は更に別の実施例における断面図を示している。

この実施例では、コイルボビン２１の鍔部２２１．２２
２の内面側に絶縁ワッシャ１０．１１を配置し、絶縁ワ
ッシャ１０．１１と鍔部２２１．２２２との間の間隔９
１．９２内に磁性体７１．７２の側面板（７１１，７１
２）、（７２１，７２２）を挿着しである。コイルボビ
ン２２は、第４図において説明したように、アルミニュ
ウム等の導電材料によって構成でき、それによって、コ
イルボビン２２を導波管３と一体化し、コイルボビン２
２の鍔部２２１．２２２の端面を、他の導波管との接触
面とし、挿入損失を低下させ、効率を向上させることが
できる。

第６図は更に別の実施例における断面図を示している。

この実施例の特徴は、出力側の整合素子５の構造が、セ
ラミックでなるお電体５１．５２の内部に１層または複
数層の抵抗層５３を有することである。抵抗層５３は面
に垂直な偏波を通過させ、面に平行な偏波を吸収する。

抵抗層５３は誘電体５１．５２の内部に一体的に設ける
のが望ましい。抵抗層５３の形成手段としては、印刷塗
布焼付、蒸着、スパッタリング等が採用で籾る。一体止
に当っては、積層セラミックコンデンサ等の他のセラミ
ック電子部品において知られている技術等も使用できる
。例えば、方の誘電体に抵抗層を塗布した後、他の誘電
体を積層する方法や、セラミック誘電体ペーストと抵抗
ペーストとを交互に積層して焼結させる方法等である。

この実施例の場合は、第１図〜第５図で説明したと同様
の効果が得られることは勿論であるが、抵抗層５３によ
って不要な偏波を吸収し、必要な偏波のみを取出す偏波
装置が得られる。

図示は省略したが、上記各実施例の組合せが多数存在す
ることは言うまでもない。

〈発明の効果〉 以上述べたように、本発明に係る偏波装置によれば、次
のような効果が得られる。

（ａ）導波管またはコイルのボビンの少なくとも一方に
設けられた鍔部間を橋絡するように配置された磁性体を
有するので、鍔部間で連続する磁気効率の極めて高いヨ
ークが形成され、バイアス電源容量が小さくて済む偏波
装置を提供できる。

（ｂ）磁性体は、コイルの外側に配置されていて、両端
が鍔部によって支持されているから、挿入損失を低減さ
せ、効率を向上させるのに適した構造を有する偏波装置
を提供できる。

（Ｃ）磁性体は、コイルの外側において鍔部間を橋絡す
るように配置されていて、両端が鍔部によって支持され
ているから、コイル巻回作業の障害となることのない組
立の容易な偏波装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る偏波装置の分解斜視図、第２図は
同じくその断面図、第３図は偏波装置の作用を説明する
斜視図、第４図は別の実施例における断面図、第５図は
更に別の実施例における断面図、第６図は更に別の実施
例における断面図、第７図は従来の偏波装置の断面図で
ある。 １・・・フェリ磁性体　　２１・・・コイル２２・・・
コイルボビン　　３・・・導波管７１．７２・・・磁性
体 第１図 第 図 第 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　フェリ磁性体を挿入した導波管の回りにコイル
   を配置した偏波装置であって、 前記導波管または前記コイルのボビンの少なくとも一方
   は、軸方向の両端に径方向に突出する鍔部を有しており
   、 前記コイルの外側において、前記鍔部間を橋絡するよう
   に配置された磁性体を有しており、前記磁性体は、両端
   が前記鍔部によって支持されていること を特徴とする偏波装置。
2. （２）　前記鍔部は、間隔を隔てて対向する対の鍔部に
   よって構成されており、 前記磁性体は、両端が前記間隔内に差し込まれて前記鍔
   部によって支持されていること を特徴とする請求項１に記載の偏波装置。
3. （３）　前記磁性体は、複数個備えられているこを特徴
   とする請求項１または２に記載の偏波装置。
4. （４）　前記複数の磁性体は、前記コイルを覆うように
   配置されていること を特徴とする請求項３に記載の偏波装置。
5. （５）　前記磁性体は、金属磁性材料、複合磁性材料、
   金属酸化物磁性材料または圧粉磁性材料の何れかで構成
   されていること を特徴とする請求項１、２、３または４に記載の偏波装
   置。