JPH0511807B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は主として衛星放送用のマイクロ波コン
バータ等で代表されるマイクロ波装置の小型化の
ための回路構成に関するものである。

＜従来技術＞ 近年、放送衛星を用いたマイクロ波による衛星
放送が実施されており、従来では産業分野での需
要が主であつたマイクロ波装置が民生分野に進出
しつつある。この一例として、受信マイクロ波信
号をUHF帯のIF信号に変換する機能をもつ衛星
放送受信用のマイクロ波コンバータがある。さ
て、衛星放送は一般の家庭で受信することを目的
としたものであり、通信衛星利用の衛星通信シス
テム等に使用されている大口径の大型アンテナ等
を採用するのには無理がある。このため、放送衛
星は通信衛星に比較してより大きな電力で送信し
ており、これにより受信アンテナの小型化が図ら
れている。しかしながら一般の家庭で容易にかつ
安い費用で受信するためには、今以上に小さいア
ンテナを採用した普及型の放送衛星受信システム
の開発が必要である。このため、アンテナの高効
率化と共にこれらアンテナに接続して使用される
前記マイクロ波コンバータの高性能化が非常に大
きな重要課題として各方面で検討されている。

更に、前記アンテナの小型化に伴う、これらに
整合した小型、コンパクトなマイクロ波コンバー
タの実現が求められている。つまり、通常マイク
ロ波コンバータはアンテナ開口面の電波焦点位置
に置かれた一次輻射器に接続される。そしてこの
一次輻射器とマイクロ波コンバータはアンテナ架
台より延長した支持機構により支えられている。
この場合、屋外での使用に際し、風雨等により一
次輻射器とマイクロ波コンバータが振動し、電波
焦点位置よりずれることにより受信効率が低下す
るという問題を防止するため、この支持機構の支
持強度、耐久性は十分に優れている必要がある。

さて、アンテナの小型化に伴い、これに適合し
た形での上記支持機構の簡易化、軽量化、小型
化、又これらによる低コスト化が要求される。し
かしながら従来のままの寸法、重量をもつマイク
ロ波コンバータの使用を前提条件とすると、前記
要求の実現化はなかなか困難である。従つてこの
問題を解決する有効な手段は、マイクロ波コンバ
ータの小型化、コンパクト化となる。なお、小型
化されたコンパクトなマイクロ波コンバータの実
現は、従来の大きさのアンテナ使用時に於いて
も、アンテナの簡易化、軽量化、取扱いの容易
さ、低コスト化に対し有効であることはもちろん
である。

さて、前記マイクロ波コンバータを構成する主
要回路は、低雑音増巾器、フイルタ、ミキサ、局
部発振器、IF増巾器、電源回路等であり、通常、
IF増巾器、電源回路以外は、主としてマイクロ
ストリツプ回路を基盤としてMIC（マイクロ波集
積回路）で構成される。この場合、前記の各回路
をいかに効率よく配置するかがマイクロ波コンバ
ータの小型化、コンパクト化のための重要な要素
となる。

第５図及び第６図は従来のマイクロ波コンバー
タの例を示すものであり、第５図の様に主要回路
を平面状に、又第６図の様に主要回路の１部を分
離して２着に重ねて配置するのが最も一般的な構
成形態である。

第５図は従来のマイクロ波コンバータの内部構
成の概略配置の平面図を示している。この図にお
いて、１はマイクロ波信号の入力部である導波管
同軸変換器、２は低雑音増巾器、３はフイルタ、
４はミキサ、５は局部発振器、６はIF増巾器、
７は低雑音増巾器２のマイクロ波信号入力端、８
はIF信号出力端、９は電源回路、１０は誘電体
基板又はベースである。

ここで、導波管同軸変換器１から入力されたマ
イクロ波信号はマイクロ波信号入力端７を通過
し、低雑音増巾器２に入る。そして更にフイルタ
３を経て、ミキサ４に入力される。次にこのマイ
クロ波信号はミキサ４において、局部発振器５か
らの局発信号と混合され、これによりIF信号に
周波数変換される。そしてこのIF信号はIF増巾
器６を通過して、IF信号出力端８より外部に出
力信号として送出される。なお、電源回路９は上
記各回路のバイアス電圧を得るものである。

さて通常、低雑音増巾器２、フイルタ３、ミキ
サ４、局部発振器５等は主としてマイクロストリ
ツプ回路を用いて誘電体基板上に構成されるが、
この場合、一枚の誘電体基板１０上にこの回路を
すべて集積して形成する場合もあれば、各回路が
個別の基板に形成されたものをベース１０上に配
置する場合もある。又IF増巾器６、電源回路９
等は周波数が低いため、別基板で構成することも
ある。このように、第５図の従来例では各主要回
路はすべて平面的に配置した構成である。

次に、第６図は上記各回路を平面的に２段に重
ねた従来の構成例であり、その内部構成の概略配
置図を示すものである。ａはその平面図、ｂはそ
の側面図である。この図において、第５図と同一
番号のものはすべて同一構成要素である。ここで
１１は各回路を２段に重ねて実装するためのベー
スであつて、通常金属板等がよく用いられる。

この第６図のマイクロ波コンバータの動作、機
能は第５図と同様であり、説明は省略する。

なおこの第６図では各主要回路は個別の基板に
構成されていて、それらをベース１１の表、裏に
配置した例であるが、例えばベース１１の上面部
に配置されている各回路を一枚の誘電体基板に集
積して構成する事も一般によく行なわれる。また
IF増巾器６以外の低雑音増巾器２、フイルタ３、
ミキサ４の回路を１枚の誘電体基板に集積する場
合もある。

次に、第５図及び第６図に示されている局部発
振器５は一般に発振用共振器として電磁界結合形
の誘電体共振器が多く用いられており、このため
発振器としての特性劣化、また外乱による発振周
波数の変動防止、更には局部発振出力の外部への
不要輻射防止を目的とした金属シールドケースで
囲まれている。このため、マイクロ波コンバータ
内の他の各回路に比較してこの局部発振器５は高
さ方向に所定の寸法をもつ立体的な大きな構造体
となつている。

＜発明の解決すべき問題点＞ 以上述べた従来例において、マイクロ波コンバ
ータの小型化に関しての以下の問題点が存在す
る。

つまり、第５図及び第６図に示されるように、
マイクロ波コンバータを構成する各回路は平面的
に配置されるため、マイクロ波コンバータの全体
寸法が長さ方向において、あるいは横巾方向にお
いて大きくなるという問題が生じる。更には局部
発振器５は金属シールドケースを必要とするた
め、平面的配置でこの局部発振器５を構成した場
合金属シールドケースが平面に対し高さ方向に大
きく突き出る形となる。一般に他の各回路はこの
金属シールドケース高さよりも低く構成できるた
め、マイクロ波コンバータ構成時にこの金属シー
ルドケース高さで、前記マイクロ波コンバータの
全体の高さが決定されてしまい、その結果、全体
寸法は高さ方向においても大きくなつてしまうと
いう問題もある。従つて以上の問題を解決するた
め、マイクロ波コンバータをより小さく、よりコ
ンパクトにに構成する方法が望まれていた。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明はマイクロ波装置の小型化、コンパクト
のための回路構成を提供するものであり、特に衛
星放送受信用のマイクロ波コンバータに有効に利
用できるものであつて、局部発振器を内部に備え
る電導性立体の複数の表面上に複数の回路基板を
当接せしめ、該複数の回路基板間を電気的に相互
に接続するようにしたものである。

＜作 用＞ 本発明の構成によれば、局部発振器を囲む電導
性立体の複数の平面の表面上に、複数の回路基板
を配置するという立体的構成が可能となり、これ
によりマイクロ波コンバータ装置の全体寸法の長
さ方向、横巾方向を大巾に縮少できる。即ち、従
来のマイクロ波コンバータ構成に於いて、各回路
を配置するスペースとして使用されていなかつた
金属シールドケースを有する局部発振器を囲む周
囲の空間部を有効に前記配置スペースとして使用
できる。このように、従来のマイクロ波コンバー
タ装置内に於いて、無駄な空間スペースとして存
在していた大部分の空間部を各回路の配置スペー
スとして利用でき、マイクロ波コンバータの大巾
な小型化、コンパクト化が実現可能である。

＜実施例＞ 第１図は本発明に係るマイクロ波コンバータ装
置の第１の実施例を示すものである。第１図ａは
側面図、同図ｂは同図ａの右側よりみた側面図で
あり全体的に直方体形状を有する。ここで、１３
は第１の誘電体基板、１４は第２の誘電体基板、
１５は第３の誘電体基板、１６は第４の誘電体基
板であり、この４枚の誘電体基板は図に示される
ごとく、局部発振器５を囲む電導立体１２の４つ
の表面に配置されている。

なお、番号２〜８は従来例で説明したものと同
じものである。各基板の表面、つまり第１の誘電
体基板１３には低雑音増巾器２とフイルタ３が、
第２の誘電体基板１４にはミキサ４、第３の誘電
体基板１５にはIF増巾器６、さらに第４の誘電
体基板１６には電源回路９が各々形成されてい
る。またこの各基板の裏面は基本的には接地導体
面であつて、電導性立体１２の各表面に当接して
接着されている。この場合、電導性立体１２の表
面は接地体として動作しており、各基板はこの接
地体により共通接地となつている。

局部発振器５は電導性立体１２の中に構成され
ており、この局部発振器の出力は電導性立体１２
と第２の誘電体基板１４とを貫通した孔を通して
接続用導体によつて、第２の誘電体基板１４上に
形成されたミキサ４の局部発振信号入力端に接続
される。ここで、各基板間の接続は、第３図ａ，
ｂに示すような方法により容易に行うことができ
る。同図ａは１つの誘電体基板上面に形成された
線路と他の誘電体基板上の線路とを金属片１７等
で接続した場合である。また同図ｂは１つの誘電
体基板に設けられたスルホール１８を介して前記
と同様に各線路間を接続した例である。他にも
種々の方法があるが省略する。また、ここで示し
た方法は主として高周波信号に対して用いられ
る。従つて、例えば第１図の第４の誘電体基板１
６上に形成された電源回路９から他の各基板へバ
イアス電圧を供給する場合にはケーブル等によつ
て行つてもよい。さて、マイクロ波信号入力端７
から入力されたマイクロ波信号は第１の誘電体基
板１３上の低雑音増巾器２、フイルタ３を通り、
第２の誘電体基板１４上のミキサ４に入力する。
そして、マイクロ波信号はこのミキサ４に於い
て、局部発振器５からの局発信号と混合され、こ
の動作によりIF信号に周波数変換される。ここ
で得られたIF信号は第３の誘電体基板１５上の
IF増巾器６を経て、出力信号としてIF信号出力
端８より外部に送出される。

以上の実施例では、電導性立体１２の各表面に
４枚の基板を立体的に配置し、かつこの電導性立
体１２の内部にに局部発振器５を配置すること
で、他の回路を配置する場合に無駄な空間が存在
しない為高密度の実装ができる。従つて非常に小
形でコンパクトにマイクロ波コンバータ装置を構
成することができる。又、局部発振器５を電導性
立体１２内部に配置したため、局部発振器５の局
発信号出力端以外の場所から放射される局発信号
漏洩がこの電導性立体１２によりシールドされる
という効果も存在する。

なお、第１図は４枚の基板を用いた例を示した
が、第１図ｂにおいて、左側の面に必要に応じて
第５の誘電体基板が、放熱等の役割を果たす基板
等を追加しても良い。

さらに、第１図の各基板上に形成された各回路
は、他の動作、機能を有する他の回路を形成して
も構わない。また、電導性立体１２内での局部発
振器５の配置、その発振出力端位置等は必要に応
じて任意に決定すれば良い。

第２図は本発明に係るマイクロ波コンバータ装
置の他の実施例を示す。

第１図の電導性立体１２は中空の直方体であつ
たが、ここではこの電導性立体１２の形状を中空
三角体とし、その内部に局部発振器５を構成した
例である。この場合、前記中空三角体の４つの表
面上に各回路が形成された誘電体基板１３，１
４，１５，１６を配置している。この様にするこ
とで、より一層の高密度実装化をすることがで
き、第１図に比較してより小形でかつコンパクト
なマイクロ波コンバータ装置を構成できる。

第４図は本発明に係るマイクロ波コンバータ装
置を衛星放送用マイクロ波コンバータに適用した
ものである。同図ａは側面図、同図ｂは同図ａを
右側より見た図。

ここでは、第１図において局部発振器５を囲む
電導性立体１２の表面に配置されている各誘電体
基板（１３，１５，１６）を延長し、延長した基
板部分を導波管同軸変換器１に接続している。従
つて、この変換器１の矩形部は３枚の誘電体基板
にはさみ込まれた形となつている。なお動作は従
来と同様であるので省略する。

本発明では、第１図の構造の実施例を用いたこ
とにより、立体的に各回路が配置され、高密度実
装が実現できている。従つて、マイクロ波コンバ
ータ装置内の無駄な空間スペースは有効に各回路
の配置スペースとして利用されており、非常に小
形でコンパクトな構成となつている。なお、本発
明の実施例として、衛星放送用マイクロ波コンバ
ータを説明したが、他の各種マイクロ波無線通信
機器にも本発明のマイクロ波コンバータ装置の小
型化を実現する回路構成手段は有効に適用でき
る。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明を用いれば非常に
小型でコンパクトなマイクロ波コンバータ装置が
実現できる。特に衛星放送用マイクロ波コンバー
タに適用した場合、従来技術で説明した小型アン
テナに整合した小型、コンパクトなマイクロ波コ
ンバータを実現できる。このことは衛星放送受信
システムの小型化、取扱いの容易さ、設置の簡易
化、また風雨等の外力に対する信頼性の向上、ひ
いてはコスト改善にもつながる、非常に大きな効
果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るマイクロ波コンバータ装
置の一実施例を示し、同図ａは側面図、同図ｂは
他の側面図、第２図は他の実施例の外観斜視図、
第３図は基板間の接続例の説明図、第４図は本発
明を用いた衛星放送用マイクロ波コンバータを示
し、同図ａは側面図、同図ｂは他の側面図、第５
図及び第６図は従来例の説明図を示す。 図中、１…導波管同軸変換器、２…低雑音増巾
器、３…フイルタ、４…ミキサ、５…局部発振
器、６…IF増巾器、７…マイクロ波信号入力端
子、８…IF信号出力端子、９…電源回路、１０
…誘電体基板又はベース、１１…ベース、１２…
電導性立体、１３…第１の誘電体基板、１４…第
２の誘電体基板、１５…第３の誘電体基板、１６
…第４の誘電体基板、１７…金属片、１８…スル
ホール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 局部発振器を内部に備える電導性立体の複数
   の表面上に複数の回路基板を当接せしめ、該複数
   の回路基板間を電気的に相互に接続したことを特
   徴とするマイクロ波コンバータ装置。 ２ 前記局部発振器の出力端子と、前記複数の回
   路基板の内いずれかの回路基板の回路とを電気的
   に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のマイクロ波コンバータ装置。