JPH05206709A - 水平及び垂直偏波切換フィードホーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水平及び垂直偏波切換フィードホーンに関
し、円形導波管から出力する同軸モードの電磁波を、リ
ッジ構造部にテーパを設けた、リッジ導波管を使用して
導波管モードに変換して出力することにより、変換損失
を低減させる。 【構成】 開口部側のリッジ構造部８にテーパを設けた
リッジ導波管６を、管軸が円形導波管２の管軸の延長線
と直交する向きで円形導波管２の終端面４の外壁に接合
し、終端面４に垂直な回転軸を有するプローブ３を設け
て、開口５から外側に延長してリッジ導波管６内に挿入
し、リッジ構造部８に設けた貫通孔１２の内部で絶縁軸
に接いでリッジ導波管６を貫通させ、外部に設けた駆動
部７に連結し、プローブ３を円形導波管２の管軸を中心
として回転させ、円形導波管２に導入された複数の電磁
波に対して一つを結合させて、プローブ３により電磁波
を同軸モードでリッジ導波管６に伝え、リッジ導波管６
を介して信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水平偏波及び垂直偏波
で送信されてくる通信衛星（ＣＳ）の電波を受信する水
平及び垂直偏波切換フィードホーンに関する。通信衛星
の電波は、円偏波を使用している衛星放送の電波と異な
り、直線偏波方式が採用されており、同じ帯域内でより
多くのチャンネルが伝送できるようにするため、水平偏
波及び垂直偏波の電波が使用されている。従って、一台
のパラボラアンテナで水平偏波及び垂直偏波の電波を受
信するため、水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器が使
用され、同水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器から水
平偏波信号と垂直偏波信号とを選択して取り出し、ＣＳ
コンバータに入力して通信衛星（ＣＳ）からの電波を受
信するようにしている。

【０００２】

【従来の技術】従来は、図４に示すような水平及び垂直
偏波切換フィードホーンが使用され、円形導波管２の内
部の終端面４に垂直な回転軸を有するプローブ１５を設
け、同プローブ１５を終端面に設けた開口５から外側に
延長して方形導波管１６の内部に挿入し、同方形導波管
１６の内部で絶縁軸１７に接いで方形導波管１６を貫通
させ、同方形導波管１６の外部に設けた駆動部７に連結
して、前記プローブ１５を前記円形導波管２の管軸を中
心として回転させて、導入された水平偏波、あるいは垂
直偏波の電磁波に対して、受信する方を選択してプロー
ブ１５を結合させて、同プローブ１５により電磁波を同
軸モードで他端に伝えて、同プローブ１５の方形導波管
１６の内部に挿入された部分で電磁波を励振させ、方形
導波管１６の先端に設けた導波管接続用フランジ９にコ
ンバータの入力用フランジを接続して、同方形導波管１
６を介して電磁波を導波管モードでコンバータに信号入
力し、同コンバータで信号処理を行うようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、終端
面４に設けた開口５の端面とプローブ１５で構成される
同軸線路で円形導波管２と方形導波管１６を接続して、
電磁波を伝送するようにしており、同同軸線路の外部導
体が方形導波管１６の内部で急に広がり、特性インピー
ダンスが急に大きくなるため不整合となり、同軸モード
の電磁波を導波管モードに変換する際の損失が大きくな
るといった問題点があった。本発明は、同軸モードの電
磁波を導波管モードに変換する変換回路として、リッジ
構造部にテーパを設けた、リッジ導波管を使用し、同軸
線路をリッジ導波管を介して通常の方形導波管と接続す
ることにより、同軸線路と導波管のインピーダンス整合
をとり、同軸モードの電磁波を導波管モードに変換する
際の損失を広い帯域に渡って低減させることを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の一実施
例を示す、水平及び垂直偏波切換フィードホーンの一部
切欠き斜視図であり、同図に示すように、一端に電磁波
を導入し得る開口部１を設け、他端に終端面４を設けた
円形導波管２において、前記終端面４の外壁にリッジ導
波管６を、同リッジ導波管６の管軸が前記円形導波管２
の管軸の延長線と直交する向きに接合し、前記終端面４
のほぼ中央に垂直な回転軸を有するプローブ３を設け
て、同プローブ３を前記終端面４に設けた開口５から外
側に延長して前記リッジ導波管６内に挿入し、同リッジ
導波管６内に設けたリッジ構造部８の貫通孔１２の内部
で絶縁軸に接いで同リッジ導波管６を貫通させ、同リッ
ジ導波管６の外部に設けた駆動部７に連結して、前記プ
ローブ３を前記円形導波管２の管軸を中心として回転さ
せて、同円形導波管２に導入された複数の電磁波に対し
て一つを前記プローブ３に結合させて、同プローブ３に
より電磁波を同軸モードで他端に伝えて、同プローブ３
の前記リッジ導波管６の内部に挿入した部分で電磁波を
励振せしめて、同リッジ導波管６を介して信号を出力す
るようにし、リッジ導波管６としては、一端を終端し、
他端を出力側開口部とし、同出力側開口部のリッジ構造
部８にテーパを設けた構成のものを使用している。

【０００５】

【作用】本発明は上記に説明したように、終端面４に設
けた開口５の端面とプローブ３で構成される同軸線路で
円形導波管２とリッジ導波管６とを接続しており、リッ
ジ導波管６は入力インピーダンスを低くしたものを使用
して、同軸モードの電磁波を導波管モードに変換する際
の損失を低減させ、出力側開口部のリッジ構造部８にテ
ーパを設けているため、同軸線路と導波管のインピーダ
ンスを広い帯域に渡って整合させることを可能としてい
る。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す、水平及び
垂直偏波切換フィードホーンの一部切欠き斜視図であ
り、図中、図４で示したものと同一のものは同一の記号
で示している。円形導波管２の一端をホーン形状として
電磁波を効率良く円形導波管２に導入し得る開口部１と
し、円形導波管２の他端を導入された電磁波を反射させ
る終端面４とし、同終端面４の外壁にリッジ導波管６
を、同リッジ導波管６の管軸が前記円形導波管２の管軸
の延長線と直交する向きに接合し、さらに、同接合面と
対向するリッジ導波管６の他の面の外側に駆動部７を配
置している。円形導波管２の内部の終端面４のほぼ中央
に垂直な回転軸を有するプローブ３を設け、同プローブ
３を終端面４に設けた開口５を通して外側に延長して前
記リッジ導波管６内に挿入し、同リッジ導波管６内に設
けたリッジ構造部８の貫通孔１２の内部で絶縁軸に接い
で同リッジ導波管６を貫通させ、同リッジ導波管６の外
部に設けた駆動部７に連結し、駆動部７としては、ステ
ッピングモーター等を使用して、前記プローブ３を前記
円形導波管２の管軸を中心として回転させることができ
るようにしている。円形導波管２に導入された複数の電
磁波に対して一方を選択して前記プローブ３に結合させ
て、同プローブ３により電磁波を同軸モードで他端に伝
えて、同プローブ３の前記リッジ導波管６の内部に挿入
した部分で電磁波を励振せしめて、同リッジ導波管６を
介して信号を出力するようにしている。なお、図１にお
いては、円形導波管２の終端面４と、リッジ導波管６の
接合面とは別々に設けた構造としているが、終端面４と
前記接合面とが重なる部分は一方を削除して一つの面を
共用させるような構造にしても良い。

【０００７】図２は、図１の正面図であり、プローブ３
の先端は同一面内となるように、直角に３回折り曲げて
略コの字となるように形成し、終端面４から先端を突き
出すようにし、電磁波とプローブ３とを結合させること
ができるようにしている。例えば、通信衛星から送信さ
れてくる水平偏波の電界がＸ軸に平行な向きで、垂直偏
波の電界がＹ軸に平行な向きで円形導波管２に各々入射
されたとする。水平偏波を受ける場合は、図１に示す駆
動部７を回転させてプローブ３の先端の折り曲げた部分
をＸ軸方向に向け、垂直偏波を受ける場合は、駆動部７
を回転させてプローブ３の先端の折り曲げた部分をＹ軸
方向に向けることにより、水平偏波、あるいは垂直偏波
をプローブ３に結合させることができる。水平偏波、あ
るいは垂直偏波とプローブ３との結合を効果的にするた
め、図１に示すように、プローブ３の先端の折り曲げ部
分と終端面４間の距離を、プローブ３に結合させる電磁
波の波長の約１／４の長さとしている。

【０００８】図３（Ａ）は、図１に示す、リッジ導波管
の一部切欠き斜視図であり、（Ｂ）は、リッジ導波管の
正面からみた断面図であり、（Ｃ）は、リッジ導波管の
側面からみた断面図である。（Ａ）図に示すように、リ
ッジ導波管６は、上側を終端面とし、下側を出力側開口
部とし、出力側開口部に導波管接続用のフランジ９を設
けて、同フランジ９にコンバータの入力用導波管を接続
できるようにし、円形導波管２の接合面と対向する壁面
の内部に山のように盛り上げたリッジ構造部８を設けて
いる。円形導波管２との接合面には開口１０を設けて、
開口１０を通してプローブ３をリッジ導波管６内に挿入
し、リッジ構造部８に設けた貫通孔１２の内部で絶縁軸
１１に接いでいる。

【０００９】リッジ構造部８は、（Ｂ）図に示すよう
に、リッジ導波管６の正面からみた形状が長方形になる
ように形成し、同長方形の一辺をリッジ導波管６の終端
面に接して設け、長方形の長手方向が出力側開口部に向
かうようにし、長方形の短辺方向がリッジ導波管６の終
端面のほぼ中央に位置するようにして、リッジ導波管６
の内壁との間で構成される左右の溝１３のバランスがと
れるように配置している。貫通孔１２の配置は、リッジ
導波管６の終端面とプローブ３の距離が、プローブ３で
励振する電磁波の約１／４波長の長さになるようにし、
貫通孔１２の大きさは、プローブ３を貫通孔１２に挿入
した隙間は、プローブ３が回動できる範囲で最小の大き
さとし、プローブ３と開口１０により同軸モードで伝え
られた電磁波を効率良く、リッジ導波管６に伝えるよう
にしている。

【００１０】リッジ構造部８は、（Ｃ）図に示すよう
に、出力側開口部にテーパを設け、山の高さが徐々に低
くなるようにしており、テーパ部分の長さａは、変換回
路で変換する電磁波の波長の少なくとも１／２から１波
長の長さとすることにより、同軸線路と導波管のインピ
ーダンスを広い帯域に渡って整合させ、リッジ導波管６
と通常の方形導波管とが接続できるようにしている。リ
ッジ導波管６の遮断周波数は、リッジ構造部８の山の高
さ（ｃ−ｄ）、及び（Ｂ）図に示す左右の溝１３の幅で
決定され、変換回路で変換する電磁波の周波数が遮断域
にならないように寸法を選択し、プローブ３で伝えられ
た同軸モードの電磁波を効率良くリッジ導波管６に伝え
るため、貫通孔１２に挿入するプローブ３の深さｅは、
可能な限り長くすることが望ましい。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
円形導波管内のプローブの部分に、円形導波管に導入さ
れた水平偏波及び垂直偏波に対し、受信する方を選択し
て電磁波をプローブに結合させ、同プローブにより同軸
モードで円形導波管から電磁波を取り出し、同軸モード
をリッジ導波管を用いて導波管モードに変換するように
しており、リッジ導波管のリッジ構造部にテーパを設け
ることにより、同軸線路と導波管のインピーダンスを整
合させて、同軸モードの電磁波を導波管モードに変換す
る際の損失を広い帯域に渡って低減させることができ、
高性能の水平及び垂直偏波切換フィードホーンを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、水平及び垂直偏波切
換フィードホーンの一部切欠き斜視図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】（Ａ）は、図１に示す、リッジ導波管の一部切
欠き斜視図であり、（Ｂ）は、リッジ導波管の正面から
みた断面図であり、（Ｃ）は、リッジ導波管の側面から
みた断面図である。

【図４】従来例を示す、水平及び垂直偏波切換フィード
ホーンの一部切欠き斜視図である。

【符号の説明】 １ 開口部 ２ 円形導波管 ３ プローブ ４ 終端面 ５ 開口 ６ リッジ導波管 ７ 駆動部 ８ リッジ構造部 ９ フランジ １０ 開口 １１ 絶縁軸 １２ 貫通孔 １３ 溝 １５ プローブ １６ 方形導波管 １７ 絶縁軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に電磁波を導入し得る開口部を設
   け、他端に終端面を設けた円形導波管において、前記終
   端面の外壁にリッジ導波管を、同リッジ導波管の管軸が
   前記円形導波管の管軸の延長線と直交する向きに接合
   し、前記終端面のほぼ中央に垂直な回転軸を有するプロ
   ーブを設けて、同プローブを前記終端面に設けた開口か
   ら外側に延長して前記リッジ導波管内に挿入し、同リッ
   ジ導波管内に設けたリッジ構造部の貫通孔の内部で絶縁
   軸に接いで同リッジ導波管を貫通させ、同リッジ導波管
   の外部に設けた駆動部に連結して、前記プローブを前記
   円形導波管の管軸を中心として回転させて、同円形導波
   管に導入された複数の電磁波に対して一つを前記プロー
   ブに結合させて、同プローブにより電磁波を同軸モード
   で他端に伝えて、同プローブの前記リッジ導波管の内部
   に挿入した部分で電磁波を励振せしめて、同リッジ導波
   管を介して信号を出力することを特徴とする水平及び垂
   直偏波切換フィードホーン。
2. 【請求項２】 前記リッジ導波管が、一端を終端し、他
   端を出力側開口部とし、同出力側開口部のリッジ構造部
   にテーパを設けたものからなることを特徴とする水平及
   び垂直偏波切換フィードホーン。