JPH05235614A - 水平及び垂直偏波切換フィードホーン - Google Patents

水平及び垂直偏波切換フィードホーン

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Publication number
JPH05235614A
JPH05235614A JP3611392A JP3611392A JPH05235614A JP H05235614 A JPH05235614 A JP H05235614A JP 3611392 A JP3611392 A JP 3611392A JP 3611392 A JP3611392 A JP 3611392A JP H05235614 A JPH05235614 A JP H05235614A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
circular
mode
electromagnetic wave
circular waveguide
Prior art date
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Pending
Application number
JP3611392A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuaki Kaminakada
勝明 上中田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu General Ltd
Original Assignee
Fujitsu General Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu General Ltd filed Critical Fujitsu General Ltd
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  • Waveguide Aerials (AREA)

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される同軸モードの電磁波を、
2つのモード変換器を介して導波管モードの電磁波に変
換することにより、帯域特性を広くし、変換損失を低減
させる。 【構成】 円形TMモードの電磁波を伝播せしめる円形導
波管3の一端に、管軸同士が直線となる向きにし、終端
面7を介してTE11モードの電磁波を伝播せしめる円形導
波管2と接合し、他端に管軸同士が直角となる向きにし
て方形導波管10を接合し、円形導波管2の内部の終端
面7に垂直な回転軸を有するプローブ6を設けて、同プ
ローブ6を回転させ、複数の電磁波に対して受信する方
を選択してプローブ6に結合させ、プローブ6により同
軸モードで電磁波を円形導波管3の内部に伝えて、円形
TMモードの電磁波を励振し、円形TMモードの電磁波を導
波管モードに変換して方形導波管10から出力を取り出
すようにしている。

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、垂直偏
波及び水平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、水平及び垂直偏波切換フィードホーンが使
用され、同水平及び垂直偏波切換フィードホーンから水
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5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7に垂直な回転軸を有するプローブ23を設
け、同プローブ23を終端面7に設けた開口8から外側
に延長して方形導波管20の内部に挿入し、同方形導波
管20の内部で絶縁軸21に接いで方形導波管20を貫
通させ、同方形導波管20の外部に設けた駆動部5に連
結して、前記プローブ23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23に結合させて、同プローブ23により電磁波を
同軸モードで他端に伝えて、同プローブ23の方形導波
管20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20の先端に設けた導波管接続用フランジ22
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20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7に設けた開口8の端面とプローブ23で構成される
同軸線路で円形導波管2と方形導波管20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20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
り、また、帯域特性も狭くなるといった問題点があっ
た。本発明は、円形導波管2から出力される同軸モード
の電磁波を、2つのモード変換器を使用して、導波管モ
ードの電磁波に変換して出力することにより、帯域特性
を広くすると共に、同軸モードの電磁波を導波管モード
に直接変換することにより生じていた変換損失を低減さ
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7を設け
た、円形TE11モードの電磁波を伝播せしめる円形導
波管2と、同円形導波管2と管軸同士が直線となる向き
にして終端面7の外側に接合した、円形TMモードの電
磁波を伝播せしめる円形導波管3と、同円形導波管3と
管軸同士が直角となる向きにして、前記終端面7との接
合部と反対側の前記円形導波管3の端面に接合した、方
形TEモードの電磁波を出力せしめる方形導波管10と
からなり、円形導波管2の内部終端面7のほぼ中央に垂
直な回転軸を有するプローブ6を設けて、同終端面7に
設けた開口8より前記円形導波管3の内部に挿入し、同
円形導波管3の内部で絶縁軸9に接いで同円形導波管3
と前記方形導波管10とを貫通させて、同方形導波管1
0の外部に設けた駆動部5に連結して、前記プローブ6
を前記円形導波管2の管軸を中心として回転させ、同円
形導波管2に導入された複数の電磁波に対して受信する
方を選択して前記プローブ6に結合させ、前記円形導波
管3を介して前記方形導波管10から出力を取り出すよ
うにしたものである。
【0005】
【作用】本発明は上記した構成により、円形導波管2か
ら出力される同軸モードの電磁波を、導波管モードに変
換して出力するようにしており、図3は、本発明の原理
説明図であり、同図に示すように、円形導波管2と円形
導波管3を第1モード変換器12を介して接続し、円形
導波管2から出力される同軸モードの電磁波を円形TM
01モードの電磁波に変換し、円形導波管3と方形導波
管10を第2モード変換器13を介して接続し、円形導
波管3の内部を伝播する円形TM01モードの電磁波を
方形TE01モードの電磁波に変換して方形導波管10
から出力するようにしており、従来例のように、同軸モ
ードの電磁波を導波管モードに直接変換して出力する方
法と比較し、帯域特性を広くすると共に、同軸モードの
電磁波を導波管モードに直接変換することにより生じて
いた変換損失を低減させることができる。
【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5で示したものと同一のものは同一の記号
で示しており、垂直方向をY軸とし、水平方向をX軸と
する〔以下、図2(A)及び(B)において同じ)。2
は円形導波管であり、一端にホーン形状として電磁波を
効率良く円形導波管2に導入できるような開口部1を設
け、他端に導入された電磁波を反射させることができる
終端面7を設け、円形導波管2の直径は、円形TE11
モードの電磁波を通過域とし、円形TM01モードの電
磁波が遮断域となるように設定している。3は円形導波
管であり、円形TM01モードの電磁波が通過域となる
ような直径とし、円形導波管2より直径の大きい円形導
波管3を管軸同士が直線となる向きにして円形導波管2
の終端面7の外側に接合している。10は方形導波管で
あり、方形TE01モードの電磁波を伝播できるような
形状にしてあり、円形導波管3と管軸同士が直角となる
向きにして、前記終端面7との接合部と反対側の円形導
波管3の端面に方形導波管10を接合している。
【0007】円形導波管2の内部終端面7のほぼ中央に
垂直な回転軸を有するプローブ6を設けて、同終端面7
に設けた開口8より前記円形導波管3の内部に挿入し、
同円形導波管3の内部で絶縁軸9に接いで同円形導波管
3と方形導波管10とを貫通させ、同方形導波管10の
外部に設けた駆動部5に連結して、プローブ6を円形導
波管2の管軸を中心として回転させて、円形導波管2に
導入された複数の電磁波(水平偏波及び垂直偏波)に対
して受信する方を選択してプローブ6に結合させて、円
形導波管3を介して方形導波管10から出力を取り出す
ようにしている。方形導波管10の出力開口部側には導
波管接続用フランジ等を設けて、同導波管接続用フラン
ジにコンバータの入力用フランジを接続して、方形導波
管10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する。
【0008】図2(A)は、図1のa−a線方向の断面
図であり、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に入射されたとする。水平
偏波を受ける場合は、駆動部5を回転させてプローブ6
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5を回転させてプローブ6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6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6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6の先端の折り曲げ部分と終端面7間の距離を、水平
偏波、あるいは垂直偏波の電磁波の波長の約1/4の長
さとしている。
【0009】図2(B)は、図1のb−b線方向の断面
図であり、図2(C)は、方形導波管の出力側開口から
みた正面図であり、方形導波管10は一端を出力側開口
とし、他端を終端面4とし、方形導波管10の出力側開
口からみた断面の形状は、長辺方向の長さをdとし、短
辺方向の長さをeとすると、eの長さは、ほぼd/2に
なるようにして、方形TE01モードの電磁波を伝播で
きるようにしている。長辺方向となる面に垂直に円形導
波管3を接合しており、同接合部位の方形導波管10の
管壁を開放して開口11を設けて、開口11で円形導波
管3と方形導波管10とを接続している。Y軸方向の円
形導波管3の管壁と方形導波管10の終端面4との接合
位置は、円形導波管3の管軸方向に終端面4をずらせて
接合するようにしてあり、円形導波管3の管壁と終端面
4間の距離cは、0〜r(円形導波管3の半径)の間で
調整して、円形導波管3に対して方形導波管10のイン
ピーダンスが整合するようにしている。
【0010】図3は、本発明の原理説明図であり、図3
を参照して、図1に示すように構成された水平及び垂直
偏波切換フィードホーンの作用について説明する。モー
ド変換器12としては、円形導波管2と円形導波管3を
終端面7を介して接合し、同終端面7に設けた開口8と
プローブ6とで前記両円形導波管を接続し、円形導波管
2の内部に導入された水平偏波及び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6に結合させ、
プローブ6と開口8の端面で構成される同軸線路で電磁
波を円形導波管3の内部に伝え、円形導波管3の内部に
挿入したプローブ6の部分で円形TM01モードの電磁
波を励振して、同軸モードの電磁波を円形TM01モー
ドの電磁波に変換するようにしている。
【0011】モード変換器13としては、円形導波管3
と管軸同士が直角となる向きにして、前記終端面7との
接合部と反対側の円形導波管3の端面に方形導波管10
を接合し、Y軸方向の円形導波管3の管壁と方形導波管
10の終端面4との接合位置を、円形導波管3の管軸方
向に終端面4をずらせて、同接合部位の方形導波管10
の管壁を開放して開口11を設けて、開口11で円形導
波管3と方形導波管10とを接続するようにしており、
円形導波管3中を円形TM01モードの電磁波が伝播
し、円形導波管3の端面に接合した方形導波管10から
方形TE01モードの電磁波を出力することができる。
【0012】図4は、円形導波管2と円形導波管3と方
形導波管10の接合状態と、電界分布を示す説明図であ
り、円形導波管2の内部は導入された垂直偏波の電界の
向きを示しており、プローブ6の先端の折り曲げた部分
を垂直偏波の電界の向きと同一にして、プローブ6に垂
直偏波の電界を結合させ、円形導波管3の内部でプロー
ブ6により、円形TM01モードの電磁波を励振させる
ようにしている。円形TM01モードの電磁波は、円形
導波管3の円周方向には電界のピークがなく、円形導波
管3の管軸に沿った方向に電界のピークを一つ有する電
界分布となる。円形導波管3と管軸同士が直角となる向
きにして、終端面7との接合部と反対側の円形導波管3
の端面に方形導波管10を接合しており、方形導波管1
0の開口は、図2(C)に示すような形状としており、
短辺方向eには電界のピークがなく、長辺方向dに電界
のピークを一つ有する電界分布となって、方形導波管1
0から方形TE01モードの電磁波が出力される。装置
本体の大きさを抑え、コストの低減を図るためには、円
形導波管3は、円形TM01モードの電磁波を伝播させ
る構造のものとし、方形導波管10は、方形TE01モ
ードの電磁波を伝播させる構造のものとすることが望ま
しいが、他のモード、例えば、円形TM02モードや方
形TE02モード等を伝播させる構造のものにしても良
い。
【0013】
【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、2つのモー
ド変換器を使用して、同軸モードの電磁波を導波管モー
ドの電磁波に変換して出力することができ、従来例のよ
うに、同軸モードの電磁波を導波管モードに直接変換し
て出力する方法と比較し、帯域特性を広くすると共に、
同軸モードの電磁波を導波管モードに直接変換すること
により生じていた変換損失を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】(A)は、図1のa−a線方向の断面図であ
り、(B)は、図1のb−b線方向の断面図であり、
(C)は、方形導波管の出力側開口からみた正面図であ
る。
【図3】本発明の原理説明図である。
【図4】円形導波管2と円形導波管3と方形導波管10
の接合状態と、電界分布を示す説明図である。
【図5】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 円形導波管 4 終端面 5 駆動部 6 プローブ 7 終端面 8 開口 9 絶縁軸 10 方形導波管 11 開口 12 モード変換器 13 モード変換器 14 切欠き線 15 切欠き線 20 方形導波管 21 絶縁軸 22 フランジ 23 プローブ

Claims (1)

    【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TE11モードの電磁
    波を伝播せしめる第1円形導波管と、同第1円形導波管
    と管軸同士が直線となる向きにして前記終端面の外側に
    接合した、円形TMモードの電磁波を伝播せしめる第2
    円形導波管と、同第2円形導波管と管軸同士が直角とな
    る向きにして、前記終端面との接合部と反対側の同第2
    円形導波管の端面に接合した、方形TEモードの電磁波
    を伝播せしめる方形導波管とからなり、前記第1円形導
    波管の内部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、同終端面に設けた開口より前記第2円
    形導波管の内部に挿入し、同第2円形導波管の内部で絶
    縁軸に接いで同第2円形導波管と前記方形導波管とを貫
    通させて、同方形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第1円形導波管の管軸を中心と
    して回転させ、同第1円形導波管に導入された複数の電
    磁波に対して受信する方を選択して前記プローブに結合
    させ、前記第2円形導波管を介して前記方形導波管から
    出力を取り出す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。
JP3611392A 1992-02-24 1992-02-24 水平及び垂直偏波切換フィードホーン Pending JPH05235614A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102394375A (zh) * 2011-07-15 2012-03-28 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种双频宽带波纹喇叭馈源天线
CN108646304A (zh) * 2018-07-02 2018-10-12 常州感通威视微波科技有限公司 有源成像系统
KR20220055435A (ko) * 2020-10-26 2022-05-03 서강대학교산학협력단 금속선 모드 변환기

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CN108646304B (zh) * 2018-07-02 2024-03-12 常州感通威视微波科技有限公司 有源成像系统
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