JPH05327304A - マイクロ波受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一次放射器の基準となる水平及び垂直方向
と、一次放射器に入射される水平、あるいは垂直偏波の
偏波面との間にずれが発生した場合も、受信感度を低下
させることなく、受信できるようにすることを目的とす
る。 【構成】 フェライト式ポラライザー４で入射された電
磁波の電界を回転させ、円形導波管２内に挿入した、Ｔ
Ｅ１１モードの水平方向及び垂直方向成分に各々結合可
能とした一対のプローブ６及び７に電磁波を結合させて
電気信号に変換し、信号処理部１０で前記電気信号を周
波数変換して出力するようにし、直線偏波受信時は、前
記プローブ（６及び７）の一方から受信希望信号を取り
出して前記信号処理部１０で周波数変換し、円偏波受信
時は、前記プローブ（６及び７）の両方から信号を取り
出して前記信号処理部１０で両方の信号の位相を合致さ
せて合成し、周波数変換して出力するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円偏波を使用している
衛星放送（ＢＳ）と、直線偏波（水平偏波及び垂直偏
波）を使用している通信衛星（ＣＳ）とを、共に受信可
能としたマイクロ波受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の円偏波及び直線偏波共用一次放射
器は、図４に示すように、円形導波管２の開口部１側
に、９０度位相差板３０を長手方向が管軸と平行となる
ようにして配置し、フェライト式ポラライザー４を円形
導波管２の終端面３側に配置し、円形導波管２の開口部
１側からみた９０度位相差板３０の取付角度が、円形導
波管２に導入される水平偏波、あるいは垂直偏波の電界
と平行となる向きにし、ポラライザー４と終端面３の間
の円形導波管２の側面に信号出力用のプローブ３１を設
けて円形導波管２の内部に挿入し、水平偏波、あるいは
垂直偏波を受信する場合、ポラライザー４に電流を流す
ことにより水平偏波、あるいは垂直偏波の電界の向きを
回転させて、プローブ３１に結合させて電気信号に変換
し、円偏波を受信する場合、９０度位相差板３０で直線
偏波に変換し、ポラライザー４に電流を流すことにより
同直線偏波の電界の向きを回転させて、プローブ３１に
結合させて電気信号に変換し、同電気信号を取り出して
円偏波及び直線偏波が受信できるようにしていた。

【０００３】円形導波管２の開口部１側からみた９０度
位相差板３０の取付角度が、水平偏波、あるいは垂直偏
波の偏波面に対してずれた場合、水平偏波及び垂直偏波
は９０度位相差板３０に対して、各々垂直方向成分と水
平方向成分とを有する伝播状態となるため、垂直方向成
分と水平方向成分間に位相差が発生し、水平偏波、ある
いは垂直偏波は、９０度位相差板３０を通り抜けたとこ
ろでは楕円偏波となり、受信感度が低下するといった問
題があった。通信衛星は打ち上げられている位置が各々
異なり、地上に到達する水平偏波、あるいは垂直偏波の
偏波面は、各衛星毎に水平方向、あるいは垂直方向から
若干のずれが発生し、さらに、一台のアンテナで複数の
衛星の直線偏波を受信する場合は、アクチュエータでア
ンテナを各々の衛星の方向に向けるため、アンテナに取
り付けられている一次放射器の基準となる水平方向及び
垂直方向も傾きが生ずるため、一次放射器に入射される
水平偏波、あるいは垂直偏波の偏波面との間にずれが発
生し、受信感度を低下させるといった問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＴＥ１１モ
ードの水平方向成分及び垂直方向成分に各々結合可能と
した一対のプローブに、円偏波の水平方向成分及び垂直
方向成分を各々結合させて電気信号に変換し、同電気信
号を信号処理部で位相を合致させて合成して円偏波を受
信できるようにして、９０度位相差板３０を削除するこ
とにより、任意の角度で一次放射器に入射された水平偏
波、あるいは垂直偏波を受信感度を低下させることな
く、受信できるようにすることを目的とする。

【０００５】

【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、マイクロ波受信装置の円偏波及び直線偏波共
用一次放射器部の斜視図であり、同図に示すように、一
端に電磁波を導入する開口部１を設け、他端に終端面３
を設けた円形導波管２と、同円形導波管２の開口部１側
に、長手方向が管軸と平行となるようにして円形導波管
２の中心部に配置した、周囲に励磁コイル８ａを巻き付
けたフェライト棒（図示せず）と、同円形導波管２の終
端面３側に設けた、円形導波管２内を伝播する電磁波の
ＴＥ１１モードの水平方向成分及び垂直方向成分に各々
結合可能とした一対のプローブ６及び７と、同プローブ
６及び７から取り出した信号を周波数変換して出力する
信号処理部１０とからなり、直線偏波受信時は、前記プ
ローブ（６及び７）の一方から受信希望信号を取り出し
て前記信号処理部１０で周波数変換し、円偏波受信時
は、前記プローブ（６及び７）の両方から信号を取り出
して前記信号処理部１０で両方の信号の位相を合致させ
て合成し、周波数変換して出力するものである。

【０００６】図２は、本発明の一実施例を示す、マイク
ロ波受信装置の信号処理部１０の電気回路ブロック図で
あり、同図に示すように、プローブ６からの入力信号を
適当なレベルに増幅してスイッチ回路１２に入力する回
路と、同スイッチ回路１２からの出力信号を９０度位相
を遅延させて出力する遅延回路１３と、プローブ７から
の入力信号を適当なレベルに増幅しスイッチ回路１５を
介して、遅延回路１３の出力と合成してフィルタ回路１
７に入力する回路と、同フィルタ回路１７で雑音成分を
除去して混合器１８の一端に入力する回路と、同混合器
１８で、同混合器１８の他端に接続されている局部発振
回路（２５及び２７）の一方の出力とフィルタ回路１７
からの入力とを混合して周波数変換し、出力端子２０を
介して出力する回路と、水平偏波受信時と、垂直偏波受
信時と、円偏波受信時の３段階で電圧レベルを切り換え
可能とした駆動用電源を設け、同駆動用電源を出力端子
２０を介して制御回路２１及び２２に入力する回路と、
同制御回路２１及び２２で前記駆動用電源の電圧変化を
検出して検出信号を論理回路２３に入力する回路と、同
論理回路２３で入力された検出信号に応じて制御信号を
出力し、同制御信号をスイッチ回路（１２及び１５）に
入力して同スイッチ回路（１２及び１５）を制御し、前
記制御信号をスイッチ回路２４を介して局部発振回路２
５に入力して同局部発振回路２５を制御し、前記制御信
号をスイッチ回路２６を介して局部発振回路２７に入力
して同局部発振回路２７を制御する回路とで構成してい
る。

【０００７】

【作用】本発明は上記した構成により、円形導波管２に
導入された円偏波に対しては、電界の向きを変えずに周
囲に励磁コイル８ａを巻き付けたフェライト棒を通過さ
せ、プローブ６及び７に円偏波を結合させて電気信号に
変換し、各々の電気信号を信号処理部１０に入力し、同
信号処理部１０で両入力信号の位相を合致させて合成し
周波数変換して出力するようにし、直線偏波（水平、及
び垂直）に対しては、周囲に励磁コイル８ａを巻き付け
たフェライト棒で受信希望の偏波の偏波面を回転させて
プローブ６、または７に結合させて電気信号に変換する
ようにし、同電気信号を信号処理部１０に入力して、同
信号処理部１０で周波数変換して出力するようにしてお
り、従って、従来例と異なり、９０度位相差板を使用し
ていないため任意の角度で一次放射器に入射された直線
偏波に対して受信感度を低下させることなく受信可能と
している。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す、マイクロ
波受信装置の円偏波及び直線偏波共用一次放射器部の斜
視図であり、図中、図４で示したものと同一のものは同
一の記号で示してある。円形導波管２の一端を電磁波を
効率的に導入できるようにホーン形状の開口部１とし、
他端に導入された電磁波を反射させる終端面３を設けて
いる。４はフェライト式ポラライザーであり、フェライ
ト棒（図示せず）は金属管（図示せず）の中に入れ、同
金属管の周囲に励磁コイル８ａを巻付け、同金属管の両
端に円形導波管２との整合用のセラミック片５ａ及び５
ｂを取り付けた構造とし、円形導波管２の開口部１側
に、フェライト棒の長手方向が管軸と平行となり、円形
導波管２の中心部に位置するようにしてポラライザー４
を配置し、円形導波管２の内壁で励磁コイル８ａを挟持
せしめてポラライザー４を円形導波管２の内部の所定の
位置に保持するようにしている。円形導波管２内に設け
られた励磁コイル８ａの引き出し線８ｂは、円形導波管
２の側面に設けられた開口（図示せず）を通して、円形
導波管２の外部に引き出して直流電源と接続して、励磁
コイル８ａに直流電流を流して、所定の直流磁界をフェ
ライト棒に加えることができるようにしている。

【０００９】円形導波管２の直径を小さくして内壁でフ
ェライト棒を挟持して、円形導波管２の中心部にフェラ
イト棒を保持し、円形導波管２の外部側面に励磁コイル
を巻き付けて、フェライト棒に直流磁界を加えるように
しても良い。円形導波管２の終端面３側の側面から内部
に一対のプローブ６及び７を挿入し、プローブ６及び７
に円形導波管２内を伝播する電磁波のＴＥ１１モードの
水平方向成分及び垂直方向成分を結合できるようにし、
プローブ６及び７で電磁波を電気信号に変換している。
９はプリント基板であり、円形導波管２に対して交差す
る向きに取り付けられており、プリント基板９上には信
号処理部１０が形成されており、プローブ６及び７で変
換された電気信号は信号処理部１０に入力されている。
信号処理部１０は、プリント基板９上にマイクロストリ
ップ線路を形成して各信号処理回路間を接続するように
し、プローブ６及び７は、例えばマイクロストリップ線
路のシールド導体を削除して、プリント基板９と一体で
形成されたものを使用する。

【００１０】円形導波管２内に導入されたＣＳの水平偏
波及び垂直偏波の電界分布は、互いに直交したＴＥ１１
モードの直線偏波であり、ＣＳを受信するときには、導
入された水平偏波あるいは垂直偏波に対して希望する方
を選択し、ポラライザー４に流れる電流を制御すること
により、ポラライザー４で相対的に導入された水平偏
波、あるいは垂直偏波の電界の偏波面を回転させて、プ
ローブ６、あるいは７に希望する偏波を結合させて、最
大の信号が取り出せるようにする。円形導波管２内に導
入されたＢＳの円偏波の電界分布は、ＴＥ１１モードの
互いに直交した水平方向成分と、垂直方向成分を有して
おり、ポラライザー４をパススルーさせて、円偏波の水
平方向成分、及び垂直方向成分の電界をプローブ６及び
７に結合させて信号が取り出せるようにしている。

【００１１】図２は、本発明の一実施例を示す、マイク
ロ波受信装置の信号処理部１０の電気回路ブロック図で
ある。プローブ６からの入力信号は、増幅器１１で信号
処理ができるように適当なレベルに増幅して出力し、ス
イッチ回路１２を介して遅延回路１３に入力し、同遅延
回路１３は、入力信号の位相を９０度遅延させて出力
し、増幅器１６に入力している。また、プローブ７から
の入力信号は、増幅器１４で信号処理ができるように適
当なレベルに増幅して出力し、スイッチ回路１５を介し
て増幅回路１６に入力している。増幅回路１６では、遅
延回路１３からの入力と、スイッチ回路１５からの入力
を合成して適当なレベルに増幅して出力しフィルタ回路
１７に入力し、同フィルタ回路１７で雑音成分を除去し
て混合器１８の一端に入力している。混合器１８の他端
には、局部発振回路２５及び局部発振回路２７が接続さ
れており、混合器１８はフィルタ回路１７からの入力
と、局部発振回路２５、あるいは、局部発振回路２７か
らの入力とを混合して周波数を変換して出力し、増幅器
１９を介して出力端子２０に周波数変換された信号を出
力し、出力端子２０に接続されたケーブルで周波数変換
された信号を衛星放送受信機に入力して、同衛星放送受
信機で受信チャネル信号を選局して、映像信号及び音声
信号を再生するようにしている。

【００１２】信号処理部１０を動作させる電源は、前記
ケーブルを介して出力端子２０に供給されており、同電
源は、ＢＳ受信時と、ＣＳの水平偏波受信時と、ＣＳの
垂直偏波受信時とで、３段階に電圧のレベルが切り換え
られるようにしており、同電圧は出力端子２０を介して
ＢＳ／ＣＳ制御回路２１及びＶ／Ｈ制御回路２２に入力
されている。ＢＳ／ＣＳ制御回路２１では、例えばコン
パレータ回路等を使用して、入力電圧のレベルを基準レ
ベルと比較することにより、入力電圧がＢＳの選択信号
か、あるいはＣＳの選択信号かを検出して、検出信号を
論理回路２３に入力する。ＢＳの選択信号である場合、
論理回路２３は制御信号を出力し、同制御信号を増幅器
１１及び増幅器１４に入力して、増幅器１１及び増幅器
１４を動作状態とし、スイッチ回路１２及びスイッチ回
路１５に制御信号を入力し、スイッチ回路１２及びスイ
ッチ回路１５を導通状態として同スイッチ回路１２及び
１５に入力されている信号が出力されるようにし、スイ
ッチ回路２４に制御信号を入力して、同スイッチ回路２
４を介して制御信号を局部発振回路２５に加えて、局部
発振回路２５を発振させるようにし、スイッチ回路２６
に制御信号を入力して、同スイッチ回路２６を遮断させ
て、同スイッチ回路２６に接続されている局部発振回路
２７が発振状態とならないようにしている。ＢＳ放送で
は、他の無線局等との干渉を避けるため、ローカル周波
数は１０．６７８ＧＨｚと決められており、局部発振回
路２５は１０．６７８ＧＨｚの発振信号を混合器１８に
入力して、混合器１８で所定のＢＳ−ＩＦ信号に変換し
て出力端子２０から出力する。

【００１３】Ｖ／Ｈ制御回路２２では、例えばコンパレ
ータ回路等を使用して、入力電圧のレベルを基準レベル
と比較することにより、入力電圧がＣＳの水平偏波の選
択信号か、あるいはＣＳの垂直偏波の選択信号かを検出
して、検出信号を論理回路２３に入力する。ＣＳの水平
偏波の選択信号である場合、論理回路２３は制御信号を
出力し、同制御信号を増幅器１１及び増幅器１４に入力
して、増幅器１１は動作状態を停止し、増幅器１４を動
作状態とし、スイッチ回路１２及びスイッチ回路１５に
制御信号を入力し、スイッチ回路１２を遮断状態とし、
スイッチ回路１５を導通状態とし、同スイッチ回路１５
に入力されている信号が出力されるようにし、スイッチ
回路２４に制御信号を入力して、同スイッチ回路２４を
遮断状態として、同スイッチ回路２４に接続されている
局部発振回路２５が発振状態とならないようにし、スイ
ッチ回路２６に制御信号を入力して、同スイッチ回路２
６を介して制御信号を局部発振回路２７に加えて、局部
発振回路２７を発振させるようにしている。

【００１４】ＣＳ放送では、地上の他のマイクロウェー
ブ等との干渉を避けるため、ローカル周波数は１１．２
ＧＨｚと決められており、局部発振回路２７は１１．２
ＧＨｚの発振信号を混合器１８に入力して、混合器１８
で所定のＣＳ−ＩＦ信号に変換して出力端子２０から出
力する。ＣＳの垂直偏波の選択信号である場合、論理回
路２３は制御信号を出力し、同制御信号を増幅器１１及
び増幅器１４に入力して、増幅器１４は動作状態を停止
し、増幅器１１を動作状態とし、スイッチ回路１２及び
スイッチ回路１５に制御信号を入力し、スイッチ回路１
５を遮断状態とし、スイッチ回路１２を導通状態とし、
同スイッチ回路１２に入力されている信号が出力される
ようにし、以下前記ＣＳの水平偏波の選択信号の場合と
同様にして、混合器１８で所定のＣＳ−ＩＦ信号に変換
して出力端子２０から出力するようにしている。

【００１５】ＢＳを受信するときには、円偏波をフェラ
イト式ポラライザー４をパススルーさせ、円偏波の垂直
方向成分が水平方向成分に対して、９０度位相が進んで
いる場合、垂直方向成分の電磁波をプローブ６に結合さ
せ、水平方向成分の電磁波をプローブ７に結合させる。
信号処理部１０の入力回路において、遅延回路１３をス
イッチ回路１５の出力側に設けるようにして、前記円偏
波と逆旋の円偏波を受けるようにしても良い。

【００１６】図３は、本発明のその他の実施例を示す、
マイクロ波受信装置の円偏波及び直線偏波共用一次放射
器部の斜視図であり、図１に示す実施例との相違点は、
プローブ６及びプローブ７を使用する代わりに２点給電
のマイクロストリップ型パッチ素子２８を使用している
点であり、同図に示すように、パッチ素子２８を円形導
波管２の管軸と交差する向きにし、パッチ素子２８の中
心が円形導波管２の中心部に位置するように配置し、パ
ッチ素子２８で電磁波を電気信号に変換し、給電線２９
を介して信号処理部１０に電気信号を入力するようにし
ても良い。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
円偏波に対して水平方向成分と垂直方向成分の各々を一
対のプローブに結合させて電気信号に変換し、同電気信
号を信号処理部で位相を合致させて合成するようにして
円偏波を受信するようにしており、従来例と異なり、９
０度位相差板を使用していないため、一次放射器の基準
となる水平方向及び垂直方向といった方向性を無くすこ
とができ、一次放射器に任意の角度で水平偏波、あるい
は垂直偏波が入射された場合でも、感度を低下させるこ
となく受信可能とした、マイクロ波受信装置を提供する
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、マイクロ波受信装置
の円偏波及び直線偏波共用一次放射器部の斜視図であ
る。

【図２】本発明の一実施例を示す、マイクロ波受信装置
の信号処理部の電気回路ブロック図である。

【図３】本発明のその他の実施例を示す、マイクロ波受
信装置の円偏波及び直線偏波共用一次放射器部の斜視図
である。

【図４】従来例を示す、円偏波及び直線偏波共用一次放
射器の斜視図である。

【符号の説明】

１ 開口部 ２ 円形導波管 ３ 終端面 ４ ポラライザー ５ａ セラミック片 ５ｂ セラミック片 ６ プローブ ７ プローブ ８ａ 励磁コイル ８ｂ 引き出し線 ９ プリント基板 １０ 信号処理部 １１ 増幅器 １２ スイッチ回路 １３ 遅延回路 １４ 増幅器 １５ スイッチ回路 １６ 増幅器 １７ フィルタ回路 １８ 混合器 １９ 増幅器 ２０ 出力端子 ２１ 制御回路 ２２ 制御回路 ２３ 論理回路 ２４ スイッチ回路 ２５ 局部発振回路 ２６ スイッチ回路 ２７ 局部発振回路 ２８ パッチ素子 ２９ 給電線 ３０ 位相差板 ３１ プローブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に電磁波を導入する開口部を設け、
   他端に終端面を設けた円形導波管と、同円形導波管の開
   口部側に、長手方向が管軸と平行となるようにして円形
   導波管の中心部に配置した、周囲に励磁コイルを巻き付
   けたフェライト棒と、同円形導波管の終端面側に設け
   た、円形導波管内を伝播する電磁波のＴＥ１１モードの
   水平方向成分及び垂直方向成分に各々結合可能とした一
   対のプローブと、同プローブから取り出した信号を周波
   数変換して出力する信号処理部とからなり、直線偏波受
   信時は、前記プローブの一方から受信希望信号を取り出
   して前記信号処理部で周波数変換し、円偏波受信時は、
   前記プローブの両方から信号を取り出して前記信号処理
   部で両方の信号の位相を合致させて合成し、周波数変換
   して出力することを特徴とするマイクロ波受信装置。
2. 【請求項２】 前記信号処理部が、前記プローブの一方
   からの入力信号を適当なレベルに増幅して第１スイッチ
   回路に入力する回路と、同第１スイッチ回路からの出力
   信号を９０度位相を遅延させて出力する遅延回路と、前
   記プローブの他方からの入力信号を適当なレベルに増幅
   し第２スイッチ回路を介して、前記遅延回路の出力と合
   成してフィルタ回路に入力する回路と、同フィルタ回路
   で雑音成分を除去して混合器の一端に入力する回路と、
   同混合器で、同混合器の他端に接続されている第１及び
   第２局部発振回路の一方の出力と前記フィルタ回路から
   の入力とを混合して周波数変換し、出力端子を介して出
   力する回路と、水平偏波受信時と、垂直偏波受信時と、
   円偏波受信時の３段階で電圧レベルを切り換え可能とし
   た駆動用電源を設け、同駆動用電源を前記出力端子を介
   して制御回路に入力する回路と、同制御回路で前記駆動
   用電源の電圧変化を検出して検出信号を論理回路に入力
   する回路と、同論理回路で入力された検出信号に応じて
   制御信号を出力し、同制御信号を前記第１及び第２スイ
   ッチ回路に入力して同第１及び第２スイッチ回路を制御
   し、前記制御信号を第３スイッチ回路を介して前記第１
   局部発振回路に入力して同第１局部発振回路を制御し、
   前記制御信号を第４スイッチ回路を介して前記第２局部
   発振回路に入力して同第２局部発振回路を制御する回路
   とからなることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波
   受信装置。