JPH0533842B2

JPH0533842B2 -

Info

Publication number: JPH0533842B2
Application number: JP60171103A
Authority: JP
Inventors: Hisamatsu Nakano; Naohisa Goto; Takeshi Ishino
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1985-08-05
Publication date: 1993-05-20
Also published as: JPS6232709A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、衛星放送の受信等のマイクロ波通信
に使用される円偏波用パラボラアンテナ装置に関
する。

（発明の概要）本発明は、衛星放送の受信等のマイクロ波通信
に使用される円偏波用パラボラアンテナ装置にお
いて、一次放射器として単線式の円筒形状又は円
筒形状端部にテーパーもしくはフレア形状を有す
るバツクフアイヤー・ヘリカルアンテナを用い、
該バツクフアイヤー・ヘリカルアンテナと周波数
変換器とを同軸線路で接続し、VSWRの改善、
構造の簡素化等を図つたものである。

（従来の技術）従来、この種のSHF円偏波用パラボラアンテ
ナ装置は、反射鏡の焦点に円錐ホーンを配置し、
該円錐ホーンにポーラライザを介し導波管で給電
する構成が一般的であつた。このため、導波管と
BSコンバータ（衛星放送受信用周波数変換器で
あつて12GHzを1GHz程度の周波数に変換するも
の）との接続構造は第５図に示すようになつてい
た。すなわち、導波管１１はBSコンバータ１２
のケース１３内側まで引き込まれ、導波管１１の
端部とケース１３内の回路基板１４とは同軸導波
管変換部１５を介して接続されている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、上記従来の構成であると、一次放射
基としての円錐ホーンに導波管で給電するため、
BSコンバータ側に同軸導波管変換部１５が必要
となり、VSWR値が大きくなつたり、接続部分
の製作に手間がかかり、コスト高となる嫌いがあ
つた。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記の点に鑑み、一次放射器として
バツクフアイヤー・ヘリカルアンテナを用いて同
軸線路で給電し、周波数変換器とその同軸線路と
を直結する構成とすることにより、VSWRの向
上、回路の簡素化、及びコスト低減を図つたパラ
ボラアンテナ装置を提供しようとするものであ
る。

本発明は、反射鏡の焦点あるいは焦点近傍に、
単線式の円筒形状端部にフレア形状を有する如く
巻回したバツクフアイヤー・ヘリカルアンテナを
配置し、該バツクフアイヤー・ヘリカルアンテナ
に前記反射鏡の中心軸上に設置された同軸線路の
一端を接続するとともに、該同軸線路の他端を周
波数変換器の回路基板に直結したパラボラアンテ
ナ装置であつて、前記バツクフアイヤー・ヘリカ
ルアンテナは、前記同軸線路の外側導体に接続さ
れる整合円板と中心導体に接続される１本の螺旋
状導体とからなり、前記螺旋状導体の円周長（螺
旋全体を円筒と見なした場合、その円筒の円周
長）をＳ、ピツチ角をα、前記フレアの角度を
β、前記整合円板の円周長をｃ、電磁波の波長を
λとしたとき、 0.7λ≦Ｓ≦1.1λ ６度≦α≦20度０＜β＜45度 0.7S≦ｃ≦0.9S とする構成により、上記問題点を解決している。

（作用）本発明で用いるヘリカルアンテナは、同軸線路
で給電が可能であり、従つて、周波数変換器側に
直接その同軸線路の端部を接続することができ、
VSWRを小さくして、低損失化を図ることがで
きる。また、バツクフアイヤー・ヘリカルアンテ
ナを用い、かつバツクフアイヤー・ヘリカルアン
テナの端部にフレア形状を形成することにより、
放射量の前後比を改善することができる。また、
従来の同軸導波管変換部が不要であり、構成の簡
素化及びコスト低減ができる。

（実施例）以下、本発明に係るパラボラアンテナ装置の実
施例を図面に従つて説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す。この図に
おいて、放物面反射鏡１の焦点にバツクフアイヤ
ー・ヘリカルアンテナ５が配置され、このバツク
フアイヤー・ヘリカルアンテナ５の反射鏡側の給
電点に同軸線路（例えばセミリジツドケーブル）
６が一端が接続される。また、同軸線路６の他端
は第３図のようにBSコンバータ１２Ａのケース
１３Ａに内蔵された回路基板１４Ａに直結されて
いる。例えば、同軸線路６の中心導体は回路基板
１４Ａに立設された入力ピン１６に直接接続さ
れ、同軸線路の外側導体は回路基板１４Ａのアー
スパターン等に直接接続される。

ここで、第２図イはバツクフアイヤー・ヘリカ
ルアンテナ５の基本構成を示す参考例であり、前
記同軸線路６の外側導体６Ａに接続される整合円
板７と中心導体６Ｂに接続される１本の螺旋状導
体８とからなつている。第２図ロは本実施例に係
る構成であつて単線式の円筒形状端部（非給電
側）にフレア形状を有するものである。すなわ
ち、螺旋状導体８の先端部にフレア８Ｆが形成さ
れている。その他は第２図イと同様である。さら
に第２図ハは単線式の円筒形状端部（給電側）に
テーパーを有するものである。すなわち螺旋状導
体８の給電側端部にテーパー８Ｔが形成されてい
る。その他は第２図イと同様である。

原理上、ヘリカルアンテナの線上を流れる電流
は、ヘリカルアンテナの螺旋上をスムースに進行
する。通常は、螺旋の円周長｛つまり、螺旋全体
の円筒と見なした場合、その円筒の円周長（以
下、螺旋円周長と呼ぶ）｝より大きな反射板があ
るためにヘリカルアンテナの先端から電磁波が放
射されるが（エンドフアイヤー・ヘリカルアンテ
ナ）、反射板の円周長が螺旋の円周長より若干大
きい寸法から、同じ大きさをへて、徐々に小さく
なるに従つて、後方（給電端側）へ電磁波が放射
されるようになる。つまり、バツクローブが生じ
る。バツクフアイヤー・ヘリカルアンテナはこの
バツクローブを積極的に利用する考えかたで各寸
法を選んでいる。ここでは、前記反射板を整合円
板と称している。

第２図イ，ロ，ハにおいて、Ｓは螺旋状導体８
の円周長、αは螺旋のピツチ角、ｃは整合円板７
の円周長、βはフレアの開き角、８Ｔはテーパ
ー、８Ｆはフレアである。

第６図乃至第９図はバツクフアイヤー・ヘリカ
ルアンテナの螺旋円周長Ｓと、バツクフアイヤ
ー・ヘリカルアンテナの放射量の前後比｛log
（Ｆ／Ｂ）｝のdB表示との関係であり（但し、ピ
ツチ角α＝６、10、20度、フレア8F部分の開き
角β＝０、20度、整合円板の円周長ｃ＝0.7S、
0.9S、λは電磁波の波長とした）、Ｓは0.7λ乃至
1.1λで数dB乃至10dB以上の前後比が得られてい
ることがわかる。

第１０図乃至第１３図はバツクフアイヤー・ヘ
リカルアンテナの螺旋のピツチ角αと、バツクフ
アイヤー・ヘリカルアンテナの放射量の前後比と
の関係であり（但し、Ｓ＝0.7λ、1λ、1.1λ、β＝
０、20度、ｃ＝0.7S、0.9Sとした）、αは６乃至
20度で数dB乃至10dB以上の前後比が得られてい
ることがわかる。

第１４図乃至第１８図はバツクフアイヤー・ヘ
リカルアンテナのフレア8F部分の開き角βと、
バツクフアイヤー・ヘリカルアンテナの放射量の
前後比との関係であり（但し、Ｓ＝0.7λ、1λ、
1.1λ、β＝６、10、20度、ｃ＝0.7S、0.9Sとし
た）、第２図ロの如く、フレア8F有りで、０＜β
＜45度のとき数dB乃至20dB以上の前後比が得ら
れ、フレア8Fを適切に形成することによつてβ
＝０（フレア無しを意味する）の場合よりもさら
に前後比を向上させ得ることが判る。

第１９図乃至第２３図はバツクフアイヤー・ヘ
リカルアンテナの整合円板の円周長ｃと、バツク
フアイヤー・ヘリカルアンテナの放射量の前後比
との関係であり（但し、Ｓ＝0.7λ、1λ、1.1λ、β
＝６、10、20度、β＝０、20度とした）、ｃは
0.7S乃至0.9Sで数dB乃至10dB以上の前後比が得
られていることがわかる。

なお、第６図乃至第９図の螺旋円周長Ｓと前後
比との関係においてβ＝45度の場合に言及してい
ないが、第１４図乃至第１８図のフレア8F部分
の開き角βと前後比との関係においてβ＝０度と
β＝45度は同じ値になるため省略した。第１０図
乃至第１３図のピツチ角αと前後比との関係及び
第１９図乃至第２３図の整合円板の円周長ｃと前
後比との関係においても同様の理由でβ＝45度の
場合を省略した。

以上の結果から、バツクフアイヤー・ヘリカル
アンテナ５として第２図ロのフレア8F付きのも
のを用い、 0.7λ≦Ｓ≦1.1λ ６度≦α≦20度０＜β＜45度 0.7S≦ｃ≦0.9S のように設定することにより、良好な前後比のバ
ツクフアイヤー・ヘリカルアンテナを実現するこ
とができる。

なお、同軸線路６と螺旋状導体８との間の発射
を少なくし、アンテナとしてのV.S.W.Rが良好と
なるように、同軸線路６と螺旋状導体８との間で
の整合をとる必要がある。整合をとる方法は、整
合円板７と整合円板７に対向する螺旋状導体の直
線部９との間隔ａを適当に調整する方法と、螺旋
状導体８と同軸線路６との結合部（バツクフアイ
ヤー・ヘリカルアンテナの給電端部）から螺旋状
導体の形状をテーパー形状（円錐状）に広げて然
るべき螺旋状導体の円周長Ｓとなし整合をとる方
法の２つの方法がある。勿論、これらの組み合わ
せによる改善工夫も考えられる。

前記バツクフアイヤー・ヘリカルアンテナ５及
び同軸線路６の配置で最も好ましいのは、バツク
フアイヤー・ヘリカルアンテナ５の螺旋の軸方向
と同軸線路６の引き出し方向とが反射鏡１の中心
軸上に位置する場合であり、このときのバツクフ
アイヤー・ヘリカルアンテナ５の指向性、すなわ
ちメインローブMBは例えば第１図点線で示され
る。

次に、上記第１実施例の動作を受信の場合で説
明する。第１図の矢印Ｗの方向に入射してきた電
磁波は、放物面反射鏡１で反射されてその焦点の
位置に収束し、バツクフアイヤー・ヘリカルアン
テナ５の給電点側より入射する。このとき、バツ
フアイヤー・ヘリカルアンテナ５はメインローブ
MBを給電点側に持っているので、反射鏡１で反
射されてきた電磁波は効率的にバツクフアイヤ
ー・ヘリカルアンテナ５で受信され、同軸線路６
を通してBSコンバータ１２Ａの回路基板１４Ａ
に導かれる。この場合、バツクフアイヤー・ヘリ
カルアンテナ５は、通常のエンドフアイヤー・ヘ
リカルアンテナと同様に受信電磁波が円偏波のと
きに良い特性を示す。

上記第１実施例に示したパラボラアンテナ装置
は、反射鏡１と組み合わせで用いる一次放射器と
してバツクフアイヤー・ヘリカルアンテナ５を用
いているので、給電用に同軸線路を採用でき、バ
ツクフアイヤー・ヘリカルアンテナ５とBSコン
バータ１２Ａ内の回路基板１４Ａとを同軸線路６
で直結でき、VSWR値を低く抑えるのが容易で
ある。また、同軸導波管変換部が不要となり、
BSコンバータ側の構成も簡素化され、コスト低
減もできる。さらに、アンテナ給電点を反射鏡１
に近い端部とすることができ、給電のための同軸
線路６を最短距離で反射鏡側に引き出すことがで
きる。このため、電力損失を少なくでき、また同
軸線路６が反射鏡１の前面を横断する必要がな
く、ブロツキングも生じない。また、バツクフア
イヤー・ヘリカルアンテナの端部にフレア形状を
形成することにより、前後比をいつそう改善する
ことができる。さらに、同軸線路６としてセミリ
ジツドケーブルやリジツドケーブル等を採用する
ことによりバツクフアイヤー・ヘリカルアンテナ
５の支持体として利用でき、支持構造が簡単にな
り、しかも充分な機械的強度を確保するのも容易
である。

第４図は本発明の第２実施例を示す。この図に
おいて、放物面反射鏡１の焦点にバツクフアイヤ
ー・ヘリカルアンテナ５が配置され、このバツク
フアイヤー・ヘリカルアンテナ５の反射鏡側の給
電点に同軸線路（例えばセミリジツドケーブル）
６が一端が接続される。また、同軸線路６の他端
は反射鏡内側（焦点の存在する側）に配置された
BSコンバータ１２Ｃの回路基板に直結されてい
る。ここで、BSコンバータ１２Ｃのケース形状
は反射鏡１の反射面を覆う面積が少なくなるよう
に反射鏡軸方向に細長い形状とし、しかもケース
は電波吸収性の材質のものが好ましい。なお、前
記バツクフアイヤー・ヘリカルアンテナ５、同軸
線路６及びBSコンバータ１２Ｃの配置で最も好
ましいのは、バツクフアイヤー・ヘリカルアンテ
ナ５の螺旋の軸方向と同軸線路６の引き出し方向
とBSコンバータ１２Ｃの長手方向が反射鏡１の
中心軸上に位置する場合である。その他の構成は
前述の第１実施例と同様である。

上記第２実施例によれば、反射鏡１の内側に
BSコンバータ１２Ｃが位置しているので、同軸
線路６の長さを短縮して低損失化を図ることがで
きる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のパラボラアンテ
ナ装置によれば、反射鏡の焦点あるいは焦点近傍
に、単線式の円筒形状端部にフレア形状を有する
バツクフアイヤー・ヘリカルアンテナを配置し、
該バツクフアイヤー・ヘリカルアンテナに同軸線
路の一端を接続するとともに、該同軸線路の他端
を周波数変換器の回路基板に直結した構成として
おり、前記バツクフアイヤー・ヘリカルアンテナ
にフレア形状を付加したことで放射量の前後比を
いつそう改善でき、また前記同軸線路の直結によ
り、VSWRの向上、回路の簡素化、及びコスト
低減を図ることが可能であり、実用上の効果は極
めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るパラボラアンテナ装置の
第１実施例を示す側断面図、第２図イはバツクフ
アイヤー・ヘリカルアンテナの基本構成である参
考例の側断面図、第２図ロは実施例で用いるバツ
クフアイヤー・ヘリカルアンテナの側断面図、第
２図ハはバツクフアイヤー・ヘリカルアンテナの
変形例を示す側断面図、第３図は第１実施例にお
けるBSコンバータと同軸線路との接続部分を示
す側断面図、第４図は本発明の第２実施例を示す
側断面図、第５図は従来のパラボラアンテナ装置
におけるBSコンバータ接続部分の側断面図、第
６図乃至第９図はバツクフアイヤー・ヘリカルア
ンテナの円周長Ｓとバツクフアイヤー・ヘリカル
アンテナの前後比との関係を示すグラフ、第１０
図乃至第１３図はバツクフアイヤー・ヘリカルア
ンテナのピツチ角αとバツクフアイヤー・ヘリカ
ルアンテナの前後比との関係を示すグラフ、第１
４図乃至第１８図はバツクフアイヤー・ヘリカル
アンテナのフレア部の開き角βとバツクフアイヤ
ー・ヘリカルアンテナの前後比との関係を示すグ
ラフ、第１９図乃至第２３図は整合円板の円周長
ｃとバツクフアイヤー・ヘリカルアンテナの前後
比との関係を示すグラフである。１……放物面反射鏡、５……バツクフアイヤ
ー・ヘリカルアンテナ、６……同軸線路、７……
整合円板、８……螺旋状導体、１２，１２Ａ，１
２Ｃ……BSコンバータ、１４，１４Ａ……回路
基板。

Claims

【特許請求の範囲】１反射鏡の焦点あるいは焦点近傍に、単線式の
円筒形状端部にフレア形状を有する如く巻回した
バツクフアイヤー・ヘリカルアンテナを配置し、
該バツクフアイヤー・ヘリカルアンテナに前記反
射鏡の中心軸上に配置された同軸線路の一端を接
続するとともに、該同軸線路の他端を周波数変換
器の回路基板に直結したパラボラアンテナ装置で
あつて、前記バツクフアイヤー・ヘリカルアンテ
ナは、前記同軸線路の外側導体に接続される整合
円板と中心導体に接続される１本の螺旋状導体と
からなり、前記螺旋状導体の円周長（螺旋全体を
円筒と見なした場合、その円筒の円周長）をＳ、
ピツチ角をα、前記フレアの角度をβ、前記整合
円板の円周長をｃ、電磁波の波長をλとしたと
き、 0.7λ≦Ｓ≦1.1λ ６度≦α≦20度０＜β＜45度 0.7S≦ｃ≦0.9S であることを特徴とするパラボラアンテナ装置。２前記周波数変換器は、前記反射鏡の焦点の存
在する側に配置されている特許請求の範囲第１項
記載のパラボラアンテナ装置。