JPH0583005A - 水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器 - Google Patents
水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器Info
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- JPH0583005A JPH0583005A JP24318791A JP24318791A JPH0583005A JP H0583005 A JPH0583005 A JP H0583005A JP 24318791 A JP24318791 A JP 24318791A JP 24318791 A JP24318791 A JP 24318791A JP H0583005 A JPH0583005 A JP H0583005A
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- waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 垂直及び水平偏波共用一次放射器に関し、誘
電体板に面した円形導波管の側面に信号出力用の方形導
波管を接合して、出力を取り出せるようにすることによ
り、円形導波管の長さを短くして、小型化する。 【構成】 一端を電磁波が導入し得る開口部１とし、他
端に終端面５を設けた円形導波管２において、同円形導
波管２の内部に円形導波管２の管軸を中心として回転可
能とした誘電体板３を設け、同誘電体板３に面した前記
円形導波管２の側面に方形導波管４を接合し、前記誘電
体板３の長手方向の長さをＴＥ１１モードの電磁波の直
交する２つの偏波成分間の位相差を１８０度とすること
ができる長さとしている。
電体板に面した円形導波管の側面に信号出力用の方形導
波管を接合して、出力を取り出せるようにすることによ
り、円形導波管の長さを短くして、小型化する。 【構成】 一端を電磁波が導入し得る開口部１とし、他
端に終端面５を設けた円形導波管２において、同円形導
波管２の内部に円形導波管２の管軸を中心として回転可
能とした誘電体板３を設け、同誘電体板３に面した前記
円形導波管２の側面に方形導波管４を接合し、前記誘電
体板３の長手方向の長さをＴＥ１１モードの電磁波の直
交する２つの偏波成分間の位相差を１８０度とすること
ができる長さとしている。
Description
【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
平偏波及び垂直偏波共用一次放射器に関し、送信側で使
用すれば、水平偏波、あるいは垂直偏波を放射すること
が可能な水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器として利
用することができる。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た。
で送信されてくる通信衛星（ＣＳ）の電波を受信する水
平偏波及び垂直偏波共用一次放射器に関し、送信側で使
用すれば、水平偏波、あるいは垂直偏波を放射すること
が可能な水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器として利
用することができる。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た。
【０００２】
【従来の技術】従来は、図８に示すような水平偏波及び
垂直偏波共用一次放射器が使用され、円形導波管２の内
部の開口部１側に同円形導波管２の管軸を中心として回
転可能とした略長方形の誘電体板３を設け、円形導波管
２の終端面５側の側面に信号出力手段として方形導波管
４を接合し、円形導波管２の管軸に沿った誘電体板３の
長辺方向の長さをＴＥ１１モードの電磁波の直交する２
つの偏波成分間の位相差を１８０度とすることができる
長さとし、誘電体板３の短辺方向を入射された一方の直
線偏波の電界と平行となる向きとし、開口部１側からみ
た方形導波管４の円形導波管２の管軸方向に向かう中心
線に対して、直角となる向きに電界を有する前記直線偏
波を方形導波管４から取り出し、誘電体板３を回転させ
て同誘電体板３の短辺方向を、入射された他方の直線偏
波の直交する２つの偏波成分のいずれかの電界と平行と
なる向きにして、前記直交する２つの偏波成分間の位相
を変えることにより、方形導波管４から他方の直線偏波
の信号を取り出せるようにしていた。
垂直偏波共用一次放射器が使用され、円形導波管２の内
部の開口部１側に同円形導波管２の管軸を中心として回
転可能とした略長方形の誘電体板３を設け、円形導波管
２の終端面５側の側面に信号出力手段として方形導波管
４を接合し、円形導波管２の管軸に沿った誘電体板３の
長辺方向の長さをＴＥ１１モードの電磁波の直交する２
つの偏波成分間の位相差を１８０度とすることができる
長さとし、誘電体板３の短辺方向を入射された一方の直
線偏波の電界と平行となる向きとし、開口部１側からみ
た方形導波管４の円形導波管２の管軸方向に向かう中心
線に対して、直角となる向きに電界を有する前記直線偏
波を方形導波管４から取り出し、誘電体板３を回転させ
て同誘電体板３の短辺方向を、入射された他方の直線偏
波の直交する２つの偏波成分のいずれかの電界と平行と
なる向きにして、前記直交する２つの偏波成分間の位相
を変えることにより、方形導波管４から他方の直線偏波
の信号を取り出せるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、誘電体板に
面した円形導波管の側面に信号出力用の方形導波管を接
合して、出力を取り出せるようにすることにより、円形
導波管の長さを短くして、小型で経済的な水平偏波及び
垂直偏波共用一次放射器を提供することを目的とする。
面した円形導波管の側面に信号出力用の方形導波管を接
合して、出力を取り出せるようにすることにより、円形
導波管の長さを短くして、小型で経済的な水平偏波及び
垂直偏波共用一次放射器を提供す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、水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器の斜視
図であり、同図に示すように、一端を電磁波が導入し得
る開口部１とし、他端に終端面５を設けた円形導波管２
において、同円形導波管２の内部に円形導波管２の管軸
を中心として回転可能とした誘電体板３を設け、同誘電
体板３に面した前記円形導波管２の側面に方形導波管４
を接合し、前記誘電体板３の円形導波管２の管軸方向に
沿った長さをＴＥ１１モードの電磁波の直交する２つの
偏波成分間の位相差を１８０度とすることができる長さ
としている。
例を示す、水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器の斜視
図であり、同図に示すように、一端を電磁波が導入し得
る開口部１とし、他端に終端面５を設けた円形導波管２
において、同円形導波管２の内部に円形導波管２の管軸
を中心として回転可能とした誘電体板３を設け、同誘電
体板３に面した前記円形導波管２の側面に方形導波管４
を接合し、前記誘電体板３の円形導波管２の管軸方向に
沿った長さをＴＥ１１モードの電磁波の直交する２つの
偏波成分間の位相差を１８０度とすることができる長さ
としている。
【０００５】
【作用】本発明は上記した構成により、円形導波管２に
導入された水平偏波及び垂直偏波に対し、図１に示すよ
うに、誘電体板３を使用した位相器に面した前記円形導
波管２の側面に設けた方形導波管４から信号を取り出す
ようにして、円形導波管２の長さを短くし、小型の水平
偏波及び垂直偏波共用一次放射器とするようにしている
が、原理は、以下の通りである。なお、図１において、
円形導波管２の管軸から水平方向（左部方向）をＸ軸と
し、円形導波管２の管軸から垂直方向（上部方向）をＹ
軸とし、各々反対方向に向かう軸を−Ｘ軸（図示せず）
及び−Ｙ軸（図示せず）とする（以下、図２、図４
（Ａ）、図５、図６、図７及び図８において同じ）。
導入された水平偏波及び垂直偏波に対し、図１に示すよ
うに、誘電体板３を使用した位相器に面した前記円形導
波管２の側面に設けた方形導波管４から信号を取り出す
ようにして、円形導波管２の長さを短くし、小型の水平
偏波及び垂直偏波共用一次放射器とするようにしている
が、原理は、以下の通りである。なお、図１において、
円形導波管２の管軸から水平方向（左部方向）をＸ軸と
し、円形導波管２の管軸から垂直方向（上部方向）をＹ
軸とし、各々反対方向に向かう軸を−Ｘ軸（図示せず）
及び−Ｙ軸（図示せず）とする（以下、図２、図４
（Ａ）、図５、図６、図７及び図８において同じ）。
【０００６】図３は、本発明の水平偏波及び垂直偏波共
用一次放射器の基本構成図であり、同図に示すように、
円形導波管２の内部の終端面５側に位相器を設け、同位
相器のほぼ中間の円形導波管２の側面に信号出力用の方
形導波管４を接合している。本発明の水平偏波及び垂直
偏波共用一次放射器は可逆回路であり、例えば、方形導
波管４を用いて円形導波管２に電磁波を入力した場合を
仮定する。図４（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の水平偏波及
び垂直偏波共用一次放射器の原理説明図であり、（Ａ）
図に示すように、方形導波管４の円形導波管２の管軸方
向に向かう中心線が−Ｘ軸とＹ軸を２分する向きとして
いるため、方形導波管４を用いて円形導波管２入力した
電磁波は、Ｘ軸とＹ軸を２分する向きに電界Ｅを有する
電磁波となって円形導波管２内を伝播する。（Ｂ）図に
示すように、円形導波管２の開口部１に向かう電磁波の
電界Ｅは、直接開口部１に向かう電界成分Ｅa と、終端
面５で反射して開口部１に向かう電界成分Ｅb との合成
で表される。 従って、Ｅ＝Ｅa ＋Ｅb ・・・・・（１）
用一次放射器の基本構成図であり、同図に示すように、
円形導波管２の内部の終端面５側に位相器を設け、同位
相器のほぼ中間の円形導波管２の側面に信号出力用の方
形導波管４を接合している。本発明の水平偏波及び垂直
偏波共用一次放射器は可逆回路であり、例えば、方形導
波管４を用いて円形導波管２に電磁波を入力した場合を
仮定する。図４（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の水平偏波及
び垂直偏波共用一次放射器の原理説明図であり、（Ａ）
図に示すように、方形導波管４の円形導波管２の管軸方
向に向かう中心線が−Ｘ軸とＹ軸を２分する向きとして
いるため、方形導波管４を用いて円形導波管２入力した
電磁波は、Ｘ軸とＹ軸を２分する向きに電界Ｅを有する
電磁波となって円形導波管２内を伝播する。（Ｂ）図に
示すように、円形導波管２の開口部１に向かう電磁波の
電界Ｅは、直接開口部１に向かう電界成分Ｅa と、終端
面５で反射して開口部１に向かう電界成分Ｅb との合成
で表される。 従って、Ｅ＝Ｅa ＋Ｅb ・・・・・（１）
【０００７】円形導波管の終端面をＺ＝０とし、管軸方
向にＺ軸をとり、 Ａ＝円形導波管内の電磁波の振幅定数 β＝円形導波管内の電磁波の波数 ω＝２πｆ、 ｔ＝時間 とし、方形導波管４の円形導波管２の管軸方向に向かう
中心線が、終端面５からＬｍの位置に設けられていると
すると、Ｅa は次式で示される。 Ｅa ＝Ａ・ｅｘｐ［ｊ｛ωｔ−β（Ｚ−Ｌｍ）｝］・・・・・（２） Ｅb は（Ｃ）図のように、終端面５より右方にＬｍだけ
離れた位置に設けられた方形導波管４ｂから、位相的に
逆方向に電磁波を入力したものと等価となり、次式で示
される。 Ｅb ＝−Ａ・ｅｘｐ［ｊ｛ωｔ−β（Ｚ＋Ｌｍ）｝］・・・・・（３） 従って、Ｅは（１）、（２）、（３）の各式から次式で
示される。 Ｅ＝Ａ・ｅｘｐ［ｊ｛ωｔ−β（Ｚ−Ｌｍ）｝］ −Ａ・ｅｘｐ［ｊ｛ωｔ−β（Ｚ＋Ｌｍ）｝］ ＝Ａ・exp[ｊ｛ωｔ−βＺ｝] ・[exp｛ｊβＬｍ｝−exp ｛−ｊβＬｍ｝] ＝ｊ２Ａ・SIN(βＬｍ) ・exp[ｊ｛ωｔ−βＺ｝] ・・・・・（４） 従って、方形導波管４からの入力により、円形導波管２
中に発生する電磁波の位相は、（４）式によれば終端面
５からの距離Ｚと波数βで変化することを示している。
向にＺ軸をとり、 Ａ＝円形導波管内の電磁波の振幅定数 β＝円形導波管内の電磁波の波数 ω＝２πｆ、 ｔ＝時間 とし、方形導波管４の円形導波管２の管軸方向に向かう
中心線が、終端面５からＬｍの位置に設けられていると
すると、Ｅa は次式で示される。 Ｅa ＝Ａ・ｅｘｐ［ｊ｛ωｔ−β（Ｚ−Ｌｍ）｝］・・・・・（２） Ｅb は（Ｃ）図のように、終端面５より右方にＬｍだけ
離れた位置に設けられた方形導波管４ｂから、位相的に
逆方向に電磁波を入力したものと等価となり、次式で示
される。 Ｅb ＝−Ａ・ｅｘｐ［ｊ｛ωｔ−β（Ｚ＋Ｌｍ）｝］・・・・・（３） 従って、Ｅは（１）、（２）、（３）の各式から次式で
示される。 Ｅ＝Ａ・ｅｘｐ［ｊ｛ωｔ−β（Ｚ−Ｌｍ）｝］ −Ａ・ｅｘｐ［ｊ｛ωｔ−β（Ｚ＋Ｌｍ）｝］ ＝Ａ・exp[ｊ｛ωｔ−βＺ｝] ・[exp｛ｊβＬｍ｝−exp ｛−ｊβＬｍ｝] ＝ｊ２Ａ・SIN(βＬｍ) ・exp[ｊ｛ωｔ−βＺ｝] ・・・・・（４） 従って、方形導波管４からの入力により、円形導波管２
中に発生する電磁波の位相は、（４）式によれば終端面
５からの距離Ｚと波数βで変化することを示している。
【０００８】従って、（Ｄ）図に示すように、円形導波
管２内の電磁波の波数をβｘとし、電磁界をＥｘとし、
（Ｅ）図に示すように、円形導波管２内の電磁波の波数
をβｙとし、電磁界をＥｙとすると、式を参照して、
Ｚ＝Ｌｎの位置においては、Ｅy 及びＥx の電磁界は次
式で示される。 Ex＝ｊ2A・SIN(βｘＬｍ) ・exp[ｊ｛ωｔ−βｘ( Ｌｎ＋Ｌｍ) ｝] ・・（５） Ey＝ｊ2A・SIN(βｙＬｍ) ・exp[ｊ｛ωｔ−βｙ( Ｌｎ＋Ｌｍ) ｝] ・・（６） 従って、Ｅx の位相：Θｘ＝−βｘ( Ｌｎ＋Ｌｍ) ・・・・・・・・・・（７） Ｅｙの位相：Θｙ＝−βｙ( Ｌｎ＋Ｌｍ) ・・・・・・・・・・（８） Ｅx とＥy の位相差：Θｘ−Θｙ＝（βｙ−βｘ）( Ｌｎ＋Ｌｍ) ・・（９） となる。
管２内の電磁波の波数をβｘとし、電磁界をＥｘとし、
（Ｅ）図に示すように、円形導波管２内の電磁波の波数
をβｙとし、電磁界をＥｙとすると、式を参照して、
Ｚ＝Ｌｎの位置においては、Ｅy 及びＥx の電磁界は次
式で示される。 Ex＝ｊ2A・SIN(βｘＬｍ) ・exp[ｊ｛ωｔ−βｘ( Ｌｎ＋Ｌｍ) ｝] ・・（５） Ey＝ｊ2A・SIN(βｙＬｍ) ・exp[ｊ｛ωｔ−βｙ( Ｌｎ＋Ｌｍ) ｝] ・・（６） 従って、Ｅx の位相：Θｘ＝−βｘ( Ｌｎ＋Ｌｍ) ・・・・・・・・・・（７） Ｅｙの位相：Θｙ＝−βｙ( Ｌｎ＋Ｌｍ) ・・・・・・・・・・（８） Ｅx とＥy の位相差：Θｘ−Θｙ＝（βｙ−βｘ）( Ｌｎ＋Ｌｍ) ・・（９） となる。
【０００９】図５（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の水平偏波
及び垂直偏波共用一次放射器の位相器の構成図であり、
ＴＥ１１モードの電磁波は、（Ａ）図に示すように、電
磁波の伝播方向をＺ軸とすれば、伝播方向に垂直なＸ−
Ｙ平面に電界を有し、（Ｂ）図に示すように、Ｙ軸方向
に電界を有する偏波成分と、（Ｃ）図に示すように、Ｘ
軸方向に電界を有する偏波成分との２つのモードで、円
形導波管２内を伝播する。図４を図５に示す、本発明の
位相器に当てはめると、図５に示す位相器では、誘電体
板３の端面の長手方向をＸ軸と平行となる向きにしてい
るため、Ｅx 及びＥy の管内波長を各々λｘ、λｙとす
れば、 βx ＝２π／λｘ、βｙ＝２π／λｙ、βx ＞βｙ となり、式（５）及び（６）から、Ｅｘの方がＥｙよ
り、電磁波が伝播する位相速度が遅くなる。Ｚ＝Ｌの位
置におけるＥx 及びＥy の位相は、（７）及び（８）式
から、 Ｅx の位相Θｘ＝−βｘＬ・・・（１０） Ｅｙの位相Θｙ＝−βｙＬ・・・（１１） 水平を垂直偏波に変換する変換器、または垂直を水平偏
波に変換する変換器では、Ｅx の位相とＥｙの位相との
位相差を１８０度とすれば良く、（１０）及び（１１）
式から、 ｜Θｘ−Θｙ｜＝（βｘ−βｙ）Ｌ＝π・・・（１２）
及び垂直偏波共用一次放射器の位相器の構成図であり、
ＴＥ１１モードの電磁波は、（Ａ）図に示すように、電
磁波の伝播方向をＺ軸とすれば、伝播方向に垂直なＸ−
Ｙ平面に電界を有し、（Ｂ）図に示すように、Ｙ軸方向
に電界を有する偏波成分と、（Ｃ）図に示すように、Ｘ
軸方向に電界を有する偏波成分との２つのモードで、円
形導波管２内を伝播する。図４を図５に示す、本発明の
位相器に当てはめると、図５に示す位相器では、誘電体
板３の端面の長手方向をＸ軸と平行となる向きにしてい
るため、Ｅx 及びＥy の管内波長を各々λｘ、λｙとす
れば、 βx ＝２π／λｘ、βｙ＝２π／λｙ、βx ＞βｙ となり、式（５）及び（６）から、Ｅｘの方がＥｙよ
り、電磁波が伝播する位相速度が遅くなる。Ｚ＝Ｌの位
置におけるＥx 及びＥy の位相は、（７）及び（８）式
から、 Ｅx の位相Θｘ＝−βｘＬ・・・（１０） Ｅｙの位相Θｙ＝−βｙＬ・・・（１１） 水平を垂直偏波に変換する変換器、または垂直を水平偏
波に変換する変換器では、Ｅx の位相とＥｙの位相との
位相差を１８０度とすれば良く、（１０）及び（１１）
式から、 ｜Θｘ−Θｙ｜＝（βｘ−βｙ）Ｌ＝π・・・（１２）
【００１０】位相器の長さＬに対し、位相器の両端より
各々Ｌｎ及びＬｍの位置になるように、方形導波管４を
接合しており、 Ｌ＝Ｌｎ＋Ｌｍ・・・（１３） 従って、（１２）及び（１３）式から、 （βｘ−βｙ）（Ｌｎ＋Ｌｍ）＝π・・・（１４） 実際には、誘電体板３のエッジ部分で電磁界の分布が不
連続となり、Ｌｎ＋Ｌｍの値は理論式（１４）より若干
ずれるが、値を補正して設定し、誘電体板３の長手方向
の長さを、ＴＥ１１モードの電磁波の直交する２つの偏
波成分間の位相差を１８０度とすることができる長さと
し、誘電体板３を回転させることにより、位相器に面し
て設けた方形導波管４から水平偏波と垂直偏波を切り替
えて出力することができる。従って、円形導波管２の長
さを短くし、小型の水平偏波及び垂直偏波共用一次放射
器とすることができる。
各々Ｌｎ及びＬｍの位置になるように、方形導波管４を
接合しており、 Ｌ＝Ｌｎ＋Ｌｍ・・・（１３） 従って、（１２）及び（１３）式から、 （βｘ−βｙ）（Ｌｎ＋Ｌｍ）＝π・・・（１４） 実際には、誘電体板３のエッジ部分で電磁界の分布が不
連続となり、Ｌｎ＋Ｌｍの値は理論式（１４）より若干
ずれるが、値を補正して設定し、誘電体板３の長手方向
の長さを、ＴＥ１１モードの電磁波の直交する２つの偏
波成分間の位相差を１８０度とすることができる長さと
し、誘電体板３を回転させることにより、位相器に面し
て設けた方形導波管４から水平偏波と垂直偏波を切り替
えて出力することができる。従って、円形導波管２の長
さを短くし、小型の水平偏波及び垂直偏波共用一次放射
器とすることができる。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す、水平偏波
及び垂直偏波共用一次放射器の一部切欠き斜視図であ
り、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５
とし、円形導波管２の内部に円形導波管２の管軸を中心
として回転可能とした略長方形の形状の誘電体板３を設
け、誘電体板３に面した円形導波管２の側面に方形導波
管４を接合しており、誘電体板３は回転可能な範囲で、
前記終端面５に対して近接して設けるようにして、円形
導波管２の長さが短くなるようにしている。誘電体板３
は１８０度位相器として使用しており、同誘電体板３の
円形導波管２の管軸方向に向かう長辺方向の長さを、円
形導波管２内を伝播するＴＥ１１モードの電磁波の直交
する２つの偏波成分間の位相差を１８０度とすることが
できる長さとしている。
及び垂直偏波共用一次放射器の一部切欠き斜視図であ
り、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５
とし、円形導波管２の内部に円形導波管２の管軸を中心
として回転可能とした略長方形の形状の誘電体板３を設
け、誘電体板３に面した円形導波管２の側面に方形導波
管４を接合しており、誘電体板３は回転可能な範囲で、
前記終端面５に対して近接して設けるようにして、円形
導波管２の長さが短くなるようにしている。誘電体板３
は１８０度位相器として使用しており、同誘電体板３の
円形導波管２の管軸方向に向かう長辺方向の長さを、円
形導波管２内を伝播するＴＥ１１モードの電磁波の直交
する２つの偏波成分間の位相差を１８０度とすることが
できる長さとしている。
【００１２】６は駆動部であり、例えばモータ等を使用
して、同モータの回転と連動して回転する回転軸７を設
けて誘電体板３の短辺方向の中心に取り付け、誘電体板
３を回転させることができるようにしている。駆動部６
を使用する代わりに、手動で誘電体板３を回転させるよ
うにしても良い。また、誘電体板３の短辺方向の形状を
略Ｖ字型としているが、位相器としての整合がとれるよ
うであれば他の形状としても良い。図１において、１
０、１１及び１２は切欠き線を示す。図２は、図１の正
面図であり、開口部１の正面から見た方形導波管４の管
軸の延長線は、円形導波管２の管軸を通るような向きに
して円形導波管２の側面に方形導波管４を接合してい
る。図２においては、誘電体板３の端面の長手方向をＸ
軸と平行となる向きにしているが、誘電体板３の両端は
円形導波管２の内部表面にあたらないような長さで、Ｔ
Ｅ１１モードの電磁波の直交する２つの偏波成分間の位
相差を効率良く変えることができる長さとし、円形導波
管２の管軸を中心として回転できるようにしている。
して、同モータの回転と連動して回転する回転軸７を設
けて誘電体板３の短辺方向の中心に取り付け、誘電体板
３を回転させることができるようにしている。駆動部６
を使用する代わりに、手動で誘電体板３を回転させるよ
うにしても良い。また、誘電体板３の短辺方向の形状を
略Ｖ字型としているが、位相器としての整合がとれるよ
うであれば他の形状としても良い。図１において、１
０、１１及び１２は切欠き線を示す。図２は、図１の正
面図であり、開口部１の正面から見た方形導波管４の管
軸の延長線は、円形導波管２の管軸を通るような向きに
して円形導波管２の側面に方形導波管４を接合してい
る。図２においては、誘電体板３の端面の長手方向をＸ
軸と平行となる向きにしているが、誘電体板３の両端は
円形導波管２の内部表面にあたらないような長さで、Ｔ
Ｅ１１モードの電磁波の直交する２つの偏波成分間の位
相差を効率良く変えることができる長さとし、円形導波
管２の管軸を中心として回転できるようにしている。
【００１３】図６（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の水平偏波
及び垂直偏波共用一次放射器の位相器の作用の説明図で
あり、図６（Ａ）は図２から誘電体板３を回転させて、
誘電体板３の端面の長手方向が、Ｘ軸とＹ軸を２分する
向きに平行となる状態にしている。通信衛星からの水平
偏波の電界Ｅｈが（Ｂ）図に示すように、Ｘ軸とＹ軸を
２分する向きに円形導波管２に導入され、垂直偏波の電
界Ｅｖが（Ｃ）図に示すように、−Ｘ軸とＹ軸を２分す
る向きに円形導波管２に導入されたとする。電界Ｅｈ及
び電界ＥｖのＸ軸方向成分（Ehx 及びEvx)、並びにＹ軸
方向成分(Ehy 及びEvy)共、誘電体板３と平行な伝播状
態とならないため、位相変化を受けずに伝播し、方形導
波管４の円形導波管２の管軸方向に向かう中心線が、−
Ｘ軸とＹ軸を２分する向きにして円形導波管２の側面に
方形導波管４を接合しているため、方形導波管４からは
水平偏波の信号を出力することができる。
及び垂直偏波共用一次放射器の位相器の作用の説明図で
あり、図６（Ａ）は図２から誘電体板３を回転させて、
誘電体板３の端面の長手方向が、Ｘ軸とＹ軸を２分する
向きに平行となる状態にしている。通信衛星からの水平
偏波の電界Ｅｈが（Ｂ）図に示すように、Ｘ軸とＹ軸を
２分する向きに円形導波管２に導入され、垂直偏波の電
界Ｅｖが（Ｃ）図に示すように、−Ｘ軸とＹ軸を２分す
る向きに円形導波管２に導入されたとする。電界Ｅｈ及
び電界ＥｖのＸ軸方向成分（Ehx 及びEvx)、並びにＹ軸
方向成分(Ehy 及びEvy)共、誘電体板３と平行な伝播状
態とならないため、位相変化を受けずに伝播し、方形導
波管４の円形導波管２の管軸方向に向かう中心線が、−
Ｘ軸とＹ軸を２分する向きにして円形導波管２の側面に
方形導波管４を接合しているため、方形導波管４からは
水平偏波の信号を出力することができる。
【００１４】図７（Ａ）〜（Ｄ）図は、本発明の水平偏
波及び垂直偏波共用一次放射器の位相器の作用の説明図
であり、（Ａ）及び（Ｂ）図では、誘電体板３を回転さ
せて、誘電体板３の端面の長手方向が、Ｘ軸に平行とな
る状態にしている。前記水平偏波の電界Ｅｈ、及び垂直
偏波の電界ＥｖのＹ軸方向成分(Ehy及びEvy)は、（Ａ）
図に示す電界分布で円形導波管２内を伝播し、Ｘ軸方向
成分（Ehx及びEvx)は、（Ｂ）図に示す電界分布で円形
導波管２内を伝播する。誘電体板３の円形導波管２の管
軸方向に向かう長手方向の長さを、円形導波管２内を伝
播するＴＥ１１モードの電磁波の直交する２つの偏波成
分間の位相差を１８０度とすることができる長さとして
いるため、Ｘ軸方向成分（Ehx 及びEvx)は、Ｙ軸方向成
分(Ehy及びEvy)に対して１８０度位相を遅らすことがで
き、（Ｃ）図に示すように、Ｙ軸方向成分Ehy と、１８
０度位相がずれたＸ軸方向成分−Ehx とを合成すると、
−Ｘ軸とＹ軸を２分する向きの水平偏波の電界Ｅｈとす
ることができ、（Ｄ）図に示すように、Ｙ軸方向成分Ev
y と、１８０度位相がずれたＸ軸方向成分−Evx とを合
成すると、Ｘ軸とＹ軸を２分する向きの垂直偏波の電界
Ｅｖとすることができる。
波及び垂直偏波共用一次放射器の位相器の作用の説明図
であり、（Ａ）及び（Ｂ）図では、誘電体板３を回転さ
せて、誘電体板３の端面の長手方向が、Ｘ軸に平行とな
る状態にしている。前記水平偏波の電界Ｅｈ、及び垂直
偏波の電界ＥｖのＹ軸方向成分(Ehy及びEvy)は、（Ａ）
図に示す電界分布で円形導波管２内を伝播し、Ｘ軸方向
成分（Ehx及びEvx)は、（Ｂ）図に示す電界分布で円形
導波管２内を伝播する。誘電体板３の円形導波管２の管
軸方向に向かう長手方向の長さを、円形導波管２内を伝
播するＴＥ１１モードの電磁波の直交する２つの偏波成
分間の位相差を１８０度とすることができる長さとして
いるため、Ｘ軸方向成分（Ehx 及びEvx)は、Ｙ軸方向成
分(Ehy及びEvy)に対して１８０度位相を遅らすことがで
き、（Ｃ）図に示すように、Ｙ軸方向成分Ehy と、１８
０度位相がずれたＸ軸方向成分−Ehx とを合成すると、
−Ｘ軸とＹ軸を２分する向きの水平偏波の電界Ｅｈとす
ることができ、（Ｄ）図に示すように、Ｙ軸方向成分Ev
y と、１８０度位相がずれたＸ軸方向成分−Evx とを合
成すると、Ｘ軸とＹ軸を２分する向きの垂直偏波の電界
Ｅｖとすることができる。
【００１５】従って、方形導波管４の円形導波管２の管
軸方向に向かう中心線が、−Ｘ軸とＹ軸を２分する向き
にして円形導波管２の側面に方形導波管４を接合してい
るため、方形導波管４から垂直偏波の信号を出力するこ
とができる。方形導波管４からの出力をＣＳコンバータ
に入力し、誘電体板３の向きを図６（Ａ）の状態にする
ことにより、水平偏波を受けることが可能となり、誘電
体板３の向きを図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、水
平状態にすることにより、垂直偏波を受けることが可能
となる。図７（Ａ）及び（Ｂ）において、誘電体板３の
向きを垂直状態にしても同様に、方形導波管４から垂直
偏波の信号を出力することができる。また、図６
（Ａ）、並びに図７（Ａ）及び（Ｂ）において、方形導
波管４の円形導波管２の管軸方向に向かう中心線が、Ｘ
軸とＹ軸を２分する向きとなる配置とすれば、誘電体板
３の向きを図６（Ａ）の状態にすることにより、垂直偏
波を受けることが可能となり、誘電体板３の向きを図７
（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、水平状態にすることに
より、水平偏波を受けることが可能となる。
軸方向に向かう中心線が、−Ｘ軸とＹ軸を２分する向き
にして円形導波管２の側面に方形導波管４を接合してい
るため、方形導波管４から垂直偏波の信号を出力するこ
とができる。方形導波管４からの出力をＣＳコンバータ
に入力し、誘電体板３の向きを図６（Ａ）の状態にする
ことにより、水平偏波を受けることが可能となり、誘電
体板３の向きを図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、水
平状態にすることにより、垂直偏波を受けることが可能
となる。図７（Ａ）及び（Ｂ）において、誘電体板３の
向きを垂直状態にしても同様に、方形導波管４から垂直
偏波の信号を出力することができる。また、図６
（Ａ）、並びに図７（Ａ）及び（Ｂ）において、方形導
波管４の円形導波管２の管軸方向に向かう中心線が、Ｘ
軸とＹ軸を２分する向きとなる配置とすれば、誘電体板
３の向きを図６（Ａ）の状態にすることにより、垂直偏
波を受けることが可能となり、誘電体板３の向きを図７
（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、水平状態にすることに
より、水平偏波を受けることが可能となる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水平偏波を受信時と、垂直偏波を受信時とで、誘電体板
３の向きを変えることにより各々の電磁波を受信するこ
とが可能となり、誘電体板に面した円形導波管の側面に
信号出力用の方形導波管を接合して、出力を取り出せる
ようにしているため、円形導波管の長さを短くして、小
型で経済的な水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器を提
供することができる。
水平偏波を受信時と、垂直偏波を受信時とで、誘電体板
３の向きを変えることにより各々の電磁波を受信するこ
とが可能となり、誘電体板に面した円形導波管の側面に
信号出力用の方形導波管を接合して、出力を取り出せる
ようにしているため、円形導波管の長さを短くして、小
型で経済的な水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器を提
供することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す、水平偏波及び垂直偏
波共用一次放射器の一部切欠き斜視図である。
波共用一次放射器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】本発明の水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器
の基本構成図である。
の基本構成図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）図は、本発明の水平偏波及び垂
直偏波共用一次放射器の原理説明図である。
直偏波共用一次放射器の原理説明図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）図は、本発明の水平偏波及び垂
直偏波共用一次放射器の位相器の構成図である。
直偏波共用一次放射器の位相器の構成図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）図は、本発明の水平偏波及び垂
直偏波共用一次放射器の位相器の作用の説明図である。
直偏波共用一次放射器の位相器の作用の説明図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）図は、本発明の水平偏波及び垂
直偏波共用一次放射器の位相器の作用の説明図である。
直偏波共用一次放射器の位相器の作用の説明図である。
【図８】従来例を示す、水平偏波及び垂直偏波共用一次
放射器の一部切欠き斜視図である。
放射器の一部切欠き斜視図である。
１ 開口部 ２ 円形導波管 ３ 誘電体板 ４ 方形導波管 ４ｂ 方形導波管 ５ 終端面 ６ 駆動部 ７ 回転軸 １０ 切欠き線 １１ 切欠き線 １２ 切欠き線 １３ 切欠き線 １４ 切欠き線
Claims (2)
- 【請求項１】 一端を電磁波が導入し得る開口部とし、
他端に終端面を設けた円形導波管において、同円形導波
管の内部に円形導波管の管軸を中心として回転可能とし
た誘電体板を設け、同誘電体板に面した前記円形導波管
の側面に方形導波管を接合し、前記誘電体板の円形導波
管の管軸方向に沿った長さを、ＴＥ１１モードの電磁波
の直交する２つの偏波成分間の位相差を１８０度とする
ことができる長さとしたことを特徴とする水平偏波及び
垂直偏波共用一次放射器。 - 【請求項２】 前記誘電体板を回転可能な範囲で、前記
終端面に対して近接して設けたことを特徴とする請求項
１記載の水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24318791A JPH0583005A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24318791A JPH0583005A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0583005A true JPH0583005A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17100122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24318791A Pending JPH0583005A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 水平偏波及び垂直偏波共用一次放射器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0583005A (ja) |
-
1991
- 1991-09-24 JP JP24318791A patent/JPH0583005A/ja active Pending
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