JPH07131232A - 一次放射器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 パラボラ反射鏡で反射されて収束してきた円
偏波の電波を受け、それを直線偏波に変換し、更に同軸
モードの信号にする為に用いられる一次放射器におい
て、電気的には良性能を保持したままで外形形状を小型
化する。 【構成】 電磁ホーン１１に電波を受け入れ、その電波
を整合用導波管１７を通して同軸導波管変換器２２に送
り、そこで同軸モードの信号にする。円偏波を直線偏波
にするための位相差板３０はその多くの部分を電磁ホー
ン１１内に位置させ、小さい残部を整合用導波管１７内
に位置させてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパラボラアンテナにおい
て、パラボラ反射鏡で反射され収束されてきた円偏波の
電波を受け入れ、それを直線偏波に変換し、更に同軸モ
ードの信号にする為に用いられる一次放射器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一次放射器は例えば図５に示され
るように構成されている。即ち、パラボラ反射鏡により
反射され収束してきた円偏波の電波を受け入れる為に、
パラボラ反射鏡の開口角に対応する開口径と、受け入れ
る電波の波長の１／４の長さを有している電磁ホーン11
fと、上記電磁ホーン11fと同軸導波管変換器22fとのイ
ンピーダンス整合を行う為の整合用導波管17fと、導波
管モードの電波を同軸モードの信号に変換する為の同軸
導波管変換器22fとを順に連設し、上記整合用導波管17f
内には、円偏波の電波を直線偏波の電波に変換する為の
位相差板30fを備えさせている。

【０００３】このような一次放射器では、電磁ホーン11
fが、上記のような大きさを持っているので、パラボラ
反射鏡により反射され収束されてきた円偏波の電波をス
ムーズに受け入れることが出来、受け入れた電波は整合
用導波管17fを通すことにより整合性良く、しかも整合
用導波管17fを通す過程で位相差板30fにより直線偏波の
電波に変換して同軸導波管変換器22fに送ることが出
来、従って同軸導波管変換器22fでは効率よく同軸モー
ドの信号を得ることが出来る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記の一次放射
器では整合用導波管内に位相差板30fを備えさせている
為、整合用導波管17fの長さは、電磁ホーン11fと同軸導
波管変換器22fとのインピーダンス整合に必要な長さだ
けでなく、位相差板30fを収容するに足る長さL2fを必要
とする。このことは、一次放射器全体6fの長さを、上記
整合用導波管17fにおいて上記位相差板30fを収容するに
必要な長さの分だけ長くする問題点がある。一次放射器
6fがそのように長いと、パラボラアンテナにおいては該
一次放射器の支持構造を複雑化する（構造的に強度の高
いものを必要とする）問題点があった。又上記のように
一次放射器が大きいと、パラボラアンテナの使用中にお
ける風当たりが強くなって、強風時には該一次放射器を
支えるアームに揺れを生じ、しばしば一次放射器が反射
鏡の焦点からずれて受信画像が乱れる問題点があった。

【０００５】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、電気的には良性
能を保持したままで外形形状を小型化した一次放射器を
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明における一次放射器は、パラボラ反射鏡に
より反射され収束されてきた円偏波の電波を受け入れる
為に、パラボラ反射鏡の開口角に対応する開口径と、受
け入れる電波の波長の１／４の長さを有している電磁ホ
ーンと、上記電磁ホーンと同軸導波管変換器とのインピ
ーダンス整合を行う為の整合用導波管と、導波管モード
の電波を同軸モードの信号に変換する為の同軸導波管変
換器とを順に連設し、上記整合用導波管内には円偏波の
電波を直線偏波の電波に変換する為の位相差板を備えさ
せている一次放射器において、上記位相差板は、その長
さの２分の１未満の部分を上記整合用導波管内に残し
て、２分の１余で且つ上記電磁ホーンの長さの範囲内の
部分を上記電磁ホーン内に位置させたものである。

【０００７】

【作用】パラボラ反射鏡により反射され収束してきた円
偏波の電波は、電磁ホーンに受け入れられる。受け入れ
られた電波は整合用導波管を通ることにより整合良く同
軸導波管変換器に送られる。その過程において、上記受
け入れられた円偏波の電波は、位相差板によって円偏波
が直線偏波に変換される。同軸導波管変換器に至った直
線偏波の電波は該同軸導波管変換器において同軸モード
の信号に変換される。

【０００８】

【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。パラボラアンテナの使用状態を示す図１について説
明する。図１における１〜９は周知の構成を示すもの
で、１は支柱、２はパラボラアンテナ、３はパラボラア
ンテナ２を支柱１に仰角及び方位角の調整を自在に取付
ける為の取付具、４はパラボラアンテナ２におけるパラ
ボラ反射鏡、５は一次放射器６を反射鏡４の焦点位置に
支持すると共に、一次放射器６にコンバータ７が付随す
る場合それをも支持する為の支持アームである。８は一
次放射器６の開口部への雨水の浸入を防止するためにそ
の開口部を覆うキャップ例えば樹脂キャップの存在を示
し、９は一次放射器６及びコンバータ７の防水の為にそ
れらの外面を覆うカバー例えば樹脂製カバーの存在を示
す。

【０００９】上記一次放射器６は、上記反射鏡で反射さ
れてその焦点位置に向け収束してくる円偏波の電波を受
け入れてそれを同軸モードの信号にする為のもので、以
下その詳細を示す図２から図４について説明する。11は
上記円偏波の電波を受け入れる為の電磁ホーンで、上記
パラボラ反射鏡４の鏡面での励振分布を均一に受信する
為に、上記パラボラ反射鏡４の開口角αに対応する開口
径D1を有していると共に、自由空間と導波管（次に述べ
る整合用導波管）とのインピーダンス整合を良好に行う
為に、内部の受入空間13に受け入れる電波の波長（受入
空間13での波長λg'）の１／４の長さL1を有している。
上記開口径D1は、例えば放送衛星の１２ＧＨｚの電波の
受信を行う一次放射器の場合、２８．６ｍｍであり、長
さL1は９．４ｍｍである。該電磁ホーン11の内周面12は
上記インピーダンス整合を良好に行う為に滑らかなテー
パ面となっている。14は電磁ホーン11の開口端を示し、
後述の位相差板による円−直線偏波変換を効率よく行い
得るようにする為に、その中心位置に上記パラボラ反射
鏡４の焦点Ｆが来るようにしてある。15はパラボラアン
テナの指向性を改善する為のコルゲートチョークを示
す。該コルゲートチョーク15は２本以上であっても良
い。

【００１０】次に17は上記電磁ホーン11と後述する同軸
導波管変換器22とのインピーダンス整合を行う為の整合
用導波管で、電磁ホーン11から入来する電波を円滑に次
段に導く為にその電波の周波数に対応した内径D2と、上
記インピーダンス整合を良好に行う為に、上記波長λg'
と該整合用導波管17内部の整合用空間19での波長λｇと
の平均値の１／４の長さL2とを有している。上記内径D2
は例えば前記電波の受信用の場合１７．４７５ｍｍであ
り、長さL2は１０．４ｍｍである。20，20は内周面18の
一部に位相差板の装着の為に設けた装着溝を示す。次に
22は導波管モードの電波を同軸モードの信号に変換する
為の同軸導波管変換器を示す。23は該変換器22における
導波管で、上記変換の為に、後端が短絡面24で閉ざされ
ていると共に、上記内径D2と同じ寸法の内径D3と、内部
の変換用空間25での電波の波長λｇの１／２の長さL3と
を有している。上記内径D3は内径D2よりもやや小さくて
導波管23にテーパがついていても良い。長さL3は例えば
前記電波の受信用の場合２２．９ｍｍである。26は同軸
モードの信号を取り出すためのプローブで、上記短絡面
24迄の距離L4が上記波長λｇの１／４となる位置に設け
てある。該プローブ26における導波管23外の端は信号伝
達の為に前記コンバータ７における入力端に接続してい
る。該プローブ26は信号を円滑に伝達するために導電性
の良い金属材料例えば真鍮で形成すると良い。27はプロ
ーブ26を保持する為の部材で、プローブ26を導波管23に
対して絶縁状態で保持する為に絶縁材料製である。又こ
の部材27はプローブ26と共に同軸線路として動作する為
に、該一次放射器で取り扱う周波数において損失の少な
い材質のもの例えばフッ素樹脂製のものを用いると良
い。上記電磁ホーン11、整合用導波管17及び変換器22に
おける導波管23は、相互の位置関係を安定させる為に一
体に形成すると良い。又それらは、各々の内部の空間で
の電波の伝搬を良好ならしめる為に導電性の良好な材料
で形成すると良い。これらの材質及び形成方法の一例は
亜鉛ダイカストである。

【００１１】次に30は円偏波の電波を直線偏波の電波に
変換する為の位相差板を示す。31は該位相差板30におい
て上記電磁ホーン11と位相差板30とのインピーダンス整
合を行う為の第１整合部を示し、上記整合作用を行う為
にその長さＬ11は、位相差板30の比誘電率をεｒで表す
と、上記波長λg'の１／４に、１／√（εｒ）を乗じた
長さにしてある。例えば比誘電率εｒが１０の場合にお
いて、前記電波の受信用の場合３ｍｍである。32は円偏
波を直線偏波に変換する為の円直変換部を示し、上記円
−直線偏波変換の為にその長さＬ12は、上記波長λg'の
１／４に、１／｛√（εｒ）−１｝を乗じた長さにして
ある。例えば前記の比誘電率で且つ前記の電波の受信用
の場合４．３ｍｍである。33は位相差板30と整合用導波
管17とのインピーダンス整合を行う為の第２整合部を示
し、上記第１整合部31と円直変換部32とを合わせた部分
の長さよりも短く形成する為、上記波長λｇの１／４
に、１／√（εｒ）を乗じた長さに形成してある。例え
ば前記の比誘電率で且つ前記の電波の受信用の場合３．
６ｍｍである。上記のような位相差板30は、図３に明示
されるようにその長さの２分の１未満の部分を上記整合
用導波管17内に残して、２分の１余で且つ上記電磁ホー
ン11の長さの範囲内の部分を上記電磁ホーン11内に位置
させている。例えば本例では、第１整合部31と円直変換
部32とを合わせた部分の長さを電磁ホーン11の長さL1よ
りも短く形成してそれを電磁ホーン11内に位置させ、第
２整合部33を整合用導波管17内に位置させ、そこに固定
する為に、図示の如く両側端部を上記装着溝20に嵌合さ
せ、固定手段例えば接着剤で固定してある。円直変換部
32と第２整合部33との境界部を、本例よりも電磁ホーン
11内の側に寄せても或いは整合用導波管17内の側に寄せ
ても良い。第１整合部31及び第２整合部33はテーパー状
或いは切込を持った形状であっても良い。上記位相差板
30は電磁ホーン11及び整合用導波管17に対する上記のよ
うな関係での配置を可能にする為に、高誘電率材料例え
ば比誘電率εｒが６以上である材料で形成する。一例
は、ポリフェニレンオキサイド樹脂にセラミックを混合
した材料で形成され、その比誘電率は１０．４５であ
る。その他の材料としては、セラミック板や、セラミッ
ク或いはアルミナなどの粉を混入させた樹脂板を用いる
ことが出来る。位相差板30の厚みは、一次放射器の電気
的性能の一つである軸比を小さく例えば１ｄＢ以下とす
る為に薄く例えば１．５ｍｍ以下にすると良く、その為
にも上記のように比誘電率の大きい材料を用いると良
い。ポリフェニレンオキサイド樹脂にセラミックを混合
した材料製の場合、例えば０．７８ｍｍである。尚図２
に示される位相差板30とプローブ26のなす角度θは、変
換された直線偏波の電波をプローブ26に効率よく同軸モ
ードで取り出す為に例えば４５゜にしてある。

【００１２】上記構成のものにあっては、図１に符号41
で示されるように電波の送信源例えば放送衛星から到来
する円偏波の電波は、パラボラ反射鏡４で反射され、そ
の焦点Ｆに向け収束されてくる。収束されてきた電波は
電磁ホーン11の受入空間13に入り、そこを通って導波管
モードで整合用空間19に至る。上記円偏波の電波が受入
空間13から整合用空間19に至る過程においてその電波は
位相差板30によって直線偏波の電波に変換される。この
場合、第１整合部31の箇所を経て円直変換部32に至り更
に第２整合部33を経て整合用空間19に至るため、上記偏
波の変換は円滑であり、又インピーダンス整合も良好で
ある。直線偏波となった電波は整合用空間19から変換用
空間25へ至り、そこで周知の如く導波管モードから同軸
モードへの変換が行われ、同軸モードの信号がプローブ
26に取り出される。その信号は前記コンバータ７に至
り、そこで周波数変換されて出力端子7aから送出され
る。上記のように受信を行う場合、位相差板30の比誘電
率が高いのでその厚みを薄くすることが出来る。このこ
とにより上記円−直線偏波変換が効率よく行われる。こ
の為、軸比が改善され、逆方向の円偏波の電波例えば衛
星放送では韓国の衛星放送波からの妨害を受け難くする
ことが出来る。更に上記のように位相差板30を短く（Ｌ
11〜Ｌ13を加えた長さ）、薄くできると、導波管に占め
る誘電体（位相差板30）の割合が少なくなり、誘電体に
よる電波の通過損失を少なくできる。この為、パラボラ
アンテナに用いた場合、アンテナ効率、アンテナ雑音を
少なくすることが出来る。又位相差板30が薄いので位相
差板30による反射波が抑圧され、ＶＳＷＲが良好とな
る。

【００１３】

【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、パラ
ボラ反射鏡４により反射され収束されてきた円偏波の電
波が到来する場合、電磁ホーン11はパラボラ反射鏡４の
開口角αに対応する開口径D1と、受け入れる電波の波長
λg'の１／４の長さとを有している為、上記円偏波の電
波をスムーズに受け入れることが出来、受け入れた電波
は整合用導波管17を通すことにより整合性良く、しかも
第１整合部31と円直変換部32と第２整合部33とから成る
位相差板30により円滑に直線偏波の電波に変換して同軸
導波管変換器22に送ることが出来、従って同軸導波管変
換器22では効率よく同軸モードの信号を得ることが出来
る効果がある。

【００１４】しかも本願発明の一次放射器６にあって
は、上記位相差板30は、その長さの２分の１未満の部分
を上記整合用導波管17内に残して、２分の１余で且つ上
記電磁ホーン11の長さの範囲内の部分を上記電磁ホーン
11内に位置させた構成のものであるから、整合用導波管
17は電磁ホーン11と同軸導波管変換器22との整合作用に
要求されるだけの短寸にすることが出来、又電磁ホーン
11はその中に上記位相差板30の一部を位置させていて
も、それは上記のように短くしているから、それによっ
て電磁ホーン11を何等大きくする必要は無く、その結
果、一次放射器６を短寸化できて従来の問題点を解決出
来る有用性がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】パラボラアンテナの側面図。

【図２】一次放射器の正面図。

【図３】一次放射器の図２におけるIII−III線位置の断
面図。

【図４】一次放射器の図２におけるIV−IV線位置の断面
図。

【図５】従来の一次放射器の一部破断斜視図。

【符号の説明】

４ パラボラ反射鏡 ６ 一次放射器 11 電磁ホーン 17 整合用導波管 22 同軸導波管変換器 30 位相差板 31 第１整合部 32 円直変換部 33 第２整合部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パラボラ反射鏡により反射され収束され
   てきた円偏波の電波を受け入れる為に、パラボラ反射鏡
   の開口角に対応する開口径と、受け入れる電波の波長の
   １／４の長さを有している電磁ホーンと、上記電磁ホー
   ンと同軸導波管変換器とのインピーダンス整合を行う為
   の整合用導波管と、導波管モードの電波を同軸モードの
   信号に変換する為の同軸導波管変換器とを順に連設し、
   上記整合用導波管内には円偏波の電波を直線偏波の電波
   に変換する為の位相差板を備えさせている一次放射器に
   おいて、上記位相差板は、その長さの２分の１未満の部
   分を上記整合用導波管内に残して、２分の１余で且つ上
   記電磁ホーンの長さの範囲内の部分を上記電磁ホーン内
   に位置させたことを特徴とする一次放射器。