JPH0722242B2

JPH0722242B2 - 同軸導波管変換器

Info

Publication number: JPH0722242B2
Application number: JP60293259A
Authority: JP
Inventors: 一郎穂積
Original assignee: SPC Electronics Corp
Current assignee: SPC Electronics Corp
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPS62154901A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、マイクロ波帯の水平，垂直の両直線偏波や一
直線偏波の伝送系でクローズループ形のループアンテナ
を用いて同軸−導波管の変換を行う同軸導波管変換器に
関するものである。

［従来技術］従来のこの種のクローズループ形のループアンテナを用
いた同軸導波管変換器は、第９図及び第10図に示すよう
に、円形の主導波管１を備え、該主導波管１の端板２に
は偏心して孔３が設けられ、該孔３には同軸状にループ
アンテナ４の基部4Aが誘電体５を介して支持されてい
る。ループアンテナ４のループ部4Bは、主導波管１内で
その管軸に平行な複数の管軸平行部分4B1,4B5,4B9と、
その管軸に直交する管軸直交部分4B3,4B7と、隣り合う
これら両部分を直交する向きで連結している複数の屈曲
部4B2,4B4,4B6,4B8とを備えて端板２に直交する一平面
内で折曲形のループ状をなし、該ループ部4Bの先端4B10
は端板２の孔５に挿入されて短絡接続されてた構造にな
っている。ループアンテナ４の基部4Aとループ部4Bは、
該基部4Aに該ループ部4Bの管軸平行部分4B1が連設され
た構造になっている。主導波管１の端板２の外には、ル
ープアンテナ４の基部4Aを中心導体とする同軸コネクタ
６が設けられている。

このようなクローズループ形のループアンテナ４を用い
た同軸導波管変換器においては、主導波管１の図示しな
い入力端から入射したTE₁₁モードの直線偏波はその主電
界がループアンテナ４の管軸直交部分4B7と平行のとき
受信状態となり、磁界がループ部4Bの内空間と交差する
ように結合し、受信された信号が同軸モードに変換され
て同軸コネクタ６から出力される。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、このようなクローズループ形のループア
ンテナ４を用いた同軸導波管変換器は、ループアンテナ
４のインピーダンスについては、ループ部4Bの先端4B10
が端板２に短絡接続されているので、結合電磁界に対し
て管軸平行部分4B9の先端4B10が零インピーダンスであ
り、この先端4B10から屈曲部4B6までの長さ特に管軸直
交部分4B7の長さは受信周波数帯が広帯域の場合ループ
部4Bの内空間面積を大きくする必要があるので必ずしも
整合に適切な寸法とはならず、従って屈曲部4B6から先
端4B10をみたインピーダンスは屈曲部4B6から同軸コネ
クタ６側をみたインピーダンスに比べて一般に低くな
り、その結果、同軸コネクタ６側の同軸部分７からみた
インピーダンスと整合が困難となる問題点があった。

本発明の目的は、クローズループ形のループアンテナを
用いても、同軸部分とループ部との間のインピーダンス
整合を容易にとることができる同軸導波管変換器を提供
することにある。

本発明の他の目的は、クローズループ形のループアンテ
ナを用いても、同軸部分とループ部との間のインピーダ
ンス整合を容易にとることができ、最良の状態で受信を
行うことができる同軸導波管変換器を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］上記の目的を達成するための本願の第１及び第２の発明
の構成を、実施例に対応する第１図乃至第８図を参照し
て説明する。

本願の第１の発明は、主導波管１の端板２からループア
ンテナ４の少なくとも１つの管軸平行部分4B5と平行す
る向きで且つ該主導波管１の管壁の支持させることなく
整合線路素子８を突設し、該整合線路素子８とこれに対
向する管軸平行部分4B5とで少なくとも整合用ストリッ
プ線路９を形成したものである。

本願第２の発明は、主導波管１の端板２からループアン
テナ４の少なくとも１つの管軸平行部分4B5と平行する
向きで且つ該主導波管１の管壁に支持させることなく整
合線路素子８を突設し、該整合線路素子８とこれに対応
する管軸平行部分4B5とで少なくとも整合用ストリップ
線路９を形成し、且つ前記ループアンテナ４及び整合線
路素子８を支持した前記端板２を前記主導波管１に対し
てその軸心のまわりに回転自在としたものである。

［作用］第１の発明のように、ループアンテナ４の管軸平行部分
4B5に対向させる整合線路素子８を主導波管１の管壁に
支持させることなく端板２から突設して、該ループアン
テナ４の管軸平行部分4B5との間に整合用ストリップ線
路９を設けると、該整合用ストリップ線路９はその両側
の部分のインピーダンスの中間の特性インピーダンスに
でき、同軸部分７とループ部4Bとのインピーダンス整合
をとることができる。

特に、主導波管１の管壁に支持させることなく整合線路
素子８を端板２から突設すると、該整合線路素子８が主
導波管１の管壁に支持されているものと違って、該端板
２を貫通するループアンテナ４の基部4Aの位置が端板２
のいずれの位置であっても、該ループアンテナ４の管軸
平行部分4B5に添わせる整合線路素子８を最小限の大き
さで容易に設置することができる。

また、主導波管１の管壁に支持させることなく整合線路
素子８を端板２から突設すると、必要最小限の大きさで
該整合線路素子８を端板２の適宜な位置に設置でき、こ
のため主導波管１の特性インピーダンスに殆ど影響を与
えることなく、或いは与えても僅少の影響でループアン
テナ４の管軸平行部分4B5に添わせて、同軸部分７とル
ープ部4Bとのインピーダンス整合をとることができる。

また、第２の発明のように端板２を主導波管１に対して
回転自在とすると、該端板２をループアンテナ４と共に
主導波管１の管軸のまわりに回転することにより、該ル
ープアンテナ４の管軸直交部分4B7の向きを可変でき、
該管軸直交部分4B7を直線偏波の主電界の向きに合致す
るように調整して最良の状態で受信できるようにするこ
とができ、また、該端板２を90゜回転することにより他
の直線偏波の受信もできるようになる作用を、前述した
第１の発明の作用のほかに得ることができる。

更に、端板２がループアンテナ４と共に回転するので、
ループアンテナ４の先端4B10が端板２に短絡接続された
クローズループ形のループアンテナ４を支障なく回転す
ることができる。

かつまた、主導波管１の管壁に支持させることなくこの
端板２に整合線路素子８が支持されているため、端板２
を回転してもループアンテナ４の管軸平行部分4B5に整
合線路素子８を添わせた状態を保持させることができ、
端板２を回転しても支障がない。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。なお、前述した第９図及び第10図と対応する部分に
は同一符号を付して示している。

第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示したもので
ある。本実施例の同軸導波管変換器は、円形の主導波管
１の端板２から該主導波管１内に片持ち支持で整合線路
素子８がループアンテナ４の管軸平行部分4B5に平行す
る向きで接近させ且つ主導波管１の管壁に支持させるこ
となく突設されている。この整合線路素子８とこれに対
向する管軸平行部分4B5とで整合用ストリップ線路９を
構成している。その他は、前述した第９図及び第10図と
同様の構成になっている。

このように整合用ストリップ線路９を設けると、この部
分は導波管モードから直接影響を受けにくくなる。ま
た、ループアンテナ４の管軸平行部分4B5の特性インピ
ーダンスは、整合用ストリップ線路９の存在により、該
整合用ストリップ線路９がないときよりも低くなり、同
軸部分７のインピーダンスと屈曲部4B6のインピーダン
スとの中間の特性インピーダンスにすることができるの
で、Ｑ変換器のような働きをし、広帯域のインピーダン
ス整合線路となる。従って、同軸部分７とループ部4Bと
のインピーダンス整合をとることができる。

特に、本実施例のように主導波管１の管壁に支持させる
ことなく整合線路素子８を端板２から突設すると、該整
合線路素子８が主導波管１の管壁に支持されているもの
と違って、該端板２を貫通するループアンテナ４の基部
4Aの位置が該端板２のいずれの位置であっても、該ルー
プアンテナ４の管軸平行部分4B5に添わせるように整合
線路素子８を最小限の大きさで容易に設置することがで
きる。

特に、例えば第１図及び第２図の実施例のような構造に
すると、整合線路素子８の板厚を薄く、幅を最小限の大
きさに、且つ板面を主電界10とほぼ直交の関係に配置で
き、また主電界11に対しては電界の弱いところに配置で
きるので、何れの主電界に対しても導波管１の特性イン
ピーダンスには殆ど影響を与えることがなく、或いは与
えても僅少である。

かかる同軸導波管変換器においては、主導波管１の図示
しない入力端から入射した垂直，水平の直線偏波のう
ち、ループアンテナ４の管軸直交部分4B7と主電界が平
行する直線偏波10は該管軸直交部分4B7で受信され、整
合用ストリップ線路９を通って同軸コネクタ６から出力
される。次に、ループアンテナ４の管軸直交部分4B7と
主電界が直交する直線偏波11は受信されずに、端板２で
電源側に反射される。

第３図及び第４図は本発明の第２実施例を示したもので
ある。この実施例では、主導波管１が正方形導波管であ
って、ループアンテナ４の管軸平行部分4B5が基部4Aに
一直線状に設けられ、管軸平行部分4B1と屈曲部4B2と管
軸直交部分4B3と屈曲部4B4が省略された例を示したもの
である。その他の構造は第１実施例と同様になってい
る。

第５図及び第６図は本発明の第３実施例を示したもので
ある。この実施例では、主導波管１が矩形導波管の場合
を示したものであって、その他の構造は第２実施例と同
様になっている。

第７図及び第８図は本発明の第４実施例を示したもので
ある。この実施例では、端板２としてチョーク形端板を
使用し、該端板２をその軸心のまわりで回転自在となる
ようにして円形の主導波管１内に配置し、該端板２の裏
面中央に取りつけた回転軸12を軸受板13の中心に回転自
在に支持させ、該軸受板13は主導波管１に支持させた例
を示したものである。ループアンテナ４の構造は前述し
た第2,第３実施例と同様の構造としている。

このような同軸導波管変換器は、回転軸12を回すと、端
板２と共にループアンテナ４及び整合線路素子８が主導
波管１の管軸のまわりに回転され、ループアンテナ４の
管軸直交部分4B7の向きを変えることができる。従っ
て、ループアンテナ４の管軸直交部分4B7の向きを調整
することにより、該管軸直交部分4B7を直線偏波の主電
界の向き10又は11に合致するように調整することがで
き、最良の状態で受信を行うことができる。また、端板
２を90゜回転することにより他の直線偏波も受信できる
ようになる。更に、端板２をチョーク形端板とすると、
該端板２と主導波管１との間の隙間からの電磁波の漏れ
を防止できる。

なお、整合線路素子８は平板状、半円状又は一部が端板
２から突出した同軸管となっている半円状等で構成する
ことができる。

整合線路素子８を設ける位置は、図示のようにループ部
4Bの外側でループ部4Bのなす平面と同一平面上に存在す
るようにすることがが好ましいが、その位置に対して90
゜程度はずれて存在しても効果はある。

また、整合線路素子８と管軸平行部分4B5との間の電波
伝播部は、インピーダンス整合に都合が良ければ空隙で
あっても、或いは誘電体を介在させてもいずれでもよ
い。

更に、整合線路素子は管軸平行部分4B9の方にも、主導
波管１の管壁に支持させることなく端板２から突出させ
て同様に設けることができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明に係る同軸導波管変換器で
は、主導波管の管壁に支持させることなく整合線路素子
を端板から突設することにより、ループアンテナの管軸
平行部分との間に整合用ストリップ線路を設けたので、
該整合用ストリップ線路はその両側の部分のインピーダ
ンスの中間の特性インピーダンスにすることができ、こ
のため同軸部分とループ部とのインピーダンス整合をと
ることができ、広帯域のインピーダンス整合を得ること
ができる。

本発明のように主導波管の管壁に支持させることなく整
合線路素子を端板から突設すると、該整合線路素子が主
導波管の管壁に支持されているものと違って、該端板を
貫通するループアンテナの基部の位置が該端板のいずれ
の位置であっても、該ループアンテナの管軸平行部分に
添わせるように整合線路素子を最小限の大きさで容易に
設置することができる。

また、主導波管の管壁の支持させることなく整合線路素
子を端板から突設すると、必要最小限の大きさで該整合
線路素子を端板の適宜な位置に設置でき、このため主導
波管の特性インピーダンスに殆ど影響を与えることな
く、或いは与えても僅少の影響でループアンテナの管軸
平行部分に添わせて、同軸部分とループ部とのインピー
ダンス整合をとることができる。

また、第２の発明では、ループアンテナ及び整合線路素
子を支持した端板を主導波管に対して回転自在に支持し
たので、該端板を回転することによりループアンテナの
管軸直交部分の向きを可変できて、該管軸直交部分を直
線偏波の主電界の向きに合致するように調整して最良の
状態で受信できるようにすることができる。また、この
端板を90゜回転することにより他の直線偏波の受信も行
うことができる。

更に、端板がループアンテナと共に回転するので、ルー
プアンテナの先端が端板に短絡接続されたクローズルー
プ形のループアンテナを支障なく回転することができ
る。

かつまた、主導波管の管壁に支持させることなく端板に
整合線路素子が支持されているため、端板を回転しても
ループアンテナの管軸平行部分に整合線路素子を添わせ
た状態を保持させることができ、端板を回転しても支障
がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る同軸導波管変換器の第１実施例の
縦断面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図は
本発明の第２実施例の縦断面図、第４図は第３図のIV−
IV線断面図、第５図は本発明の第３実施例の縦断面図、
第６図は第５図のVI−VI線断面図、第７図は本発明の第
４実施例の縦断面図、第８図は第７図のVIII−VIII線断
面図、第９図は従来の同軸導波管変換器の縦断面図、第
10図は第９図のＸ−Ｘ線断面図である。１……主導波管、２……端板、３……孔、４……ループ
アンテナ、4A……基部、4B……ループ部、4B1,4B5,4B9
……管軸平行部分、4B3,4B7……管軸直交部分、７……
同軸部、８……整合線路素子、９……整合用ストリップ
線路、12……回転軸。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主導波管の端板に孔があけられ、該孔には
同軸状にループアンテナの基部が貫通され、該ループア
ンテナのループ部は前記主導波管内でその管軸に平行な
複数の管軸平行部分とその管軸に直交する少なくとも１
つの管軸直交部分と隣り合うこれら両部分を直交する向
きで連結している複数の屈曲部とを備えて前記端板に直
交する一平面内で折曲形のループ状をなし、その先端は
前記端板に短絡接続されてクローズループ形になってい
る同軸導波管変換器において、前記端板からは前記ループアンテナの少なくとも１つの
管軸平行部分に平行する向きで且つ前記主導波管の管壁
に支持させることなく整合線路素子が突設され、前記整合線路素子とこれに対向する前記管軸平行部分と
で少なくとも整合用ストリップ線路が形成されているこ
とを特徴とする同軸導波管変換器。
【請求項２】主導波管の端板に孔があけられ、該孔には
同軸状にループアンテナの基部が貫通され、該ループア
ンテナのループ部は前記主導波管内でその管軸に平行な
複数の管軸平行部分とその管軸に直交する少なくとも１
つの管軸直交部分と隣り合うこれら両部分を直交する向
きで連結している複数の屈曲部とを備えて前記端板に直
交する一平面内で折曲形のループ状をなし、その先端は
前記端板に短絡接続されてクローズループ形になってい
る同軸導波管変換器において、前記端板からは前記ループアンテナの少なくとも１つの
管軸平行部分に平行する向きで且つ前記主導波管の管壁
に支持させることなく整合線路素子が突設され、前記整合線路素子とこれに対向する前記管軸平行部分と
で少なくとも整合用ストリップ線路が形成され、且つ前記ループアンテナ及び前記整合線路素子を支持し
た前記端板は前記主導波管に対しその軸心のまわりに回
転自在になっていることを特徴とする同軸導波管変換
器。