JPH0983207A - 同軸導波管変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 整合用反射リブと第１プローブとの干渉を最
小限に抑え、広帯域で良好な交差偏波特性を得る。 【解決手段】 円形導波管５内に設けられた第１プロー
ブ３と第１の所定の間隔を隔ててほぼ平行に設けられ、
第１の直線偏波１を反射する第１の短絡部１１と、第１
プローブ３に対して第１の所定の間隔より大なる第２の
所定の間隔を隔てて円形導波管５と矩形導波管６との連
結部に設けられた整合用反射体７とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は同軸導波管変換器に
関し、特に互いに直交する第１と第２の直線偏波を受信
するための同軸導波管変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば特開平５−２６７９０３
号公報に示されているように、互いに直交する２種類の
独立した直線偏波（水平偏波、垂直偏波）を受信するた
めの屋外アンテナに搭載される衛星放送受信用屋外コン
バータが知られている。

【０００３】図８は従来の衛星放送受信用屋外コンバー
タに使用される同軸導波管変換器の斜視図であり、図９
は断面図である。円形導波管５と、円形導波管５と一体
的に連結され円形導波管５に対してほぼ直交する方向に
延びるように形成された矩形導波管６と、円形導波管５
の所定位置に円形導波管によって挟み込まれるように取
付けられたテフロンなどからなる基体１０と、前記基体
１０の表面上に形成されたマイクロストリップ回路基板
８と、基体１０の下表面上に形成され、矩形導波管６の
上面を構成するアース面９と、基体１０とマイクロスト
リップ回路基板８とマイクロストリップライン１３ｂと
から構成され、円形導波管５の内部に突出するように形
成された第１のプローブ３と、マイクロストリップライ
ン１３ａに接続され、矩形導波管６の内部に突出して形
成された第２のプローブ４と、円形導波管５と矩形導波
管６との連結部分の角部に形成された整合用反射リブ７
と、短絡端末Ａ面１１ａと、短絡端末Ｂ面１２とを備え
ている。

【０００４】第１のプローブ３は水平偏波１を検出する
ためのものであり、第２のプローブ４は垂直偏波２を検
出するためのものである。短絡端末Ａ面１１ａは水平偏
波１を反射して第１のプローブ３に検出させるためのも
のである。第１のプローブ３と短絡端末Ａ面１１ａとは
１／４波長分の間隔を隔てて設置されている。整合用反
射リブ７は垂直偏波２のみを第２のプローブ４の方向へ
９０°反射するためのものである。また短絡端末Ｂ面１
２は整合用反射リブ７によって反射された垂直偏波２を
さらに反射して第２のプローブ４に検出させるためのも
のである。第２のプローブ４と短絡端末Ｂ面１２とは１
／４波長分の間隔を有している。

【０００５】次に動作について説明する。互いに直交す
る２種類の直線偏波（水平偏波１、垂直偏波２）は円形
導波管５に伝達される。第１のプローブ３と平行な水平
偏波１は第１のプローブ３と１／４波長分離れた短絡端
末Ａ面１１ａによって反射され、その結果反射されてい
ない水平偏波１と反射された水平偏波１とが整合され
る。この整合された水平偏波１が第１のプローブ３によ
って検出されマイクロストリップライン１３ｂに伝達さ
れる。

【０００６】また垂直偏波２は第１のプローブ３によっ
てほとんど影響を受けることなく円形導波管５内を伝送
する。そして垂直偏波２は水平偏波１にほとんど影響を
与えない整合用反射リブ７によってその不整合と通過損
失が低減される。この状態で垂直偏波２は矩形導波管６
内に９０°曲げられて伝送される。垂直偏波２は短絡端
末Ｂ面１２によって反射され、その結果反射されていな
い垂直偏波２と反射された垂直偏波２とが整合される。
この整合された垂直偏波２は第２のプロープ４によって
検出され、マイクロストリップライン１３ａに伝達され
る。

【０００７】また本従来技術では円形導波管５とそれに
対して直交する矩形導波管６とを一体的に形成した直交
変換器形状を用いるとともに、円形導波管５と矩形導波
管６とにそれぞれ第１のプローブ３および第２のプロー
ブ４を設けるように構成される。

【０００８】さらに第１のプローブ３の出力端と第２の
プローブ４の出力端とが同一平面上に配置されることに
より、１つのマイクロストリップ回路基板８のみの構成
としている。さらに矩形導波管６の上面部分をマイクロ
ストリップ回路基板８の基体１０の裏面を構成するアー
ス面９によって構成し、部品数の低減および装置の小型
化が実現されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述のように図８に示
した従来の同軸導波管変換器は、小型化が図られるとと
もに２つのプローブがそれぞれ他方のプローブに影響を
及ぼすのを有効に防止することによって良好な交差偏波
特性を得るために、第２の直線偏波を第２の導波管に導
くための整合手段である整合用反射リブ７を備えた構造
とされている。

【００１０】しかし、整合用反射リブ７によって反射・
整合される垂直偏波２の通過損失・交差偏波特性は整合
用反射リブ７と第１プローブ３との距離が接近している
ため少し影響を受け良好な帯域はやや狭帯域になる。そ
のため、図１０、図１１における従来の同軸導波管変換
器の第２のプローブの通過損失特性および交差偏波特性
に示されているように、現在衛星放送や衛星通信で使用
されている全帯域（１０．７−１２．７５ＧＨｚ）をカ
バーすることはできない。

【００１１】また実際、衛星放送受信用屋外コンバータ
に本同軸導波管変換器が使用されるときは、第１のプロ
ーブ３、第２のプローブ４で受信した水平・垂直の両偏
波はマイクロストリップライン１３ｂ、１３ａに伝送さ
れ、さらにその後段にある高周波ローノイズアンプ回路
（ＬＮＡ）に伝送される。高周波ローノイズアンプ回路
には、高周波用トランジスタが使用されるが部品のばら
つき等により、不整合が生じる場合があり、反射波がマ
イクロストリップライン１３ｂ、１３ａに返り、第１の
プローブ３、第２のプローブ４に送られ、導波管内に伝
達される。従来の技術では第１のプローブ３と整合用反
射リブ７が接近しているため、前述の反射波が互いに干
渉し交差偏波特性を劣化させるという問題点があった。

【００１２】一方、単に整合用反射リブ７と第１プロー
ブ３との距離を引き離す構成としただけでは、装置の形
状が徒に大型となるという問題点が生ずる。

【００１３】それゆえに本願の請求項１、請求項６、お
よび請求項７に記載の同軸導波管変換器は、整合用反射
リブと第１プローブ相互間の干渉を最小限に抑え、通過
損失および交差偏波特性の良好な帯域を広げることが可
能となり、また実際に衛星放送受信用屋外コンバータに
搭載された場合においても、後段の高周波ローノイズア
ンプの不整合によって生じる反射波の影響をほとんど受
けることがなくなり、広帯域で良好な交差偏波特性を得
ることのできる同軸導波管変換器を提供することを目的
とする。

【００１４】また本願の請求項２から請求項５に記載の
同軸導波管変換器は、広帯域で良好な交差偏波特性を得
ることを目的として、整合用反射リブと第１プローブと
の距離を引き離す構成とした場合であっても、装置の大
型化を伴うことなく小型であることを維持することがで
きる同軸導波管変換器を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載の
同軸導波管変換器は、互いに直交する第１と第２の直線
偏波を受信するための同軸導波管変換器であって、円形
導波管と、前記円形導波管内に設けられ前記第１の直線
偏波を検出する第１のプローブと、前記第１のプローブ
と第１の所定の間隔を隔ててほぼ平行に設けられ、前記
直線偏波を反射する第１の短絡部とを有する第１変換部
と、前記第１変換部より所定の間隔を隔てて前記円形導
波管と一体的に設けられ、前記円形導波管に対してほぼ
直交する矩形導波管と、前記矩形導波管の所定位置に設
けられ前記直線偏波を検出する第２のプローブと、前記
第２のプローブと所定の間隔を隔ててほぼ平行に設けら
れた第２の短絡部とを有する第２変換部と、前記第１の
プローブに対して前記第１の所定の間隔よりも大なる第
２の所定の間隔を隔てて、前記円形導波管と前記矩形導
波管との連結部に設けられ、前記第２の直線偏波を前記
第１のプローブの方向から前記第２のプローブの方向へ
反射する整合用反射体と、マイクロストリップラインに
接続された前記第１のプローブの出力端と、前記第１の
プローブの前記出力端と同一の平面上に形成されマイク
ロストリップラインに接続された前記第２のプローブの
出力端とを含むことを特徴とする。

【００１６】請求項２に記載の同軸導波管変換器は、請
求項１に記載の同軸導波管変換器であって、前記第２の
プローブの出力端と前記マイクロストリップラインとの
接続部周囲の基板に円周状にスルーホールを含むことを
特徴とする。

【００１７】請求項３に記載の同軸導波管変換器は、請
求項１に記載の同軸導波管変換器であって、前記第２の
プローブの出力端の上部に円筒状の空間を含むことを特
徴とする。

【００１８】請求項４に記載の同軸導波管変換器は、請
求項１に記載の同軸導波管変換器であって、前記第２の
プローブの出力端と前記マイクロストリップラインの接
続部から前記マイクロストリップラインに沿って所定の
距離だけ所定の高さを有する空間窓を含むことを特徴と
する。

【００１９】請求項５に記載の同軸導波管変換器は、請
求項１に記載の同軸導波管変換器であって、前記マイク
ロストリップライン上にスタブ整合手段を含むことを特
徴とする。

【００２０】請求項６に記載の同軸導波管変換器は、請
求項１に記載の同軸導波管変換器であって、前記第１の
短絡部は前記第１のプローブと平行な棒状の部材である
ことを特徴とする。

【００２１】請求項７に記載の同軸導波管変換器は、請
求項１に記載の同軸導波管変換器であって、前記第１の
短絡部は前記第１のプローブと平行な板状の部材である
ことを特徴とする。

【００２２】上記構造により第１プローブと整合用反射
リブとの距離が離れるため相互間の影響がなくなり通過
損失、交差偏波特性の良好な帯域が広くなる。また実
際、衛星放送受信用屋外コンバータに搭載されたとき
に、高周波ローノイズアンプの不整合による反射波が導
波管内に返ってきても第１プローブと整合用反射リブの
距離が離れているため互いの干渉が極めて少なくなり、
交差偏波特性を悪化させることがなくなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下本願の発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実
施の形態１の内部構造を示した斜視図であり、図２は断
面図である。

【００２４】円形導波管５と一体的に結合されほぼ直交
に形成された矩形導波管６と、円形導波管５の所定の位
置に円形導波管５によって挟み込まれるように取付けら
れたテフロンなどからなる基体１０と、基体１０の下表
面上に形成されたマイクロストリップ回路基板８と、基
体１０の表面上に形成されたアース面９と、基体１０と
マイクロストリップ回路基板８とマイクロストリップラ
イン１３ｂとから構成された円形導波管５の内部に突出
するように形成された第１のプローブ３と、マイクロス
トリップライン１３ａに接続され、矩形導波管６の内部
に突出して形成された第２のプローブ４と、円形導波管
５と矩形導波管６のとの連結部分の角部に形成された整
合用反射リブ７と短絡部１１と短絡端末Ｂ面１２とを備
えている。また第２のプローブ４の出力端の周囲の基体
１０にスルーホール１６、第２のプローブ４の出力端と
マイクロストリップライン１３ａの接続部に空間窓１
４、第２のプローブ４の出力端の上部に円筒状空間１
５、マイクロストリップライン１３ａ上にスタブ整合手
段１７を有している。

【００２５】第１のプローブ３は水平偏波１を検出する
ためのものであり、第２のプローブ４は垂直偏波２を検
出するためのものである。短絡部１１は水平偏波１を反
射して第１のプローブ３に検出させるためのものであ
る。第１のプローブ３と短絡部１１とは１／４波長分の
間隔を隔てて設置されている。矩形導波管６は第１のプ
ローブ３の検出信号の帯域内に空洞共振リップルが現わ
れない位置に配置されている。整合用反射リブ７は垂直
偏波２のみを第２のプローブ４の方向へ９０°反射する
ためのものである。また短絡端末Ｂ面１２は整合用反射
リブ７によって反射された垂直偏波２をさらに反射し
て、第２のプローブ４に検出させるためのものである。
第２のプローブ４と短絡端末面Ｂ１２とは１／４波長分
の間隔を有している。第２のプローブ４の出力端はマイ
クロストリップライン１３ａにはんだ付で接続されてい
る。

【００２６】次に動作について説明する。水平偏波１は
第１のプローブ３と１／４波長分離れた短絡部１１によ
って反射され、その結果反射されない水平偏波１と反射
された水平偏波１とが整合される。この整合された水平
偏波１が第１のプローブ３によって検出されマイクロス
トリップライン１３ｂに伝達される。

【００２７】また垂直偏波２は第１のプローブ３および
短絡部１１によってほとんど影響を受けることなく円形
導波管５内を伝送する。垂直偏波２は整合用反射リブ７
によって反射され、９０°曲げられて矩形導波管６内に
伝送される。垂直偏波２は短絡端末Ｂ面１２によって反
射され、その結果反射されない垂直偏波２と反射された
垂直偏波２とが整合される。この整合された垂直偏波２
は第２のプローブ４によって検出され、マイクロストリ
ップライン１３ａに伝達される。

【００２８】この第２プローブ４からマイクロストリッ
プライン１３ａへの伝達の際、不整合が生じる場合があ
るため第２プローブ４の出力端周囲の基体１０にスルー
ホールを設け、基体のアース面９とシャーシ間のアース
の安定を図るとともに、第２プローブ４の出力端の上部
に円筒状の空間を設けてシャーシとプローブの接触を防
ぎ、さらに第２プローブ４の出力端とマイクロストリッ
プライン１３ａの接続部からマイクロストリップライン
１３ａに沿って所定の距離だけ所定の高さの空間窓を設
け、さらにマイクロストリップライン上にスタブ整合手
段を用いることによって第２プローブ４とマイクロスト
リップライン１３ａとの不整合を防いでいる。

【００２９】図３は実施の形態２の断面図である。実施
の形態１とは基体１０のアース面９が上下逆転してい
る。これによって第２プローブ４とマイクロストリップ
ライン１３ａ間の整合が容易になり、上述の複雑な構造
（空間窓、スルーホール、スタブ整合手段など）が不要
になる。これは第２プローブ４の同軸を構成するアース
部であるシャーシとマイクロストリップライン１３ａを
構成するアース面９が完全密着し、アースの安定が図ら
れるためである。ただし構造的には実施の形態１に比べ
厚みが厚くなってしまう。

【００３０】図４および図５は実施の形態１のそれぞれ
第１、第２プローブの通過損失の特性である。第１、第
２のどちらのプローブも広帯域で良好である。

【００３１】図６および図７は実施の形態１のそれぞれ
第１、第２プローブの交差偏波特性である。広帯域で−
３０ｄＢ以下で良好である。

【００３２】以上のように本発明によって、円形導波管
の所定の位置に第１プローブを設け、前記第１プローブ
と所定の間隔を隔ててほぼ平行に短絡部を設けて第１変
換部を形成し、また第２変換部を円形導波管と一体的に
設けられ円形導波管に対してほぼ直交し、また第１変換
部から所定の間隔を隔てた矩形導波管によって構成し、
円形導波管と矩形導波管との接合部に細いリブ状の整合
用反射体を備えることにより、整合用反射リブと第１プ
ローブの距離をあけ、互いの干渉を最小限に抑え、通過
損失、および交差偏波特性の良好な帯域を広げることが
できる。また、実際に衛星放送受信用屋外コンバータに
搭載される場合においても、後段の高周波ローノイズア
ンプの不整合によって生じる反射波の影響をほとんど受
けることがなくなり、広帯域で良好な交差偏波特性を得
ることができる。

【００３３】また第２プローブの出力端とマイクロスト
リップラインへの変換部において基板にスルーホール、
第２プローブ出力端の上部に円筒状の空間、空間窓、ス
タブ整合手段を用いることによって装置の小型化が実現
されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の同軸導波管の内部構造を示した
斜視図である。

【図２】（ａ）は実施の形態１の同軸導波管のａ−ａ断
面における断面図である。（ｂ）は実施の形態１の同軸
導波管の断面図である。（ｃ）は実施の形態１の同軸導
波管のｃ−ｃ断面における断面図である。

【図３】（ａ）は実施の形態２の同軸導波管のａ−ａ断
面における断面図である。（ｂ）は実施の形態２の同軸
導波管の断面図である。

【図４】実施の形態１の第１プローブの通過損失特性を
示すグラフである。

【図５】実施の形態１の第２プローブの通過損失特性を
示すグラフである。

【図６】実施の形態１の第１プローブの交差偏波特性を
示すグラフである。

【図７】実施の形態１の第２プローブの交差偏波特性を
示すグラフである。

【図８】従来の同軸導波管変換器の内部構造を示した斜
視図である。

【図９】（ａ）は従来の同軸導波管変換器のａ−ａ断面
における断面図である。（ｂ）は従来の同軸導波管変換
器の断面図である。

【図１０】従来の同軸導波管変換器の第２プローブの通
過損失特性を示すグラフである。

【図１１】従来の同軸導波管変換器の第２プローブの交
差偏波特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 水平偏波 ２ 垂直偏波 ３ 第１プローブ ４ 第２プローブ ５ 円形導波管 ６ 矩形導波管 ７ 整合用反射リブ ８ マイクロストリップ回路基板 ９ アース面 １０ 基体 １１ 短絡部 １１ａ 短絡端末Ａ面 １２ 短絡端末Ｂ面 １３ａ、１３ｂ マイクロストリップライン １４ 空間窓 １５ 円筒状の空間 １６ スルーホール １７ スタブ整合手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに直交する第１と第２の直線偏波を
   受信するための同軸導波管変換器であって、 円形導波管と、前記円形導波管内に設けられ前記第１の
   直線偏波を検出する第１のプローブと、前記第１のプロ
   ーブと第１の所定の間隔を隔ててほぼ平行に設けられ、
   前記直線偏波を反射する第１の短絡部とを有する第１変
   換部と、 前記第１変換部より所定の間隔を隔てて前記円形導波管
   と一体的に設けられ、前記円形導波管に対してほぼ直交
   する矩形導波管と、前記矩形導波管の所定位置に設けら
   れ前記直線偏波を検出する第２のプローブと、前記第２
   のプローブと所定の間隔を隔ててほぼ平行に設けられた
   第２の短絡部とを有する第２変換部と、 前記第１のプローブに対して前記第１の所定の間隔より
   も大なる第２の所定の間隔を隔てて、前記円形導波管と
   前記矩形導波管との連結部に設けられ、前記第２の直線
   偏波を前記第１のプローブの方向から前記第２のプロー
   ブの方向へ反射する整合用反射体と、 マイクロストリップラインに接続された前記第１のプロ
   ーブの出力端と、 前記第１のプローブの前記出力端と同一の平面上に形成
   されマイクロストリップラインに接続された前記第２の
   プローブの出力端とを含む同軸導波管変換器。
2. 【請求項２】 前記第２のプローブの出力端と前記マイ
   クロストリップラインとの接続部周囲の基板に円周状に
   スルーホールを含む請求項１に記載の同軸導波管変換
   器。
3. 【請求項３】 前記第２のプローブの出力端の上部に円
   筒状の空間を含む請求項１に記載の同軸導波管変換器。
4. 【請求項４】 前記第２のプローブの出力端と前記マイ
   クロストリップラインの接続部から前記マイクロストリ
   ップラインに沿って所定の距離だけ所定の高さを有する
   空間窓を含む請求項１に記載の同軸導波管変換器。
5. 【請求項５】 前記マイクロストリップライン上にスタ
   ブ整合手段を含む請求項１に記載の同軸導波管変換器。
6. 【請求項６】 前記第１の短絡部は前記第１のプローブ
   と平行な棒状の部材である請求項１に記載の同軸導波管
   変換器。
7. 【請求項７】 前記第１の短絡部は前記第１のプローブ
   と平行な板状の部材である請求項１に記載の同軸導波管
   変換器。