JPH11284428A - Primary radiator for parabolic antenna feeding - Google Patents
Primary radiator for parabolic antenna feedingInfo
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- JPH11284428A JPH11284428A JP10104115A JP10411598A JPH11284428A JP H11284428 A JPH11284428 A JP H11284428A JP 10104115 A JP10104115 A JP 10104115A JP 10411598 A JP10411598 A JP 10411598A JP H11284428 A JPH11284428 A JP H11284428A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、放送衛星及び通信
衛星等のマイクロ波を受信するパラボラアンテナ給電用
一次放射器に関し、さらに詳しくは一次放射器のフィー
ドホーンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a primary radiator for feeding a parabolic antenna for receiving microwaves from a broadcasting satellite, a communication satellite, or the like, and more particularly to a feed horn for the primary radiator.
【0002】[0002]
【従来の技術】放送衛星及び通信衛星等のマイクロ波を
受信するパラボラアンテナ装置におけるフィードホーン
には、その形状によりいくつかの種類がある。2. Description of the Related Art There are several types of feed horns in parabolic antenna devices for receiving microwaves from broadcast satellites and communication satellites, depending on their shapes.
【0003】図4はコニカルホーン型フィードホーンの
従来例における断面図を示すものである。同図において
このコニカルホーン型フィードホーン1は円形の導波管
部2と円錐形のフレアー部3から構成されており、又、
4はフレアー部3の開口面である。このように構成され
たコニカルホーン型フィードホーン1は、その開口面4
を図示されていないパラボラアンテナの焦点位置に固定
しておくことにより、放送衛星や通信衛星等から到来し
パラボラアンテナによって反射されたマイクロ波をフレ
アー部3によって受け、フレアー部3の円錐形の形状に
よりマイクロ波は導波管における伝送モードに変換さ
れ、円形導波管部2内を伝送され、円形導波管部2の他
端に接続される図示されていないLNB(ローノイズブ
ロックダウンコンバータ)に伝送される。そして、この
LNBは、放送衛星や通信衛星等から到来した微弱で雑
音成分の多いマイクロ波を低雑音増幅及び周波数変換を
行うことにより、以降の取扱いが容易な信号レベル及び
周波数の信号としてテレビ受像器に供給する機能をもっ
ている。FIG. 4 is a sectional view of a conventional example of a conical horn type feed horn. In this figure, the conical horn type feed horn 1 is composed of a circular waveguide portion 2 and a conical flare portion 3.
Reference numeral 4 denotes an opening surface of the flare portion 3. The conical horn type feed horn 1 configured as described above has an opening 4
Is fixed at the focal position of a parabolic antenna (not shown), so that the microwave coming from a broadcasting satellite or a communication satellite and reflected by the parabolic antenna is received by the flare section 3, and the conical shape of the flare section 3 is obtained. Converts the microwave into a transmission mode in the waveguide, is transmitted through the circular waveguide section 2, and is connected to an LNB (low noise block down converter) (not shown) connected to the other end of the circular waveguide section 2. Transmitted. The LNB performs low-noise amplification and frequency conversion of a weak and noisy microwave coming from a broadcasting satellite or a communication satellite, etc., so that it can be used as a signal of a signal level and frequency that can be easily handled thereafter. It has the function of supplying to vessels.
【0004】このコニカルホーン型フィードホーン1の
場合は、開口面4に分布するモードは円形導波管TE11
モードが支配的である。In the case of the conical horn type feed horn 1, the modes distributed on the aperture surface 4 are circular waveguides TE 11.
The mode is dominant.
【0005】また、複数のモードを有するマルチモード
ホーン型フィードホーンがある。このマルチモードホー
ン型フィードホーンには、図5に示すように円形導波管
部12とチョーク構造15を有するフレアー部13をも
つチョークタイプマルチモードホーン型11や、図6に
示すような、基本モードであるTE11モードのみ伝送で
きる直径を有する第1の円形導波管部22と高次モード
であるTM11モードを伝送できる直径を有する第2の円
形導波管部24とを第1のホーン部23により接続し、
さらに第2のホーン部25を有する構造としたステップ
タイプのフィードホーン21などがある。なお、図5の
14及び図6の26はそれぞれ開口面を表している。There is also a multi-mode horn type feed horn having a plurality of modes. The multi-mode horn type feed horn includes a choke type multi-mode horn type 11 having a circular waveguide portion 12 and a flare portion 13 having a choke structure 15 as shown in FIG. A first circular waveguide portion 22 having a diameter capable of transmitting only the TE 11 mode, which is a mode, and a second circular waveguide portion 24 having a diameter capable of transmitting a TM 11 mode, which is a higher-order mode, are formed into a first circular waveguide. Connected by horn 23,
Further, there is a step type feed horn 21 having a structure having a second horn portion 25, and the like. Note that 14 in FIG. 5 and 26 in FIG. 6 each represent an opening surface.
【0006】図5のチョークタイプマルチモードホーン
11では、チョーク構造15の不連続部により開口面1
4にはマルチモードの励振が生じ、図6のステップタイ
プのフィードホーン21では、TE11モードとTM11モ
ードのデュアルモードの励振が開口面26に生ずる。[0006] In the choke type multi-mode horn 11 shown in FIG.
In the step-type feed horn 21 of FIG. 6, the dual mode excitation of the TE 11 mode and the TM 11 mode occurs in the aperture surface 26.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】アンテナの指向特性に
おいて、利得が最大となる平面内で電界が最大となる面
をE面、磁界が最大となる面をH面とよぶ。ここにおい
て、前記した従来のコニカルホーン型のフィードホーン
においては、その放射特性においてE面とH面のパター
ンの対称性が良好でなく、また、E面のサイドローブレ
ベルが高い、交差偏波特性が悪いなどの問題があった。
図7によってこれを説明する。同図はコニカルホーンの
特性を、フィードホーンの開口径aを40mmにした場
合に、放射特性の相対利得が−10dB〜−12dBに
なる角度が40〜45°になるように、フレアー角(フ
ィードホーンの軸長L)をパラメータとして求めたもの
である。この場合、TM11モードとTE11モードの振幅
比を20%として同相励振すると対称性(E面、H面)
及び交差偏波が改善される。同図の(A)では、TM11
モードが無くTE11モードのみであるために、E面とH
面の放射パターンの対称性が悪いが、同図の(B)にお
けるデュアルモードホーンにおいてはTE11モードとと
もにTM11モードが励振されているために、E面とH面
の放射パターンがそろっていることがわかる。また、図
8の(A)と(B)は上記に対応して、交差偏波特性が
改善されていることを示している。In the directivity characteristics of the antenna, a plane where the electric field is maximum in a plane where the gain is maximum is called an E plane, and a plane where the magnetic field is maximum is called an H plane. Here, in the above-mentioned conventional conical horn type feed horn, in the radiation characteristics, the symmetry of the pattern between the E-plane and the H-plane is not good, and the side polarization level of the E-plane is high. There were problems such as poor sex.
This will be described with reference to FIG. The figure shows that the characteristics of the conical horn are set such that the flare angle (feed angle) is adjusted so that the angle at which the relative gain of the radiation characteristics becomes −10 dB to −12 dB becomes 40 to 45 ° when the aperture diameter a of the feed horn is 40 mm. The horn axis length L) is obtained as a parameter. In this case, symmetry (E-plane, H-plane) can be obtained by in-phase excitation with the amplitude ratio between the TM 11 mode and TE 11 mode set to 20%.
And cross polarization is improved. In the figure (A), TM 11
Since there is no mode and only TE 11 mode,
Although poor symmetry of the radiation pattern of the surface, to TM 11 mode is excited with TE 11 mode in a dual-mode horn in the figure (B), have all the radiation patterns of E-plane and H-plane You can see that. FIGS. 8A and 8B show that the cross polarization characteristics are improved correspondingly to the above.
【0008】この特性の問題については、TE11モード
とTM11モードとを適当な励振比でフィードホーン開口
面に同相励振するとE面とH面の放射パターンが対称と
なり、交差偏波特性が通常のコニカルホーンと比べて改
善されることが一般に良く知られており、従来のマルチ
モードホーンにおいて、TE11モードとTM11モードを
開口部に励振させることによって上記の特性上の問題を
解決していた。しかし、例えば図5に示すようなチョー
クタイプのマルチモードホーンにおいては、フィードホ
ーン開口部の直径方向の寸法が大きくなることが避けら
れず、また、フィードホーンとLNB部の筐体とを一体
化した際には、その製造のためのダイキャストの型が多
数必要となるために、コストが高くなるという問題を有
していた。図6に示すようなステップ型マルチモードホ
ーンにおいては、その構造上フィードホーンの軸方向寸
法の増大が避けられず、低コストであることが要求され
る民生品としては製造コストが高くなるために実用的で
はなかった。Regarding the problem of this characteristic, when the TE 11 mode and the TM 11 mode are in-phase excited on the feed horn opening surface at an appropriate excitation ratio, the radiation patterns on the E plane and the H plane become symmetrical, and the cross polarization characteristic becomes poor. It is generally well known that the improvement is achieved as compared with a normal conical horn, and in the conventional multi-mode horn, the above-mentioned characteristic problem is solved by exciting the TE 11 mode and the TM 11 mode to the opening. I was However, in a choke type multi-mode horn as shown in FIG. 5, for example, it is inevitable that the diameter of the feed horn opening becomes large, and the feed horn and the housing of the LNB unit are integrated. In such a case, a large number of die-casting dies are required for the production thereof, so that there is a problem that the cost is increased. In the step-type multi-mode horn as shown in FIG. 6, an increase in the axial dimension of the feed horn is unavoidable due to its structure, and the production cost is high for a consumer product requiring low cost. It was not practical.
【0009】本発明は上記特性面の要求を満足しなが
ら、フィードホーンの軽量化及び小型化を実現し、さら
に製造コストを低減させることを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the weight and size of a feed horn and to reduce the manufacturing cost while satisfying the above requirements for the characteristics.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成する為
に本発明においては、中心軸部方向に金属同軸棒を有し
マイクロ波を伝送する円形同軸導波管と、該円形同軸導
波管に接続された円錐形のフレアー部とからなりパラボ
ラアンテナから反射されたマイクロ波を導波管における
伝送モードに変換するフィードホーンを備えたパラボラ
アンテナ給電用一次放射器において、上記円形同軸導波
管の金属同軸棒が上記フィードホーンのフレアー部まで
延在している構造を特徴とするパラボラアンテナ給電用
一次放射器とした。In order to achieve the above object, the present invention provides a circular coaxial waveguide having a metal coaxial rod in the direction of a central axis for transmitting microwaves. In a primary radiator for feeding a parabolic antenna, comprising a feed horn comprising a conical flare portion connected to a tube and converting a microwave reflected from the parabolic antenna into a transmission mode in the waveguide, the circular coaxial waveguide A primary radiator for feeding a parabolic antenna is characterized in that the metal coaxial rod of the tube extends to the flare portion of the feed horn.
【0011】[0011]
【作用】前述したように、TE11モードとTM11モード
とをフィードホーン開口面に同相励振するとE面とH面
の放射パターンが対称となり、交差偏波特性が通常のコ
ニカルホーンと比べて改善される。As described above, when the TE 11 mode and the TM 11 mode are excited in phase with the feed horn opening plane, the radiation patterns on the E plane and the H plane become symmetrical, and the cross polarization characteristic is smaller than that of a normal conical horn. Be improved.
【0012】本発明においては、中心部軸方向に金属同
軸棒を有する円形同軸導波管と、円錐形のフレアー部と
をもつフィードホーンにおいて、金属同軸棒がフレアー
部まで延在している構造を特徴とするパラボラアンテナ
給電用一次放射器とすることによって、金属同軸棒先端
部においてTM11モードを発生させ、開口面にTE11モ
ードとTM11モードを励振させるような作用を持たせて
いる。According to the present invention, in a feed horn having a circular coaxial waveguide having a metal coaxial rod in the central axis direction and a conical flare portion, a structure in which the metal coaxial rod extends to the flare portion. by a primary radiator for a parabolic antenna feed, wherein, to generate a TM 11 mode in the metal coaxial rod tip is made to have an effect, such as to excite the TE 11 mode and the TM 11 mode to the opening surface .
【0013】金属同軸棒をこのようにフレアー部まで延
在させることにより、図3に模式的に示すように、金属
同軸棒5の先端からは、金属同軸棒を本発明におけるよ
うにフレアー部にまで延在させることによって生ずるx
軸方向の成分Exにより、TMモードが発生する。導波
管の直径が決まっている場合には同軸棒の直径によりT
Mモードの発生量が決定されることになる。By extending the metal coaxial rod to the flare portion in this way, as shown schematically in FIG. 3, from the tip of the metal coaxial rod 5, the metal coaxial rod is connected to the flare portion as in the present invention. X caused by extending
The TM mode is generated by the axial component Ex. If the diameter of the waveguide is fixed, T
The amount of generation of the M mode will be determined.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例を示すも
のであり、円形導波管2と円錐形のフレアー部3が接続
され、円形導波管2の軸方向略中央部の金属同軸棒5が
フレアー部3まで延在した構造によってコニカルホーン
型のフィードホーン1を構成している。金属同軸棒をこ
のようにフレアー部まで延在させているので、作用の項
において説明したように、金属同軸棒5の先端からは、
x軸方向の成分Exと、y軸方向の成分Eyとの合成に
より、フレアー部3へ張り出す電気力線Ex−yが生じ
ることによりTMモードが発生し、図7によって説明し
たように、E面とH面の放射パターンの対称性の良く、
E面とH面の放射パターンがそろった特性と、図8で説
明したような、交差偏波特性が改善されたフィードホー
ンとなる。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which a circular waveguide 2 and a conical flare portion 3 are connected, and a substantially central portion in the axial direction of the circular waveguide 2 is provided. The conical horn-type feed horn 1 is constituted by a structure in which the metal coaxial rod 5 extends to the flare portion 3. Since the metal coaxial rod is extended to the flare portion in this way, as described in the section of operation, from the tip of the metal coaxial rod 5,
By combining the component Ex in the x-axis direction and the component Ey in the y-axis direction, a line of electric force Ex-y projecting to the flare portion 3 is generated, thereby generating a TM mode. As described with reference to FIG. Good symmetry of the radiation pattern of the
The feed horn has improved characteristics in which the radiation patterns on the E-plane and the H-plane are uniform, and has improved cross-polarization characteristics as described with reference to FIG.
【0015】図2は本発明の第2の実施例を示すもので
あり、LNB筐体とフィードホーンを一体化させたタイ
プのものである。同図において、1はフィードホーン
部、2は円形導波管、3はフレアー部、4は開口面、5
は金属同軸棒、6はLNB表筐体、7はLNB裏筐体、
8はLNB回路実装基板である。金属同軸棒5の一端は
LNB表筐体に取り付けて支持されており、他端は本発
明によりフレアー部3まで延在している。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which an LNB housing and a feed horn are integrated. In the figure, 1 is a feed horn portion, 2 is a circular waveguide, 3 is a flare portion, 4 is an opening surface, 5
Is a metal coaxial rod, 6 is an LNB front case, 7 is an LNB back case,
Reference numeral 8 denotes an LNB circuit mounting board. One end of the metal coaxial rod 5 is attached to and supported by the LNB front case, and the other end extends to the flare section 3 according to the present invention.
【0016】このような構造にすれば、フィードホーン
の製造時における表筐体のダイキャスト型の数を減らす
ことが可能となり、コストが低く抑えられ、また、LN
B回路実装基板面からフレアー部までの長さを短小化で
きる。また、開口部の大きさも、パラボラアンテナへの
整合を考慮して開口部の大きさを決める必要はあるもの
の、TM11モードが伝送できるサイズにすることにより
小型軽量化を図ることができる。With such a structure, it is possible to reduce the number of die-casting dies of the front housing at the time of manufacturing the feed horn.
The length from the B-circuit mounting board surface to the flare portion can be reduced. The size of the opening may, but taking into account the alignment of the dish there is a need to determine the size of the opening, TM 11 mode can be reduced in size and weight by the size that can be transmitted.
【0017】[0017]
【発明の効果】最近の衛星放送のLNB回路は縮小化と
共に低コスト化傾向にある。本発明のフィードホーン
は、金属同軸棒先端部においてTM11モードを発生さ
せ、開口面にTE11モードとTM11モードを励振させる
ような構造にすることにより、マルチモードフィードホ
ーンと同等の性能を確保できる上に更に、フレアー部が
TM11モードが転送可能なサイズにまで縮小化され、フ
レアー部が通常のコニカルホーンと同様な構造を持つこ
とにより低コスト化が可能となるという大きな効果を有
するものである。As described above, the cost of the LNB circuit for recent satellite broadcasting tends to be reduced as well as reduced. The feed horn of the present invention has the same performance as the multi-mode feed horn by generating a TM 11 mode at the tip of the metal coaxial rod and exciting the TE 11 mode and the TM 11 mode on the opening surface. In addition to being able to secure, the flare section is reduced to a size that can transfer the TM 11 mode, and the flare section has the same structure as a normal conical horn, so there is a great effect that cost reduction can be achieved. Things.
【図1】本発明の第1の実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の作用を説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the operation of the present invention.
【図4】コニカルホーンの従来例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional example of a conical horn.
【図5】チョークタイプマルチモードホーンの従来例を
示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a conventional example of a choke type multi-mode horn.
【図6】チップ型マルチモードホーンの従来例を示す断
面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional example of a chip-type multi-mode horn.
【図7】特性の改善を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an improvement in characteristics.
【図8】特性の改善を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an improvement in characteristics.
1 コニカル型フィードホーン 2 円形導波管 3 フレアー部 4 開口面 5 金属同軸棒 6 LNB表筐体 7 LNB裏筐体 8 LNB回路実装基板 11 チョークタイプマルチモードホーン型フィードホ
ーン 12 円形導波管部 13 フレアー部 14 開口面 15 チョーク構造 21 ステップタイプのフィードホーン 22 第1の円形導波管部 23 第1のホーン部 24 円形導波管部 25 第2のホーン部 26 開口面DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conical type feed horn 2 Circular waveguide 3 Flare part 4 Opening surface 5 Metal coaxial rod 6 LNB front housing 7 LNB back housing 8 LNB circuit mounting board 11 Choke type multi-mode horn type feed horn 12 Circular waveguide DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Flare part 14 Opening surface 15 Choke structure 21 Step type feed horn 22 1st circular waveguide part 23 1st horn part 24 Circular waveguide part 25 2nd horn part 26 Opening surface
Claims (1)
ロ波を伝送する円形同軸導波管と、該円形同軸導波管に
接続された円錐形のフレアー部とからなりパラボラアン
テナから反射されたマイクロ波を導波管における伝送モ
ードに変換するフィードホーンを備えたパラボラアンテ
ナ給電用一次放射器において、上記円形同軸導波管の金
属同軸棒が上記フィードホーンのフレアー部まで延在し
ている構造を特徴とするパラボラアンテナ給電用一次放
射器。1. A circular coaxial waveguide having a metal coaxial rod in a central axial direction for transmitting microwaves, and a conical flare portion connected to the circular coaxial waveguide, and reflected from a parabolic antenna. In a primary radiator for feeding a parabolic antenna provided with a feed horn for converting the converted microwave into a transmission mode in the waveguide, a metal coaxial rod of the circular coaxial waveguide extends to a flare portion of the feed horn. A primary radiator for feeding a parabolic antenna, characterized by the following structure.
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---|---|---|---|
JP10411598A JP3865927B2 (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Primary radiator for parabolic antenna feeding |
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JPH11284428A true JPH11284428A (en) | 1999-10-15 |
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