KR20010082148A - 전송 선로 도파관 변환기, 마이크로파 수신용 컨버터 및위성 방송 수신 안테나 - Google Patents

전송 선로 도파관 변환기, 마이크로파 수신용 컨버터 및위성 방송 수신 안테나 Download PDF

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이데이 노부유끼
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Abstract

제1 직선 편파용 프로브와, 제1 직선 편파에 직교하는 제2 직선 편파용 프로브를 동일 평면 배선 기판 상에 설치하는 타입의 전송 선로 도파관 변환기로서, 양호한 교차 편파 특성을 포함하는 것을 제공한다. 즉, 도파관의 도파관축에 대하여 직교하도록, 또한, 도파관의 전자파의 입력측과는 반대측에 접촉하도록 배선 기판(25)을 설치한다. 배선 기판(25) 상의 도파관 내부가 되는 부분에 제1 직선 편파용 프로브 P1a와, 제2 직선 편파용 프로브 P2a를 형성한다. 제1 직선 편파용 및 제2 직선 편파용인 2개의 프로브는 도파관축의 중심을 통과하고 상호 직교하는 2개의 선 중 한 쪽 선 Lx 및 다른 쪽 선 Ly을 따라 배치되며, 각 프로브의 폭 방향의 중심을 연결한 선 L1, L2와, 2개의 선 Lx, Ly 각각은 서로 일치하지 않고, 또한, 2개의 프로브가 상호 이격되도록 배선 기판 상에 각각 배치한다.

Description

전송 선로 도파관 변환기, 마이크로파 수신용 컨버터 및 위성 방송 수신 안테나{TRANSMISSION LINE WAVEGUIDE CONVERTER, CONVERTER FOR RECEIVING MICROWAVE AND ANTENNA FOR RECEIVING BROADCAST FROM SATELLITE}
본 발명은, 예를 들면, CS 방송이나 유럽의 아스트라(Astra) 위성 방송과 같은 수평 편파와 수직 편파가 각각 다른 채널군의 방송 신호로 변조된 직교 편파로서 송신되는 방송을 수신하는 데 적합한 전송 선로 도파관 변환기, 마이크로파 수신용 컨버터 및 위성 방송 수신 안테나에 관한 것이다.
정지 위성을 이용한 위성 방송 중의, CS 방송이나 유럽의 아스트라 위성 방송에서는 수평 편파와 수직 편파가 각각 다른 방송 채널군으로 변조된 직교 편파가 이용되고 있다.
이러한 직교 편파를 수신하는 파라볼라 안테나에 있어서, 위성으로부터 송신되는 전파를 파라볼라 반사경으로 반사하여, 컨버터부에 설치되어 있는 혼부를 통해 도파관 내에 전파를 도입한다. 그리고, 이 도파관 내에 도입된 전파는 예를 들면 편분파기로 수평 편파 성분과 수직 편파 성분으로 분파되고, 다운 컨버터에 의해 각각의 채널군의 소정의 주파수로 변환되어 텔레비전 튜너로 공급된다.
그러나, 편분파기로 직교 편파를 수평 편파 성분과 수직 편파 성분으로 분파하는 타입의 위성 방송 안테나는 편분파기가 도파관 내의 전자파 전송 경로의 도중에 설치되기 때문에 도파관의 관축 방향의 길이가 길어지게 되어, 그 결과, 대형화가 되는 문제가 있다. 또한, 수평 편파용 프로브와, 수직 편파용 프로브는 각각 전용 부품일 필요가 있어, 제조 비용이 상승된다는 문제도 있었다.
이 문제점을 개선한 종래예로서, 도파관 내에 마이크로 스트립 선로의 변환부를 설치하여 직교 편파의 전자파로부터 수평 편파 성분과, 수직 편파 성분을 분리하여 수신하도록 하는 전송 선로 도파관 변환기가 제안되었다.
도 1은 종래의 전송 선로 도파관 변환기의 단면도를 나타내는 것이다. 이 전송 선로 도파관 변환기에 있어서, 원통형 도파관(1)의 관축 방향의 일측에는 피드혼(2)이 설치되고, 도파관(1)의 관축 방향의 다른 측에는 도파관(1)의 관축에 직교하여 배선 기판(3)이 설치된다. 배선 기판(3)은 예를 들면 테플론 등의 유전체의 평판으로 구성되어 있고, 그 일부가 도파관(1) 내의 전자파 전송 경로 중에 위치하도록 배치되어 있다. 피드혼(2)은 보호 커버(4)에 의해 덮혀져서 먼지 등이 혼입되는 것으로부터 보호된다. 또한, 배선 기판(3)은 실드케이스(5) 내에 수용되어 있다.
배선 기판(3)의 피드혼(2) 측의 면을 표면으로 하면, 그 이면측에는 마이크로 스트립 선로에 의한 회로를 구성하기 위한 접지 도체가 설치되어 있다. 그리고, 배선 기판(3) 표면 중 도파관(1)의 내부 공간에 면하는 부분에는, 도파관(1) 내에서 전송된 전자파로부터 수평 편파와 수직 편파를 분리하여 수신하기 위한 프로브부가 형성되어 있다.
그리고, 프로브부(7)에 의해 수신된 수평 편파 및 수직 편파의 방송 채널 신호는 배선 기판(3)의 표면 상에 형성된 다운 컨버터 회로부(8)에 의해 각각의 채널군의 소정의 주파수로 변환되어 커넥터(6)를 통해 텔레비전 튜너로 공급된다.
도 2는 배선 기판(3)의 표면 상에 형성된 프로브부(7)를 설명하기 위한 도면이다. 즉, 배선 기판(3) 표면의 도파관(1) 단부면과 접촉하는 부분에는 접지 도체(3c)가 형성된다. 또한, 도파관(1)의 관축 중심 O을 통과하고, 상호 직교하는선 Lx, Ly을 따라 거의 동일 폭의 2개의 도체 선로(3a 및 3b)가 배선 기판(3)에 설치된다.
2개의 도체 선로(3a 및 3b)는 배선 기판(3)에서 도파관(1)의 내부 공간에 면하는 부분에, 그 선단부가 각각 위치하도록 설치된다. 이 도체 선로(3a, 3b)의 선단은 도 2에 도시된 바와 같이, 도파관(1)의 내부 직경의 반경보다도 약간 짧은 길이로 되어 있다. 이 도체 선로(3a, 3b)에 있어서, 배선 기판(3) 표면에 있는 도파관(1)의 내부 공간에 위치하는 선단 부분 각각이 수평 편파의 프로브 P1 및 수직 편파의 프로브 P2로 된다.
이 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 도체 선로(3a, 3b)의 프로브 P1 및 프로브 P2 부분의 폭 방향 중심을 연결한 선과, 상기 선 Lx, Ly는 일치하도록 되어 있다. 이와 같이 하는 것은 수평 편파 및 수직 편파 각각을 가장 효율적으로 수신할 수 있다고 생각되기 때문이다.
상술한 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한 전송 선로 도파관 변환기에 따르면, 수평, 수직의 2개의 프로브를 동일한 평면 배선 기판 상에 구성할 수가 있기 때문에, 도파관 내의 전자파 전송 경로 중에 수평 편파와 수직 편파로 분파하는 편분파기를 설치하는 경우에 비해 소형으로 할 수 있음과 동시에 제조 비용을 줄일 수 있다는 이점이 있다.
그러나, 수평 편파용 프로브 P1과, 수직 편파용 프로브 P2가 동일 평면 배선 기판 상에 있기 때문에, 양호한 교차 편파 특성을 얻기 어렵다는 경향이 있었다.
본 발명은 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 수평 편파용 프로브와 수직 편파용 프로브를 동일 평면 배선 기판 상에 설치하는 타입의 전송 선로 도파관 변환기로서, 양호한 교차 편파 특성을 포함하는 것을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 전송 선로 도파관 변환기는 전자파를 전송하는 도파관과, 상기 도파관의 도파관축에 대하여 직교하도록 설치되고 상기 도파관의 상기 전자파의 입력측과는 반대측에 접촉되는 배선 기판과, 상기 배선 기판 상의 상기 도파관 내부가 되는 부분에 설치되고 제1 직선 편파의 전자파를 수신하기 위한 제1 프로브와, 상기 배선 기판 상의 상기 도파관 내부가 되는 부분에 설치되고 상기 제1 직선 편파에 직교하는 제2 직선 편파의 전자파를 수신하기 위한 제2 프로브를 포함하되, 상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브는 상기 도파관축의 중심을 통과하고 상호 직교하는 2개의 선 중 한 쪽 및 다른 쪽의 선을 따라 배치되고, 상기 제1 및 제2 프로브의 폭 방향의 중심을 연결한 선과, 상기 2개의 선 각각은 서로 일치하지 않으며, 또한, 상기 제1 프로브와 상기 제2 프로브가 상호 이격되도록 상기 배선 기판 상에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성의 본 발명에 따르면, 상호 직교하여 배선 기판 상에 설치되는 제1 직선 편파용 제1 프로브 및 제2 직선 편파용 제2 프로브를 상호 위치가 멀어지는 방향으로, 상기 도파관축의 중심을 통과하고 상호 직교하는 2개의 선 중 한 쪽 및 다른 쪽 선에 대하여 오프셋하도록 하였기 때문에, 2개의 편파 수신용 입력 프로브 사이의 물리적 거리가 커져 양호한 교차 편파 특성을 얻을 수 있었다.
또한, 이와 같이 오프셋한 구성에서도, 각각의 프로브에 의한 제1 직선 편파 및 제2 직선 편파의 수신 효율은 거의 변하지 않고 실용상 문제가 없다는 것을 발명자는 확인하였다.
도 1은 종래의 마이크로파 수신용 컨버터의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 2는 종래의 마이크로파 수신용 컨버터의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 위성 방송 수신 안테나의 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 전송 선로 도파관 변환기의 실시예의 외관 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 전송 선로 도파관 변환기의 실시예의 외관의 측면도.
도 7은 본 발명에 따른 마이크로파 수신용 컨버터의 실시예를 설명하기 위한 회로 블록도.
도 8은 본 발명에 따른 전송 선로 도파관 변환기의 실시예와의 비교예의 구성의 주요부를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 전송 선로 도파관 변환기의 실시예와, 비교예와의 교차 편파 특성을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명에 따른 전송 선로 도파관 변환기의 실시예와, 비교예와의 교차 편파 특성을 나타내는 도면.
도 11은 본 발명에 따른 전송 선로 도파관 변환기의 다른 실시예의 주요부를 나타내는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
11 : 반사경
12 : 컨버터부
21, 22 : 도파관
23, 24 : 피드혼
25 : 배선 기판
26, 27 : 프로브부
28 : 다운 컨버터 회로부
31, 32, 35, 36 : 일부가 프로브를 구성하는 도체 선로
41∼44 : FET 증폭기
50 : 주파수 변환용의 믹서
51 : 로컬 발진기
P1a, P1b : 수평 편파용 프로브
P1b, P2b : 수직 편파용 프로브
Lx, Ly : 도파관의 관축의 중심을 통과하고 상호 직교하는 선
L1, L2 : 프로브의 폭 방향의 중심을 연결한 선
이하, 본 발명에 따른 전송 선로 도파관 변환기, 마이크로파 수신기용 컨버터 및 위성 방송 수신 안테나의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.
도 3은 본 실시예의 위성 방송 수신 안테나 전체의 외관을 나타내는 것으로, 파라볼라 반사경(11)과, 마이크로파 수신용 컨버터부(12)로 이루어진다. 마이크로파 수신용 컨버터부(12)는 스테이(stay: 13)에 부착되어 파라볼라 반사경(11)의 초점 위치에 유지된다. 파라볼라 반사경(11)은 지주(14)에 부착되지만, 방향 조절 기구부(15)에 의해 방위각 및 앙각(仰角)을 조정할 수 있도록 되어 있다. 본 실시예의 위성 방송 수신 안테나는 CS 방송용이며, 예를 들면, 동경 124°및 동경 128°상의 2개의 정지 위성으로부터의 방송파를 수신할 수 있도록 되어 있다.
도 4 및 도 5는 컨버터부(12)의 개요를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 컨버터부(12)의 외관 사시도, 도 5는 컨버터부(12)의 측면도이다. 도 4 및 도 5는 피드혼 부분을 덮는 커버를 제외한 것이며, 또한, 외부 몰드 부품을 제외한 것이다.
즉, 본 실시예의 컨버터부(12)는 2개의 정지 위성으로부터의 방송파의 전자파를 각각 수신하기 위한 2개의 도파관(21, 22)을 구비한다. 이들 도파관(21, 22)의 전자파의 수신측에는 피드혼(23, 24)이 형성되어 있다. 그리고, 2개의도파관(21, 22)의 관축 방향 피드혼(23, 24) 측과 반대측에는, 예를 들면 테플론 등의 유전체의 평판으로 구성되는 배선 기판(25)이 설치된다. 배선 기판(25)은 그 평면 방향이 도파관(21, 22)의 관축에 대하여 직교되고, 도파관(21, 22)의 단부면이 배선 기판(25)과 접촉되어 있다. 배선 기판(25)은 실드 케이스(20) 내에 수납되어 있다.
배선 기판(25)의 도파관(21, 22)측의 면을 표면으로 하면, 그 이면측에는 마이크로 스트립 선로에 따른 회로를 구성하기 위한 접지 도체가 설치되어 있다. 그리고, 배선 기판(25) 표면의 도파관(21, 22)의 내부 공간을 향하는 부분에는 도파관(21) 내부 및 도파관(22) 내부에서 각각 전송된 전자파로부터, 수평 편파와 수직 편파를 분리하여 수신하기 위한 프로브부(26 및 27)가 형성되어 있다. 이 프로브부(26 및 27)에 대해서는 후에 상술한다.
그리고, 프로브부(26 및 27)에 의해 수신된 수평 편파 및 수직 편파의 방송 채널의 신호는 배선 기판(25)의 표면 상에 형성된 FET 증폭기에 의해 증폭된 후, 다운 컨버터 회로부(28)에 있어서, 소정의 주파수로 변환되어 커넥터(29)를 통해 텔레비전 튜너 등의 수신 장치로 공급된다. 이 경우에, 텔레비전 튜너 등의 수신 장치로부터의 제어 신호에 의해 필요한 위성 및 편파 신호만이 선택되도록 FET 증폭기가 스위칭 제어되고, 그 선택된 채널군의 신호가 소정의 주파수로 변환되어 커넥터(29)를 통해 텔레비전 튜너 등의 수신 장치로 공급된다.
도 6은 배선 기판(25)의 표면 상에 형성된 프로브부(26 및 27)를 설명하기 위한 도면이다.
즉, 배선 기판(25)의 표면의 프로브부(26)에 있어서는, 도파관(21)의 단부면과 접촉하는 부분에 접지 도체(31)가 형성된다. 이 접지 도체(31)는 관통 구멍(31a)을 통해 이면측의 접지 도체와 접속되어 있다. 또한, 도파관(21)의 관축 중심 O를 통과하고, 상호 직교하는 선 Lx, Ly에 따라서 거의 동일 폭의 2개의 도체 선로(32 및 33)가 배선 기판(25) 상에 설치된다.
2개의 도체 선로(32 및 33)는 배선 기판(25)의 도파관(21)의 내부 공간을 향하는 부분에 그 선단부가 각각 위치하도록 설치된다. 이 도체 선로(32, 33)의 선단은 도 6에 도시된 바와 같이, 도파관(21)의 내부 직경의 반경보다도 약간 짧은 길이로 되어 있다. 이 도체 선로(32, 33)의 배선 기판(25)의 표면의 도파관(21)의 내부 공간에 위치하는 선단 부분이 제1 위성으로부터의 직교 편파 중의 각각 수평 편파 수신용 프로브 P1a 및 수직 편파 수신용 프로브 P2a로 된다.
본 실시예의 경우, 도 6에 도시한 바와 같이 도체 선로(32, 33)의 프로브 P1a 및 프로브 P2a의 부분의 폭 방향의 중심을 연결한 선 L1 및 L2와, 상기 선 Lx, Ly와는 일치하지 않아 프로브 P1a와 프로브 P2a가 상호 이격되도록 오프셋된다.
이 예의 경우, 선 Lx와 선 L1은 평행하고, 또한, 선 Ly와 선 L2는 평행으로 되어 있다. 즉, 프로브 P1a와 프로브 P2a의 오프셋은 평행 이동이며, 그 오프셋량은 각각 Δy 및 Δx로 된다.
또한, 배선 기판(25)의 표면의 프로브부(27)에 있어서는, 도파관(22)의 단부면과 접촉하는 부분에 접지 도체(34)가 형성된다. 이 접지 도체(34)는 관통 구멍(34a)을 통해 이면측의 접지 도체와 접속되어 있다. 또한, 도파관(22)의 관축중심 O를 통과하고, 상호 직교하는 선 Lx, Ly에 따라서 거의 동일 폭의 2개의 도체 선로(35 및 36)가 배선 기판(25) 상에 설치된다.
이들 2개의 도체 선로(35 및 36)는 배선 기판(25)의 도파관(21)의 내부 공간을 향하는 부분에, 그 선단부가 각각 위치하도록 설치된다. 이 도체 선로(35, 36)의 선단은 도 6에 도시된 바와 같이, 도파관(22)의 내부 직경의 반경보다 약간 짧은 길이로 되어 있다. 이 도체 선로(35, 36)의 배선 기판(25) 표면의 도파관(22) 내부 공간에 위치하는 선단 부분이 제2 위성으로부터의 직교 편파 중, 각각 수평 편파 수신용 프로브 P1b 및 수직 편파 수신용 프로브 P2b로 된다.
그리고, 프로브부(26)의 프로브 P1a 및 P2a와 마찬가지로, 이 실시예의 경우, 도 6에 도시한 바와 같이 도체 선로(35, 36)의 프로브 P1b 및 프로브 P2b의 부분의 폭 방향의 중심을 연결한 선 L1 및 L2와, 상기 선 Lx, Ly는 일치하지 않아 프로브 P1b와 프로브 P2b가 상호 이격되도록 각각 Δy 및 Δx만큼 평행하게 오프셋된다.
이 경우, 프로브부(26)의 수평 편파 수신용 프로브 P1a는 도파관(21)의 내부 공간의 좌측 부분에 위치되는 데 반하여, 프로브(27)의 수평 편파 수신용 프로브 P1b는 도파관(22)의 내부 공간의 우측 부분에 위치하게 된다. 이것은 프로브 P1a와 프로브 P1b 각각의 편파 성분의 추출구를 될 수 있는 한 멀리하여 상호 간섭을 적게 하기 위해서이다.
이상과 같이 구성된 각 프로브 P1a, P2a, P1b, P2b에서 수신된 수평 편파 성분 및 수직 편파 성분은 각각, FET 증폭기(41, 42, 43, 44)에 의해 증폭되고, 마이크로 스트립 선로(45, 46, 47, 48)를 통해 다운 컨버터 회로부(28)에 공급되어 소정의 주파수대로 주파수 변환되어 텔레비전 튜너로 출력된다.
이 경우, 도시하지 않지만, FET 증폭기(41, 42, 43, 44)가 텔레비전 튜너 등으로부터의 제어 신호에 따라서 스위치 제어되고, 사용자에 의해 선택된 방송 채널의 신호를 송신하고 있는 위성 및 편파 성분만이 선택된다.
본 실시예의 경우의 프로브 P1a, P2a, P1b, P2b로부터 다운 컨버터 회로부(28)의 부분의 구성의 일례를 도 7을 참조하여 설명한다.
즉, 프로브 P1a로부터 추출된 제1 위성에 대한 수평 편파의 채널군의 신호는 FET 증폭기(41)를 통해 FET 증폭기(49)로 공급되며, 또한, 프로브 P2a로부터 추출된 제1 위성에 대한 수직 편파의 채널군의 신호는 FET 증폭기(42)를 통해 FET 증폭기(49)로 공급된다. 그리고, 프로브 P1b로부터 추출된 제2 위성에 대한 수평 편파의 채널군의 신호는 FET 증폭기(43)를 통해 FET 증폭기(49)로 공급되며, 또한, 프로브 P2b로부터 추출된 제2 위성에 대한 수직 편파의 채널군의 신호는 FET 증폭기(44)를 통해 FET 증폭기(49)로 공급된다.
그리고, FET 증폭기(41∼44)는 상술한 바와 같이, 사용자에 의해 선택된 방송 채널의 신호를 송신하고 있는 위성 및 편파 성분만이 선택되도록 각각 제어 신호에 의해 온·오프된다.
그리고, FET 증폭기(49)의 출력 신호는 주파수 컨버터를 구성하는 믹서(50)로 공급되고, 로컬 발진기(51)로부터의 발진 신호와 승산하여, 소정의 주파수대의 신호로 되고, FET 증폭기(52)를 통해 출력단(53)으로 도출된다. 출력단(53)은 커넥터(29)에 접속되어 있고, 이 출력단(53)에 얻어지는 신호가 텔레비전 튜너 등의 수신 장치로 공급된다.
이상과 같이 도전 선로 도파관 변환기가 구성된 위성 방송 수신 안테나에 있어서의 교차 편파 특성을 다음 비교예의 교차 편파 특성과 함께 설명한다.
우선, 비교예에 대하여 설명한다. 도 8은 이 비교예의 도전 선로 도파관 변환기의 주요부를 나타내는 것으로, 이것은, 도 6의 실시예의 도전 선로 도파관 변환기의 주요부에 대응하는 것이다.
도 6과 도 8의 도전 선로 도파관 변환기의 차이는, 도 6의 도전 선로 도파관 변환기에서는 프로브 P1a, P2a, P1b, P2b의 폭 방향의 중심을 연결한 선 L1, L2가 도파관(21, 22)의 관축의 중심 O를 통과하고, 상호 직교하는 선 Lx, Ly와 일치하여 오프셋하지 않은 점만이다.
그리고, 이하에 설명하는 교차 편파 특성의 측정에 있어서, 예를 들면, 도파관(21, 22)의 내부 직경은 약 17㎜로 되고, 도 6의 실시예의 도전 선로 도파관 변환기에 있어서의 상기 오프셋량 Δx 및 Δy는 0.2㎜로 된 경우이다.
도 9는 측정 결과의 프로브 p1a로부터의 수평 편파 출력에 대한 교차 편파 특성을 나타내는 것으로, 특성 곡선(61)이 도 6의 실시예의 도전 선로 도파관 변환기의 경우, 특성 곡선(62)이 도 8의 비교예의 도전 선로 도파관 변환기의 경우를 각각 나타내고 있다. 또한, 도 10은 측정 결과의 프로브 P2a로부터의 수직 편파 출력에 대한 교차 편파 특성을 나타내는 것으로, 특성 곡선(63)이 도 1의 실시예의 도전 선로 도파관 변환기의 경우, 특성 곡선(64)이 도 8의 비교예의 도전 선로 도파관 변환기의 경우를 각각 나타내고 있다.
이들 도 9 및 도 10으로부터 명백한 바와 같이, 안테나 수신 대역으로서 필요한 12.25㎓ 내지 12.75㎓의 대역에 대해서는, 비교예에 비교하여 본 실시예의 도전 선로 도파관 변환기의 경우에는, 매우 우수한 교차 편파 특성이 얻어졌다.
또 도시는 생략하였지만, 동시에 수평 편파 및 수직 편파에 대한 수신 효율에 대해서도 마찬가지로 비교예와, 본 실시예의 경우에 대하여 검증하였지만, 양자 사이에 뚜렷한 차이는 보이지 않아, 실용 상 손색이 없는 것이 확인되었다.
이상과 같이 하여, 본 실시예에 따르면 평면 배선 기판 상에 수평 편파용 및 수직 편파용의 2개의 프로브를 상호 직교하는 상태에서 설치하더라도, 상호 편파 성분의 혼입이 적어 양호한 교차 편파 특성이 얻어지는 도전 선로 도파관 변환기를 실현할 수가 있다.
종래와 같이, 프로브 P1, P2의 폭 방향의 중심을 연결한 선 L1, L2와, 도파관축의 중심을 통과하는 선 Lx, Ly가 일치하고 있는 경우에는, 교차 편파 특성을 양호하게 하기 위해서 프로브의 폭을 가늘게 하는 등의 방법이 필요하지만, 프로브의 형상을 바꾸는 것은 NF 특성(잡음 지수 특성)의 변화를 야기하기 때문에 교차 편파 특성과 NF 특성의 양쪽을 좋게 하는 것은 곤란하였다.
이것에 대하여, 본 실시예의 도전 선로 도파관 변환기의 경우에는 2개의 프로브 P1a 및 P2a 또는 2개의 프로브 P1b 및 P2b는 그 폭 방향의 중심을 연결한 선 L1 및 선 L2와, 도파관의 관축의 중심을 통과하는 선 Lx, Ly가 불일치하며, 상호 멀리 이격되도록 오프셋되기 때문에, 2개의 프로브 P1a 및 P2a 또는 2개의 프로브P1b 및 P2b의 물리적 거리가 커져 필요한 교차 편파 특성이 얻어지도록 되었다.
그리고, 본 실시예의 도전 선로 도파관 변환기의 경우에는, 직교 배치의 2개의 프로브의 간격이 작아지지 않도록, 프로브를 구성하는 도체 선로의 폭을 적절하게 변화시키는 것도 가능하여 NF 특성도 개선할 수가 있다.
이상의 실시예에서는 직교 배치의 2개의 프로브를, 평행하게 변이시킴으로써 교차 편파 특성이 양호한 도전 선로 도파관 변환기를 실현하도록 하였지만, 도 11에 도시한 바와 같이, 2개의 프로브의 폭 방향의 중심을 연결하는 선 L1과 L2가 이루는 각 θ가 90°보다 커지도록 하여, 2개의 프로브의 근원 쪽의 거리를, 상호 멀어지도록 변이시켜 구성하여도 비교예에 비하여 교차 편파 특성이 양호한 도전 선로 도파관 변환기를 실현할 수가 있다.
또, 상술의 실시예에서는 2개의 위성으로부터의 직교 편파를 각각 수신하기위해 2개의 도파관을 이용하는 경우에 대하여 설명하였지만, 1개의 도파관과, 1조의 프로브를 이용하는 도전 선로 도파관 변환기, 마이크로파 수신용 컨버터, 위성 방송 수신 안테나에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
또한, BS(Broadcasting Satellite) 방송이나, 금후 예정되어 있는 110°CS 방송과 같은 원 편파의 것이어도, 예를 들면 도파관 내부에 설치된 원 편파-직선 편파 컨버터를 이용하여 직교하는 2개의 직선 편파로 변환시키면 본 발명을 동일하게 적용할 수 있는 것은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 평면 배선 기판 상에 제1 직선편파용 및 이 제1 직선 편파에 직교하는 제2 직선 편파용의 2개의 프로브를 상호 직교하는 상태에서 설치하더라도, 상호 편파 성분의 혼입이 적어 양호한 교차 편파 특성이 얻어지는 도전 선로 도파관 변환기를 실현할 수가 있다.
또한, 직교 배치의 2개의 프로브의 간격이 작아지지 않도록, 프로브를 구성하는 도체 선로의 폭을 적절하게 변화시킬 수 있어 NF 특성도 개선할 수가 있다.

Claims (6)

  1. 전송 선로 도파관 변환기에 있어서,
    전자파를 전송하는 도파관;
    상기 도파관의 도파관축에 대하여 직교하도록 설치되고, 상기 도파관의 상기전자파의 입력측과는 반대측에 접촉되는 배선 기판;
    상기 배선 기판 상의 상기 도파관 내부가 되는 부분에 설치되고, 제1 직선 편파의 전자파를 수신하기 위한 제1 프로브; 및
    상기 배선 기판 상의 상기 도파관 내부가 되는 부분에 설치되고, 상기 제1 직선 편파에 직교하는 제2 직선 편파의 전자파를 수신하기 위한 제2 프로브
    를 포함하되,
    상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브는 상기 도파관축의 중심을 통과하고 상호 직교하는 2개의 선 중 한 쪽 및 다른 쪽 선을 따라 배치되고, 상기 제1 및 제2 프로브의 폭 방향의 중심을 연결한 선과 상기 2개의 선의 각각은 불일치 되며, 상기 제1 프로브와 상기 제2 프로브가 상호 이격되도록 상기 배선 기판 상에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 전송 선로 도파관 변환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브는 상기 도파관축의 중심을 통과하고 상호 직교하는 2개의 선 중 한 쪽 및 다른 쪽 선의 위치를 적어도 그 일부에 포함하도록 상기 배선 기판 상에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 전송 선로 도파관 변환기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브의 중심선 각각은 상기 도파관축의 중심을 통과하고 상호 직교하는 2개의 선 중 한 쪽 및 다른 쪽 선과 평행함과 동시에, 상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브는 상기 도파관축의 중심을 통과하고 상호 직교하는 2개의 선 중 한 쪽 및 다른 쪽 선의 위치를 포함하도록 상기 배선 기판 상에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 전송 선로 도파관 변환기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브의 중심선이 이루는 각이 90°보다 큰 것을 특징으로 하는 전송 선로 도파관 변환기.
  5. 마이크로파 수신용 컨버터에 있어서,
    전자파를 전송하는 도파관;
    상기 도파관의 도파관축에 대하여 직교하도록 설치되고, 상기 도파관의 상기 전자파의 입력측과는 반대측에 접촉되는 배선 기판;
    상기 배선 기판 상의 상기 도파관 내부가 되는 부분에 설치되고, 제1 직선 편파의 전자파를 수신하기 위한 제1 프로브;
    상기 배선 기판 상의 상기 도파관 내부가 되는 부분에 설치되고, 상기 제1 직선 편파와 직교하는 제2 직선 편파의 전자파를 수신하기 위한 제2 프로브;
    상기 제1 프로브에 수신된 상기 제1 직선 편파의 신호 또는 상기 제2 프로브에 수신된 상기 제2 직선 편파의 신호를 소정의 주파수대로 다운 컨버트하는 다운 컨버터 회로부;
    상기 제1 프로브에 수신된 상기 제1 직선 편파의 신호를 증폭시킴과 동시에, 상기 증폭된 신호의 상기 다운 컨버터 회로부로의 출력의 온·오프 제어를 행하는 제1 증폭기; 및
    상기 제2 프로브에 수신된 상기 제2 직선 편파의 신호를 증폭시킴과 동시에, 상기 증폭된 신호의 상기 다운 컨버터 회로부로의 출력의 온·오프 제어를 행하는 제2 증폭기
    를 포함하되,
    상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브는 상기 도파관축의 중심을 통과하고 상호 직교하는 2개의 선 중 한 쪽 및 다른 쪽의 선을 따라 배치되고, 상기 제1 및 제2 프로브의 폭 방향의 중심선과 상기 2개의 선의 각각은 불일치 되며, 상기 제1 프로브와 상기 제2 프로브가 상호 이격되도록 상기 배선 기판 상에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 수신용 컨버터.
  6. 위성 방송 수신 안테나에 있어서,
    위성으로부터 송출되는 전자파를 반사시키는 반사경; 및
    상기 반사경에 반사된 전자파를 수신하고, 상기 전자파의 주파수대를 소정의 주파수대로 다운 컨버트하는 마이크로파 수신용 컨버터
    를 포함하고,
    상기 마이크로파 수신용 컨버터는
    상기 반사경으로 반사된 전자파를 전송하는 도파관;
    상기 도파관의 도파관축에 대하여 직교하도록 설치되고, 상기 도파관의 상기 전자파의 입력측과는 반대측에 접촉되는 배선 기판;
    상기 배선 기판 상의 상기 도파관 내부가 되는 부분에 설치되고, 제1 직선 편파의 전자파를 수신하기 위한 제1 프로브;
    상기 배선 기판 상의 상기 도파관 내부가 되는 부분에 설치되고, 상기 제1 직선 편파에 직교하는 제2 직선 편파의 전자파를 수신하기 위한 제2 프로브;
    상기 제1 프로브에 수신된 상기 제1 직선 편파의 신호 또는 상기 제2 프로브에 수신된 상기 제2 직선 편파의 신호를 소정의 주파수대로 다운 컨버트하는 다운 컨버터 회로부;
    상기 제1 프로브에 수신된 상기 제1 직선 편파의 신호를 증폭시킴과 동시에, 상기 증폭된 신호의 상기 다운 컨버터 회로부로의 출력의 온·오프 제어를 행하는 제1 증폭기; 및
    상기 제2 프로브에 수신된 상기 제2 직선 편파의 신호를 증폭시킴과 동시에, 상기 증폭된 신호의 상기 다운 컨버터 회로부로의 출력의 온·오프 제어를 행하는 제2 증폭기
    를 포함하되,
    상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브는 상기 도파관축의 중심을 통과하고 상호 직교하는 2개의 선 중 한 쪽 및 다른 쪽 선을 따라 배치되고, 상기 제1 및 제2 프로브의 폭 방향의 중심선과 상기 2개의 선의 각각은 불일치 되며, 상기 제1 프로브와 상기 제2 프로브가 상호 이격되도록 상기 배선 기판 상에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 위성 방송 수신 안테나.
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