JPH01243601A - アンテナ給電回路 - Google Patents

アンテナ給電回路

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JPH01243601A
JPH01243601A JP7119888A JP7119888A JPH01243601A JP H01243601 A JPH01243601 A JP H01243601A JP 7119888 A JP7119888 A JP 7119888A JP 7119888 A JP7119888 A JP 7119888A JP H01243601 A JPH01243601 A JP H01243601A
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陽次 礒田
Moriyasu Miyazaki
守泰 宮崎
Shuzo Ishida
石田 修三
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はマイクロ波帯、ミリ波帯で用いられる、指向
方向を変化させることができるアンテナの給電回路に関
するものである。
〔従来の技術〕
第7図は例えば官憲−著「衛星通信工学」(昭和44年
6月%1版発行、昭和49年改訂g!I2刷発行)の2
56頁〜269頁に示された、指向方向を変えることが
できるアンテナの従来の給電回路の一例を示す概略図で
ある。図において、ltl 、 tslはそれぞれ第1
1第2の円形導波管、(2)はテーパ導波管、(4)は
方形導波管、(6)は結合孔、161 I′iアイリス
、(7)はマジックT 、 (81、(9+はそれぞれ
マジックT(7)のH分岐、E分岐である。第1の円形
導波管il+は高次モードが伝搬可能なオーバサイズ導
波管。
第2の円形導波管(3)は基本モードのみ伝搬可能な基
本モード導波管となるように直径が選ばれている。第1
の円形導波W +11はホーンに接続され、第2の円形
導波管(3)は通信用送・受傷機に接続されて使用され
る。
次に動作について説明する。アンテナの指向方向が目的
物からずれた場合、第1の円形導波管+11には基本モ
ードであるTE11モードの他に高次モードであるTM
o1モードが発生する。このTMo1モードは第1の円
形導波管illの上下に設けた結合孔(6)を介して方
形導波管(4)に結合し、マジックT(7)で合成され
H分岐(8)からとり出すことができる。
結合孔(6)を介してTE11モードも結合するが、こ
のモードはマジックTで合成されてE分岐(9)にとり
出され、H分岐(8)には結合しない。このように、H
分岐(8)からはTMQIモードのみがとり出される。
アイリス(6)は衛星通信の場合のビーコン同波数のみ
通過する帯域通過フィルタを形成している。H分岐(8
)からとり出されたTMQIモード波を追尾受信機に入
力し、追尾信号を得る。この追尾信号に従いアンテナを
機械的に駆動し、指向方向を修正することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、従来のアンテナ給電回路では、とり出した高次
モードから追尾信号を得るために通信用の送・受信機と
は別に追尾受信機が必要であり、そのため高価になると
いう問題があった。また、得られた追尾信号をもとにア
ンテナを機械的に駆動するためアンテナ装置が大形で重
量が重くなるという課題があった。
この発明はこのような課題を解消するためになされたも
ので、電気的に指向方向を変化させることができるアン
テナの給電回路を得ることを目的とする。
次 〔ill!題を解重するための手段〕 この発明に係るアンテナ給電回路は、例えばストリップ
線路で構成される高次モード発生器をアンテナ側のオー
バサイズ導波管に設け、送・受信機側の基本モードのみ
伝搬可能な導波管き結合する同軸導波管変換器と上記高
次モード発生器とを可変減衰器″ft挿入した同軸ケー
ブルで接続するようにし友ものである。
〔作用〕
この発明においては、例えば送信の場合には送信機から
の電力の一部を導波管からとり出し、ストリップ線路で
構成される高次モード発生器に入力すると、オーバサイ
ズ導波管中にストリップ線路のモードが励振される。こ
のモードがTEoモードと合成されると、オーバサイズ
導波管の端面での電界の最大位置に導波管の中央から管
壁側に移動する。このため、アンテナを機械的に回転さ
せなくても指向方向を変化させることができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。′#
S1図はこの発明の一実施例によるアンテナ給電回路の
概略斜視図である。図において、 (108)。
(10b)は高次モード発生器、(l1m)−(llb
)は同軸導、 波管i換a、(12m)−(12b) 
td可変減衰器、a渇は同軸ケーブルであり、(11〜
(3)は第7図と同じものである。高次モード発生器(
10m)−(10b)は円形導波管illの周囲に18
0°の相対角反位置?なすように設けられている。また
、同軸導波管変換器(l1m)、 (11b)は円形導
波c#(31に設けられており、上記高次モード発生器
(10m)−(10b)と上記同軸導波管変換器(l1
m)、 (llb)は可変減衰器(12a)−(12b
) k介して同軸ケーブル03iで接続されている。
第2図(、)は高次モード発生器(10)を一部破断し
て示す概略構成斜視図で、同図(b) 、 (C)はそ
れぞれ第2図(、)の1B−IIB線及びnc −ti
c線における断面図であり、図において、−6α5)は
それぞれ@1及び第2のストリップ線路、p1〜D4は
ダイオード、α−klスルーホール、αηはコンデンサ
ー、pにダイオードDI−D4に印加するバイアス電圧
用端子である。
第1のストリップ線路Q4)ではストリップ導体(18
a)。
(18t+)で、第2のストリップ線路aωではストリ
ップ導体(19a)、(19b)でコプレナー線路を構
成しており、ストリップ導体(18a)及び(18b)
にはそれぞれ同軸線路(1国の内導体及び外導体が接続
されている。そして、その近傍に設けられたスルーホー
ル(161はストリップ導体(18a)と(19g)及
び(18t+)と(19b) iそれぞれ接続しており
、ダイオードD1.D2はスルーホールαdから使用周
波数における174波長の位置に設けられている。また
、ダイオードD3@ D4は両ストリップ線路(141
# (+51の円形導波管側の端部に設けられている。
両ス) IJツブ線路Hと05)とは誘電体基板の表と
裏に設けられており、その線路長は第2のス) IJツ
ブ線路α目の方が1/2波長長くなっている。第2図(
、)では両ス) IJツブ線線路色(151の間に結合
を防止するための地導体を設けているが、地導体を設け
ない場合でも同様に動作する。
次に、このアンテナ給電回路の動作を送信の場合につい
て説明する。81図に示すように、基本モード導波管(
3)から送信電力の一部を同軸導波管質(!J!器(l
1m)= (llb)で取り出し、可変減衰器C12m
)。
(12b)を介して高次モード発生器(10g)−(1
0b)に入力する。高次モード発生&I Qos)e 
(10b)においては、ダイオードDie D2はスル
ーホールa0から1/4波長の位置に設けられているの
で、例えば、ダイオードD2を導通(ON)の状態にす
れば第2のストリップ線路(151はスルーホールα機
の位置で開放(OPEN)となり、同軸ケーブルQ3か
らの電力は第2のス) IJJツブ路051の影響を受
けずに@1のストリップ線路04に伝送される。逆にダ
イオードDIをONとすれば、gIJlのス) IJJ
ツブ路(141が0PENとなり、電力は第2のストリ
ップ線路α均に伝送される。このように、ダイオードD
1.D2のON、 OFFによりストリップ線路への電
力を両ス) IJツブ線線路色(I6)との間で切り換
えることができ、かつ、両ストリップ線路(I(4)と
05)は長さが1/2波長異なるので、線路の端での電
界に180@の位相差を与えることができる。このとき
、ダイオードD3.D4dOFFとしておく。
9!13図は第1の円形導波管+11内の電界の振幅分
布を示し念もので、同図(、)はダイオードD2をON
にして第1のストリップ線路(14)を経由して伝送し
た場合、同図(b)はダイオードD1を”ONにして第
2のストリップ線路−を経由して伝送した場合である。
@3図の電界のし幅分布図において、実線はTEI l
モード、破線はス) IJJツブ路から結合した第1の
円形導波管fi+の高次モード、−点鎖線はTE11モ
ードと高次モードとの合成した結果を示している。なお
、@4図に円形導波管の基本モードと高次モードのぼ界
分布を示す。同図(、)はTE!1モード、同図(b)
はストリップ線路から結合する高次モードで、これは同
図(c)のTMυ1モードと同図(d)のTE21モー
ドの合成と考えることができる。
9J13図(、)において、第1のストリップ線路(1
4のモードが第1の円形導波管11+に結合すると第1
の円形導波管(1)内の電界最大位置はy−oの位置か
らy−+y1に移動する。又、第3図(b)ではy=−
ylに移動する。さらに、可変減衰器(12a) 、(
12b)を調整すればストリップ線路−99ω上の電界
強度が変化し、ylの大きさを連続的に変化させること
ができ、ホーンから放射される電力のピークの位tti
’iy軸上で+y1から−ylの任意の位置に変化させ
ることができる。
今までの説明ではダイオードD3. D4はOFFとし
ていたが、ダイオードD2 i ONの状態で高次モー
ド発生器(10m)の下側のダイオードD3及び高次モ
ード発生器(10b)の上側のダイオードD3をONと
すれば、円形導波管(1)内にtI′i第5図(b)の
ような高次モードが励振される。このモードは第5図(
c)のTEo、モードと同図(d)のTE 21モード
の合成と考えることができる。この場合は@3図と異な
り、X軸上での電界最大位置が移動する。上述の説明と
は逆に、高次モード発生器(10m)の上側のダイオー
ドD3および高次モード発生# (10b)の下側のダ
イオードD3をONとするか、あるいはダイオードD3
は上述の状態にしておき、ダイオードDIをONの状態
とすれば、X軸上での電界最大位置が逆の方向に移動す
る。可変減衰器(12m)−(12b)を調整すれば、
任意の位置に電界最大位置を設定することができる。
このように、ダイオードD1〜D4をoNpOFFする
ことにより第1の円形4波管+11の電界最大位置せる
ことができる。
一方、受信の場合には、アンテナの指向方向が目的物か
らずれると第1の円形導波管fil内には、TE11モ
ードの他に高次モードであるTMQIモード。
TE21モードおよびTEQ lモードが発生する。こ
のうち高次モードのみが高次モード発生器(10a)、
 (10b)のストリップ線路に結合し、同軸モードに
変換され、可変減衰器(12a)、 (12b) 、同
軸導波管変換器(l1m)(llb)(llb)を介し
て円形導波管(3)に結合する。
従って、受信機の受信レベルが最大となるように、送信
の場合と同様にダイオードDi −D4及び可変減衰器
(12m)= (12b)を調整することにより、指向
方向を目的物の方向に1−正することができる。
なお、今までの説明は送信の場合を先に行ったが、実際
の運用では受信状態でダイオードD1〜D4.可変減衰
器(12a)−(12b)を調整して指向方向のずれを
検出し、その状態を保ったまま送信すればアンテナの正
面方向と異なる方向に目的物が存在しても最大の電力を
目的物に対して伝送することができる。
また、可変減衰器(12a)、 (12b)としてデジ
タル減哀器會用いればダイオードD1〜D4の切り換え
及び可変減衰器(12a)、 (12b)の調整はデジ
タル計算機を用いて行うことができるので、あらかじめ
設定ことができる。
第6図はこの発明の他の実施例を示したもので、gS1
図と同じものを周方向に90度毎に配置したものである
。この場合は直交する′2偏彼に対し別別に指向方向′
ft修正することができる。ただし、このときには、交
さ偏波の結合をさげるため、高次モード発生器(10a
)〜(10d)の軸長をIA波長の整数倍とする必要が
ある。
なお、以上の実施例において、可変減衰器の中に増幅器
を内蔵しておけば、同軸導波管変換器からの出力が小さ
い場合でも大きな電力を高次モード発生器に人力するこ
とができ、指向方向の修正範囲を大きくすることができ
る。また、上記実施例では円形導波管を用いる場合につ
いて述べたが、この発明はこれに限らず、正方形導波管
を用いた場合にも適用できる。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、高次モード発生器と可
変減衰器と、同軸導波管変換器とを組み合わせた給電回
路を用いることにより、電気的にアンテナの指向方向f
!:変化させることができるので、アンテナの機械的駆
動装置が不要となり、アンテナ装置の小形、軽量化が図
れる。また追尾受信機が不要となり、低価格化が図れる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例になるアンテナ給電回路を
示す概略斜視図、第2図(、)はこの実施例における高
次モード発生器を一部破断して示す概略構成斜視図、第
2図(b) # (C)はそれぞれ同図(1)のIIB
−■B、■C−■C線での断面図、第3図はこの実施例
における第1の円形導波管内の電界の眼幅分布を示す図
、@4図および第5図はそれぞれこの実施例の一使用形
態および他の使用形態における円形導波管内の基本モー
ドと高次モードと電界分布を説明するための図、第6図
はこの発明の他の実施例を示す概略斜視図、第7図は従
来のアンテナ給電回路を示す概略斜視図である。 図において、(1)は第1の導波管、(2)はテーパ導
波管、(3)は第2の導波管、(10m)−(10b)
、(10c)−(10d)は高次モード発生器、(l1
m)−(llb)−(llc) 。 (lid)Vs、同軸導波管変換器、(12m)−(1
2b)−(12c)−(12d)は可変減衰器、Q31
は同軸ケーブルである。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)通信用の送信機または受信機とアンテナとをつな
    ぐアンテナ給電回路において、 上記アンテナ側に設けられ高次モードを伝搬し得る第1
    の導波管およびこの第1の導波管にテーパ導波管を介し
    て上記送信機または受信機に接続され基本モードのみを
    伝搬する第2の導波管と、一端が上記第1の導波管に結
    合して設けられ上記第1の導波管中に高次モードを発生
    し得る高次モード発生手段と、 この高次モード発生手段の他端に一端が接続された同軸
    ケーブルの他端を上記第2の導波管に結合する同軸導波
    管変換器と、 上記同軸ケーブルの途中に設けられた可変減衰器とを備
    えたことを特徴とするアンテナ給電回路。
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