JPH0267001A - 偏波面切換器及びその製造方法 - Google Patents

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］ 本発明は、フェライトのファラデー効果を利用した偏波
面切換器及びその製造方法に関し、更に詳しくは、フェ
ライト棒の外側にコイルを設け、その外側にフェライト
材を設けて一体焼成し閉磁路構造とした偏波面切換器及
びその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 偏波面切換器は、直線偏波で進行する電磁波の偏波面を
フェライトのファラデー効果を利用して回転させる装置
である。この種の装置は、例えば衛星放送受信システム
の一部としてパラボラアンテナで集めた受信波（各チャ
ンネル毎に偏波面が９０度傾いている）のうち、所望の
チャンネルの受信波のみを通過させるため等に用いられ
ている。

従来の偏波面切換器は、導波管内にフェライト棒を挿入
し、導波管の外側にコイルを設けただけの構造をなし、
コイルに一定の電流を流し続けることによってフェライ
ト棒に所定の磁界を印加し、進行する電磁波の偏波面を
回転させている。偏波面の切り換えは、逆向きの電流を
供給し、続けることによって行う。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の装置は、上記のようにフェライト棒の外側にコイ
ルを巻き付けただけの構造であるから開磁路構成であり
、そのためコイル電流を流すとフェライト棒の内部に反
磁界が発生する。

この反磁界によって内部の磁界が減少するから、使用中
かなり大きなコイル電流を常時供給してフェライト棒に
印加される磁界を所定の値に保ち続ける必要がある。

これらの理由で従来の’Ａ　Ｍでは省電力化し難く、発
熱も大きくなる欠点があった。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、消費電力が少なく発熱の問題も生じないようなファラ
デー効果を利用した一体構造の偏波面切換器及びその製
造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成できる本発明は、フェライト棒に磁界
を印加し、そのファラデー効果を利用して進行してくる
電磁波の偏波面を回転させる偏波面切換器において、中
心に位置するフェライト棒と、それを取り囲み導波管と
なる導電体層と、その外側に設けられるコイルと、更に
その外側を覆うフェライト材とを具備し、全体が一体化
されて閉磁路構造をなしている偏波面切換器である。

また本発明方法は、フェライト棒焼結品の外面に導電体
層を形成し、その外側に絶縁層を設け、その上にコイル
を形成し、更にそれらの外側をフェライト材で覆い、低
温焼成して一体化する偏波面切換器の製造方法である。

フェライト棒としては、例えば抵抗が高くマイクロ波用
に適しているリチウム系フェライト等が好ましい。導電
体層は銀または銅等のペーストで形成する。コイルは線
材を巻き付けて形成してもよいし、導電体パターンによ
って形成してもよい。外側に位置するフェライト材は、
必ずしもコイル部分を完全に覆わなくてもよいが、少な
くともフェライト棒の両端部で連続し閉磁路となるよう
に設ける。

［作用］ 本発明ではフェライト棒の外面に形成された導電体層が
導波管として機能する。内部に位置するフェライト棒部
分と外側に設けられたフェライト材とが両端で連続して
閉磁路構造をなしているから反磁界は発生しない。この
ためＢ−Ｈカーブ（磁気ヒステリシス曲線）は立った形
になり、その角形性を利用すると偏波面を切り換える際
にのみ電流を流せば後は残留磁化によって所定のファラ
デー回転が得られ、通常動作時における電力の供給は不
要となる。また偏波面回転角の微調整骨を考慮したとし
ても、通常の動作時には掻く僅かな電流の供給で済む。

［実施例］ 第１回は本発明に係る偏波面切換器の一実施例を示す断
面図である。この偏波面切換器は、衛星放送受信システ
ムにおいて受信用パラボラアンテナ等に取り付けられ、
進行する電磁波の偏波面をファラデー効果を利用して回
転させるものである。

偏波面切換器１０は、中心に位置するフェライト棒１２
と、それを取り囲み導波管となる導電体層１４と、その
外側に絶縁体１４を介して設けたコイル１８と、更にそ
の外側を覆うフェライト材２０を具備している構造であ
る。

ここで本発明の特徴は、上記のようにフェライト棒１２
に巻き付けられているコイル１８がフェライト材２０に
埋設され、全体が一体化されてフェライト棒１２とフェ
ライト材２ｏとを通る閉磁路構造をなすように構成した
点である。

フェライト棒１２の両端にはインピーダンス整合等の目
的のため誘電率が数〜十数程度のセラミックス誘電体か
らなる入力変換器２２と出力変換器２４とが取り付けら
れる。また偏波面切換器１０の入口側にはアンテナ方向
を向くホーン２６が取り付けられ、出力側の導波管２８
は低雑音増幅器に接続される。なお出力変換器２４中に
は不要の電磁波を吸収させるための抵抗体３０が挾み込
まれる。

このような偏波面切換器は、第２図に示すような工程に
よって製造できる。まず所定寸法のフェライト棒１２を
用意する。このフェライト棒１２は焼結晶であり、抵抗
が高くマイクロ波用に適しているリチウム系フェライト
等を用いる。その外径はホーン２６の基端径や出力側導
波管２８の内径に合致させる。長さは従来のものと同し
であってよい、このフェライト棒１２の外周面に導電体
層１４を形成する。この導電体層１４は、例えば銀或い
は銅等のペーストを塗布したものである（第２図Ｂ）、
このペーストは後の絶縁層を形成する前に焼付けてもよ
いが、焼付けなくてもよい。なお両側に位置する導波管
に対して完全に遮断されていると損失が多くなるため、
図示のように部分的に導通可能とするのが望ましい。そ
してその上に更に絶縁層１６を形成する。絶縁［１６の
形成は、絶縁ソートを巻き付けることで形成してもよい
し、絶縁材を塗布あるいはメツキすること等により形成
してもよい。その外側にコイル１８を設ける。コイル１
８は、耐熱性金属或いは合金からなる線材を巻付けたも
のでもよいし、そのような金属（合金）からなるコイル
パターンによって形成したものでももよい（第２図Ｃ）
。

そしてそれらの外側をフェライト材２０で覆い、内部の
コイル１８等を損傷しないように７００〜１０００℃程
度の比較的低温で焼成し一体化する。外側を覆うフェラ
イト材２０は、そのような低温焼成に適した材料（例え
ば焼成助剤としてＢｉｇ　○、やＶｚＯｓ等を入れたり
、ガラス質物質を含むもの等）を選択する。

マイクロ波用リチウム系フェライト材料の場合、閉磁路
構造だとＢ−Ｈカーブは第３図Ａに示すようになり、角
形で立った形状となる。それに対して従来技術のような
単なる棒状の開磁路構造だと第３図Ｂに示すようにＢ−
Ｈカーブはかなり傾斜してしまう。

本発明においては、例えば所定のファラデー回転を得る
ためにＢａという磁束密度が必要であるとすると、最初
に電流を流して一旦Ｈａだけの磁界をかければ後はｘｉ
を供給しなくてもよい。また同様にＢｂという磁束密度
が必要であるならば、その時に逆向きにコイル電流を供
給してＨｂだけの磁界をかけ、その後はコイル電流は零
でよい、つまり必要な磁束密度がＢａであっても、ある
いはＢｂであっても、外部から供給する磁界は零でよく
、切り換えの際のみに必要な電流を流せば後は電流を供
給する必要はない。

それに対して第３図Ｂに示すような従来技術では、Ｂａ
という磁束密度が必要であるならばＨｃという磁界をか
けなければならず、そのため常時コイル電流を供給し続
ける必要がある。

また逆にＢｂという磁束密度が必要な場合には、磁界Ｈ
ｄを印加するため常時それに対応した逆向きのコイル電
流を供給し続けなければならない。

つまり本発明では原理的には偏波面を切り換える時のみ
電流を流せばよいことになり、また供給する磁界も小さ
くてよいから、省電力化できるしコイルターン数も少な
くて済む。このため導電体パターンによるコイルの形成
も可能となる。

また本発明では必要な磁束密度がＢａ或いはＢｂから多
少ずれている場合でも僅かな電流を流すだけでそれらの
微調整を行うことが可能である。

使用可能なフェライト材料としては、前記リチウム系フ
ェライトの他、ニッケルー亜鉛系フェライト材等もある
。コイルとして線材を巻き付ける場合には、導電体の周
囲に絶縁体を配置した耐熱性線材を用いれば絶縁体層を
設けなくてもよい。

［発明の効果〕 本発明は上記のように中心に位置するフェライト棒の外
側に導電体層とコイルを設け、更にその外側をフェライ
ト材で覆って一体化し、フェライト棒と外側のフェライ
ト材とが両端部で連続した閉磁路構造をなしているから
、反磁界が発生せずＢ−Ｈカーブは立った形状になるた
め、偏波面を切Ｊ３換える時のみコイル電流を供給すれ
ば、後はＴ１′ｌＪＬを供給せずに済むし、供給する場
合でも極く僅かなものでよく、省電力化を図ることがで
きると共に発熱を低減できる効果がある。

また偏波面を切り換える場合でも、Ｂ　−Ｈカーブが立
っているため従来技術よりも小さな電流で済む。

更に僅かな電流を供給し続けるようにすれば偏波面切換
え角度の微調整も可能であり、従って単一種類の偏波面
切換器でも偏波面切換え角度が僅かに異なる広い地域で
の使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る偏波面切換器の一実施例を示す断
面図、第２図Ａ−Ｄはその製造工程の一例を示す説明図
、第３図ＡはそのＢ−Ｈカーブの説明図、第３図Ｂは従
来技術のＢ−Ｈカーブの説明図である。 Ｉ０・・・偏波面切換器、Ｉ２・・・フェライト捧、１
４・・・導電体層、１６・・・絶縁層、１日・・・コイ
ル、２０・・・フェライト材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．フェライト棒に磁界を印加し、そのファラデー効果
   を利用して進行してくる電磁波の偏波面を回転させる偏
   波面切換器において、中心に位置するフェライト棒と、
   それを取り囲み導波管となる導電体層と、その外側に設
   けられるコイルと、更にその外側を覆うフェライト材と
   を具備し、全体が一体化されて閉磁路構造をなしている
   ことを特徴とする偏波面切換器。
2. ２．フェライト棒焼結品の外面に導電体層を形成し、そ
   の外側に絶縁層を設け、その上にコイルを形成し、更に
   それらの外側をフェライト材で覆い、低温焼成して一体
   化することを特徴とする偏波面切換器の製造方法。