JPH0327601A

JPH0327601A - 偏分波器

Info

Publication number: JPH0327601A
Application number: JP16170789A
Authority: JP
Inventors: Mitsumoto Iida; 飯田　光元
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 1991-02-06

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〕本発明は別々の導波管を伝送される異なった周波数帯の
２つの信号を、１つの円形導波管を伝送する互いに直交
した２つの直綿偏波信号に変換する偏分波器に関する。

〔従来の技術〕

衛星通信においては、地球局から衛星に向けて送信する
アップリンクの周波数と衛星からの電波を地球局で受信
するダウンリンクの周波数は、例えば６０Ｈ２帯と４　
Ｇ　Ｈ　ｚ帯のように離れた周波数帯が用いられている
。更に、送信と受信との信号の分離を容易にするため、
アンプリンクとダウンリンクの信号は互いに直交した偏
波が使用され、インテルサット衛星の４／６ＧＨ２帯で
はそれぞれ右旋および左旋の円偏波が用いられでいる。

第４図は円偏波を使用ずる従来のカセグレンアンテナの
一次放射器の一構威例を示す斜視図で、円錐ホーン１と
９０゜移相板による円偏波発生器２と偏分波器３とから
構威されている．第４図において、入力端子４に加えられた送信信号１０
０は偏分波器３の円形導波管部から垂直偏波信号１０１
として円偏波発生器２に送られる。

円偏波発生器２には板に平行な偏波と垂直な偏波とで９
０”の移相差を生ずる９０″移相板５が４５＠傾斜して
設けられており、垂直偏波信号１０１は左旋円偏波信号
１０２として円錐ホーン１から放射される。図外の副反
射鏡からの反射波は進行方向が反対の右旋円偏波信号１
０３となり、円偏波発生器２を通過すると水平偏波信号
１０４となる．受信信号を取り出す分岐導波管６は送信
信号を反射させるフィルタを含んでおり、更に入力端子
４は水平偏波信号を通過できないので水平偏波信号１０
４は全反射して再び円偏波発生器２に送られ送信波１０
２とは逆旋回方向の右旋円偏波成分１０５となって再放
射される．従って、円偏波発生器２の特性を改善するだ
けでは楕円偏波率を良くすることはできない。

受信の場合も同様であり、右旋円偏波の入射波２００は
、円偏波発生器２によって水平偏波信号２０１となり、
分岐導波管６のフィルタを通過して出力端子から受信信
号２０２として出力される。

一方、入射波２００と直交する左旋円偏波入力２０３は
円偏波発生器２で垂直偏波信号２０４となり、分岐導波
管６とは結合がな＜６ＧＨ２帯の導波管は通過できない
ので、そのまま全反射して左旋円偏波信号２０５として
再放射され、その一部が副反射鏡からの反射波２０６と
して再受信され、出力端子に干渉信号２０７として現れ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

インテルサットのＶ号系衛星の４／６Ｃ；Ｈ２帯では、
直交する右旋円偏波は左旋円偏波で別々の情報を伝送し
、周波数を二重に利用する直交偏波による周波数再利用
方式が採用され、この衛星を利用する４／６ＧＨ．帯の
地球局アンテナは、その地球局が直交両偏波を共に送受
する場合はもちろんであるが、例えその地球局が両偏波
を使用せず従来通り単一偏波のみを送受する場合でも、
楕円偏波率の良好なことが要求される．単一偏波のみを
送受する第４図に示した従来の一次放射器の楕円偏波率
を改善する第１の要点は円偏波発生器の特性の改善であ
るが、上述したように、副反射鏡などからの反射波によ
って楕円偏波成分を発生し、円偏波発生器の特性改暮の
みでは良好な楕円偏波率を得ることができない．特に直
径の小さいカセグレンアンテナでは副反射鏡からの反射
が大きく、これを抑圧する有効な手段がない．これを解決する一つの方法は、直交両偏波送受信用に設
計された第５図の直交偏波結合器を使用し、使用しない
偏波の入出力に無反射終端器１０．１０’及び１１を接
続することである。この場合、６０Ｈ．帯送信信号の副
反射鏡からの反射波１０４は、６ＧＨ２帯直交偏波結合
器１２の分岐導波管１３を経て無反射終端器１１で吸収
されて殆ど反射が無くなるので右旋円偏波の放射は無く
楕円偏波率を劣化させない。又、４Ｃ；Ｈ２＃の左旋円
偏波入力２０３による垂直偏波信号２０４は、４ＧＨ２
帯直交偏波結合器１４の垂直偏波分岐導波管１５．１５
’に結合され無反射終端器１０．１０’に吸収されて殆
ど反射を生じない．従って、第４図の左旋円偏波の再放
射成分２０５は微少となり、副反射鏡からの反射波２０
６は無視でき、干渉信号２０７は無くなる，４Ｃ；Ｈ．
帯の入射波２００は水平偏波分岐導波管１６．１６’に
結合され、線図で示す導波管ＩＴ，１７’を経てハイブ
リッドｌ８で合或されて出力信号２０８となる。この方
法は良好な楕円偏波率が得られるが４ＧＨ２帯直交偏波
結合器１４の構造が複雑で形状も大きくなる問題がある
．本発明の目的は、上述した問題を除去し、構造が簡単で
使用しない偏波成分を吸収し、副反射鏡からの反射があ
っても楕円偏波率の良いアンテナ一次放射系を構威する
ことのできる偏分波器を提供することにある．〔課題を解決するための手段〕本発明の偏分波器は、高低２つの周波数帯の信号を伝送
する第１の円形導波管と、この第１の円形導波管の一端
にインピーダンス変成部を介して互いに中心軸が一致す
るように接続され前記高周波数帯の信号のみを伝送する
第２の円形導波管と、前記インピーダンス変成部に近い
管壁に設けられた管軸方向のスリットによって前記第１
の円形導波管と結合され前記低周波数帯の信号を通過し
前記高周波数帯の信号を反射するフィルタを含み前記低
周波数帯の信号を伝送する方形の分岐導波管と、前記ス
リットと反対側の管壁で円周方向の磁界成分による磁界
結合もしくは半径方向の電界成分による電界結合によっ
て前記第１の円形導波管と結合され前記低周波数帯の信
号を通過し前記高周波数帯の信号を反射するフィルタ及
び無反射終端器から威る選択性吸収負荷と、前記第２の
円形導波管に接続され前記第２の円形導波管を伝送する
直交した２つの直線偏波信号の一方を方形導波管に伝送
し他方を吸収減衰させる変換導波管とを備えることによ
って構威される。

〔作用〕

この構威によれば、高．低各周波数帯の使用しない偏波
成分を吸収することができ、副反射鏡からの反射が多い
小形カセグレンアンテナの一次放射器に適用できる。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例の斜視図、第１図
（ｂ）は断面図であり、４，６Ｃ；Ｈ２帯を伝送できる
第１の円形導波管２０と、ステップ状のインピーダンス
変威部２１を介して接続され６ＧＨｚ’？ｔＦのみを通
過する第２の円形導波管２２と、第１の円形導波管２０
に結合され４ＣＩ｛２帯の水平偏波を分岐する分岐導波
管２３と、これと反対側に設けられ円周方向磁界成分Ｈ
φによるループ結合により４ＧＨ２帯の垂直偏波を吸収
する選択性吸収負荷２４と、６ＧＨｚ帯の垂直偏波を方
形導波管に伝送し水平偏波を吸収する抵抗板を備えた変
換導波管２５とで構威されている。

４ＧＨ２帯の水平偏波信号は第１の円形導波管２０のイ
ンピーダンス変成部２１に近い下側の管壁に設けられた
管軸方向のスリット２６により分岐導波管２３に結合さ
れ、帯域フィルタ部２７を通過して４ＧＨ２出力端子２
８に伝送される．円形導波管の水平偏波基本モードは、
選択性吸収負荷２４の結合ループ２９が設けられている
円形導波管の上側の管壁付近では円周方向の磁界成分Ｈ
φが無いので、水平偏波は選択性吸収負荷２４には結合
されない。

４ＧＨ２帯の垂直偏波信号は、下側の管壁では軸方向の
磁界戒分が無くスリット２６には結合されず、上側管壁
の円周方向磁界成分Ｈφによって結合ループ２９と結合
し、同軸形の低域フィルタ３０を通って無反射終端器３
１に吸収される。

６０Ｈ２人力端子３２に加えられた５ＧＨｚｌの垂直偏
波は、変換導波管２５内に水平に挿入されている抵抗板
３３の影響を殆ど受けずに円形導波管２２に伝えられる
。垂直偏波は上側管壁に円周方向磁界成分Ｈφを有する
ので結合ループ２９に電圧を誘起するが低域フィルタ３
０が遮断域のため結合せず、又、下側管壁には軸方向磁
界戒分Ｈ２が無いためスリット２６に影響されずにその
まま円形導波管端子３４に伝えられる。

円形導波管端子３４から人力された６ＧＨ２帯の水平偏
波は、同様に分岐導波管２３及び選択性吸収負荷２４の
いずれにも結合されずに第２の円形導波管２２に入り抵
抗板３３に吸収される。

以上の説明から明らかなように第１図の偏分波器を第４
図の従来の偏分波器３の代わりに使用して一次放射器を
構威すると、６ＧＨ２帯の副反射鏡からの反射波１０４
は抵抗板３３で吸収されるので右旋円偏波の再放射波１
０５が無くなり、４ＧＨ２帯の左旋円偏波による垂直偏
波信号２０４は選択性吸収負荷２４に吸収されるので干
渉信号２０７が無くなって、送受共楕円偏波率の良いア
ンテナを構成することができる。

第２図は本発明の第２の実施例の斜視図である．ここで
は、選択性吸収負荷３５が分岐導波管と同様な帯域フィ
ルタを含む導波管型で、円周方向のスリットによる磁界
結合を用い、６ＧＨ２帯の変換導波管３６が第５図の６
ＧＨ２帯直交偏波結合器１２の分岐導波管１３に無反射
終端器を組み込んだものとなっている。この構成は第１
の実施例よりは形状がやや大きくなるが６ＧＨ２帯の大
電力送信に耐え、第５図の直交偏波結合器を用いる従来
例よりは構威が簡単で小形となる効果がある。

第３図は第１図の選択性吸収負荷２４をループ結合でな
く円形導波管内に半径方向に挿入されたアンテナによる
電界結合としたものであって、円周方向の磁界戒分によ
る磁界結合と同様に垂直偏波のみに結合し同様な効果が
得られる。円周方向磁界成分による磁界結合が第１の円
形導波管の端末部において強い結合が得られるに対し、
電界結合の場合は端末よりやや離れた所（管内波長の約
ｌ／４）で強い結合が得られる．以上の各実施例において、選択性吸収負荷は水平偏波に
対して結合がないことを説明したが、水平偏波が第１図
の軸方向スリット２６に結合し、そこに発生した磁気モ
ーメントにより円形導波管内で局所的に誘起される高次
モードについても、上記選択性吸収負荷に結合するよう
な電磁界は発生しないので水平，垂直両偏波の結合を生
しることもない．また、前記各実施例において、４ＧＨ２帯の分岐導波管
のフィルタは帯域フィルタとしたが低域フィルタ又は帯
域阻止フィルタを用いて構威することもできる．選択性
吸収負荷のフィルタについても同様であり、結合ループ
の形状など図示のものに限らない．又、６　Ｇ　Ｈ　ｚ
帯の変換導波管の構戒も実施例の物に限定されず、第１
及び第２の円形導波管のインピーダンス変成部も実施例
のステップ構造以外のものでもよく、第２の円形導波管
の長さに制約はない．更に、各構戒部は一体構造で作ら
れてもよく、フランジ等で結合されてもよい．〔発明の効果〕以上詳細に説明したように、本発明の偏分波器によれば
簡単な構造で、高，低各周波数帯の使用しない偏波成分
を吸収することができ、副反射鏡からの反射が多い小形
カセグレンアンテナの一次放射器を簡単な構或で実現で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の偏分波器の第１実施例の斜視図
、第１図（ｂ）は本発明の第１実施例の断面図、第２図
は本発明の第２実施例の斜視図、第３図は本発明の第３
実施例の斜視図、第４図は円偏波を使用する従来のカセ
グレンアンテナの一次放射器の斜視図、第５図は直交偏
波を利用する直交偏波結合器の斜視図である．１・・・円錐ホーン、２・・・円偏波発生器、３・・・
偏分波器、４・・・人力端子、５・・・９０゜移相板、
６，１３，１５．１５’．１６．１６’・・・分岐導波
管、１０．１０’．１１・・・無反射終端器、１２．１
４・・・直交偏波結合器、１７．１７’・・・導波管、
１８・・・ハイブリッド、２０．２２・・・円形導波管
、２ｌ・・・インピーダンス変成部、２３・・・分岐導
波管、２４・・・選択性吸収負荷、２５・・・変換導波
管、２６・・・スリット、２７・・・帯域フィルタ、２
８・・・出力端子、２９・・・結合ループ、３０・・・
低域フィルタ、３ｌ・・・無反射終端器、３２・・・入
力端子、３３・・・抵抗板、３４・・・円形導波管端子
、３５・・・選択性吸収負荷、３６・・・変換導波管．
第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

１．高，低２つの周波数帯の信号を伝送する第１の円形
導波管と、この第１の円形導波管の一端にインピーダン
ス変成部を介して互いに中心軸が一致するように接続さ
れ前記高周波数帯の信号のみを伝送する第２の円形導波
管と、前記インピーダンス変成部に近い管壁に設けられ
た管軸方向のスリットによって前記第１の円形導波管と
結合され前記低周波数帯の信号を通過し前記高周波数帯
の信号を反射するフィルタを含み前記低周波数帯の信号
を伝送する方形の分岐導波管と、前記スリットと反対側
の管壁で円周方向の磁界成分による磁界結合もしくは半
径方向の電界成分による電界結合によって前記第１の円
形導波管と結合され前記低周波数帯の信号を通過し前記
高周波数帯の信号を反射するフィルタ及び無反射終端器
から成る選択性吸収負荷と、前記第２の円形導波管に接
続され前記第２の円形導波管を伝送する直交した２つの
直線偏波信号の一方を方形導波管に伝送し他方を吸収減
衰させる変換導波管とを備えたことを特徴とする偏分波
器。