JPH04256201A - 円−直線偏波変換器 - Google Patents

円−直線偏波変換器

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JPH04256201A
JPH04256201A JP3950291A JP3950291A JPH04256201A JP H04256201 A JPH04256201 A JP H04256201A JP 3950291 A JP3950291 A JP 3950291A JP 3950291 A JP3950291 A JP 3950291A JP H04256201 A JPH04256201 A JP H04256201A
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power supply
circular
dielectric plate
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Eiji Shibuya
栄二 渋谷
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、円偏波の電波を直線偏
波の電波に変換する円−直線偏波変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上記のような円−直線偏波変換器
としては、例えば図10及び図11に示すようなものが
あった。これは、例えばパラボラアンテナの一次放射器
におけるホーン部2に繋がる導波管部4内に設けたもの
で、この導波管部4の管軸に対してほぼ直角に配置され
た誘電体板6を有している。この誘電体板6のホーン部
2と反対側の面には、2つの給電プローブ8、10が、
互いに直角に導波管部4内に突出するように設けられて
いる。これら給電プローブ8、10は、伝送線路12、
14、結合用伝送線路16を介してコネクタ18に接続
されているが、伝送線路12、14は、給電プローブ8
、10への給電に約90度の位相差を与えるために、λ
g /4(λg は伝送波長)だけ長さが異ならせてあ
る。また、誘電体板6のホーン部2側の面には正方形の
パッチ素子20が設けられている。このパッチ素子20
は、給電プローブ8に沿う直線と、給電プローブ10に
沿う直線との交点に、パッチ素子20の中心が位置する
ように配置され、その周縁部が給電プローブ8、10の
先端部と接触するような大きさにパッチ素子20は形成
されている。なお、22は、結合用伝送線路16からの
放射を防止するための遮断部で、また誘電体板6におけ
る導波管部4内に位置していない部分の上下両面にも、
遮蔽用の接地パターン部24が形成されている。各給電
プローブ8、10、伝送線路12、14、結合用伝送線
路16、パッチ素子20、接地パターン部24は、誘電
体板6の上下両面に形成された銅箔をエッチングするこ
とによって形成され、その上に半田メッキが施されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の円−直線偏波変
換器では、給電プローブ8、10が90度異なる角度に
配置されていることと、給電プローブ8、10に給電さ
れる信号が90度の位相差を有していることとが相まっ
て、コネクタ18から供給された直線偏波の信号は円偏
波の信号に変換され、導波管部4及びホーン部2を介し
て放射される。一次放射器は可逆性を有しているので、
ホーン部2を介して導波管部4に入射した円偏波の信号
は、直線偏波の信号に変換されて、コネクタ18に供給
される。図3に符号Aで示すのは、この一次放射器のf
0(11.85GHZ )を中心周波数とする帯域幅1
GHZ における定在波比を示したもので、最良である
中心周波数f0においてでさえ、約1.175でしかな
い。また、図12は、この一次放射器の主偏波の指向特
性を示したもので、サイドローブレベルが約23dBあ
り、明確にメインローブと第1及び第2のサイドローブ
とが切れていない。また図13は、この一次放射器の交
差偏波の指向特性を示したもので、0度の点では標準規
格値25dBよりも1dB小さい24dBしかなく、電
気特性上好ましくない。
【0004】本発明は、上記の円−直線偏波変換器より
も特性が良好な円−直線偏波変換器を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、誘電体板の一方の面に互いにほぼ直角
に2つの給電プローブを配置し、誘電体板の一方の面に
伝送線路を配置し、これによって2つの給電プローブを
入出力部に接続する。これら給電プローブの一方は他方
と約λg /4(λg は伝送波長)長さが異なってい
る。 これは、2つの給電プローブに90度の位相差を持った
信号を供給するためである。誘電体板の一方の面と反対
側に、2つの給電プローブと電磁結合したパッチ素子が
設けられている。このパッチ素子は、2つの給電プロー
ブをそれぞれ通る直線の交点を通り、両給電プローブに
対してそれぞれ約45度の角度をなす直線上であって、
上記の交点より両給電プローブ側に偏った位置に設けら
れている。
【0006】
【作用】本発明によれば、2つの給電プローブが90度
異なる位置に配置されており、かつ90度の位相差を有
する信号が供給されるので、直線偏波の信号を円偏波の
信号に変換することができる。この円偏波の信号は、2
つの給電プローブと電磁結合しているパッチ素子を介し
て放射される。パッチ素子は、2つの給電プローブをそ
れぞれ通る直線の交点を通り、両給電プローブに対して
それぞれ約45度の角度をなす直線上であって、上記の
交点より両給電プローブ側に偏った位置に設けられてい
るので、定在波比、主偏波の指向特性及び交差偏波の指
向特性が改善される。
【0007】
【実施例】第1の実施例を図1乃至図5に示す。図1及
び図2に示すように、この実施例も、この発明による円
−直線偏波変換器を一次放射器に実施したもので、ホー
ン部30と、これに繋がる円形導波管部32とを備えた
本体部34を有している。本体部34には、誘電体板3
6が、その一部が導波管部32内に位置するように設け
られている。この誘電体板36は、導波管部32の管軸
に対してほぼ直角に配置されている。この誘電体板36
のホーン部30とは反対側の面には、導波管部32内に
突出するように、かつ互いに90度の角度をなすように
2つの給電プローブ38、40が配置されている。これ
ら給電プローブ38、40は、伝送線路42、44を介
して結合用伝送線路46に接続され、この結合用伝送線
路46は、コネクタ48に接続されている。伝送線路4
2、44は、上述した従来のものと同様にλg /4(
λg は伝送波長)だけ長さが異なっており、これによ
ってコネクタ48から給電プローブ38、40に供給さ
れた信号は90度の位相差を有するものとなる。
【0008】誘電体板36のホーン部30側の面には、
給電プローブ38、40のマッチング結合用素子として
作用するパッチ素子50が設けられている。このパッチ
素子50は、図1から明らかなように正方形に形成され
ている。このパッチ素子50は、給電プローブ38に沿
う直線と、給電プローブ40に沿う直線との交点52を
通り、給電プローブ38、40に対して45度をなす直
線54上にあり、しかも、その直線における交点52よ
りも給電プローブ38、40側によった位置に、両給電
プローブ38、40と重なりあわないように配置されて
いる。
【0009】56は、結合用伝送線路からの放射を防止
するための遮断部である。また、誘電体板36の導波管
部32内に位置していない部分の上下両面には、本体部
34と接触するように接地パターン部58が設けられて
いる。なお、給電プローブ38、40、伝送線路42、
44、結合用伝送線路46、パッチ素子50、接地パタ
ーン部58は、誘電体板36の上下両面に一様に形成さ
れた銅箔をエッチングすることによって形成され、その
エッチングパターン上には半田メッキが施されている。
【0010】この一次放射器では、例えばホーン部30
の開口径D1は30mm、ホーン部30の長さL1は1
5mm、導波管部32の開口径D2は17.5mm、導
波管部32の先端から誘電体板36の上面までの長さL
2は10mm、誘電体板36の上面から導波管部32の
下端までの長さL3は8mm、遮断部56の高さL4は
4mm、誘電体板36の厚さtは0.8mm、各ストリ
ップラインの幅は約2mm、パッチ素子50の大きさは
4mm×4mmである。
【0011】図3に符号Bで示すのは、この一次放射器
のf0 (11.85GHZ )を中心周波数とする帯
域幅1GHZ における定在波比を示したもので、最も
悪い12.35GHz でも、定在波比が1.08もあ
り、図10及び図11に示した従来のものの定在波比(
符号A)と比較して、格段と向上している。図4は、こ
の一次放射器の主偏波の指向特性を示したもので、サイ
ドローブレベルが約25dBあり、メインローブが第1
及び第2サイドローブと良く切れており、上述した従来
のものより主偏波指向特性が改善されている。図5は、
この一次放射器の交差偏波の指向特性を示したもので、
0度の点では30dBあり、標準規格値25dB以上と
なり、上述した従来のものよりも交差偏波特性が改善さ
れている。
【0012】図6及び図7に第2の実施例を示す。この
実施例は、本発明による円−直線偏波変換器を多数配列
して、円偏波アレーアンテナを構成したものである。な
お、図6及び図7には、このアレーアンテナの1素子を
構成する円−直線偏波変換器のみを示している。この円
−直線偏波変換器は、第1の実施例と同様に誘電体板3
6aの裏面に1対の給電プローブ38a、40aを設け
てある。これらは伝送線路42a、44a、結合用伝送
線路46aを介して入出力部(図示せず)に接続されて
いる。誘電体板36aの表面側にはパッチ素子50aが
、第1の実施例のパッチ素子50と同様に設けられてい
る。58aは遮蔽用パターン部である。この円−直線偏
波変換器の上方には、所定の間隔、例えばλg /4だ
け隔てて上面に銅箔60及び半田メッキ部62を有する
誘電体板64が設けられている。これら銅箔60及び半
田メッキ部62には、放射用開口66がパッチ素子50
aと対応するように設けられている。また、誘電体板3
6aの下方には、所定の間隔、例えばλg /4だけ隔
てて地導体68が構成されている。この実施例でも、第
1の実施例と同様に円偏波を直線偏波に、或いは直線偏
波を円偏波に変換することができる。
【0013】第3の実施例を図8に示す。この実施例は
、パッチ素子の形状が異なる以外、第1または第2の実
施例と同様に構成されている。この実施例のパッチ素子
50bは、正方形の各角部をカットした形状で、この場
合も配置位置は、給電プローブ38(38a)、40(
40a)をそれぞれ通る直線の交点52を通り、上記の
両直線に対してそれぞれ45度をなす直線54上に両給
電プローブと重なりあわないように配置されている。
【0014】第4の実施例を図9に示す。この実施例も
、パッチ素子の形状が異なる以外、第1または第2の実
施例と同様に構成されている。この実施例のパッチ素子
50cは、正八角形状に形成されており、第3の実施例
と同様に配置されている。
【0015】上記の各実施例では、パッチ素子は、正方
形または八角形としたが、他に公知のパッチ素子、例え
ば円形のものや、正方形、八角形、円形の中心部分をく
り抜いた形状のものを使用することもできる。また、第
2の実施例では、パッチ素子を誘電体板36a上に設け
たが、誘電体板64の放射開口66内に設けることもで
きる。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、2つの給電プローブが
90度異なる位置に配置されており、かつこれら2つの
給電プローブに90度の位相差を有する信号が供給され
るので、直線偏波の信号を円偏波の信号に変換すること
ができる。この円偏波の信号は、2つの給電プローブと
電磁結合しているパッチ素子を介して放射される。パッ
チ素子は、2つの給電プローブをそれぞれ通る直線の交
点を通り、両給電プローブに対してそれぞれ約45度の
角度をなす直線上であって、上記の交点より両給電プロ
ーブ側に偏った位置に設けられているので、第1の実施
例に関連して説明したように、定在波比、主偏波の指向
特性及び交差偏波の指向特性が改善される。なお、円偏
波を直線偏波に変換する場合にも、同様に定在波比、主
偏波の指向特性及び交差偏波の指向特性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の平面図である。
【図2】図1のA−A線に沿う断面図である。
【図3】第1の実施例と従来の円−直線偏波変換器を備
えた一次放射器の定在波特性を示す図である。
【図4】第1の実施例の主偏波の指向特性図である。
【図5】第1の実施例の交差偏波の指向特性図である。
【図6】第2の実施例の平面図である。
【図7】第2の実施例の縦断面図である。
【図8】第3の実施例の部分省略拡大平面図である。
【図9】第4の実施例の部分省略拡大平面図である。
【図10】従来の円−直線偏波変換器を備えた一次放射
器の平面図である。
【図11】図10のB−B線に沿う断面図である。
【図12】図10の円−直線偏波変換器の主偏波の指向
特性図である。
【図13】図10の円−直線偏波変換器の交差偏波の指
向特性図である。
【符号の説明】
36  誘電体板 38、40  給電プローブ 42、44  伝送線路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  誘電体板と、この誘電体板の一方の面
    に互いにほぼ直角に配置された2つの給電プローブと、
    上記誘電体板の上記一方の面に配置され上記2つの給電
    プローブを入出力部に接続しており一方が他方と約λg
     /4(λgは伝送波長)長さが異なる伝送線路と、上
    記一方の面と反対側において上記2つの給電プローブを
    それぞれ通る直線の交点を通り上記両給電プローブに対
    してそれぞれ約45度の角度をなす直線上の上記交点よ
    り上記両給電プローブ側に偏った位置に設けられている
    パッチ素子とを、具備する円−直線偏波変換器。
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