JPH046902A - 偏波装置 - 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、フェリ磁性体を挿入した導波管の回りにコイ
ルを配置した偏波装置に関し、コイルの外周の中間部に
、磁性体を配置することにより、コイル電流磁界に対す
る磁気効率が高く、挿入損失を低く押えることができ、
しかもコイル巻回の障害とならない構造を有する組立の
容易な偏波装置を提供できるようにしたものである。

〈従来の技術〉 この種の偏波装置は、主に、衛星通信（ＣＳ）受信シス
テムに使用されるものである。衛星放送（ＢＳ）システ
ムでは円偏波が用いられているが、ＣＳシステムでは、
直線偏波が用いられるので、その受信システム中に直線
偏波を対象とする偏波装置が組込まれることがある。偏
波装置の一つは、フェリ磁性体を挿入した導波管の回り
にコイルを配置した構造となっていて、コイル電流の作
る磁界により、フェリ磁性体に人力される電界にファラ
ディ回転を生じさせて出力を得る。先行技術文献として
は、実開平１−９５８１４号公報があり、フェライトを
挿入して構成された導波管の回りにコイルを配置し、コ
イル導通時に生じる磁界をフェライトに与えて、電波の
偏波面を切換える構造が開示されている。第１１図は上
述した公知文献で知られた従来の偏波装置の断面図で、
１はフェライト、２はコイル、３は導波管、４．５は整
合素子、６１．６２はヨークとなる磁性ワッシャである
。

磁性ワッシャ６１．６２は、コイル２１に流れる電流の
作る磁界に対する磁気効率を向上させる手段として設け
られたもので、コイル２の両端部に、互いに向い合う方
向に延びるスリーブ（６１１，６１２）、（６２１，６
２２）を有する２重筒状となっている。これらの磁性ワ
ッシャ６１．６２は、外側のスリーブ６１１．６２１が
コイル２１の両端側で互いに向き合うように配置されて
いる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述した従来技術には次のような問題点
がある。

（Ａ）磁性ワッシャ６１．６２は、２重筒状のスリーブ
（６１１，６１２）、（６２１，６２２）を有するから
、それ自体の形状が複雑になると共に、導波管３との組
合せ構造が複雑になる。これらは、製品のコスト高を招
く。

（Ｂ）当該偏波装置を他の導波管に接続する場合、他の
導波管との接触面は磁性ワッシャ６１または６２の外側
面となる。従って、電流は他の導波管−磁性ワッシャ６
１または６２の外側面一導波管３の内面の経路を通って
流れる。ここで、磁性ワッシャ６１．６２は磁性体であ
り、材買的に固有抵抗値が高くならざるを得ない。この
ため、挿入損失が増え効率が低下する。

（Ｃ）磁性ワッシャ６１．６２は、互いに向い合う方向
に延びるスリーブ６１１．６２１を有するから、コイル
２１どの組合せにおいて、スリーブ６１１．６２１がコ
イル端部を覆う組立構造となる。このため、磁性ワッシ
ャ６１，６２０スリーブ６１１．６２１がコイル２１を
巻回する際の障害となる。ヨークとしての機能を向上さ
せるため、スリーブ６１１．６２１の長さを長くする程
、この欠点が顕著になる。

（Ｄ）スリーブ６１１．６２１を短くすると、コイル巻
回時の問題点はある程度解消できるが、そうすると、磁
性体の存在しないスリーブ間の距離が増大し、ヨークと
しての機能が低下する。

そこで、本発明の課題は、上述する従来の問題点を解決
し、コイル電流磁界に対する磁気効率が高く、挿入損失
が低く、コイル巻回の障害とならない構造を有する組立
の容易な偏波装置を提供することである。

く課題を解決するための手段〉 上述するｉ！題解決のため、本発明は、フェリ磁性体を
挿入した導波管の回りにコイルを配置した偏波装置であ
って、 前記コイルの外周の中間部に、磁性体を配置したこと を特徴とする。

く作用〉 コイルの外周の中間部に配室された磁性体は、コイル電
流の作る磁界に対するヨークとなる。このため、磁気効
率が向上する。

磁性体は、コイルの外周の中間部に配置されているから
、磁性体の存在が導波管の構造、形状等に影響を与える
ことはない。導波管は挿入損失を減少させ、効率を向上
させるのに適した構造とすることができる。

しかも、磁性体は、コイルの巻回後にその外周に装着さ
れるものであるから、コイル巻回作業の障害となること
がない。

また、コイルの外周の中間部に磁性体を配置したので、
磁性体の幅の増減により、磁気効率を向上させ、または
調整し得る。

〈実施例〉 第１図は本発明に係る偏波装置の斜視図、第２図は同じ
くその正面断面図である。図において、１はフェリ磁性
体、２１はコイル、２２はコイル２１を巻装するコイル
ボビン、３は導波管、４．５は整合素子、６は磁性体、
７は誘電体層である。

フェリ磁性体１は、フェライトまたはガーネット構造の
酸化物磁性体、例えばＹＩＧによって構成される。その
断面形状は、円形または方形もしくは矩形の何れでもよ
い。

コイル２１はコイル電流による磁界の方向がフェリ磁性
体１の長さ方向と一致するように、コイルボビン２２の
まわりに巻装されている。コイルボビン２２の内径部に
番よ導波管３が挿入配置されている。コイルボビン２２
は、導波管３が鍔３１．３２を有する場合、軸線に添っ
て分割した複数片の組合せとして構成する。

導波管３は、アルミニュウム等の非磁性導電金属材料に
よって構成されており、フェリ磁性体１を同軸状に包囲
している。

整合素子４．５は、セラミック誘電体等で構成され、フ
ェリ磁性体１の軸方向の両端面に接続されている。接続
方法としては接着等の手段を使用できる。整合素子４．
５のうち、整合素子４はアンテナ入力側に対応し、整合
素子５は出力側に対応し、それぞれに図示しない他の導
波管が接続される。

磁性体６は、コイル２の外周の中間部に配置されている
。従って、磁性体６は、コイル２１に流れる電流の作る
磁界に対するヨークとなる。このため、磁気効率が向上
する。

しかも、磁性体６は、コイル２１の外周の中間部に配置
されているから、磁性体６の存在が導波管３の構造、形
状等に影響を与えることはない。

導波管３はインピーダンス整合及び効率を向上させるの
に適した構造とすることができる。例えば図示のように
、導波管３の両端部に設けられた鍔部３１．３２を、軸
方向の両端面に導出し、図示しない他の導波管との接続
に当って、導電性の良好なアルミニュウム等の導波管３
の鍔部３１．３２の端面を他の導波管との接触面とし、
挿入損失を低下させ効率を向上させることができる。

しかも、磁性体６は、コイル２１の巻回後にその外周に
装着されるものであるから、コイル巻回作業の障害とな
ることがない。

磁性体６はコイル２１の軸方向長さＷ１内において、そ
の幅Ｗ２を増減できる。これにより、磁気効率を向上さ
せ、調整することができる。磁性体６は、基本的には、
金属磁性材料、複合磁性材料、金属酸化物磁性材料また
は圧粉磁性材料等の殆どの全ての磁性材料によって構成
できる。これらの磁性材料をテープ化し、それをコイル
２１の外周にリング状に巻付けて構成するのが望ましい
。磁性体６を構成するテープ状磁性体の代表例としては
アモルファス合金がある。

誘電体層７は、フェリ磁性体１の外周面を包囲するよう
に設けられている。導波管３内の全体としての見掛は上
の誘電率は、フェリ磁性体１の有する誘電率と、誘電体
層７の誘電率とを合成した所定値に調整される。これに
より、導波管全体としての誘電率が、入出力側に接続さ
れる他の導波管とのインピーダンス整合に必要な値に調
整される。誘電体層７は、フェリ磁性体１の長さ方向に
複数に分割して設けたり、微小な孔を設けたり、誘電率
の異なる複数層の積層体としてもよい。更には、所定の
誘電率を有するテープをフェリ磁性体１に巻付けて構成
することもできる。

整合素子４．５を誘電率５〜１０程度のセラミック誂電
体によフて構成し、フェリ磁性体１として、誘電率が１
５程度のフェライトを使用した場合は、誘電体層７はテ
フロンによって構成するとよい。テフロンの誘電率は２
程度であり、フェリ磁性体１及び誘電体層７を含む導波
管全体としての見掛は上の誘電率を低下させ、インピー
ダンス整合をとることができる。

第３図は上述した偏波装置の作用を説明する斜視図であ
る。図において、第１図及び第２図と同一の参照符号は
同一性ある構成部分を示している。■、はコイル２１に
流れる電流、Ｈｌはコイルミ流Ｉ、によって生じる直流
磁界である。、１ｌｉｉ界Ｈ，はフェリ磁性体１の入力
側から出力側に向っている。Ｅ、は整合素子４に人力さ
れるｙ軸方向の直線偏波成分である。

コイル２１にコイル電流１１が流れている場合、ｙ軸方
向の直線偏波成分Ｅｙは、導波管３（第１図、第２図参
照）の内部に配置されたフェリ磁性体１を通過する間に
、コイル電流工、による磁界Ｈ３の影響を受け、ファラ
ディ回転に従って角度θだけ回転した直線偏波Ｅｙｌと
１ノで、整合素子５に入力され、かつ、出力される。

コイル２１に電流ｌ、が流れていない場合は、直線偏波
成分Ｅ、は、ファラディ回転を受けることなく、直線偏
波成分Ｅｙと実質的に同一方向の直線偏波Ｅｙ２として
整合素子５に入力され、かつ、出力される。従って、コ
イル２１に流れる電流１１の切換えにより、入力される
直線偏波成分Ｅ、を直線偏波Ｅｙ１と直線偏波Ｅｙ２と
の間で切換えることができる。ファラディ回転の方向は
磁界Ｈ，の方向を逆にすることによって逆転できる。

またその回転角度θは、磁界Ｈ１の大きさ、フェリ磁性
体１の長さ等によって制御される。

次に本発明に係る偏波装置の他の実施例について、第４
図〜第１０図を参照して説明する。何れの実施例におい
ても、第１図及び第２図に示す実施例と同等またはそれ
以上の効果が得られる。

第４図は分解斜視図、第５図は同じくその断面図でる６
８１．８２は磁性体片を示している。磁性体片８１．８
２は、磁性体６と同様の磁性材料を用いて、開口部８１
１．８２１を有するワッシャ状に形成しである。導波管
３及びコイルボビン２２は、軸方向の両端に径方向に突
出する鍔部（３１，３２）、（２２１，２２２）をそれ
ぞれ有しており、磁性体片８１．８２は鍔部３１−２２
１．３２−２２２間に生じる隙間９１．９２の間に配置
しである。第４図の矢印ａｌｂａ２は磁性体片８１．８
２の差込み方向を示している。

この実施例においては、コイル２に流れるｉｔｉによる
磁界に対して、磁性体８１、磁性体６及び磁性体８２を
含む磁気回路が構成されるから、更に磁気効率が向上す
る。

第６図の実施例では、コイルボビン２２の鍔部２２１．
２２２に環状の間隔９１．９２を設け、この間隔９１．
９２内に磁性体片８１．８２を装着しである。コイルボ
ビン２２は、プラスチック等の電気絶縁材料またはアル
ミニュウム等の非磁性導電材料によって構成できる。コ
イルボビン２２を非磁性導電材料によって構成した場合
には、コイルボビン２２を導波管３と一体化し、コイル
ボビン２２の鍔部２２１．２２２の端面を、他の導波管
との接触面とし、挿入損失を低下させ、効率を向上させ
ることができる。この場合は、コイルボビン２２のコイ
ル巻回領域は絶縁処理を施しておくのが望ましい。

第７図は別の実施例における分解斜視図、第８図は同じ
くその断面図を示している。８１〜８４は磁性体片であ
る。これらは、コイルボビン２２の鍔部２２１．２２２
に設けられた間隔９１．９２内に装着さねている。間隔
９１．９２は、第４図及び第５図に示したような構造に
よっても実現できる。第７図において、８１１〜８４１
は磁性体片８１〜８４に設けられた各開口部を示し、矢
印ａ１〜ａ４は磁性体片８１〜８４の差込み方向を示し
ている。この実施例の場合は、磁性体片８１〜８４によ
り実質的に円形状のヨークが、軸方向の両端に形成され
るので、磁気効率が一層によくなる。この実施例におい
ても、コイルボビン２２は、アルミニュウム等の非磁性
導電材料によって構成でき、導波管３と一体化し、コイ
ルボビン２２の鍔部２２１．２２２の端面を、他の導波
管との接触面とし、挿入損失を低下させ、効率を向上さ
せることができる。

第９図は更に別の実施例における断面図を示している。

この実施例では、コイルボビン２１の鍔部２２１．２２
２の内面側に絶縁ワッシャ１０．１１を配置し、絶縁ワ
ッシャ１０．１１と鍔部２２１．２２２との間の間隔９
１．９２内に磁性体片８１．８２を配置しである。この
実施例においても、コイルボビン２２はアルミニュウム
等の導電材料によって構成でき、それによってコイルボ
ビン２２を導波管３と一体化し、コイルボビン２２の鍔
部２２１．２２２の端面を、他の導波管との接触面とし
、挿入損失を低下させ、効率を向上させることができる
。

第１０図は更に別の実施例における断面図を示している
。この実施例の特徴は、出力側の整合素子５の構造が、
セラミックでなる誘電体５１．５２の内部に１層または
複数層の抵抗層５３を有することである。抵抗層５３は
面に垂直な偏波を通過させ、面に平行な偏波を吸収する
。

抵抗層５３は誘電体５１．５２の内部に一体的に設ける
のが望ましい。抵抗層５３の形成手段としては、印刷塗
布焼付、蒸着、スパッタリング等が採用できる。−法化
に当っては、積層セラミックコンデンサ等の他のセラミ
ック電子部品において知られている技術等も使用できる
。例えば、方の誘電体に抵抗層を塗布した後、他の誘電
体を積層する方法や、セラミック誘電体ペーストと抵抗
ペーストとを交互に積層して焼結させる方法等である。

この実施例の場合は、第１図〜第９図で説明したと同様
の効果が得られることは勿論であるが、抵抗層５３によ
って不要な偏波を吸収し、必要な偏波のみを取出す偏波
装置が得られる。

図示は省略したが、上記各実施例の組合せが多数存在す
ることは言うまでもない。

〈発明の効果〉 以上述べたように、本発明に係る偏波装置によれば、次
のような効果が得られる。

（ａ）フェリ磁性体を挿入した導波管の回りにコイルを
配置した偏波装置であって、コイルの外周の中間部に磁
性体を配置したので、コイル電流の作る磁界に対する磁
気効率を向上させた偏波装置を提供できる。

（ｂ）磁性体は、コイルの外周の中間部に配置されてい
るから、磁性体の存在にもかかわらず、挿入損失を低減
し、効率を向上させるのに適した構造を有する導波管を
備える偏波装置を提供できる。

（ｃ）磁性体はコイルの外周の中間部に配置されている
から、コイル巻回作業の障害を招くことなく、磁気効率
を向上させ得る偏波装置を提供できる。

（ｄ）コイルの外周の中間部に磁性体を配置したので、
磁気効率を向上させ、または調整し得る偏波装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る偏波装置の分解斜視図、′ｓ２図
は同じくその断面図、第３図は偏波装置の作用を説明す
る斜視図、第４図は別の実施例の分解斜視図、第５図は
同じくその断面図、第６図は更に別の実施例における断
面図、第７図は更に別の実施例における分解斜視図、第
８図は同じくその断面図、′ｓ９図は更に別の実施例に
おける断面図、第１０図は更に別の実施例における断面
図、第１１図は従来の偏波装置の断面図である。 １・・・フェリ磁性体　　　２・・・コイル３・・・導
波管　　　　　　６・・・磁性体第１図 第２図 第 図 第 図 第 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　フェリ磁性体を挿入した導波管の回りにコイル
   を配置した偏波装置であって、 前記コイルの外周の中間部に、磁性体を配置したこと を特徴とする偏波装置。
2. （２）　前記磁性体は、前記コイルの外周面をリング状
   に覆うように配置されていることを特徴とする請求項１
   に記載の偏波装置。
3. （３）　前記磁性体は、テープ状磁性体を前記コイルの
   外周に巻付けて構成されていること を特徴とする請求項２に記載の偏波装置。
4. （４）　前記磁性体は、金属磁性材料、複合磁性材料、
   金属酸化物磁性材料または圧粉磁性材料の何れかで構成
   されていること を特徴とする請求項１、２または３に記載の偏波装置。
5. （５）　前記導波管または前記コイルのボビンの少なく
   とも一方は、軸方向の両端に径方向に突出する鍔部を有
   しており、前記鍔部の面に添って磁性体片を配置したこ
   と を特徴とする請求項１、２、３または４に記載の偏波装
   置。