JPH05291815A - 円偏波及び直線偏波共用一次放射器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一次放射器の基準となる水平及び垂直方向
と、一次放射器に入射される水平、あるいは垂直偏波の
偏波面との間にずれが発生した場合も、受信感度を低下
させることなく、受信できるようにすることを目的とす
る。 【構成】 フェライトポラライザーで入射された電磁波
の電界を回転させ、円形導波管２内に挿入した、ＴＥ１
１モードの水平方向及び垂直方向成分に各々結合可能と
した一対のプローブ６及び７に電磁波を結合させて電気
信号に変換し、同電気信号を伝送路１５と、伝送路１５
より伝送波長の約λ／４だけ長くした伝送路１４で伝送
し、切換器手段１３及び１６を操作して、直線偏波受信
時は、前記プローブの一方に結合させた直線偏波信号を
前記伝送路の一方から取り出して出力し、円偏波受信時
は、前記プローブの両方に結合させた円偏波信号を前記
伝送路の各々から取り出して位相を合致させ合成し、出
力できるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円偏波を使用している
衛星放送（ＢＳ）と、直線偏波（水平偏波及び垂直偏
波）を使用している通信衛星（ＣＳ）とを、共に受信可
能とした円偏波及び直線偏波共用一次放射器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の円偏波及び直線偏波共用一次放射
器は、図３に示すように、円形導波管２０の開口部１側
に、９０度位相差板２１を長手方向が管軸と平行となる
ようにして配置し、フェライトポラライザー４を円形導
波管２０の終端面２３側に配置し、円形導波管２０の開
口部１側からみた９０度位相差板２１の取付角度が、円
形導波管２０に導入される水平偏波、あるいは垂直偏波
の電界と平行となる向きにし、フェライトポラライザー
４と終端面２３の間の円形導波管２０の側面に信号出力
用のプローブ２２を設けて円形導波管２０の内部に挿入
し、水平偏波、あるいは垂直偏波を受信する場合、フェ
ライトポラライザー４に電流を流すことにより水平偏
波、あるいは垂直偏波の電界の向きを回転させて、プロ
ーブ２２に結合させて電気信号に変換し、円偏波を受信
する場合、９０度位相差板２１で直線偏波に変換し、フ
ェライトポラライザー４に電流を流すことにより同直線
偏波の電界の向きを回転させて、プローブ２２に結合さ
せて電気信号に変換し、同電気信号を取り出して円偏波
及び直線偏波が受信できるようにしていた。

【０００３】円形導波管２０の開口部１側からみた９０
度位相差板２１の取付角度が、水平偏波、あるいは垂直
偏波の偏波面に対してずれた場合、水平偏波及び垂直偏
波は９０度位相差板２１に対して、各々垂直方向成分と
水平方向成分とを有する伝播状態となるため、垂直方向
成分と水平方向成分間に位相差が発生し、水平偏波、あ
るいは垂直偏波は、９０度位相差板２１を通り抜けたと
ころでは楕円偏波となり、受信感度が低下するといった
問題があった。通信衛星は打ち上げられている位置が各
々異なり、地上に到達する水平偏波、あるいは垂直偏波
の偏波面は、各衛星毎に水平方向、あるいは垂直方向か
ら若干のずれが発生し、さらに、一台のアンテナで複数
の衛星の直線偏波を受信する場合は、アクチュエータで
アンテナを各々の衛星の方向に向けるため、アンテナに
取り付けられている一次放射器の基準となる水平方向及
び垂直方向も傾きが生ずるため、一次放射器に入射され
る水平偏波、あるいは垂直偏波の偏波面との間にずれが
発生し、受信感度を低下させるといった問題点があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＴＥ１１モ
ードの水平方向成分及び垂直方向成分に各々結合可能と
した一対のプローブに、円偏波の水平方向成分及び垂直
方向成分を各々結合させて電気信号に変換し、同電気信
号を信号処理部で位相を合致させて合成して円偏波を受
信できるようにして、９０度位相差板２１を削除するこ
とにより、任意の角度で一次放射器に入射された水平偏
波、あるいは垂直偏波を受信感度を低下させることな
く、受信できるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の一実施
例を示す、円偏波及び直線偏波共用一次放射器の斜視図
であり、同図に示すように、一端に電磁波を導入する開
口部１を設け、他端に終端面３を設けた円形導波管２
と、同円形導波管２の開口部１側に、長手方向が管軸と
平行となるようにして円形導波管２の中心部に配置し
た、周囲に励磁コイル８ａを巻き付けたフェライト棒
（図示せず）と、同円形導波管２の終端面３側に設け
た、円形導波管２内を伝播する電磁波のＴＥ１１モード
の水平方向成分及び垂直方向成分に各々結合可能とした
一対のプローブ（６及び７）とを備え、さらに、図２の
信号処理部１０の電気回路ブロック図に示すように、伝
送路１５と、同伝送路１５より伝送波長の約λ／４だけ
長くした伝送路１４と、切換器１３と、切換器１６とを
設け、前記プローブ６を切換器１３を介して伝送路１４
と接続し、前記プローブ７を切換器１３を介して伝送路
１５と接続し、伝送路１４と伝送路１５を切換器１６に
接続し、前記プローブ６及び７に結合させた電磁波を電
気信号に変換して前記切換器１６を介して、出力可能と
し、切換器１３と切換器１６を操作して、直線偏波受信
時は、前記伝送路の一方から信号を取り出し、円偏波受
信時は、前記伝送路の両方から信号を合成して取り出す
ものである。

【０００６】

【作用】本発明は上記した構成により、円形導波管２に
導入された円偏波（右旋、及び左旋）に対しては、電界
の向きを変えずに周囲に励磁コイル８ａを巻き付けたフ
ェライト棒を通過させ、プローブ６及び７に円偏波を結
合させて電気信号に変換し、伝送路１４と伝送路１５を
通すことにより位相を合致させて合成し出力するように
し、直線偏波（水平、及び垂直）に対しては、周囲に励
磁コイル８ａを巻き付けたフェライト棒で受信希望の偏
波の位相角を回転させてプローブ６、または７に結合さ
せて電気信号に変換するようにし、変換された電気信号
を伝送路１４、あるいは１５を通して出力するようにし
ており、従って、従来例と異なり、９０度位相差板２１
を使用していないため任意の角度で一次放射器に入射さ
れた水平偏波、及び垂直偏波に対して受信感度を低下さ
せることなく受信可能としている。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す、円偏波及
び直線偏波共用一次放射器の斜視図であり、図中、図３
で示したものと同一のものは同一の記号で示してある。
円形導波管２の一端を電磁波を効率的に導入できるよう
にホーン形状の開口部１とし、他端に導入された電磁波
を反射させる終端面３を設けている。４はフェライトポ
ラライザーであり、フェライト棒（図示せず）は金属管
（図示せず）の中に入れ、同金属管の周囲に励磁コイル
８ａを巻付け、同金属管の両端に円形導波管２との整合
用のセラミック片５ａ及び５ｂを取り付けた構造とし、
円形導波管２の開口部１側に、フェライト棒の長手方向
が管軸と平行となり、円形導波管２の中心部に位置する
ようにしてフェライトポラライザー４を配置し、円形導
波管２の内壁で励磁コイル８ａを挟持せしめてフェライ
トポラライザー４を円形導波管２の内部の所定の位置に
保持するようにしている。円形導波管２内に設けられた
励磁コイル８ａの引き出し線８ｂは、円形導波管２の側
面に設けられた開口（図示せず）を通して、円形導波管
２の外部に引き出して直流電源と接続して、励磁コイル
８ａに直流電流を流して、所定の直流磁界をフェライト
棒に加えることができるようにしている。

【０００８】円形導波管２の直径を小さくして内壁でフ
ェライト棒を挟持して、円形導波管２の中心部に保持
し、円形導波管２の外部側面に励磁コイル８ａを巻き付
けて、フェライト棒に直流磁界を加えるようにしても良
い。円形導波管２の終端面３側の側面から内部に一対の
プローブ６及び７を挿入し、プローブ６及び７に円形導
波管２内を伝播する電磁波のＴＥ１１モードの水平方向
成分及び垂直方向成分を結合できるようにし、プローブ
６及び７で電磁波を電気信号に変換している。９はプリ
ント基板であり、円形導波管２に対して交差する向きに
取り付けられており、プリント基板９上には信号処理部
１０が形成されており、前記電気信号は信号処理部１０
に入力されている。

【０００９】円形導波管２内に導入されたＣＳの水平偏
波及び垂直偏波の電界分布は、互いに直交したＴＥ１１
モードの直線偏波であり、ＣＳを受信するときには、導
入された水平偏波あるいは垂直偏波に対して希望する方
を選択し、フェライトポラライザー４に流れる電流を制
御することにより、フェライトポラライザー４で相対的
に導入された水平偏波、あるいは垂直偏波の電界の位相
角を回転させて、プローブ６、あるいは７に希望する偏
波を結合させて、最大の信号が取り出せるようにする。
円形導波管２内に導入されたＢＳの円偏波の電界分布
は、ＴＥ１１モードの互いに直交した水平方向成分と、
垂直方向成分を有しており、フェライトポラライザー４
をパススルーさせて、円偏波の水平方向成分、及び垂直
方向成分の電界をプローブ６及び７に結合させて信号が
取り出せるようにしている。

【００１０】図２は、本発明の一実施例を示す、円偏波
及び直線偏波共用一次放射器の信号処理部１０の電気回
路ブロック図である。プローブ６及び７に結合させた信
号は、切換器を使用して信号の切換ができるようにする
ため、増幅器１１及び１２で増幅するようにしている。
１３は切換器であり、入力端子としてａ、ｂ、ｄ、ｆを
備え、端子ａ及びｆは接続なしとしており、出力端子と
してｃ及びｅを備え、プローブ６は増幅器１１を介して
切換器１３の入力端子ｂと接続し、プローブ７は増幅器
１２を介して切換器１３の入力端子ｄと接続している。
１４と１５は伝送路であり、伝送路１４は伝送路１５よ
り伝送波長の約λ／４だけ長くしてあり、伝送路１４は
切換器１３の出力端子ｃと接続し、伝送路１５は切換器
１３の出力端子ｅと接続している。１６は切換器であ
り、接続端子としてｇ、ｈ、ｉを備え、端子ｉは接続な
しとし、伝送路１４は接続端子ｇに接続し、伝送路１５
は接続端子ｈに接続し、接続端子ｈから信号を出力でき
るようにしている。

【００１１】ＣＳを受信するときには、導入された水平
偏波あるいは垂直偏波に対して希望する方を選択し、フ
ェライトポラライザー４に流れる電流を制御することに
より、フェライトポラライザー４で導入された水平偏
波、あるいは垂直偏波の電界の位相角を相対的に回転さ
せて、プローブ７に希望する偏波を結合させて電気信号
に変換した場合は、切換器１３の端子ｄ−ｅ間を接続状
態とし、端子ｂ−ｃ間を開放状態（端子ａ−ｃ間を接続
状態にする）とし、切換器１６の端子ｇ−ｈ間を開放状
態（端子ｉ−ｈ間を接続状態にする）として、切換器１
６の端子ｈを介して希望する偏波の電気信号が出力でき
るようにする。プローブ６に希望する偏波を結合させて
電気信号に変換した場合は、切換器１３の端子ｂ−ｃ間
を接続状態とし、端子ｄ−ｅ間を開放状態（端子ｆ−ｅ
間を接続状態にする）とし、切換器１６の端子ｇ−ｈ間
を接続状態として、切換器１６の端子ｈを介して希望す
る偏波の電気信号が出力できるようにする。あるいは、
切換器１３の端子ｂ−ｅ間を接続状態とし、端子ａ−ｃ
間を接続状態とし、切換器１６の端子ｇ−ｈ間を開放状
態として、切換器１６の端子ｈを介して希望する偏波の
電気信号が出力できるようにしても良い。

【００１２】ＢＳを受信するときには、円偏波をフェラ
イトポラライザー４をパススルーさせ、円偏波の垂直方
向成分が水平方向成分に対して、９０度位相が進んでい
る場合、垂直方向成分の電磁波をプローブ６に結合さ
せ、水平方向成分の電磁波をプローブ７に結合させる。
切換器１３の端子ｄ−ｅ間を接続状態とし、端子ｂ−ｃ
間を接続状態とし、切換器１６の端子ｇ−ｈ間を接続状
態とし、９０度位相が進んでいる垂直方向成分を伝送路
１４を使用して電気信号を伝送し、水平方向成分は伝送
路１５を使用して電気信号を伝送するようにして、両伝
送路を通り抜けたところで、水平方向成分及び垂直方向
成分の電気信号の位相を合致させ、切換器１６で前記両
電気信号を合成して、切換器１６の端子ｈを介して円偏
波の電気信号が出力できるようにしている。前記円偏波
と逆旋の円偏波で、垂直方向成分が水平方向成分に対し
て、９０度位相が遅れている場合、切換器１３の端子ｂ
−ｅ間を接続状態とし、端子ｄ−ｃ間を接続状態とし、
切換器１６の端子ｇ−ｈ間を接続状態とし、９０度位相
が進んでいる水平方向成分を伝送路１４を使用して電気
信号を伝送し、垂直方向成分は伝送路１５を使用して電
気信号を伝送するようにして、両伝送路を通り抜けたと
ころで、水平方向成分及び垂直方向成分の電気信号の位
相を合致させ、切換器１６で前記両電気信号を合成し
て、切換器１６の端子ｈを介して前記円偏波と逆旋の円
偏波の電気信号が出力できるようにしている。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
円偏波に対して水平方向成分と垂直方向成分の各々を一
対のプローブに結合させて電気信号に変換し、同電気信
号を信号処理部で位相を合致させて合成するようにして
円偏波を受信するようにしており、従来例と異なり、９
０度位相差板を使用していないため、一次放射器の基準
となる水平方向及び垂直方向といった方向性を無くすこ
とができ、一次放射器に任意の角度で水平偏波、あるい
は垂直偏波が入射された場合でも、感度を低下させるこ
となく受信可能とした、円偏波及び直線偏波共用一次放
射器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、円偏波及び直線偏波
共用一次放射器の斜視図である。

【図２】本発明の一実施例を示す、円偏波及び直線偏波
共用一次放射器の信号処理部の電気回路ブロック図であ
る。

【図３】従来例を示す、円偏波及び直線偏波共用一次放
射器の斜視図である。

【符号の説明】

１ 開口部 ２ 円形導波管 ３ 終端面 ４ フェライトポラライザー ５ａ セラミック片 ５ｂ セラミック片 ６ プローブ ７ プローブ ８ａ 励磁コイル ８ｂ 引き出し線 ９ プリント基板 １０ 信号処理部 １１ 増幅器 １２ 増幅器 １３ 切換器 １４ 伝送路 １５ 伝送路 １６ 切換器 ２０ 円形導波管 ２１ 位相差板 ２２ プローブ ２３ 終端面 ２６ 切欠き線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に電磁波を導入する開口部を設け、
   他端に終端面を設けた円形導波管と、同円形導波管の開
   口部側に、長手方向が管軸と平行となるようにして円形
   導波管の中心部に配置した、周囲に励磁コイルを巻き付
   けたフェライト棒と、同円形導波管の終端面側に設け
   た、円形導波管内を伝播する電磁波のＴＥ１１モードの
   水平方向成分及び垂直方向成分に各々結合可能とした一
   対のプローブと、第１伝送路と、同第１伝送路より伝送
   波長の約λ／４だけ長くした第２伝送路と、第１切換器
   と、第２切換器とからなり、前記プローブの第１を前記
   第１切換器を介して第１伝送路と接続し、前記プローブ
   の第２を前記第１切換器を介して第２伝送路と接続し、
   前記第１伝送路と第２伝送路を前記第２切換器に接続
   し、前記第１プローブ及び第２プローブに結合させた電
   磁波を電気信号に変換して前記第２切換器を介して出力
   可能とし、前記第１切換器と前記第２切換器を操作し
   て、直線偏波受信時は、前記伝送路の一方から信号を取
   り出し、円偏波受信時は、前記伝送路の両方から信号を
   合成して取り出すことを特徴とする円偏波及び直線偏波
   共用一次放射器。