JPH0555805A - 円偏波及び直線偏波共用一次放射器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 円偏波、及び直線偏波（水平・垂直偏波）を
使用している衛星からの電波を共に受信可能な、円偏波
及び直線偏波共用一次放射器を提供する。 【構成】 開口部１側の円形導波管２の内壁側に第１位
相差発生手段を設け、相対するように管軸側に回転式の
第２位相差発生手段（誘電体板７）を設け、終端面５側
にＴＥ１１モードの電磁波の直交成分に対する出力手段
を各々設け、円偏波を受ける場合、第１位相差発生手段
で直線偏波に変換し、誘電体板７を前記直線偏波の直交
成分間の位相が変化しない向きにして、一方の出力手段
から信号を出力し、直線偏波を受ける場合、同直線偏波
の直交成分に対して第１位相差発生手段で発生させた位
相差を、誘電体板７を回転させ同相にし、他方の出力手
段から直線偏波の一方の信号を出力し、誘電体板７を回
転させ前記位相差が約１８０度となるようにし、前記他
方の出力手段から直線偏波の他方の信号を出力する。

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ＢＳ及びＣＳ共用アンテナは図１
６（Ａ）に示すように、同一リフレクタ２５にＢＳ用の
一次放射器２３とＣＳ用の一次放射器２４を並べて取り
付け、リフレクタ２５の焦点をずらせて、リフレクタ２
５の一端の焦点にＢＳ用の一次放射器２３が位置するよ
うにし、リフレクタ２５の他端の焦点にＣＳ用の一次放
射器２４が位置するようにして、リフレクタ２５の向き
を各々の衛星の向きにして、ＢＳの電波及びＣＳの電波
を受信するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、リフレクタ２
５の焦点がずらせてあるため各々の一次放射器で得られ
る利得が低下するといった問題点があり、また、同一リ
フレクタ２５に２個の一次放射器を取り付けているた
め、構造が複雑となるといった問題点もあった。本発明
は、ＢＳとＣＳ用に共用できる一次放射器とし、図１６
（Ｂ）に示すように一次放射器２７をリフレクタ２６の
焦点に配置して、ＢＳを受信するときにはリフレクタ２
６を放送衛星の方向に向け、ＣＳを受信するときにはリ
フレクタ２６を通信衛星の方向に向けて、ＢＳの電波と
ＣＳの電波が同一の一次放射器２７で受信できるように
することにより、構造が簡単で価格の安い、経済的な受
信システムを提供することを目的とする。

【０００４】

【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一部切欠
き斜視図であり、同図に示すように、一端を電磁波が導
入し得る開口部１とし、他端に終端面５を設けた円形導
波管２において、前記終端面５側に円形導波管２の内部
を伝播する電磁波のＴＥ１１モードの垂直及び水平方向
成分に各々結合せしめる２つの出力手段（図１において
は、方形導波管９及び１０）を設け、前記開口部１側の
円形導波管２の内壁側に固定式の第１位相差発生手段
（図１においては、金属塊３及び４）を設け、同第１位
相差発生手段を配した位置にほぼ相対するように管軸側
に、円形導波管２の管軸を中心として回転可能とした第
２位相差発生手段（図１においては、誘電体板７）を設
けて、円偏波の電磁波が導入された場合は、前記第１位
相差発生手段で直線偏波に変換し、前記第２位相差発生
手段を回転させて、前記直線偏波の直交する２つの偏波
成分間の位相が変化しない向きとして、前記出力手段の
一方から信号を取り出し、直線偏波が導入された場合
は、水平及び垂直偏波の内どちらか一方に対しては、同
直線偏波の直交する２つの偏波成分間に対して前記第１
位相差発生手段で発生させた位相差を、前記第２位相差
発生手段を回転させて同相となる向きとして、前記出力
手段の他方から信号を取り出し、直線偏波の他方に対し
ては、前記位相差が、前記第１位相差発生手段と前記第
２位相差発生手段とで約１８０度となるような向きに前
記第２位相差発生手段を回転させて、前記出力手段の他
方から信号を取り出すようにしている。

【０００５】

【作用】本発明は上記した構成により、円偏波を使用し
ている放送衛星（ＢＳ）と、直線偏波を使用している通
信衛星（ＣＳ）の電波とを、共用にした一次放射器で受
けて受信するようにしている。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一部切欠き
斜視図であり、同図において円形導波管２の管軸から垂
直方向（上部方向）に向かう軸をＹ軸とし、同上の管軸
から水平方向（左部方向）に向かう軸をＸ軸とし、各々
反対方向に向かう軸を−Ｙ軸と−Ｘ軸（図示せず）とす
る（以下、図２〜図１５において同じ）。 放送衛星と
通信衛星は静止軌道が異なるため、受信時は各々の衛星
の向きにアンテナを向けるため、円偏波と直線偏波の電
波は同時に円偏波及び直線偏波共用一次放射器に入って
くることはない。

【０００６】従って、先ずＣＳ受信時の作用について次
に説明する。位相器としては、図１に示すように、第１
位相差発生手段（図１においては、金属塊３及び４）
と、第２位相差発生手段（図１においては、誘電体板
７）とで構成された複合型位相器を使用するようにして
いる。図４は、円形導波管２に導入された、水平偏波と
垂直偏波の電界分布を示す説明図であり、通信衛星は水
平偏波と垂直偏波とを通信に使用しており、通信衛星か
らの水平偏波EhがＸ軸とＹ軸を２分する向きに導入さ
れ、垂直偏波Evが−Ｘ軸とＹ軸を２分する向きに導入さ
れたとする。

【０００７】最初に、円形導波管２に導入された、水平
偏波Eh及び垂直偏波Evに対する信号の出力方法について
説明する。図５（Ａ）〜（Ｄ）は、水平偏波Ehと、垂直
偏波Evの電界ベクトルの分解図であり、（Ａ）は水平偏
波Ehの位相器の入力端における電界ベクトル分解図、
（Ｂ）は垂直偏波Evの位相器の入力端における電界ベク
トル分解図、（Ｃ）は水平偏波Ehの電界ベクトルのＸ軸
成分の位相を１８０度遅延させた、位相器の出力端にお
ける電界ベクトル分解図、（Ｄ）は垂直偏波Evの電界ベ
クトルのＸ軸成分の位相を１８０度遅延させた、位相器
の出力端における電界ベクトル分解図である。

【０００８】位相器の入力端における水平偏波Ehの電界
ベクトルの分解図は、（Ａ）図に示すように、導入され
た水平偏波の電界ベクトルをEhとすると、同電界ベクト
ルEhは、Ｘ軸方向にベクトル成分Ehx を有し、Ｙ軸方向
にベクトル成分Ehy を有する電磁波に分解することがで
き、また、垂直偏波Evの電界ベクトルの分解図は、
（Ｂ）図に示すように、導入された垂直偏波の電界ベク
トルをEvとすると、−Ｘ軸方向にベクトル成分Evx を有
し、Ｙ軸方向にベクトル成分Evy を有する電磁波に分解
することができる。（Ａ）図に示す水平偏波Ehと、
（Ｂ）図に示す垂直偏波Evに対して位相器を使用して、
電界ベクトルのＸ軸成分の位相を１８０度遅延させた場
合は、水平偏波Ehの電界ベクトルは（Ｃ）図に示すよう
に、−Ｘ軸方向にベクトル成分−Ehx を有し、Ｙ軸方向
にベクトル成分Ehy を有する電磁波にすることができ、
また、垂直偏波Evの電界ベクトルは（Ｄ）図に示すよう
に、Ｘ軸方向にベクトル成分−Evx を有し、Ｙ軸方向に
ベクトル成分Evy を有する電磁波にすることができる。

【０００９】位相器を通り抜けた電磁波の出力手段とし
て、図１に示すように円形導波管２の終端面５側の側面
に方形導波管９と方形導波管１０とを接合し、図４に示
すように、方形導波管９は、円形導波管２の開口部から
みた方形導波管９の円形導波管２の管軸方向に向かう中
心線（図示せず）がＹ軸と−Ｘ軸を２分する向きに配置
し、方形導波管１０は、円形導波管２の開口部からみた
方形導波管１０の円形導波管２の管軸方向に向かう中心
線（図示せず）がＹ軸とＸ軸を２分する向きに配置して
いる。方形導波管９では、（Ａ）図に示す水平偏波Eh
は、位相器で位相が変わらないようにし（位相差零）、
（Ｂ）図に示す垂直偏波Evは、位相器でＸ軸成分の位相
を１８０度遅延させて、（Ｄ）図に示すような電界分布
にすることにより、水平偏波Eh、あるいは垂直偏波Evの
信号を取り出すことができ、方形導波管１０では、
（Ａ）図に示す水平偏波Ehは、位相器でＸ軸成分の位相
を１８０度遅延させて、（Ｃ）図に示すような電界分布
にし、（Ｂ）図に示す垂直偏波Evは、位相器で位相が変
わらないようにする（位相差零）ことにより、水平偏波
Eh、あるいは垂直偏波Evの信号を取り出すことができ
る。

【００１０】次に第１位相差発生手段（図１において
は、金属塊３及び４）と、第２位相差発生手段（図１に
おいては、誘電体板７）とで構成された複合形位相器の
作用について説明する。図６（Ａ）及び（Ｂ）は、複合
形位相器の金属塊３及び４の作用についての説明図であ
り、円形導波管２の内部を伝播するＴＥ１１モードの電
磁波の直交する２つの偏波成分に対し、（Ａ）図に示す
ように、位相器内を伝播する電磁波のＹ軸方向の電界成
分をEy1 とし、Ey1 の波長をλy1とし、（Ｂ）図に示す
ように、Ｘ軸方向の電界成分をEx1 とし、Ex1 の波長を
λx1とすれば、円形導波管２の内部の左右に設けられた
金属塊３及び４で狭まくなった空間を、Ey1 成分は伝播
するため、波長が伸びて、λy1＞λx1となる。従って、
Ey1 の方がEx1 よりも電磁波が伝播する位相速度が速く
なる。Ey1の位相速度をVy1 とし、Ex1 の位相速度をVx1
とすれば、 Vx1＜Vy1 ───（１）

【００１１】図７（Ａ）及び（Ｂ）は、複合形位相器の
誘電体板７の作用についての説明図であり、誘電体板７
の円形導波管２の開口部からみた端面の長手方向をＹ軸
と平行にしてあり、円形導波管２の内部を伝播するＴＥ
１１モードの電磁波の直交する２つの偏波成分に対し、
（Ａ）図に示すように、位相器内を伝播する電磁波のＹ
軸方向の電界成分をEy2 とし、位相速度をVy2 とし、
（Ｂ）図に示すように、Ｘ軸方向の電界成分をEx2 と
し、位相速度をVx2 とすると、誘電体板７と平行した電
界を有するEy2 は伝播する位相速度が遅くなり、Ex2 の
位相速度は誘電体板７の影響を受けないで伝播する。 従って、 Vy2 ＜ Vx2─────
──（２） 図６と図７の位相器の形状から、 Vx1≒ Vx2─────
──（３） （１）及び（２）式から、 Vy2 ＜ Vx1、 Vx2＜Vy1 ─
──（４）

【００１２】次に金属塊３及び４と、誘電体板７を使用
した複合型位相器の作用について説明する。図８（Ａ）
〜（Ｄ）は、金属塊３及び４と、誘電体板７を使用した
複合型位相器の作用についての説明図であり、円形導波
管２の内部を伝播するＴＥ１１モードの電磁波の直交す
る２つの偏波成分に対し、（Ａ）図と（Ｂ）図は、誘電
体板７の円形導波管２の開口部からみた端面の長手方向
をＹ軸と平行にしてあり、（Ａ）図に示すように、位相
器内を伝播する電磁波のＹ軸方向の電界成分をEy3 と
し、位相速度をVy3 とし、（Ｂ）図に示すように、位相
器内を伝播する電磁波のＸ軸方向の電界成分をEx3 と
し、位相速度をVx3 とし、（Ｃ）図と（Ｄ）図は、誘電
体板７の円形導波管２の開口部からみた端面の長手方向
をＸ軸と平行にしてあり、（Ｃ）図に示すように、位相
器内を伝播する電磁波のＹ軸方向の電界成分をEy4 と
し、位相速度をVy4 とし、（Ｄ）図に示すように、位相
器内を伝播する電磁波のＸ軸方向の電界成分をEx4 と
し、位相速度をVx4 とする。

【００１３】（Ｂ）図と（Ｃ）図を比較すると、共に位
相速度は誘電体板７の影響を受けずに伝播するため、
（１）式を参照し、 Vx3＜Vy4──（５） （Ｃ）図と（Ｄ）図を比較すると、Ey4 の位相速度は誘
電体板７の影響を受けないため、（２）式を参照し、
Vx4＜Vy4 ───────（６） （Ａ）図と（Ｃ）図を比較すると、Ey4 の位相速度は誘
電体板７の影響を受けないため、（２）式を参照し、
Vy3＜Vy4 ───────（７） （Ｂ）図と（Ｄ）図を比較すると、Ex3 の位相速度は誘
電体板７の影響を受けないため、（２）式を参照し、
Vx4＜Vx3 ───────（８） 従って、（５）と（８）式より、 Vx4＜Vx3 ＜Vy4
─（９） 図８（Ａ）及び（Ｂ）において、金属塊３及び４はEy3
の位相速度を、Ex3 の位相速度より進ませ、誘電体板７
は逆に、金属塊３及び４はEy3 の位相速度を、Ex3 の位
相速度より遅らせるため、金属塊３及び４と、誘電体板
７の形状によっては、次式のいずれかを選択することが
できる。 Vy3＜Vx3 ───────（１０ａ） Vy3＞Vx3 ───────（１０ｂ） Vy3＝Vx3 ───────（１０ｃ） また、図６、図７、図８から、 Vy4≒ Vy1──────
─（１１） Vx3≒ Vx1───────（１２）

【００１４】図８に示す、各々の電磁波の複合型位相器
を通過した後の位相を、 Ex3 の位相＝Θx3、 Ex4 の位相＝Θx4 Ey3 の位相＝Θy3、 Ey4 の位相＝Θy4 とすると、 誘電体板７の寸法の選定により、 Θx3−Θx4＝９０
度────（１３） 金属塊３及び４の寸法の選定により、Θy4−Θx3＝９０
度────（１４） 誘電体板７と金属塊３及び４の寸法の選定により、 Θx3−Θy3＝０度─────（１５） （１３）と（１４）式から、 Θy4−Θx4＝１
８０度───（１６） 従って、（１５）式から、誘電体板７の円形導波管２の
開口部からみた端面の長手方向をＹ軸と平行にした場
合、Ｘ軸方向とＹ軸方向の電界の位相差は零とすること
ができる。また、（１６）式から、誘電体板７の円形導
波管２の開口部からみた端面の長手方向をＸ軸と平行に
した場合、Ｘ軸方向とＹ軸方向の電界の位相差は１８０
度とすることができる。（１４）、（１５）式から、複
合型位相器の電磁波の伝播方向の長さは、ほぼ９０度位
相器と同じ長さとすれば良く、誘電体板７を回転させる
ことにより、図５で説明したように、水平偏波Ehと、垂
直偏波Evの電界分布を相互に切り換えて出力することが
できる。

【００１５】図９（Ａ）及び（Ｂ）は複合型位相器と方
形導波管９及び１０の接合位置関係を示す説明図であ
り、円形導波管２の開口部１側からみた正面図を示して
いる。金属塊３及び４の円形導波管２の管軸方向に向か
う中心線と、方形導波管９及び１０の円形導波管２の管
軸方向に向かう中心線とが、約４５度の角度をなすよう
に配置し、方形導波管９の円形導波管２の管軸方向に向
かう中心線は、−Ｘ軸とＹ軸を２分する向きとし、方形
導波管１０の円形導波管２の管軸方向に向かう中心線
は、Ｘ軸とＹ軸を２分する向きとし、円形導波管２にＸ
軸とＹ軸を２分する向きに水平偏波Ehが導入され、−Ｘ
軸とＹ軸を２分する向きに垂直偏波Evが導入されたとす
る。（Ａ）図に示すように、誘電体板７の円形導波管２
の開口部からみた端面の長手方向をＹ軸と平行にした場
合、金属塊３及び４と、誘電体板７で構成された複合型
位相器を通り抜けたＸ軸方向とＹ軸方向の電界の位相差
は零とすることができるため、水平偏波Ehと、垂直偏波
Evの電界分布は、導入された状態とすることができ、方
形導波管９から水平偏波Ehの信号を出力することができ
る。

【００１６】（Ｂ）図に示すように、誘電体板７の円形
導波管２の開口部からみた端面の長手方向をＸ軸と平行
にした場合、金属塊３及び４と、誘電体板７で構成され
た複合型位相器を通り抜けたＸ軸方向とＹ軸方向の電界
の位相差は１８０度とすることができるため、水平偏波
Ehと、垂直偏波Evの電界分布は、相互に切り換えること
ができ、方形導波管９から垂直偏波Evの信号を出力する
ことができる。同様に、方形導波管１０からは、誘電体
板７の円形導波管２の開口部からみた端面の長手方向を
Ｙ軸と平行にした場合、垂直偏波Evの信号を出力するこ
とができ、誘電体板７の円形導波管２の開口部からみた
端面の長手方向をＸ軸と平行にした場合、水平偏波Ehの
信号を出力することができる。

【００１７】次にＢＳ受信時の作用について、以下に説
明する。図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、円偏波に対する複合
型位相器の作用についての説明図であり、円偏波は、２
つの直交した直線偏波の合成とみなすことができ、この
２つの直交した直線偏波の振幅が等しく、位相が９０度
ずれている場合に円偏波となる。（Ａ）図に示す円は、
円偏波の電界ベクトルの軌跡を示しており、Ｘ軸とＹ軸
を２分する向きに電界ベクトルＥを有する円偏波が円形
導波管２に導入されたとすると、円偏波はＸ軸方向に直
線偏波成分Exを有し、Ｙ軸方向に直線偏波成分Eyとを有
する電磁波として表すことができる。Ｘ軸方向の直線偏
波が、Ｙ軸方向の直線偏波より位相が遅れている場合、
円偏波の電界ベクトルＥは、矢印ｂの向きに回転し左旋
円偏波となり、Ｙ軸方向の直線偏波が、Ｘ軸方向の直線
偏波より位相が遅れている場合、円偏波の電界ベクトル
Ｅは、矢印ａの向きに回転し右旋円偏波となる。

【００１８】（Ｂ）図及び（Ｃ）図は、ＢＳ受信時の複
合位相器の誘電体板７の配置を示す説明図であり、誘電
体板７の円形導波管２の開口部からみた端面の長手方向
の中心線が、Ｘ軸とＹ軸を２分する向きに配置してお
り、円偏波の２つの直交した直線偏波成分の電界は誘電
体板７と平行して伝播する向きとなっていないため、誘
電体板７による位相差は発生しない。（Ｂ）図は円形導
波管２の左右方向に金属塊３及び４を配置しており、直
線偏波成分Eyが、直線偏波成分Exより位相が遅れている
右旋円偏波を導入すれば、式（１４）に示すようにΘy4
−Θx3＝９０度としているので、複合位相器を通過した
右旋円偏波の電磁波は、直線偏波に変換することができ
る。（Ｃ）図は円形導波管２の上下方向に金属塊１１及
び１２を配置しており、直線偏波成分Exが、直線偏波成
分Eyより位相が遅れている左旋円偏波を導入すれば、式
（１４）に示すようにΘy4−Θx3＝９０度としているの
で、複合位相器を通過した左旋円偏波の電磁波は、直線
偏波に変換することができる。

【００１９】以上説明したように、図１に示す実施例の
場合は、誘電体板７を回転させて図９（Ｂ）に示す状態
にすることにより、水平偏波Ehの信号を方形導波管１０
から出力することができ、誘電体板７を回転させて図９
（Ａ）に示す状態にすることにより、垂直偏波Evの信号
を方形導波管１０から出力することができ、誘電体板７
を回転させて図１０（Ｂ）に示す状態にすることによ
り、右旋円偏波の電磁波を直線偏波に変換して、方形導
波管９から同直線偏波を出力することができる。左旋円
偏波の電磁波を受ける場合は、図１０（Ｃ）に示すよう
に、円形導波管２の上下方向に金属塊１１及び１２を配
置した複合位相器を使用して、誘電体板７を回転させて
同図のようにすれば、左旋円偏波の電磁波を直線偏波に
変換して、方形導波管９から同直線偏波を出力すること
ができ、Ｘ軸とＹ軸を２分する向きに円形導波管２に導
入された水平偏波Ehは、図９（Ｂ）の関係から、誘電体
板７の円形導波管２の開口部からみた端面の長手方向を
金属塊１１及び１２の表面に対して垂直方向とすること
により、方形導波管１０から出力することができ、−Ｘ
軸とＹ軸を２分する向きに円形導波管２に導入された垂
直偏波Evは、図９（Ａ）の関係から、誘電体板７の円形
導波管２の開口部からみた端面の長手方向を金属塊１１
及び１２の表面に対して平行な向きにすることにより、
方形導波管１０から出力することができる。従って、円
偏波を使用した衛星放送電波と、直線偏波を使用した通
信衛星電波とを、同一の一次放射器で受けて、方形導波
管の一方から衛星放送信号を取り出してＢＳコンバータ
に入力し、方形導波管の他方から通信衛星信号を取り出
してＣＳコンバータに入力することにより衛星放送、あ
るいは通信衛星の電波を受信することが可能となる。

【００２０】

【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一部切欠き斜視図であり、円
形導波管２の一端をホーン形状として電磁波を効率良く
円形導波管２に導入し得る開口部１とし、円形導波管２
の他端を導入された電磁波を反射せしめる終端面５と
し、開口部１側の円形導波管２の内部に複合型位相器を
設けている。前記複合型位相器は、円形導波管２の内壁
側に設けた固定式の第１位相差発生手段と、同第１位相
差発生手段を配した位置にほぼ相対するように管軸側
に、円形導波管２の管軸を中心として回転可能にして設
けた第２位相差発生手段とで構成している。従って、複
合型位相器の電磁波の伝播方向の長さを短くすることが
でき、円形導波管２として短い導波管を使用できるとい
う利点がある。

【００２１】図１の実施例では、第１位相差発生手段と
して金属塊３及び４を使用しており、円形導波管２の内
部の円形表面の左部及び右部の対向する円弧が略平面に
なるように金属塊３及び４を取り付け、円形導波管２の
管軸方向に向かう金属塊３及び４の長さを、円形導波管
２の内部を伝播する電磁波のＴＥ１１モードの直交する
２つの偏波成分間の位相差をほぼ９０度にできる長さと
している。前記金属塊３及び４は、どちらか一方のみを
使用するようにしても良いが、この場合は、位相差を９
０度とするため金属塊の円形導波管２の管軸方向に沿っ
た長さを長くする必要がある。図１の実施例では、第２
位相差発生手段として誘電体板７を使用しており、円形
導波管２の管軸を中心とし誘電体板７を回転させること
ができるようにし、誘電体板７の長手方向の長さを、円
形導波管２の内部を伝播する電磁波のＴＥ１１モードの
直交する２つの偏波成分間の位相差をほぼ９０度にでき
る長さとしている。誘電体板７の短辺方向の端面の形状
を略Ｖ字型としているが、位相器としての整合がとれる
ようであれば、他の形状としても良い。誘電体板７の回
転機構としては、円形導波管２の終端面５の外側に駆動
部６を設け、駆動部６としては例えばモータ等を使用
し、同モータの回転と連動して回転する回転軸８を設け
て、誘電体板７の短辺方向の中心に取り付け、誘電体板
７を円形導波管２の管軸を中心として回転できるように
している。駆動部６を使用する代わりに、手動で誘電体
板７を回転させるようにしても良い。

【００２２】円形導波管２の内部に導入された電磁波の
出力手段として、複合型位相器と終端面５の間の円形導
波管２の側面に方形導波管９及び方形導波管１０を接合
している。図２は、図１の正面図であり、円形導波管２
の開口部１からみた金属塊３及び４の円形導波管２の管
軸方向に向かう中心線（図示せず）と方形導波管９の円
形導波管２の管軸方向に向かう中心線（図示せず）とが
約４５度の角度をなし、−Ｘ軸とＹ軸を２分する向きに
方形導波管９を配置し、方形導波管１０は、同方形導波
管１０の円形導波管２の管軸方向に向かう中心線（図示
せず）がＸ軸とＹ軸を２分する向きとし、前記方形導波
管９の円形導波管２の管軸方向に向かう中心線に対し
て、直角となるように配置している。金属塊３及び４の
表面は略平面状としているが、円形導波管２の内部を伝
播する電磁波のＴＥ１１モードの直交する２つの偏波成
分間に位相差を発生させるためには、Ｘ軸方向とＹ軸方
向との内径差を設ければ良く、金属塊３及び４の表面を
平面状とする代わりに、表面を盛り上げて円形導波管２
の開口部１からみた形を円弧状にしても良く、加工のし
やすさによって選択が可能である。

【００２３】図３（Ａ）は、本発明のその他の実施例を
示す円偏波及び直線偏波共用一次放射器の一部切欠き斜
視図であり、図１に示す実施例との相違は、第１位相差
発生手段として金属塊１１及び１２を円形導波管の内部
の円形表面の上部及び下部の対向する円弧がほぼ平面に
なるようにして取り付けた点であり、その他の部分の構
成は図１の実施例と同様にしている。図３（Ｂ）は、図
３（Ａ）の正面図であり、円形導波管２の開口部１から
みた金属塊１１及び１２の円形導波管２の管軸方向に向
かう中心線（図示せず）と方形導波管９及び方形導波管
１０の円形導波管２の管軸方向に向かう中心線（図示せ
ず）とが約４５度の角度をなすように配置し、方形導波
管９と方形導波管１０の各々の円形導波管２の管軸方向
に向かう中心線同士が直角となるように配置している。
水平偏波、及び垂直偏波を含む直線偏波信号と、右旋円
偏波を受ける場合は図１の実施例を選択し、水平偏波、
及び垂直偏波を含む直線偏波信号と、左旋円偏波を受け
る場合は図３の実施例を選択するようにして、目的によ
り使い分けるようにする。

【００２４】図１１は、本発明の他の実施例を示す、円
偏波及び直線偏波共用一次放射器の一部切欠き斜視図で
あり、図３に示す実施例との相違は、円形導波管２の内
部に導入した電磁波の信号出力手段として用いる方形導
波管９及び１４を、円形導波管２の管軸方向に沿い、誘
電体板７と終端面５の間に位置するように、円形導波管
２の側面に並べて配置している点であり、その他の部分
の構成は図３の実施例と同様にしている。図１２（Ａ）
図は、図１１の要部拡大図であり、（Ｂ）図は、（Ａ）
の正面図であり、方形導波管９は図１に示す実施例と同
様に、円形導波管２の開口部１からみた方形導波管９の
円形導波管２の管軸方向に向かう中心線が、−Ｘ軸とＹ
軸を２分する向きにして、結合用スリット１６を介して
円形導波管２に接合している。方形導波管９では、結合
用スリット１６の開口面と平行な、Ｘ軸とＹ軸を２分す
る向きに平行な電界を有する直線偏波の電磁波を出力す
ることができる。

【００２５】方形導波管１４は励振用プローブ１３を介
して電気的に円形導波管２と接続しており、プローブ１
３の一端は−Ｘ軸とＹ軸を２分する向きにして、円形導
波管２の内部に挿入しており、プローブ１３は−Ｘ軸と
Ｙ軸を２分する向きに平行な電界を有する直線偏波を電
気信号に変換し、同電気信号をプローブ１３の他端に伝
え、同プローブ１３の他端は方形導波管１４の内部に挿
入され、略Ｌ字状に形成されており、略Ｌ字状に形成さ
れた部分で電磁波を励振させる。方形導波管９は結合用
スリット１６を介して円形導波管２と接続し、方形導波
管１４はプローブ１３を介して円形導波管２と接続と接
続することにより、方形導波管９と方形導波管１４は円
形導波管２に対して同一方向から接合することができ、
従って、加工をし易くし、また、リフレクタに取り付け
る場合も同一方向に方形導波管が引き出してあるため、
取り扱いし易い。

【００２６】プローブ１３の取付位置は、円形導波管２
の管軸方向に沿った終端面５からの距離をプローブ１３
に結合させる電磁波の波長の略１／４の長さとし、方形
導波管１４に対する挿入の深さも同様に、プローブ１３
で励振させる電磁波の波長の略１／４の長さとし、その
他の円形導波管２に挿入する深さ、あるいはＬ字状に曲
げた部分の長さは、方形導波管１４の内部で効率良く電
磁波を励振できるように調整する。例えば、方形導波管
９に導入する電磁波が、円形導波管２の終端面５や、プ
ローブ１３からの反射波等の影響により不整合状態とな
らないようにして、効率良く方形導波管９に電磁波を導
入するため、略長方形の金属板１５を使用し、円形導波
管２の側面からみた取り付け位置を、方形導波管９の結
合用スリット１６と円形導波管２の終端面５間とし、円
形導波管２の開口からみた取り付け位置は、（Ｂ）図に
示すように、Ｘ軸とＹ軸を２分する向きにし、略長方形
の金属板１５の長手方向の両端を円形導波管２の内壁で
挟持させ、金属板１５の長手方向の略中央部分を半円状
に湾曲させて、同湾曲部に回転軸８を通して、回転軸８
が自在に回転できるようにしても良い。

【００２７】図１３（Ａ）は、本発明の他の実施例を示
す、円偏波及び直線偏波共用一次放射器の一部切欠き斜
視図であり、図１３（Ｂ）は同上の正面図である。図３
に示す方形導波管９及び方形導波管１０の代わりに、励
振用プローブ１７及び１８を信号取り出し手段として用
いている。プローブ１７及び１８は、方形導波管９及び
方形導波管１０を使用する場合と同様に、複合形位相器
と終端面５の間の円形導波管２の側面に取り付けるよう
にし、図１３（Ｂ）に示すように、円形導波管２の開口
部１からみた金属塊１１及び１２の管軸方向に向かう中
心線（図示せず）と、プローブ１７及び１８の円形導波
管２の管軸方向に向かう各々の中心線（図示せず）とが
約４５度の角度をなすように円形導波管２に取り付けて
いる。プローブ１７の円形導波管２の管軸方向に向かう
中心線は、−Ｘ軸とＹ軸を２分する向きとしており、−
Ｘ軸とＹ軸を２分する向きに平行な電界を有する直線偏
波を電気信号に変換して出力することができ、プローブ
１８の円形導波管２の管軸方向に向かう中心線は、Ｘ軸
とＹ軸を２分する向きとしており、Ｘ軸とＹ軸を２分す
る向きに平行な電界を有する直線偏波を電気信号に変換
して出力することができ、方形導波管９及び方形導波管
１０を用いた場合と同様に、円形導波管２に導入された
電磁波から信号を取り出すことができる。

【００２８】図１４（Ａ）は、本発明のその他の実施例
を示す円偏波及び直線偏波共用一次放射器の一部切欠き
斜視図であり、図３において第１位相差発生手段として
使用している金属塊１１及び１２の代わりに、他の構造
を使用するようにしたものであり、（Ａ）図では略長方
形の金属板１９及び２０を使用しており、円形導波管２
の内部表面の上部と下部の対向する円弧の中心に取り付
け、金属板１９及び２０の短辺方向が円形導波管２の管
軸に向かうようにし、円形導波管２の管軸方向に沿った
金属板１９及び２０の長辺方向の長さを、円形導波管２
の内部を伝播する電磁波のＴＥ１１モードの直交する２
つの偏波成分間の位相差をほぼ９０度とすることができ
る長さとしている。図１４（Ｂ）は、前図（Ａ）の正面
図であり、同図に示すように、円形導波管２の開口部か
らみた金属板１９及び２０の短辺の管軸方向に向かう中
心線（図示せず）と、方形導波管９及び方形導波管１０
の円形導波管２の管軸方向に向かう中心線（図示せず）
とが各々約４５度の角度をなすように配置し、方形導波
管９と方形導波管１０の各々の円形導波管２の管軸方向
に向かう中心線同士が直角となるように配置している。
金属板１９及び２０の短辺方向の端面の形状は、段差を
中間に設けた形状としているが、位相器として整合がと
れるようであれば他の形状としても良い。また、前記金
属板１９及び２０は、どちらか一方のみを使用するよう
にしても良いが、この場合は、位相差を９０度とするた
め前記金属板の長辺方向の長さを長くする必要がある。

【００２９】図１５（Ａ）は、本発明のその他の実施例
を示す円偏波及び直線偏波共用一次放射器の一部切欠き
斜視図であり、図３において第１位相差発生手段として
使用している金属塊１１及び１２の代わりに、金属製ビ
ス２１及び２２を複数個使用するようにしており、円形
導波管２の内部表面の上部と下部の対向する円弧の中心
に、管軸方向に沿って並べて取り付け、各々の金属製ビ
スの先端が円形導波管２の中心に向かうようにし、円形
導波管２の管軸方向に並べて取り付けた長さを、円形導
波管２の内部を伝播する電磁波のＴＥ１１モードの直交
する２つの偏波成分間の位相差をほぼ９０度とすること
ができる長さとしている。図１５（Ｂ）は前図（Ａ）の
正面図であり、同図に示すように、円形導波管２の開口
部からみた前記金属製ビスの管軸方向に向かう中心線
（図示せず）と、方形導波管９及び方形導波管１０の円
形導波管２の管軸方向に向かう中心線（図示せず）とが
各々約４５度の角度をなすように配置し、方形導波管９
と方形導波管１０の各々の円形導波管２の管軸方向に向
かう中心線同士が直角となるように配置している。前記
金属製ビスの列を上部と下部の２列としているが、どち
らか一方の列のみを使用するようにしても良いが、この
場合は、位相差を９０度とするため前記金属製ビスの列
の長さを長くする必要がある。図１４及び図１５に示す
位相差発生手段を使用しても、図３に使用した金属塊１
１及び１２と同様な効果を得ることができる。なお、図
１における３０、３１、図３（Ａ）、図１３（Ａ）、図
１４（Ａ）、及び図１５（Ａ）における３０、３２、並
びに図１１における３０、３３、３８及び図１２（Ａ）
における３４、３５、３６、３７、３８は切欠き線を示
す。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればＢ
Ｓ用及びＣＳ用に共用とした円偏波及び直線偏波共用一
次放射器を使用して、同一次放射器をリフレクタの焦点
に配置し、リフレクタの向きをＢＳ受信のときは放送衛
星の方向にし、ＣＳ受信のときは通信衛星の方向にし
て、ＢＳ及びＣＳを受信可能としており、従来のように
同一リフレクタにＢＳ用の一次放射器とＣＳ用の一次放
射器を並べて取り付け、リフレクタの焦点をずらせて、
リフレクタの一端の焦点にＢＳ用の一次放射器を配置
し、リフレクタの他端の焦点にＣＳ用の一次放射器を配
置して、リフレクタの向きを各々の衛星の向きにして、
ＢＳの電波及びＣＳの電波を受信するようにしたものよ
り、構造が簡単で価格の安い、経済的な受信システムを
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
用一次放射器の一部切欠き斜視図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】（Ａ）は本発明のその他の実施例を示す円偏波
及び直線偏波共用一次放射器の一部切欠き斜視図であ
り、（Ｂ）は同上の正面図である。

【図４】円形導波管２に導入された、水平偏波と垂直偏
波の電界分布を示す説明図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は位相器の入出力端における水
平偏波Ehと、垂直偏波Evの電界ベクトルの分解図であ
る。

【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、複合型位相器の金属塊３
及び４の作用についての説明図である。

【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、複合型位相器の誘電体板
７の作用についての説明図である。

【図８】（Ａ）〜（Ｄ）は、金属塊３及び４と、誘電体
板７を使用した複合型位相器の作用についての説明図で
ある。

【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、複合型位相器と方形導波
管９の接合位置関係を示す説明図である。

【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は、円偏波に対する複合型位
相器の作用についての説明図である。

【図１１】本発明のその他の実施例を示す、円偏波及び
直線偏波共用一次放射器の一部切欠き斜視図である。

【図１２】（Ａ）図は、図１１の要部拡大図であり、
（Ｂ）図は、（Ａ）図の正面図である。

【図１３】（Ａ）図は、本発明のその他の実施例を示
す、円偏波及び直線偏波共用一次放射器の一部切欠き斜
視図であり、図３の方形導波管を使用する代わりに励振
用プローブ１２を使用した例であり、（Ｂ）図は、
（Ａ）図の正面図である。

【図１４】（Ａ）図は、本発明のその他の実施例を示す
円偏波及び直線偏波共用一次放射器の一部切欠き斜視図
であり、図３の金属塊１１及び１２を使用する代わりに
金属板１９及び２０を使用した例であり、（Ｂ）図は、
（Ａ）図の正面図である。

【図１５】（Ａ）図は、本発明のその他の実施例を示す
円偏波及び直線偏波共用一次放射器の一部切欠き斜視図
であり、図３の金属塊１１及び１２を使用する代わりに
複数の金属製ビスを使用した例であり、（Ｂ）図は、
（Ａ）図の正面図である。

【図１６】リフレクタと一次放射器の配置を示す説明図
であり、（Ａ）図は、従来例を示し、（Ｂ）図は、本発
明の実施例を示す。

【符号の説明】

１ 開口部 ２ 円形導波管 ３ 金属塊 ４ 金属塊 ５ 終端面 ６ 駆動部 ７ 誘電体板 ８ 回転軸 ９ 方形導波管 １０ 方形導波管 １１ 金属塊 １２ 金属塊 １３ プローブ １４ 方形導波管 １５ 金属板 １６ スリット １７ プローブ １８ プローブ １９ 金属板 ２０ 金属板 ２１ 金属製ビス ２２ 金属製ビス ２３ 一次放射器 ２４ 一次放射器 ２５ リフレクタ ２６ リフレクタ ２７ 一次放射器 ３０ 切欠き線 ３１ 切欠き線 ３２ 切欠き線 ３３ 切欠き線 ３４ 切欠き線 ３５ 切欠き線 ３６ 切欠き線 ３７ 切欠き線 ３８ 切欠き線

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端を電磁波が導入し得る開口部とし、
   他端に終端面を設けた円形導波管において、前記終端面
   側に円形導波管の内部を伝播する電磁波のＴＥ１１モー
   ドの垂直及び水平方向成分に各々結合せしめる２つの出
   力手段を設け、前記開口部側の円形導波管の内壁側に固
   定式の第１位相差発生手段を設け、同第１位相差発生手
   段を配した位置にほぼ相対するように管軸側に、円形導
   波管の管軸を中心として回転可能とした第２位相差発生
   手段を設けて、円偏波の電磁波が導入された場合は、前
   記第１位相差発生手段で直線偏波に変換し、前記第２位
   相差発生手段を回転させて、前記直線偏波の直交する２
   つの偏波成分間の位相が変化しない向きとして、前記出
   力手段の一方から信号を取り出し、直線偏波が導入され
   た場合は、水平及び垂直偏波の内どちらか一方に対して
   は、同直線偏波の直交する２つの偏波成分間に対して前
   記第１位相差発生手段で発生させた位相差を、前記第２
   位相差発生手段を回転させて同相となる向きとして、前
   記出力手段の他方から信号を取り出し、直線偏波の他方
   に対しては、前記位相差が、前記第１位相差発生手段と
   前記第２位相差発生手段とで約１８０度となるような向
   きに前記第２位相差発生手段を回転させて、前記出力手
   段の他方から信号を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。
2. 【請求項２】 前記２つの出力手段が前記円形導波管の
   側面に設けた２つの方形導波管、又は励振プローブ、あ
   るいは両者を組み合わせたものからなることを特徴とす
   る請求項１記載の円偏波及び直線偏波共用一次放射器。
3. 【請求項３】 前記第１位相差発生手段が金属塊からな
   り、前記円形導波管の内部の円形表面の少なくとも一方
   の円弧が略平面になるように前記金属塊を取り付け、円
   形導波管の管軸方向に沿った前記金属塊の長さを円形導
   波管の内部を伝播する電磁波のＴＥ１１モードの直交す
   る２つの偏波成分間の位相差を約９０度とすることがで
   きる長さとし、円形導波管の開口部からみた前記金属塊
   の円形導波管の管軸方向に向かう中心線と、前記出力手
   段の円形導波管の管軸方向に向かう中心線とが約４５度
   の角度をなすように配置したことを特徴とする請求項１
   記載の円偏波及び直線偏波共用一次放射器。
4. 【請求項４】 前記第１位相差発生手段が少なくとも１
   枚の略長方形の金属板からなり、前記円形導波管の内壁
   に前記金属板の短辺方向が円形導波管の管軸に向かうよ
   うにして取り付け、円形導波管の管軸方向に沿った前記
   金属板の長辺方向の長さを、円形導波管の内部を伝播す
   る電磁波のＴＥ１１モードの直交する２つの偏波成分間
   の位相差を約９０度とすることができる長さとし、円形
   導波管の開口部からみた前記金属板の短辺の円形導波管
   の管軸方向に向かう中心線と、前記出力手段の円形導波
   管の管軸方向に向かう中心線とが約４５度の角度をなす
   ように配置したことを特徴とする請求項１記載の円偏波
   及び直線偏波共用一次放射器。
5. 【請求項５】 前記第１位相差発生手段が複数の金属製
   ビスからなり、前記円形導波管の内壁の少なくとも一方
   に円形導波管の管軸方向に沿って並べて取り付け、各々
   の金属製ビスの先端が円形導波管の管軸に向かうように
   し、円形導波管の管軸方向に沿って並べて取り付けた前
   記金属製ビスの列の長さを、円形導波管の内部を伝播す
   る電磁波のＴＥ１１モードの直交する２つの偏波成分間
   の位相差を約９０度とすることができる長さとし、円形
   導波管の開口部からみた前記金属製ビスの円形導波管の
   管軸方向に向かう中心線と、前記出力手段の円形導波管
   の管軸方向に向かう中心線とが約４５度の角度をなすよ
   うに配置したことを特徴とする請求項１記載の円偏波及
   び直線偏波共用一次放射器。
6. 【請求項６】 前記第２位相差発生手段が誘電体板から
   なり、前記円形導波管の管軸を中心として回転可能と
   し、同誘電体板の円形導波管の管軸方向に沿った長さ
   を、円形導波管の内部を伝播する電磁波のＴＥ１１モー
   ドの直交する２つの偏波成分間の位相差を約９０度とす
   ることができる長さとしたことを特徴とする請求項１記
   載の円偏波及び直線偏波共用一次放射器。