JPH07115310A - 円形導波管と同軸ケーブルとの間のオルソモード変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 振動の結果、電気的性能を確保するために変
化することのある部品数を少なくする。 【構成】 円形導波管ＷＳと同軸ケ−ブルと間のオルソ
モ−ド変換器は、円形導波管ＷＳ部分と、それに侵入し
ている、外部的に同軸コネクタと接続された２つのプロ
−ブＰＲ１，ＰＲ２より成る。導波管の入力開口に隣接
して配置されたプロ−ブＰＲ２は、螺子および同一軸平
面に属する金属板ＬＳにより同調され、他のプロ−ブＰ
Ｒ１は、螺子および導波管に隣接する円形デイスクＴＳ
により同調される。板およびプロ−ブの形状は、広い動
作帯域（中心周波数の１０％）にわたり、光ガイドと同
軸ラインとの間の最良の結合を可能とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、通信システムのマイク
ロウエ−ブ装置に関し、とりわけ円形導波管と同軸ケ−
ブルとの間のオルソモ−ド変換器に係る。 【０００２】地上無線リンク局間または地球局および衛
星間の伝送チャンネルの容量を増大させるため、同一周
波数で直交軸偏向の２つの搬送波を同時に使用し、同一
の適切な特性の反射アンテナで送受させることが普通に
行われている。 【０００３】 【従来の技術】搬送波は一般に導波管装置、所謂、アン
テナ・フイ−ドと一体の部分であるオルソモ−ド変換器
により分離される；局装置への各信号の伝送は、分離さ
れた導波管あるいは同軸ケ−ブルによつて行われてい
る。オルソモ−ド変換器は、同時に２つの要求を満たさ
なければならない；それらは、アンテナと伝送線との間
で無線周波数信号の満足な結合を確保し、その結果とし
て、低い定常波比を表すものでなければならず、また他
方では、中心周波数の少なくとも１０％である周波数帯
域にわたり２つのアクセス・ポ−トの間で良い分離を確
実にするものでなければならない。 【０００４】これらの電気的性能は、最大の構造的簡潔
さと低減された邪魔物という機械的要求を満足させなが
ら得られなければならない。後者の特性は、若しオルソ
モ−ド変換器が、衛星に搭載されたアンテナ・フイ−ド
に、個別にあるいはアレ−の一部として使用されたなら
ば重要である。後者の場合、フイ−ド・サイズそしてフ
イ−ド・ウエイトおよび邪魔物を縮小することにより、
衛星の打ち上げはより簡単にまた安価になる。 【０００５】 【発明が解決しようとしている課題】これに加えて、衛
星搭載用途の観点からであるが、変換器構造は、それ
が、打ち上げの間に被るショックにも関わらず効率的で
あることを可能とする機械的特性を表すものでなければ
ならない。より特定的には、振動の結果として、それら
の位置を、最良の電気的性能を確保するために変化する
ことのある部品、たとえば、周波数同調（微調整）のた
めに使用される部品（即ち螺子）の数を、出来るだけ少
なくすべきなのである。 【０００６】『アンテナ・マイクロ・オンデス(Antenne
s micro-ondes)』( ニュ−・ブイ・ハイ(Nhu BUI-HAI)
著、マッソン(MASSON)出版) と題する書物の410 ペ−ジ
に記述されたオルソモ−ド変換器は、お互いに90゜の位
置で配置され、導波管部分で接続された、２つの同軸コ
ネクタの中心導体がプロ−ブとして使用されている。こ
の並行なプロ−ブの同調のために１つの金属板が、それ
が無線周波数信号に関して短絡回路として働くように、
この導波管に固定されている。 【０００７】より高い性能が、中心周波数の１０％に等
しい周波数帯域にわたり１．１以下の定常波比、入力ポ
−ト間の５０ｄＢより高い分離および０．０５ｄＢより
低い挿入ロスを表す本発明により提供されるオルソモ−
ド変換器により達成される。これに加えて、その長手方
向の寸法も、約２波長に減少し、各プロ−ブ当たり単一
の同調素子（螺子）で、容易かつ手早いセットをもたら
すものである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、その中に、直
交軸平面に属する２つの直径に沿つて配置され、外側で
定インピ−ダンス・トランジションを介し標準インピ−
ダンス同軸コネクタに接続されている２つのプロ−ブが
侵入している円形導波管全長より成り、その導波管の入
力開口に近接している方のプロ−ブは、螺子と同一平面
に属する金属板とによつて同調されており、他のプロ−
ブは、螺子と導波管を閉じている円形バッハ−とによつ
て同調されている、円形導波管と同軸ケ−ブルとの間の
オルソモ−ド変換器であつて、前記金属板の、それに並
行なプロ−ブの反対の側が中央に向かいテ−パ−状とさ
れ、前記プロ−ブが異なる直径を有する異なる円柱部分
より成るものであり、その第１部分は、プロ−ブが、導
波管の壁に作られた円形の孔に挿入された誘電体のワッ
シャにより支持され、前記開口とともに標準インピ−ダ
ンス同軸ラインを形成することを可能とし、より小さな
直径の孔の部分に囲まれたより大きな直径の第２部分
は、標準インピ−ダンス同軸ラインを続け、より大きな
直径の第３部分、さらに大きな直径の第４部分および第
３部分の直径と等しく、最終部分、ならびにそれらの全
長は、広い動作帯域にわたり導波管と同軸ラインとの間
の最良の電力結合を可能としていることを特徴とするオ
ルソモ−ド変換器を提供するものである。 【０００９】 【実施例】本発明の、これらのおよびその他の特徴は、
非限定的な例として与えられた、好ましい実施例の以下
の記述およびオルソモ−ド変換器の長手方向の断面が示
されている添付図面により、より明らかとなるであろ
う。 【００１０】このオルソモ−ド変換器は、基本モ−ドだ
けの伝搬を可能とするよう、中心帯域自由空間波長の約
０．７倍に等しい内直径を表す、円形の導波管部分ＷＧ
より成るものである。この導波管は、直交軸平面に属す
る２つの直径に沿つて配置された２つのプロ−ブＰＲ
１，ＰＲ２を含み、それらは、そのアンテナ・システム
がこのオルソモ−ド変換器を受信あるいは送信のいずれ
に使用のために含むかにより、直交偏向された２つの異
なる信号が抽出または発生されるべく導波管内を伝搬す
ることを可能とする。 【００１１】このプロ−ブは、低損失誘電体材料のワッ
シャＲＴ１，ＲＴ２により導波管の壁に固定され、直径
Ｄ１の円形孔に挿入されている。この円形孔が直径Ｄ２
で狭くされていることは、ワッシャのための段形成を可
能とし、それを壁自身と、一般に導波管の壁に螺子込ま
れている円錐のトランジションＴＲ２との間に保持す
る。この既知の型のトランジションおよび図面で見えな
いプロ−ブＰＲ１のための他の等しいトランジション
は、このプロ−ブと標準インピ−ダンス（即ち５０ｏｈ
ｍ）の外部同軸コネクタとの接続を可能とし、全てのイ
ンピ−ダンス不連続（無連絡）を回避する。 【００１２】各プロ−ブは、短絡回路と螺子により、最
大電力結合のために同調される。その１つは、図面でＳ
Ｃ２として示されている。 【００１３】微調整螺子は、導波管の壁のプロ−ブと正
反対の位置に配置されている。調整中、螺子は、小さな
プロ−ブと短絡回路公差を補償することを可能とする。 【００１４】プロ−ブＰＲ１に対する短絡回路は、導波
管の直径に等しい直径の円形デイスクＴＳによつて得ら
れ、一方プロ−ブＰＲ２に対する短絡回路は、プロ−ブ
ＰＲ２を通過する同一の軸平面に属する金属板ＬＳによ
つて得られる。この板でさえも、他のプロ−ブＰＲ１に
対して垂直であるようになり、自由空間波長の約１／２
５倍に等しい一定の厚みを表している。 【００１５】板の、変換器入力開口に隣接して配置され
たプロ−ブＰＲ２に面する側は、導波管の全直径に対し
て垂直かつプロ−ブに対して並行であり、一方プロ−ブ
ＰＲ１に面する反対の側は、中央部に向かい導波管の軸
に関して対称な２段階でテ−パ−状となつている。この
テ−パ−は、テ−パ−でない板を使用した変換器に関
し、同軸のポ−ト間の電気的分離についての性能が同一
であるとした場合、約４０％のプロ−ブ間距離に等しい
削減を可能とする。勿論、プロ−ブ間空間の削減は、オ
ルソモ−ド変換器の長さでの等しい削減を可能とする。 【００１６】２つのプロ−ブＰＲ１，ＰＲ２は、機械的
に等しく、異なる直径の種々の円筒部分より成る。直径
ｄ１の最初の部分は、プロ−ブが誘電体材料のワシャＲ
Ｔ１，ＲＴ２により支持されるようにさせ、かつ導波管
の壁の直径Ｄ１の孔を外部導体として利用することによ
り、約５０ｏｈｍのインピ−ダンスを有する同軸ライン
を形成するようなものである。このインピ−ダンス値
は、Ｄ１／ｄ１の比、およびワッシャの材料の誘電率に
基づいて決定される。同様に、直径ｄ２の部分は、孔の
より小さな部分の直径Ｄ２との比に基づいて、約５０ｏ
ｈｍのインピ−ダンスを有する同軸ラインを形成する。 【００１７】より大きな直径ｄ３の部分、さらに大きな
直径ｄ４の部分のあとに、同じ直径ｄ３の部分が続いて
いる。直径ｄ３およびｄ４ならびに導波管内部へのプロ
−ブの侵入深さは、最良の出力結合のために最適化され
る。より特定的には、より大きな直径ｄ４の部分が存在
していることが、中心周波数の少なくとも１０％に等し
い振幅を有する動作帯域で、良好な電気的性能を達成す
ることを可能とする。 【００１８】上述したことは、非限定的な例としてのみ
与えられたものである。変更および改良は、特許請求の
範囲を越えることなく可能である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のオルソモ−ド変換器の長手方向断面図
である。 【符号の説明】 ＴＲ２ 定インピ−ダンス・トランジション； ＷＧ 円形導波管； ＬＳ 金属板； ＴＳ 円形デイスク； ＰＲ１，ＰＲ２ プロ−ブ； ＲＴ１，ＲＴ２ ワッシャ； ＳＣ２ 螺子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アントネロ・アイカルデイ イタリー国 インペリア、ヴイア・アルト ロ 25 (72)発明者 ピエールカルロ・マサグリア イタリー国 トリノ、ヴイア・ニツツア 181

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】その中に、直交軸平面に属する直径に沿つ
   て配置され、外側で定インピ−ダンス・トランジション
   （ＴＲ２）を介し標準インピ−ダンス同軸コネクタに接
   続されている２つのプロ−ブ（ＰＲ１，ＰＲ２）が侵入
   している円形導波管（ＷＧ）の部分より成り、その導波
   管の入力開口に近接している方のプロ−ブ（ＰＲ２）
   は、螺子と同一平面に属する金属板（ＬＳ）とによつて
   同調されており、他のプロ−ブ（ＰＲ１）は、螺子と導
   波管を閉鎖している円形デイスク（ＴＳ）とによつて同
   調されている、円形導波管と同軸ケ−ブルとの間のオル
   ソモ−ド変換器であつて、前記金属板（ＬＳ）の、それ
   に並行なプロ−ブ（ＰＲ２）の反対の側が中央に向かい
   テ−パ−状とされ、前記プロ−ブ（ＰＲ１，ＰＲ２）が
   異なる直径を有する異なる円柱部分より成るものであ
   り、その第１部分（ｄ１）は、プロ−ブが、導波管の壁
   に作られた円形の孔に挿入された誘電体のワッシャ（Ｒ
   Ｔ１，ＲＴ２）により支持され、前記開口とともに標準
   インピ−ダンス同軸ラインを形成することを可能とし、
   より小さな直径（Ｄ２）の孔の部分に囲まれたより大き
   な直径の第２部分（ｄ２）は、標準インピ−ダンス同軸
   ラインを続け、より大きな直径の第３部分（ｄ３）、さ
   らに大きな直径の第４部分（ｄ４）および第３部分の直
   径（ｄ３）と等しい最終部分、ならびにそれらの全長
   は、広い動作帯域にわたり導波管と同軸ラインとの間の
   最良の電力結合を可能としていることを特徴とするオル
   ソモ−ド変換器。 【請求項２】前記金属板（ＬＳ）の、それに並行なプロ
   −ブ（ＰＲ２）の反対の側が、導波管軸に関して対称な
   ２段階で中央に向かいテ−パ−状となつていることを特
   徴とする 【請求項１】に記載のオルソモ−ド変換器。 【請求項３】前記金属板（ＬＳ）が、自由空間波長の約
   １／２５に等しい一定の厚さを表していることを特徴と
   する 【請求項１】に記載のオルソモ−ド変換器。