JPS62181502A - 直交二偏波用同軸導波管変換器 - 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） 本発明はマイクロ波帯の水平、垂直の直交偏波の伝送系
で用いられる直交二偏波用同軸導波管変換器に関するも
のである。

（従来技術） 従来のこの種の水平、垂直の直交偏波を同時に受信する
ための直交二偏波用同軸導波管変換器は、第１０図及び
第１１図に示すように円筒形の主導波管１を備え、該主
導波管１内には端板２から受信周波数帯の中心周波数の
約１／４波長の距離の位置に直線状アンテナ３を同軸コ
ネクタ４を介して周壁から突設し、また該直線状アンテ
ナ３から更に約１／２波長の距離の位置には直線状のア
ンテナ５を直線状アンテナ３に対して直交する向きで、
同軸コネクタ６を介して周壁から突設した構造であった
。このような構造の直交二偏波用同軸導波管変換器にお
いては、円筒形の主導波管１の図示しない入力端から入
射するＴＥ＋＋モードの直線偏波７及び８に対して主導
波管１の入力開口面は正しい受信状態の向きにあっても
、直線状アンテナ３及び５が直線偏波７及び８に正しく
対向していない場合は、遠隔操作でモータ及びギヤーを
介して主導波管１の全体を回転させて、最適の受信状態
となるように調整していた。

〈発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような構造の直交二偏波用同軸導波
管変換器では、直線状アンテナ３．５のうち、端板２か
ら遠い位置にある直線状アンテナ５は端板２から３／４
波長の位置にあるので、主導波管１の管軸方向の長さが
大となる問題点があった。

また、従来の直交二偏波用同軸導波管変換器では、アン
テナの向きを調整する機構が主導波管１の全体を回転さ
せるために複雑となり、性能を維持する観点から、信頼
性に欠ける問題点があった。

本発明の第１の目的は、主導波管の管軸方向の長さを短
縮できる直交二偏波用同軸導波管変換器を提供すること
にある。

本発明の第２の目的は、アンテナの向きを調整する機構
を簡略化して、信頼性の向上を図ることができる直交二
偏波用同軸導波管変換器を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するための本発明の構成を、実施例に
対応する第１図乃至第９図を参照して説明する。

本願の第１の発明は、主導波管１の端板２に位置を異に
して１対のループアンテナ１１．１２がそれぞれ支持さ
れ、前記各ループアンテナ１１゜１２の特定の管軸平行
部分は前記各ループアンチす１１．１２に対応して前記
端板２を貫通する各同軸部分９．１０の中心導体に電気
的につながり、前記各ループアンテナ１１．１２のルー
プ部１１Ｂ、１２Ｂはそれぞれ前記主導波管１内でその
管軸に平行な複数の管軸平行部分とその管軸に直交する
少なくとも１つの管軸直交部分−と隣り合うこれら両部
会を直交する向きで連結している複数の屈曲部とを備え
て前記端板２にそれぞれ直交し且つ相互にも直交するそ
れぞれの一平面内で屈曲形のループ状をなし、前記各ル
ープ部１１Ｂ、１２Ｂの先端は前記端板２に短絡接続さ
れ、前記両ループ部１１Ｂ、１２Ｂの短絡端側とは反対
側の各管軸平行部分はそれぞれＱ変成用ストリップ線路
１７．１８として構成され、前記両Ｑ変成用ストリップ
線路１７．１８の少なくとも一方は前記端板２から前記
主導波管１内に突設された整合線路素子１５と前記管軸
平行部分１１Ｂ５とにより構成されていることを特徴と
する。

本願筒２の発明は、主導波管１の端板２に位置を異にし
て１対のループアンテナ１１．１２がそれぞれ支持され
、前記各ループアンテナ１１，１２の特定の管軸平行部
分は前記各ループアンテナ１１．１２に対応して前記端
板２を貫通する各同軸部分の中心導体に電気的につなが
り、前記各ループアンテナ１１．１２のループ部１１Ｂ
、１２Ｂはそれぞれ前記主導波管１内でその管軸に平行
な複数の管軸平行部分とその管軸に直交する少なくとも
１つの管軸直交部分と隣り合うこれら両部分を直交する
向きで連結している複数の屈曲部とを備えて前記端板２
にそれぞれ直交し且つ相互にも直交するそれぞれの一平
面内で屈曲形のループ状をなし、前記各ループ部１１Ｂ
、１２Ｂの先端は前記端板２に短絡接続され、前記両ル
ープ部１１Ｂ、１２Ｂの短絡端側とは反対側の各管軸平
行部分はそれぞれＱ変成用ストリップ線路１７．１８と
して構成され、前記両Ｑ変成用ストリップ線路１７．１
８の少なくとも一方は前記端板２から前記主導波管１内
に突設された整合線路素子１５と前記管軸平行部分１１
Ｂ５とにより構成され、且つ前記各ループアンテナ１１
．１２及び前記整合線路素子１５をそれぞれ支持した前
記端板２は前記主導波管１に対してその軸心のまわりに
回転自在になっていることを特徴とする。

（作用） このように同一の端板２に１対のループアンテナ１１．
１２を共に支持させると、主導波管１の管軸方向の長さ
を短かくすることができる。

第２の発明では、両ループアンテナ１１．１２を支持し
た端板２を主導波管１に対してその軸心のまわりに回転
すると、両ループアンテナ１１゜１２の向きの修正を主
導波管１を回転させなくてもできるようになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示したもの
である。なお、前述した第１０図及び第１１図と対応す
る部分には同一符号を付して示している。本実施例では
、金属製の端板２に位置を巽にして１対のループアンテ
ナ１１．１２がそれぞれ支持され、各ループアンテナ１
１，１２の特定の管軸平行部分１１８１．１２Ｂ１は各
ループアンテナ１１．１２に対応して端板２を貫通する
各同軸部分９．１０の中心導体に電気的につながってい
る。本実施例では、各ループアンテナ１１．１２の特定
の管軸平行部分１１Ｂ１．１２８１とこれらに対応する
各同軸部分９，１０の中心導体は管軸平行部分１１Ｂ１
．１２８１の延長として一体構造になっている。各同軸
部分９゜１０は誘電体１３．１４よりその外部導体と中
心導体との相互間隔が維持され、且つ中心導体の支持が
行われている。各ループアンテナ１１．１２のループ部
１１Ｂ、１２Ｂは、主導波管１内に突設されている。各
ループ部１１Ｂ、１２Ｂは、主導波管１内でその管軸に
平行な複数の管軸平行部分１１Ｂ１．１２Ｂ１．１１Ｂ
５．１２８５．１１Ｂ９．１２８９と、その管軸に直交
する管軸直交部分１１Ｂ３．１２Ｂ３．１１Ｂ７．１２
Ｂ７と、隣接するこれら両部分を直交する向きで連結し
ている複数の屈曲部１１Ｂ２．１２Ｂ２．１１Ｂ４．１
２Ｂ４．１１Ｂ６．１２Ｂ’６．１１Ｂ８゜１２８８と
を備えて、端板２に直交し且つ相互にも直交するそれぞ
れの一平面内で屈曲形のループ状をなし、各ループ部１
１Ｂ、１２Ｂの先端の管軸直交部分１１Ｂ９．１２８９
が端−板２の６孔に挿入されて短絡接続された構造にな
っている。主導波管１の端板２の外には、ループアンテ
ナ１１゜１２の管軸平行部分１１Ｂ１．１２Ｂ１に連設
された管軸平行部分１１Ａ、１２Ａを中心導体とする同
軸コネクタ４，６が設けられている。なお、各同軸コネ
クタ４，６の中心導体を主導波管１内に突出させてルー
プアンテナ１１．１２の管軸平行部分１１Ｂ１．１２Ｂ
１に電気的につなげたものも電気的意味は同じなので本
発明の範囲内に含まれることは勿論である。各ループ部
１１Ｂ、１２Ｂの管軸平行部分１１Ｂ５．１２３５にそ
れぞれ対応して、端板２から主導波管１内に片持ち支持
で整合線路素子１５．１６が管軸平行部分１１Ｂ５．１
２８５に接近して平行する向きでそれぞれ突設されてい
る。これら整合線路素子１５，１６とこれらに対向する
管軸平行部分１１Ｂ５．１２Ｂ５とでそれぞれＱ変成用
ストリップ線路１７゜１８が構成されている。

このように２個のループアンテナ１１．１２を互いに直
交する向きで共通の端板２に設けた場合には、２０ｄＢ
以上のアイソレーション（比帯域ｗ＝０．１２７）を得
ることができる。また、各ループアンテナ１１．１２の
管軸平行部分１１Ｂ５．１２Ｂ５にＱ変成用ストリップ
線路１７．１８を設けると、これら部分は導波管モード
から直接影響を受けにくくなる。更に、これらＱ変成用
ストリップ線路１７．１８は、同軸コネクタ４゜６のイ
ンピーダンスよりは高いが、屈曲部１１Ｂ６．１２Ｂ６
のインピーダンスよりは低い中間のインピーダンスとな
り、このためＱ変成器の働きをし、広帯域のインピーダ
ンス整合線路となる。

例えば、同軸コネクタ４，６側からみたＶＳＷＲは、比
帯域ｗ＝０．１２７において１．２以下にすることが可
能である。

かかる、直交二偏波用同軸導波管変換器においては、主
導波管１の図示しない入力端から入射した垂直、水平の
直交偏波のうち、ループアンテナ１１の管軸直交部分１
１Ｂ７と主電界が平行する直線偏波８は該管軸直交部分
１１Ｂ７で磁界結合によって受信される。また、同様に
ループアンテナ１２の管軸直交部分１２Ｂ７と主電界が
平行する直線偏波７は該管軸直交部分１２Ｂ７で受信さ
れる。受信された各信号は、それぞれＱ変成用ストリッ
プ線路１７．１８を通って同軸コネクタ４゜６から出力
される。

なお、整合線路素子１５．１６は、平板状、半円状又は
一部が端板２から突出した同軸管となっている半円状等
で構成することができる。

整合線路素子１５．１６を設ける位置は、図示のように
ループ部１１Ｂ、１２Ｂの外側でループ部１１Ｂ、１２
Ｂのなす平面と同一平面上に存在することが好ましいが
、その位置に対して９０’程度はずれて存在しても効果
はある。

整合線路素子１５．１６と管軸平行部分１１Ｂ５．１２
Ｂとの間の電波伝播部は、インピーダンス整合に都合が
良【プれば空隙であっても、或いは誘電体を介在させて
もいずれでもよい。

第３図及び第４図は本発明の第２実施例を示したもので
ある。この実施例では、主導波管１を正方形導波管とし
、端板２を正方形の金属板とし、ループアンテナ１１．
１２の管軸平行部分１１Ｂ５．１２８５を管軸平行部分
１１Ａ、１２Ａと一体な一直線状にし、ループ部１１Ｂ
の管軸平行部分１１Ｂ９に接近させて平行に整合線路素
子１９を端板２から主導波管１内に突設してＱ変成用ス
トリップ線路２０を段重づた例を示したものである。

その他の構造は第１実施例と同様になっている。

このように整合線路素子１９を設けると、ループ部１１
Ｂのインピーダンス整合をより容易に行うことができる
。

第５図及び第６図は本発明の第３実施例を示したもので
ある。この実施例では、端板２としてチョーク形端板を
使用し、該端板２をその軸心のまわりで回転自在となる
ようにして円形の主導波管１内に配置し、該端板２の裏
面中央に取りつけた回転軸２１を軸受板２２の中心に回
転自在に支持させ、該軸受板２２を主導波管１に支持さ
せた例を示したものである。その伯の構造は第１実施例
と同様になっている。

このような直交二偏波用同軸導波管変換器は、回転軸２
１を回すと、端板２と共に２個のループアンテナ１１．
１２が主導波管１の管軸のまわりに回転され、両ループ
アンテナ１１．１２の管軸直交部分１１Ｂ７．１２Ｂ７
の向きを変えることができる。従って、ループアンテナ
１１．１２の管軸直交部分１１Ｂ７．１２８７の向きを
調整することにより、両管軸直交部分１１８７．１２Ｂ
７を直交二偏波の主電界の向き７，８に合致するように
調整することができ、最良の状態で受信を行うことがで
きる。また、端板２をチョーク形にすると、該端板２と
主導波管１との間の隙間からの電磁波の漏れを防止でき
る。

上記各実施例では、２個のループアンテナ１１゜１２の
管軸平行部分１１Ｂ５．１２８５をいずれも整合線路１
５．１６によりＱ変成用ストリップ線路１７．１８とし
たが、第７図乃至第９図に示す第４実施例のようにＱ変
成用ス１〜リップ線路１７．１８は一方のループアンテ
ナ１１の管軸平行部分１１Ｂ５の方は整合線路素子１５
で構成し、他方のループアンテナ１２の管軸平行部分１
２Ｂ５の方は第９図に示すように該管軸平行部分１１Ｂ
５を主導波管１の管壁に接近させることにより構成して
もよい。

このようにしても第１実施例と同様の効果を得ることが
できる。

また、上記各実施例では両ループ部１１Ｂ、１２ＢをＴ
字状に交差する向きで設けたが、両省の位置関係は例え
ばループ部１２Ｂをループ部１１Ｂの管軸直交部分１１
Ｂ７の方向に平行移動させた位置等に配置してもよいこ
とは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明に係る直交二偏波用同輔導波
管変換器は、主導波管の同一の端板に１１５一 対のループアンテナを共に支持させたので、主導波管の
管軸方向の長さを短かくすることができる。

また、両ループアンテナのループ部の短絡側と反対の側
の管軸平行部分はＱ変成用ストリップ線路としているの
で、同軸部分とループ部とのインピーダンス整合をとる
ことができ、−広帯域のインピーダンス整合を得ること
ができる。特に、これらＱ変成用ストリップ線路の少な
くとも一方は、整合線路素子の使用により形成している
ので、主導波管の管壁を利用するものとは違って、端板
を貫通する位置の制限を受けなくなり、両ループアンテ
ナの相互位置関係の設定の自由度が大になる利点がある
。

更に、第２の発明では、両ループアンテナ及び整合線路
素子を支持した端板を主導波管に対して回転自在にした
ので、該端板を主導波管の管軸のまわりに回転すること
により、両ループアンテナの管軸直交部分の向きを共に
可変することができる。従って、両管軸直交部分を直交
二偏波の各主電界の向きに合致するように調整して最良
の状態で受信できるようにすることができる。また、端
板を回転させると、主導波管を回転するものど追って、
アンテナ向き調整機構の回転手段の負荷が軽くなり、従
って、該機構の構造を簡略化でき、信頼性の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る直交二偏波用同軸導波管変換器の
第１実施例の縦断面図、第２図は第１図のＩｆ−ＩＩ線
断面図、第３図は本発明の第２実施例の縦断面図、第４
図は第３図のＩＶ　−ＩＶ線断面図、第５図は本発明の
第３実施例の縦断面図、第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線
断面図、第７図は本発明の第４実施例の縦断面図、第８
図は第７図の■−■線断面図、第９図は第４実施例の他
の角度からの縦断面図、第１０図は従来の変換器の縦断
面図、第１１図は第１０図のＸＩ−ＸＩ線断面図である
。 １・・・主導波管、２・・・端板、９，１０・・・孔、
１１゜１２・・・ループアンテナ、ＩＩＡ、１２Ａ・・
・管軸平行部分、ＩＩＢ’、１２Ｂ・・・ループ部、１
１Ｂ１゜＝　１７− １１Ｂ５．　１１Ｂ９．　１２Ｂ１．　１２Ｂ５．　１
２８９・・・管軸平行部分、１１Ｂ３．１１Ｂ７．１２
Ｂ３．１２８７・・・管軸直交部分、１５．１６・・・
整合線路素子、１７．１８・・・Ｑ変成用ストリップ線
路。 ／−一ζ く− 手続補正書く自発） 昭和６１年　５月２２日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主導波管の端板に位置を異にして１対のループア
   ンテナがそれぞれ支持され、前記各ループアンテナの特
   定の管軸平行部分は前記各ループアンテナに対応して前
   記端板を貫通する各同軸部分の中心導体に電気的につな
   がり、前記各ループアンテナのループ部はそれぞれ前記
   主導波管内でその管軸に平行な複数の管軸平行部分とそ
   の管軸に直交する少なくとも１つの管軸直交部分と隣り
   合うこれら両部分を直交する向きで連結している複数の
   屈曲部とを備えて前記端板にそれぞれ直交し且つ相互に
   も直交するそれぞれの一平面内で屈曲形のループ状をな
   し、前記各ループ部の先端は前記端板に短絡接続され、
   前記両ループ部の短絡端側とは反対側の各管軸平行部分
   はそれぞれＱ変成用ストリップ線路として構成され、前
   記両Ｑ変成用ストリップ線路の少なくとも一方は前記端
   板から前記主導波管内に突設された整合線路素子と前記
   管軸平行部分とにより構成されていることを特徴とする
   直交二偏波用同軸導波管変換器。
2. （２）主導波管の端板に位置を異にして１対のループア
   ンテナがそれぞれ支持され、前記各ループアンテナの特
   定の管軸平行部分は前記各ループアンテナに対応して前
   記端板を貫通する各同軸部分の中心導体に電気的につな
   がり、前記各ループアンテナのループ部はそれぞれ前記
   主導波管内でその管軸に平行な複数の管軸平行部分とそ
   の管軸に直交する少なくとも１つの管軸直交部分と隣り
   合うこれら両部分を直交する向きで連結している複数の
   屈曲部とを備えて前記端板にそれぞれ直交し且つ相互に
   も直交するそれぞれの一平面内で屈曲形のループ状をな
   し、前記各ループ部の先端は前記端板に短絡接続され、
   前記両ループ部の短絡端側とは反対側の各管軸平行部分
   はそれぞれＱ変成用ストリップ線路として構成され、前
   記両Ｑ変成用ストリップ線路の少なくとも一方は前記端
   板から前記主導波管内に突設された整合線路素子と前記
   管軸平行部分とにより構成され、且つ前記各ループアン
   テナ及び前記整合線路素子をそれぞれ支持した前記端板
   は前記主導波管に対してその軸心のまわりに回転自在に
   なっていることを特徴とする直交二偏波用同軸導波管変
   換器。