JPS6232709A - パラボラアンテナ装置 - 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、衛星放送の受信等のマイクロ波通信に使用さ
れる円偏波用パラボラアンテナ装置に関する。

（発明の概要） 本発明は、衛星放送の受信等のマイクロ波通信に使用さ
れる円偏波用パラボラアンテナ装置において、−次放射
器として単線式の円筒形状又は円筒端部にテーパーもし
くはフレア形状を有するバックファイヤー・ヘリカルア
ンテナを用い、該バック７アイヤー・ヘリカルアンテナ
と周波数変換器とを同軸線路で接続し、ＶＳＷＲの改善
、構造の簡素化等を図ったものである。

（従来の技術） 従来、この種のＳＨＦ円偏波用パラボラアンテナ装置は
、反射鏡の焦点に円錐ホーンを配置し、該円錐ホーンに
ポーラライザを介し導波管で給電する構成が一般的であ
った。このため、導波管とＢＳコンバータ（衛星放送受
信用周波数変換器であって１２ＧＨｚをＩＧＨｚ程度の
周波数に変換するもの）との接続構造は！＃６図に示す
ようになっていた。すなわち、導波管１１はＢＳコンバ
ータ１２のケース１３内側まで引き込まれ、導波管１１
の端部とケース１３内の回路基板１４とは同軸導波管変
換部１５を介して接続されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記従来の構成であると、−次放射器として
の円錐ホーンに導波管で給電するため、ＢＳコンバータ
側に同軸導波管変換部１５が必要となり、ＶＳＷＲ値が
大きくなったり、接続部分の製作に手間がかがり、コス
ト高となる嫌いがあった。

（間ｍ点を解決するだめの手段） 本発明は、上記の点に鑑み、−次放射器としてバックフ
ァイヤー・ヘリカルアンテナを用いて同軸線路で給電し
、周波数変換器とその同軸線路とを直結もしくは同軸コ
ネクタを介して簡単に接続する構成とすることにより、
ＶＳＷＲの向上、回路の簡素化、及びコスト低減を図っ
たパラボラアンテナ装置を提供しようとするものである
。

本発明は、反射鏡の焦点の存在する側に、ｉＦＡ式の円
筒形状又は円筒端部にテーパーもしくはフレア形状を有
するバックファイヤー・ヘリカルアンテナを配置し、該
バック７アイヤー・ヘリカルアンテナに同軸線路の一端
を接続するとともに、該同軸線路の他端を周波数変換器
の回路基板に直結もしくは同軸コネクタを介して接続す
る構成により、上記問題点を解決している。

（作用） 本発明で用いるヘリカｌＬ：アンテナは、同軸線路で給
電が可能であり、従って、周波数変換器側に直接その同
軸線路の端部を接続することができ、ＶＳＷＲを小さく
して、低損失化を図ることができる。また、従来の同軸
導波管変換部が不要であり、構成の簡素化及びコスト低
減ができる。

（実施例） 以下、本発明に係るパラボラアンテナ装置の実施例を図
面に従って茨明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す。この図において、
放物面反射鏡１の焦点にバック７フイヤー・ヘリカルア
ンテナ５が配置され、このバックファイヤー・ヘリカル
アンテナ５の反射鏡側の給電点に同軸線路（例えば七ミ
リジッドケーブル）６が一端が接続される。また、同軸
線路６の他端は第３図のようにＢＳコンバータ１２Ａの
ケース１３Ａに内蔵された回路基板１４Ａに直結されて
いる。例えば、同軸線路６の中心導体は回路基板１４Ａ
に立設された入力ピン１６に直接接続され、同軸線路の
外側導体は回路基板１４Ａのアースパターン等に直接接
続される。

ここで、バックファイヤー・ヘリカルアンテナ５は、ｐ
ｌＳ２図（イ）、°（ロ）、（ハ）のように前記同軸線
路６の外側導体６Ａに接続される整合円板７と中心導体
６Ｂに接続される１本の螺旋状導体８とからなっている
。

原理上、ヘリカルアンテナの線上を流れる電流は、ヘリ
カルアンテナの螺旋上をスムースに進行する。通常は、
螺旋の円周長（つまり、螺旋全体を円筒と見なした場合
、その円筒の円周長（以下、螺旋円周長と呼〕））より
大きな反射板があるためにヘリカルアンテナの先端から
電磁波が放射されるが（エンド７アイヤー・ヘリカルア
ンテナ）、反射板の円周長が螺旋の円周長より若干大き
い寸法から、同じ大きさをへて、徐々に小さくなるに従
って、後方（給電端側）へ電磁波が放射されるようにな
る。つまり、バックローブが生じる。バックファイヤー
・ヘリカルアンテナはこのバックローブを積極的に利用
する考えがたで各寸法を選んでいる。

二二では、前記反射板を整合円板と称している。

第２図（イ）、（ロ）、（ハ）１こおいて、Ｓは螺旋状
導体８の円周長、ａは螺旋のピッチ角、Ｃは整合円板７
の円周長、βは７ンアの開き角、８Ｔはテーパー、８Ｆ
はフレアである。

第７図はバックファイヤー・ヘリカルアンテナの螺旋円
周長Ｓと、バックファイヤー・ヘリカルアンテナの放射
量の前後比！ｌｏｇ（Ｆ　／　Ｂ　）ｌのｄＢ俵示との
関係であり（但し、ａ−４，度、β２０度、Ｃ＝０．９
Ｓ、λは電磁波の波長とした）、Ｓは０．５λ乃至１．
２λで１０ｃｌＢ以上の前後比が得られていることがわ
かる。

Ｐｔ５８図はバックファイヤー・ヘリカルアンテナの螺
旋のピッチ角ａと、バック７フイヤー・ヘリカルアンテ
ナの放射量の前後比との関係であり（但し、Ｓ＝１λ、
β＝６度、ｃ＝ｏ、９Ｓとした）、αは３乃至２０度で
１０ｄＢ以上の前後比が得られていることがわかる。

＠９図はバックファイヤー・ヘリカルアンテナの７し７
８Ｆ部分の開き角βと、バック７アイヤー・ヘリカルア
ンテナの放射量の前後比との関係であり（但し、８２１
人、０３６度、ｃ＝０．９８とした）、βはＯ乃至４５
度で２０ｄＢ以上の前後比が得られていることがわかる
（但し、β＝Ｏとはフレア無しを意味する。）。

第１０図はバックファイヤー・ヘリカルアンテナの整合
円板の円周長Ｃと、バック７アイヤー・ヘリカルアンテ
ナの放射量の前後比との関係であり（但し、８２１人、
０３６度、β＝θ度とした）、ＣはＯ乃至１．２Ｓで１
０ｄＢ以上の前後比が得られていることがわかる（但し
、Ｃ−〇とは整合円板無しを意味する。）。

以上の結果から、 ０．５λ　≦Ｓ≦１．２人 ３度≦ａ≦２０度 θ度≦β≦４５度 ０≦Ｃ≦１．２Ｓ のように設定することにより、良好な前後比のバックフ
ァイヤー・ヘリカルアンテナを実現することができる。

なお、同軸線路６と螺旋状導体８との間の反射を少なく
し、アンテナとしてのＶ、Ｓ、Ｗ、Ｒが良好となるよう
に、同軸線路６と螺旋状導体８との間での整合をとる必
要がある。整合をとる方法は、整合円板７と整合円板７
に対向する螺旋状導体の直線部９との間隔ａを適当に調
整する方法と、螺旋状導体８と同軸線路６との結合部（
バック７アイヤー・ヘリカルアンテナの給電端部）から
螺旋状導体の形状をテーパー形状（円錐状）に広げて然
るべき螺旋状導体の円周長Ｓとなし整合をとる方法の２
つの方法がある。勿論、これらの組み合わせによる改碧
工夫も考えられる。

前記バックファイヤー・ヘリカルアンテナ５及び同軸線
路６の配置で最も好ましいのは、バックファイヤー・ヘ
リカルアンテナ５の螺旋の軸方向と同軸線路６の引き出
し方向とが反射鏡１の中心軸上に位置する場合であり、
このときのバック７アイヤー・ヘリカルアンテナ５の指
向性、すなわちメインローブＭＢは例えば第１図点線で
示される。

次に、上記第１実施例の動作を受信の場合で説明する。

第１図の矢印Ｗの方向に入射してきた電磁波は、放物面
反射鏡１で反射されてその焦点の位置に収束し、バック
ファイヤー・ヘリカルアンテナ５の給電点ＷＩ↓り入射
する。このとき、バックファイヤー・ヘリカルアンテナ
５はメインローブＭＢを給電点側に持っているので、反
射鏡１で反射されてきた電磁波は効率的にバックファイ
ヤー・ヘリカルアンテナ５で受信され、同軸線路６を通
してＢＳコンバータ１２Ａの回路基板１４Ａに導かれる
。この場合、バック７アイヤー・ヘリカルアンテナ５は
、通常のエンドファイヤー・ヘリカルアンテナと同様に
受信電磁波が円偏波のときに良い特性を示す。

・上記第１実施例に示したパラボラアンテナ装置は、反
射［１と組み合わせで用いる一次放射器としてバック７
アイヤー・ヘリカルアンテナ５を用いているので、給電
用に同軸線路を採用でき、バックファイヤー・ヘリカル
アンテナ５とＢＳフンバータ１２Ａ内の回路基板１４Ａ
とを同軸線路６で直結でき、ＶＳＷＲ値を低く抑えるの
が容易である。また、同軸導波管変換部が不要となり、
ＢＳコンバータ側の構成も簡素化され、コスト低減もで
きる。さらに、アンテナ給電点を反射ｆｉｌに近い端部
とすることができ、給電のための同軸線路６を最短距離
で反射鏡側に引き出すことができる。

このため、電力損失を少なくでき、また同軸線路６が反
射１！１の前面を横断する必要がなく、ブ占ツキングも
生じない。さらに、同細線路６としてセミリジットケー
ブルやりジッドケーブル等を採用することによりバック
ファイヤー・ヘリカルアンテナ５の支持体として利用で
き、支持構造が簡単になり、しかも充分な機械的強度を
確保するのも容易である。

第４図は本発明の第２実施例における同軸線路６とＢＳ
Ｓコンバータ１２Ｂの接続部分の構成を示す。この場合
、ＢＳコンバータ１２Ｂのケース１３Ｂには同軸コネク
タ１７が設けられ、ケース内の回路基板１４Ｂと同細線
路６とは同軸コネク・り１７を介して接続される。

この第２実施例の構成は、バックファイヤー・ヘリカル
アンテナ５や反射鏡１とは別個にＢＳコンバータ１２Ｂ
を組み立てておき、最終的に組み合わせる構゛造を採用
する場合に便利である。

第５図は本発明の第３実施例を示す。この図において、
放物面反射鏡１の焦点にバックファイヤー・ヘリカルア
ンテナ５が配置され、このバック７アイヤー・ヘリカル
アンテナ５の反射鏡側の給電点に同細線路（例えばセミ
リジットケーブル）６が一端が接続される。また、同軸
線路６の他端は反射鏡内側（焦点の存在する側）１こ配
置されたＢＳＳコンバータ１２Ｃ回路基板に直結されて
いる。

ここで、ＢＳコンバータ１２Ｃのケース形状は反射鏡１
の反射面を覆う面積が少なくなるように反射鏡軸方向に
細長い形状とし、しかもケースは電波吸収性の材質のも
のが好ましい。なお、前記バックファイヤー・ヘリカル
アンテナ５、同細線路６及ｔ７ＢＳコンバータ１２Ｃの
配置で最も好ましいのは、バックファイヤー・ヘリカル
アンテナ５の螺旋の軸方向と同軸線路６の引き出し方向
とＢＳコンバータ１２Ｃの長手方向が反射鏡１の中心釉
上に位置する場合である。その他の構成は前述の第１実
施例と同様である。。

上記第３実施例によれば、反射ｆｉｌの内側にＢＳコン
バータ１２Ｃが位置しているので、同軸線路６の長さを
短縮して低損失化を図ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のパラボラアンテナ装置に
よれば、反射鏡の焦点の存在する側にヘリカルアンテナ
を配置し、該ヘリカルアンテナに同軸線路の一端を接続
するとともに、該同軸線路の他端を周波数変換器の回路
基板に直結もしくは同軸コネクタを介して接続した構成
としたので、ＶＳＷＲの向上、回路の簡素化、及びコス
ト低減を図ることが可能であり、実用上の効果は極めて
大きい。

【図面の簡単な説明】

で用いたバックファイヤー・ヘリカルアンテナの側断面
図、ｆｊＳ３図は第１実施例におけるＢＳコンバータと
同細線路との接続部分を示す側断面図、第４図は本発明
の第２実施例におけるＢＳコンバータと同軸線路と２７
）接続部分を示す側断面図、第５図は本発明の第３実施
例を示す側断面図、ｆＪＳＧ図は従来のパラボラアンテ
ナ装置におけるＢＳコンバータ接続部分の側断面図、第
７図はバック７アイヤー・ヘリカルアンテナの円周ＩＳ
とバックファイヤー・ヘリカルアンテナの前後比との関
係を示すグラフ、ｆＪＩＪ８図はバックファイヤー・ヘ
リカルアンテナのピッチ角ａとバックファイヤー・ヘリ
カルアンテナの前後比との関係を示すグラフ、第９図は
バックファイヤー・ヘリカルアンテナの７レア部の開き
角βとバックファイヤー・ヘリカルアンテナの前後比と
の関係を示すグラフ、ＰｊＳ１０図は整合円板の円周長
Ｃとバックファイヤー・ヘリカルアンテナの前後比との
関係を示すグラフである。 １・・・放物面反射鏡、５・・・バックファイヤー・ヘ
リカルアンテナ、６・・・同軸線路、７・・・整合円板
、８・・・螺旋状導体、１２．１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ
・・・ＢＳコンバータ、１４．１４Ａ、１４Ｂ・・・回
路基板、１７・・・同軸コネクタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）反射鏡の焦点の存在する側に、単線式の円筒形状
   又は円筒端部にテーパーもしくはフレア形状を有するヘ
   リカルアンテナを配置し、該ヘリカルアンテナに同軸線
   路の一端を接続するとともに、該同軸線路の他端を周波
   数変換器の回路基板に直結もしくは同軸コネクタを介し
   て接続したパラボラアンテナ装置であって、前記ヘリカ
   ルアンテナは、バックファイヤー・ヘリカルアンテナで
   あり、前記同軸線路の外側導体に接続される整合円板と
   中心導体に接続される１本の螺旋状導体とからなり、前
   記螺旋状導体の円周長（螺旋全体を円筒と見なした場合
   、その円筒の円周長）をＳ、ピッチ角をα、前記フレア
   の角度をβ、前記整合円板の円周長をｃ、電磁波の波長
   をλとしたとき、０．５λ≦Ｓ≦１．２λ ３度≦α≦２０度 ０度≦β≦４５度 ０≦ｃ≦１．２Ｓ であることを特徴とするパラボラアンテナ装置。
2. （２）前記バックファイヤー・ヘリカルアンテナは前記
   反射鏡の焦点あるいは焦点近傍に位置し、前記同軸線路
   は前記反射鏡の中心軸上に設置されている特許請求の範
   囲第１項記載のパラボラアンテナ装置。
3. （３）前記周波数変換器は、前記反射鏡の焦点の存在す
   る側に配置されている特許請求の範囲第１項記載のパラ
   ボラアンテナ装置。