JP2004236334A - マイクロストリップと導波路の間のトランジッション及びこのトランジッションを組み込んだ外部送受信ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、マイクロストリップ技術回路と導波路との間に配したトランジッションに関する。
【解決手段】 本発明は、マイクロストリップ技術回路と導波路１０３との間にトランジッションを有し、導波路（１０３）は、マイクロストリップ回路に電気的に接続されたプローブ１０２に取り付けられている。トランジッションは、平面に配置された第１ホール１２４により取り付けられた少なくとも一つの第１共鳴キャビティー１２７を備えている。キャビティー１２７に取り付けられたトランジッションは、バンドストップフィルターとして振舞う。トランジッション１０５は、マイクロストリップ技術にて具体化された送信回路と導波路型のアンテナとを備えている送信システムの外部ユニット１に配置されている。送信回路は、少なくとも一つのローカルオシレーターを備えており、共鳴キャビティー１２７は、ローカルオシレーターの周波数に調整される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、マイクロストリップ回路と導波路の間のトランジッションに関する。さらに特に、本発明の主題であるトランジッションは、外部送信／受信ユニットの送信回路のためのトランジッションに対応している。また、本発明は、外部送信／受信ユニットにも関する。

巨大市場では、二方向性衛星送信の開発が求められているが、大スケールに広げることを可能とすべく、低コストな解決手段が模索されている。二方向性システムに関して、好ましくは、２つのアンテナと同等かそれよりも安価なアンテナを使用することである。

送信シグナルが、特定のテンプレートで要求されている周波数を割り当てるため公共団体により規定されている送信基準に追従しているという既知の問題がある。その他の既知の問題は、送信及び受信の連結に関連している。特に、送信及び受信の両方に同じアンテナが使用されているので、高いパワーの送信シグナルは、低いパワーの受信シグナルを妨げてしまう。送信及び受信バンドは、関連していないが、低ノイズ増幅の飽和を軽減すべく、受信に関して良好なフィルタリングを行う必要がある。

送信に用いるローカルオシレーターは、送信バンドに非常に近接した周波数にあってもよく、効果的なバンドパスフィルターが周波数に近接する可能性を排除してもよい。さらに、ローカルオシレーターに対応するシグナルは、送信シグナルと同様に増幅される。ローカルオシレーターに対応する周波数ライン（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｌｉｎｅ）を減衰すべく、追加バンドストップフィルターを用いることが知られている。

図１は、先行技術に従った例示的な外部ユニット１を示している。ミキサー３の出力部では、バンドパスフィルター４は、送信バンドを選択し、ローカルオシレーター２の周波数に対応するシグナルを減衰する。しかしながら、かかるフィルタリングは、十分ではなく、少なくとも５０ｄＢなるローカルオシレーター２の周波数に対応するシグナルを減衰すべく、バンドストップフィルター５を追加する必要がある。パワー増幅器６は、後者がホーン９に接続された、マイクロストリップ技術回路と導波路８との間のトランジッションにより電磁波へと変換される前に、送信されるシグナルを増幅する。バンドストップフィルター５を使用することは、ローカルオシレーター２に対応する部材を用いなくても済むという効果を有する。従って、ローカルオシレーター２の周波数は、送信に対して、もはや妨害とはならない。さらに、ローカルオシレーター２に対応するシグナルの共鳴が大いに減衰されるので、受け入れ回路の低いノイズ増幅の飽和に関してより少なく全てを干渉する。

他方、マイクロストリップ技術フィルターの具体化は、マイクロストリップラインの延長並びに増幅器１１及び１２の追加を必要とする。マイクロストリップ技術は、バンドストップフィルター５の具体化の点で得られる良好な質を許容しない。５０ｄＢの減衰を得ることは比較的難しく、バンドパスフィルター４に関して増加される制約を要求とする。

本発明は、一つ以上の共鳴キャビティーを、マイクロストリップ回路と導波路との間のトランジッションのレベルに導入することによりバンドストップフィルターに関連する問題を解決することを提案する。

本発明は、マイクロストリップ技術回路と導波路との間にトランジッションを有し、この導波路は、マイクロストリップ回路に電気的に接続されたプローブに備えられており、このプローブは、波の伝播方向に垂直な平面に配置されており、この平面は、ガイドの底部から、ガイドされた波長の４分の１の奇数倍だけ離れた距離に配置されている。このトランジッションは、先の平面のレベルに配置された第１ホールに結合された少なくとも一つの第１共鳴キャビティーを備えている。

本発明は、一つ以上の共鳴キャビティーを、マイクロストリップ回路と導波路との間のトランジッションのレベルに導入することによりバンドストップフィルターに関連する問題を解決する。

好ましくは、第１キャビティーは、トランジッションが所定の周波数にてバンドストップフィルターとして振舞うように所定の周波数にて共鳴すべく寸法を決められている。ガイドは、方形部分を有し、ホールはスロット形である。

変法によると、この導波路は、第２ホールによりこの導波路に取り付けられた第２キャビティーを備えており、この第２ホールは、第１ホールのちょうど反対に位置している。第１及び第２キャビティーは、トランジッションがバンドストップフィルターとして振舞うように、二つの隣り合う周波数にて共鳴すべく寸法を決められており、このバンドは、前記キャビティーの製造許容性に対応する周波数許容性に対応する幅で出来ている。

また、本発明は、送信／受信系外部ユニットに関し、マイクロストリップ技術にて具体化された送信回路と導波路型の送信／受信アンテナとを備えており、この送信回路は、少なくとも一つのローカルオシレーターを備えている。このユニットは、送信回路とアンテナとで上述の通り規定したトランジッションを備えている。

好ましくは、キャビティーの共鳴周波数は、製造許容性の範囲内で、ローカルオシレーターの振幅周波数に対応している。二つのキャビティーの共鳴周波数は、ローカルオシレーターの周波数のいずれか側方に配置されている。

本発明は、以下の記載を読むことにより、よりよく理解され、その他の特徴や利点も明らかになるであろう。この記載は、添付した図面に関する参照文として作成されている。

図１は、既に述べたので、さらに詳細には述べない。

図２は、本発明による二方向性通信システムを図示的に示している。この通信システムは、例えば、二つの同軸ケーブル２０１及び２０２により内部ユニット２００へと接続された外部ユニット１００を備えている衛星通信システムである。

外部ユニット１００は、送信回路１０１と受信回路１０２とを備え、マイクロストリップ技術により具体化されている。導波路１０３は、一方でトランジッション１０５による送信回路１０１と、他方でトランジッション１０６による受信回路１０２との間のホーン１０４で、ジャンクションを具体化している。例えば、パラボラ反射器などの集束手段（図示せず）は、所定の方向に波を向けるべく、ホーンに面している。送信回路１０１に接続しているトランジッションと導波路１０３は、バンドストップフィルターを含み、図３から６にて詳述する。

送信回路は、例えば９５０から１４５０ＭＨｚの間の中間送信周波数帯にあるシグナルを、例えば２９．５から３０ＧＨｚの間の送信周波数帯への変換を行うために、ミキサー１０８に取り付けられたローカルオシレーター１０７を備えている。ローカルオシレーター１０７の主波数は、送信される周波数帯に非常に近接している２８．５５ＧＨｚなる周波数に配置されている。バンドパスフィルター１０９は、送信バンドを選択し、２７．１から２７．６ＧＨｚにあるイメージバンドを排除する。このバンドパスフィルター１０９の寸法を決めることは、ローカルオシレーター１０７の存在に関係なく行われる。バンドパスフィルター１０９とトランジッション１０５との間に配置されているパワー増幅器１１０は、送信されるシグナルを増幅する。追加増幅器１１１は、ミキサー１０８とフィルター１０９との間に配置される。

上記したように、トランジション１０５は、ローカルオシレーター１０７の周波数を排除するために、バンドストップフィルターを含んでいる。図３及び４は、本発明によるトランジッション１０５に関する第１実施例を示している。図３は、トランジッションの外観を示しており、図４は、トランジッションの分解断面図を示している。

トランジッション１０５は、図示していない、導波路１０３と送信回路１０１との間にジャンクションを形成しており、基板１２０により支持されている。基板１２０により運ばれる、且つ、送信回路１０２に接続されているマイクロストリップライン１２１は、ガイド内部のプローブ１２２に移動される。基板１２０は、導波路１０３の底部１２３から距離Ｄの位置に配置され、Ｄは、導波路１０３によりガイドされる波長の４分の１の奇数倍である。

トランジッション１０５のレベルにおいて、二つのレッジ１２５と１２６により範囲を規定されているスロット１２４は、基板１２０のレベルにおいて、導波路の一つの側面に配置されている。スロット１２４は、キャビティー１２７に出現する。キャビティー１２７は、ローカルオシレーター１０７の周波数と実質的に同等な共鳴周波数を有するように寸法が決められている。キャビティー１２７の存在により、周波数トラップとして機能し、良好な質のバンドストップフィルターとして振舞う。

製造に関して、トランジッションは、図４に示すように二つの部品で製造される。各部品は、例えば、鋳造及び／又は機械加工により製造された二つのハーフシェル（ｈａｌｆ−ｓｈｅｌｌ）からなっていてもよい。トランジション１０５のレベルに配置されたキャビティー１２７を使用することは、常套的な導波路フィルターのような、導波路のサイズを増加させることがないことを可能としている。

製造の困難性は、キャビティー１２７の寸法に関する許容性に由来する。このキャビティーは、ローカルオシレーターの周波数に非常に近接（理想的には同等）の共鳴周波数となるべく十分正確に機械加工されなければならない。ここで、かかる機械加工の正確性は、大量生産には、高価であるかもしれない。

図５及び６に示された改変実施例によると、第２スロット１２９により導波路１０３に取り付けられている第２キャビティー１２８は、トランジッション１０５のレベルに追加されている。第２スロット１２９は、基板１２０に対して中央に存在し、かつ、例えば第１スロット１２４の反対側の導波路１０３の側面上に配置されている。

第１及び第２キャビティー１２７及び１２８は、これらの共鳴周波数がローカルオシレーター１０７の周波数の端部の両方に配置され、このキャビティー１２７と１２８の製造許容性に由来する周波数の可変性より若干大きな周波数帯の分だけ離れている。従って、バンドストップフィルターは、製造許容性により安価で使用可能である一方、ローカルオシレーター１０７の周波数に関し、二つのキャビティーにより製造される。

本発明のその他の改変も可能である。好適な例示的実施例は、長方形の断面の導波路を示しているが、円形、四角形または楕円形の断面を有する導波路であってもよい。また、スロットは、種々のタイプのカップリングホールに置き換えられてもよく、キャビティーの形状は、それほど重要ではなく、設けられ、これらは、両実施例に示したように、ローカルオシレーターへと調整される共鳴周波数を有する。

先行技術による外部ユニットを示している。 本発明の外部ユニットを示している。 本発明のトランジッションに関する第１実施例を示している。 本発明のトランジッションに関する第１実施例を示している。 本発明のトランジッションに関する第２実施例を示している。 本発明のトランジッションに関する第２実施例を示している。

符号の説明

１ 外部ユニット
２ ローカルオシレーター
３ ミキサー
４ バンドパスフィルター
５ バンドストップフィルター
６ パワー増幅器
８ 導波路
９ ホーン
１１ 増幅器
１２ 増幅器
１００ 外部ユニット
１０１ 送信回路
１０２ 受信回路
１０３ 導波路
１０４ ホーン
１０５ トランジッション
１０６ トランジッション
１０７ ローカルオシレーター
１０８ ミキサー
１０９ バンドパスフィルター
１１１ 増幅器
１２０ 基板
１２１ マイクロストリップライン
１２２ プローブ
１２３ 底部
１２４ スロット
１２５ レッジ
１２６ レッジ
１２７ 第１キャビティー
１２８ 第２キャビティー
１２９ 第２スロット
２００ 内部ユニット
２０１ 同軸ケーブル
２０２ 同軸ケーブル

Claims (8)

1. マイクロストリップ技術回路と導波路（１０３）との間に配置されたトランジッションであって、前記導波路（１０３）は、前記マイクロストリップ回路に電気的に接続されたプローブ（１２２）に取り付けられており、前記プローブは、波の伝播方向に垂直な平面に配置され、前記平面は、前記ガイドの底部から、ガイドされる波長の４分の１の奇数倍の距離（Ｄ）に配置されており、当該トランジッションは、前記平面のレベルに配置された第１ホール（１２４）に取り付けられている少なくとも一つの第１共鳴キャビティー（１２７）を備えていることを特徴とするトランジッション。
2. 前記第１キャビティー（１２７）は、当該トランジッションが、所定の周波数にてバンドストップフィルターとして振舞うように、所定の周波数にて共鳴すべく寸法が決められていることを特徴とする請求項１に記載のトランジッション。
3. 前記ガイドは、方形断面であり、前記ホールはスロット型であることを特徴とする請求項１または２に記載のトランジッション。
4. 前記導波路は、第２ホール（１２９）にて該導波路に取り付けられた第２キャビティー（１２８）を備えており、前記第２ホールは、前記第１ホールのちょうど反対に存在していることを特徴とする請求項１に記載のトランジッション。
5. 前記第１キャビティー（１２７）及び前記第２キャビティー（１２８）は、当該トランジッションがバンドストップとして振舞うように、隣り合う二つの周波数にて共鳴すべく寸法が決められており、前記バンドは、前記キャビティーの製造許容性に対応する周波数許容性に対応する幅であることを特徴とする請求項１に記載のトランジッション。
6. マイクロストリップ技術にて具体化された送信回路（１０１）と導波路型の送信／受信アンテナ（１０４）とを備えている送信／受信システムの外部ユニット（１）であって、前記送信回路は、少なくとも一つのローカルオシレーター（１０７）を備えており、前記回路（１０１）と前記アンテナ（１０４）との間に、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のトランジッション（１０５）を備えていることを特徴とするユニット（１）。
7. 請求項２に依存する場合、前記キャビティー（１２７）の共鳴周波数は、製造許容性の範囲内で、前記ローカルオシレーター（１０７）の振幅周波数に対応していることを特徴とする請求項６に記載のユニット。
8. 請求項５に依存する場合、前記の二つのキャビティー（１２７、１２８）の共鳴周波数は、前記ローカルオシレーター（１０７）の周波数の両側に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のユニット。

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