JPH05235603A - 水平及び垂直偏波切換フィードホーン - Google Patents
水平及び垂直偏波切換フィードホーンInfo
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- JPH05235603A JPH05235603A JP3611292A JP3611292A JPH05235603A JP H05235603 A JPH05235603 A JP H05235603A JP 3611292 A JP3611292 A JP 3611292A JP 3611292 A JP3611292 A JP 3611292A JP H05235603 A JPH05235603 A JP H05235603A
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- waveguide
- circular waveguide
- circular
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水平及び垂直偏波切換フィードホーンに関
し、複数の電磁波に対し受信する方を選択して、２つの
モード変換器を使用し、導波管モードに変換して出力す
ることにより、帯域特性を広くし、変換損失を低減させ
る。 【構成】 円形TMモードの電磁波を伝播せしめる円形導
波管３の一端に、管軸同士が直線となる向きにして円形
導波管２を接合し、他端に管軸同士が直角となる向きに
して方形TEモードの電磁波を伝播せしめる方形導波管１
０を接合し、円形導波管２の内部に、管内の伝送路を２
分して伝送路間を伝播する電磁波の位相差を１８０度と
する位相器（金属板６と誘電体７及び８）を設け、円形
導波管２に導入された複数の電磁波に対し受信する方を
選択して前記位相器で位相を変え、円形TMモードの電磁
波に変換し、円形導波管３の内部を伝播する円形TMモー
ドの電磁波から方形TEモードの電磁波に変換して、方形
導波管１０から出力する。
し、複数の電磁波に対し受信する方を選択して、２つの
モード変換器を使用し、導波管モードに変換して出力す
ることにより、帯域特性を広くし、変換損失を低減させ
る。 【構成】 円形TMモードの電磁波を伝播せしめる円形導
波管３の一端に、管軸同士が直線となる向きにして円形
導波管２を接合し、他端に管軸同士が直角となる向きに
して方形TEモードの電磁波を伝播せしめる方形導波管１
０を接合し、円形導波管２の内部に、管内の伝送路を２
分して伝送路間を伝播する電磁波の位相差を１８０度と
する位相器（金属板６と誘電体７及び８）を設け、円形
導波管２に導入された複数の電磁波に対し受信する方を
選択して前記位相器で位相を変え、円形TMモードの電磁
波に変換し、円形導波管３の内部を伝播する円形TMモー
ドの電磁波から方形TEモードの電磁波に変換して、方形
導波管１０から出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水平偏波及び垂直偏波
で送信されてくる通信衛星（ＣＳ）の電波を受信する水
平及び垂直偏波切換フィードホーンに関する。通信衛星
の電波は、円偏波を使用している衛星放送の電波と異な
り、直線偏波方式が採用されており、同じ帯域内でより
多くのチャンネルが伝送できるようにするため、垂直偏
波及び水平偏波の電波が使用されている。従って、一台
のパラボラアンテナで水平偏波及び垂直偏波の電波を受
信するため、水平及び垂直偏波切換フィードホーンが使
用され、同水平及び垂直偏波切換フィードホーンから水
平偏波信号と垂直偏波信号とを選択して取り出し、ＣＳ
コンバータに入力して通信衛星（ＣＳ）からの電波を受
信するようにしている。
で送信されてくる通信衛星（ＣＳ）の電波を受信する水
平及び垂直偏波切換フィードホーンに関する。通信衛星
の電波は、円偏波を使用している衛星放送の電波と異な
り、直線偏波方式が採用されており、同じ帯域内でより
多くのチャンネルが伝送できるようにするため、垂直偏
波及び水平偏波の電波が使用されている。従って、一台
のパラボラアンテナで水平偏波及び垂直偏波の電波を受
信するため、水平及び垂直偏波切換フィードホーンが使
用され、同水平及び垂直偏波切換フィードホーンから水
平偏波信号と垂直偏波信号とを選択して取り出し、ＣＳ
コンバータに入力して通信衛星（ＣＳ）からの電波を受
信するようにしている。
【０００２】
【従来の技術】従来は、図８に示すような水平及び垂直
偏波切換フィードホーンが使用され、円形導波管２の内
部の終端面２６に垂直な回転軸を有するプローブ２５を
設け、同プローブ２５を終端面２６に設けた開口２７か
ら外側に延長して方形導波管２８の内部に挿入し、同方
形導波管２８の内部で絶縁軸２９に接いで方形導波管２
８を貫通させ、同方形導波管２８の外部に設けた駆動部
５に連結して、前記プローブ２５を前記円形導波管２の
管軸を中心として回転させて、導入された水平偏波、あ
るいは垂直偏波の電磁波に対して、受信する方を選択し
てプローブ２５に結合させて、同プローブ２５により電
磁波を同軸モードで他端に伝えて、同プローブ２５の方
形導波管２８の内部に挿入された部分で電磁波を励振さ
せ、方形導波管２８の先端に設けた導波管接続用フラン
ジ３０にコンバータの入力用フランジを接続して、同方
形導波管２８を介して電磁波を導波管モードでコンバー
タに信号入力し、同コンバータで信号処理を行うように
していた。
偏波切換フィードホーンが使用され、円形導波管２の内
部の終端面２６に垂直な回転軸を有するプローブ２５を
設け、同プローブ２５を終端面２６に設けた開口２７か
ら外側に延長して方形導波管２８の内部に挿入し、同方
形導波管２８の内部で絶縁軸２９に接いで方形導波管２
８を貫通させ、同方形導波管２８の外部に設けた駆動部
５に連結して、前記プローブ２５を前記円形導波管２の
管軸を中心として回転させて、導入された水平偏波、あ
るいは垂直偏波の電磁波に対して、受信する方を選択し
てプローブ２５に結合させて、同プローブ２５により電
磁波を同軸モードで他端に伝えて、同プローブ２５の方
形導波管２８の内部に挿入された部分で電磁波を励振さ
せ、方形導波管２８の先端に設けた導波管接続用フラン
ジ３０にコンバータの入力用フランジを接続して、同方
形導波管２８を介して電磁波を導波管モードでコンバー
タに信号入力し、同コンバータで信号処理を行うように
していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、終端
面２６に設けた開口２７の端面とプローブ２５で構成さ
れる同軸線路で円形導波管２と方形導波管２８を接続し
て、電磁波を伝送するようにしており、同同軸線路の外
部導体が方形導波管２８の内部で急に広がり、特性イン
ピーダンスが急に大きくなるため不整合となり、同軸モ
ードの電磁波を導波管モードに変換する際の損失が大き
くなり、また、帯域特性も狭くなるといった問題点があ
った。本発明は、２つのモード変換器を使用し、円形導
波管２に導入された複数の電磁波に対して受信する方を
選択して、第１モード変換器で円形ＴＭモードの電磁波
に変換し、さらに、第２モード変換器で導波管モードの
電磁波に変換して出力することにより、帯域特性を広く
すると共に、同軸モードの電磁波を導波管モードに変換
することにより生じていた変換損失をなくして、効率良
く導波管モードの電磁波として出力できるようにするこ
とを目的とする。
面２６に設けた開口２７の端面とプローブ２５で構成さ
れる同軸線路で円形導波管２と方形導波管２８を接続し
て、電磁波を伝送するようにしており、同同軸線路の外
部導体が方形導波管２８の内部で急に広がり、特性イン
ピーダンスが急に大きくなるため不整合となり、同軸モ
ードの電磁波を導波管モードに変換する際の損失が大き
くなり、また、帯域特性も狭くなるといった問題点があ
った。本発明は、２つのモード変換器を使用し、円形導
波管２に導入された複数の電磁波に対して受信する方を
選択して、第１モード変換器で円形ＴＭモードの電磁波
に変換し、さらに、第２モード変換器で導波管モードの
電磁波に変換して出力することにより、帯域特性を広く
すると共に、同軸モードの電磁波を導波管モードに変換
することにより生じていた変換損失をなくして、効率良
く導波管モードの電磁波として出力できるようにするこ
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、水平及び垂直偏波切換フィードホーンの一部
切欠き斜視図であり、同図に示すように、一端に電磁波
を導入し得る開口部１を設け、他端を出力端とした円形
ＴＥ１１モードの電磁波を伝播せしめる第１円形導波管
２と、同第１円形導波管２の内部に設けた導波管内の伝
送路を２分し、同２分した伝送路間を伝播する電磁波の
位相差を１８０度とすることができる位相器（図１にお
いては、金属板６と誘電体板７及び８）と、前記第１円
形導波管２と管軸同士が直線となる向きにして同第１円
形導波管２の出力端に入力端を接合した、円形ＴＭモー
ドの電磁波を伝播せしめる第２円形導波管３と、同第２
円形導波管３と管軸同士が直角となる向きにして、前記
第２円形導波管３の出力端に接合した、方形ＴＥモード
の電磁波を伝播せしめる方形導波管１０と、同方形導波
管１０の前記第２円形導波管３との接合面と反対側の面
に設けた駆動部５とからなり、同駆動部５から絶縁材料
製の回転軸９を前記方形導波管１０に挿入し、同方形導
波管１０と前記第２円形導波管３を貫通させて、前記第
１円形導波管２の内部に挿入して、同第１円形導波管２
の内部に設けた前記位相器（図１においては、金属板６
と誘電体板７及び８）と連結し、同位相器を前記第１円
形導波管２の管軸を中心として回転させ、同第１円形導
波管２に導入された複数の電磁波に対して受信する方を
選択して前記位相器で位相を変え、前記第２円形導波管
３を介して前記方形導波管１０から出力を取り出すよう
にしたものである。
例を示す、水平及び垂直偏波切換フィードホーンの一部
切欠き斜視図であり、同図に示すように、一端に電磁波
を導入し得る開口部１を設け、他端を出力端とした円形
ＴＥ１１モードの電磁波を伝播せしめる第１円形導波管
２と、同第１円形導波管２の内部に設けた導波管内の伝
送路を２分し、同２分した伝送路間を伝播する電磁波の
位相差を１８０度とすることができる位相器（図１にお
いては、金属板６と誘電体板７及び８）と、前記第１円
形導波管２と管軸同士が直線となる向きにして同第１円
形導波管２の出力端に入力端を接合した、円形ＴＭモー
ドの電磁波を伝播せしめる第２円形導波管３と、同第２
円形導波管３と管軸同士が直角となる向きにして、前記
第２円形導波管３の出力端に接合した、方形ＴＥモード
の電磁波を伝播せしめる方形導波管１０と、同方形導波
管１０の前記第２円形導波管３との接合面と反対側の面
に設けた駆動部５とからなり、同駆動部５から絶縁材料
製の回転軸９を前記方形導波管１０に挿入し、同方形導
波管１０と前記第２円形導波管３を貫通させて、前記第
１円形導波管２の内部に挿入して、同第１円形導波管２
の内部に設けた前記位相器（図１においては、金属板６
と誘電体板７及び８）と連結し、同位相器を前記第１円
形導波管２の管軸を中心として回転させ、同第１円形導
波管２に導入された複数の電磁波に対して受信する方を
選択して前記位相器で位相を変え、前記第２円形導波管
３を介して前記方形導波管１０から出力を取り出すよう
にしたものである。
【０００５】
【作用】図３は、本発明の原理説明図であり、同図に示
すように、円形導波管２と円形導波管３とを第１モード
変換器１２を介して接続し、円形導波管２に導入された
複数の電磁波に対して受信する方を選択し、円形導波管
２の内部に設けられた位相器で位相を変化させて出力
し、円形ＴＭ０１モードの電磁波に変換し、円形導波管
３と方形導波管１０とを第２モード変換器１３を介して
接続し、円形導波管３の内部を伝播する円形ＴＭ０１モ
ードの電磁波を方形ＴＥ０１モードの電磁波に変換して
方形導波管１０から出力するようにしており、従来例の
ように、同軸モードの電磁波を導波管モードに直接変換
して出力する方法と比較し、帯域特性を広くすると共
に、同軸モードの電磁波を導波管モードに変換すること
により生じていた変換損失をなくして、効率良く導波管
モードの電磁波として出力することができる。
すように、円形導波管２と円形導波管３とを第１モード
変換器１２を介して接続し、円形導波管２に導入された
複数の電磁波に対して受信する方を選択し、円形導波管
２の内部に設けられた位相器で位相を変化させて出力
し、円形ＴＭ０１モードの電磁波に変換し、円形導波管
３と方形導波管１０とを第２モード変換器１３を介して
接続し、円形導波管３の内部を伝播する円形ＴＭ０１モ
ードの電磁波を方形ＴＥ０１モードの電磁波に変換して
方形導波管１０から出力するようにしており、従来例の
ように、同軸モードの電磁波を導波管モードに直接変換
して出力する方法と比較し、帯域特性を広くすると共
に、同軸モードの電磁波を導波管モードに変換すること
により生じていた変換損失をなくして、効率良く導波管
モードの電磁波として出力することができる。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す、水平及び
垂直偏波切換フィードホーンの一部切欠き斜視図であ
り、図中、図８で示したものと同一のものは同一の記号
で示してあり、垂直方向をＹ軸とし、水平方向をＸ軸と
する〔以下、図２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）、図５、図
６及び図７において同じ〕。２は円形導波管であり、一
端にホーン形状として電磁波を効率良く円形導波管２に
導入できるような開口部１を設け、他端を出力端とし、
内部に伝送路を２分し、同２分した伝送路間を伝播する
電磁波の位相差を１８０度とすることができる位相器
（図１においては、金属板６と誘電体板７及び８）を設
け、円形導波管２の直径は、円形ＴＥ１１モードの電磁
波を通過域とし、円形ＴＭ０１モードの電磁波が遮断域
となるように設定している。３は円形導波管であり、円
形ＴＭ０１モードの電磁波が通過域となるような直径と
し、円形導波管２より直径の大きい円形導波管３を管軸
同士が直線となる向きにし、円形導波管２の前記出力端
に円形導波管３の入力端を接合している。１０は方形導
波管であり、方形ＴＥ０１モードの電磁波を伝播できる
ような形状にしてあり、円形導波管３と管軸同士が直角
となる向きにして、前記円形導波管３の入力端と反対側
の出力端の端面に方形導波管１０を接合している。装置
本体の大きさを抑え、コストの低減を図るためには、円
形導波管３は、円形ＴＭ０１モードの電磁波を伝播させ
る構造のものとし、方形導波管１０は、方形ＴＥ０１モ
ードの電磁波を伝播させる構造のものとすることが望ま
しいが、他のモード、例えば、円形ＴＭ０２モードや方
形ＴＥ０２モード等を伝播させる構造のものにしても良
い。
垂直偏波切換フィードホーンの一部切欠き斜視図であ
り、図中、図８で示したものと同一のものは同一の記号
で示してあり、垂直方向をＹ軸とし、水平方向をＸ軸と
する〔以下、図２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）、図５、図
６及び図７において同じ〕。２は円形導波管であり、一
端にホーン形状として電磁波を効率良く円形導波管２に
導入できるような開口部１を設け、他端を出力端とし、
内部に伝送路を２分し、同２分した伝送路間を伝播する
電磁波の位相差を１８０度とすることができる位相器
（図１においては、金属板６と誘電体板７及び８）を設
け、円形導波管２の直径は、円形ＴＥ１１モードの電磁
波を通過域とし、円形ＴＭ０１モードの電磁波が遮断域
となるように設定している。３は円形導波管であり、円
形ＴＭ０１モードの電磁波が通過域となるような直径と
し、円形導波管２より直径の大きい円形導波管３を管軸
同士が直線となる向きにし、円形導波管２の前記出力端
に円形導波管３の入力端を接合している。１０は方形導
波管であり、方形ＴＥ０１モードの電磁波を伝播できる
ような形状にしてあり、円形導波管３と管軸同士が直角
となる向きにして、前記円形導波管３の入力端と反対側
の出力端の端面に方形導波管１０を接合している。装置
本体の大きさを抑え、コストの低減を図るためには、円
形導波管３は、円形ＴＭ０１モードの電磁波を伝播させ
る構造のものとし、方形導波管１０は、方形ＴＥ０１モ
ードの電磁波を伝播させる構造のものとすることが望ま
しいが、他のモード、例えば、円形ＴＭ０２モードや方
形ＴＥ０２モード等を伝播させる構造のものにしても良
い。
【０００７】方形導波管１０の前記円形導波管３との接
合面と反対側の面に、駆動部５を設け、駆動部５から絶
縁材料製の回転軸９を前記方形導波管１０に挿入し、同
方形導波管１０と前記円形導波管３を貫通させて、前記
円形導波管２の内部に挿入して、円形導波管２の内部に
設けた前記位相器（図１においては、金属板６と誘電体
板７及び８）と連結し、同位相器を円形導波管２の管軸
を中心として回転させ、同円形導波管２に導入された複
数の電磁波（水平偏波及び垂直偏波）に対して受信する
方を選択して前記位相器で位相を変え、前記円形導波管
３を介して前記方形導波管１０から出力を取り出すよう
にしている。方形導波管１０の出力開口部側には導波管
接続用フランジ等を設けて、同導波管接続用フランジに
コンバータの入力用フランジを接続して、方形導波管１
０を介して電磁波を導波管モードでコンバータに信号入
力し、同コンバータで信号処理を行うようにする。
合面と反対側の面に、駆動部５を設け、駆動部５から絶
縁材料製の回転軸９を前記方形導波管１０に挿入し、同
方形導波管１０と前記円形導波管３を貫通させて、前記
円形導波管２の内部に挿入して、円形導波管２の内部に
設けた前記位相器（図１においては、金属板６と誘電体
板７及び８）と連結し、同位相器を円形導波管２の管軸
を中心として回転させ、同円形導波管２に導入された複
数の電磁波（水平偏波及び垂直偏波）に対して受信する
方を選択して前記位相器で位相を変え、前記円形導波管
３を介して前記方形導波管１０から出力を取り出すよう
にしている。方形導波管１０の出力開口部側には導波管
接続用フランジ等を設けて、同導波管接続用フランジに
コンバータの入力用フランジを接続して、方形導波管１
０を介して電磁波を導波管モードでコンバータに信号入
力し、同コンバータで信号処理を行うようにする。
【０００８】前記位相器は、前記円形導波管２の内部の
伝送路を２分する略長方形の金属板６と、同金属板６の
片面に取り付けた誘電体板７及び８とで構成しており、
金属板６の長辺方向を円形導波管２の管軸と平行になる
ように配置し、同金属板６の短辺方向のほぼ中央に回転
軸９を固定し、位相器を円形導波管２の管軸を中心とし
て回転させることができるようにしている。誘電体板７
及び８は、金属板６の短辺方向のほぼ中央に位置するよ
うに配置し、同誘電体板７及び８の金属板６の長辺方向
に沿った長さを、前記２分した伝送路間を伝播する電磁
波の位相差を１８０度とすることができる長さとしてい
る。位相器は、金属板６で円形導波管２の内部の伝送路
を上下に２分し、金属板６の上面に取り付けられた誘電
体板７及び８により、上側の伝送路の断面の一部が誘電
体板７及び８で置き換えられており、下側の伝送路を伝
播する電磁波成分に対して、上側の伝送路を伝播する電
磁波成分の位相速度を遅くすることができ、誘電体板７
及び８の金属板６の長辺方向に沿った長さを選択するこ
とにより、下側の伝送路を伝播する電磁波成分と、上側
の伝送路を伝播する電磁波成分との位相差を１８０度と
することができる。誘電体板７に幅の大きいものを使用
し、その上に幅の小さい誘電体板８を重ねた構造として
いるが、作用的には上側の伝送路の断面の一部を誘電体
板で置き換えられば良く、従って、誘電体板としては他
の形状のものでも良く、例えば、端面を半円状にした、
半円柱形状の誘電体を使用するようにしても良い。ま
た、円形導波管２の開口からみた端面の形状は、誘電体
板７と誘電体板８で段差が生ずるように重ねた構造とし
ているが、位相器として整合がとれるようであれば、他
の形状にしても良く、例えば、誘電体板７と誘電体板８
を各々傾斜させた端面とし、誘電体板７と誘電体板８の
重ねた端面が連続した傾斜面になるようにしても良い。
伝送路を２分する略長方形の金属板６と、同金属板６の
片面に取り付けた誘電体板７及び８とで構成しており、
金属板６の長辺方向を円形導波管２の管軸と平行になる
ように配置し、同金属板６の短辺方向のほぼ中央に回転
軸９を固定し、位相器を円形導波管２の管軸を中心とし
て回転させることができるようにしている。誘電体板７
及び８は、金属板６の短辺方向のほぼ中央に位置するよ
うに配置し、同誘電体板７及び８の金属板６の長辺方向
に沿った長さを、前記２分した伝送路間を伝播する電磁
波の位相差を１８０度とすることができる長さとしてい
る。位相器は、金属板６で円形導波管２の内部の伝送路
を上下に２分し、金属板６の上面に取り付けられた誘電
体板７及び８により、上側の伝送路の断面の一部が誘電
体板７及び８で置き換えられており、下側の伝送路を伝
播する電磁波成分に対して、上側の伝送路を伝播する電
磁波成分の位相速度を遅くすることができ、誘電体板７
及び８の金属板６の長辺方向に沿った長さを選択するこ
とにより、下側の伝送路を伝播する電磁波成分と、上側
の伝送路を伝播する電磁波成分との位相差を１８０度と
することができる。誘電体板７に幅の大きいものを使用
し、その上に幅の小さい誘電体板８を重ねた構造として
いるが、作用的には上側の伝送路の断面の一部を誘電体
板で置き換えられば良く、従って、誘電体板としては他
の形状のものでも良く、例えば、端面を半円状にした、
半円柱形状の誘電体を使用するようにしても良い。ま
た、円形導波管２の開口からみた端面の形状は、誘電体
板７と誘電体板８で段差が生ずるように重ねた構造とし
ているが、位相器として整合がとれるようであれば、他
の形状にしても良く、例えば、誘電体板７と誘電体板８
を各々傾斜させた端面とし、誘電体板７と誘電体板８の
重ねた端面が連続した傾斜面になるようにしても良い。
【０００９】図２（Ａ）は、図１のａ−ａ線方向の断面
図であり、図２（Ｂ）は、位相器を（Ａ）図より９０度
回転させた状態を示す説明図である。例えば、通信衛星
から送信されてくる垂直偏波の電界がＹ軸に平行な向き
で、水平偏波の電界がＸ軸に平行な向きで円形導波管２
に入射されたとする。垂直偏波を受ける場合は、駆動部
５を回転させて金属板６をＸ軸と平行にし、上側の伝送
路に誘電体板７及び８が配置されるようにして、垂直偏
波を受ける場合は、駆動部５を回転させて図２（Ｂ）に
示すように、金属板６をＹ軸と平行にし、左側の伝送路
に誘電体板７及び８が配置されるようにする。図２
（Ｃ）は、図１のｂ−ｂ線方向の断面図であり、（Ｄ）
は、方形導波管の出力側開口からみた正面図であり、方
形導波管１０は一端を出力側開口とし、他端を終端面４
とし、方形導波管１０の出力側開口からみた断面の形状
は、長辺方向の長さをｄとし、短辺方向の長さをｅとす
ると、ｅの長さは、ほぼｄ／２になるようにして、方形
ＴＥ０１モードの電磁波を伝播できるようにしている。
長辺方向となる面に垂直に円形導波管３を接合してお
り、同接合部位の方形導波管１０の管壁を開放して開口
１１を設けて、開口１１で円形導波管３と方形導波管１
０とを接続している。Ｙ軸方向の円形導波管３の管壁と
方形導波管１０の終端面４との接合位置は、円形導波管
３の管軸方向に終端面４をずらせて接合するようにして
あり、円形導波管３の管壁と終端面４間の距離ｃは、０
〜ｒ（円形導波管３の半径）の間で調整して、円形導波
管３に対して方形導波管１０のインピーダンスが整合す
るようにしている。
図であり、図２（Ｂ）は、位相器を（Ａ）図より９０度
回転させた状態を示す説明図である。例えば、通信衛星
から送信されてくる垂直偏波の電界がＹ軸に平行な向き
で、水平偏波の電界がＸ軸に平行な向きで円形導波管２
に入射されたとする。垂直偏波を受ける場合は、駆動部
５を回転させて金属板６をＸ軸と平行にし、上側の伝送
路に誘電体板７及び８が配置されるようにして、垂直偏
波を受ける場合は、駆動部５を回転させて図２（Ｂ）に
示すように、金属板６をＹ軸と平行にし、左側の伝送路
に誘電体板７及び８が配置されるようにする。図２
（Ｃ）は、図１のｂ−ｂ線方向の断面図であり、（Ｄ）
は、方形導波管の出力側開口からみた正面図であり、方
形導波管１０は一端を出力側開口とし、他端を終端面４
とし、方形導波管１０の出力側開口からみた断面の形状
は、長辺方向の長さをｄとし、短辺方向の長さをｅとす
ると、ｅの長さは、ほぼｄ／２になるようにして、方形
ＴＥ０１モードの電磁波を伝播できるようにしている。
長辺方向となる面に垂直に円形導波管３を接合してお
り、同接合部位の方形導波管１０の管壁を開放して開口
１１を設けて、開口１１で円形導波管３と方形導波管１
０とを接続している。Ｙ軸方向の円形導波管３の管壁と
方形導波管１０の終端面４との接合位置は、円形導波管
３の管軸方向に終端面４をずらせて接合するようにして
あり、円形導波管３の管壁と終端面４間の距離ｃは、０
〜ｒ（円形導波管３の半径）の間で調整して、円形導波
管３に対して方形導波管１０のインピーダンスが整合す
るようにしている。
【００１０】図３は、本発明の原理説明図であり、図３
を参照して、図１に示すように構成された水平及び垂直
偏波切換フィードホーンの作用について説明する。モー
ド変換器１２としては、円形導波管２と円形導波管３と
を管軸同士が直線となる向きにして接合し、円形導波管
２の内部に設けた位相器を回転させて、円形導波管２の
内部に導入された水平偏波及び垂直偏波の電磁波に対し
て、受信する方を選択して位相器で円形導波管２の内部
の伝送路を２分し、同２分された伝送路間を伝播する電
磁波の位相差が１８０度になるようにして円形導波管３
に入力することにより、円形導波管３で円形ＴＭ０１モ
ードの電磁波となるようにしている。
を参照して、図１に示すように構成された水平及び垂直
偏波切換フィードホーンの作用について説明する。モー
ド変換器１２としては、円形導波管２と円形導波管３と
を管軸同士が直線となる向きにして接合し、円形導波管
２の内部に設けた位相器を回転させて、円形導波管２の
内部に導入された水平偏波及び垂直偏波の電磁波に対し
て、受信する方を選択して位相器で円形導波管２の内部
の伝送路を２分し、同２分された伝送路間を伝播する電
磁波の位相差が１８０度になるようにして円形導波管３
に入力することにより、円形導波管３で円形ＴＭ０１モ
ードの電磁波となるようにしている。
【００１１】モード変換器１３としては、円形導波管３
と管軸同士が直角となる向きにして、円形導波管３の出
力端に方形導波管１０を接合し、Ｙ軸方向の円形導波管
３の管壁と方形導波管１０の終端面４との接合位置を、
円形導波管３の管軸方向に終端面４をずらせて、同接合
部位の方形導波管１０の管壁を開放して開口１１を設け
て、開口１１で円形導波管３と方形導波管１０とを接続
するようにしており、円形導波管３中を円形ＴＭ０１モ
ードの電磁波が伝播し、円形導波管３の端面に接合した
方形導波管１０から方形ＴＥ０１モードの電磁波を出力
することができる。
と管軸同士が直角となる向きにして、円形導波管３の出
力端に方形導波管１０を接合し、Ｙ軸方向の円形導波管
３の管壁と方形導波管１０の終端面４との接合位置を、
円形導波管３の管軸方向に終端面４をずらせて、同接合
部位の方形導波管１０の管壁を開放して開口１１を設け
て、開口１１で円形導波管３と方形導波管１０とを接続
するようにしており、円形導波管３中を円形ＴＭ０１モ
ードの電磁波が伝播し、円形導波管３の端面に接合した
方形導波管１０から方形ＴＥ０１モードの電磁波を出力
することができる。
【００１２】図４（Ａ）は、円形導波管２と円形導波管
３と方形導波管１０の接合状態と、電界分布を示す説明
図であり、図４（Ｂ）は、（Ａ）図のｆ点における断面
の電界分布図であり、図４（Ｃ）は、（Ａ）図のｇ点に
おける断面の電界分布図であり、図４（Ｄ）は、（Ａ）
図のｈ点における断面の電界分布図である。円形導波管
２の内部は導入された垂直偏波の電界の向きを示してお
り、（Ｂ）図に示すように、金属板６で円形導波管２の
内部の伝送路を上下に２分し、電磁波の上側成分と下側
成分が、各々の伝送路を伝播するようにしている。上側
成分は、下側成分に対して誘電体板７及び８により、位
相が１８０度遅れるようにしており、誘電体板７及び８
を通り抜けた所では、電界のベクトル成分を反転させる
ことができ、（Ｃ）図に示すような向きとすることがで
きる。（Ｃ）図に示すような電界分布の電磁波を、円形
導波管３に入力することにより、円形導波管３の内部
で、円形ＴＭ０１モードの電磁波に変換することができ
る。円形ＴＭ０１モードの電磁波は、（Ｄ）図に示すよ
うに、円形導波管３の円周方向の向きには電界のピーク
がなく、（Ａ）図に示すように、円形導波管３の管軸に
沿った方向に電界のピークを一つ有する電界分布であ
り、円形導波管３と管軸同士が直角となる向きにして、
円形導波管３の出力端に接合した方形導波管１０から
は、方形ＴＥ０１モードの電磁波が出力される。方形導
波管１０の開口は、図２（Ｄ）に示すような形状として
おり、短辺方向ｅには電界のピークがなく、長辺方向ｄ
に電界のピークを一つ有する電界分布となり、方形導波
管１０から電磁波が出力される。
３と方形導波管１０の接合状態と、電界分布を示す説明
図であり、図４（Ｂ）は、（Ａ）図のｆ点における断面
の電界分布図であり、図４（Ｃ）は、（Ａ）図のｇ点に
おける断面の電界分布図であり、図４（Ｄ）は、（Ａ）
図のｈ点における断面の電界分布図である。円形導波管
２の内部は導入された垂直偏波の電界の向きを示してお
り、（Ｂ）図に示すように、金属板６で円形導波管２の
内部の伝送路を上下に２分し、電磁波の上側成分と下側
成分が、各々の伝送路を伝播するようにしている。上側
成分は、下側成分に対して誘電体板７及び８により、位
相が１８０度遅れるようにしており、誘電体板７及び８
を通り抜けた所では、電界のベクトル成分を反転させる
ことができ、（Ｃ）図に示すような向きとすることがで
きる。（Ｃ）図に示すような電界分布の電磁波を、円形
導波管３に入力することにより、円形導波管３の内部
で、円形ＴＭ０１モードの電磁波に変換することができ
る。円形ＴＭ０１モードの電磁波は、（Ｄ）図に示すよ
うに、円形導波管３の円周方向の向きには電界のピーク
がなく、（Ａ）図に示すように、円形導波管３の管軸に
沿った方向に電界のピークを一つ有する電界分布であ
り、円形導波管３と管軸同士が直角となる向きにして、
円形導波管３の出力端に接合した方形導波管１０から
は、方形ＴＥ０１モードの電磁波が出力される。方形導
波管１０の開口は、図２（Ｄ）に示すような形状として
おり、短辺方向ｅには電界のピークがなく、長辺方向ｄ
に電界のピークを一つ有する電界分布となり、方形導波
管１０から電磁波が出力される。
【００１３】図５は、本発明の位相器のその他の実施例
を示す説明図であり、（Ａ）図は、一部切欠き斜視図で
あり、（Ｂ）図は、導波管２の開口からみた正面図であ
る。図１に示す位相器との相違点は、誘電体板７及び８
を使用する代わりに、一枚の略長方形の誘電体板１４を
使用するようにした点である。誘電体板１４の短辺が金
属板６に対して垂直となり、長辺が金属板６の長辺方向
の中心線と平行となる向きにし、誘電体板１４を金属板
６の短辺方向のほぼ中央に位置するようにして、金属板
６に固定している。誘電体板１４の、２つの長辺の長さ
は、円形導波管２の管軸側と円形導波管２の円周側とは
異ならせてあり、管軸側を短くして、誘電体板１４の短
辺側を傾斜面とし、位相器として入出力端で整合がとれ
るようにしている。整合がとれるようであれば、短辺側
を傾斜面とする代わりに、他の形状、例えば、短辺側の
面のほぼ中央に段差を設け、段差の上部と下部を垂直面
とした構造にしても良い。
を示す説明図であり、（Ａ）図は、一部切欠き斜視図で
あり、（Ｂ）図は、導波管２の開口からみた正面図であ
る。図１に示す位相器との相違点は、誘電体板７及び８
を使用する代わりに、一枚の略長方形の誘電体板１４を
使用するようにした点である。誘電体板１４の短辺が金
属板６に対して垂直となり、長辺が金属板６の長辺方向
の中心線と平行となる向きにし、誘電体板１４を金属板
６の短辺方向のほぼ中央に位置するようにして、金属板
６に固定している。誘電体板１４の、２つの長辺の長さ
は、円形導波管２の管軸側と円形導波管２の円周側とは
異ならせてあり、管軸側を短くして、誘電体板１４の短
辺側を傾斜面とし、位相器として入出力端で整合がとれ
るようにしている。整合がとれるようであれば、短辺側
を傾斜面とする代わりに、他の形状、例えば、短辺側の
面のほぼ中央に段差を設け、段差の上部と下部を垂直面
とした構造にしても良い。
【００１４】図６は、本発明の位相器のその他の実施例
を示す説明図であり、（Ａ）図は、一部切欠き斜視図で
あり、（Ｂ）図は、導波管２の開口からみた正面図であ
る。図１に示す位相器との相違点は、誘電体板７及び８
を使用する代わりに、直方体の金属塊１５を使用するよ
うにした点である。（Ｂ）図に示すように、金属塊１５
の端面の取付状態は、長方形の相対する二辺が金属板６
に対して垂直となるようにして、金属板６の短辺の中央
部に位置するように取り付け、（Ａ）図に示すように、
金属塊１５の側面は金属板６の長辺方向の中心線と平行
となる向きにして配置している。金属板６で円形導波管
２の内部の伝送路を上下に２分し、金属塊１５は中心導
体とし、上側の伝送路を円形導波管２の管壁と、金属塊
１５で構成された同軸線路としている。上側の伝送路を
伝播する電磁波の成分は、円形導波管２の管壁と、金属
塊１５で構成された同軸線路を介して伝播するため、下
側の伝送路を伝播する電磁波の成分に対して位相速度を
遅延させることができ、金属塊１５の金属板６の長辺方
向に沿った長さを選択することにより、下側の伝送路を
伝播する電磁波成分と、上側の伝送路を伝播する電磁波
成分との位相差を１８０度とすることができる。金属塊
１５は、同軸線路の中心導体として作用させれば良く、
従って、直方体の形状ではなく、他の形状、例えば、端
面を半円状にした半円柱形状にしても良い。
を示す説明図であり、（Ａ）図は、一部切欠き斜視図で
あり、（Ｂ）図は、導波管２の開口からみた正面図であ
る。図１に示す位相器との相違点は、誘電体板７及び８
を使用する代わりに、直方体の金属塊１５を使用するよ
うにした点である。（Ｂ）図に示すように、金属塊１５
の端面の取付状態は、長方形の相対する二辺が金属板６
に対して垂直となるようにして、金属板６の短辺の中央
部に位置するように取り付け、（Ａ）図に示すように、
金属塊１５の側面は金属板６の長辺方向の中心線と平行
となる向きにして配置している。金属板６で円形導波管
２の内部の伝送路を上下に２分し、金属塊１５は中心導
体とし、上側の伝送路を円形導波管２の管壁と、金属塊
１５で構成された同軸線路としている。上側の伝送路を
伝播する電磁波の成分は、円形導波管２の管壁と、金属
塊１５で構成された同軸線路を介して伝播するため、下
側の伝送路を伝播する電磁波の成分に対して位相速度を
遅延させることができ、金属塊１５の金属板６の長辺方
向に沿った長さを選択することにより、下側の伝送路を
伝播する電磁波成分と、上側の伝送路を伝播する電磁波
成分との位相差を１８０度とすることができる。金属塊
１５は、同軸線路の中心導体として作用させれば良く、
従って、直方体の形状ではなく、他の形状、例えば、端
面を半円状にした半円柱形状にしても良い。
【００１５】図７は、本発明の位相器のその他の実施例
を示す説明図であり、（Ａ）図は、一部切欠き斜視図で
あり、（Ｂ）図は、導波管２の開口からみた正面図であ
る。図６に示す位相器との相違点は、金属塊１６の外側
に誘電体板１７を張り付け、誘電体板と金属塊を組み合
わせた構造物を使用するようにした点である。金属塊１
６は図６の例と同様に、（Ｂ）図に示すように、金属塊
１６の端面の取付状態は、長方形の相対する二辺が金属
板６に対して垂直となるようにして、金属板６の短辺の
中央部に位置するように取り付け、（Ａ）図に示すよう
に、金属塊１６の側面は金属板６の長辺方向の中心線と
平行となる向きにして配置し、金属塊１６の上面と両側
面に誘電体板１７を張り付けるようにして上側の伝送路
を同軸線路とし、上側の伝送路を伝播する電磁波成分
と、下側の伝送路を伝播する電磁波成分との間に位相差
が発生するようにし、金属板６の長辺方向に沿った長さ
を選択することにより、下側の伝送路を伝播する電磁波
成分と、上側の伝送路を伝播する電磁波成分との位相差
を１８０度とすることができるようにしている。
を示す説明図であり、（Ａ）図は、一部切欠き斜視図で
あり、（Ｂ）図は、導波管２の開口からみた正面図であ
る。図６に示す位相器との相違点は、金属塊１６の外側
に誘電体板１７を張り付け、誘電体板と金属塊を組み合
わせた構造物を使用するようにした点である。金属塊１
６は図６の例と同様に、（Ｂ）図に示すように、金属塊
１６の端面の取付状態は、長方形の相対する二辺が金属
板６に対して垂直となるようにして、金属板６の短辺の
中央部に位置するように取り付け、（Ａ）図に示すよう
に、金属塊１６の側面は金属板６の長辺方向の中心線と
平行となる向きにして配置し、金属塊１６の上面と両側
面に誘電体板１７を張り付けるようにして上側の伝送路
を同軸線路とし、上側の伝送路を伝播する電磁波成分
と、下側の伝送路を伝播する電磁波成分との間に位相差
が発生するようにし、金属板６の長辺方向に沿った長さ
を選択することにより、下側の伝送路を伝播する電磁波
成分と、上側の伝送路を伝播する電磁波成分との位相差
を１８０度とすることができるようにしている。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２つのモード変換器を使用し、第１モード変換器で、円
形導波管に導入された水平偏波及び垂直偏波の電磁波に
対して、受信する方を選択し、円形導波管の内部に設け
られた位相器で位相を変化させて、円形ＴＭ０１モード
の電磁波に変換し、第２モード変換器で円形ＴＭ０１モ
ードの電磁波を方形ＴＥ０１モードの電磁波に変換して
出力するようにしており、従来例のように、同軸モード
の電磁波を導波管モードに直接変換して出力する方法と
比較し、同軸モードの電磁波を導波管モードに変換する
際に生じていた損失を無くし、帯域特性を広くした高性
能の水平及び垂直偏波切換フィードホーンを提供するこ
とができる。
２つのモード変換器を使用し、第１モード変換器で、円
形導波管に導入された水平偏波及び垂直偏波の電磁波に
対して、受信する方を選択し、円形導波管の内部に設け
られた位相器で位相を変化させて、円形ＴＭ０１モード
の電磁波に変換し、第２モード変換器で円形ＴＭ０１モ
ードの電磁波を方形ＴＥ０１モードの電磁波に変換して
出力するようにしており、従来例のように、同軸モード
の電磁波を導波管モードに直接変換して出力する方法と
比較し、同軸モードの電磁波を導波管モードに変換する
際に生じていた損失を無くし、帯域特性を広くした高性
能の水平及び垂直偏波切換フィードホーンを提供するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例を示す、水平及び垂直偏波切
換フィードホーンの一部切欠き斜視図である。
換フィードホーンの一部切欠き斜視図である。
【図２】（Ａ）図は、図１のａ−ａ線方向の断面図であ
り、（Ｂ）図は、位相器を（Ａ）図より９０度回転させ
た状態を示す説明図であり、（Ｃ）図は、図１のｂ−ｂ
線方向の断面図であり、（Ｄ）図は、方形導波管の出力
側開口からみた正面図である。
り、（Ｂ）図は、位相器を（Ａ）図より９０度回転させ
た状態を示す説明図であり、（Ｃ）図は、図１のｂ−ｂ
線方向の断面図であり、（Ｄ）図は、方形導波管の出力
側開口からみた正面図である。
【図３】本発明の原理説明図である。
【図４】（Ａ）図は、円形導波管２と円形導波管３と方
形導波管１０の接合状態と、電界分布を示す説明図であ
り、（Ｂ）図は、（Ａ）図のｆ点における断面の電界分
布図であり、（Ｃ）図は、（Ａ）図のｇ点における断面
の電界分布図であり、（Ｄ）図は、（Ａ）図のｈ点にお
ける断面の電界分布図である。
形導波管１０の接合状態と、電界分布を示す説明図であ
り、（Ｂ）図は、（Ａ）図のｆ点における断面の電界分
布図であり、（Ｃ）図は、（Ａ）図のｇ点における断面
の電界分布図であり、（Ｄ）図は、（Ａ）図のｈ点にお
ける断面の電界分布図である。
【図５】本発明の位相器のその他の実施例を示す説明図
であり、（Ａ）図は、一部切欠き斜視図であり、（Ｂ）
図は、導波管２の開口からみた正面図である。
であり、（Ａ）図は、一部切欠き斜視図であり、（Ｂ）
図は、導波管２の開口からみた正面図である。
【図６】本発明の位相器のその他の実施例を示す説明図
であり、（Ａ）図は、一部切欠き斜視図であり、（Ｂ）
図は、導波管２の開口からみた正面図である。
であり、（Ａ）図は、一部切欠き斜視図であり、（Ｂ）
図は、導波管２の開口からみた正面図である。
【図７】本発明の位相器のその他の実施例を示す説明図
であり、（Ａ）図は、一部切欠き斜視図であり、（Ｂ）
図は、導波管２の開口からみた正面図である。
であり、（Ａ）図は、一部切欠き斜視図であり、（Ｂ）
図は、導波管２の開口からみた正面図である。
【図８】従来例を示す、水平及び垂直偏波切換フィード
ホーンの一部切欠き斜視図である。
ホーンの一部切欠き斜視図である。
１ 開口部 ２ 円形導波管 ３ 円形導波管 ４ 終端面 ５ 駆動部 ６ 金属板 ７ 誘電体板 ８ 誘電体板 ９ 回転軸 １０ 方形導波管 １１ 開口 １２ モード変換器 １３ モード変換器 １４ 誘電体板 １５ 金属塊 １６ 金属塊 １７ 誘電体板 １８ 切欠き線 １９ 切欠き線 ２５ プローブ ２６ 終端面 ２７ 開口 ２８ 方形導波管 ２９ 絶縁軸 ３０ フランジ
Claims (2)
- 【請求項１】 一端に電磁波を導入し得る開口部を設
け、他端を出力端とした円形ＴＥ１１モードの電磁波を
伝播せしめる第１円形導波管と、同第１円形導波管の内
部に設けた導波管内の伝送路を２分し、同２分した伝送
路間を伝播する電磁波の位相差を１８０度とすることが
できる位相器と、前記第１円形導波管と管軸同士が直線
となる向きにして同第１円形導波管の出力端に入力端を
接合した、円形ＴＭモードの電磁波を伝播せしめる第２
円形導波管と、同第２円形導波管と管軸同士が直角とな
る向きにして、前記第２円形導波管の出力端に接合し
た、方形ＴＥモードの電磁波を伝播せしめる方形導波管
と、同方形導波管の前記第２円形導波管との接合面と反
対側の面に設けた駆動部とからなり、同駆動部から絶縁
材料製の回転軸を前記方形導波管に挿入し、同方形導波
管と前記第２円形導波管を貫通させて、前記第１円形導
波管の内部に挿入して、同第１円形導波管の内部に設け
た前記位相器と連結し、同位相器を前記第１円形導波管
の管軸を中心として回転させ、同第１円形導波管に導入
された複数の電磁波に対して受信する方を選択して前記
位相器で位相を変え、前記第２円形導波管を介して前記
方形導波管から出力を取り出すことを特徴とする水平及
び垂直偏波切換フィードホーン。 - 【請求項２】 前記位相器が、前記第１円形導波管内部
の伝送路を２分する略長方形の金属板と、同金属板の片
面に取り付けた、誘電体板、あるいは金属塊、又は前記
両者を組み合わせた構造物とからなり、前記金属板の長
辺方向を前記第１円形導波管の管軸と平行に配置し、同
金属板の短辺方向のほぼ中央に前記回転軸を固定し、前
記構造物を金属板の短辺方向のほぼ中央に位置するよう
に配置し、同構造物の前記金属板の長辺方向に沿った長
さを、前記２分した伝送路間を伝播する電磁波の位相差
を１８０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記載の水平及び垂直偏波切換フィードホー
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3611292A JPH05235603A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 水平及び垂直偏波切換フィードホーン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3611292A JPH05235603A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 水平及び垂直偏波切換フィードホーン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235603A true JPH05235603A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12460695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3611292A Pending JPH05235603A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 水平及び垂直偏波切換フィードホーン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05235603A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005041344A1 (ja) * | 2003-10-24 | 2005-05-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 導波管変換装置、導波管ロータリージョイント及びアンテナ装置 |
| KR100597207B1 (ko) * | 2004-04-20 | 2006-07-06 | 주식회사 액티패스 | 원형 도파관 변환기를 이용한 도파관 회전 연결체의 구조 |
| US9070386B2 (en) | 2012-12-04 | 2015-06-30 | Seagate Technology Llc | Polarization rotator |
| CN110907733A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-03-24 | 上海航天测控通信研究所 | 一种准光学馈电网络***能量漏射的测试方法 |
| EP3813188A1 (de) * | 2019-10-24 | 2021-04-28 | VEGA Grieshaber KG | Hohlleiteranordnung und antenne |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP3611292A patent/JPH05235603A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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