JPH06204701A

JPH06204701A - 偏分波器及び導波管−マイクロストリップライン変換装置

Info

Publication number: JPH06204701A
Application number: JP5076403A
Authority: JP
Inventors: Keiji Fukuzawa; 恵司福沢; Hiroyuki Mita; 宏幸三田; Kenichi Kawasaki; 研一川崎; Zenichi Yoshida; 善一吉田; Katsuzo Horisawa; 勝三堀澤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-11-10
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 1994-07-22
Also published as: DE69330570T2; CN1090429A; EP0597433A2; KR100280824B1; TW231380B; CN1039757C; DE69326118D1; EP0597433A3; CA2102849A1; EP0788183A3; EP0597433B1; EP0788183B1; DE69326118T2; DE69330570D1; KR100280843B1; US5384557A; EP0788183A2; KR940012699A

Abstract

(57)【要約】【目的】直交偏波を水平偏波成分と垂直偏波成分とに
分波する偏分波器において、一方の偏波を分波するため
の反射手段を金属柱とすることにより、偏分波器を小型
化する。【構成】直交偏波が導入される円形導波管４内に水平
偏波成分Ｈを反射する細い棒状の金属柱を設け、円形導
波管４の外周に設けた出力端５から水平偏波成分Ｈを出
力する。また、金属柱８で反射されない垂直偏波成分Ｖ
は金属柱８の後ろに設けたほぼ矩形状の導波路９を伝播
して出力端１１から出力される。導波路９を水平偏波成
分に対しカットオフ構造としたため、反射手段を細い棒
状の金属柱とすることが出来、偏分波器を小型にするこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円形導波管内を伝播す
る直交偏波を水平偏波と垂直偏波とに分波する偏分波器
に関するものであり、特にＣＳ放送やヨーロッパのアス
トラ衛星放送のような水平偏波と垂直偏波とがそれぞれ
異なるチャンネル群で変調された直交偏波として送信さ
れる放送の受信アンテナ等に使用される偏分波器に関す
る。さらに、本発明は上記放送を受信する際に好適な偏
分波器と一体化されたコンバータと、そのコンバータに
使用されている偏分波器の出力導波管−マイクロストリ
ップライン変換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地上３６０００Ｋｍに打ち上げられた衛
星から送信されてくる放送としては、テレビ放送番組と
されているＢＳ放送の外に、商業用のＣＳ放送が受信可
能とされている。これらの放送電波はマイクロ波または
準ミリ波の放送周波数帯（ＳＨＦ）が利用され、一般に
屋上に設置されているパラボラアンテナで受信されると
同時に、コンバータによって所定の周波数に変換され放
送チャンネルを選択するチューナに入力される。

【０００３】上記の放送電波の内のＣＳ放送やアストラ
衛星放送の直交偏波を受信するパラボラアンテナは、例
えば図８に示すように、衛星からの電波を反射して集束
させるパラボラ反射器８１、集束された電波を受信する
一次ホーン８３、一次ホーン８３で受信された直交偏波
の電波を水平偏波と垂直偏波とに分波する偏分波器１、
偏分波器１で分波された水平偏波と垂直偏波とのそれぞ
れのチャンネル群を周波数変換して図示していないＴＶ
チューナーへ供給するダウンコンバーター８４から構成
されている。

【０００４】図８に示すような前記ＣＳ放送受信アンテ
ナやアストラ放送を受信するパラボラアンテナに用いら
れていた従来の偏分波器１の斜視図を図１に、また図１
に示した偏分波器１の正面図、側面の断面図及び上面図
を図２に示す。図１において、１はＣＳ放送受信アンテ
ナあるいはアストラ放送受信アンテナで受信された直交
偏波を水平偏波成分Ｈと垂直偏波成分Ｖとに分波する偏
分波器、２は円形導波管４に一次ホーン８３を接続固定
するためのフランジ、３は前記フランジ２に一次ホーン
を固着するためのボルトを挿通する貫通孔、４は前記直
交偏波を伝播させる円形導波管、５は管軸方向に長辺を
有する矩形の開口部であり分波された水平偏波成分Ｈを
取り出す水平偏波出力端、６は円形導波管４内で水平偏
波成分Ｈだけを反射する反射板、７は垂直偏波成分Ｖを
取り出す垂直偏波出力端である。また、ＨまたはＶを付
した矢印はそれぞれ水平偏波成分、垂直偏波成分を示し
ている。

【０００５】ＣＳ放送受信用アンテナあるいはアストラ
放送受信用アンテナで受信された直交偏波は、一次ホー
ン８３を介して偏分波器１に図示の直交した矢印（Ｖ
Ｈ）のように導かれる。直交偏波が円形導波管４内を伝
播して行き反射板６のところまで図示の矢印のように達
すると、直交偏波の水平偏波成分Ｈは水平に置かれた反
射板６により反射され、円形導波管４の管軸方向に長辺
を有する矩形の開口部からなる出力端５から図示の矢印
（Ｈ）のように出力される。

【０００６】また、直交偏波の垂直偏波成分Ｖは反射板
６と直交しているため反射板６では反射されずにそのま
ま円形導波管４内を伝播して行き出力端７から図示の矢
印（Ｖ）のように出力される。なお、矩形の開口部から
なる出力端５は垂直偏波成分Ｖからみるとカットオフ構
造（カットオフ構造については後述する。）となってい
るため、出力端５からは垂直偏波成分Ｖは出力されな
い。

【０００７】上記の構造から理解されるように、従来の
偏分波器１は直交偏波を円形導波管を伝播させながら水
平偏波成分Ｈと垂直偏波成分Ｖとに分波していた。ま
た、前記偏分波器１においては、その原理上水平偏波成
分Ｈを反射する反射板６により水平偏波成分の出力端７
方向への伝播を防止しているため、水平偏波成分Ｈが出
力端７へリークすることを十分に抑制するには、反射板
６の長さを長くすることにより反射効率を向上させ、水
平偏波成分Ｈが出力端７へリークすることを十分に抑制
することにより偏分波器の分波効率を向上していた。

【０００８】また、図１７はパラボラアンテナで受信さ
れた電波を所定の周波数にダウンコンバートするコンバ
ータの概要を斜視図としたもので、１１０は図示されて
いないパラボラアンテナの焦点に配置されている電波導
入口を有する導波管、１１１はこの導波管１１０が一体
に収納されているシールドケースを示す。シールドケー
ス１１１の内部には、後で述べるように導波管ーマイク
ロストリップ変換部１１２（変換部ともいう）が組み込
まれている。また、この変換部１１２より取り出された
放送信号は、テフロン等からなる配線基板１１３上に設
けられているマイクロ波集積回路（ＭＩＣ）によって所
定の中間周波数に変換され、図示されていないコネクタ
を介してチューナに接続されている。

【０００９】配線基板１１３には図１８で示すような水
平偏波Ｓ_H 及び垂直偏波Ｓ_V とされているチャンネル周
波数をコンバートする２系統の信号回路が配置され、そ
れぞれ低雑音高周波増幅部（ＲＦアンプ）、局部発振部
（ＯＳＣ）、混合部（ＭＩＸ）、中間周波数増幅部（Ｉ
Ｆ／ＡＭＰ）及び安定化電源部等からなる機能回路が、
分布定数回路として構成されている配線パターン上に配
置されている。すなわち、このコンバータの場合は、受
信電波を導波管内で水平偏波と垂直偏波に分離し、分離
されたそれぞれの信号Ｓ_H 、およびＳ_V を２系統の信号
回路系によって処理し、二つのＩＦ出力ＩＦ1 、ＩＦ2
として受信側のチューナにケーブルを介して供給するよ
うに構成されている。

【００１０】上記安定化電源にはよく知られているよう
にチューナ側からコンバータを駆動するための直流電圧
ＤＣ1 又はＤＣ2 が供給されており、この電圧がコイル
ＬおよびダイオードＤを介して安定化電源に電力を供給
している。

【００１１】図１９の（ａ）（ｂ）は導波管１１２内を
進行してきた電磁波をマイクロストリップラインにより
取り出す変換部の断面図と上面図を示したものである。
導波管１１２の内部空間１１２Ａには配線基板１１３に
プリントされているマイクロストリップラインの中心導
体１１３Ａの一部がプローブＰとして所定の長さだけ開
口１１２Ｂより挿入されている。１１３Ｂはマイクロス
トリップラインを構成するアース導体（基板裏面の接地
導体）であり、このアース導体１１３Ｂは導波管内部に
相当する部分１１３Ｄが削除されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
偏分波器１においては導波管内の反射板の寸法を長くし
て分波効率を向上させる必要があったため、円形導波管
４の特に軸方向の長さが長くなってしまい、その結果偏
分波器１全体を小型化することが困難になるという問題
点があった。

【００１３】また、矩形の出力端５の外側には図示され
ていないが矩形導波管が接続されることから、出力端５
の開口部を大きくする必要があり、そのためその開口部
近傍の円形導波管４内の電磁界分布に乱れを生じ、入力
端に戻る反射波や出力端５、７間にリークが生じて偏分
波器１の分波効率を向上することが困難であるという問
題点があった。さらに、偏分波器とコンバータとは偏分
波器の出力導波管の端部で結合されているため、構造が
複雑で部品点数が多く製造組み立てに手間がかかるとい
う問題点もあった。

【００１４】そこで、本発明は分波効率を低下させるこ
となく偏分波器の長さを短くできるようにして小型化及
びコストダウンを図ると共に、反射手段で反射される偏
波成分の出力端における開口部近傍の電磁界分布の乱れ
を抑制し、その出力端のインピーダンス整合が容易に行
えるようにして分波効率を向上させた偏分波器を提供す
ることを第１の目的としている。さらに、偏分波器とコ
ンバータとを一体化して製造組み立てを容易にすること
を第２の目的をしている。

【００１５】ところで、コンバータの上記配線基板１１
３を多層化すると、コンバータ全体を小型化すると共
に、配線基板上に設置されるＭＩＣ部品（microwave in
tegrated circuit）の実装密度を向上させ信号の変換利
得を向上することができる。図２０は２層基板を使用し
て導波管ーマイクロストリップライン変換部を構成した
ときの断面図を示したもので、図１９と同一部分は同一
の記号とされている。この図に示されているように、導
波管１１２の端面の開口部１１２Ｂにはテフロンからな
る配線基板１１３およびガラスエポキシ等からなる配線
基板１１４を多層化したものが挿入され、この多層配線
基板のアース導体部分を削除して配線基板１１３上に形
成されているマイクロストリップラインの中心導体１１
３Ａにより、導波管内部の電磁波を取り出すことになる
が、この場合は第２の配線基板１１４と導波管１１２の
部分の接合部から電磁波が外部に漏れるという問題が生
じる。

【００１６】なお、アース導体１１３Ｂの厚みは70μｍ
であり、この部分を残して第２の基板層１１４のみを削
り取り、図１９のような構造とすることは困難である。
そこで、本発明は第２の配線基板１１４と導波管１１２
の部分の接合部から電磁波を外部に漏らさないようにす
ることを第３の目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記第１の目的
を達成するために、本発明の偏分波器においては反射手
段を反射板６に替えて細い棒状の金属柱とするととも
に、金属柱としたために生じるリークを抑制するために
反射手段で反射されない偏波成分が出力される導波路の
形状を上下から絞ってほぼ矩形状とすることにより、反
射手段で反射される偏波成分をカットオフするカットオ
フ構造をこの導波路に持たせるようにしたものである。

【００１８】また、本発明の偏分波器においては反射手
段で反射される偏波成分を出力する開口部にアイリスを
設け、円形導波管内部からみた開口部の面積を小さくし
て電磁界の乱れを抑制するとともに、これによって生じ
るインピーダンスの不整合をなくすために開口部にプロ
ーブを臨ませ、このプローブを調整することによりイン
ピーダンスの整合を取れるようにしたものである。本発
明は上記第２の目的を達成するために、偏分波器の一部
とコンバータのハウジングの一部とを共通部分で構成す
ることにより偏分波器とコンバータとを一体化したもの
である。

【００１９】さらに、本発明の第３の目的を達成するた
めに、配線基板を少なくとも２層以上の多層基板で構成
するとともに、ストリップライン配線基板を除く他の層
の基板の端面を導電メッキ壁とし、この導電メッキ壁が
上記導波管の内壁の一部となるように挿入する。そし
て、上記導電メッキ壁をとなる部分の周辺をスルーホー
ルとし第２の基板層を通過して漏洩する電磁波を遮断す
るようにしたものである。

【００２０】

【作用】本発明の偏分波器は分波効率を低下することな
く反射手段を小型化し、これに伴い円形導波管の長さも
短く出来るため、偏分波器の小型化が実現できかつコス
トダウンを図ることができるものである。さらに、反射
手段で反射される偏波成分を出力する開口部の電磁界の
乱れ及び開口部とコンバータとのインピーダンスの整合
を容易に行うことができる。また、偏分波器とコンバー
タとを一体化することが出来るため、製造組み立てを容
易に行えるようになる。

【００２１】そして、本発明のコンバータは、上記した
ように配線基板を多層構造とし、衛星から送信されてき
た電波を垂直偏波及び水平偏波に分離して各チャンネル
ごとにダウンコンバートし、２系統の信号としてチュー
ナに供給する際に、導波管−マイクロストリップライン
変換部から外部に漏れる電磁波を簡単に抑圧することが
でき、変換効率を向上できるものである。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の偏分波器の実施例について図
面を参照して説明する。図３は本発明の一実施例を斜視
図で示したものであって、図１と同一符号は同一部分を
示し詳細な説明は省略する。この図で８は水平偏波成分
Ｈを反射する金属柱、９は円形導波管４の上下を絞って
図４の（ｄ）の断面図に示すようにほぼ矩形状とした垂
直偏波成分Ｖの導波路、１０は円形導波管４からほぼ矩
形状の導波路９に変化させるための段差、１１は垂直偏
波成分Ｖを取り出す出力端である。図４は図３の正面
図、背面図、側面から見た断面図及び上面図を示す図で
あり、図３においてＨまたはＶを付した矢印はそれぞれ
水平偏波成分、垂直偏波成分を示している。

【００２３】図３、図４において、パラボラアンテナで
受信された直交偏波は、一次ホーン８３を介して円形導
波管４に図示した直交している矢印のように入力され円
形導波管４内を伝播していく。直交偏波が円形導波管４
内の金属柱８のところまで図示した矢印のように伝播し
てくると、直交偏波のうちの水平偏波成分Ｈは金属柱８
と平行であるため、この金属柱８で反射され、管軸方向
に長辺を有する矩形の開口部である出力端５から図示し
た矢印のように出力される。一方、垂直偏波成分Ｖは金
属柱８と直交してるためこの金属柱８では反射されずさ
らに奥まで伝播していき、段差１０を通過してほぼ矩形
の導波路９を伝播して出力端１１から図示した矢印のよ
うに出力される。

【００２４】なお、矩形の導波管のカットオフ周波数ｆ
ｃは、図９に示したように矩形導波管９１の幅をａとし
たとき（１）式で示される。ｆｃ＝Ｃ／２ａ・・・（１）但し、Ｃは光速である。図３及び図４で示した偏分波器
１のほぼ矩形の導波路９は、上記（１）式で決まるカッ
トオフ周波数ｆｃより垂直偏波成分の周波数ｆｖの方が
高くなるように、ほぼ矩形の導波路９の幅ａの寸法が設
定されている。

【００２５】また、水平偏波成分Ｈにとっては導波路９
の長さａの辺と水平偏波成分Ｈの電界方向が平行である
から、カットオフ周波数ｆｃは（１）式における幅ａを
ｂと置き換えて算出される。したがって、導波路９のカ
ットオフ周波数ｆｃは高く、水平偏波成分の周波数ｆｈ
はカットオフ周波数ｆｃより低くなるから水平偏波成分
Ｈは段差１０を越えて伝播することができず出力端９に
リークすることはない。なお、本発明の衛星放送受信ア
ンテナのコンバータの入力側に設定したときは垂直偏波
成分Ｖの周波数ｆｖと水平偏波成分Ｈの周波数ｆｈは、
例えば１２ＧＨｚの等しい周波数である。

【００２６】このように、金属柱８で反射されない垂直
偏波成分Ｖだけを導くための導波路９を水平偏波成分Ｈ
に対してカットオフ構造とすることにより、前記反射板
６のような幅の長い反射体でなくても金属柱８だけで水
平偏波成分Ｈを充分反射させることができる。

【００２７】すなわち、本発明の偏分波器では反射手段
を細い棒状の金属柱８で形成することができるので、円
形導波管４の部分を短くでき偏分波器１を全体的に小型
化することができる。なお、金属柱８の位置は出力端５
の開口部から見て真ん中よりやや後ろでなければならな
いが、金属柱８の位置を微調したり円形導波管４のサイ
ズを変えたりすると周波数特性が変化するので、これら
を勘案しながら所望の特性が得られるように金属柱８の
位置を決定すればよい。金属柱８は、例えば長いビスを
円形導波管４にねじ込むことにより形成することがで
き、反射手段の固着や作成が容易になる。

【００２８】次に、本発明の偏分波器の他の実施例を図
５に斜視図として示し、この偏分波器１の正面図、側面
の断面図、上面図をそれぞれ図６（ａ）、（ｂ）および
（ｃ）に示す。これらの図において図３及び図４と同符
号の部分は同一の部分を示し、１２は水平偏波成分Ｈの
出力端５の開口部を絞るアイリス、１３は円形導波管の
外側部の一部を削って平らにすることにより出力を取り
出しやすくした平面部、１４は垂直偏波成分Ｖの出力端
１５を水平偏波成分Ｈの出力端５と同一平面に配置する
ために垂直偏波成分Ｖの伝播方向を曲げるコーナー、１
５は垂直偏波成分Ｖの出力端である。

【００２９】前述した図３及び図４をに示す偏分波器に
おいては、水平偏波成分Ｈの出力端５の開口部は大き
く、このためにこの部分において垂直偏波成分Ｖの電磁
界分布に乱れが生じて入力端に戻る反射波が生じたり、
不所望の偏波成分が出力端にリークしたりして、分波効
率の向上を妨げていた。

【００３０】そこで、図５及び図６に示す他の実施例の
偏分波器においては、水平偏波成分Ｈを出力する出力端
５の開口部にアイリス１２を設けて、その開口部分を狭
めるようにしている。アイリス１２は図示されているよ
うに両端が丸みを帯びたほぼ矩形状をしており、その開
口面積は出力端５の開口部分の面積よりやや小さくされ
ている。そのため、このようなアイリス１２を開口部分
に設けることにより出力端５と円形導波管４との境界の
開口部分が狭められ、開口部分における垂直偏波成分Ｖ
の電磁界の乱れを抑制することができる。

【００３１】また、図５及び図６に示す偏分波器１は、
垂直偏波成分Ｖの導波路９にコーナー１４を連結して垂
直偏波成分Ｖの伝播方向を上方に曲げて、垂直偏波成分
Ｖの出力端１５を、水平偏波成分Ｈの出力端５と同じ面
である円形導波管４の外側の一部を平らに削った平面部
１３に設けるようにしている。

【００３２】このようにすると、垂直偏波成分Ｖと水平
偏波成分Ｈとの出力が一つの平面から取り出せるように
できるので、水平偏波成分Ｖと垂直偏波成分Ｈの取り出
し手段を一体化して、その平面部１３に載置することが
でき、例えば両偏波成分の出力を同一基板上に設けた機
能回路に供給することが容易になる。

【００３３】ところで、図５及び図６に示した偏分波器
１においては、アイリス１２を設けたために水平偏波成
分Ｈを取り出す開口部近傍の電磁界の乱れは防止出来る
ものの、アイリス１２の部分でインピーダンスが急激に
変化するため、その後に続く回路とのインピーダンス整
合を取る事が困難となる場合が生じる。

【００３４】そこで、アイリス１２を設けてもインピー
ダンス整合が取れるようにする導波管−マイクロストリ
ップライン変換装置の構成を図７（ａ）、（ｂ）に示
す。図７（ａ）及び（ｂ）において、１６はアイリス１
２近傍に配置され水平偏波成分Ｈを取り出しコンバータ
８４へ供給するマイクロストリップラインからなるプロ
ーブ、１７は出力端１１の近傍に配置され垂直偏波成分
Ｖを取り出しコンバータ８４へ供給するマイクロストリ
ップラインからなるプローブ、２０は内側に凹部を有し
偏分波器１の出力端５及び１１が設けられている平面部
１３上に載置させられ水平偏波成分Ｈ及び垂直偏波成分
Ｖを取り出す空間を形成する金属製の蓋体である。

【００３５】なお、図７（ａ）は蓋体２０を取り去った
平面部１３を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す偏分
波器１を線Ａ−Ａ´で切った断面図であって、他の符号
は図５、図６で示したものと同一部分を示す。図７
（ａ）（ｂ）に示す導波管−マイクロストリップライン
変換装置において、金属柱８で反射された水平偏波成分
Ｈはアイリス１２を通って出力端５に伝播される。出力
端５と蓋体２０の凹部とで形成される空間の中にはプロ
ーブ１６が設けられており、出力端５に伝播された水平
偏波成分Ｈは前記空間中を伝播していきプローブ１６で
受信される。

【００３６】プローブ１６は前述したコンバータ８４の
マイクロストリップラインの一部で構成されており、プ
ローブ１６で受信された水平偏波成分Ｈはプローブ１６
からマイクロストリップラインを介してコンバータ８４
へ供給される。このプローブ１６は、その形状を変化さ
せることによりコンバータ８４の入力インピーダンスを
調整することが容易であり、このようなプローブ１６を
用いることにより簡単に導波管とコンバータ８４とのイ
ンピーダンス整合を取ることが出来る。

【００３７】なお、垂直偏波成分Ｖは導波路９のコーナ
ー１４を伝播して出力端１５に出力され、出力端１５と
蓋体２０の凹部とで形成された空間部に設けたもう一つ
のプローブ１７で受信され、プローブ１７からマイクロ
ストリップラインを介してコンバーター８４の他の入力
端子に垂直偏波成分Ｖは供給される。

【００３８】次に、本発明の第２の目的を達成すること
の出来る偏分波器とコンバータのシールドケースとを共
用化して一体化した構成を図１０に示す。図１０におい
て、１００はコンバータのシールドケース、１０１はパ
ラボラアンテナで受信した直交偏波を垂直偏波と水平偏
波に分波する偏分波器、１０２はアンプやミキサ等の回
路をシールドするシールドケース、１０３は分波された
水平偏波が出力される矩形導波管の端部、１０４は分波
された垂直偏波が出力される矩形導波管の端部、１０５
はアンプやミキサ等の回路が組まれている回路基板、１
０６は水平偏波を受信するプローブ、１０６は垂直偏波
を受信するプローブ、１０８はシールドケースの蓋体で
あるシールドカバー、１０９はコンバータ１００を防水
する場合に使用する防水ケースである。

【００３９】図１０に示すように、コンバータ１００は
シールドケース１０２と偏分波器１０１がアルミニュウ
ム等の金属により一体成型されて構成され、偏分波器１
０１には図示する水平偏波成分と垂直偏波成分とからな
る直交偏波が導入される。この偏分波器１０１により分
波された水平偏波成分は導波管１０３から出力され、分
波された垂直偏波成分は導波管１０４から出力される。
シールドケース１０２内には段部が周囲に設けられてお
り、この段部に回路基板１０５の周囲が当接するよう
に、回路基板１０５が図示する矢印のように装着され
る。回路基板１０５は例えばガラスエポキシ板を用いた
両面プリント基板で構成され、プリント基板には水平偏
波を導出するプローブ１０６、垂直偏波を導出するする
プローブ１０７、及びアンプやミキサ等がマイクロスト
リップラインで相互に接続されて組まれており、回路基
板１０５をシールドケース１０２内の段部に載置するこ
とにより、導波管１０３及び１０４の端部に回路基板１
０５に設けたプローブ１０６及び１０７を位置させるこ
とができるようになっている。

【００４０】回路基板１０５をシールドケース１０２に
装着した後、シールドケース１０２にシールドカバー１
０８により図示する矢印のように蓋をすると、シールド
カバー１０８内に設けられた凹部により導波管１０３、
１０４の端部は終端されると共に、回路基板１０５は導
波管１０３、１０４の端部とシールドカバーとで挟持さ
れるように固着される。また、シールドケース１０２と
シールドカバー１０８とで形成される空間に回路基板１
０５は収納されるので、回路基板１０５は電磁シールド
され妨害波を漏洩しないようになる。

【００４１】また、コンバータ１００を防水したい時に
は、シールドカバー１０８の上から防水ケース１０９で
覆うようにして防水すれば良い。

【００４２】次に、回路基板１０５の一部を図１１に示
す。この図において、１０５はプローブ１０６、１０７
がプリント配線で形成されているとともにアンプ用ＦＥ
Ｔ５２、５４等がプリント配線されたマイクロストリッ
プライン５１、５３、５６、５７に半田付けされた回路
基板、１０６は導波管１０７の端部から水平偏波を導出
するプローブ、１０７は導波管１０４の端部から垂直偏
波を導出するプローブ、５０はプローブ１０６、１０７
の周囲のアースラインに設けられたスルーホール、５
１、５６は垂直偏波信号が伝播するマイクロストリップ
ライン、５２は垂直偏波信号を増幅するＦＥＴ、５３、
５７は水平偏波信号が伝播するマイクロストリップライ
ン、５４は水平偏波信号を増幅するＦＥＴ、５５はアー
スラインである。

【００４３】図１１に示す回路基板１０５において、導
波管１０３の端部に位置しているプローブ１０６で受信
された水平偏波信号はマイクロストリップライン５３を
伝播してＦＥＴ５４により増幅されて図示しないミキサ
に接続されたマイクロストリップライン５７に出力さ
れ、水平偏波成分の周波数はダウンコンバートされＩＦ
周波数の信号とされる。また、導波管１０４の端部に位
置しているプローブ１０７で導出された垂直信号はマイ
クロストリップライン５１を伝播してＦＥＴ５２で増幅
されて図示しないミキサに接続されたマイクロストリッ
プライン５６に出力され、垂直偏波成分の周波数はダウ
ンコンバートされＩＦ周波数の信号とされる。

【００４４】プローブ１０６、１０７の周囲に設けられ
たスルーホール５０はプリント基板の表面のアースライ
ンと裏面の地線とを接続しており、スルーホール５０は
導波管１０３、１０４の断面の形状とほぼ同形に切り欠
いたプリント配線部を囲むように複数個配置されてお
り、この部分から垂直偏波及び水平偏波信号が漏洩しな
いようにされている。各スルーホール５０の間隔は導波
管１０３，１０４から出力される電磁波の遮断波長以下
となるように設定することが望ましい。このようにスル
ーホール５０を設けると後述するように、導波管とマイ
クロストリップラインの変換器の通過特性を改善するこ
とが出来る。

【００４５】次に、シールドケース１０２に一体に設け
られた偏分波器１０１とシールドカバー１０８とで回路
基板１０５を挟持する断面図を図１２に示す。図１２
（ａ）は、導波管１０４の端部と対向して配置した回路
基板１０５及び回路基板１０５に対向配置されたシール
ドケース１０８の配置を断面で示した図であり、同図
（ｂ）は導波管１０４の端部とシールドケース１０８と
で回路基板１０５を挟持して固着する断面を示す図であ
る。

【００４６】この図において、１０１は偏分波器、１０
４は分波されて垂直偏波成分を出力する導波管の端部、
１０５はＦＥＴ５２やマイクロストリップライン５１、
５６等が設けられている回路基板、１０８は導波管を終
端する凹部６０が設けられたシールドカバー、５１、５
６は垂直偏波信号が伝播されるマイクロストリップライ
ン、５２は垂直偏波信号を増幅するＦＥＴ、５８は回路
基板１０５の裏面に設けたマイクロストリップラインの
地線、６０はλ／４の深さを有する凹部、６１は凹部６
０を形成するための突起、６２は偏分波器１０１とシー
ルドカバー１０８とで回路基板１０５を挟持して固着す
るためのビスである。

【００４７】偏分波器１０１と回路基板１０５及びシー
ルドケース１０８とを図１２（ａ）に示すように配置
し、ビス６２を締結することによりシールドケース１０
８を偏分波器１０１に固着すると図１２（ｂ）に示すよ
うに偏分波器１０１とシールドケース１０８とで回路基
板１０５を挟持する構成とすることができる。この図１
２（ｂ）に示す構成において、偏分波器１０１の導波管
１０４の端部はシールドケース１０８のλ／４の深さの
凹部６０により終端されるため、プローブ１０７からは
効率よく垂直偏波成分の信号を導出することできる。こ
の垂直偏波成分の信号はマイクロストリップライン５１
を伝播してＦＥＴ５２に入力されて、このＦＥＴ５２に
より増幅されてマイクロストリップライン５６に出力さ
れる。

【００４８】一方、水平偏波成分の信号は図示していな
いが垂直偏波成分の信号と同様にプローブ１０６で受信
され、ＦＥＴ５４により増幅されてマイクロストリップ
ライン５７に出力される。このように、偏分波器１０１
をコンバータ１００のシールドケース１０２とを一体に
成型しシールドカバー１０８をシールドケース１０２に
蓋体として装着することにより、導波管とマイクロスト
リップラインとの変換器を簡単にかつ損失を少なく構成
することができる。また、優れた交差偏波識別特性のコ
ンバータとすることができる。

【００４９】次に、図１３（ａ）（ｂ）は本発明の第３
の目的を達成するコンバータに適用されている導波管と
マイクロストリップ線路の変換部を断面図と平面図で示
したものである。この図において１１２は導波管の断面
を示し、水平偏波又は垂直偏波とされている電磁波が存
在する内部の空間が１１２Ａで示されている。ＭＩＣ部
品が搭載されている配線基板は同図（ｂ）に示されてい
るようにテフロン等からなる第１の配線基板１１３と、
ガラスエポキシ等からなる第２の配線基板１１４で多層
化されている。

【００５０】そして、第１の配線基板１１３の表面に形
成されている中心導体１１３Ａの先端がプローブＰとな
るように構成され、この部分が導波管の内部に突入する
ことにより電磁波をマイクロストリップ線路に導出する
ようにしている。空間１１２Ａ内に位置する配線基板部
分はアース導体１１３Ｂおよび１１４Ａが除去され、導
波管１１２の側壁の部分にサンドイッチ状態に固定され
ている。本発明の場合は、導波管内部に面する配線基板
１１３、１１４の端面Ｒの部分にあらかじめ電気メッキ
を施して、この部分を介して外部に漏洩する電磁波を遮
断する。

【００５１】そのため、多層基板でコンバータを形成
し、導波管の出力をこの多層基板に形成されているマイ
クロストリップラインに導出する変換部から、マイクロ
波信号が漏洩することを防止することができる。

【００５２】上記実施例は多層基板が２層とされている
ときに付いて説明したが、多層基板が３層基板とされて
いるときの実施例を図１４に示す。この図において図１
３と同一部分は同一符合とされているが配線基板１１５
が第３層の基板部分を示している。この場合も各配線基
板のアース導体１１３Ｂ、１１４Ａ、１１５Ａの導波管
内部に位置する部分は削除されるが、そのために生じる
導波管内部の端面Ｒの部分は電気メッキによって導電面
となるように構成されている。

【００５３】上記実施例は導波管内部の基板端面に電気
メッキを施したが、この基板端面に沿ってスルーホール
を形成し電磁波の漏洩を防止するようにしてもよい図１
５（ａ）（ｂ）は電気メッキに変えてスルーホールによ
り電磁波の漏洩を防止するようにしたもので、図１４と
同一記号は同一部分を示している。この図で１１６は第
１の配線基板１１３と第２の配線基板１１４のアース導
体１１３Ｂ、および１１４Ａを短絡する複数個のスルー
ホールを示し、このスルーホール１１６は同図の（ｂ）
に示されているように導波管１１２の側壁に衝合する位
置を囲むように配置されている。

【００５４】各スルーホール１１６の間隔ｄは導波管内
部に導入された電磁波の遮断波長以下となるように設定
することが好ましい。この実施例では、多層基板を製作
するときに上記スルーホールを設けておき、ＭＩＣ部品
を実装する過程で第１の配線基板と第２の配線基板のア
ース導体がスルーホール１１７により短絡され、電気メ
ッキを施すという作業を省略することができる。

【００５５】図１６は導波管の側壁と衝合する多層配線
基板の部分に、上記したようなスルーホールを構成した
場合（ｂ）とスルーホールを設けてない場合（ａ）の変
換特性を示したものである。スルーホールを設けてない
場合は図１６の（ａ）に示すように１２〜１３ＧＨｚの
周波数で通過特性が劣化しているが、スルーホールを設
けると同図（ｂ）に示すように通過特性が改善されるこ
とを示している。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は構成されて
いるので、本発明によれば以下のような格別の作用効果
を奏することが出来る。１、反射手段が細い棒状の金属柱でよいため偏分波器を
小型化できコストダウンを図ることができると共に、ア
イリスにより垂直偏波成分の電界分布の乱れが抑制され
るため不所望の偏波成分のリークが防止でき、分波効率
を向上できる。２、偏分波器において、アイリスによって急激に変化し
たインピーダンスの整合をプローブの形状等を調整する
ことにより容易にインピーダンス整合させることができ
る。３、偏分波器とコンバータとを共用化して一体に成型し
たため、製造組み立てを容易に行うことが出来る。４、導波管ーマイクロストリップ変換装置において、マ
イクロストリップが形成されている配線基板を多層化し
たときでも、その変換部から電磁波が外部に漏洩して他
のアンテナに妨害を与えるという問題をなくすることが
できる。５、導波管とマイクロストリップの変換効率が高くなる
ので、コンバータに使用したときに全体的な変換利得を
向上することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の偏分波器の斜視図である。

【図２】従来の偏分波器の正面図、側面の断面図および
上面図である。

【図３】本発明の実施例にかかる偏分波器の斜視図であ
る。

【図４】本発明の実施例にかかる偏分波器の正面図、側
面の断面図、上面図および背面図である。

【図５】本発明の他の実施例にかかる偏分波器の斜視図
である。

【図６】本発明の他の実施例にかかる偏分波器の正面
図、側面の断面図および上面図である。

【図７】本発明の他の実施例にかかる偏分波器の出力端
近傍を示す図である。

【図８】ＣＳ受信アンテナ等の直交偏波を受信できるア
ンテナの概要を示す図である。

【図９】矩形導波管を示す図である。

【図１０】本発明のコンバータのケースの展開図であ
る。

【図１１】本発明のコンバータの回路基板を示す図であ
る。

【図１２】本発明のコンバータに偏分波器を組みつけた
断面図である。

【図１３】本発明の導波管−マイクロストリップライン
変換部の断面図と平面図である。

【図１４】本発明の他の実施例を示す導波管とマイクロ
ストリップライン変換部の断面図である。

【図１５】本発明のさらに他の実施例を示す導波管とマ
イクロストリップライン変換部の断面図と平面図であ
る。

【図１６】基板の導波管内部の端面にメッキ又はスルー
ホールを施したときの変換信号の特性図を示す。

【図１７】パラボラアンテナの受信電波をダウンコンバ
ートするコンバータの概要図である。

【図１８】コンバータの信号系回路をブロック図で示し
たものである。

【図１９】従来の単層基板によって形成される導波管−
ストリップライン変換部の断面図と平面図である。

【図２０】多層基板で構成される導波管−ストリップラ
イン変換部の断面図である。

【符号の説明】

１偏分波器２フランジ３貫通孔４円形導波管５水平偏波成分の出力端６反射板７、１１、１５垂直偏波成分の出力端８金属棒９ほぼ矩形の導波路１０段差１２アイリス１３平面部１４コーナー１６、１７プローブ２０蓋体５０スルーホール５１，５３，５６，５７マイクロストリップライン５２，５４ＦＥＴ５５アースライン５８接地板６０凹部６１突起６２ビス８１パラボラ反射器８３一次ホーン８４コンバータ９１矩形導波管１００コンバータ１０１偏分波器１０２シールドケース１０３水平偏波成分が出力する導波管の端部１０４垂直偏波成分が出力する導波管の端部１０５回路基板１０６水平偏波成分用プローブ１０７垂直偏波成分用プローブ１０８シールドカバー１０９防水ケース１１２導波管１１３第１の配線基板１１３Ａ中心導体１１３Ｂアース導体１１４第２の配線基板１１６スルーホールＲ電気メッキ側面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田善一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者堀澤勝三東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水平偏波成分と垂直偏波成分とからなる直
交偏波が入力端に入力される円形導波管と、前記円形導波管の電磁波進行方向と直交する方向に設け
られ前記直交偏波の内の一方の偏波成分のみを反射する
金属柱と、前記円形導波管の外周に設けられ、該金属柱で反射され
た一方の偏波成分が出力される矩形の開口部からなる第
１の出力端と、前記金属柱の後方に位置し、前記金属柱の軸と直交する
方向に前記円形導波管内部を縮径してほぼ矩形状に形成
された導波路と、上記導波路を伝播する他方の偏波成分のみが出力される
第２の出力端とから構成され、前記直交偏波を水平偏波成分と垂直偏波成分とに分波す
るようにしたことを特徴とする偏分波器。
【請求項２】前記第１の出力端の矩形の開口部に該開口
部の面積を絞るアイリスが設けられていることを特徴と
する請求項１記載の偏分波器。
【請求項３】前記アイリスが設けられた開口部にインピ
ーダンスの調整可能なプローブを臨ませ、当該プローブ
を介して第１の出力端から一方の偏波を取り出すように
したことを特徴とする請求項２記載の偏分波器。
【請求項４】水平偏波成分の信号と垂直偏波成分の信号
とをダウンコンバートするコンバータと、該コンバータのシールドケースに一体に成型されるとと
もに、入力された直交偏波を水平偏波成分と垂直偏波成
分とに分波して、それぞれ導波管から出力する偏分波器
と上記コンバータを構成する回路を組み込んだ少なくと
も一方の面にマイクロストリップラインが形成されてい
る配線基板からなる回路基板と、該回路基板に設けられた上記マイクロストリップライン
の先端に設けられた、上記垂直偏波成分と水平偏波成分
とを取り出すプローブと、上記シールドケースの蓋体としてシールドケースに装着
されるシールドカバーと、上記導波管の端部と対向配置されるシールドカバーの内
側に設けられた上記導波管を終端する凹部と、上記シールドカバーとシールドケースとで上記回路基板
を挟持するように固着する固着手段とを備え、上記シールドカバーとシールドケースとで上記回路基板
を挟持して固着した時に、上記プローブが上記導波管の
端部と上記凹部との間に位置するようにしたことを特徴
とする導波管ーマイクロストリップライン変換装置。
【請求項５】入力された電磁波を伝送する導波管と、少
なくとも一方の面にストリップラインが形成されている
配線基板を備え、この配線基板の端部を上記導波管内部
に挿入することによって前記導波管内を伝搬する電磁波
エネルギーを電気信号として取り出すような導波管ース
トリップライン変換装置において、上記配線基板を少なくとも２層以上の多層基板で構成す
ると共にストリップラインが形成されている基板を除く
他の層の基板の端面を導電メッキ壁とし、この導電メッ
キ壁が上記導波管の内壁の一部となるように挿入されて
いることを特徴とする導波管−マイクロストリップライ
ン変換装置。
【請求項６】入力された電磁波を伝送する導波管と、少
なくとも一方の面にストリップラインが形成されている
配線基板を備え、この配線基板の端部を上記導波管内部
に挿入することによって前記導波管内を伝搬する電磁波
エネルギーを電気信号として取り出すような導波管ース
トリップライン変換装置において、上記配線基板を少なくとも２層以上の多層基板で構成す
るとともに、ストリップライン配線基板のアース導体面
と他の基板層のアース導体面を複数個のスルーホールに
よって短絡し、このスルーホールによる短絡部分が上記
導波管の側壁の位置に配列されていることを特徴とする
導波管−マイクロストリップライン変換装置。
【請求項７】スルーホールの間隔がマイクロストリップ
ラインが形成されている基板層を除く他の基板層におけ
る伝搬周波数のカットオフ周波数以下となるように設定
されていることを特徴とする請求項２に記載の導波管−
マイクロストリップライン変換装置。
【請求項８】導波管に挿入されている配線基板に垂直偏
波用のチャンネルを受信するマイクロストリップライン
と、垂直偏波用のチャンネルを受信するマイクロストリ
ップラインが形成されていることを特徴とする請求項１
又は２に記載の導波管−マイクロストリップライン変換
装置。