(57)【要約】【課題】  複数衛星受信用コンバータにおいて、受信対象とする衛星の組合せを特定することなく、比較的衛星同士の間隔が小さく、間隔が同じ程度であれば、受信偏波角度の異なる別の衛星からの信号であっても受信することができるようにする。【解決手段】  複数衛星受信用コンバータ１０１は、複数の衛星からの信号を受信するための複数のホーン６，７とこれらにそれぞれ対応してつながる複数の導波管４，５とを含む一体型の一次放射器１と、複数のコンバータ本体２，３とを備える。複数のコンバータ本体２，３の各々は、複数の導波管４，５の各々に対して導波管４，５の軸を中心として回転可能なように接続されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の衛星からの信号を受信するための複数のホーンと前記複数のホーンにそれぞれ対応してつながる複数の導波管とを含む一体型の一次放射器と、
複数のコンバータ本体とを備え、
前記複数のコンバータ本体の各々は、前記複数の導波管の各々に対して前記導波管の軸を中心として回転可能なように接続されている、複数衛星受信用コンバータ。
【請求項２】
複数の衛星からの信号を受信するための複数のホーンと前記複数のホーンにそれぞれ対応してつながる複数の導波管とを含む一体型の一次放射器と、
複数のコンバータ本体とを備え、
前記複数のコンバータ本体のうち第１のコンバータ本体は、前記一次放射器に一体化しており、第２のコンバータ本体は、前記複数の導波管のうちのひとつに対して前記導波管の軸を中心として回転可能なように接続されている、複数衛星受信用コンバータ。
【請求項３】
前記複数のホーンはそれぞれ略円錐形であり、前記複数のホーンの内側斜面にはそれぞれ略同心状に壁および溝が交互に繰り返したコルゲート構造が設けられており、
前記コルゲート構造は、前記内側斜面の外側にいくにつれて前記壁の各々がより突出するように配列された構造を含んでおり、
前記コルゲート構造の最外周近傍においては最も外側の壁の方が外から２番目の壁よりも低くなっている、請求項１または２に記載の複数衛星受信用コンバータ。
【請求項４】
前記コルゲート構造は、前記壁の各々の頂部から見て外側に隣接する前記溝の底部までの深さが前記信号の波長の約１／４となっている構造を含んでいる、請求項３に記載の複数衛星受信用コンバータ。
【請求項５】
前記複数のホーンにそれぞれ属する前記コルゲート構造同士は前記コルゲート構造に含まれる複数の壁のうち最も突出しているものと連続して同じ高さで形成される仕切り壁を介して互いに隣接している、請求項１から４のいずれかに記載の複数衛星受信用コンバータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の複数衛星受信用コンバータを備える複数衛星受信用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つの反射鏡で複数の衛星からの直線偏波信号を受信する複数衛星受信用コンバータおよび複数衛星受信用アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
衛星受信用アンテナにおいて、受信する信号が直線偏波の場合は、信号の偏波角度とコンバータの受信偏波角度を一致させる必要がある。あるひとつの受信地点を想定したとき、その受信地点から見て、複数ある衛星からの信号の偏波角度は、各衛星ごとにそれぞれ異なる。その理由はいくつかある。
【０００３】
まず、第一の理由として、衛星によっては、送信時の信号の偏波角度が意図的に水平および垂直とは異なる角度になっている場合があるためである。通常、衛星から送信する直線偏波の信号は、水平偏波と垂直偏波と呼ばれる、水平および垂直の方向に沿った２つの互いに直交する偏波である。しかし、たとえばオーストラリアの「Optus衛星」と総称される複数の衛星では、実際の水平と垂直から４５°傾いた２つの互いに直交する偏波が送信されている。このように送信時の偏波が４５°傾いているのは、Optus衛星のある位置の経度がオーストラリアの経度から離れていることを考慮して、オーストラリアの中央部の受信地点で受信した際、受信偏波が水平面に対し水平および垂直となるように、予め衛星の送信信号の偏波角度をオフセットしていることによる。
【０００４】
第二の理由として、地球表面の球面形状の影響が挙げられる。衛星放送または衛星通信は受信地点が広域にわたるので、地球表面の球面形状の影響を受け、受信地点によって受信信号の偏波角度が変わる。したがって、互いに異なる経度にある任意の２つの衛星から受信される直線偏波同士を比べてみれば偏波角度は異なる。
【０００５】
従来、複数の衛星から直線偏波信号を受信するためのアンテナ（以下、「複数衛星受信用アンテナ」という。）においては、図８に示すように、ホーン２１とコンバータ本体２２とが一体型となった複数衛星受信用コンバータ１００が用いられていた。これは、受信する衛星をあらかじめ選定して、それぞれの受信偏波角度を設定したコンバータとして設計されたものであった。
【０００６】
また、複数の衛星からの信号を１つの反射鏡で受信するアンテナにおいては、各衛星からの信号の焦点が異なるため、それらの焦点に合う位置に一次放射器を配置することが求められる。しかし、衛星同士の間隔が狭い場合、アンテナにおける信号の焦点同士の間隔も狭くなる。そのため、たとえば、特開２００１−５３５３９号公報（特許文献１）、特開２００２−１２４８２０号公報（特許文献２）に開示されているように、間隔が狭い状態で隣接し合った形状の一次放射器を使用することとなっていた。
【特許文献１】特開２００１−５３５３９号公報
【特許文献２】特開２００２−１２４８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数衛星受信用アンテナにおいては、受信対象となる衛星をあらかじめ選定しておいてその衛星からの信号の直線偏波の角度に合わせて、コンバータごとにそれぞれ固有の受信偏波角度が設定されている。したがって、従来のコンバータでは、予め決められた特定の衛星からの信号しか受信することができない。ある２つの衛星からの信号を受信するためのコンバータは、同じ間隔を有する他の２つの衛星を受信しようとしてもうまくいかない。たとえば信号の偏波角度が大きく異なれば、受信レベルが大きく減衰する。あるいは、偏波角度の違いが比較的小さい場合は、受信することはできるが、交差偏波識別度の悪い受信をすることになる。なお、「交差偏波識別度」とは、直交する偏波の排除の度合いを表すパラメータである。
【０００８】
また、一次放射器同士をその本来の形状が重なり合うほどに狭い間隔で配置すると、個々の一次放射器の形状が互いに干渉し、このため本来一方の一次放射器で受信すべき信号が隣接する一次放射器に入ってしまう場合がある。このような状態を、「一次放射器相互間のアイソレーションが悪くなっている」という。一次放射器同士を狭い間隔で配置した場合は、一次放射器が正規の形状を確保できないため、指向特性カーブが乱れるといった問題も発生する。
【０００９】
そこで、本発明は、受信対象とする衛星の組合せを特定することなく、比較的衛星同士の間隔が小さく、間隔が同じ程度であれば、受信偏波角度の異なる別の衛星からの信号であっても受信することができるような複数衛星受信用コンバータおよび複数衛星受信用アンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に基づく複数衛星受信用コンバータは、複数の衛星からの信号を受信するための複数のホーンと上記複数のホーンにそれぞれ対応してつながる複数の導波管とを含む一体型の一次放射器と、複数のコンバータ本体とを備え、上記複数のコンバータ本体の各々は、上記複数の導波管の各々に対して上記導波管の軸を中心として回転可能なように接続されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数のコンバータ本体の各々は、対応する導波管の軸を中心として回転可能となっているので、各コンバータ本体を回転して角度を調整しさえすれば、任意の偏波角度の信号を受信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
（構成）
図１〜図４を参照して、本発明に基づく実施の形態１における複数衛星受信用コンバータについて説明する。図１に示すように、この複数衛星受信用コンバータ１０１は、一次放射器１と、複数のコンバータ本体２，３とを備える。一次放射器１は、複数の衛星からの信号を受信するための複数のホーン６，７と、複数のホーン６，７にそれぞれ対応してつながる複数の導波管４，５とを含んで一体型となっている。図１に示すように、複数のコンバータ本体２，３の各々は、複数の導波管４，５の各々に対して一体物として成形されているのではなく、元々別の部品であるものが接合部１１，１２を介して回転可能なように接続されたものである。この複数衛星受信用コンバータ１０１を図１における上側から見たところを図２に示し、下側から見たところを図３に示す。図３に矢印で示すように、コンバータ本体２，３の各々は、導波管４，５の各軸を中心として回転可能となっている。
【００１３】
図１、図２に示すように、複数のホーン６，７はそれぞれ略円錐形である。複数のホーン６，７の内側斜面にはそれぞれ略同心状に壁８および溝９が交互に繰り返したコルゲート構造が設けられている。
【００１４】
狭い間隔の複数の衛星からの信号を受信する場合、一次放射器の設置すべき間隔が狭くなるため、指向特性曲線が乱れたり、一次放射器のリターンロスが悪化したり、あるいは一次放射器相互間のアイソレーションが悪くなったりといった現象が発生することが知られているが、これらの現象をできるだけ抑制するため、本実施の形態における複数衛星受信用コンバータ１０１は、さらにいくつかの構成を備える。すなわち、図１に示すように、コルゲート構造は、複数のホーン６，７の内側斜面の外側にいくにつれて壁８の各々がより突出するように配列された構造を含んでいる。ただし、本実施の形態では、図１の一部を拡大して図４に示すように、コルゲート構造の最外周近傍においては最も外側の壁８１の方が外から２番目の壁８２よりも低くなっている。
【００１５】
さらに、コルゲート構造は、図４に示すように、壁８の各々の頂部から見て外側に隣接する溝９の底部までの深さｄ１，ｄ２，ｄ３がいずれも信号の波長の約１／４となっている構造を含んでいることが好ましい。
【００１６】
特に狭い間隔の複数の衛星からの信号を受信する場合、さらに、図１、図２に示すように、複数のホーン６，７にそれぞれ属するコルゲート構造同士はコルゲート構造に含まれる複数の壁８のうち最も突出しているものと連続して同じ高さで形成される仕切り壁１０を介して互いに隣接していることが好ましい。
【００１７】
（作用・効果）
コンバータ本体にとって信号を入力するために接続された導波管を以下「入力導波管」というものとする。入力導波管の内部には受信プローブが設けられる。この受信プローブは、一次放射器からの信号をコンバータ本体の高周波増幅回路に伝達する役割を果たす。各コンバータ本体の受信偏波角度は、入力導波管内の受信プローブの角度によって決まる。すなわち、各コンバータ本体は、受信プローブに平行な角度の直線偏波を受信することができる一方、受信プローブに直交する方向の直線偏波は受信することができない。したがって、本実施の形態では、コンバータ本体２，３の受信偏波角度は、それぞれ入力導波管の役割を果たす導波管４，５の内部に設けられた受信プローブ（図示せず）のコンバータ本体２，３に対する相対角度によって決まる。
【００１８】
これに対して、本実施の形態における複数衛星受信用コンバータ１０１では、一体型の一次放射器１に複数のコンバータ本体２，３が接続されており、複数のコンバータ本体２，３の各々は、対応する入力導波管の軸を中心として回転可能となっているので、受信プローブとの相対角度を自由に設定することができる。したがって、複数のコンバータ本体２，３の各々は回転して角度を調整しさえすれば、任意の偏波角度の信号を受信することができる。
【００１９】
本実施の形態では、コルゲート構造は、複数のホーン６，７の内側斜面の外側にいくにつれて壁８の各々がより突出するように配列された構造を含むものとしたが、このようになっていれば、信号が空間から導波管に伝達する際の特性インピーダンスの変換がスムーズに行われ、一次放射器のリターンロス特性の改善を図ることができる。
【００２０】
本実施の形態では、コルゲート構造の最外周近傍においては最も外側の壁８１の方が外から２番目の壁８２よりも低くなっている構成としたが、このようになっていれば、一次放射器１の外周部の信号の回り込みを抑えることができる。
【００２１】
本実施の形態では、コルゲート構造は、壁８の各々の頂部から見て外側に隣接する溝９の底部までの深さがいずれも信号の波長の約１／４となっている構造を含んでいるものとしたが、このような構成になっていれば、一次放射器１の外周部に流れる表面電流が波長的に打ち消しあって、一次放射器１の側面や背面など、不要な方向に信号が放射される度合いを低減することができる。この現象を、信号を受信する場合に置き換えて考えると、反射鏡以外の方向から到来する不要な信号を受信してしまう度合いを低減することができる。その結果、一次放射器１の指向特性曲線の裾野の乱れを低減することができる。
【００２２】
本実施の形態では、複数のホーン６，７のコルゲート構造同士は仕切り壁１０を介して互いに隣接している構成としたが、このようになっていれば、互いに隣接するホーン６，７同士の相互干渉を低減させることができ、各衛星信号のアイソレーションを良好にすることができる。
【００２３】
（実施の形態２）
（構成）
図５、図６を参照して、本発明に基づく実施の形態２における複数衛星受信用コンバータについて説明する。図５に示すように、この複数衛星受信用コンバータ１０２は、一次放射器１ｉと、複数のコンバータ本体２ｉ，３とを備える。一次放射器１ｉは、複数の衛星からの信号を受信するための複数のホーン６，７と、複数のホーン６，７にそれぞれ対応してつながる複数の導波管４ｉ，５とを含んで一体型となっている。図５に示すように、複数のコンバータ本体２ｉ，３のうち、第１のコンバータ本体としてのコンバータ本体２ｉは、一次放射器１ｉに一体化している。この複数衛星受信用コンバータ１０２を図５における下側から見たところを図６に示す。上側から見たところは実施の形態１において図２に示したものと同じである。
【００２４】
本実施の形態では、第２のコンバータ本体としてのコンバータ本体３は、元々、一次放射器１ｉとは別部品であり、複数の導波管４ｉ，５のうちのひとつ、すなわちコンバータ本体３にとっての入力導波管である導波管５に対して、導波管５の軸を中心として回転可能なように接合部１２ｉによって接続されている。
【００２５】
複数のホーン６，７の詳しい構成や好ましい条件は、実施の形態１で説明したのと同じである。コルゲート構造の壁の高さや溝の底部までの深さや仕切り壁の条件についても実施の形態１で説明したのと同じである。
【００２６】
（作用・効果）
本実施の形態では、複数のコンバータ本体のうちのひとつが回転できない構成となっていたため、そのコンバータ本体に関しては受信偏波角度は固定されているが、他のコンバータ本体においては、回転させることができるので、回転して角度を調整しさえすれば、任意の偏波角度の信号を受信することができる。本実施の形態では、複数のコンバータ本体のうちのひとつが一次放射器１と一体的に形成されているので、実施の形態１に比べて部品点数を低減することができる。
【００２７】
（実施の形態３）
（構成）
図７を参照して、本発明に基づく実施の形態３における複数衛星受信用アンテナについて説明する。この複数衛星受信用アンテナ２０１は、反射鏡５１と、アーム５２と、実施の形態１で説明した複数衛星受信用コンバータ１０１とを備える。複数衛星受信用コンバータ１０１はホーンが反射鏡５１の方を向くようにしてアーム５２の先端に取り付けられている。なお、複数衛星受信用コンバータ１０１に代えて、実施の形態２で説明した複数衛星受信用コンバータ１０２を備えることとしてもよい。
【００２８】
（作用・効果）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した複数衛星受信用コンバータ１０１または実施の形態２で説明した複数衛星受信用コンバータ１０２を備えるので、必要に応じてコンバータ本体を回転して角度を調整しさえすれば、任意の偏波角度の信号を受信することができる。特に、複数衛星受信用コンバータの細部の構造に、実施の形態１で説明したような好ましい条件を採用することにより、一次放射器のリターンロス特性の改善を図ることができ、一次放射器１の指向特性曲線の裾野の乱れを低減することができ、各衛星信号のアイソレーションを良好にすることができる。
【００２９】
なお、上記各実施の形態では、複数のコンバータ本体の個数が２である例についてのみ示したが、複数のコンバータ本体の個数は３以上であっても本発明は適用可能である。
【００３０】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における複数衛星受信用コンバータの断面図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態１における複数衛星受信用コンバータの上面図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態１における複数衛星受信用コンバータの下面図である。
【図４】図１の部分拡大図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態２における複数衛星受信用コンバータの断面図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態２における複数衛星受信用コンバータの下面図である。
【図７】本発明に基づく実施の形態３における複数衛星受信用アンテナの正面図である。
【図８】従来技術に基づく複数衛星受信用コンバータの正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１，１ｉ  一次放射器、２，２ｉ，３  コンバータ本体、４，４ｉ，５  導波管、６，７  ホーン、８  壁、９  溝、１０  仕切り壁、１１，１２，１２ｉ  接合部、２１  ホーン、２２  コンバータ本体、５１  反射鏡、５２  アーム、１００  （従来の）複数衛星受信用コンバータ、１０１，１０２  複数衛星受信用コンバータ、２０１  複数衛星受信用アンテナ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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