(57)【要約】【課題】安価で軽量化に好適な一次放射器を提供すること。【解決手段】一枚の板金を折り曲げ加工することにより、導波管１の開口部１ａにコルゲート形状のリング体４を一体形成したので、構造が複雑で高価なダイキャスト成形金型を用いずにコルゲート付きの導波管１を製造することができ、その分、一次放射器のコストを低減できると共に軽量化を図ることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板金を折り曲げ加工してコルゲート形状のリング体を形成し、このリング体を導波管の開口端に一体化したことを特徴とする一次放射器。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記導波管が板金を折り曲げ加工して形成された方形導波管であることを特徴とする一次放射器。
【請求項３】
請求項２の記載において、前記リング体と前記導波管とを一枚の板金の折り曲げ加工により一体形成したことを特徴とする一次放射器。
【請求項４】
請求項１または２の記載において、前記リング体と前記導波管とを別部材で構成したことを特徴とする一次放射器。
【請求項５】
請求項４の記載において、前記リング体が複数の部材を組み合わせて構成したことを特徴とする一次放射器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星放送反射式アンテナ等に備えられる一次放射器に係り、特に、開口端にコルゲート形状を有する導波管を用いた一次放射器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一次放射器は衛星放送反射式アンテナの反射鏡の焦点位置に設置されて使用され、衛星から送信された電波が反射鏡で集められて導波管の開口端から内部に進入するようになっている。この場合、衛星から送信される電波以外の他の方向から飛び込んでくるノイズ成分が導波管の内部に侵入する虞があるため、従来より、導波管の開口端に溝状のコルゲートを形成し、このコルゲートによって導波管内に侵入するノイズ成分を低減して受信感度を向上させた一次放射器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９はかかる既知の一次放射器を示す断面図であり、この一次放射器は、一端を開口し他端を閉塞した断面円形の導波管１０と、この導波管１０の壁面から内部に挿入された第１および第２のプローブ１１，１２とを具備している。導波管１０はアルミニウム等の金属材料を用いてダイキャスト成形されており、その開口端にコルゲート１３が一体形成されている。このコルゲート１３は複数の環状溝１３ａを同心円状に配列したものであり、各環状溝１３ａの深さは空気中を伝播する電波波長の約１／４波長に設定されている。また、第１および第２のプローブ１１，１２は互いに直交するように設置されており、これら両プローブ１１，１２と導波管１０の閉塞端との距離は管内波長の約１／４波長に設定されている。
【０００４】
このように構成された一次放射器において、衛星から送信された直線電波が反射鏡で集められて導波管１０の内部に導かれると、この直線電波のうち、例えば垂直偏波は第１のプローブ１１によって検出され、水平偏波は第２のプローブ１２によって検出される。したがって、これら両プローブ１１，１２からの検出信号を図示せぬコンバータ回路でＩＦ周波数信号に周波数変換して出力することにより、衛星から送信された直線電波を受信することができる。その際、導波管１０の開口端に複数の環状溝１３ａからなるコルゲート１３が形成され、環状溝１３ａの深さは空気中を伝播する電波波長の約１／４波長に設定されているため、コルゲート１３の外側に入射した電波によって生じた表面電流が環状溝１３ａを越える時に波長の１／２の位相差を生じ、この電流とコルゲート１３の内側の導波管１０内に入射した電波によって生じた電流とがキャンセルされる。すなわち、このコルゲート１３の存在によって導波管１０の内部に侵入するノイズ成分が低減されるため、受信感度を向上させることができるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２２８６０１号公報（第４−６頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、導波管１０の開口端にコルゲート１３が形成された従来の一次放射器にあっては、コルゲート１３の存在によって導波管１０の内部に侵入するノイズ成分を低減して受信感度を向上させることができるが、コルゲート１３を含めた導波管１０の全体がアルミニウム等でダイキャスト成形されているため、構造が複雑な成形金型を必要とし、このことが一次放射器の低コスト化を妨げる大きな要因となっていた。また、このようにコルゲート１３を含めた導波管１０の全体がダイキャスト成形されているため、導波管１０の軽量化を図ることが困難になるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、安価で軽量化に好適な一次放射器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明の一次放射器では、板金を折り曲げ加工してコルゲート形状のリング体を形成し、このリング体を導波管の開口端に一体化した。
【０００９】
このように構成された一次放射器によれば、導波管の開口端に一体化されたリング体が板金を折り曲げ加工してコルゲート形状に形成されているため、構造が複雑なダイキャスト成形金型を用いることなくコルゲート付きの導波管を製造することができ、その分、安価で軽量化を図ることができる。
【００１０】
上記の構成において、リング体に一体化される導波管として円形導波管や楕円導波管を用いることも可能であるが、板金を折り曲げ加工して形成された方形導波管を用いることが好ましい。この場合、リング体と導波管とを一枚の板金の折り曲げ加工により一体形成すると、コルゲート付きの導波管を同一工程で製造することができる。また、リング体と導波管とを別部材で構成し、両者を半田付けやかしめ等の固定手段を用いて後工程で一体化することも可能であり、このような構成を採用すると、板金を単純な折り曲げ加工することでコルゲート形状のリング体を形成することができる。その際、リング体を一枚の板金の折り曲げ加工により形成しても良いが、複数の部材を組み合わせてリング体を構成すると、コルゲート形状のリング体をより一層簡単に形成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係る一次放射器の斜視図、図２は該一次放射器の断面図、図３は該一次放射器に備えられる導波管とリング体の展開図である。
【００１２】
図１と図２に示すように、本施形態例に係る一次放射器は、正方形の断面形状を有する導波管１と、コンバータ回路等が形成された回路基板２と、有底形状のショートキャップ３等を具備している。
【００１３】
導波管１の一端は開口部１ａとなっており、この開口部１ａの周囲にコルゲート形状のリング体４が一体形成されている。このリング体４は導波管１の各側面からクランク状に折れ曲がる４つのコルゲート片４ａによって構成されており、各コルゲート片４ａには空気中を伝播する電波波長λ０の約１／４波長の深さを有する溝部４ｂが形成されている。また、導波管１の開口部１ａと反対側の他端は傾斜面１ｂとなっており、この傾斜面１ｂは導波管１の管軸に対して略４５度の角度で交差している。さらに、導波管１の一側面には長方形の切欠き１ｃが形成されており、衛星から送信された電波は、開口部１ａから導波管１の内部に導かれ、導波管１の内部を互いに直交する第１の直線偏波および第２の直線偏波として傾斜面１ｂに向かって進行した後、傾斜面１ｂで直角に折り返されて切欠き１ｃの方向へと進行する。
【００１４】
図３に示すように、このように構成されたコルゲート付きの導波管１は、一枚の板金を折り曲げ加工することによって製造される。すなわち、鉄板等からなる板金をプレス抜きして図３に示す外形形状の金属板Ｍ１を得た後、この金属板Ｍ１を同図の一点鎖線で示す折曲線に沿って折り曲げ加工することにより、導波管１とリング体４とを一体形成することができる。なお、図３において、金属板Ｍ１の折り曲げ加工後に形成される各部位には、図１，２に示す導波管１とリング体４の対応する部位と同一符号を付してある。
【００１５】
図１と図２に戻り、導波管１はその切欠き１ｃが塞がれるように回路基板２上に載置・固定されており、回路基板２の裏面側からピン部材である第１のプローブ５が導波管１の内部に挿入されている。回路基板２には長方形の透孔２ａが形成されると共に、透孔２ａの一辺から中心に向かって延びる突片２ｂが形成されており、この突片２ｂの裏面に第２のプローブ６がパターン形成されている。この回路基板２の裏面には図示せぬコンバータ回路の回路素子が実装されており、第１および第２のプローブ５，６はこのコンバータ回路の入力部に接続されている。また、回路基板２の裏面側に金属材からなる枠体７が固定されており、この枠体７の開口をカバー８で蓋閉することにより、回路基板２の裏面に形成された前記コンバータ回路が電気的にシールドされるようになっている。
【００１６】
また、回路基板２の裏面側にショートキャップ３が固定されており、回路基板２の透孔２ａはこのショートキャップ３によって覆われている。ショートキャップ３は金属板を角形筒状に折り曲げ加工したものからなり、その一側面に帯状に突出する第１の短絡端末３ａが一体形成され、ショートキャップ３の内底面は第２の短絡端末３ｂとなっている。第１の短絡端末３ａは導波管１の内部に挿入され、その先端は導波管１の一側面に半田付けされている。これにより、第１の短絡端末３ａが第１のプローブ５から電波の進行方向に管内波長λｇの約１／４波長離れた位置に配置されると共に、第２の短絡端末３ｂが第２のプローブ６から電波の進行方向に管内波長λｇの約１／４波長離れた位置に配置される。なお、第１の短絡端末３ａは導波管１内を進行する第１の直線偏波（例えば垂直偏波）を反射して第１のプローブ５に検出させるもので、第２の短絡端末３ｂは第２の直線偏波（例えば水平偏波）を反射して第２のプローブ６に検出させるものである。
【００１７】
このように構成された一次放射器において、衛星から送信された電波が開口部１ａから導波管１の内部に進入し、この電波が互いに直交する第１の直線偏波および第２の直線偏波として導波管１内を進行すると、第１の直線偏波は第１の短絡端末３ａで反射されて第１のプローブ５に検出される。また、第２の直線偏波は導波管１の傾斜面１ｂで方向変換された後、ショートキャップ３の第２の短絡端末３ｂで反射されて回路基板２の第２のプローブ６に検出される。そして、これら第１および第２のプローブ５，６で検出された直交２偏波信号は、回路基板２に形成された前記コンバータ回路でＩＦ周波数信号に周波数変換された後、図示せぬ出力端子を介して出力される。その際、導波管１の開口部１ａにコルゲート形状のリング体４が一体形成されており、このリング体４には空気中を伝播する電波波長λ０の約１／４波長の深さを有する溝部４ｂが形成されているため、リング体４の外側に入射した電波によって生じた表面電流が溝部４ｂを越える時に電波波長λ０の約１／２の位相差を生じ、この電流とリング体４の内側の開口部１ａから導波管１内に入射した電波によって生じた電流とがキャンセルされる。すなわち、このコルゲート形状のリング体４の存在によって導波管１の内部に侵入するノイズ成分が低減されるため受信感度を向上させることができる。
【００１８】
上記した第１実施形態例に係る一次放射器にあっては、導波管１の開口部１ａにコルゲート形状のリング体４が一体形成されており、かかるコルゲート付きの導波管１は一枚の板金を折り曲げ加工することによって製造できるため、構造が複雑で高価なダイキャスト成形金型が不要となり、その分、一次放射器のコストを低減できると共に軽量化を図ることができる。
【００１９】
図４は本発明の第２実施形態例に係る一次放射器の分解斜視図、図５は該一次放射器に備えられるリング体の展開図であり、図１，２に対応する部分には同一符号を付してある。
【００２０】
本実施形態例が前述した第１実施形態例と相違する点は、導波管１とコルゲート形状のリング体４とをそれぞれ板金を折り曲げ加工することによって別々に形成した後、これら導波管１とリング体４とを半田付けやかしめ等の固定手段を用いて一体化したことにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。すなわち、このリング体４は溝部４ｂを有する４つのコルゲート片４ａによって構成されているが、中央部に正方形の取付孔４ｃが形成されており、この取付孔４ｃの周囲で各コルゲート片４ａの基端部が繋がれている。このような形状のリング体４は板金をプレス抜きして図５に示す外形形状の金属板Ｍ２を得た後、この金属板Ｍ２を同図の一点鎖線で示す折曲線に沿って折り曲げ加工することによって形成することができ、かかる折り曲げ加工後に、別途形成した導波管１の先端にリング体４の取付孔４ｃを挿入して両者を半田付け等で一体形成することにより、第１実施形態例と同様のコルゲート付き導波管１を製造することができる。
【００２１】
上記した第２実施形態例に係る一次放射器にあっては、導波管１とコルゲート形状のリング体４とを一体化するための後工程を必要とするが、個々の導波管１とリング体４について見るといずれも折り曲げ加工が単純化されるため、導波管１とリング体４を簡単に形成することができる。
【００２２】
図６は本発明の第３実施形態例に係る一次放射器の分解斜視図、図７は該一次放射器の要部断面図、図８は該一次放射器に備えられる内側リング体と外側リング体の展開図であり、図４，５に対応する部分には同一符号を付してある。
【００２３】
本実施形態例が前述した第２実施形態例と相違する点は、板金を折り曲げ加工して形成した内側リング体４Ａと外側リング体４Ｂとを組み合わせてコルゲート形状のリング体４を構成したことにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。これら内側リング体４Ａと外側リング体４Ｂは相似形状をなし、それぞれ取付孔４ｃの周囲に４つのコルゲート片４ａが形成されている。図７に示すように、内側リング体４Ａの取付孔４ｃは導波管１の先端に挿入されており、外側リング体４Ｂの取付孔４ｃは内側リング体４Ａの各コルゲート片４ａに挿入されている。これにより、導波管１の外側面と内側リング体４Ａのコルゲート片４ａとの間に溝部４ｂが形成されると共に、内側リング体４Ａのコルゲート片４ａと外側リング体４Ｂのコルゲート片４ａとの間に溝部４ｂが形成されている。
【００２４】
内側リング体４Ａは、板金をプレス抜きして図８（ａ）に示す外形形状の金属板Ｍ３を得た後、この金属板Ｍ３を同図の一点鎖線で示す折曲線に沿って折り曲げ加工することによって形成することができる。また、外側リング体４Ｂは、板金をプレス抜きして図８（ｂ）に示す外形形状の金属板Ｍ４を得た後、この金属板Ｍ４を同図の一点鎖線で示す折曲線に沿って折り曲げ加工することによって形成することができる。そして、この内側リング体４Ａの各コルゲート片４ａに外側リング体４Ｂの取付孔４ｃを挿入し、両者を半田付けやかしめ等で固定してリング体４を形成した後、別途形成した導波管１の先端に内側リング体４Ａの取付孔４ｃを挿入して両者を半田付け等で一体形成することにより、第１および第２実施形態例と同様のコルゲート付き導波管１を製造することができる。
【００２５】
上記した第３実施形態例に係る一次放射器にあっては、内側リング体４Ａと外側リング体４Ｂを一体化してコルゲート形状のリング体４を形成するための後工程と、このリング体４と導波管１とを一体化するための後工程を必要とするが、個々の内側リング体４Ａと外側リング体４Ｂについて見るといずれも折り曲げ加工が極めて単純化されるため、コルゲート形状のリング体４をさらに簡単に形成することができる。
【００２６】
なお、上記各実施形態例では、ピン部材からなる第１のプローブ５と回路基板２にパターン形成された第２のプローブ６とを用いた場合について説明したが、プローブ構造はこれに限定されるものではなく、例えば、ピン部材からなる第１および第２のプローブを導波管の内部に挿入しても良い。また、導波管１の形状も上記各実施形態例に限定されるものではなく、例えば、傾斜面１ｂや切欠き１ｃを省略した方形導波管を採用すれば、導波管自体の形状をより一層単純化することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２８】
板金を折り曲げ加工することによりコルゲート形状のリング体を形成し、このリング体を導波管の開口端に一体化したので、構造が複雑で高価なダイキャスト成形金型を用いることなくコルゲート付きの導波管を製造することができ、その分、一次放射器のコストを低減化して軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る一次放射器の斜視図である。
【図２】該一次放射器の断面図である。
【図３】該一次放射器に備えられる導波管とリング体の展開図である。
【図４】本発明の第２実施形態例に係る一次放射器の分解斜視図である。
【図５】該一次放射器に備えられるリング体の展開図である。
【図６】本発明の第３実施形態例に係る一次放射器の分解斜視図である。
【図７】該一次放射器の要部断面図である。
【図８】該一次放射器に備えられる内側リング体と外側リング体の展開図である。
【図９】従来例に係る一次放射器の断面図である。
【符号の説明】
１  導波管
１ａ  開口部
４  リング体
４Ａ  内側リング体
４Ｂ  外側リング体
４ａ  コルゲート片
４ｂ  溝部
４ｃ  取付孔
５  第１のプローブ
６  第２のプローブ
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４  金属板
【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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【図９】
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