(57)【要約】【課題】信号波を効率よく受信できて小型薄型化や低コスト化にも好適な衛星波受信用コンバータを提供すること。【解決手段】回路部６および接地導体層７を設けたプリント回路基板２と、プリント回路基板２に支持されて接地導体層７に対し平行に配置されたパッチフィーダ３と、回路部６に接続されてパッチフィーダ３に高周波電力を供給する給電ピン１０，１１と、接地導体層７上に立設されてパッチフィーダ３を同心円状に包囲する第１および第２の環形金属板４，５とを備え、各環形金属板４，５の高さ寸法を表面電流の影響がキャンセルされるように信号波の波長λの約１／４に設定した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路部および接地導体層を設けたプリント回路基板と、このプリント回路基板に支持されて前記接地導体層に対し略平行に配置されたパッチフィーダと、前記回路部に接続されて前記パッチフィーダに高周波電力を供給する給電ピンと、前記接地導体層上に立設されて前記パッチフィーダを相似形状に包囲する複数の金属遮蔽板とを備え、使用する信号波の波長をλとしたとき、前記金属遮蔽板の前記接地導体層からの高さ寸法を約λ／４とし、かつ隣接する前記金属遮蔽板どうしの間隔をλ／４よりも狭くλ／２０よりも広くしたことを特徴とする衛星波受信用コンバータ。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記パッチフィーダが略円形であると共に、前記複数の金属遮蔽板が、前記パッチフィーダを同心円状に包囲する第１の環形金属板と、この第１の環形金属板を同心円状に包囲する第２の環形金属板とからなり、これら第１および第２の環形金属板どうしの間隔をλ／８よりも狭くλ／１０よりも広くしたことを特徴とする衛星波受信用コンバータ。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記パッチフィーダが金属平板からなり、このパッチフィーダの中心部を保持する取付金具を前記プリント回路基板に固定することにより、前記パッチフィーダの中心部を除く領域と前記接地導体層との間を空気層となす構成にしたことを特徴とする衛星波受信用コンバータ。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかの記載において、前記給電ピンとして、前記パッチフィーダに垂直偏波用高周波電力を供給する第１の給電ピンと、該パッチフィーダに水平偏波用高周波電力を供給する第２の給電ピンとを備えていることを特徴とする衛星波受信用コンバータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パラボラアンテナを介して衛星放送や衛星通信のための信号波（衛星波）が受信可能なコンバータに係り、特に、アンテナ機構部にパッチフィーダを設けた衛星波受信用コンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
衛星放送等を受信するためのコンバータとして、従来より、プリント回路基板に所定の回路部を設けてなるＬＮＢ（Low Noise Blockdownconverter）本体と、導波管の内部に受信プローブを配設してなるアンテナ機構部とを備えた構成のものが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる衛星波受信用コンバータは、皿状のパラボラアンテナに取り付けられて導波管内を進行する信号波を受信プローブにて受信し、その受信信号をＬＮＢ本体の回路部にて増幅・周波数変換した後、同軸ケ−ブル等を介してテレビやビデオ等の受信機へ送出するようになっている。
【０００３】
しかしながら、従来のこの種の衛星波受信用コンバータでは、プリント回路基板に対して起立する向きに長寸の導波管が突設されているため、大型化しやすいという問題点があった。また、導波管を含むダイキャスト部品が安価に製造できないため、低コスト化が図りにくいという問題点もあった。
【０００４】
そこで従来、アンテナ機構部にパッチフィーダ（パッチアンテナ）を設けることによって、受信プローブや導波管を省略した衛星波受信用コンバータが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このものは、ＬＮＢ本体の回路部が実装されているプリント回路基板にパッチフィーダを配設し、このパッチフィーダにて受信された信号が給電ピン等を介してＬＮＢ本体の回路部へ入力されるようになっている。そして、導波管が省略されていることから、プリント回路基板の前方へ大きく突出する部分がなくなって装置全体が小型薄型化できると共に、低コスト化も図りやすくなっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１５３７０２号公報（第４頁、図１２）
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−２６１３３６号公報（第３−４頁、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
アンテナ機構部にパッチフィーダが設けられている上述した従来の衛星波受信用コンバータは、小型薄型化や低コスト化には好適であるが、放射パターンのメインローブが所望の放射角よりも大きく広がってしまうため、つまりメインローブを特定方向へ集中させるという指向性が弱いため、信号波が効率よく受信できないという問題点があった。
【０００８】
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、信号波を効率よく受信できて小型薄型化や低コスト化にも好適な衛星波受信用コンバータを提供することにある。
【０００９】
【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、本発明の衛星波受信用コンバータは、回路部および接地導体層を設けたプリント回路基板と、このプリント回路基板に支持されて前記接地導体層に対し略平行に配置されたパッチフィーダと、前記回路部に接続されて前記パッチフィーダに高周波電力を供給する給電ピンと、前記接地導体層上に立設されて前記パッチフィーダを相似形状に包囲する複数の金属遮蔽板とを備え、使用する信号波の波長をλとしたとき、前記金属遮蔽板の前記接地導体層からの高さ寸法を約λ／４とし、かつ隣接する前記金属遮蔽板どうしの間隔をλ／４よりも狭くλ／２０よりも広く設定した。
【００１０】
このように構成された衛星波受信用コンバータは、パッチフィーダを相似形状に包囲する位置に金属遮蔽板が設けてあるため、メインローブを所望の放射角に狭めて指向性を強めることができる。また、こうした金属遮蔽板にはサイドローブの要因となる表面電流が流れるが、本発明では高さ寸法が約λ／４の複数の金属遮蔽板を隣接させているので該表面電流の影響がキャンセルされやすく、その分、メインローブの利得を高めることができる。なお、隣接する金属遮蔽板どうしの間隔は、前記キャンセル効果に支障をきたさず表面電流がショートする心配もない近さに設定しておけばよい。
【００１１】
例えば、パッチフィーダが略円形の場合、前記複数の金属遮蔽板として、パッチフィーダを同心円状に包囲する第１の環形金属板と、この第１の環形金属板を同心円状に包囲する第２の環形金属板とを備えていればよく、さらに、これら第１および第２の環形金属板どうしの間隔をλ／８よりも狭くλ／１０よりも広く設定しておけば好ましい。
【００１２】
また、前記パッチフィーダが金属平板からなり、このパッチフィーダの中心部を保持する取付金具を前記プリント回路基板に固定することにより、前記パッチフィーダの中心部を除く領域と前記接地導体層との間を空気層となす構成にした衛星波受信用コンバータにおいては、誘電率の大きな基板にパッチフィーダを設ける場合に比べて、受信できる帯域幅が広がる。
【００１３】
なお、垂直偏波の信号波と水平偏波の信号波を受信する場合には、前記給電ピンとして、前記パッチフィーダに垂直偏波用高周波電力を供給する第１の給電ピンと、該パッチフィーダに水平偏波用高周波電力を供給する第２の給電ピンとを備えていればよい。
【００１４】
【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は本発明の実施形態例に係る衛星波受信用コンバータの全体構成を示す説明図、図２は該コンバータの内部機構の正面図、図３は該コンバータのパッチフィーダの取付構造を示す断面図である。
【００１５】
これらの図に示す衛星波受信用コンバータは、筐体１の内部にプリント回路基板２やパッチフィーダ３や第１および第２の環形金属板４，５等を配設して概略構成されている。プリント回路基板２の片面にはＬＮＢ本体の回路部６が実装されており、プリント回路基板２の他面には銅箔等からなる接地導体層７が設けられている。パッチフィーダ３は銅板等からなる円形の金属平板であり、その中心部が円筒状のスペーサ８を介してプリント回路基板２上に載置されている。スペーサ８には取付金具９が挿通されており、この取付金具９の一端部をプリント回路基板２に係止・固定した状態で他端部をパッチフィーダ３の中心部に締結・固定している。すなわち、パッチフィーダ３は接地導体層７に対し平行な配置となるようにプリント回路基板２上に所定の間隔を存して設置されており、このパッチフィーダ３の中心部を除く領域と接地導体層７との間は空気層となっている。
【００１６】
また、パッチフィーダ３の給電点となる２箇所には、第１の給電ピン１０と第２の給電ピン１１とが半田付けされている。これらの給電ピン１０，１１はそれぞれＬＮＢ本体の回路部６に接続されており、第１の給電ピン１０を介して垂直偏波用高周波電力がパッチフィーダ３に供給され、第２の給電ピン１１を介して水平偏波用高周波電力がパッチフィーダ３に供給されるようになっている。
【００１７】
また、パッチフィーダ３は第１の環形金属板４によって同心円状に包囲されており、第１の環形金属板４は第２の環形金属板５によって同心円状に包囲されている。これらの環形金属板４，５はプリント回路基板２の接地導体層７上に立設されており、本実施形態例においては、指向性を強めるために外側に位置する第２の環形金属板５を第１の環形金属板４よりも若干高く設計しているが、各環形金属板４，５の接地導体層７からの高さ寸法はほぼ同等である。具体的には、使用する信号波の波長をλとしたとき、各環形金属板４，５の接地導体層７からの高さ寸法は約λ／４である。また、第１および第２の環形金属板４，５の隣接間隔ｄを、本実施形態例ではλ／８＞ｄ＞λ／１０の範囲内に設定している。
【００１８】
このように構成された衛星波受信用コンバータでは、第１および第２の環形金属板４，５をパッチフィーダ３の周囲に同心円状に配設することによって、放射パターンのメインローブを所望の放射角に設定している。つまり、これらの環形金属板４，５は金属遮蔽板として機能するため、メインローブを特定方向へ集中させるという指向性を強めることができ、信号波の受信効率が高まっている。ただし、パッチフィーダ３の放射パターンにはメインローブだけではなくサイドローブも含まれる。そして、インピーダンスの不連続性に起因して各環形金属板４，５に流れる表面電流からの放射エネルギーが大きいと、サイドローブも大きくなってメインローブの利得は低減する。しかしながら本実施形態例では、同心円状の配置で隣接する第１および第２の環形金属板４，５の高さ寸法を信号波の波長λの約４分の１（λ／４）に設定してあるので、各環形金属板４，５を流れる表面電流の影響がキャンセルされやすく、その分、メインローブの利得を高めることができる。
【００１９】
また、この衛星波受信用コンバータでは、パッチフィーダ３の中心部を除く領域と接地導体層７との間が空気層になっているので、誘電率の大きな基板にパッチフィーダを設ける場合に比べて、受信できる帯域幅が広いという利点がある。しかも、長寸なダイキャスト部品である導波管が不要な構成であることから、この衛星波受信用コンバータは小型薄型化や低コスト化が図りやすくなっている。
【００２０】
なお、第２の環形金属板５の外側にさらに別の環形金属板（金属遮蔽板）を同心円状に一つ以上配置させ、指向性をさらに強める構成にしてもよい。また、パッチフィーダ３をプリント回路基板２上の所定の高さ位置に保持でる取付金具を用いれば、スペーサ８を省略することも可能である。また、円偏波の信号波を受信する場合には、パッチフィーダに縮退分離素子を装荷しておけばよい。また、パッチフィーダが方形の場合には、該パッチフィーダを方形枠状の複数の金属遮蔽板によって相似形状に包囲する構成にすれば、ほぼ同様の効果が期待できる。そして、いずれの場合にも、隣接する金属遮蔽板どうしの間隔ｄは、前記キャンセル効果に支障をきたさず表面電流がショートする心配もない近さに設定しておく必要があるので、λ／４＞ｄ＞λ／２０の範囲内、好ましくは本実施形態例のようにλ／８＞ｄ＞λ／１０の範囲内に設定しておけばよい。
【００２１】
【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。
【００２２】
パッチフィーダを相似形状に包囲する位置に複数の金属遮蔽板を配置させた衛星波受信用コンバータなので、メインローブを所望の放射角に狭めて指向性を強めることができ、それゆえ信号波を効率よく受信することができる。また、高さ寸法が約λ／４の複数の金属遮蔽板を隣接させているので表面電流の影響がキャンセルされやすく、その分、メインローブの利得を高めることができる。さらに、長寸なダイキャスト部品である導波管が不要な構成なので、装置全体の小型薄型化や低コスト化が図りやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る衛星波受信用コンバータの全体構成を示す説明図である。
【図２】該コンバータの内部機構の正面図である。
【図３】該コンバータのパッチフィーダの取付構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  筐体
２  プリント回路基板
３  パッチフィーダ
４  第１の環形金属板（金属遮蔽板）
５  第２の環形金属板（金属遮蔽板）
６  回路部
７  接地導体層
８  スペーサ
９  取付金具
１０  第１の給電ピン
１１  第２の給電ピン
【図１】
2004207868.tif 000003
【図２】
2004207868.tif 000004
【図３】
2004207868.tif 000005