(57)【要約】【課題】  偏波分離構造において、金型などによる製作を開始した後でも特性の微調整が容易に可能なようにする。【解決手段】  偏波分離構造は、筒状の導波管１と、この導波管１の内部において導波管１の長手方向に沿って延在する隔壁２とを備える。隔壁２の長手方向を向く端部は、側方から見て階段形状に見える階段状端部３となっている。この階段状端部３を長手方向から見たときに階段状端部３の少なくとも一部を覆うように誘電体部４が配置されている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の導波管と、
前記導波管の内部において前記導波管の長手方向に沿って延在する隔壁とを備え、
前記隔壁の前記長手方向を向く端部は、側方から見て階段形状に見える階段状端部となっており、前記階段状端部を前記長手方向から見たときに前記階段状端部の少なくとも一部を覆うように誘電体部が配置されている、偏波分離構造。
【請求項２】
前記誘電体部は誘電体樹脂からなる、請求項１に記載の偏波分離構造。
【請求項３】
前記誘電体樹脂は、シリコン系、エポキシ系、アクリル系およびウレタン系からなる群から選択されたいずれかの樹脂である、請求項２に記載の偏波分離構造。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の偏波分離構造を備えた衛星放送受信用コンバータ。
【請求項５】
請求項４に記載の衛星放送受信用コンバータを備えた衛星放送受信用アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円偏波受信用の衛星放送や衛星通信を受信するためのアンテナのコンバータなどに用いられる偏波分離構造に関する。さらに、衛星放送受信用コンバータおよび衛星放送受信用アンテナ装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星放送や衛星通信に使用されているマイクロ波には、通常２つの成分が含まれている。その代表的なものとして、たとえば円偏波には、右旋偏波と左旋偏波との２つの成分が含まれている。したがって、衛星放送や衛星通信において円偏波を受信するためのコンバータには、これら２つの成分を分離するための偏波分離構造が設けられる。
【０００３】
偏波分離構造の一例は、特開平４−２７１６０１号公報（特許文献１）に開示されている。偏波分離構造としては、このように筒状部材の内部に階段形状を有する隔壁を備えた構造のものが知られていた。また、このような構造物は、一般的に導体で製作される。特にアルミニウムなどの金属で筒状部材と内部の隔壁とが併せて一体物として成形される。
【特許文献１】特開平４−２７１６０１号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の偏波分離構造は、アルミニウムなどの金属材料を用いて、金型による鋳造加工で作られていたため、一旦形状を決定して金型を製作してしまうと、あとで特性改善などのために隔壁の条件を変更したい事情が生じても、筒状部分の内部にある隔壁の加工は困難であるため、隔壁の条件を自由に変更することができなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、金型などによる製作を開始した後でも特性の微調整が容易に可能な偏波分離構造、衛星放送受信用コンバータおよび衛星放送受信用アンテナ装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に基づく偏波分離構造は、筒状の導波管と、上記導波管の内部において上記導波管の長手方向に沿って延在する隔壁とを備え、上記隔壁の上記長手方向を向く端部は、側方から見て階段形状に見える階段状端部となっており、上記階段状端部を上記長手方向から見たときに上記階段状端部の少なくとも一部を覆うように誘電体部が配置されている。この構成を採用することにより、隔壁の階段状端部に設けられた誘電体部の形状、位置、材質を変更することによって容易に特性を調整できる。誘電体部は樹脂など、後からでも加工しやすい材料で形成可能であるので、後からの特性の微調整が容易な偏波分離構造とすることができる。
【０００７】
上記発明において好ましくは、上記誘電体部は誘電体樹脂からなる。この構成を採用することにより、誘電体部を簡単かつ安価に形成することができる。
【０００８】
上記発明において好ましくは、上記誘電体樹脂は、シリコン系、エポキシ系、アクリル系およびウレタン系からなる群から選択されたいずれかの樹脂である。この構成を採用することにより、特性の調整に適した誘電体部を簡単かつ安価に形成することができる。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に基づく衛星放送受信用コンバータは、上述のいずれかの偏波分離構造を備える。この構成を採用することにより、隔壁の階段状端部に設けられた誘電体部の形状、位置、材質を変更することによって容易に特性を調整できるので、後からの特性の微調整が可能な衛星放送受信用コンバータとすることができる。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に基づく衛星放送受信用アンテナ装置は、上述の衛星放送受信用コンバータを備える。この構成を採用することにより、隔壁の階段状端部に設けられた誘電体部の形状、位置、材質を変更することによって容易に特性を調整できるので、後からの特性の微調整が可能な衛星放送受信用アンテナ装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、隔壁の特性を決定付ける要素として、もともとのアルミニウムなどからなる部材の形状だけでなく、隔壁の階段状端部に設けられた誘電体部の形状、位置、材質などが加わるので、誘電体部の形状、位置、材質を変更することによって容易に特性を調整できる。特に金属など加工しにくい材料で製作される隔壁に比べて、誘電体部は樹脂など、後からでも加工しやすい材料で形成可能であるので、後からの特性の微調整が容易になる。
【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２を参照して、本発明に基づく実施の形態１における偏波分離構造について説明する。この偏波分離構造１０は、筒状の導波管１と、導波管１の内部において導波管１の長手方向に沿って延在する隔壁２とを備える。図１におけるＩＩ−ＩＩ線に関する矢視断面図を図２に示す。隔壁２の長手方向を向く端部の少なくとも一方は、図２に示すように側方から見て階段形状に見える階段状端部３となっている。図１は図２の矢印９１の側から見た状態に相当する。階段状端部３を矢印９１の側すなわち長手方向から見たときに階段状端部３の少なくとも一部を覆うように誘電体部４が配置されている。導波管１と隔壁２とはアルミニウムを材料として鋳造加工によって一体物として成形されている。
【００１３】
この例では、階段状端部３の段差のうち、図２において上から２段目に誘電体部４が配置されているが、誘電体部４を配置する位置は２段目とは限らず適宜選択してよい。階段状端部３の段差のうち２つ以上に分散して誘電体部４をそれぞれ設けてもよい。また、階段状端部３の段差のうち２つ以上にまたがるようにして誘電体部４を設けてもよい。
【００１４】
さらに、たとえば、図３において枠５１で示す１つの段差の中に誘電体部４を設ける場合であっても、その誘電体部４の配置は、図４（ａ）〜（ｈ）に示すようにさまざまなバリエーションが考えられる。図４（ａ）〜（ｈ）は図３における枠５１の内部だけを拡大して表示したものである。誘電体部４は１つの段差の中の一部のみを覆うように設けることとしてもよい。誘電体部４は１つの段差の中に複数箇所設けることとしてもよい。
【００１５】
誘電体部４の材料は、誘電体樹脂であることが好ましい。特に、シリコン系、エポキシ系、アクリル系またはウレタン系のいずれかの樹脂であることが好ましい。加工しやすいからである。
【００１６】
誘電体部の形状、位置、材質は、特性の改善状況などを鑑みて適宜変更してよい。
【００１７】
（作用・効果）
本実施の形態では、隔壁の特性を決定付ける要素として、もともとのアルミニウムからなる部材の形状だけでなく、隔壁の階段状端部に設けられた誘電体部の形状、位置、材質などが加わるので、誘電体部の形状、位置、材質を変更することによって容易に特性を調整できる。特に金属など加工しにくい材料で製作される隔壁に比べて、誘電体部は樹脂など、後からでも加工しやすい材料で形成可能であるので、後からの特性の微調整が容易な偏波分離構造とすることができる。
【００１８】
たとえば、シミュレーションや実験によってアルミニウム部分の形状を決定した後に実際にアルミニウムで製作してみたところ、そのままでは所望の特性が発揮できないことが判明したような場合、偏波分離構造に誘電体部を設けることとし、さらにその誘電体部の形状、位置、材質を微調整することによって特性の改善が可能となる。また、偏波分離構造を大量生産しているうちに金型その他の製造設備の状態が変化してきて、得られる偏波分離構造が初期に予定した所望の特性を発揮できないものとなってきたような場合にも、偏波分離構造に誘電体部を設けることとし、さらにその誘電体部の形状、位置、材質を微調整することによって特性の改善が可能となる。
【００１９】
本実施の形態では、導波管１と隔壁２とがアルミニウムからなる例を示したが、これらの部分はアルミニウム以外の導体材料で成形されたものであってもよい。
【００２０】
（シミュレーション）
誘電体部４の存在によって特性が改善できることを確認するためにシミュレーションを行なった。シミュレーションは、図１に示した偏波分離構造１０に対して、図５に示す円形導波管１１で入力を行ない、図６に示す半円形導波管１２に出力させるという条件で行なった。円形導波管１１、偏波分離構造１０および半円形導波管１２の３つの構造物は、内部にある隔壁の方向がいずれも同じになるように向きを揃えて接続されている。偏波分離構造１０の隔壁２にはシリコン系樹脂からなる誘電体部４が配置されている。円形導波管１１からは、図５に示すように、矢印４１で示されるように隔壁２に平行な向きの電界Ｅｈと、矢印４２で示されるように隔壁２に垂直な向きの電界Ｅｖとを含む円偏波が偏波分離構造１０にもたらされる。この円偏波が偏波分離構造１０を経由した結果、半円形導波管１２において、図６の矢印４３で示されるように隔壁２に垂直な向きの電界として受信される度合いの評価を、シミュレーションによって行なった。
【００２１】
シミュレーションの結果を図７、図８に示す。図７は、各周波数におけるＳ２１の位相差を表す。誘電体部４なしの場合に比べて誘電体部４ありの場合の方が位相差が大きく９０°に近い値となっていることがわかる。図８は、各周波数における入力が反射されて生じるロス、すなわちＳ１１を示したものである。誘電体部４なしの場合に比べて誘電体部４ありの場合の方がＳ１１が小さくなっている、すなわち、反射によるロスが小さくなっていることがわかる。
【００２２】
（実験）
さらに、シミュレーションではなく実際に実験を行なった結果を図９、表１に示す。本実施の形態で説明したのと同様の偏波分離構造であって誘電体部４がないものを用意し、隔壁２にシリコン系樹脂を塗布することによってシリコン系樹脂からなる誘電体部４を形成した。こうして、位相差を実測した。
【００２３】
図９は、各周波数におけるＳ２１の位相差の特性を表す。シリコン系樹脂を用いた場合も誘電体部４なしの場合に比べて誘電体部４ありの場合の方が位相差が大きく９０°に近い値となっていることがわかる。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１は、交差偏波の測定値を示す。左旋偏波および右旋偏波のうち一方が所望偏波（Ｄｅｓｉｒｅ）であり、他方が不所望偏波（Ｕｎｄｅｓｉｒｅ）であるものとして、ＤｅｓｉｒｅのレベルからＵｎｄｅｓｉｒｅのレベルを引いた値が交差偏波である。交差偏波は大きいほど好ましい。シリコン系樹脂からなる誘電体部４をそれぞれ備える５つのサンプルＮｏ．１〜５の各々について実験を行なった。表１に示しているのは、１２．２ＧＨｚ〜１２．７ＧＨｚの帯域における交差偏波のワースト値すなわち測定したうちの最小値である。表１からは、どのサンプルにおいても、シリコン系樹脂からなる誘電体部４がある場合の方がない場合に比べて大きな値の交差偏波を得られることがわかる。
【００２６】
ここではシリコン系樹脂について示したが、このほかエポキシ系、アクリル系およびウレタン系においても、誘電体部４の誘電率が異なるだけであるので、同様の効果が得られる。
【００２７】
（実施の形態２）
（構成）
図１０を参照して、本発明に基づく実施の形態２における衛星放送受信用コンバータについて説明する。この衛星放送受信用コンバータ２０は、実施の形態１で説明した偏波分離構造１０を備えている。
【００２８】
（作用・効果）
本実施の形態では、衛星放送受信用コンバータとして製造した後からでも、誘電体部の形状、位置、材質を変更することによって容易に特性を調整できる。特に金属など加工しにくい材料で製作される隔壁に比べて、誘電体部は樹脂など、後からでも加工しやすい材料であるので、後からの特性の微調整が可能な衛星放送受信用コンバータとすることができる。
【００２９】
衛星放送受信用コンバータの誘電体部以外の部分全体を金属で鋳造加工によって一体物として成形するような場合には、金型が大掛かりで高価なものとなるので、誘電体部の調整によって、金型を変更することなく特性の微調整が可能となることはきわめて好都合である。
【００３０】
（実施の形態３）
（構成）
本発明に基づく実施の形態３として、図１１を参照して、実施の形態２で説明したような衛星放送受信用コンバータ２０を備える衛星放送受信用アンテナ装置３０について説明する。衛星放送受信用アンテナ装置３０は、アンテナ本体２１と衛星放送受信用コンバータ２０とを備える。この衛星放送受信用アンテナ装置３０は、放送衛星２５からの円偏波２６を受信するためのものである。アンテナ本体２１で反射して集められた円偏波２６は衛星放送受信用コンバータ２０に入力され、ＩＦ（Intermediate Frequency）ケーブル２２を伝わってチューナ２３に送られる。チューナ２３はテレビジョン受像機２４に接続されており、視聴者はテレビジョン受像機２４によって衛星放送の内容を視聴することができる。
【００３１】
（作用・効果）
この衛星放送受信用アンテナ装置３０に備えられた衛星放送受信用コンバータ２０は容易に特性の修正が行なえる偏波分離構造１０を備えているので、金型の修正などを必要とせずに必要に応じて特性の修正ができる。したがって、衛星放送受信用アンテナ装置３０としても、低コストで高性能な衛星放送受信用アンテナ装置を実現することができる。
【００３２】
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】
【００３３】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における偏波分離構造の長手方向の一端から見た図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態１における誘電体部の配置についての説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｈ）は、本発明に基づく実施の形態１における誘電体部のバリエーションを示す図である。
【図５】シミュレーションにおいて入力側に用いた円形導波管の説明図である。
【図６】シミュレーションにおいて出力側に用いた円形導波管の説明図である。
【図７】シミュレーションで得られた各周波数におけるＳ２１の位相差を表すグラフである。
【図８】シミュレーションで得られた各周波数におけるＳ１１を表すグラフである。
【図９】各周波数におけるＳ２１の位相差の実測値を表すグラフである。
【図１０】本発明に基づく実施の形態２における衛星放送受信用コンバータの断面図である。
【図１１】本発明に基づく実施の形態３における衛星放送受信用アンテナ装置の説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  導波管、２  隔壁、３  階段状端部、４  誘電体部、１０  偏波分離構造、１１  円形導波管、１２  半円形導波管、２０  衛星放送受信用コンバータ、２１  アンテナ本体、２２  ＩＦケーブル、２３  チューナ、２４  テレビジョン受像機、２５  放送衛星、２６  円偏波、３０  衛星放送受信用アンテナ装置、５１  枠、９１  矢印。
【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】
2005244692.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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