(57)【要約】【課題】  受信対象とする衛星の組合せを特定することなく、衛星同士の間隔が比較的小さく、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、なおかつ一次放射器相互間のアイソレーションが悪くなったり偏波角度が乱れたりすることもないような複数衛星受信用コンバータを提供する。【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、複数の導波管４，５を互いに隔てるように配置された磁性体板１８とを備える。コンバータ本体２，３の各々は、導波管４，５の各々に対して接続されている。導波管４，５の内部にはそれぞれポラライザ１６，１７が配置されている。【選択図】        図１
2007020091.tif 000002
【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、
前記複数の導波管を互いに隔てるように配置された磁性体板とを備え、
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接続されており、前記複数の導波管の内部にはそれぞれポラライザが配置されている、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各々は、前記複数の導波管の各々に対して接続されており、前記複数の導波管のうち少なくとも１つを除いたものにはそれぞれ内部にポラライザが配置されている、複数衛星受信用コンバータ。
【請求項３】
請求項１または２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６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】
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。
【０００７】
受信偏波角度を簡単に調整することができる技術の一例が、特開平１０−１４５１３８号公報（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１４５１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。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】
また、上記特許文献１に記載されているように導波管内にポラライザを配置する場合には、隣接する導波管内のポラライザが発する磁界の影響で偏波角度が乱れるという問題も生じる。
【００１０】
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、衛星同士の間隔が比較的小さく、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、なおかつ一次放射器相互間のアイソレーションが悪くなったり偏波角度が乱れたりすることもない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】
【００１１】
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、上記複数の導波管を互いに隔てるように配置された磁性体板とを備え、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接続されており、上記複数の導波管の内部にはそれぞれポラライザが配置されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数のコンバータ本体の各々は、対応する導波管の内部に配置されたポラライザによって信号の偏波角度を調整可能となっており、なおかつ、隣接するポラライザによって生じる磁界の影響を磁性体板によって遮断することができるので、偏波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。したがって、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、なおかつ一次放射器相互間のアイソレーションが悪くなったり偏波角度が乱れたりすることもないような複数衛星受信用コンバータとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施の形態１）
（構成）
図１〜図３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を介して接続されたものである。
【００１４】
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に示す。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。ホーン６とホーン７とは仕切り壁１０によって互いに隔てられている。
【００１５】
複数衛星受信用コンバータ１０１は、複数の導波管を互いに隔てるように配置された磁性体板１８を備える。磁性体板１８は、磁性体金属で形成された板材であり、互いに隣接する導波管同士の間の磁気シールドを目的としたものである。
【００１６】
複数衛星受信用コンバータ１０１の複数の導波管４，５の内部にはそれぞれポラライザ１６，１７が配置されている。図３に一般的なポラライザの断面図を示す。ポラライザは樹脂製パイプ４３内にフェライト棒４１が配置されたものを芯として含む。芯の両端は誘電体セラミックス部材４２に接続されている。樹脂製パイプ４３の周りにはボビン４４が取囲んでおり、このボビン４４にはコイル４５が巻きつけられている。以下、フェライト棒４１の中心軸に平行な方向を「ポラライザの軸方向」と呼ぶこととする。
【００１７】
コイル４５に電流を流し、磁界を発生させることで、ポラライザの軸方向から来る直線偏波の軸まわりの角度φを変えることができる。角度φの変化の度合いはコイル４５に流す電流の大きさに比例する。誘電体セラミックス部材４２は導波管内の特性インピーダンスとフェライト棒４１の特性インピーダンスとをマッチングさせる働きをするものであって、フェライト棒４１の形状によっては誘電体セラミックス部材４２が無くても特性インピーダンスのマッチングを得ることが可能である。
【００１８】
（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。
【００１９】
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に導波管４，５を介して複数のコンバータ本体２，３が接続されており、入力導波管としての導波管４，５の内部にはポラライザが配置されている。直線偏波としてホーン６，７から進入する信号はまずポラライザによって角度φを変えられた後に受信プローブに到達し、コンバータ本体２，３によって検出される。したがって、複数のコンバータ本体２，３の各々が受信する信号の偏波角度はポラライザのコイル４５に流す電流の大きさによって自由に調整することができる。したがって、複数のコンバータ本体２，３の各々は任意の偏波角度の信号を受信することができる。
【００２０】
また、導波管４，５の各々の内部に配置されたポラライザはそれぞれ磁界を生じさせるが、導波管４，５の間には磁性体板１８が導波管４，５を互いに隔てるように配置されているので、１つの導波管内でポラライザによって調整される信号の偏波角度が隣接する他の導波管内のポラライザが発する磁界の影響で乱れることを抑制することができる。
【００２１】
磁性体板１８は、上述のように互いに隣接する導波管同士の磁気シールドを目的としたものであるので、ポラライザの全体を隠すほどの大きさのものである必要はなく、ポラライザの一部を隠す程度の大きさのものであってもよい。磁性体板１８は、一方のポラライザが発する直流磁界が他方のポラライザに影響を与えないようにすることができる程度の大きさのものであればよい。
【００２２】
なお、本実施の形態では、ホーン、導波管およびコンバータ本体がそれぞれ２つずつ備えられた複数衛星受信用コンバータを例示したが、これらの数は２に限らず３以上であってもよい。
【００２３】
（実施の形態２）
（構成）
図４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４に示すように、この複数衛星受信用コンバータ１０２は、基本的には実施の形態１で説明した複数衛星受信用コンバータ１０１と同様の構成となっているが、複数衛星受信用コンバータ１０１と異なる点として、ポラライザ１６がないという点と磁性体板１８がないという点とを挙げることができる。
【００２４】
本実施の形態では、複数のコンバータ本体２，３の各々は、複数の導波管１６，１７の各々に対して接続されており、複数の導波管１６，１７のうち少なくとも１つを除いたものにはそれぞれ内部にポラライザが配置されている。図４の例では、ホーン、導波管、コンバータ本体の数が各２つであるため、２つある導波管のうちの１つにポラライザがなく、もう１つにポラライザがあるという構成になっているが、たとえばホーン、導波管、コンバータ本体の数が各３つであれば、導波管のうちの１つにポラライザがなく、残り２つの導波管にポラライザがあるという構成であってよい。ホーン、導波管、コンバータ本体の数が各３つである場合に、導波管のうちの２つにポラライザがなく、残り１つの導波管にポラライザがあるという構成であってもよい。これを一般化して表現すると、ホーン、導波管、コンバータ本体の数がｎ個であれば、導波管のうちのｋ個（ｋ＝１，２，３，…，ｎ−１）はポラライザがなく、残りのｎ−ｋ個にはポラライザがあるという状態であってよい。
【００２５】
ホーン、導波管、コンバータ本体の数が各２つしかなく、ポラライザがある導波管が１つのみである場合には、実施の形態１で説明したような磁性体板はなくてもよい。しかし、本実施の形態においてもポラライザが配置された導波管が２以上ある場合は、それらの導波管の相互間において磁気シールドするために、実施の形態１で説明したような磁性体板を配置することが好ましい。
【００２６】
（作用・効果）
コンバータ本体の数が２つである場合、対応する入力導波管にポラライザがない方のコンバータ本体２の受信偏波角度の調整は複数衛星受信用コンバータ１０２自体の角度を変えることによって行なうことができ、対応する入力導波管にポラライザがある方のコンバータ本体３の受信偏波角度の調整はポラライザ１７に流す電流の大きさによって調整することができるので、結局、２つのコンバータ本体とも受信偏波角度を適宜調整することができる。しかも、この場合、ポラライザの数をコンバータ本体の数より少なくすることができ、磁性体板も不要となるので、複数衛星受信用コンバータ１０２の部品コストを低減することができ、組立作業も簡略化できる。
【００２７】
コンバータ本体の数が３以上である場合でも、対応する入力導波管にポラライザがないコンバータ本体の数が１つであればそのコンバータ本体の受信偏波角度の調整は複数衛星受信用コンバータ自体の角度を変えることによって行なうことができ、対応する入力導波管にポラライザがある各コンバータ本体の受信偏波角度の調整は、ポラライザに流す電流の大きさによって調整することができるので、すべてのコンバータ本体とも受信偏波角度を適宜調整することができる。この場合もポラライザの数をコンバータ本体の数より少なくすることができるので、複数衛星受信用コンバータの部品コストを低減することができる。
【００２８】
コンバータ本体の数が３以上で対応する入力導波管にポラライザがないコンバータ本体の数が２つ以上である場合、複数衛星受信用コンバータ自体の角度を変えると、対応する入力導波管にポラライザがない２つ以上のコンバータ本体は一斉に姿勢が変わってしまうため、やや自由度は下がるが、対応する入力導波管にポラライザがあるコンバータ本体も１つ以上存在するという点で、従来技術に基づく複数衛星受信用コンバータに比べれば、受信偏波角度の調整が行ないやすいことになる。また、この場合もポラライザの数をコンバータ本体の数より少なくすることができるので、複数衛星受信用コンバータの部品コストを低減することができる。
【００２９】
（実施の形態３）
（構成）
図５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。
【００３０】
（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。
【００３１】
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】
【００３２】
【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】一般的なポラライザの断面図である。
【図４】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５】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６】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】
【００３３】
１  一次放射器、２，３  コンバータ本体、４，５  導波管、６，７  ホーン、８  壁、９  溝、１１，１２  接合部、１６，１７  ポラライザ、１８  磁性体板、２１  ホーン、２２  コンバータ本体、４１  フェライト棒、４２  誘電体セラミックス部材、４３  樹脂製パイプ、４４  ボビン、４５  コイル、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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