(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部軸方向に金属同軸棒を有しマイクロ波を伝送する円形同軸導波管と、該円形同軸導波管の開口端に接続された円錐形のフレアー部とからなりパラボラアンテナから反射されたマイクロ波を導波管における伝送モードに変換するフィードホーンを備えたパラボラアンテナ給電用一次放射器において、上記円形同軸導波管の金属同軸棒が上記フィードホーンのフレアー部まで延在している構造とし、上記金属同軸棒先端部においてＴＭ11モードを発生させ、上記フィードホーンの開口面にＴＥ11モードとＴＭ11モードを励振させることを特徴とするパラボラアンテナ給電用一次放射器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放送衛星及び通信衛星等のマイクロ波を受信するパラボラアンテナ給電用一次放射器に関し、さらに詳しくは一次放射器のフィードホーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
放送衛星及び通信衛星等のマイクロ波を受信するパラボラアンテナ装置におけるフィードホーンには、その形状によりいくつかの種類がある。
【０００３】
図４はコニカルホーン型フィードホーンの従来例における断面図を示すものである。同図においてこのコニカルホーン型フィードホーン１は円形の導波管部２と円錐形のフレアー部３から構成されており、又、４はフレアー部３の開口面である。このように構成されたコニカルホーン型フィードホーン１は、その開口面４を図示されていないパラボラアンテナの焦点位置に固定しておくことにより、放送衛星や通信衛星等から到来しパラボラアンテナによって反射されたマイクロ波をフレアー部３によって受け、フレアー部３の円錐形の形状によりマイクロ波は導波管における伝送モードに変換され、円形導波管部２内を伝送され、円形導波管部２の他端に接続される図示されていないＬＮＢ（ローノイズブロックダウンコンバータ）に伝送される。そして、このＬＮＢは、放送衛星や通信衛星等から到来した微弱で雑音成分の多いマイクロ波を低雑音増幅及び周波数変換を行うことにより、以降の取扱いが容易な信号レベル及び周波数の信号としてテレビ受像器に供給する機能をもっている。
【０００４】
このコニカルホーン型フィードホーン１の場合は、開口面４に分布するモードは円形導波管ＴＥ11モードが支配的である。
【０００５】
また、複数のモードを有するマルチモードホーン型フィードホーンがある。このマルチモードホーン型フィードホーンには、図５に示すように円形導波管部１２とチョーク構造１５を有するフレアー部１３をもつチョークタイプマルチモードホーン型１１や、図６に示すような、基本モードであるＴＥ11モードのみ伝送できる直径を有する第１の円形導波管部２２と高次モードであるＴＭ11モードを伝送できる直径を有する第２の円形導波管部２４とを第１のホーン部２３により接続し、さらに第２のホーン部２５を有する構造としたステップタイプのフィードホーン２１などがある。なお、図５の１４及び図６の２６はそれぞれ開口面を表している。
【０００６】
図５のチョークタイプマルチモードホーン１１では、チョーク構造１５の不連続部により開口面１４にはマルチモードの励振が生じ、図６のステップタイプのフィードホーン２１では、ＴＥ11モードとＴＭ11モードのデュアルモードの励振が開口面２６に生ずる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
アンテナの指向特性において、利得が最大となる平面内で電界が最大となる面をＥ面、磁界が最大となる面をＨ面とよぶ。ここにおいて、前記した従来のコニカルホーン型のフィードホーンにおいては、その放射特性においてＥ面とＨ面のパターンの対称性が良好でなく、また、Ｅ面のサイドローブレベルが高い、交差偏波特性が悪いなどの問題があった。図７によってこれを説明する。同図はコニカルホーンの特性を、フィードホーンの開口径ａを４０ｍｍにした場合に、放射特性の相対利得が−１０ｄＢ〜−１２ｄＢになる角度が４０〜４５°になるように、フレアー角（フィードホーンの軸長Ｌ）をパラメータとして求めたものである。この場合、ＴＭ11モードとＴＥ11モードの振幅比を２０％として同相励振すると対称性（Ｅ面、Ｈ面）及び交差偏波が改善される。同図の（Ａ）では、ＴＭ11モードが無くＴＥ11モードのみであるために、Ｅ面とＨ面の放射パターンの対称性が悪いが、同図の（Ｂ）におけるデュアルモードホーンにおいてはＴＥ11モードとともにＴＭ11モードが励振されているために、Ｅ面とＨ面の放射パターンがそろっていることがわかる。また、図８の（Ａ）と（Ｂ）は上記に対応して、交差偏波特性が改善されていることを示している。
【０００８】
この特性の問題については、ＴＥ11モードとＴＭ11モードとを適当な励振比でフィードホーン開口面に同相励振するとＥ面とＨ面の放射パターンが対称となり、交差偏波特性が通常のコニカルホーンと比べて改善されることが一般に良く知られており、従来のマルチモードホーンにおいて、ＴＥ11モードとＴＭ11モードを開口部に励振させることによって上記の特性上の問題を解決していた。しかし、例えば図５に示すようなチョークタイプのマルチモードホーンにおいては、フィードホーン開口部の直径方向の寸法が大きくなることが避けられず、また、フィードホーンとＬＮＢ部の筐体とを一体化した際には、その製造のためのダイキャストの型が多数必要となるために、コストが高くなるという問題を有していた。図６に示すようなステップ型マルチモードホーンにおいては、その構造上フィードホーンの軸方向寸法の増大が避けられず、低コストであることが要求される民生品としては製造コストが高くなるために実用的ではなかった。
【０００９】
本発明は上記特性面の要求を満足しながら、フィードホーンの軽量化及び小型化を実現し、さらに製造コストを低減させることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成する為に本発明においては、中心軸部方向に金属同軸棒を有しマイクロ波を伝送する円形同軸導波管と、該円形同軸導波管の開口端に接続された円錐形のフレアー部とからなりパラボラアンテナから反射されたマイクロ波を導波管における伝送モードに変換するフィードホーンを備えたパラボラアンテナ給電用一次放射器において、上記円形同軸導波管の金属同軸棒が上記フィードホーンのフレアー部まで延在している構造を特徴とするパラボラアンテナ給電用一次放射器とした。
【００１１】
【作用】
前述したように、ＴＥ11モードとＴＭ11モードとをフィードホーン開口面に同相励振するとＥ面とＨ面の放射パターンが対称となり、交差偏波特性が通常のコニカルホーンと比べて改善される。
【００１２】
本発明においては、中心部軸方向に金属同軸棒を有する円形同軸導波管と、円錐形のフレアー部とをもつフィードホーンにおいて、金属同軸棒がフレアー部まで延在している構造を特徴とするパラボラアンテナ給電用一次放射器とすることによって、金属同軸棒先端部においてＴＭ11モードを発生させ、開口面にＴＥ11モードとＴＭ11モードを励振させるような作用を持たせている。
【００１３】
金属同軸棒をこのようにフレアー部まで延在させることにより、図３に模式的に示すように、金属同軸棒５の先端からは、金属同軸棒を本発明におけるようにフレアー部にまで延在させることによって生ずるｘ軸方向の成分Ｅｘにより、ＴＭモードが発生する。導波管の直径が決まっている場合には同軸棒の直径によりＴＭモードの発生量が決定されることになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示すものであり、円形導波管２と円錐形のフレアー部３が接続され、円形導波管２の軸方向略中央部の金属同軸棒５がフレアー部３まで延在した構造によってコニカルホーン型のフィードホーン１を構成している。金属同軸棒をこのようにフレアー部まで延在させているので、作用の項において説明したように、金属同軸棒５の先端からは、ｘ軸方向の成分Ｅｘと、ｙ軸方向の成分Ｅｙとの合成により、フレアー部３へ張り出す電気力線Ｅｘ−ｙが生じることによりＴＭモードが発生し、図７によって説明したように、Ｅ面とＨ面の放射パターンの対称性の良く、Ｅ面とＨ面の放射パターンがそろった特性と、図８で説明したような、交差偏波特性が改善されたフィードホーンとなる。
【００１５】
図２は本発明の第２の実施例を示すものであり、ＬＮＢ筐体とフィードホーンを一体化させたタイプのものである。同図において、１はフィードホーン部、２は円形導波管、３はフレアー部、４は開口面、５は金属同軸棒、６はＬＮＢ表筐体、７はＬＮＢ裏筐体、８はＬＮＢ回路実装基板である。金属同軸棒５の一端はＬＮＢ表筐体に取り付けて支持されており、他端は本発明によりフレアー部３まで延在している。
【００１６】
このような構造にすれば、フィードホーンの製造時における表筐体のダイキャスト型の数を減らすことが可能となり、コストが低く抑えられ、また、ＬＮＢ回路実装基板面からフレアー部までの長さを短小化できる。また、開口部の大きさも、パラボラアンテナへの整合を考慮して開口部の大きさを決める必要はあるものの、ＴＭ11モードが伝送できるサイズにすることにより小型軽量化を図ることができる。
【００１７】
【発明の効果】
最近の衛星放送のＬＮＢ回路は縮小化と共に低コスト化傾向にある。本発明のフィードホーンは、金属同軸棒先端部においてＴＭ11モードを発生させ、開口面にＴＥ11モードとＴＭ11モードを励振させるような構造にすることにより、マルチモードフィードホーンと同等の性能を確保できる上に更に、フレアー部がＴＭ11モードが転送可能なサイズにまで縮小化され、フレアー部が通常のコニカルホーンと同様な構造を持つことにより低コスト化が可能となるという大きな効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の作用を説明するための断面図である。
【図４】コニカルホーンの従来例を示す断面図である。
【図５】チョークタイプマルチモードホーンの従来例を示す断面図である。
【図６】チップ型マルチモードホーンの従来例を示す断面図である。
【図７】特性の改善を示す図である。
【図８】特性の改善を示す図である。
【符号の説明】
１  コニカル型フィードホーン
２  円形導波管
３  フレアー部
４  開口面
５  金属同軸棒
６  ＬＮＢ表筐体
７  ＬＮＢ裏筐体
８  ＬＮＢ回路実装基板
１１  チョークタイプマルチモードホーン型フィードホーン
１２  円形導波管部
１３  フレアー部
１４  開口面
１５  チョーク構造
２１  ステップタイプのフィードホーン
２２  第１の円形導波管部
２３  第１のホーン部
２４  円形導波管部
２５  第２のホーン部
２６  開口面
【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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