(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナからの受信信号が入力される導波管部と、周波数コンバータ回路が形成されてなる回路基板とが一体に取り付けられてなり、前記導波管部において前記受信信号が前記周波数コンバータ回路における伝送モードへ変換されるよう構成されてなる衛星通信用周波数コンバータにおいて、
前記導波管部の開口部に、送信波に対して阻止特性を有するフィルタ板を設けてなり、当該フィルタ板は、前記導波管部の開口部と同一のフィルタ開口部を有し、前記フィルタ開口部には、短冊状に形成されてなる第１の調整片と、略Ｌ字状の第２の調整片が、前記第１の調整片は、電磁波に対して等価的にコイルとして作用するように、また、前記第２の調整片は、電磁波に対して等価的にコイルとコンデンサの直列回路として作用するように、それぞれ設けられてなることを特徴とする送信帯域阻止フィルタ内蔵型衛星通信用周波数コンバータ。
【請求項２】
前記第１の調整片は、前記フィルタ開口部の一つの角から水平方向において第１の所定の長さの内寸を有してなる第１の開口部が形成されるように前記フィルタ開口部の上下の周辺の部位を連結して設けられると共に、
前記一つの角と水平方向で対向する角の近傍において、この角から水平方向及び垂直方向における内寸がそれぞれ第２の所定の長さ、第３の所定の長さを有してなる第２の小開口部が形成されるように前記第２の調整片が設けられてなることを特徴とする請求項１記載の送信帯域阻止フィルタ内蔵型衛星通信用周波数コンバータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星通信用の送受信アンテナシステムにおいて用いられる導波管一体型の衛星通信用周波数コンバータに係り、特に、受信性能の向上と共に構成の簡素化等を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
衛星通信用の送受信アンテナシステムにおいて用いられる導波管一体型の衛星通信用周波数コンバータとしては、例えば、図９及び図１０に示されたようなものが公知・周知となっている。
すなわち、同図を参照しつつこの衛星通信用周波数コンバータについて説明すれば、この衛星通信用周波数コンバータは、受信信号が入力される導波管部１に、回路基板３が搭載される筐体部２が一体に形成されてなるものである。
回路基板３には、マイクロ波トランジスタなどを用いてなる周波数コンバータ回路が構成されており、導波管部１に入力された受信信号が、プローブ６を介してこの周波数コンバータ回路の入力端に印加されるようになっている一方、周波数コンバータ回路の出力信号は、出力コネクタ７により外部へ出力できるようになっている。
ところで、かかる衛星通信用周波数コンバータが用いられる衛星通信システムは、送受信が同時に行われるいわゆる双方向性となっているため、周波数コンバータ回路が送信波の影響を受け易く、導波管部１において送信波を減衰させて回路側へ入力されないようにする必要がある。そのため、例えば、図９及び図１０に示されたように、導波管部１にねじ２１ａ，２１ｂを設けて、これをリアクタンス素子として作用させてなる公知・周知のいわゆる導波管フィルタを構成し、これにより導波管部１へ伝搬してくる送信波が減衰せしめられるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなねじを用いた導波管フィルタにあっては、その製造の際、導波管の部分に上述したねじを挿入するためのタップ加工を要し、加工作業に手間が掛かるだけでなく、ねじの挿入寸法の調整を必要とし調整作業に時間を要する等の問題があった。
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡易な構成の送信波減衰用のフィルタを有してなる衛星通信用周波数コンバータを提供するものである。
本発明の他の目的は、製造が容易で、調整作業などの必要のない送信波減衰用のフィルタを有してなる衛星通信用周波数コンバータを提供することにある。
本発明の他の目的は、送信波の影響が極めて少なく、送信波による利得抑圧や雑音指数の劣化、さらには、不要スプリアスの発生が無い衛星通信用周波数コンバータを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記発明の目的を達成するため、本発明に係る送信帯域阻止フィルタ内蔵型衛星通信用周波数コンバータは、
アンテナからの受信信号が入力される導波管部と、周波数コンバータ回路が形成されてなる回路基板とが一体に取り付けられてなり、前記導波管部において前記受信信号が前記周波数コンバータ回路における伝送モードへ変換されるよう構成されてなる衛星通信用周波数コンバータにおいて、
前記導波管部の開口部に、送信波に対して阻止特性を有するフィルタ板を設けてなり、当該フィルタ板は、前記導波管部の開口部と同一のフィルタ開口部を有し、前記フィルタ開口部には、短冊状に形成されてなる第１の調整片と、略Ｌ字状の第２の調整片が、前記第１の調整片は、電磁波に対して等価的にコイルとして作用するように、また、前記第２の調整片は、電磁波に対して等価的にコイルとコンデンサの直列回路として作用するように、それぞれ設けられてなるものである。
【０００５】
かかる構成においては、特定の周波数に対して阻止特性を有するフィルタ板を開口部に固定するだけで、従来のような製造工程における手間のかかる加工作業や、その後の調整作業を行うことなく、送信波の阻止が可能な衛星通信用周波数コンバータを提供することができることとなるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図８を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。なお、図９及び図１０に示された従来装置と同一の構成要素については、同一の符号を付すこととする。
最初に、この発明の実施の形態における送信帯域阻止フィルタ内蔵型衛星通信用周波数コンバータ（以下「本コンバータ」と言う）の構成について、図１乃至図３を参照しつつ説明する。
本コンバータは、後述する送信帯域阻止フィルタ１０を設けるようにした点を除けば、その基本的構成は、従来の衛星通信用周波数コンバータとほぼ同一のものである。
すなわち、本コンバータは、導波管部１と、この導波管部１と一体形成されてなる筐体部２と、回路基板３とに大別されて構成されたものとなっている（図１参照）。
【０００７】
導波管部１は、開口部４が一つだけのもので、開口部４が形成された端部には、他の導波管（図示せず）との接合のための角形フランジ５が形成されたものとなっている（図２参照）一方、開口部４と対向する反対側の端部は閉鎖されたものとなっているものである。そして、開口部４へは、図示されない衛星通信用アンテナで受信された受信信号（電磁波）が入力されるようになっている（図１の白抜き矢印参照）。
導波管部１には、適宜な位置において、プローブ６が設けられており、導波管部１内の電磁波を、回路基板３に形成された高周波回路（図示せず）の入力部分へ印加するための伝送モードに変換できるようになっている。
筐体部２は、この導波管部１の閉鎖部分の一部が開口部４と反対方向へ延設されるようにして一体形成されたもので、回路基板３がその表面に配設（図１参照）できるように適宜な長さと面積とを有したものとなっている。
回路基板３は、その一部が導波管部１の上面（図１において紙面左側）に配設されると共に、他の部分が筐体部２に配設されるようになっているものである。この回路基板３は、いわゆるマイクロ波回路が形成されているもので、具体的には、例えば、リニアアンプ、ミキサー、局部発振器及び中間周波数増幅器等の回路（図示せず）により、受信信号を所定の中間周波数信号へ変換するための周波数コンバータが構成されたものとなっており、その出力信号は、筐体部２の端部に形成された筐体フランジ２ａに設けられた出力コネクタ７を介して外部へ取り出すことができるようになっている。
【０００８】
また、導波管部１の開口部４の周囲の部位には、開口部４を囲むように段部８が形成されたものとなっている（図１参照）。そして、この段部８には、フィルタ板９の周縁部が接合されるようになっており（図１参照）、開口部４に送信帯域阻止フィルタ１０が形成されるようになっている。
このフィルタ板９は、板厚が比較的薄い（０.５ｍｍ程度）金属板を用いてなり、図２に示されたように、その周縁部分の複数箇所（図２において白抜き三角形が示された箇所）が導波管部１と、例えば、打点かしめによりかしめられて段部８に固定されるようになっている。
【０００９】
そして、この発明の実施の形態におけるフィルタ板９の平面形状は、図２及び図３に示されたように、周辺の部位９ａが所定の均一な幅となるようにして内側が矩形状のフィルタ開口部１１とされると共に、このフィルタ開口部１１には、第１の調整片１２と第２の調整片１３とが形成されたものとなっている。なお、フィルタ開口部１１の大きさは、導波管部１の開口部４とほぼ一致したものとするのが好適である。
すなわち、第１の調整片１２は、幅ｅ（ｃｍ）の短冊状に形成されてなり、フィルタ開口部１１の一つの角、この発明の実施の形態においては、図３に示された状態で言えば、フィルタ開口部１１の右上角から左横方向（同図紙面左方向、換言すれば水平方向）へ第１の所定の長さとしてｃ（ｃｍ）の内寸を有してなる第１の小開口部１６ａが形成されるように、上下の周辺の部位９ａを連結して設けられたものとなっている。
一方、第２の調整片１３は、フィルタ開口部１１の左上角から右横方向（同図紙面右方向）へ第２の所定の長さとしてａ（ｃｍ）、また、同じくフィルタ開口部１１の左上角から下方向（垂直方向）へ第３の所定の長さとしてｆ（ｃｍ）の内寸をそれぞれ有してなる第２の小開口部１６ｂが形成されてなるように幅ｄ（ｃｍ）をもって設けられたものとなっている。すなわち、この第２の調整片１３自体の形状は、略Ｌ字をその縦の部位を線対称軸としてその左側に転写させたような形状に形成されたものとなっている。
【００１０】
このような形状を有してなるフィルタ板９は、電磁波の伝搬路１４において、電磁波の伝搬方向（図４において白抜き矢印方向）に直交するように設けられる（図４参照）ことによって、第１の調整片１２は、電磁波に対して等価的に第１のコイルＬ１として作用することとなる（図５参照）。また、第２の調整片１３の垂直方向の部位１３ａは、電磁波に対して等価的に第２のコイルＬ２として作用することとなり、第２の調整片１３の水平方向の部位１３ｂは、コンデンサＣとして作用することとなり、結局、第２の調整片１３は、等価的に、第２のコイルＬ２とコンデンサＣの直列回路として作用することとなる（図５参照）。
したがって、伝搬路１４に対するこのフィルタ板９の等価回路は、図６に示されたように、第１のコイルＬ１が伝搬路１４に対して並列に接続されると同時に、第２のコイルＬ２とコンデンサＣとの直列回路部分が並列接続されたと等価なものとなる。そして、かかる回路は、第１及び第２のコイルＬ１，Ｌ２のインダクタンス並びにコンデンサＣのキャパシタンスの大きさによって定まる所定の周波数の電磁波の伝搬に対して阻止作用を有する阻止フィルタとなるものである。特に、本発明の実施の形態においては、伝搬が阻止される所定の周波数を、導波管部１に侵入してくる送信周波数に設定したことによって、フィルタ板９が設けられた導波管部１の開口部４には、送信周波数の電磁波を阻止することのできる送信帯域阻止フィルタ１０が形成されたものとなっている。
なお、フィルタ板９が所望の周波数に対して阻止特性を有するようにするには、具体的には、図３に示されたａ〜ｆの寸法を適宜選定すればよい。
【００１１】
図８には、本コンバータにおけるフィルタ板９の挿入損失量を示す特性線図がしめされており、以下、同図について説明すれば、まず、同図において縦軸は挿入損失量（ｄＢ）を示し、横軸は周波数（ＧＨz）を示すものとなっている。また、三角形△の下に１を付したものと、三角形△の下に数字の２を付したものとの間は、本コンバータの受信周波数帯域であることを示し、三角形△の下に数字の３を付したものと三角形△の下に数字の４を付したものとの間は、阻止したい送信周波数帯域であることを示している。
同図によれば、本発明の実施の形態におけるフィルタ板９の挿入損失量は、送信周波数帯域において−２０ｄＢ以下が確実に確保されており、十分に送信帯域阻止が可能なものであることが確認できる。
【００１２】
しかして、上記構成における本コンバータの動作について説明すれば、まず、図示されない衛星通信用アンテナで受信された受信電波は、図示されないフィードホーン（一次放射器）等を介して導波管部１の開口部４へ入力されることとなる。また、この際、送信波がフィーダへ侵入する等によって、受信波同様、導波管部１の開口部４へ侵入してくる場合がある。
受信波は、送信帯域阻止フィルタ１０によって何ら影響を受けないため、そのまま導波管部１内へ伝搬し、プローブ６により回路基板３に形成された回路へ入力されるに適した伝送モードに変換されて、回路の入力部分に入力されることとなる。
一方、上述のようにして侵入してきた送信波は、先に述べたように送信帯域阻止フィルタ１０により、導波管部１内部への伝搬が阻止されることとなり、回路基板３の回路へ、送信信号が入力されることが回避されることとなる。
【００１３】
なお、フィルタ板９は、必ずしも図３に示されたような形状、寸法でなければ、上述したような阻止フィルタとして作用しないものではなく、例えば、図７に示されたような形状、寸法であっても良い。
すなわち、この図７に示された例のフィルタ板９Ａは、矩形状のフィルタ開口部１１Ａの一つの角の近傍が矩形状の調整片１５で塞がれた状態に形成されてなるものとなっている。ここで、調整片１５は、同図の例の場合、フィルタ開口部１１Ａの左上角から右横方向へａ（ｃｍ）、また、同じく左上角から下方向へｆ（ｃｍ）に渡って形成されたものとなっている。なお、この場合の等価回路も、先に図６に示されたものと同一である。
【００１４】
また、フィルタ板９を段部８に固定する方法としては、必ずしも上述したようにかしめに限定される必要はなく、例えば、導電性接着剤による固定や、はんだ付け等の固定方法であっても良いものである。
【００１５】
また、フィルタ９と段部８の間の防水性を向上させるため、この間に例えば誘電体フィルムを挟む構成としても良く、これにより、導波管部１内への水分の侵入を阻止することができ、プローブ６と筐体部２の間に防水加工を施す必要がなくなる。より具体的には、例えば、表裏に接着剤を塗布し、フィルタ板９と略同一の四角形の外形に型取ったポリイミドフィルムを介して段部８とフィルタ板９を接着し、次いで打点かしめによりフィルタ板９を段部８に固定するようにすると好適である。
従来、プローブ６と筐体部２の間への水分の浸入を阻止するためには、プローブ６の装着後に導波管部１の内側から防水用のシール剤をプローブ６周りに塗布するか、又は、プローブ６にＯリング等のパッキンを装着して導波管部１の穴に圧入するかしなければならず、いずれもその作業工程が複雑であり、しかも、手作業に頼らざる得ないといものであったが、上述したような構成とすることによって防水のための作業工程を簡略化することができる。即ち、防水のための作業工程を、フィルタ板装着の組立工程に組み入れることができ、しかも、その組立工程は段部８に対する一方向のみの作業動作で済むため自動化し易いという特徴を有するものである。なお、導波管部１内外の圧力差が問題となる場合には、先のポリイミドフィルムに代えて、テフロン（商標名：三沸化エチレン）等からなる多孔質防水透湿膜を採用すると良い。またさらに、段部８へのフィルタ板９の固定は、打点かしめに代えてレーザ点溶接であってもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上、述べたように、本発明によれば、特定の周波数に対して阻止特性を有するフィルタ板を導波管部の開口部に設けるようにしたので、従来と異なり、簡易な方法で固定することができ、それによって、従来のような製造工程における手間のかかる加工作業や、その後の調整作業を行う必要がなくなり、簡易な構成で送信波の侵入を防止できる送信帯域阻止フィルタ内蔵型衛星通信用周波数コンバータを提供することができるという効果を奏するものである。
また、簡易な構成により、回路部分への送信波の影響を確実に抑圧することができるので、周波数コンバータ回路における従来のような送信波による利得抑圧や雑音指数の劣化を防止でき、しかも、不要スプリアスの発生が無い送信帯域阻止フィルタ内蔵型衛星通信用周波数コンバータを提供することができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における送信帯域阻止フィルタ内蔵型衛星通信用周波数コンバータの構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示された送信帯域阻止フィルタ内蔵型衛星通信用周波数コンバータの導波管部の正面図である。
【図３】図１に示された送信帯域阻止フィルタ内蔵型衛星通信用周波数コンバータに用いられるフィルタ板の正面図である。
【図４】電磁波の伝搬路に直交するように置かれたフィルタ板の様子を示す模式図である。
【図５】図３に示されたフィルタ板の第１の調整片及び第２の調整片の機能を説明する説明図である。
【図６】図３に示されたフィルタ板の等価回路図である。
【図７】フィルタ板の他の例を示す正面図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるフィルタ板の挿入損失を示す特性線図である。
【図９】従来の衛星通信用周波数コンバータの構成を示す縦断面における端面図である。
【図１０】図９に示された衛星通信用周波数コンバータの導波管部の正面図である。
【符号の説明】
１…導波管部
２…筐体部
３…回路基板
４…開口部
８…段部
９…フィルタ板
１０…送信帯域阻止フィルタ
【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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【図１０】
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