パラボナアンテナ用一次放射器，ローノイズ・ブロックダウン・コンバータおよびパラボナアンテナ装置

【課題】１０５０ＭＨｚの帯域幅までＶＳＷＲを良好に抑制することができる構造のパラボラアンテナ用一次放射器を提供する。
【解決手段】先端開口部に向けて円錐状に広がった円筒状のホーンアンテナ本体１１と、
該ホーンアンテナ本体の先端開口部に設けられたホーンキャップ１２と、該ホーンキャップ１２の内壁面に設けられ、端部開口部に向かい、かつ、ホーンアンテナ本体１１の中心軸と同心状で、かつ、互いに同心に配置され、外側のものより内側のものの高さが高く定められた、誘電体からなる複数の円筒形状の突起部１５とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラボナアンテナ用一次放射器、ローノイズ・ブロックダウン・コンバータ（以下、「ＬＮＢ」（Low Noise Block down-converter）と記す）、および、これらを用いた、衛星放送用のパラボナアンテナ装置に関し、特にＶＳＷＲを改善するための一次放射器の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なパラボラアンテナの概略図面を図９に、従来のパラボラアンテナ用一次放射器の断面図を図１０に示す。パラボラアンテナによる衛星放送の受信は、図９に示すように、アンテナ部１で反射された約１２ＧＨｚ帯の信号Ｓが、一次放射器１０の開口部に集約されるようになっている。そして一次放射器１０を通過した信号はＬＮＢ２により１２ＧＨｚ帯から１ＧＨｚ帯に周波数変換され、この周波数変換された信号がケーブル３を通って屋内受信機（ＢＳまたはＣＳ）チューナ、若しくは内蔵のＴＶ（またはＶＴＲ）４に入力されるようになっている。
【０００３】
ここで、一次放射器１０のホーンアンテナ本体１１１は、図１０に示すように、円筒状に形成されており、円錐状に広がった先端開口部１１１ａにホーンキャップＰ１２が圧入によりはめ込まれている。このホーンキャップは、外部から一次放射器のホーンアンテナ本体１１１内部へ雨等の水分が入り込まないようにするためのものである。そのため、ホーンアンテナ本体１１１の端部開口部とホーンキャップ１１２との間には、止水用のＯリング１１３を介装することにより、防水機能を保っている。
【０００４】
このホーンキャップＰ１２は、プラスチック等の樹脂で形成されているため、空気に対して比較的高い誘電率を有している。そのため、ホーンキャップ１１２の形状が、一次放射器を含めた入力定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio）に大きく影響することになる。
【０００５】
例えば、日本国内でＢＳ衛星放送（伝送周波数１１．７〜１２．０ＧＨｚ：帯域幅３００ＭＨｚ）を受信する際、このホーンキャップ１１２によってＶＳＷＲが影響を受ける。そのため、このホーンキャップの内壁面には、ＶＳＷＲを抑えるための円筒形状の突起部１１４が形成されている。この突起部は、ホーンアンテナ本体１１１の中心軸Ｌ１と同心軸上に配置されている。このように突起部の内部を空洞とすることで、入力ＶＳＷＲを抑えている。
【０００６】
また特許文献１に記載のものは、ホーンアンテナ本体の端部開口部にホーンキャップが設けられ、このホーンキャップの内壁面に、端部開口部に向かい、かつホーンアンテナ本体の中心軸と同心軸上に配置された、誘電体からなる円筒形状の突起部が形成されている。そして、この突起部の先端には、内側に低くなる環状段差が設けられている。
【特許文献１】特開２００３−３２４３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
日本国内では放送衛星（ＢＳ）と同じ東経１１０°の位置にＣＳデジタル放送用の衛星（伝送周波数１２．２〜１２．７５ＧＨｚ：帯域幅１０５０ＭＨｚ）が打ち上げられサービスを開始している。そのため、１個のパラボラアンテナでＢＳおよびデジタルＣＳの両方を受信するためには、入力周波数１１．７ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚ（帯域幅１０５０ＭＨｚ）に対して入力ＶＳＷＲの小さい良好な一次放射器が必要となっている。
【０００８】
しかしながら、上記の従来のパラボラアンテナ用一次放射器１０では、帯域幅が５００〜８００ＭＨｚ程度の周波数に対してはＶＳＷＲを良好に抑えることができるが、１０５０ＭＨｚの帯域幅までＶＳＷＲを良好に抑えこむことが難しいといった課題があった。そしてＶＳＷＲを抑えこむ良好な特性が得られない場合には、アンテナトータルの交差偏波特性を２３ｄＢ以上得ることが難しいといった問題もあった。
【０００９】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は１０５０ＭＨｚの帯域幅までＶＳＷＲを良好に抑えこむことができる構造のパラボラアンテナ用一次放射器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明のパラボラアンテナ用一次放射器は、一つの局面においては、先端開口部に向けて円錐状に広がった円筒状のホーンアンテナ本体と、該ホーンアンテナ本体の先端開口部に設けられたホーンキャップと、該ホーンキャップの内壁面に設けられ、端部開口部に向かい、かつ、ホーンアンテナ本体の中心軸と同心軸状で、かつ、互いに同心に配置され、外側のものより内側のもの高さが高く定められた、誘電体からなる複数の円筒形状の突起部とを備える。
【００１１】
このような構成を有することにより、本発明によれば、外側の高い段差突起が高い周波数のＶＳＷＲを抑えることができ、３００ＭＨｚ〜１０５０ＭＨｚの広い帯域幅にわたって入力ＶＳＷＲを効果的に抑えることが可能となる。また後段につながるブロックの交差偏波特性を劣化させることなく、良好な交差偏波特性（２３ｄＢ以上）を実現することができる。
【００１２】
本発明のパラボラアンテナ用一次放射器は、他の局面においては、先端開口部に向けて円錐状に広がった円筒状のホーンアンテナ本体と、該ホーンアンテナ本体の先端開口部に設けられたホーンキャップと、該ホーンキャップの内壁面に設けられ、端部開口部に向かい、かつ、ホーンアンテナ本体の中心軸と同心軸状で、かつ、互いに同心に配置され、外側のものより内側のもの高さが高く定められた、誘電体からなる複数の円筒形状の突起部と、円筒の開口先端部の外側に低くなる環状の段差が設けられている。
【００１３】
このような構成によれば、外側の高い突起部が低い周波数のＶＳＷＲを抑え、内側の低い突起部が高い周波数のＶＳＷＲを抑えることができ、３００ＭＨｚ〜１０５０ＭＨｚの広い帯域幅にわたって、入力ＶＳＷＲを効果的に抑えることが可能となる。
【００１４】
また本発明の実施形態においては、以下の種々の構造態様を有するものを含む。
突起部の開口先端部には外側に低くなる環状段差が設けられた構造。
【００１５】
突起部の外側のものが内側のものの高さの半分に定められている構造。
突起部の外側のもの、または内側ものの端部開口部にテ―パが設けられている構造。
【００１６】
ホーンキャップの天板が外側に凸の湾曲形状とされている構造。
ホーンキャップの天板が外側に凹の湾曲形状とされている構造。
【００１７】
本発明には、上記パラボラアンテナ用一次放射器を備えたローノイズ・ブロックダウン・コンバータおよびローノイズ・ブロックダウン・コンバータを備えたパラボラアンテナ装置も含まれる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のパラボラアンテナ用一次放射器によれば、外側の突起部に対して内側の突起部の高さが高く形成されていることにより、内側の高い突起が低い周波数のＶＳＷＲを抑え、外側の低い突起が高い周波数のＶＳＷＲを抑えることができ、３００ＭＨｚ〜１０５０ＭＨｚの広い帯域幅にわたって、入力ＶＳＷＲを効果的に抑えることができる。また、後段につながるブロックの交差偏波特性を劣化させることなく、良好な交差偏波特性（２３ｄＢ以上）を実現することができる。
【００１９】
また、突起部の開口先端部近傍の外周に、外側に低くなる環状の段差部が形成されていることにより、周波数のＶＳＷＲを抑えることができ、３００ＭＨｚ〜１０５０ＭＨｚの広い帯域幅にわたって、入力ＶＳＷＲを効果的に抑えることができる。また、後段につながるブロックの交差偏波特性を劣化させることなく、良好な交差偏波特性（２３ｄＢ以上）を実現することができる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、ホーンキャップの直径を従来のコルゲートフィードホーンの直径よりも小さくすることができるため、一次放射器の小型化を図ることが可能となる。また、本発明によれば、一次放射器による放射角を大きくすることができる点においても、有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態１を、図１に基づいて説明する。図１において、実施の形態１のパラボラアンテナ用一次放射器１０は、次のように構成される。ホーンアンテナ本体１１は円筒状に形成されており、円錐状に広がった先端開口部１１ａにホーンキャップ１２が圧入によりはめ込まれている。ホーンアンテナ本体１１の端部開口部とホーンキャップ１２との間には、止水用のＯリング１３が介装されている。
【００２２】
ホーンキャップ１２の内壁面に、端部開口部に向かい、かつ、ホーンアンテナ本体１１の中心軸と同心軸上に配置された誘電体からなる円筒形状の２個の突起部１６，１７が設けられている。そして、外側の突起部１７に対して内側の突起部１６の高さが高く形成されている。
【００２３】
このような構成により、外側の低い突起部１７が高い周波数のＶＳＷＲを抑え、内側の高い突起部１６が低い周波数のＶＳＷＲを抑えることができ、３００ＭＨｚ〜１０５０ＭＨｚの広い帯域幅にわたって、入力ＶＳＷＲを効果的に抑えることが可能となる。また、後段につながるブロックの交差偏波特性を劣化させることなく、良好な交差偏波特性（２３ｄＢ以上）を実現することができる。２個の円筒形状の突起部１６，１７の高さの関係を、外側の突起部１７が内側の突起部１６の半分（２分の１）となるように定めることにより、さらに効果的にＶＳＷＲを抑えることができる。
【００２４】
なお、上記実施の形態１においては、円筒形状の２個の突起部を同心状に設けた場合を示したが、３個以上の円筒状の突起部を同心状に設け、外側の突起部よりも内側の突起部の高さを高くすることによっても、同様の効果を得ることができる。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態２について、図２に基づいて説明する。実施の形態２のホーンキャップ１２の内壁面に、端部開口部に向かい、かつ、ホーンアンテナ本体１１の中心軸と同心軸上に配置された、誘電体からなる円筒形状の突起部１５が設けられている。そして、突起部１５の開口先端部近傍の外側に、環状の段差部１５ａが形成されている。
【００２６】
この外側の段差部１５ａにより、高い周波数のＶＳＷＲが抑制され、３００ＭＨｚ〜１０５０ＭＨｚの広い帯域幅にわたって，入力ＶＳＷＲを効果的に抑えることが可能となる。また後段につながるブロックの交差偏波特性を劣化させることなく、良好な交差偏波特性（２３ｄＢ以上）を実現することができる。本実施の形態のような段差を有する円筒状の突起部を、実施の形態１に示したように複数個同心状に設けることによっても、ＶＳＷＲを効果的に抑制することができる。
【００２７】
本発明の実施の形態３の一次放射器の断面構造を、図３に示している。実施の形態３においては、複数の円筒形状の突起部１６，１７が設けられ、内側の円筒形状突起部１６の端部開口部にテ―パ部１６ａが形成されている。これでＶＳＷＲを抑える。
【００２８】
なお、実施の形態３においては、内側の突起部１６の開口先端部のみにテーパを形成した例を示したが、図６の右側の断面図に示すように、内側と外側の両方の突起部の端部開口部にテーパを形成してもよい。図６の右側に示す構造によれば、同図の左側に示した従来のコルゲートフィードホーン２００場合のフィードホーン２１２の直径６０ｍｍに対して、ホーンキャップ１２の直径を４５ｍｍまで小さくすることでき、小型化を図ることが可能となる。
【００２９】
本発明の実施の形態４の一次放射器の断面構造を、図４に示している。実施の形態４においては、ホーンキャップ１２の天板１２が外側に凸の湾曲形状にすることにより、ＶＳＷＲを抑制している。また、本発明の実施の形態５の一次放射器の断面構造を、図５に示している。実施の形態５においては、ホーンキャップ１２の天板１２ａが外側に凹の湾曲形状とされ、ＶＳＷＲを抑える。
【００３０】
図１０に示された従来のコニカルフィードホーンでの放射パターンを図７に、図４に示された本発明の実施の形態４のコニカルフィードパターンでの放射パターンを図８にそれぞれ示している。図７および図８のそれぞれにおいて（ａ）は信号の周波数が１０．７ＧＨｚの場合、（ｂ）は信号の周波数が１１．７ＧＨｚの場合、（ｃ）は信号の周波数が１２．７５ＧＨｚの場合の放射パターンをそれぞれ示している。これらの放射パターンの図において、横軸は放射角度、縦軸は相対レベル（ｄＢ）を表している。なお、図７および８の各図中に「Ｅ面」として示したパターンは、フィードホーン内部（円形導波管の内部）に生じる電界に平行な放射パターンを示し、「Ｈ面」として示したパターンは、その電界に垂直な放射パターンを示している。
【００３１】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。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が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るパラボラアンテナ用一次放射器の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係るパラボラアンテナ用一次放射器の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係るパラボラアンテナ用一次放射器の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係るパラボラアンテナ用一次放射器の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態５に係るパラボラアンテナ用一次放射器の断面図である。
【図６】コルゲートフィードホーンとコニカルフィードホーンの径の違いを示す図である。
【図７】従来のコニカルフィードホーンでの放射パターンを示す図であり、（ａ）は信号の周波数が１０．７ＧＨｚの場合、（ｂ）は信号の周波数が１１．７ＧＨｚの場合、（ｃ）は信号の周波数が１２．７５ＧＨｚの場合をそれぞれ示している。
【図８】本発明の突起部を有するコニカルフィードホーンでの放射パターンを示す図であり、（ａ）は信号の周波数が１０．７ＧＨｚの場合、（ｂ）は信号の周波数が１１．７ＧＨｚの場合、（ｃ）は信号の周波数が１２．７５ＧＨｚの場合をそれぞれ示している。
【図９】一般的なパラボラアンテナの概略側面図である。
【図１０】従来のパラボラアンテナ用一次放射器の断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１アンテナ、２ＬＮＢ、３ケーブル、４チューナ、１０一次放射器、１１ホーンアンテナ本体、１２ホーンキャップ（防水カバー）、１２ａ凸面ホーンキャップ（防水カバー）、１２ｂ凹面ホーンキャップ（防水カバー）、１３Ｏリング、１５突起部、１５ａ段差突起部、１６突起部、１６ａテーパ、Ｌ１ホーンアンテナ本体の中心軸。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端開口部に向けて円錐状に広がった円筒状のホーンアンテナ本体と、
該ホーンアンテナ本体の先端開口部に設けられたホーンキャップと、
該ホーンキャップの内壁面に設けられ、前記端部開口部に向かい、かつ、前記ホーンアンテナ本体の中心軸と同心状に、かつ、互いに同心に配置され、外側のものより内側のもの高さが高く定められた、誘電体からなる複数の円筒形状の突起部と、
を備えるパラボラアンテナ用一次放射器。
【請求項２】
先端開口部に向けて円錐状に広がった円筒状のホーンアンテナ本体と、
該ホーンアンテナ本体の先端開口部に設けられたホーンキャップと、
該ホーンキャップの内壁面に設けられ、前記端部開口部に向かい、かつ、前記ホーンアンテナ本体の中心軸と同心状に配されるとともに、開口先端近傍の外周に外側に低くなる環状の段差が設けられた、誘電体からなる円筒形状の突起部と、
を備えるパラボラアンテナ用一次放射器。
【請求項３】
前記突起部の開口先端部近傍の外周には、外側に低くなる環状の段差が設けられた、請求項１に記載のパラボラアンテナ用一次放射器。
【請求項４】
前記突起部のうちの外側のものの高さが内側のものの高さの半分に定められている、請求項１または３に記載のパラボラアンテナ用一次放射器。
【請求項５】
前記突起部の少なくともいずれかの端部開口部にテ―パが設けられた、請求項１に記載のパラボラアンテナ用一次放射器。
【請求項６】
前記ホーンキャップの天板が外側に凸の湾曲形状とされている、請求項１〜５のいずれかに記載のパラボラアンテナ用一次放射器。
【請求項７】
前記ホーンキャップの天板が外側に凹の湾曲形状とされている、請求項１〜５のいずれかに記載のパラボラアンテナ用一次放射器。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のパラボラアンテナ用一次放射器を備えた、ローノイズ・ブロックダウン・コンバータ。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載のパラボラアンテナ用一次放射器の複数組を備えて衛星受信用とした、ローノイズ・ブロックダウン・コンバータ。
【請求項１０】
請求項８または９に記載のローノイズ・ブロックダウン・コンバータを備えたパラボラアンテナ装置。

【図１】