JP2000295002A - 直線偏波共用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信電力の損失などを抑制し、無駄な電力の
消費を抑えることができ、低コストで実現可能な直線偏
波共用装置を提供すること。 【解決手段】 １８０度ハイブリッド１１は、信号端子
６に与えられた入力信号を、偏波方向に応じて切り換え
られた切換器４を介して入力し、設定された偏波方向に
応じて同相または逆相の何れかの位相関係を有する２つ
の信号に分岐する。増幅器１０ａ，１０ｂは、１８０度
ハイブリッド１１からの信号を入力して増幅し、プロー
ブ８，９をそれぞれ励振する。この結果、プローブ８，
９は、互いにに直交する電磁波成分を発生する。これら
電磁波成分は、一次放射器１の内部で合成され、垂直偏
波または水平偏波の送信波として空中に放射される。こ
こで、プローブ８，９は、合成後の電磁波が水平偏波ま
たは垂直偏波となるように、所定の設置角度で一次放射
器１に取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１つのアンテナ
（放射器）を共用して２種類の直線偏波を送受信する直
線偏波共用装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水平偏波と垂直偏波とで共用が可
能な直線偏波共用装置がある。図１１（ａ）および
（ｂ）に、送信装置に適用される第１および第２の従来
例にかかるの送信用の直線偏波共用装置をそれぞれ示
す。この図に示す直線偏波共用装置は、図示しない送信
装置が出力する送信信号（電気信号）を水平偏波または
垂直偏波の電磁波として空中に放射するためのものであ
る。なお、各図において、共通する要素には同一符号を
付す。

【０００３】図１１（ａ）に示す第１の従来例は、１台
の増幅器を水平偏波および垂直偏波の増幅用として用い
るものであって、符号１は導波管またはパッチアンテナ
などの一次放射器、符号２と３はそれぞれ水平偏波と垂
直偏波に結合するプローブ、符号４は水平偏波と垂直偏
波の切り換えを行うための切換器、符号５は増幅器、符
号６は信号端子である。

【０００４】ここで、プローブ２は、一次放射器１から
放射される電磁波のＴＥ１１モードのＸ軸方向に配置さ
れ、プローブ３は、このＴＥ１１モードのＹ軸方向に配
置される。切換器４は、固定接点ａ，ｂと可動接点ｃと
を有し、水平偏波または垂直偏波の何れかに偏波方向を
切り換えるための図示しない切換信号に基づき、可動接
点ｃが固定接点ａまたは固定接点ｂに接続される。固定
接点ａには水平偏波に結合するプローブ２が接続され、
固定接点ｂには垂直偏波に結合するプローブ３が接続さ
れ、可動接点ｃには増幅器５の出力が与えられる。な
お、信号端子６を介して増幅器５に入力される信号（入
力信号）は、図示しない送信装置から出力された送信信
号であり、

【０００５】この第１の従来例によれば、送信波を水平
偏波とするか垂直偏波とするかにより、切換器４の接点
の接続状態を設定する。水平偏波の送信波を発生させる
場合、切換器４の可動接点ｃを固定接点ａに接続する。
この場合、信号端子６から入力された信号（入力信号）
は、増幅器５で増幅された後、切換器４を介してプロー
ブ２に与えられる。この結果、プローブ２が励振され、
電界方向がＸ軸方向の直線偏波、すなわち水平偏波の送
信波が一次放射器１から放射される。

【０００６】また、垂直偏波の送信波を発生させる場
合、切換器４の可動接点ｃを固定接点ｂに接続する。こ
の場合、信号端子６から入力された信号（入力信号）
は、増幅器５で増幅された後、切換器４を介してプロー
ブ３に与えられる。この結果、プローブ３が励振され、
電界方向がＹ軸方向の直線偏波、すなわち垂直偏波の送
信波が一次放射器１から放射される。

【０００７】次に、図１１（ｂ）に示す第２の従来例を
説明する。この例は、２台の増幅器７ａ，７ｂを有し、
それぞれの増幅器を水平偏波および垂直偏波の増幅用と
して用いるものであって、信号端子６は切換器４の可動
接点ｃに接続され、この切換器４の固定接点ａ，ｂは、
増幅器７ａ，７ｂの各入力部にそれぞれ接続され、これ
ら増幅器７ａ，７ｂの各出力部はプローブ２，３にそれ
ぞれ接続される。

【０００８】この第２の従来例によれば、水平偏波の送
信波を発生させる場合、切換器４の可動接点ｃを固定接
点ａに接続する。この場合、信号端子６から入力された
信号（入力信号）は、切換器４を介して増幅器７ａに与
えられ、この増幅器７ａで増幅された後、プローブ２に
与えられる。この結果、プローブ２が励振され、電界方
向がＸ軸方向の直線偏波、すなわち水平偏波の送信波が
一次放射器１から放射される。

【０００９】また、垂直偏波の送信波を発生させる場
合、切換器４の可動接点ｃを固定接点ｂに接続する。こ
の場合、信号端子６から入力された信号（入力信号）
は、切換器４を介して増幅器７ｂに与えられ、この増幅
器７ｂで増幅された後、プローブ３に与えられる。この
結果、プローブ３が励振され、電界方向がＹ軸方向の直
線偏波、すなわち垂直偏波の送信波が一次放射器１から
放射される。このように、従来技術では、信号端子と切
換器との間に増幅器を配置したり、切換器とプローブと
の間にそれぞれ増幅器を配置して各々の偏波で異なる増
幅器を使用していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の図１
１（ａ）に示す第１の従来例によれば、信号端子６から
入力信号として給電された送信信号が、増幅器５で大き
な信号に増幅された後に切換器４を通過する際に、この
切換器４が有する挿入損失により多くの送信電力が失わ
れるという問題がある。

【００１１】また、図１１（ａ）に示す構成において、
増幅器５の接続方向を入れ替え、受信用の直線偏波共用
器として構成した場合、受信時には微弱な信号を増幅器
５で増幅する前に切換器４を通過する。このため、この
切換器４で発生する雑音信号も増幅器５で一緒に増幅さ
れることになり、受信信号の品質が劣化するという問題
がある。

【００１２】これらの第１の従来技術にかかる問題は、
切換器４として、挿入損失および信号劣化が小さい機械
的な構造を有する切換器を採用することにより改善する
ことが可能である。しかしながら、機械的な構造を有す
る切換器は電子的な切換器と比べて重量や寸法が大きい
上に値段が高くなり、しかも高速な偏波切換ができない
という欠点がある。

【００１３】これに対して、上述の第２の従来例によれ
ば、増幅器５とプローブ２，３との間に切換器４が介在
しない。このため、切換器による送信電力の損失や受信
信号の特性劣化の影響を小さく抑えることが可能とな
り、上述の第１の従来例が抱える問題を回避することが
できる。

【００１４】しかしながら、この第２の従来例によれ
ば、２台の増幅器のうちの一方の増幅器しか使用状態に
なく、他方の増幅器は待機状態とされ、この待機状態の
増幅器に供給される電力が無駄となる。そこで、待機状
態にある増幅器に電力を供給しなければ無駄な電力の消
費は抑えられるが、高速な偏波切換を行う場合、待機状
態にある増幅器にも電力を供給しておく必要があり、こ
の場合、無駄な電力が消費される。

【００１５】さらに、一般に、増幅器の出力電力を大き
くする場合、出力電力の増加率に対して、コストの上昇
率が大きくなる。上述の第１および第２の従来例によれ
ば、例えば出力電力を２倍にしようとする場合、各増幅
器として、出力電力が２倍の増幅器を採用する必要があ
り、コストが著しく上昇する結果、装置が高額なものと
なる。

【００１６】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、送信電力の損失や受信信号の特性劣化を抑制し、
無駄な電力の消費を抑えることができ、低コストで実現
可能な直線偏波共用装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明は以下の構成を有する。すなわち、この発
明にかかる直線偏波共用装置は、入力信号を分岐し、設
定された偏波方向に応じて同相または逆相の何れかの位
相関係を有する２つの分岐信号を得る信号分岐手段（例
えば後述する１８０度ハイブリッド１１および切換器４
に相当する構成要素）と、前記信号分岐手段により得ら
れた各分岐信号を増幅する増幅手段（例えば後述する増
幅器１０ａ，１０ｂに相当する構成要素）と、前記増幅
手段により増幅された各分岐信号に基づき電磁波をそれ
ぞれ発生させ、これら電磁波を合成して前記偏波方向に
偏波された電磁波を出力する電磁波発生手段（例えば後
述する一次放射器１およびプローブ８，９に相当する構
成要素）と、を備えたことを特徴とする。

【００１８】この発明によれば、入力信号は、信号分岐
手段により、送信しようとする電磁波の偏波方向に応じ
て（すなわち、送信しようとする電磁波を例えば水平偏
波とするか垂直偏波とするかに応じて）互いに同相また
は逆相の何れかの位相関係を有する２つの分岐信号に分
岐される。これら２つの分岐信号は、増幅手段に増幅さ
れる。電磁波発生手段は、増幅された２つの分岐信号か
ら電磁波をそれぞれ発生させる。これら電磁波は合成さ
れ、設定された偏波方向に偏波された電磁波が発生され
る。このとき、各分岐信号に対応する電磁波の電界方向
は、合成後の電磁波（送信波）の偏波方向に応じて設定
される。

【００１９】このように、入力信号を分岐して増幅する
ことにより得られた２つの分岐信号から電磁波をそれぞ
れ生成し、これら電磁波を合成して送信波を形成するの
で、増幅後の送信電力の損失が抑えられる。しかも増幅
手段が待機状態となる場合がないので、増幅手段が効率
よく稼働し、無駄な電力の消費を抑えることが可能とな
る。

【００２０】また、この発明にかかる直線偏波共用装置
は、空中を伝搬する電磁波を入力し、互いに直交する各
電磁波成分に応じた信号を誘導する信号誘導手段（例え
ば後述する一次放射器１およびプローブ８０，９０に相
当する構成要素）と、前記信号誘導手段に誘導された各
信号を増幅する増幅手段（例えば後述する増幅器１００
ａ，１００ｂに相当する構成要素）と、前記増幅手段に
増幅された各信号を合成し、前記電磁波に応じた信号を
得る信号合成手段（例えば後述する１８０度ハイブリッ
ド１１０および切換器４０に相当する構成要素）と、を
備えたことを特徴とする。

【００２１】この発明によれば、信号誘導手段により、
空中を伝搬する電磁波から、互いに直交する各電磁波成
分に応じた信号が誘導される。このとき、各信号を誘導
する電磁波成分の電界方向は、入力する電磁波（受信
波）の偏波方向に応じたものとなる。これら誘導された
信号は増幅手段により増幅された後、信号合成手段によ
り合成される。

【００２２】このように、空中を伝搬する電磁波から、
互いに直交する各電磁波成分に応じた信号を誘導し、こ
れら信号をそれぞれ増幅して合成するので、増幅前の受
信電力の損失が抑えられる。しかも増幅手段が待機状態
となる場合がないので、増幅手段が効率よく稼働し、無
駄な電力の消費を抑えることが可能となる。

【００２３】さらに、この発明にかかる直線偏波共用装
置は、入力信号を分岐し、設定された偏波方向に応じて
同相または逆相の何れかの位相関係を有する２つの分岐
信号を得る信号分岐手段（例えば後述する１８０度ハイ
ブリッド１１および切換器４に相当する構成要素）と、
前記信号分岐手段により得られた各分岐信号を増幅する
第１の増幅手段（例えば後述する増幅器１０ａ，１０ｂ
に相当する構成要素）と、前記第１の増幅手段により増
幅された各分岐信号に基づき電磁波をそれぞれ発生さ
せ、これら電磁波を合成して前記偏波方向に偏波された
電磁波を出力すると共に、空中を伝搬する電磁波を入力
し、互いに直交する各電磁波成分に応じた信号を誘導す
る電磁波入出力手段（例えば後述する一次放射器１およ
びプローブ８，９，８０，９０に相当する構成要素）
と、前記電磁波入出力手段に誘導された各信号を増幅す
る第２の増幅手段（例えば後述する増幅器１００ａ，１
００ｂに相当する構成要素）と、前記第２の増幅手段に
増幅された各信号を合成し、前記電磁波入出力手段に入
力された電磁波に応じた信号を得る信号合成手段（例え
ば後述する１８０度ハイブリッド１１０および切換器４
０に相当する構成要素）と、を備えたことを特徴とす
る。

【００２４】この発明によれば、送信時には、入力信号
が、信号分岐手段により、送信しようとする電磁波の偏
波方向に応じて互いに同相または逆相の何れかの位相関
係を有する２つの分岐信号に分岐される。これら２つの
分岐信号は、第１の増幅手段に増幅される。電磁波入出
力手段は、増幅された２つの分岐信号から電磁波をそれ
ぞれ発生させる。これら電磁波は合成され、設定された
偏波方向に偏波された電磁波が発生される。このとき、
各分岐信号に対応する電磁波の電界方向は、合成後の電
磁波の偏波方向に応じて設定される。また、受信時に
は、空中を伝搬する電磁波が電磁波入出力手段に入力さ
れ、互いに直交する各電磁波成分に応じた信号が誘導さ
れる。このとき、各信号を誘導する電磁波成分の電界方
向は、入力する電磁波（受信波）の偏波方向に応じたも
のとなる。これら誘導された信号は第２の増幅手段によ
り増幅された後、信号合成手段により合成される。

【００２５】このように、送信時には、入力信号を分岐
して増幅することにより得られた２つの分岐信号から電
磁波をそれぞれ生成し、これら電磁波を合成して送信波
を形成するので、増幅後の送信電力の損失が抑えられ
る。また、受信時には、空中を伝搬する電磁波から、互
いに直交する各電磁波成分に応じた信号を誘導し、これ
ら信号をそれぞれ増幅して合成するので、増幅前の受信
電力の損失が抑えられる。さらに、送信時に第１の増幅
手段が待機状態となる場合がなく、受信時に第２の増幅
手段が待機状態となる場合がないので、効率よく増幅動
作が行われ、無駄な電力の消費を抑えることが可能とな
る。

【００２６】前記信号分岐手段は、例えば、前記入力信
号が与えられた入力部と２つの出力部とを有し、前記偏
波方向を切り換えるための切換信号に基づき前記入力信
号を前記出力部の何れかに切り換えて出力する切換器
（例えば後述する切換器４に相当する構成要素）と、前
記切換器の出力部にそれぞれ接続された２つの入力部を
有し、これら入力部の一方に前記入力信号が与えられた
場合に前記２つの分岐信号として同相の位相関係を有す
る信号を出力すると共に、これら入力部の他方に前記入
力信号が与えられた場合に前記２つの分岐信号として逆
相の位相関係を有する信号を出力する１８０度ハイブリ
ッド（例えば後述する１８０度ハイブリッド１１に相当
する構成要素）と、を備えて構成される。

【００２７】この信号分岐手段によれば、偏波方向を切
り換えるための切換信号に基づき切換動作する切換器を
介して、入力信号が１８０度ハイブリッドに与えられ
る。１８０度ハイブリッドは、切換器から与えられた入
力信号を２つの信号（分岐信号）に分岐して、切換器の
切換状態に応じて何れか一方の信号の位相をその他方に
対して１８０度遅らせる。この結果、２つの分岐信号
は、切換信号に応じて同相または逆相の何れかの位相関
係を有するものとなる。

【００２８】前記信号分岐手段は、例えば、前記入力信
号が与えられた入力部と２つの出力部を有し、前記偏波
方向を切り換えるための切換信号に基づき前記入力信号
を前記出力部の何れかに切り換えて出力する切換器（例
えば後述する切換器４に相当する構成要素）と、前記切
換器の出力部にそれぞれ接続された２つの入力部を有
し、これら入力部の一方に前記入力信号が与えられた場
合に前記２つの分岐信号の一方の位相を他方側に対して
９０度だけ遅らせると共に、これら入力部の他方に前記
入力信号が与えられた場合に前記２つの分岐信号の他方
の位相を一方側に対して９０度だけ遅らせる９０度ハイ
ブリッド（例えば後述する９０度ハイブリッド１３に相
当する構成要素）と、前記９０度ハイブリッドから出力
される一方の分岐信号の位相を９０度だけ遅らせる固定
移相器（例えば後述する固定移相器１２に相当する構成
要素）と、を備えて構成される。

【００２９】この信号分岐手段によれば、偏波方向を切
り換えるための切換信号に基づき切換動作する切換器を
介して、入力信号が９０度ハイブリッドに与えられる。
９０度ハイブリッドは、切換器から与えられた入力信号
を２つの信号（分岐信号）に分岐して、切換器の切換状
態に応じて何れか一方の信号の位相をその他方に対して
９０度遅らせる。また、この９０度ハイブリッドから出
力される一方の信号の位相は、固定移相器により９０度
だけ遅れる。

【００３０】したがって、９０度ハイブリッドから固定
移相器に入力される一方の信号の位相が９０度ハイブリ
ッドにより９０度だけ遅れたものである場合には、固定
移相器によりさらに９０度だけ遅れる結果、この固定移
相器から出力される信号は、９０度ハイブリッドから出
力される他方の信号に対して位相が１８０度だけ遅れた
ものとなる。よって、この場合、互いに逆相の位相関係
を有する２つの分岐信号が得られる。また、９０度ハイ
ブリッドから固定移相器に入力されない他方の信号の位
相が９０度ハイブリッドにより９０度だけ遅れたもので
ある場合には、固定移相器から出力される信号の位相が
９０度だけ遅れる結果、この固定移相器から出力される
信号は、９０度ハイブリッドから出力される他方の信号
と位相が揃う。よって、この場合、互いに同相の位相関
係を有する２つの分岐信号が得られる。

【００３１】前記信号合成手段は、例えば、前記増幅手
段からの各信号が与えられた２つの入力部と２つの出力
部とを有し、前記増幅手段からの各信号が同相の位相関
係を有する場合に前記出力部の一方から前記偏波方向に
応じた信号を出力すると共に、前記増幅手段からの各信
号が逆相の位相関係を有する場合に前記出力部の他方か
ら前記偏波方向に応じた信号を出力する１８０度ハイブ
リッド（例えば後述する１８０度ハイブリッド１１０に
相当する構成要素）と、前記１８０度ハイブリッドの各
出力部に接続された２つの入力部と１つの出力部とを有
し、偏波方向を切り換えるための切換信号に基づき前記
２つの入力部の何れかに与えられた信号を前記出力部に
切り換えて出力する切換器（例えば後述する切換器４０
に相当する構成要素）と、を備えて構成される。

【００３２】この信号合成手段によれば、増幅手段から
の各信号は、１８０度ハイブリッドにより合成され、こ
れら信号が同相または逆相の位相関係を有する場合に、
受信された電磁波の偏波方向に応じた信号が何れかの出
力部に出力される。切換器は、偏波方向を切り換えるた
めの切換信号に基づき、電磁波の偏波方向に応じた信号
に切り換えて出力する。

【００３３】前記信号合成手段は、例えば、前記増幅手
段から出力される一方の信号の位相を９０度だけ遅らせ
る固定移相器（例えば後述する図４に示す構成を受信用
として再構成した場合の固定移相器１２に対応する構成
要素）と、前記増幅手段から出力される他方の信号と前
記固定移相器からの信号とがそれぞれ与えられた２つの
入力部と２つの出力部とを有し、前記２つの入力部の一
方に与えられた信号の位相が他方側に対して９０度だけ
遅れている場合に前記出力部の一方から前記偏波方向に
応じた信号を出力すると共に、前記２つの入力部の他方
に与えられた信号の位相が一方側に対して９０度だけ遅
れている場合に前記出力部の他方から前記偏波方向に応
じた信号を出力する９０度ハイブリッド（例えば後述す
る図４に示す構成を受信用として再構成した場合の９０
度ハイブリッド１３に対応する構成要素）と、前記９０
度ハイブリッドの各出力部に接続された２つの入力部と
１つの出力部とを有し、偏波方向を切り換えるための切
換信号に基づき前記２つの入力部の何れかに与えられた
信号を前記出力部に切り換えて出力する切換器（例えば
後述する図４に示す構成を受信用として再構成した場合
の切換器４に対応する構成要素）と、を備えて構成され
る。

【００３４】この信号合成手段によれば、増幅手段から
出力される一方の信号の位相は、固定移相器により９０
度だけ遅延されて９０度ハイブリッドに与えられ、増幅
手段から出力される他方の信号は、そのまま９０度ハイ
ブリッドに与えられる。９０度ハイブリッドは、例え
ば、増幅手段から入力する信号の位相が固定移相器から
入力する信号に対して９０度だけ遅れている場合、一方
の出力部から偏波方向に応じた信号を出力する。また、
９０度ハイブリッドは、例えば、固定移相器から入力す
る信号の位相が増幅手段から入力する信号に対して９０
度だけ遅れている場合、他方の出力部から偏波方向に応
じた信号を出力する。切換器は、偏波方向を切り換える
ための切換信号に基づき、電磁波の偏波方向に応じた信
号に切り換えて出力する。

【００３５】結局のところ、増幅手段から固定移相器に
出力される信号に対して、増幅手段から９０度ハイブリ
ッドに出力される信号の位相が１８０度遅れている場合
（逆相の位相関係）、または増幅手段から９０度ハイブ
リッドに出力される信号に対して、増幅手段から固定移
相器に出力される信号の位相が同相の場合（同相の位相
関係）に、受信された電磁波の偏波方向に応じた信号が
得られることとなる。

【００３６】前記電磁波発生手段は、例えば、各電磁波
成分が互いに直交するように配置されて前記信号分岐手
段から出力された各分岐信号に基づき前記各電磁波成分
をそれぞれ発生する複数のプローブ（例えば後述するプ
ローブ８，９またはプローブ８ａ，９ａに相当する構成
要素）を備えて構成される。これらプローブ８，９は、
例えば、各プローブが発生する電磁波成分を合成して得
られる電磁波が水平偏波または垂直偏波となるように所
定の設置角度で配置される。この電磁波発生手段によれ
ば、各プローブは、信号分岐手段から出力された各分岐
信号に励振されて、互いに直交する電磁波成分を発生す
る。

【００３７】前記電磁波発生手段は、例えば、前記複数
のプローブ（例えば後述するプローブ８ａ，９ａに相当
する構成要素）に対向するように配置されてこれら複数
のプローブに対して逆相でそれぞれ励振する複数のプロ
ーブ（例えば後述するプローブ８ｂ，９ｂに相当する構
成要素）をさらに備え、これら各プローブは、電磁波の
出力方向の所定の軸（例えば後述する軸Ｊに相当する要
素）に関して対称に配置されて構成される。この電磁波
発生手段によれば、電磁波の出力方向の所定の軸に関し
て電磁界の分布が対称となり、プローブによる電磁波の
乱れが抑えられる。

【００３８】前記信号誘導手段は、例えば、入力する電
磁波の互いに直交する各電磁波成分に結合するように配
置され、これら各電磁波成分に応じた信号を誘導する複
数のプローブ（例えば後述するプローブ８０，９０に相
当する構成要素）を備えて構成される。この信号誘導手
段によれば、各プローブは、互いに直交する各電磁波成
分を入力して各電磁波成分に応じた信号を誘導する。し
たがって、各電磁波成分からなる電磁波により、互いに
直交する各電磁波成分の信号が誘導される。

【００３９】前記電磁波入出力手段は、例えば、各電磁
波成分が互いに直交するように配置され、前記信号分岐
手段から出力された各分岐信号に基づき前記各電磁波成
分をそれぞれ励振する送信用の複数のプローブ（例えば
後述するプローブ８，９に相当する構成要素）と、入力
する電磁波の互いに直交する各電磁波成分に結合するよ
うに配置され、これら各電磁波成分に応じた信号を誘導
する受信用の複数のプローブ（例えば後述するプローブ
８０，９０に相当する構成要素）と、を備えて構成され
る。この電磁波入出力手段によれば、各プローブは、送
信時に、信号分岐手段から出力された各分岐信号に励振
されて、互いに直交する電磁波成分を発生し、受信時
に、互いに直交する各電磁波成分を入力して各電磁波成
分に応じた信号を誘導する。

【００４０】前記電磁波入出力手段は、例えば、前記送
信用のプローブ（例えば後述するプローブ８，９に相当
する構成要素）と受信用のプローブ（例えば後述するプ
ローブ８０，９０に相当する構成要素）とが、電磁波の
入出力方向の所定の軸（例えば後述する軸Ｊに相当する
要素）に関して対称に配置されて構成される。この電磁
波入出力手段によれば、電磁波の入出力方向の所定の軸
に関して電磁界の分布が対称となり、プローブによる電
磁波の乱れが抑えられる。

【００４１】上述した発明は、例えば以下のように換言
することができる。すなわち、この発明は、例えば導波
管またはパッチアンテナの直交する電磁波成分に各々結
合するプローブと、前記プローブの各々と接続された増
幅器と、前記増幅器に接続された180度ハイブリット
と、前記180度ハイブリットと接続された切換器からな
り、前記180度ハイブリットから前記増幅器を介して前
記プローブに至る伝送路の長さを等しくすることによ
り、前記プローブの位相関係を同相または逆相とするこ
と特徴とする。

【００４２】また、この発明は、例えば導波管またはパ
ッチアンテナの直交する電磁波成分に各々結合するプロ
ーブと、前記プローブの各々と接続された増幅器と、前
記増幅器に接続された90度ハイブリットと、前記90度ハ
イブリットと接続された切換器からなり、固定移相器ま
たは長さの異なる伝送路を用いて前記90度ハイブリット
から前記増幅器を介して前記プローブに至る伝送路の一
方をもう片方よりも90度遅らせることにより、前記プロ
ーブの位相関係を同相または逆相とすること特徴とす
る。さらに、例えば、この発明が適用された送信用と受
信用の２組の装置を用い、送信用と受信用の２組のプロ
ーブを対称な位置に設置するようにしてもよい。

【００４３】以上説明したように、この発明は、切換器
に１８０度ハイブリットを接続し、前記プローブの位相
関係を同相または逆相とすることを主要な特徴のひとつ
としている。ここで、前記１８０度ハイブリットからプ
ローブに至る各分岐信号の伝送路の長さを等しくするこ
とにより、この伝送路の長さに起因して各分岐信号間に
生じる位相のずれを抑制するようにしてもよい。

【００４４】また、この発明は、切換器に９０度ハイブ
リットを接続し、固定移相器または長さの異なる伝送路
を用いて前記９０度ハイブリットから増幅器を介してプ
ローブに至る伝送路の一方をもう片方よりも９０度遅ら
せることにより、前記プローブの位相関係を同相または
逆相とすることを主要な特徴のひとつとしている。ここ
で、前記９０度ハイブリットからプローブに至る各分岐
信号の伝送路の長さを等しくすることにより、この伝送
路の長さに起因して分岐信号間に生じる位相のずれを抑
制するようにしてもよい。なお、この発明では、信号分
岐手段により入力信号を２つの分岐信号に分岐するが、
入力信号から所定の位相関係を有する２つの信号を生成
する概念を含む。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を説明する。なお、各図において、共通す
る要素には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。 ＜実施の形態１＞図１および図２に、この発明の実施の
形態１にかかる直線偏波共用装置であって、送信装置に
適用されるものの構成を示す。図１および図２におい
て、符号６は、信号端子であり、図示しない送信装置か
ら出力される送信信号が与えられる。符号４は、切換器
であり、偏波方向を切り換えるための切換信号Ｋに基づ
き水平偏波と垂直偏波の切り換えを行うためのものであ
る。この切換器４は、固定接点ａ，ｂと、信号端子６に
接続された可動接点ｃとを有し、切換信号Ｋに応じて可
動接点ｃが固定接点ａまたはｂの何れかに接続されるよ
うになっている。

【００４６】符号１１は、１８０度ハイブリッドであ
り、切換器４の固定接点ａ，ｂに現れる信号を入力する
２つの入力部と、互いに同相または逆相の位相関係を有
する２つの信号を出力する２つの出力部を有し、上述の
切換器４と共に、信号端子６に与えられた入力信号を切
換信号Ｋに応じて同相または逆相の２つの信号に分岐す
る信号分岐手段を構成する。符号１０ａ，１０ｂは、増
幅器であり、１８０度ハイブリッド１１から出力される
２つの分岐信号をそれぞれ増幅する増幅手段を構成す
る。

【００４７】この実施の形態１では、１８０度ハイブリ
ッド１１は、切換器４の可動接点ｃが固定接点ａに接続
された場合、増幅器１０ａに出力する信号の位相を、増
幅器１０ｂに出力する信号に対して１８０度だけ遅延さ
せることにより、互いに逆相の位相関係を有する２つの
分岐信号を出力し、また、切換器４の可動接点ｃが固定
接点ｂに接続された場合、互いに同相の位相関係を有す
る２つの分岐信号を出力するようになっている。

【００４８】なお、互いに逆相の２つの分岐信号を得る
ためには、必ずしも増幅器１０ａ側に出力する信号の位
相を遅延させることに限定されず、増幅器１０ｂ側に出
力する信号の位相を遅延させるようにしてもよく、ま
た、必要に応じて位相の遅延量を１８０度の整数倍とし
てもよい。

【００４９】符号８，９は、プローブであり、増幅器１
０ａ，１０ｂからの各信号にそれぞれ励振されて電磁波
を発生するものである。ここで、プローブ８，９は、後
述する一次放射器１をなす円形導波管１Ｂに設置されて
おり、それぞれ円形導波管内を伝搬する電磁波のＴＥ１
１モードのＸ軸から＋４５度（または＋２２５度）傾い
た方向の電磁波成分と−４５度（または−２２５度）傾
いた方向の電磁波成分と結合し、円形導波管の管壁と垂
直をなすように、設置角度θ＝＋４５度および−４５度
でそれぞれ取り付けられている。

【００５０】符号１は、導波管などの一次放射器であ
り、図２に示すように、電磁波の放射方向に開放する円
錐ホーン１Ａと円形導波管１Ｂから構成される。この一
次放射器１として、例えばパッチアンテナを用いること
も可能である。一次放射器１は、上述のプローブ８，９
と共に、増幅器１０ａ，１０ｂにより増幅された各信号
をに基づき電磁波を発生させてこれらを送信波として合
成する電磁波発生手段を構成する。

【００５１】以下、この実施の形態１にかかる直線偏波
共用装置の動作を説明する。まず、水平偏波を発生させ
る場合の動作を説明する。この場合、切換器４の可動接
点ｃは、切換信号Ｋにより固定接点ｂに接続される。こ
の状態で図示しない送信装置から信号端子６に送信信号
が与えられると、この送信信号は入力信号として切換器
４の可動接点ｃおよび固定接点ｂを介して１８０度ハイ
ブリッド１１に与えられる。

【００５２】１８０度ハイブリッド１１は、切換器４の
固定接点ｂ側から入力信号を入力すると、互いに同相の
位相関係を有する２つの分岐信号に分け、増幅器１０
ａ，１０ｂにそれぞれ出力する。増幅器１０ａ，１０ｂ
は、１８０度ハイブリッド１１から同相の分岐信号をそ
れぞれ入力すると、これら分岐信号を所定の送信電力に
まで増幅してプローブ８，９にそれぞれ給電する。プロ
ーブ８，９は、増幅器１０ａ，１０ｂから信号が給電さ
れると、同相で励振されて電磁波を発生する。これらプ
ローブ８，９からそれぞれ発生された電磁波は、一次放
射器１の円形導波管内で合成され、電界方向がＴＥ１１
モードのＸ軸方向となる直線偏波すなわち水平偏波が、
一次放射器１から放射される。

【００５３】ここで、プローブ８，９がそれぞれ発生し
た電磁波を合成して水平偏波を発生させる原理につい
て、図３を参照して説明する。この実施の形態１では、
水平偏波を発生させる場合、プローブ８，９には互いに
同相の信号が給電されるので、プローブ８，９がそれぞ
れ発生する電界の方向は、一方が外向きとなれば他方も
外向きとなり、また一方が内向きとなれば他方も内向き
となる。

【００５４】図３（ａ）は、プローブ８，９が発生する
電界方向が共に外向きの場合の各電界の方向を代表する
ベクトルの関係を示すもので、プローブ８が発生する電
界の方向を表すベクトルＶ８（＋）は、ＴＥ１１モード
のＸ軸の正方向と−１３５度をなし、またプローブ９が
発生する電界の方向を表すベクトルＶ９（＋）は、この
Ｘ軸の正方向と＋１３５度をなし、しかもこれらのベク
トルの大きさは同一である。したがってこの場合、ベク
トルＶ８（＋）とＶ９（＋）とを合成して得られるベク
トルＶＨ（＋）の向きは、ＴＥ１１モードのＸ軸の正方
向と一致する。

【００５５】図３（ｂ）は、プローブ８，９が発生する
電界方向が共に内向きの場合の各電界の方向を代表する
ベクトルの関係を示すもので、プローブ８が発生する電
界の方向を表すベクトルＶ８（−）は、ＴＥ１１モード
のＸ軸の正方向と＋４５度をなし、またプローブ９が発
生する電界の方向を表すベクトルＶ９（−）は、このＸ
軸の正方向と−４５度をなし、しかもこれらのベクトル
の大きさは同一である。したがってこの場合、ベクトル
Ｖ８（−）とＶ９（−）とを合成して得られるベクトル
ＶＨ（−）の向きは、ＴＥ１１モードのＸ軸方向の負方
向と一致する。

【００５６】すなわち、図３（ａ）および（ｂ）に示す
ように、プローブ８，９が同相で励振される場合、これ
らプローブが発生する電磁波を合成して得られる送信波
の電界の方向はＴＥ１１モードのＸ軸方向となり、結果
として水平偏波の送信波が発生する。

【００５７】次に、垂直偏波を発生させる場合の動作を
説明する。この場合、切換器４の可動接点ｃは、切換信
号Ｋにより固定接点ａに接続される。この状態で図示し
ない送信装置から信号端子６に送信信号が与えられる
と、この送信信号は入力信号として切換器４の可動接点
ｃおよび固定接点ａを介して１８０度ハイブリッド１１
に与えられる。

【００５８】１８０度ハイブリッド１１は、切換器４の
固定接点ａ側から入力信号を入力すると、互いに逆相の
位相関係を有する２つの分岐信号に分け、それぞれ増幅
器１０ａ，１０ｂに出力する。増幅器１０ａ，１０ｂ
は、１８０度ハイブリッド１１から逆相の分岐信号をそ
れぞれ入力すると、これら分岐信号を所定の送信電力に
まで増幅してプローブ８，９にそれぞれ給電する。プロ
ーブ８，９は、増幅器１０ａ，１０ｂからの信号が給電
されると、逆相でそれぞれ励振されて電磁波を発生す
る。これらプローブ８，９から発生された電磁波は一次
放射器１の円形導波管内で合成されて、電界方向がＴＥ
１１モードのＹ軸方向の直線偏波すなわち垂直偏波とさ
れ、一次放射器１から放射される。

【００５９】ここで、各プローブ８，９がそれぞれ発生
した電磁波を合成して垂直偏波を発生させる原理につい
て、図４を参照して説明する。この実施の形態１では、
垂直偏波を発生させる場合、プローブ８，９には互いに
逆相の信号が給電されるので、プローブ８，９がそれぞ
れ発生する電界の方向は、一方が外向きであれば他方は
内向きとなる。

【００６０】図４（ａ）は、プローブ８が発生する電界
方向が外向きで、プローブ９が発生する電界方向が内向
きの場合の各電界の方向を代表するベクトルの関係を示
すもので、プローブ８が発生する電界の方向を表すベク
トルＶ８（＋）は、ＴＥ１１モードのＸ軸の正方向と−
１３５度をなし、またプローブ９が発生する電界の方向
を表すベクトルＶ９（−）は、このＸ軸の正方向と−４
５度をなし、しかもこれらのベクトルの大きさは同一で
ある。従ってこの場合、ベクトルＶ８（＋）とＶ９
（−）とを合成して得られるベクトルＶＶ（−）の向き
は、ＴＥ１１モードのＹ軸の負方向と一致する。

【００６１】図３（ｂ）は、プローブ８が発生する電界
方向が内向きで、プローブ９が発生する電界方向が外向
きの場合の各電界の方向を代表するベクトルの関係を示
すもので、プローブ８が発生する電界の方向を表すベク
トルＶ８（−）は、ＴＥ１１モードのＸ軸の正方向と＋
４５度をなし、またプローブ９が発生する電界の方向を
表すベクトルＶ９（＋）は、このＸ軸の正方向と＋１３
５度をなし、しかもこれらのベクトルの大きさは同一で
ある。従ってこの場合、ベクトルＶ８（−）とＶ９
（＋）とを合成して得られるベクトルＶＶ（＋）の向き
は、ＴＥ１１モードのＹ軸の正方向と一致する。

【００６２】すなわち、図４（ａ），（ｂ）に示すよう
に、プローブ８，９が逆相で励振される場合、これらプ
ローブが発生する電磁波を合成して得られる送信波の電
界の方向はＴＥ１１モードのＹ軸に沿って形成され、結
果として垂直偏波の送信波が発生する。

【００６３】以上説明したように、この実施の形態１に
よれば、１８０度ハイブリッド１１により互いに同相ま
たは逆相の信号を生成し、これらの信号を増幅器１０
ａ，１０ｂで増幅して得られる信号に基づいてプローブ
８，９で電磁波を発生させ、一次放射器１の管内でこれ
ら電磁波成分を合成して直線偏波を発生させる。したが
って、増幅器で増幅された信号がプローブを直接的に励
振することとなり、増幅後の送信電力の損失を有効に抑
制できる。また、増幅器１０ａ，１０ｂからの各信号に
基づいて発生された電磁波を合成して直線偏波を得るの
で、利得や出力電力の大きな増幅器を必要とせず、しか
も各増幅器を有効に稼働させることができ、無駄な消費
電力を発生しない。

【００６４】以上、送信装置に適用する場合を例として
実施の形態１を説明したが、図１および図２に示す構成
において増幅器１０ａ，１０ｂの各接続方向を入れ替え
ることにより、受信装置に適用可能なように構成するこ
ともできる。この場合、一次放射器１およびプローブ
８，９は、空中を伝搬する電磁波を入力して互いに直交
する各電磁波成分に応じた信号を誘導する信号誘導手段
として機能し、接続方向が入れ替えられた増幅器１０
ａ，１０ｂは、誘導された各信号を増幅する増幅手段と
して機能し、１８０度ハイブリッド１１および切換器４
は、増幅された各信号を合成する信号合成手段として機
能する。

【００６５】＜実施の形態２＞次に、この発明の実施の
形態２にかかる直線偏波共用装置を説明する。図５およ
び図６に、この実施の形態２にかかる直線偏波共用装置
であって、送信装置に適用されるものの構成を示す。同
図に示すように、この実施の形態２にかかる直線偏波共
用装置は、上述の図１および図２に示す実施の形態１に
かかる装置構成において、１８０度ハイブリッド１１に
代えて９０度ハイブリッド１３を備え、この９０度ハイ
ブリッド１３と増幅器１０ｂとの間に信号位相を９０度
だけ遅延させる固定移相器１２をさらに備えて構成され
る。ここで、９０度ハイブリッド１３は、切換器４の固
定接点ａ，ｂに現れる信号を入力する２つの入力部と、
互いに９０度だけ位相が異なる２つの分岐信号を出力す
る２つの出力部を有し、切換器４および固定移相器１２
と共に信号分岐手段を構成する。即ち、固定移相器１２
と９０度ハイブリット１３とを合わせた部分は、前述の
実施の形態１にかかる１８０度ハイブリット１１と同じ
働きをする。

【００６６】この実施の形態２では、９０度ハイブリッ
ド１３は、切換器４の可動接点ｃが固定接点ａに接続さ
れて９０度ハイブリッドの一方の入力部に信号が入力さ
れた場合、増幅器１０ａに出力する信号に対して、固定
移相器１２に出力する信号の位相を９０度だけ遅延さ
せ、また、切換器４の可動接点ｃが固定接点ｂに接続さ
れて９０度ハイブリッドの他方の入力部に信号が入力さ
れた場合、固定移相器１２に出力する信号に対して、増
幅器１０ａに出力する信号の位相を９０度だけ遅延させ
るように構成される。

【００６７】以下、この実施の形態２にかかる直線偏波
共用装置の動作を説明する。まず、水平偏波を発生させ
る場合の動作を説明する。この場合、切換器４の可動接
点ｃは、切換信号Ｋにより固定接点ｂに接続される。こ
の状態で図示しない送信装置から信号端子６に送信信号
が与えられると、この送信信号は入力信号として切換器
４の可動接点ｃおよび固定接点ｂを介して９０度ハイブ
リッド１３の一方の入力部に与えられる。

【００６８】９０度ハイブリッド１３は、切換器４の固
定接点ｂ側から信号を入力すると、これを分岐し、固定
移相器１２に出力する信号に対して増幅器１０ａに出力
する信号の位相を９０度だけ遅延させて、２つの分岐信
号を出力する。ここで、固定移相器１２に与えられた信
号は、位相が９０度だけ遅延されて増幅器１０ｂに出力
される。この結果、増幅器１０ａに入力される信号と増
幅器１０ｂに入力される信号の位相が同相となる。従っ
てこの場合、プローブ８，９は同相で給電され、一次放
射器１から水平偏波が放射される。

【００６９】次に、垂直偏波を発生させる場合の動作を
説明する。この場合、切換器４の可動接点ｃは、切換信
号により固定接点ａに接続される。この状態で図示しな
い送信装置から信号端子６に送信信号が与えられると、
この送信信号は入力信号として切換器４の可動接点ｃお
よび固定接点ａを介して９０度ハイブリッド１３の他方
の入力部に与えられる。

【００７０】９０度ハイブリッド１３は、切換器４の固
定接点ａ側から信号を入力すると、これを分岐し、増幅
器１０ａに出力する信号に対して固定移相器１２に出力
する信号の位相を９０度だけ遅延させて、２つの分岐信
号を出力する。ここで、固定移相器１２に与えられた信
号は、さらに位相が９０度だけ遅延されて増幅器１０ｂ
に出力される。この結果、増幅器１０ａに入力される信
号に対して、増幅器１０ｂに入力される信号の位相が１
８０度だけ遅れる。従ってこの場合、プローブ８，９は
逆相で給電され、一次放射器１から垂直偏波が放射され
る。

【００７１】以上、送信装置に適用する場合を例として
実施の形態２を説明したが、図５および図６に示す構成
において増幅器１０ａ，１０ｂの各接続方向を入れ替え
ることにより、受信装置に適用可能なように構成するこ
ともできる。この場合、一次放射器１およびプローブ
８，９は、空中を伝搬する電磁波を入力して互いに直交
する各電磁波成分に応じた信号を誘導する信号誘導手段
として機能し、接続方向が入れ替えられた増幅器１０
ａ，１０ｂは、誘導手段により誘導された各信号を増幅
する増幅手段として機能し、固定移相器１２と９０度ハ
イブリッド１３と切換器４は、増幅手段により増幅され
た各信号を合成する信号合成手段として機能する。

【００７２】＜実施の形態３＞次に、この発明の実施の
形態３にかかる直線偏波共用装置を説明する。図７およ
び図８に、この実施の形態３にかかる直線偏波共用装置
の構成を示す。同図に示すように、この装置は、上述の
図５及び図６に示す実施の形態２にかかる構成におい
て、プローブ８に対応するプローブ８ａと、プローブ９
に対応するプローブ９ａと、これらプローブ８ａ，９ａ
にそれぞれ対向するプローブ８ｂ，９ｂが一次放射器１
に設けられ、プローブ８ａとプローブ８ｂとが対をな
し、プローブ９ａとプローブ９ｂとが対をなす。これら
プローブは、一次放射器１の電磁波出力方向の中心軸Ｊ
に関し、円形導波管１Ｂの管内（または円錐ホーン内）
に対称に配置されている。

【００７３】また、増幅器１０ａの出力部には電力分配
器１５ａが設けられ、この電力分配器１５ａの一方の出
力がプローブ８ａに与えられ、他方の出力が１８０度の
位相遅延を生じる固定移相器１４ａ（または信号波長の
１／４の長さの伝送路）を介してプローブ８ｂに与えら
れる。増幅器１０ｂの出力部には電力分配器１５ｂが設
けられ、この電力分配器１５ｂの一方の出力がプローブ
８ｂに与えられ、他方の出力が１８０度の位相遅延を生
じる固定移相器１４ｂ（または信号波長の１／４の長さ
の伝送路）を介してプローブ９ｂに与えられる。ここ
で、固定移相器１２と９０度ハイブリット１３とを合わ
せた部分は、前述の実施の形態１にかかる１８０度ハイ
ブリット１１と同じ働きをする。

【００７４】以下、この実施の形態３にかかる直線偏波
共用装置の動作を説明する。この装置は、信号端子６か
ら増幅器１０ａ，１０ｂに到る系については、上述の実
施の形態２と同様に動作する。また、電力分配器１５
ａ，１５ｂを介して増幅器１０ａ，１０ｂにより給電さ
れるプローブ８ａ，８ｂについても、上述の実施の形態
２にかかるプローブ８，９と同様に動作する。

【００７５】この実施の形態３によれば、増幅器１０
ａ，１０ｂの出力が電力分配器１５ａ，１５ｂでそれぞ
れ分けられた後、固定移相器１４ａ、１４ｂによって位
相が１８０度だけ遅延されてプローブ８ｂ，９ｂにそれ
ぞれ給電される。この結果、プローブ８ｂ，９ｂは、プ
ローブ８ａ，９ａに対して逆相で励振される。したがっ
て、例えばプローブ８ａが発生する電界の方向が外向き
の場合、プローブ８ｂが発生する電界の方向は内向きと
なる。ここで、プローブ８ａとプローブ８ｂは対向配置
されているので、これらプローブ８ａ，８ｂが発生する
各電界の方向は一致する。同様のことが、プローブ９
ａ，９ｂが発生する電界についても言える。

【００７６】このように、この実施の形態３では、一次
放射器１の管内に対称をなすように配置された４個のプ
ローブのうち、互いに対向して対をなすプローブが発生
する電界の向きが一致するようになっている。これによ
り、プローブが導波管内に励振する電磁界分布の対称性
が良くなり、プローブが導波管内に挿入されたことに起
因する励振電磁界分布の乱れを小さく抑えることが可能
となる。

【００７７】以上、送信装置に適用する場合を例として
実施の形態３を説明したが、図７および図８に示す構成
において、増幅器１０ａ，１０ｂの各接続方向を入れ替
ると共に、電力分配器１５ａ、１５ｂに代え、対をなす
各プローブに誘導された信号電力を合成する電力合成器
を採用することにより、受信装置に適用可能なように構
成することもできる。この場合、一次放射器１とプロー
ブ８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂと上述の電力合成器は信号誘
導手段として機能し、接続方向が入れ替えられた増幅器
１０ａ，１０ｂは増幅手段として機能し、固定移相器１
２と９０度ハイブリッド１３と切換器４は信号合成手段
として機能する。

【００７８】＜実施の形態４＞次に、この発明の実施の
形態４にかかる直線偏波共用装置を説明する。図９およ
び図１０に、この実施の形態３にかかる直線偏波共用装
置の構成を示す。この装置は、送信装置および受信装置
に適用可能なように構成されたものであり、同図に示す
ように、上述の図１及び図２に示す実施の形態１にかか
る構成に加えて、電磁波を受信するためのプローブ８
０，９０と、受信信号を増幅するための増幅器１００
ａ，１００ｂと、増幅された各信号を合成するための１
８０度ハイブリッド１１０と、切換器４０とをさらに備
えて構成され、一次放射器１とプローブ８，９，８０，
９０は電磁波入出力手段を構成する。

【００７９】以下、この実施の形態４にかかる直線偏波
共用装置の動作について、受信動作に着目して説明す
る。まず、水平偏波の電磁波を受信する場合、切換器４
０の可動接点ｃを固定接点ｂに接続する。この状態で、
空中を伝搬する電磁波が一次放射器１に入力されると、
プローブ８は、前述の図３に示す電界ベクトルＶ８
（＋），Ｖ８（−）に対応する電界成分を有する電磁波
成分に応答して信号を誘導する。一方、プローブ９は、
前述の図３に示す電界ベクトルＶ９（＋），Ｖ９（−）
に対応する電界成分を有する電磁波成分に応答して信号
を誘導する。

【００８０】増幅器１００ａ，１００ｂは、プローブ８
０，９０にそれぞれ誘導された信号を増幅して１８０度
ハイブリッド１１０に与える。１８０度ハイブリッド１
１０は、増幅器１００ａ，１００ｂからの各信号を、図
３に示す電界ベクトルＶＨ（＋），（−）を有する電磁
波から得られるべき信号として合成し、これを切換器４
０の固定端子ｂに与える。切換器４０では、固定接点ｂ
は可動接点ｃに接続された状態となっているので、１８
０度ハイブリッド１１０からの信号は切換器４０を介し
て信号端子６０に与えられ、図示しない受信装置に出力
される。

【００８１】次に、垂直偏波の電磁波を受信する場合、
切換器４０の可動接点ｃを固定接点ａに接続する。この
状態で、空中を伝搬する電磁波が一次放射器１に入力さ
れると、プローブ８は、前述の図４に示す電界ベクトル
Ｖ８（＋），Ｖ８（−）に対応する電界成分を有する電
磁波成分に応答して信号を誘導する。また、プローブ９
は、前述の図４に示す電界ベクトルＶ９（＋），Ｖ９
（−）に対応する電界成分を有する電磁波成分に応答し
て信号を誘導する。

【００８２】増幅器１００ａ，１００ｂは、プローブ８
０，９０に誘導された信号を増幅して１８０度ハイブリ
ッド１１０に与える。１８０度ハイブリッド１１０は、
増幅された各信号を、図４に示す電界ベクトルＶＶ
（＋），（−）を有する電磁波から得られるべき信号と
して合成し、これを切換器４０の固定端子ａに与える。
切換器４０では、固定接点ａは可動接点ｃに接続された
状態となっているので、１８０度ハイブリッド１１０か
らの信号は切換器４０を介して信号端子６０に与えら
れ、図示しない受信装置に出力される。

【００８３】この実施の形態４によれば、上述の実施の
形態３と同様に、４個のプローブが中心軸Ｊに関して対
称に一次放射器１の管内に配置されるので、管内の電磁
界分布の対称性が良くなり、プローブが導波管内に挿入
されたことに起因する（またはプローブがパッチに取付
けられたことに起因する）励振電磁界分布の乱れを小さ
く抑えることが可能となる。

【００８４】以上説明したように、上述した各実施の形
態によれば、切換器とプローブとの間に増幅器が配置さ
れ、増幅器の出力部にプローブが直接的に接続されてい
るので、送信電力の損失または受信信号の特性劣化が小
さく抑えられる。しかも、常に両方の増幅器を用いて直
交する２つの直線偏波を発生させるので、２台の増幅器
は常に有効な動作状態にあり、無駄な電力消費が発生し
ないという利点を有している。

【００８５】また、常時、両方の増幅器を用いて信号増
幅を行うことから、プローブおよび増幅器１個あたりの
負荷が軽減されるという利点を有している。つまり、一
般に、増幅器の出力電力を大きくしようとすると、出力
電力の増加率よりもコストの上昇率が大きくなる。これ
に対し、上述のこの発明の各実施の形態にかかる装置に
よれば、プローブ１個あたりに要求される耐電力や、増
幅器１個あたりに要求される出力電力および利得が半分
で足りる。したがって、この実施の形態の装置によれ
ば、小さな出力電力の２台の増幅器を採用することによ
り、コストの上昇を有効に抑えて出力電力の大きな送信
波を得ることができる。さらに、増幅器の送信電力の損
失が低く抑えられるので、従来装置よりも特性の良い増
幅器やプローブ、或いは安価な増幅器やプローブを利用
することが可能になると同時に、より高い利得を得るこ
とも可能となる。

【００８６】以上、この発明の一実施の形態を説明した
が、この発明は、この実施形態に限られるものではな
く、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があ
っても本発明に含まれる。例えば、上述の実施の形態で
は、水平偏波と垂直偏波の送受信に適用可能なように装
置を構成したが、例えば各プローブの取り付け角度や、
ハイブリッドでの信号位相の遅延量を適宜設定すること
により、他の偏波方向を有する電磁波の送受信に適用可
能なように構成することができる。

【００８７】また、切換器４，４０は、機械的に構成さ
れたものであってもよく、また電子的に構成されたもの
であってもよい。電子的な切換器を用いることにより、
装置の重量やサイズ、或いはコストなどを一層小さく抑
えることができる。さらに、上述の各実施の形態では、
２つの入力部と２つの出力部を有するハイブリッドを採
用して装置を構成したが、各ハイブリッドの仕様につい
ては、設計仕様に応じて適宜選択すればよい。また、ハ
イブリッドに限定されず、必要な位相関係を有する信号
が生成可能であれば、ハイブリッドや切換器などを他の
要素に置換することにより、信号分岐手段や信号合成手
段を構成してもよい。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、以下の主要な効果として、以下の効果を得ることが
できる。すなわち、入力信号を分岐し、設定された偏波
方向に応じて同相または逆相の何れかの位相関係を有す
る２つの分岐信号を生成し、各分岐信号を増幅し、増幅
された各分岐信号に基づき電磁波をそれぞれ発生させ、
これら電磁波を合成するようにしたので、送信電力の損
失を抑制し、無駄な電力の消費を抑えることができ、低
コストで実現可能な送信用の直線偏波共用装置を得るこ
とができる。

【００８９】また、空中を伝搬する電磁波を入力し、互
いに直交する各電磁波成分に応じた信号を誘導し、誘導
された各信号を増幅し、増幅された各信号を合成するよ
うにしたので、受信信号の特性劣化を抑制し、無駄な電
力の消費を抑えることができ、低コストで実現可能な受
信用の直線偏波共用装置を得ることができる。

【００９０】さらに、入力信号を分岐し、設定された偏
波方向に応じて同相または逆相の何れかの位相関係を有
する２つの分岐信号を生成し、各分岐信号を増幅し、増
幅された各分岐信号に基づき電磁波をそれぞれ発生さ
せ、これら電磁波を合成し、また、空中を伝搬する電磁
波を入力し、互いに直交する各電磁波成分に応じた信号
を誘導し、誘導された各信号を増幅し、増幅された各信
号を合成するようにしたので、送信電力の損失や受信信
号の特性劣化を抑制し、無駄な電力の消費を抑えること
ができ、低コストで実現可能な送受信用の直線偏波共用
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１にかかる直線偏波共
用装置の構成を示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態１にかかる直線偏波共
用装置の詳細構成を示す図である。

【図３】 この発明の実施の形態１にかかる直線偏波共
用装置の動作（水平偏波）の原理を説明するための図で
ある。

【図４】 この発明の実施の形態１にかかる直線偏波共
用装置の動作（垂直偏波）の原理を説明するための図で
ある。

【図５】 この発明の実施の形態２にかかる直線偏波共
用装置の構成を示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態２にかかる直線偏波共
用装置の詳細構成を示す図である。

【図７】 この発明の実施の形態３にかかる直線偏波共
用装置の構成を示す図である。

【図８】 この発明の実施の形態３にかかる直線偏波共
用装置の詳細構成を示す図である。

【図９】 この発明の実施の形態４にかかる直線偏波共
用装置の構成を示す図である。

【図１０】 この発明の実施の形態４にかかる直線偏波
共用装置の詳細構成を示す図である。

【図１１】 従来技術にかかる直線偏波共用装置の構成
例を示す図である。

【符号の説明】

１：一次放射器 １Ａ：円錐ホーン １Ｂ：円形導波管 ４，４０：切換器 ６：信号端子（入力用） ８，８ａ，８ｂ，８０，９，９ａ，９ｂ，９０：プロー
ブ １０ａ，１０ｂ，１００ａ，１００ｂ：増幅器 １１：１８０度ハイブリッド １２：固定移相器（９０度） １３：９０度ハイブリッド １４ａ１４ｂ：固定移相器（１８０度） １５ａ，１５ｂ：電力分配器 ６０：信号端子（出力用） Ｋ：切換信号 Ｖ８（＋），Ｖ８（−），Ｖ９（＋），Ｖ９（−），Ｖ
Ｈ（＋），ＶＨ（−），ＶＶ（＋），ＶＶ（−）：電界
の方向を表すベクトル

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を分岐し、設定された偏波方向
   に応じて同相または逆相の何れかの位相関係を有する２
   つの分岐信号を得る信号分岐手段と、 前記信号分岐手段により得られた各分岐信号を増幅する
   増幅手段と、 前記増幅手段により増幅された各分岐信号に基づき電磁
   波をそれぞれ発生させ、これら電磁波を合成して前記偏
   波方向に偏波された電磁波を出力する電磁波発生手段
   と、 を備えたことを特徴とする直線偏波共用装置。
2. 【請求項２】 空中を伝搬する電磁波を入力し、互いに
   直交する各電磁波成分に応じた信号を誘導する信号誘導
   手段と、 前記信号誘導手段に誘導された各信号を増幅する増幅手
   段と、 前記増幅手段に増幅された各信号を合成し、前記電磁波
   に応じた信号を得る信号合成手段と、 を備えたことを特徴とする直線偏波共用装置。
3. 【請求項３】 入力信号を分岐し、設定された偏波方向
   に応じて同相または逆相の何れかの位相関係を有する２
   つの分岐信号を得る信号分岐手段と、 前記信号分岐手段により得られた各分岐信号を増幅する
   第１の増幅手段と、 前記第１の増幅手段により増幅された各分岐信号に基づ
   き電磁波をそれぞれ発生させ、これら電磁波を合成して
   前記偏波方向に偏波された電磁波を出力すると共に、空
   中を伝搬する電磁波を入力し、互いに直交する各電磁波
   成分に応じた信号を誘導する電磁波入出力手段と、 前記電磁波入出力手段に誘導された各信号を増幅する第
   ２の増幅手段と、 前記第２の増幅手段に増幅された各信号を合成し、前記
   電磁波入出力手段に入力された電磁波に応じた信号を得
   る信号合成手段と、 を備えたことを特徴とする直線偏波共用装置。
4. 【請求項４】 前記信号分岐手段は、 前記入力信号が与えられた入力部と２つの出力部とを有
   し、前記偏波方向を切り換えるための切換信号に基づき
   前記入力信号を前記出力部の何れかに切り換えて出力す
   る切換器と、 前記切換器の出力部にそれぞれ接続された２つの入力部
   を有し、これら入力部の一方に前記入力信号が与えられ
   た場合に前記２つの分岐信号として同相の位相関係を有
   する信号を出力すると共に、これら入力部の他方に前記
   入力信号が与えられた場合に前記２つの分岐信号として
   逆相の位相関係を有する信号を出力する１８０度ハイブ
   リッドと、 を備えたことを特徴とする請求項１または３の何れかに
   記載された直線偏波共用装置。
5. 【請求項５】 前記信号分岐手段は、 前記入力信号が与えられた入力部と２つの出力部を有
   し、前記偏波方向を切り換えるための切換信号に基づき
   前記入力信号を前記出力部の何れかに切り換えて出力す
   る切換器と、 前記切換器の出力部にそれぞれ接続された２つの入力部
   を有し、これら入力部の一方に前記入力信号が与えられ
   た場合に前記２つの分岐信号の一方の位相を他方側に対
   して９０度だけ遅らせると共に、これら入力部の他方に
   前記入力信号が与えられた場合に前記２つの分岐信号の
   他方の位相を一方側に対して９０度だけ遅らせる９０度
   ハイブリッドと、 前記９０度ハイブリッドから出力される一方の分岐信号
   の位相を９０度だけ遅らせる固定移相器と、 を備えたことを特徴とする請求項１または３の何れかに
   記載された直線偏波共用装置。
6. 【請求項６】 前記信号合成手段は、 前記増幅手段からの各信号が与えられた２つの入力部と
   ２つの出力部とを有し、前記増幅手段からの各信号が同
   相の位相関係を有する場合に前記出力部の一方から前記
   偏波方向に応じた信号を出力すると共に、前記増幅手段
   からの各信号が逆相の位相関係を有する場合に前記出力
   部の他方から前記偏波方向に応じた信号を出力する１８
   ０度ハイブリッドと、 前記１８０度ハイブリッドの各出力部に接続された２つ
   の入力部と１つの出力部とを有し、偏波方向を切り換え
   るための切換信号に基づき前記２つの入力部の何れかに
   与えられた信号を前記出力部に切り換えて出力する切換
   器と、 を備えたことを特徴とする請求項２または３の何れかに
   記載された直線偏波共用装置。
7. 【請求項７】 前記信号合成手段は、 前記増幅手段から出力される一方の信号の位相を９０度
   だけ遅らせる固定移相器と、 前記増幅手段から出力される他方の信号と前記固定移相
   器からの信号とがそれぞれ与えられた２つの入力部と２
   つの出力部とを有し、前記２つの入力部の一方に与えら
   れた信号の位相が他方側に対して９０度だけ遅れている
   場合に前記出力部の一方から前記偏波方向に応じた信号
   を出力すると共に、前記２つの入力部の他方に与えられ
   た信号の位相が一方側に対して９０度だけ遅れている場
   合に前記出力部の他方から前記偏波方向に応じた信号を
   出力する９０度ハイブリッドと、 前記９０度ハイブリッドの各出力部に接続された２つの
   入力部と１つの出力部とを有し、偏波方向を切り換える
   ための切換信号に基づき前記２つの入力部の何れかに与
   えられた信号を前記出力部に切り換えて出力する切換器
   と、 を備えたことを特徴とする請求項２または３の何れかに
   記載された直線偏波共用装置。
8. 【請求項８】 前記電磁波発生手段は、 各電磁波成分が互いに直交するように配置されて前記信
   号分岐手段から出力された各分岐信号に基づき前記各電
   磁波成分をそれぞれ発生する複数のプローブを備えたこ
   とを特徴とする請求項１に記載された直線偏波共用装
   置。
9. 【請求項９】 前記電磁波発生手段は、 前記複数のプローブに対向するように配置されてこれら
   複数のプローブに対して逆相でそれぞれ励振する複数の
   プローブをさらに備え、これら各プローブは、電磁波の
   出力方向の所定の軸に関して対称に配置されたことを特
   徴とする請求項８に記載された直線偏波共用装置。
10. 【請求項１０】 前記信号誘導手段は、 入力する電磁波の互いに直交する各電磁波成分に結合す
    るように配置され、これら各電磁波成分に応じた信号を
    誘導する複数のプローブを備えたことを特徴とする請求
    項２に記載された直線偏波共用装置。
11. 【請求項１１】 前記電磁波入出力手段は、 各電磁波成分が互いに直交するように配置され、前記信
    号分岐手段から出力された各分岐信号に基づき前記各電
    磁波成分をそれぞれ励振する送信用の複数のプローブ
    と、 入力する電磁波の互いに直交する各電磁波成分に結合す
    るように配置され、これら各電磁波成分に応じた信号を
    誘導する受信用の複数のプローブと、 を備えたことを特徴とする請求項３に記載された直線偏
    波共用装置。
12. 【請求項１２】 前記電磁波入出力手段は、 前記送信用のプローブと受信用のプローブとが、電磁波
    の入出力方向の所定の軸に関して対称に配置されたこと
    を特徴とする請求項１１に記載された直線偏波共用装
    置。