JPH0140521B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0140521B2 JPH0140521B2 JP58135341A JP13534183A JPH0140521B2 JP H0140521 B2 JPH0140521 B2 JP H0140521B2 JP 58135341 A JP58135341 A JP 58135341A JP 13534183 A JP13534183 A JP 13534183A JP H0140521 B2 JPH0140521 B2 JP H0140521B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- retardation plate
- waveguide
- rectangular waveguide
- circular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/165—Auxiliary devices for rotating the plane of polarisation
- H01P1/17—Auxiliary devices for rotating the plane of polarisation for producing a continuously rotating polarisation, e.g. circular polarisation
- H01P1/172—Auxiliary devices for rotating the plane of polarisation for producing a continuously rotating polarisation, e.g. circular polarisation using a dielectric element
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は導波管を使用した直線偏波・円偏波変
換器に関するものである。
換器に関するものである。
マイクロ波帯以上の周波数の電磁波を扱う分野
に於いて、直線偏波と円偏波との間の変換を行う
のに、従来は円形又は方形導波管の中に約λ／４
（λは管内波長）の長さの誘電体又は導体の位相
差板を設ける方式を採用していた。
に於いて、直線偏波と円偏波との間の変換を行う
のに、従来は円形又は方形導波管の中に約λ／４
（λは管内波長）の長さの誘電体又は導体の位相
差板を設ける方式を採用していた。
この従来の方式では、直線偏波を円偏波に変換
する際、右旋円偏波又は左旋円偏波の一方しか得
られず、また円偏波特性が良好であるとされてい
る楕円偏波率が2.0dB以下の周波数帯域は比帯域
にして１〜２％程度と極めて狭い。
する際、右旋円偏波又は左旋円偏波の一方しか得
られず、また円偏波特性が良好であるとされてい
る楕円偏波率が2.0dB以下の周波数帯域は比帯域
にして１〜２％程度と極めて狭い。
本発明の目的は、上記に鑑み、直線偏波・右旋
円偏波変換及び直線偏波・左旋偏波変換の双方が
可能で、かつその周波数帯域が広い直線偏波・円
偏波変換器を簡単な構造で実現することにある。
円偏波変換及び直線偏波・左旋偏波変換の双方が
可能で、かつその周波数帯域が広い直線偏波・円
偏波変換器を簡単な構造で実現することにある。
以下図面により本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の実施例の構造を示す断面斜視
図（水平に切断し、上半分を除いて示した斜視
図）、第２図は位相差板の正面図、第３図Ａ〜Ｃ
は作用説明図、第４図は実測データの１例を示す
グラフである。
図（水平に切断し、上半分を除いて示した斜視
図）、第２図は位相差板の正面図、第３図Ａ〜Ｃ
は作用説明図、第４図は実測データの１例を示す
グラフである。
第１図〜第３図Ａ〜Ｃに於いて、１は矩形導波
管、２は円形導波管、３は偏向体、４は位相差
板、５，６及び７は他の導波管との連結体であ
る。
管、２は円形導波管、３は偏向体、４は位相差
板、５，６及び７は他の導波管との連結体であ
る。
矩形導波管１の軸１１をＸ軸とし、円形導波管
２は矩形導波管１の第１の幅広面に直交して開口
分岐している。Ｘ軸に直交する円形導波管２の軸
２１をＹ軸とする。
２は矩形導波管１の第１の幅広面に直交して開口
分岐している。Ｘ軸に直交する円形導波管２の軸
２１をＹ軸とする。
偏向体３は導体で形成した三角柱体であり、三
角柱の１つの面は矩形導波管１の第２の幅広面で
円形導波管２の分岐開口部２２に対向する個所に
導体接触し、三角柱の他の２面（以下それぞれ傾
斜面という）３１，３２はＺ軸（Ｘ軸およびＹ軸
の双方に直交する）に平行であり、且つＸ軸およ
びＹ軸の双方に斜めに対向しているので、傾斜面
３１は矩形導波管１の開口部１３と円形導波管２
の開口部２３とに斜めに対向し、また傾斜面３２
は矩形導波管１の他の開口部１４と円形導波管２
の開口部２３とに斜めに対向し、さらに両傾斜面
３１，３２が作る稜３３はＺ軸に平行であるとと
もにＹ軸の軸心に指向し、さらに三角柱の高さは
矩形導波管１の幅広面（長さ）に等しく設定され
ているので、偏向体３は両傾斜面３１，３２以外
の面は矩形導波管１の内壁４面のうち第１の幅広
面以外の３面に導通している。
角柱の１つの面は矩形導波管１の第２の幅広面で
円形導波管２の分岐開口部２２に対向する個所に
導体接触し、三角柱の他の２面（以下それぞれ傾
斜面という）３１，３２はＺ軸（Ｘ軸およびＹ軸
の双方に直交する）に平行であり、且つＸ軸およ
びＹ軸の双方に斜めに対向しているので、傾斜面
３１は矩形導波管１の開口部１３と円形導波管２
の開口部２３とに斜めに対向し、また傾斜面３２
は矩形導波管１の他の開口部１４と円形導波管２
の開口部２３とに斜めに対向し、さらに両傾斜面
３１，３２が作る稜３３はＺ軸に平行であるとと
もにＹ軸の軸心に指向し、さらに三角柱の高さは
矩形導波管１の幅広面（長さ）に等しく設定され
ているので、偏向体３は両傾斜面３１，３２以外
の面は矩形導波管１の内壁４面のうち第１の幅広
面以外の３面に導通している。
円形導波管２の内部には、分岐開口部２２から
軸２１に沿つてＹ−Ｚ面内に存在してその底辺が
円形導波管２の底部に導電接触した導体からなる
位相差板４が固設されている。また、この位相差
板４は、その長い方の側端４２が偏向体３の稜３
３に対向している。この場合において、側端４２
が偏向体３の稜３３と導体接続して偏向体３と位
相差板４とを一体的に形成してもよい。位相差板
４が偏向体３に導体接触しているときでもまたは
導体接触していないときでも、どちらのときも位
相差板４の長い方の側端４２の上下（Ｚ軸）方向
の両端またはそのごく近傍の個所は円形導波管２
の内壁の上下に、その側端４２がＹ−Ｚ面内に在
つて円形導波管２の直径となる形で導通接続して
いる。さらに位相差板４は第２図に示すように、
その上辺４１の高さが偏向体３の側から開方端２
３に向つて緩いカーブを描いて漸減しながらその
上辺４１の形状が鋸歯形状に形成されており、偏
向体３の側い長い側端４２は約0.7λM（λMは所要帯
域の中間の電磁波の管内波長）、開方端２３の側
の短い側端４３は約0.1λM、上辺４１の隣接くび
れ間隔（鋸歯の１つ）は0.1λMまたはこれより10
％程度の変動値の範囲内の長さにそれぞれ設定さ
れている。ここで、長い方の側端４２の長さを約
0.7λMとしたのは、円形導波管の直径は0.7λM程度
のものを使用することがこのような場合の通例で
あることによるものであつて、この意味は、位相
差板４の長い側端４２が偏向体３の稜３３のごく
近傍の個所で円形導波管２に導通していることを
保障するためである。
軸２１に沿つてＹ−Ｚ面内に存在してその底辺が
円形導波管２の底部に導電接触した導体からなる
位相差板４が固設されている。また、この位相差
板４は、その長い方の側端４２が偏向体３の稜３
３に対向している。この場合において、側端４２
が偏向体３の稜３３と導体接続して偏向体３と位
相差板４とを一体的に形成してもよい。位相差板
４が偏向体３に導体接触しているときでもまたは
導体接触していないときでも、どちらのときも位
相差板４の長い方の側端４２の上下（Ｚ軸）方向
の両端またはそのごく近傍の個所は円形導波管２
の内壁の上下に、その側端４２がＹ−Ｚ面内に在
つて円形導波管２の直径となる形で導通接続して
いる。さらに位相差板４は第２図に示すように、
その上辺４１の高さが偏向体３の側から開方端２
３に向つて緩いカーブを描いて漸減しながらその
上辺４１の形状が鋸歯形状に形成されており、偏
向体３の側い長い側端４２は約0.7λM（λMは所要帯
域の中間の電磁波の管内波長）、開方端２３の側
の短い側端４３は約0.1λM、上辺４１の隣接くび
れ間隔（鋸歯の１つ）は0.1λMまたはこれより10
％程度の変動値の範囲内の長さにそれぞれ設定さ
れている。ここで、長い方の側端４２の長さを約
0.7λMとしたのは、円形導波管の直径は0.7λM程度
のものを使用することがこのような場合の通例で
あることによるものであつて、この意味は、位相
差板４の長い側端４２が偏向体３の稜３３のごく
近傍の個所で円形導波管２に導通していることを
保障するためである。
次に例として、直線偏波の電磁波を矩形導波管
１の開口部１３，１４に入力し、円形導波管２の
開口部２３から円偏波の電磁波を出力する場合の
作用を説明する。また、第３図Ｂ，Ｃは円形導波
管２の開口部２３から位相差板４を見る方向で描
いてある。
１の開口部１３，１４に入力し、円形導波管２の
開口部２３から円偏波の電磁波を出力する場合の
作用を説明する。また、第３図Ｂ，Ｃは円形導波
管２の開口部２３から位相差板４を見る方向で描
いてある。
矩形導波管１の一方の開口部１３から直線偏波
の電磁波が入力すると、この電磁波は偏向体３の
傾斜面３１で進行方向が円形導波管２の軸２１の
方向に向き、第３図Ｂ中にａで示す如く位相差板
４の側端４２近傍で偏波面が位相差板４の板面に
対して右回り方向に45度傾き、位相差板４の板面
に平行な成分（以下、平行成分という。）ｂと位
相差板４の板面に直交する成分（以下、直交成分
という。）ｃに分解される。上記直交成分ｃはそ
のまま円形導波管２の開口部２３に向つて進行す
るが、平行成分ｂは位相差板４に沿つて開口部２
３に向つて進行する間に管内波長の変化によつて
位相がπ／２遅れ、相互の間にπ／２の位相差が
生じた平行成分ｂと直交成分ｃとの合成により右
旋円偏波面を有する電磁波が形成され、開口部２
３に出力される。
の電磁波が入力すると、この電磁波は偏向体３の
傾斜面３１で進行方向が円形導波管２の軸２１の
方向に向き、第３図Ｂ中にａで示す如く位相差板
４の側端４２近傍で偏波面が位相差板４の板面に
対して右回り方向に45度傾き、位相差板４の板面
に平行な成分（以下、平行成分という。）ｂと位
相差板４の板面に直交する成分（以下、直交成分
という。）ｃに分解される。上記直交成分ｃはそ
のまま円形導波管２の開口部２３に向つて進行す
るが、平行成分ｂは位相差板４に沿つて開口部２
３に向つて進行する間に管内波長の変化によつて
位相がπ／２遅れ、相互の間にπ／２の位相差が
生じた平行成分ｂと直交成分ｃとの合成により右
旋円偏波面を有する電磁波が形成され、開口部２
３に出力される。
また、矩形導波管１の他方の開口部１４から直
線偏波の電磁波が入力すると、偏向体３の傾斜面
３２で進行方向が円形導波管２の軸２１の方向に
向き、第３図Ｃ中にｄで示す如く位相差板４の側
端４２近傍で偏波面が位相差板４の板面に対して
左回り方向に45度傾き、平行成分ｅと直交成分ｆ
とに分解される。平行成分ｅと直交成分ｆとが円
形導波管２の開口部２３に向つて進行する間に、
それら相互間にπ／２の位相差が生ずるが、第３
図ｃのｄで示す45度の傾きはａで示す45度の傾き
に対して90度異つているので、平行成分ｅと直交
成分ｆとでできる円偏波電磁波は開口部１３から
直線偏波の電磁波を入力した場合と逆方向に旋回
する左旋円偏波面の電磁波となる。
線偏波の電磁波が入力すると、偏向体３の傾斜面
３２で進行方向が円形導波管２の軸２１の方向に
向き、第３図Ｃ中にｄで示す如く位相差板４の側
端４２近傍で偏波面が位相差板４の板面に対して
左回り方向に45度傾き、平行成分ｅと直交成分ｆ
とに分解される。平行成分ｅと直交成分ｆとが円
形導波管２の開口部２３に向つて進行する間に、
それら相互間にπ／２の位相差が生ずるが、第３
図ｃのｄで示す45度の傾きはａで示す45度の傾き
に対して90度異つているので、平行成分ｅと直交
成分ｆとでできる円偏波電磁波は開口部１３から
直線偏波の電磁波を入力した場合と逆方向に旋回
する左旋円偏波面の電磁波となる。
以上のようにして矩形導波管１の一方の開口部
１３から入力した直線偏波電磁波は右旋円偏波電
磁波に変換されて円形導波管２の開口部２３に出
力され、矩形導波管１の他方の開口部１４から入
力した直線偏波電磁波は左旋円偏波電磁波に変換
されて同じ開口部２３に出力される。
１３から入力した直線偏波電磁波は右旋円偏波電
磁波に変換されて円形導波管２の開口部２３に出
力され、矩形導波管１の他方の開口部１４から入
力した直線偏波電磁波は左旋円偏波電磁波に変換
されて同じ開口部２３に出力される。
すなわち、電磁波の偏波面を直接偏波から左右
両方向に旋回する円偏波に変換が可能な直線偏
波・円偏波変換器が得られる。
両方向に旋回する円偏波に変換が可能な直線偏
波・円偏波変換器が得られる。
上記構成に於いて、位相差板４の板面に平行に
進む電磁波の前記平行成分ｂ又はｅは側端４２か
ら側端４３の方向に進行する。位相差板４は上辺
４１に多数の鋸歯を有しており、円形導波管２の
内壁と位相差板４の上辺４１との間の間隔（この
間隔が導波管内の管内波長の変化に寄与する。）
は位相差板４の長手方向の距離によつて異ること
となる。すなわち、上記上辺４１の形状が鋸歯状
に漸増する形状をなしているために、π／２の位
相差に相当する管内波長の変化が広い範囲の周波
数にわたるため、矩波等波管１及び円形導波管２
の寸法等によつて決まる周波数の範囲内に於いて
広い範囲で直線偏波・円偏波の変換が可能であ
る。
進む電磁波の前記平行成分ｂ又はｅは側端４２か
ら側端４３の方向に進行する。位相差板４は上辺
４１に多数の鋸歯を有しており、円形導波管２の
内壁と位相差板４の上辺４１との間の間隔（この
間隔が導波管内の管内波長の変化に寄与する。）
は位相差板４の長手方向の距離によつて異ること
となる。すなわち、上記上辺４１の形状が鋸歯状
に漸増する形状をなしているために、π／２の位
相差に相当する管内波長の変化が広い範囲の周波
数にわたるため、矩波等波管１及び円形導波管２
の寸法等によつて決まる周波数の範囲内に於いて
広い範囲で直線偏波・円偏波の変換が可能であ
る。
第４図は、実施例に係る直線偏波、円偏波変換
器の円偏波特性を示したものである。この第４図
で明らかなように、良好とされる2dB以下の楕円
偏波率の範囲は周波数8.56Hzを中心に約±0.5GHz
（8GHz〜9GHz）の範囲にわたつており、この範
囲は比帯域にして±5.8％に相当し、従来の１〜
２％に比べて著しい改善が認められる。
器の円偏波特性を示したものである。この第４図
で明らかなように、良好とされる2dB以下の楕円
偏波率の範囲は周波数8.56Hzを中心に約±0.5GHz
（8GHz〜9GHz）の範囲にわたつており、この範
囲は比帯域にして±5.8％に相当し、従来の１〜
２％に比べて著しい改善が認められる。
以上の説明は直線偏波を円偏波に変換する作用
について述べたものであるが、本実施例に係る直
線偏波・円偏波変換器は可逆特性を有しており、
実施例の構造のままで電磁波を円偏波から直線偏
波に変換することも可能である。
について述べたものであるが、本実施例に係る直
線偏波・円偏波変換器は可逆特性を有しており、
実施例の構造のままで電磁波を円偏波から直線偏
波に変換することも可能である。
すなわち、円形導波管２の開口部２３から円偏
波面を有する電磁波が入力すると、円偏波面が右
旋回である場合には矩形導波管１の開口部１３側
から直線偏波に変換された電磁波が出力され、円
偏波面が左旋回である場合には開口部１４側から
直線偏波に変換された電磁波が出力される。この
ように、円偏波から直線偏波に変換する場合は直
線偏波が出力される矩形導波管１の開口部の違い
によつて入力された円偏波電磁波の旋回方向を弁
別することができる。
波面を有する電磁波が入力すると、円偏波面が右
旋回である場合には矩形導波管１の開口部１３側
から直線偏波に変換された電磁波が出力され、円
偏波面が左旋回である場合には開口部１４側から
直線偏波に変換された電磁波が出力される。この
ように、円偏波から直線偏波に変換する場合は直
線偏波が出力される矩形導波管１の開口部の違い
によつて入力された円偏波電磁波の旋回方向を弁
別することができる。
以上のことから、例えば矩形導波管１の開口部
１３から直線偏波の電磁波を入力して右旋円偏波
の送信波としてこれを円形導波管２の開口端２３
から送信し、一方で開口端２３から左旋円偏波の
電磁波を受信して直線偏波の受信波としてこれを
矩形導波管２の他の開口部１４から受信するなど
の如く、送信波と受信波とを同じアンテナで送受
信して送信波と受信波を弁別することができる。
１３から直線偏波の電磁波を入力して右旋円偏波
の送信波としてこれを円形導波管２の開口端２３
から送信し、一方で開口端２３から左旋円偏波の
電磁波を受信して直線偏波の受信波としてこれを
矩形導波管２の他の開口部１４から受信するなど
の如く、送信波と受信波とを同じアンテナで送受
信して送信波と受信波を弁別することができる。
また、以上の実施例に於いて、円形導波管の代
りに方形導波管を使用することができ、この場合
偏向体３及び位相差板４の構造及び取付位置関係
等は上記説明と全く同じでよい。
りに方形導波管を使用することができ、この場合
偏向体３及び位相差板４の構造及び取付位置関係
等は上記説明と全く同じでよい。
また、以上の説明に於いて、導体接続とか導体
接触または導電接続としたのは、直流導通だけで
なく高周波的にも導通している意味である。
接触または導電接続としたのは、直流導通だけで
なく高周波的にも導通している意味である。
本発明によれば直線偏波・右旋回円偏波変換及
び直線偏波・左旋回円偏波変換の双方が可能で、
かつ広帯域特性の偏波面変換器が得られ、更に、
矩形導波管と円形又は方形導波管をＴ字形状に連
結し、その中に偏向体と位相差板を取り付けた極
めて簡単な構造によつて偏波面変換器が得られ
る。
び直線偏波・左旋回円偏波変換の双方が可能で、
かつ広帯域特性の偏波面変換器が得られ、更に、
矩形導波管と円形又は方形導波管をＴ字形状に連
結し、その中に偏向体と位相差板を取り付けた極
めて簡単な構造によつて偏波面変換器が得られ
る。
図面はいずれも本発明の実施例に係る図であ
り、第１図は断面斜視図、第２図は位相差板の正
面図、第３図Ａ〜Ｃは作用説明図、第４図は実測
データを示すグラフである。 （主な記号）、１……矩形導波管、２……円形
導波管、３……偏向体、４……位相差板。
り、第１図は断面斜視図、第２図は位相差板の正
面図、第３図Ａ〜Ｃは作用説明図、第４図は実測
データを示すグラフである。 （主な記号）、１……矩形導波管、２……円形
導波管、３……偏向体、４……位相差板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｘ軸方向に軸を有して両端が開口した矩形導
波管と、Ｙ軸（Ｘ軸に直交する）方向に軸を有し
て両端が開口した円形導波管（またはこの円形導
波管に代えて方形導波管。以下円形導波管につい
て同じ）とを、上記矩形導波管の第１の幅広面に
上記円形導波管の第１の端面を開口してＸ−Ｙ面
内に分岐接続したものにおいて、 上記矩形導波管の第２の幅広面であつて上記円
形導波管の上記第１の開口端面に対向する個所に
導体からなる偏向体を設け、 上記円形導波管内においてＹ−Ｚ面（Ｚ軸はＸ
軸およびＹ軸の双方に直交する）内に導体からな
る位相差板を設け、 上記偏向体は上記矩形導波管の上記両端の開口
の各々に各別に対向するそれぞれの平面を有し、
上記それぞれの平面はどちらもそれぞれＸ軸およ
びＹ軸に対向するとともに上記それぞれの平面が
作る稜がＺ軸に平行するとともにＹ軸の軸心に指
向し、さらに上記それぞれの平面の上記稜以外の
各辺は上記矩形導波管の上記第１の幅広面以外の
各面に導体接続しており、 上記位相差板は第１の側端、第２の側端、底辺
および上辺を有し、当該位相差板の上記第１の側
端は上記偏向体の上記稜に対向近接もしくは導体
接続しているとともに当該位相差板の上記第１の
側端の上端もしくはその近傍の個所は上記円形導
波管に導体接続し、上記位相差板の上記底辺は上
記円形導波管に導体接続し、上記位相差板の上記
第２の側端は当該位相差板の上記底辺から0.1λM
（λMは所定帯域の中心周波数信号の管内波長。以
下同じ）程度の高さを有し、上記位相差板の上記
上辺は当該位相差板の上記第１の側端の上端と上
記第２の側端の上端との間を上に凸の曲線に従つ
た基調形状に形成し、当該基調形状の縁部に
0.1λM程度のピツチからなる複数の鋸歯状部を連
続して設けてなることを特徴とする直線偏波・円
偏波変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13534183A JPS6027201A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 直線偏波・円偏波変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13534183A JPS6027201A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 直線偏波・円偏波変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6027201A JPS6027201A (ja) | 1985-02-12 |
| JPH0140521B2 true JPH0140521B2 (ja) | 1989-08-29 |
Family
ID=15149504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13534183A Granted JPS6027201A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 直線偏波・円偏波変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027201A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2943993B1 (en) * | 2013-01-11 | 2017-02-01 | Thrane & Thrane A/S | A polarizer and a method of operating the polarizer |
| CN103367852B (zh) * | 2013-06-09 | 2014-12-03 | 西北核技术研究所 | 一种紧凑型两路高功率容量的微波功率合成器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4126835A (en) * | 1977-06-20 | 1978-11-21 | Ford Motor Company | Balanced phase septum polarizer |
-
1983
- 1983-07-25 JP JP13534183A patent/JPS6027201A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6027201A (ja) | 1985-02-12 |
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