JPH0221681B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電力カツプラおよびダイプレクサに
関し、特に小型化された導波管・伝送ライン間電
力カツプラおよび小型化されたダイプレクサに関
するものである。

地球軌道上にある人工衛星では地球からの送信
および受信信号の両方に対して同一アンテナを利
用するのが頻繁に行われている。この場合、送信
信号および受信信号の周波数は通常異つており、
これは両信号間の干渉を防止するためである。例
えば、送信周波数は4GHzであるのに対して、人
工衛星（サテライト）のアンテナで受信された信
号は6GHzである。これら信号の各々はサテライ
ト中の異つた装置から発生させたり、導入したり
しているので、共通アンテナや送信および受信装
置間に３ポートコンポーネントマイクロ波電力カ
ツプリングを設ける必要がある。この３ポートコ
ンポーネントを通常ダイプレクサと呼んでいる。
このダイプレクサは送信信号と受信信号とを互い
に効率良く絶縁する特性を有する必要があり、ま
た明らかに、出来る限り軽量且つ小型化を計る必
要がある。

一般にダイプレクサは既知なものであり、現在
まで種々の構造のものがサテライトに搭載されて
いた。この既知のダイプレクサはその長さにおい
て６インチ程度の短いものであると共に、送信、
受信周波数間での絶縁も許容出来るものであつ
た。例えば或る既知のダイプレクサは一端が第２
の導波管に結合されると共に、それ自身の狭壁を
介して第３の導波管にスロツト結合した第１の導
波管によつて構成されている。この第１の導波管
は段部付きインピーダンス変成器を経て第２の導
波管に結合されている。この既知のダイプレクサ
は比較的大きくそして重たいものである。その理
由は、この段部付きインピーダンス変成器が設け
てあるからである。従つて、良好な信号絶縁が確
保されると共に、従来のダイプレクサより更にコ
ンバクトなダイプレクサが望まれている。

従つて本発明の目的は、従来のダイプレクサの
上述した種々の問題点を解決した新規で改善した
ダイプレクサを提供することである。

本発明によるダイプレクサは、アンテナで受信
した信号を適当な設備に結合できると共に、サテ
ライト中で発生させた信号をこのアンテナに結合
することができる。

また本発明の他の目的は、送信信号と受信信号
との間の極めて良好な絶縁を実現できた超小型の
ダイプレクサを提供することである。

また、本発明の他の目的は、電力を各ポート間
に出来る限り効率良くそしてコンパクトに結合さ
せることである。

前述した従来の欠点を解決し乍らこれら本発明
の目的を達成するために、一端を短絡した第１の
導波管を有するコンパクトなマイクロ波電力カツ
プラと、選択した設計周波数に共振すると共に第
１の導波管の短絡端部にスロツト結合したキヤビ
テイと、この共振キヤビテイに結合した同軸状の
伝送ラインとを具えたことを特徴とするものであ
る。また、本発明の他の実施例によれば、この電
力カツプラを変形し、第１の導波管の狭壁にスロ
ツト結合した第２の導波管を設けてコンパクトな
ダイプレクサを構成している。

本発明によれば、上述した従来のダイプレクサ
と比較して比較的コンパクトで軽量な点が利点で
ある。このことはサテライトに応用するためには
極めて重要な効果である。

また、更に、本発明によれば、第１の導波管の
短絡端部のカツプリングスロツトによつて従来の
段部付きインピーダンス変成器より良好に不所望
な周波数を阻止できる利点がある。

以下図面を参照し乍ら本発明の実施例を詳述す
る。

第１図に示すコンパクトな電力カツプラ１０
は、第１の矩形導波管１２および四角形の同軸状
TEM伝送ライン１４を有している。この電力カ
ツプラ１０は1.145インチの幅で3.5インチの長さ
を有している。第１導波管セクシヨン１２は2.29
インチの高さで、伝送ライン部１４はこの第１導
波管セクシヨン１２から上方へ約２インチ延在し
ている。しかしこの伝送ライン部１４をいくらか
短くすることもできる。

この電力カツプラ１０の詳細を第２図に示す。
第１の導波管１２をボルト（図示せず）または他
の適当な手段によつて伝送ライン１４に固着す
る。この伝送ライン１４は外側導体１６および内
側導体１８から成る。この内側導体１８および外
側導体１６の内壁１６はその断面は共に四角形で
あり、同一軸を有する。

この外側導体１６の形状を適当なものにするこ
とによつて、第１の導波管１２の背面側に延在す
ると共に縦軸上にその中心がくるように伝送ライ
ン１４の一部分で内側導体の背面にキヤビテイを
設ける。

このキヤビテイ２０は伝送ライン１４の横断面
積より広く且つ深いものである。図示のように第
１の導波管１２の頂部から底部までの間で延在す
る外側導体１６の部分２２によつて、第１の導波
管１２を通つて伝搬する電磁エネルギを短絡す
る。従つて、これは導波管短絡回路２２と呼ばれ
ている。この導波管短絡回路２２中に第１スロツ
ト２４が存在し、これの設計共振周波数は6GHz
である。この第１スロツト２４を第１導波管１２
の狭壁の平面に対して平行に配置すると共に、こ
れを第１導波管の縦軸線によつて２等分する。２
個の薄壁の段部付き変成器２６および２８を導波
管短絡回路２２の表面上に装着する。伝送ライン
１４を図示の様にそれの低い端部で矩絡スタブ３
０によつて終端する。

この電力カツプラ１０を、第１の導波管１２の
入力／出力ポート３２から伝送ライン１４の入
力／出力ポート３４へ、またはこの逆方向に、約
6GHzの周波数を有する電磁エネルギを結合でき
るように設計する。第１導波管のポート３２へ入
射した電力は、この第１導波管１２に沿つて変成
器２６および２８ならびに第１スロツト２４へ伝
搬するようになる。このように伝搬した電力は導
波管短絡回路２２によつて短絡されるが、電流
は、第１スロツト２４によつて誘導される。この
スロツトは6GHzに共振している。このスロツト
電流によつて電力をキヤビテイ２０中へ放射する
ようになる。このキヤビテイの共振周波数も6G
Hzに設計されている。

四角形の同軸TEMモードの伝送ライン１４に
よつて6GHzの電力を伝導し得るように設計して、
この伝導の目的のためキヤビテイ２０に結合させ
る。この電力はキヤビテイ２０から伝導され、伝
送ラインポート３４まで伝搬し、ここから図示し
ない負荷まで供給できる。

電力を伝送ラインポート３４中に導入すると、
この電力は矩絡スタブ３０に導入されるようにな
り、ここでは、すべての周波数が短絡されるよう
になる。極めて高い電圧定在波比（VSWR）が
第１スロツト２４に隣接した伝送ライン１４中に
発生し、これは、伝送ライン１４の短絡端部３０
から予め決められた1/4λの整数倍で在存してい
る。6GHzの電力は共振キヤビテイ２０中に高い
VSWRを発生させ、スロツト２４によつて第１
の導波管１２に結合される。次に、この電力は第
１の導波管１２の下方へ伝搬して行き、導波管の
ポート３２の外へ伝搬されるようになる。２つの
段部付き変成器２６，２８は、第１導波管のイン
ピーダンスを第１のスロツトのインピーダンスに
整合させるようになる。

第３図は本発明の第２の実施例の電力カツプラ
４０を表わす。この電力カツプラ４０は上述した
電力カツプラ１０と以下の構造以外は同一であ
る。即ち、第１の導波管１２にスロツト結合され
た第２の導波管４２が設けられたことである。こ
の第２の導波管４２は4GHzの周波数を有する電
磁エネルギを第１の導波管の間で伝搬させるため
に用いられている。この実施例はダイプレクサと
呼ばれるものである。

第４図において、この第２の導波管４２を第１
の導波管１２の狭壁の一方に第２のスロツト４４
によつて結合する。この第２の導波管４２は縦方
向の絞り４６、誘導絞り４８、および２個の静電
同調ネジ５０，５２を有している（第５図および
第７図参照）。

四角形の同軸−同軸ワイヤトランジシヨン装置
５４を伝送ラインポート３４に装着する。第６図
はこの伝送ラインポートの横断面図の詳細であ
る。

このダイプレクサ４０の動作は前述した電力カ
ツプラ１０と同一のものであり、6GHzの電力を
第１の導波管１２と伝送ライン１４との間で結合
させている。第２の導波管４２は4GHzの電力を
２つの導波管で結合することができる。第１の導
波管のポート３２に導入された電力が導波管短絡
回路２２で短絡されると、極めて高いVSWRが
この短絡回路２２から4GHzの1/4λの整数倍で発
生する。この第２スロツト４４を第１導波管の軸
と並行に配置すると共に、このスロツトの中心を
導波管短絡回路２２から4GHzの1/4λの整数倍に
位置させる。高いVSWRによつて第２のスロツ
ト４４中に電流を誘導し、この電流は4GHzの設
計周波数で共振し、第２導波管４２中に電力を伝
送するようになる。縦方向の絞り４６および誘導
性絞り４８は、第２の導波管４２のインピーダン
スを第２のスロツト４４のインピーダンスに整合
させる機能を有する。誘電性同調ネジ５０および
５２を通過帯域同調用に使用する。4GHzの電力
は第２導波管４２に沿つてそれの入力／出力ポー
ト５６へ伝搬されるようになる。

従つて、このダイプレクサ４０は4GHzおよび
6GHzの電力を共通のポートからそれぞれの伝送
ラインへまたはその逆方向に結合することができ
る。また、4GHzおよび6GHz以外の周波数でこれ
ら実施例の構造のものを作動できることは明らか
である。この場合、その所定の周波数にスロツト
や寸法を選択することができる。また、ダイプレ
クサ４０の第２の導波管４２を第１の導波管１２
の一方の狭壁を経て結合することができる。この
第１のスロツトを横方向の配列方向（前述した）
または傾斜した配列方向にすることもできる。そ
の他種々の変更を前述した実施例に加えることが
できる。

また、本発明は上述した図示の実施例に限定さ
れず、種々の変更を加え得ることは当業者間で明
らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電力カツプラの一実施例の斜
視図、第２図は第１図の縦断面図、第３図は本発
明の他の実施例の斜視図、第４図は第３図の縦断
面図、第５図は第３図の頂面図、第６図は第４図
の６−６線に沿つて切断した時の断面図、第７図
は第４図の７−７線に沿つて切断した時の断面図
である。 １０，４０……電力カツプラ、１２……第１の
導波管、１４……伝送ライン、２０……キヤビテ
イ、２４，４４……スロツト、２６，２８……段
部付きインピーダンス変成器、３２，３４……ポ
ート、４２……第２の導波管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ その一端に導波管短絡回路を有し、この導波
   管短絡回路中に配置された同調スロツトを介して
   矩形の共振キヤビテイに結合された第１の矩形の
   導波管と、この共振キヤビテイに結合された四角
   形の同軸状短絡スタブと、この短絡スタブと対向
   させかつその中心軸を一致させて前記共振キヤビ
   テイに連結した四角形の同軸状伝送ラインと、前
   記第１の矩形の導波管のインピーダンスを前記導
   波管短絡回路中に配置された前記同調スロツトの
   インピーダンスに整合する変成器手段とを具え、
   前記短絡スタブおよび前記同軸伝送ラインの中心
   軸の一致した導体が前記共振キヤビテイを通つて
   延在する単一の導体を形成することを特徴とする
   マイクロ波電力カツプラ。