JPH0417401A - 導波管方向性結合器 - Google Patents
導波管方向性結合器Info
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- JPH0417401A JPH0417401A JP12192590A JP12192590A JPH0417401A JP H0417401 A JPH0417401 A JP H0417401A JP 12192590 A JP12192590 A JP 12192590A JP 12192590 A JP12192590 A JP 12192590A JP H0417401 A JPH0417401 A JP H0417401A
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- JP
- Japan
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- coupling
- wave
- waveguide
- port
- sub
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- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、マイクロ波及びミリ波帯の広い周波数帯域に
おいて、各周波数帯域別毎に垂直偏波又は水平偏波別の
いずれか一方又は双方の偏波を分波する群分波器に用い
て好適な導波管方向性結合器に関するものである。
おいて、各周波数帯域別毎に垂直偏波又は水平偏波別の
いずれか一方又は双方の偏波を分波する群分波器に用い
て好適な導波管方向性結合器に関するものである。
［従来の技術］
第４図及び第５図は、従来の群分波器における１つの分
波部を示したものである。該分波部は、基準姿態波及び
高次姿態波が伝送可能な正方形導波管よりなる主導波管
１を有し、該導波管１の上下には矩形導波管よりなる垂
直偏波用の１対の副導波管２Ａ、２Ｂが並設され、該主
導波管１と副導波管２Ａ、２Ｂとはその長手方向に所定
間隔で設けられた結合導波管３Ａ、３Ｂによる結合孔で
結合されている。同様に、主導波管１の左右には矩形導
波管よりなる水平偏波用の１対の副導波管４Ａ、４Ｂが
並設され、該主導波管１と副導波管４Ａ、４Ｂとはその
長手方向に所定間隔で設けられた結合導波管５Ａ、５Ｂ
による結合孔で結合されている。各副導波管２Ａ、２Ｂ
、４Ａ、４Ｂの各一端側にはそれぞれ無反射終端器６Ａ
、 ６Ｂ。
波部を示したものである。該分波部は、基準姿態波及び
高次姿態波が伝送可能な正方形導波管よりなる主導波管
１を有し、該導波管１の上下には矩形導波管よりなる垂
直偏波用の１対の副導波管２Ａ、２Ｂが並設され、該主
導波管１と副導波管２Ａ、２Ｂとはその長手方向に所定
間隔で設けられた結合導波管３Ａ、３Ｂによる結合孔で
結合されている。同様に、主導波管１の左右には矩形導
波管よりなる水平偏波用の１対の副導波管４Ａ、４Ｂが
並設され、該主導波管１と副導波管４Ａ、４Ｂとはその
長手方向に所定間隔で設けられた結合導波管５Ａ、５Ｂ
による結合孔で結合されている。各副導波管２Ａ、２Ｂ
、４Ａ、４Ｂの各一端側にはそれぞれ無反射終端器６Ａ
、 ６Ｂ。
７Ａ、７Ｂが接続されている。これらの部分で、導波管
方向性結合器８が構成されている。
方向性結合器８が構成されている。
垂直偏波用副導波管２Ａ、２Ｂの他端は、接続導波管９
Ａ、９Ｂを介してマジックＴ１０の相対向するポートに
接続されている。マジックＴＩＯの残りの２つのボート
のうち基準姿態波が出力されるボートは出力ポート１１
となっており、高次姿態波が出力されるボート１２には
無反射終端器１３が接続されている。
Ａ、９Ｂを介してマジックＴ１０の相対向するポートに
接続されている。マジックＴＩＯの残りの２つのボート
のうち基準姿態波が出力されるボートは出力ポート１１
となっており、高次姿態波が出力されるボート１２には
無反射終端器１３が接続されている。
このような分波部においては、主導波管１の入力端を第
１のボートＩと呼び、基準姿態波出力ポート１１を第２
のポート■と呼び、主導波管１の出力端を第３のポート
■と呼び、高次姿態波出力ポート１２を第４のボート■
と呼ぶことにする。
１のボートＩと呼び、基準姿態波出力ポート１１を第２
のポート■と呼び、主導波管１の出力端を第３のポート
■と呼び、高次姿態波出力ポート１２を第４のボート■
と呼ぶことにする。
図示しないが水平偏波用の副導波管４Ａ、４Ｂの他端に
も、−接続導波管を介してマジックＴが接続されている
。
も、−接続導波管を介してマジックＴが接続されている
。
このような群分波器の１つの分波部における垂直偏波の
分波動作について説明する。
分波動作について説明する。
入力ポートである第１のポート■から主導波管１に入射
した正方形導波管の基準姿態波ＴＥ１ｏは、主導波管１
の上下に対として複数個取付けられた結合導波管３Ａ、
３Ｂにより結合されて副導波管２Ａ、２Ｂに至り、接続
導波管９Ａ、９Ｂ及びマジックＴ１０を経て出力ポート
１１である第２のポート■から分波出力される。
した正方形導波管の基準姿態波ＴＥ１ｏは、主導波管１
の上下に対として複数個取付けられた結合導波管３Ａ、
３Ｂにより結合されて副導波管２Ａ、２Ｂに至り、接続
導波管９Ａ、９Ｂ及びマジックＴ１０を経て出力ポート
１１である第２のポート■から分波出力される。
［発明が解決しようとする課題］
このような群分波器の１つの分波部に設けられた導波管
方向性結合器８においては、広い周波数帯域の波を通過
させる必要かあるため、主導波管１には基準姿態波Ｔ
Ｅ １ｏ以外の高姿態波ＴＥ１□。
方向性結合器８においては、広い周波数帯域の波を通過
させる必要かあるため、主導波管１には基準姿態波Ｔ
Ｅ １ｏ以外の高姿態波ＴＥ１□。
Ｔ Ｍ １ｉｔ Ｔ Ｅ ２０等が伝送可能である。
このため、アンテナ及び該アンテナと群分波器を接続す
る導波管系においてこれら高次姿態波が発生し、さらに
群分波器において高次姿態波が基準姿態波に結合すると
、通信回線において遅延時間特性にエコーリップルが発
生し、また、交差偏波の結合特性も強くなるので、回線
品質劣化の原因となる問題点があった。但し、高次姿態
波のうちＴＭ姿態波は、製造容易なＴＭモードフィルタ
により除去することが可能であり、またＴＥ２ｏ姿態波
はこの群分波器においては結合し難い構造となっている
ので、問題はＴＥｌ、姿態波の結合である。
る導波管系においてこれら高次姿態波が発生し、さらに
群分波器において高次姿態波が基準姿態波に結合すると
、通信回線において遅延時間特性にエコーリップルが発
生し、また、交差偏波の結合特性も強くなるので、回線
品質劣化の原因となる問題点があった。但し、高次姿態
波のうちＴＭ姿態波は、製造容易なＴＭモードフィルタ
により除去することが可能であり、またＴＥ２ｏ姿態波
はこの群分波器においては結合し難い構造となっている
ので、問題はＴＥｌ、姿態波の結合である。
本発明の目的は、モードフィルタでは除去しにくい高次
姿態波の結合を抑制することができる導波管方向性結合
器を提供することにある。
姿態波の結合を抑制することができる導波管方向性結合
器を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するための本発明の詳細な説明すると
、本発明は基準姿態波及び高次姿態波が伝送可能な主導
波管に副導波管が並設され、前記主導波管と前記副導波
管とはその長手方向に沿った複数の結合孔の群よりなる
結合部で結合されている導波管方向性結合器において、
前記結合部の結合孔配列の全長しが使用周波数帯域内に
おいて着目する高次姿態波の結合が最小となる長さに設
定されていることを特徴とする。
、本発明は基準姿態波及び高次姿態波が伝送可能な主導
波管に副導波管が並設され、前記主導波管と前記副導波
管とはその長手方向に沿った複数の結合孔の群よりなる
結合部で結合されている導波管方向性結合器において、
前記結合部の結合孔配列の全長しが使用周波数帯域内に
おいて着目する高次姿態波の結合が最小となる長さに設
定されていることを特徴とする。
［作用］
このように着目する高次姿態波の結合が最小となるよう
に結合孔配列の全長りを定めると、該着目する高次姿態
波の副導波管に対する結合が最小となる。従って、本発
明によれば、単に結合孔配列の全長りを定めればよいの
で、着目する高次姿態波の結合度の小さい導波管方向性
結合器を容易にしかも経済的に実現することができる。
に結合孔配列の全長りを定めると、該着目する高次姿態
波の副導波管に対する結合が最小となる。従って、本発
明によれば、単に結合孔配列の全長りを定めればよいの
で、着目する高次姿態波の結合度の小さい導波管方向性
結合器を容易にしかも経済的に実現することができる。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。なお、前述した第４図及び第５図と対応する部分には
、同一符号を付けて示している。
。なお、前述した第４図及び第５図と対応する部分には
、同一符号を付けて示している。
第１図は、本発明を適用した導波管方向性結合器８を有
する群分波器の１つの分波部を示したものである。本実
施例の導波管方向性結合器８は、結合導波管３Ａ、３Ｂ
の結合孔による結合部の結合孔配列の全長（長手方向の
一端の結合導波管３Ａ、３Ｂの中心から他端の結合導波
管３Ａ、−３Ｂの中心までの長さ）Ｌが、着目する高次
姿態波であるＴＥ、、姿態波の結合が最小となる長さに
定められている。なお、この実施例では、垂直偏波用の
分波部についてのみ示している。
する群分波器の１つの分波部を示したものである。本実
施例の導波管方向性結合器８は、結合導波管３Ａ、３Ｂ
の結合孔による結合部の結合孔配列の全長（長手方向の
一端の結合導波管３Ａ、３Ｂの中心から他端の結合導波
管３Ａ、−３Ｂの中心までの長さ）Ｌが、着目する高次
姿態波であるＴＥ、、姿態波の結合が最小となる長さに
定められている。なお、この実施例では、垂直偏波用の
分波部についてのみ示している。
第２図は、第１図の動作を説明するための説明図である
。
。
次に、このような分波部の結合動作と、ＴＥ、。
姿態波の結合抑制について説明する。
今、アンテナ側の第１のポート■より振幅１のＴＥｌ、
姿態波が入射し、上部の副導波管２Ａの出力端に振幅Ｃ
ａの波が、また下部の副導波管２Ｂの出力端に振幅ｃｂ
の波が伝送されたとすれば、該振幅Ｃａ、Ｃｂはそれぞ
れ逆位相であり、また、各副導波管２Ａ、２Ｂの出力端
よりマジックＴ１０までの位相角をθａ、θｂとすれば
、基準姿態波出力ポート１１である第２のボート■及び
高次姿態波出力ボート１２である第４のポート■には、
それぞれ次の波Ｓ２□＋８４□が伝送される。なお、８
２１は第１のポート■から第２のボート■に出力される
出力波、８４１は第１のポートＩから第４のポート■に
出力される出力波で、 Δθ＝θａ−θｂ、Δθ〈〈１とすれば、（１）式は方
向性結合器８におけるＴＥ１□姿態波の結合度を示す。
姿態波が入射し、上部の副導波管２Ａの出力端に振幅Ｃ
ａの波が、また下部の副導波管２Ｂの出力端に振幅ｃｂ
の波が伝送されたとすれば、該振幅Ｃａ、Ｃｂはそれぞ
れ逆位相であり、また、各副導波管２Ａ、２Ｂの出力端
よりマジックＴ１０までの位相角をθａ、θｂとすれば
、基準姿態波出力ポート１１である第２のボート■及び
高次姿態波出力ボート１２である第４のポート■には、
それぞれ次の波Ｓ２□＋８４□が伝送される。なお、８
２１は第１のポート■から第２のボート■に出力される
出力波、８４１は第１のポートＩから第４のポート■に
出力される出力波で、 Δθ＝θａ−θｂ、Δθ〈〈１とすれば、（１）式は方
向性結合器８におけるＴＥ１□姿態波の結合度を示す。
該（１）式の右辺の、７Ｃａは、該方向性結合器８の構
造により決まる値であり、従来の６ＧＨ２帯の方向性結
合器８においては、この値は約−７ｄＢである。一方、
（１）式の右辺の（）の項は、結合導波管３Ａ、３Ｂの
結合度の差及び副導波管２Ａ、２Ｂを含む接続導波管９
Ａ、９Ｂの位相角の差により発生するもので、実際には
、使用周波数帯域も広く、どのように調整しても零にす
ることは難しい。従って、方向性結合器８のＴ Ｅ ｔ
を姿態波の結合度を小さくするためには、即ち、ＴＥ
、姿態波を発生しにくくするためには、方向性結合器８
自身のＴＥ□□姿態波結合度を小さくしておく必要があ
る。
造により決まる値であり、従来の６ＧＨ２帯の方向性結
合器８においては、この値は約−７ｄＢである。一方、
（１）式の右辺の（）の項は、結合導波管３Ａ、３Ｂの
結合度の差及び副導波管２Ａ、２Ｂを含む接続導波管９
Ａ、９Ｂの位相角の差により発生するもので、実際には
、使用周波数帯域も広く、どのように調整しても零にす
ることは難しい。従って、方向性結合器８のＴ Ｅ ｔ
を姿態波の結合度を小さくするためには、即ち、ＴＥ
、姿態波を発生しにくくするためには、方向性結合器８
自身のＴＥ□□姿態波結合度を小さくしておく必要があ
る。
本発明はこの点に着目したもので、第２図を参照して説
明する。まず、基準姿態波ＴＥ１ｏの結合度Ｓ ２１
（Ｔ Ｅ ｔｏ）は、結合導波管２Ａ、２Ｂの上下１対
当りの結合度をＣ□。、結合導波管３Ａ、３Ｂの対の数
をｎとすれば、 Ｓ２． （ＴＥｌｏ） ＝ｓｉｎ ｎＣ，。
明する。まず、基準姿態波ＴＥ１ｏの結合度Ｓ ２１
（Ｔ Ｅ ｔｏ）は、結合導波管２Ａ、２Ｂの上下１対
当りの結合度をＣ□。、結合導波管３Ａ、３Ｂの対の数
をｎとすれば、 Ｓ２． （ＴＥｌｏ） ＝ｓｉｎ ｎＣ，。
実際には、８２１ （ＴＥＩＯ） ＝ｔにするため、ｎ
Ｃ１ｏ＝π／２になるように主導波管１と副導波管２Ａ
、２Ｂと結合導波管３Ａ、３Ｂの寸法及びその対の数ｎ
が選ばれている。
Ｃ１ｏ＝π／２になるように主導波管１と副導波管２Ａ
、２Ｂと結合導波管３Ａ、３Ｂの寸法及びその対の数ｎ
が選ばれている。
次に、結合導波管３Ａ、３Ｂの上下１対当りのＴＥ１□
姿態波の結合度Ｃ１ｌは、主導波管１の横磁界強度に比
例するので、 Ｃ＋□＝Ｃ＋ｏＸＩＪλｇｔｏ／λｇ１１ここに、λｇ
ｏｏ ： Ｔ Ｅ ｔｏ姿態波の管内波長、λｇ□よ：
ＴＥ、□姿態波の管内波長である。
姿態波の結合度Ｃ１ｌは、主導波管１の横磁界強度に比
例するので、 Ｃ＋□＝Ｃ＋ｏＸＩＪλｇｔｏ／λｇ１１ここに、λｇ
ｏｏ ： Ｔ Ｅ ｔｏ姿態波の管内波長、λｇ□よ：
ＴＥ、□姿態波の管内波長である。
また、ＴＥ□１姿態波の総合結合度Ｓ４□（計）は、結
合孔配列の全長をＬとすれば、主導波管１と副導波管２
Ａ、２Ｂとの位相定数が異なるので、次式により求めら
れる。
合孔配列の全長をＬとすれば、主導波管１と副導波管２
Ａ、２Ｂとの位相定数が異なるので、次式により求めら
れる。
Ｓ４． （ＴＥ、、） ＝ｓｉｎ［Ｊ（Ｂ２＋１）ＸＣ
ＩＩ］／ｊ２Ｘ（Ｂ２＋１） 今、主導波管１と副導波管２Ａ、２Ｂの横幅を５０ｍｍ
とし、Ｌを２５０ｍｍから４００ｍｍに変化し、周波数
範囲５．９ＧＨ２より６．４５ＧＨｚまでのＴＥ、、姿
態波の結合度を求めてみると、第３図のようになり、Ｌ
＝２９２ｍｍにおいて最良（ＴＥ、□姿態波の結合量が
最小）の状態となる。
ＩＩ］／ｊ２Ｘ（Ｂ２＋１） 今、主導波管１と副導波管２Ａ、２Ｂの横幅を５０ｍｍ
とし、Ｌを２５０ｍｍから４００ｍｍに変化し、周波数
範囲５．９ＧＨ２より６．４５ＧＨｚまでのＴＥ、、姿
態波の結合度を求めてみると、第３図のようになり、Ｌ
＝２９２ｍｍにおいて最良（ＴＥ、□姿態波の結合量が
最小）の状態となる。
上記実施例では、垂直偏波の分波について説明したが、
水平偏波の分波も前述したように結合孔配列の全長りを
定めることにより、ＴＥｌ、姿態波の結合度を最小にし
て行うことができる。
水平偏波の分波も前述したように結合孔配列の全長りを
定めることにより、ＴＥｌ、姿態波の結合度を最小にし
て行うことができる。
本発明によれば、このように着目する高次姿態波の主・
副導波管による位相定数の差を利用して結合孔配列の全
長りを選ぶことにより、着目する高次姿態波の結合度を
最も少い状態にすることができる。
副導波管による位相定数の差を利用して結合孔配列の全
長りを選ぶことにより、着目する高次姿態波の結合度を
最も少い状態にすることができる。
また、群分波器として使用した場合には、一方の偏波に
ついて着目する高次姿態波の結合を最小にすることによ
り、他方の偏波入力により発生した着目する高次姿態波
を介して第２のボート■に結合される交差偏波の結合度
も小さくなり、遅延時間特性のエコーリップルも小さく
できるので、通信回線の品質を向上させることができる
。
ついて着目する高次姿態波の結合を最小にすることによ
り、他方の偏波入力により発生した着目する高次姿態波
を介して第２のボート■に結合される交差偏波の結合度
も小さくなり、遅延時間特性のエコーリップルも小さく
できるので、通信回線の品質を向上させることができる
。
なお、上記実施例では、主導波管及び副導波管がいずれ
も方形導波管の場合について示したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、これらの導波管は円形導波管
であってもよい。
も方形導波管の場合について示したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、これらの導波管は円形導波管
であってもよい。
［発明の効果コ
以上説明したように本発明に係る導波管方向性結合器で
は、着目する高次姿態波の結合が最小となるように結合
孔配列の全長りを定めているので、該着目する高次姿態
波の副導波管に対する結合を最小とすることができる。
は、着目する高次姿態波の結合が最小となるように結合
孔配列の全長りを定めているので、該着目する高次姿態
波の副導波管に対する結合を最小とすることができる。
従って、本発明によれば、単に結合孔配列の全長りを定
めればよいので、着目する高次姿態波の結合度の小さい
導波管方向性結合器を、容易にしかも経済的に製造でき
る利点がある。
めればよいので、着目する高次姿態波の結合度の小さい
導波管方向性結合器を、容易にしかも経済的に製造でき
る利点がある。
第１図は本発明に係る導波管方向性結合器を用いた群分
波器における１つの分波部の斜視図、第２図は第１図の
動作を示す説明図、第３図は本発明を適用した構造と他
の構造の場合のＴＥｌ、姿態波の結合特性の比較図、第
４図及び第５図は従来の群分波器における１つの分波部
の正面図及び側面図である。 １・・・主導波管、２Ａ、２Ｂ、４Ａ、４Ｂ・・・副導
波管、３Ａ、３Ｂ、５Ａ、５ｂ・・・結合導波管、８・
・・導波管方向性結合器、９Ａ、９Ｂ・・・接続導波管
、１０・・・マジックＴ１１１・・・基準姿態波出力ボ
ート、１２・・・高次姿態波出力ポート、１３・・・無
反射終端器。 第１図 第３図 ＴＥ＋１＋水平）
波器における１つの分波部の斜視図、第２図は第１図の
動作を示す説明図、第３図は本発明を適用した構造と他
の構造の場合のＴＥｌ、姿態波の結合特性の比較図、第
４図及び第５図は従来の群分波器における１つの分波部
の正面図及び側面図である。 １・・・主導波管、２Ａ、２Ｂ、４Ａ、４Ｂ・・・副導
波管、３Ａ、３Ｂ、５Ａ、５ｂ・・・結合導波管、８・
・・導波管方向性結合器、９Ａ、９Ｂ・・・接続導波管
、１０・・・マジックＴ１１１・・・基準姿態波出力ボ
ート、１２・・・高次姿態波出力ポート、１３・・・無
反射終端器。 第１図 第３図 ＴＥ＋１＋水平）
Claims (1)
- 基準姿態波及び高次姿態波が伝送可能な主導波管に副導
波管が並設され、前記主導波管と前記副導波管とはその
長手方向に沿った複数の結合孔の群よりなる結合部で結
合されている導波管方向性結合器において、前記結合部
の結合孔配列の全長Ｌが使用周波数帯域内において着目
する高次姿態波の結合が最小となる長さに設定されてい
ることを特徴とする導波管方向性結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2121925A JP2670172B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 導波管方向性結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2121925A JP2670172B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 導波管方向性結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0417401A true JPH0417401A (ja) | 1992-01-22 |
| JP2670172B2 JP2670172B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=14823317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2121925A Expired - Lifetime JP2670172B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 導波管方向性結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2670172B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6386901A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-18 | Toshiba Corp | モ−ドカプラ |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP2121925A patent/JP2670172B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6386901A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-18 | Toshiba Corp | モ−ドカプラ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2670172B2 (ja) | 1997-10-29 |
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Legal Events
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