JPS63158902A

JPS63158902A - 導波管形分波器

Info

Publication number: JPS63158902A
Application number: JP30716086A
Authority: JP
Inventors: Yoji Isoda; 陽次礒田; Moriyasu Miyazaki; 守泰宮崎; Osami Ishida; 石田　修己; Fumio Takeda; 武田　文雄
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1988-07-01

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明はマイクロ波帯及びミリ波帯で使用される導波
管形分波器に関するものである。

［従来の技術］第３図は例えば電子通信学会マイクロ波研究会資料の資
料番号ＭＷ７２−７３（１９７２年９月）に示された従
来の導波管形分波器を示す概略構成図であり、図におい
て（１）は方形導波管からなる主導波管、（２）は第１
の導波管形帯域通過フィルタ、（３）は第２の導波管形
帯域通過フィルタ、（４）（５）は方形導波管、（６ａ
）〜（６ｃ）　、　（７ａ）〜（７ｃ）はアイリス、（
８）（９）は結合孔、（１０）は主導波管（１）の短絡
板である６導波管形帯域通過フィルタ（２）及び（３）
は、方形導波管（４）（５）、アイリス（６ａ）〜（６
ｃ）　、　（７ａ）〜（７ｃ）及び結合孔（８）（９）
からなり、複数の共振器を構成し、その管軸が主導波管
（１）の管軸と直角になるように接続されている。結合
孔（８）及び（９）は帯域通過フィルタ（２）及び（３
）と主導波管（１）の接続面のほぼ中央に設けられてい
る。また、主導波管（１）の先端は短絡板（１０）によ
り短絡されている。

次に動作について説明する。第１の帯域通過フィルタ（
２）が周波数ｆ１を中心周波数として通過するよう共振
周波数及びアイリス（６ａ）〜（６ｃ）の大きさが調整
され、第２の帯域通過フィルタ（３）が周波数ｆ２を中
心周波数として通過するよう共振周波数及びアイリス（
７ａ）〜（７ｃ）の大きさが調整されており、結合孔（
８）及び（９）と短絡板（１０）の距離がそれぞれ周波
数ｆ１及びｆ２に対する管内振長λｇ１及び１ｇ８の１
７２の整数倍に選ばれていると、主導波管（１）からの
周波数ｆ□及びｆ２の入射波は短絡板（ｌＯ）からの距
離が１ｇ０／２及び１ｇ２／２の整数倍の位置で磁界が
最大となり、その位置に設けられた結合孔（８）及び（
９）を介して効率よく帯域通過フィルタ（２）及び（３
）に分波される。

第４図は、この分波器における主導波管（１）と帯域通
過フィルタ（２）の方形導波管（４）との接合部（以下
Ｔ分岐部という）を示し、第４図（ａ）はＴ分岐部の縦
断面図、第４図（ｂ）はそれの横断面図、第４図（ｃ）
はそれの等価回路図である。等価回路定数Ｂａ及びＢｂ
は次式で与えられる。

ただし、Ｙ、は導波管の特性アドミッタンス、ａ、ｂは
それぞれ導波管断面の横幅及び高さ、λ。

λｇはそれぞれ自由空間中及び管内の波長であり、Ｐ、
Ｍはそれぞれ結合孔（８）　（９）の周波数特性を考慮
した電気偏極率及び磁気編棒率である。磁気編棒率Ｍは
結合孔の厚さを無視した場合次式で表わされる。

ここで、Ｍｏは結合孔の周波数特性を考慮しない磁気偏
極率、Ωは結合孔の長さである。Ｑは通常λ／２より小
さな寸法とする。このＭを用いて、主導波管（１）と帯
域通過フィルタ（２）及び（３）の結合Ｑｅ（外部Ｑ）
及び帯域通過フィルタ内の共振器間の結合ｋ（段間結合
量）は次式で表わされる。

ｋ：！！−ＭＨ２・・・・・（５）ここで、ｈは主導波管（１）の横断面内の磁界成分、Ｈ
は帯域通過フィルタ内の共振器の横断面内の共振磁界成
分、λｇは入出力方形導波管（２ａ）（２ｂ）の管内波
長、μは透磁率である。

［発明が解決しようとする問題点１以上のように構成された従来の導波管形分波器は、広帯
域な特性を得るためには大きな結合量が必要であり、結
合孔の長さΩ或は幅Ｗを長くする゛必要があった。しか
し、結合孔の長さを長くすると２党が帯域通過フィルタ
の中心周波数ｆ０における自由空間波長λ。に近づくた
め磁気偏極率Ｍの周波数に対する変化率が大きくなる。

第５図はＭ／Ｍ、とλ／λ。の関係を２Ｑ／λ。をパラ
メータにして示したもので、例えば、λｌλ。＝１にお
いてＱが大きくなる程Ｍ／Ｍ、のλ／λ。に対する傾き
が大きくなっている。このため、周波数変化によって結
合量が大きく変化し、従来の導波管形分波器は広帯域な
通過帯域において良好なＶＳＩＩＲ特性が得られないと
いう問題点があった。また、結合孔の幅を大きくすると
、第６図に示すように磁気偏極率Ｍは大きくなるが、第
７図に示すように電気偏極率Ｐも大きくなる。このため
、第４図（ｂ）に示した誘導サセプタンスが大きくなり
、分波特性が劣化するので容量性ポストを設ける必要が
あり大形となるという問題点があった。なお、第７図に
おいてＰ、は結合孔の周波数特性を考慮しない電気偏極
率である。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、小形で広帯域な通過特性を有する導波管形分
波器を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明に係る導波管形分波器は、主導波管と導波管形
帯域通過フィルタとの接合部における結合孔として、細
長い結合孔を複数個設けたものである。

［作　用］この発明においては、細長い結合孔を複数個用いている
ため大きな磁気偏極率が得られる。また、結合孔１個当
りの電気偏極率は充分小さいため全体の電気偏極率も小
さく抑えられる。このため容量性ポストを設けることな
く広帯域な分波特性が得られる。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す概略構成図で１図におい
て、（１）は方形導波管からなる主導波管、（２）は第
１の導波管形帯域通過フィルタ、（３）は第２の導波管
形帯域通過フィルタ、　（４）（５）は方形導波管、（
６ａ）〜（６ｃ）　、　（７ａ）〜（７ｃ）はアイリス
、（１０）は主導波管（１）の短絡板で、以上は第３図
と同様のものである。　（１１）（１２）は共に複数の
細長い結合孔で、これらは互いに接近して設けられてい
る。

この実施例の動作は、第３図に示した従来の導波管形分
波器と同様である。

この分波器では、例えば細長い結合孔（１１）（１２）
の長さＱと横幅Ｗの比Ｗ／Ｑを０．２とした時、第６図
及び第７図より、Ｍ、／　Ｑ　”は０．０ｇ、Ｐ、ＩＱ
”は０．００７である。この結合孔（１１）　（！２）
を３個用いた場合、その磁気偏極率、電気偏極率はそれ
ぞれ結合孔が１個の場合の磁気偏極率、電気偏極率を３
倍した値、すなわちＭ、／　ｊｍ　”は０．２４、ｐＨ
／Ｑ３ハ０．０２１となる。ところが、結合孔の横幅Ｗ
を大きくして結合孔１個でＭ、／　ａ　”の値を０．２
４とするには、Ｗ／ｆｌを０．９とする必要がある。そ
うするとＰ、ＩＱ３の値は０．０７２トなり、Ｗ／ｆｌ
が０．２ノ結合孔を３個用いた場合の約３．４倍の大き
さとなる。従って、同じ大きさの磁気偏極率を得るため
には、１つ結合孔を大きくするより、Ｗ／Ｑの値が小さ
い細長い結合孔を複数個用いる方が電気偏極率を小さく
抑えることができ、分波器の特性劣化を小さくすること
がてきる。この実施例の分波器では、結合孔が複数個あ
るため全てを短絡板（１０）からλｇ／２の整数倍の位
置に配設できないが、磁界分布が正弦波状であるため中
央の結合孔をλｇ／２の整数倍の位置に配設すれば、複
数の結合孔を接近させて゛設けているので結合孔間の磁
界強度の差は無視し得る程度である。また、結合孔の長
さの２倍２Ｑを中心周波数ｆ、における自由空間波長λ
。

より短くしておけば、周波数変化による磁気偏極率の変
化の問題もなくなる。従って、広帯域にわたって良好な
分波特性が得られる。

第２図はこの発明の他の実施例を示す概略構成図で、ア
イリスのかわりに金属ポスト（１３ａ）〜（１３ｃ）、
（１４ａ）〜（１４ｃ）を用いた場合である。この場合
も第１図に示す実施例と同様に広帯域な分波特性が得ら
れる。

なお、上記実施例では結合孔を３個設けた場合について
述べたが、この発明は結合孔の数が３個に限定されるも
のではない。

また、フィルタの段数が３段の場合について説明したが
、この発明はフィルタの段数が３段に限定されるもので
はない。

［発明の効果］以上のようにこの発！によれば、細長い結合孔を複数個
設けるため、大きな結合量の広帯域な分波特性を持つ導
波管形分波器が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
はこの発明の他の一実施例を示す概略構成図、第３図は
従来の導波管形分波器を示す概略構成図、第４図はＴ分
岐部の縦断面図、横断面図及び等価回路図、第５図は磁
気偏極率の周波数特性を示す特性図、第６図は結合孔の
大きさと磁気偏極率との関係を示す特性図、第７図は結
合孔の大きさと電気偏極率との関係を示す特性図である
。図において、（１）は主導波管、　（２）（３）は導波
管形帯域通過フィルタ、（４）（５）は方形導波管、（
６ａ）〜（６ｃ）　、（７ａ）　〜（７ｃ）はアイリス
、（１０）は短絡板、（１１）（１２）は共に複数の細
長い結合孔、（１３ａ）〜（１３ｃ）　、　（１４ａ）
〜（１４ｃ）は金属ポストである。なお、図中同一符号は同−或は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　一端が短絡された主導波管、これに結合された
、異なつた通過周波数をもつ２つ以上の導波管形帯域通
過フィルタ、及び上記主導波管と上記導波管形帯域通過
フィルタとの接続面の管壁に設けられた結合孔とで構成
される導波管形分波器において、上記結合孔として、細
長い結合孔を複数個設けたことを特徴とする導波管形分
波器。
（２）上記主導波管及び導波管形帯域通過フィルタは、
方形導波管で構成されている特許請求の範囲第１項記載
の導波管形分波器。
（３）上記主導波管の管軸と上記各導波管形帯域通過フ
ィルタの管軸とは、互いに直交するよう配設されている
特許請求の範囲第１または第２項記載の導波管形分波器
。
（４）上記主導波管と第１、第２の導波管形帯域通過フ
ィルタとの複数の結合孔は、それらの中央の結合孔が上
記主導波管の短絡端から、結合する夫々の導波管形帯域
通過フィルタの通過周波数の管内波長の１／２の整数倍
の位置になるよう配設させてなる特許請求の範囲第１項
〜第３項の何れかに記載の導波管形分波器。
（５）上記第１、第２の導波管形帯域通過フィルタは、
内部に複数のアイリスを設けた複数の共振器からなるも
のである特許請求の範囲第１項〜第４項の何れかに記載
の導波管形分波器。
（６）上記第１、第２の導波管形帯域通過フィルタは、
内部に複数対の金属ポストを設けた複数の共振器からな
るものである特許請求の範囲第１項〜第４項の何れかに
記載の導波管形分波器。