JPS6386901A - モ−ドカプラ - Google Patents
モ−ドカプラInfo
- Publication number
- JPS6386901A JPS6386901A JP23190686A JP23190686A JPS6386901A JP S6386901 A JPS6386901 A JP S6386901A JP 23190686 A JP23190686 A JP 23190686A JP 23190686 A JP23190686 A JP 23190686A JP S6386901 A JPS6386901 A JP S6386901A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mode
- waveguide
- coupling
- coupling holes
- sub
- 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.)
- Pending
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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】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
この発明は、例えば人工衛星に搭載され、地上からのビ
ーコン波を利用して瞬時にアンテナの指向誤差を検出す
る高次モード方式ＲＦセンサとして使用されるモードカ
プラに関する。
ーコン波を利用して瞬時にアンテナの指向誤差を検出す
る高次モード方式ＲＦセンサとして使用されるモードカ
プラに関する。
（従来の技術）
従来より、多重モード伝搬可能な導波管において、特定
のモードを取出すものとして多素子結合型のモードカプ
ラ（方向性結合器）がある。このモードカプラは、第４
図に示すように、円形導波管でなる主導波管１１と矩形
導波管でなる副導波管１２とで構成され、各導波管１１
．１２の管内は結合孔１３ａ 、 １３ｂ 、・・・で
連結されている。主導波管１１は多重モードを伝搬可能
とするものである。上記結合孔１３ａ 、 １３ｂ 、
・・・の間隔ｌは、主導波管１１ ＋：伝搬されるある
特定モードの管内波長λｇｌと副導波管１２に伝搬され
る基本モードの管内波長λｇ２とを等しくするものとし
て、 ノーλｇｌ／４−λｇ２／４に設定される。
のモードを取出すものとして多素子結合型のモードカプ
ラ（方向性結合器）がある。このモードカプラは、第４
図に示すように、円形導波管でなる主導波管１１と矩形
導波管でなる副導波管１２とで構成され、各導波管１１
．１２の管内は結合孔１３ａ 、 １３ｂ 、・・・で
連結されている。主導波管１１は多重モードを伝搬可能
とするものである。上記結合孔１３ａ 、 １３ｂ 、
・・・の間隔ｌは、主導波管１１ ＋：伝搬されるある
特定モードの管内波長λｇｌと副導波管１２に伝搬され
る基本モードの管内波長λｇ２とを等しくするものとし
て、 ノーλｇｌ／４−λｇ２／４に設定される。
ここで、図中ａ側から主導波管１１に入射された管内波
長λｇｌのモード波Ｍｌは図中す側へ伝搬していくが、
結合孔１３ａ 、 Ｈｂ 、・・・より一部副導波管１
２内で結合される。結合された電磁波は管内波長λｇ２
のモードとなって図中Ｃ側及びｄ側へと伝搬していく。
長λｇｌのモード波Ｍｌは図中す側へ伝搬していくが、
結合孔１３ａ 、 Ｈｂ 、・・・より一部副導波管１
２内で結合される。結合された電磁波は管内波長λｇ２
のモードとなって図中Ｃ側及びｄ側へと伝搬していく。
このとき、例えば結合孔１３ｃで結合した電磁波がｄ方
向に伝搬していくと、次の結合孔１３ｄで結合される電
磁波とは同じ位相だけずれているため同位相で合成され
、ｄより出力される。逆に図中Ｃ側に伝搬していくと、
次の結合孔１３ｂで結合される電磁波より１８０°位相
が遅れるため逆位相合成となり、これによってＣには出
力が現れない。このように、上記構成のモードカプラは
特定モードに対して方向性結合器となる。
向に伝搬していくと、次の結合孔１３ｄで結合される電
磁波とは同じ位相だけずれているため同位相で合成され
、ｄより出力される。逆に図中Ｃ側に伝搬していくと、
次の結合孔１３ｂで結合される電磁波より１８０°位相
が遅れるため逆位相合成となり、これによってＣには出
力が現れない。このように、上記構成のモードカプラは
特定モードに対して方向性結合器となる。
この場合、主導波管ｌｌ内を伝搬する任意のモード波を
、その管内波長を副導波管１２の伝搬モードの波長に等
しくすることで結合させることが可能である。
、その管内波長を副導波管１２の伝搬モードの波長に等
しくすることで結合させることが可能である。
しかしながら、上記のような従来のモードカプラでは、
副導波管に他の不要なモードを結合させないようにモー
ド弁別度を改善するために、結合孔を小さくして結合孔
の数を増やすことが必要である。しかし、結合孔が増え
ると導波管の長さが長くなり、全長が長くなる。このモ
ードカプラを衛星搭載用ＲＦセンサに用いた場合には、
不要モードをなるべく結合させないようにしなければな
らないが、結合孔の数を多くした場合には全長が非常に
長くなるので、搭載用としては大きすぎるという問題を
生じる。また、主導波管内に放送波及び通信波等のミッ
ション波とＲＦセンサビーコン波を伝搬させ、副導波管
からＲＦセンサ信号のみを取出すミッション共用ＲＦセ
ンサとして用いる場合には、結合孔が多いためミッショ
ン波の透過損失が増加し、ミッション波に影響を与える
ことになる。このため、従来のモードカプラではミッシ
ョン共用ＲＦセンサを実現することは非常に困難であっ
た。
副導波管に他の不要なモードを結合させないようにモー
ド弁別度を改善するために、結合孔を小さくして結合孔
の数を増やすことが必要である。しかし、結合孔が増え
ると導波管の長さが長くなり、全長が長くなる。このモ
ードカプラを衛星搭載用ＲＦセンサに用いた場合には、
不要モードをなるべく結合させないようにしなければな
らないが、結合孔の数を多くした場合には全長が非常に
長くなるので、搭載用としては大きすぎるという問題を
生じる。また、主導波管内に放送波及び通信波等のミッ
ション波とＲＦセンサビーコン波を伝搬させ、副導波管
からＲＦセンサ信号のみを取出すミッション共用ＲＦセ
ンサとして用いる場合には、結合孔が多いためミッショ
ン波の透過損失が増加し、ミッション波に影響を与える
ことになる。このため、従来のモードカプラではミッシ
ョン共用ＲＦセンサを実現することは非常に困難であっ
た。
（発明が解決しようとする問題点）
この発明は、従来のものではモード弁別度を向上させる
ためには結合孔を小さくして結合孔の数を増大しなけれ
ばならないため、全長が長くなって衛星搭載用ＲＦセン
サとして用いることができないといった問題があった点
を改、善するためになされたもので、モード弁別度が優
れ、小型で簡易な構成であり、主導波管内のミッション
波に対して極めて影響の少ない、ミッション共用ＲＦセ
ンサとして好適なモードカプラを提供することを目的と
する。
ためには結合孔を小さくして結合孔の数を増大しなけれ
ばならないため、全長が長くなって衛星搭載用ＲＦセン
サとして用いることができないといった問題があった点
を改、善するためになされたもので、モード弁別度が優
れ、小型で簡易な構成であり、主導波管内のミッション
波に対して極めて影響の少ない、ミッション共用ＲＦセ
ンサとして好適なモードカプラを提供することを目的と
する。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
この発明に係るモードカプラは、管壁に複数個の結合孔
が等間隔で形成され、多重モードを伝搬する円形主導波
管と、この主導波管の結合孔の形成された側面に取付け
られ、前記結合孔を通じて導かれる多重モードのうちの
特定の希望モードを伝搬する矩形導波管とからなり、前
記副導波管内で特定の希望モードの結合電磁波が同相で
伝搬され、特定の不要モードの結合電磁波が逆相で相殺
するように、前記主導波管及び副導波管の寸法及び結合
孔間隔を定めている。
が等間隔で形成され、多重モードを伝搬する円形主導波
管と、この主導波管の結合孔の形成された側面に取付け
られ、前記結合孔を通じて導かれる多重モードのうちの
特定の希望モードを伝搬する矩形導波管とからなり、前
記副導波管内で特定の希望モードの結合電磁波が同相で
伝搬され、特定の不要モードの結合電磁波が逆相で相殺
するように、前記主導波管及び副導波管の寸法及び結合
孔間隔を定めている。
（作用）
上記構成によるモードカプラでは、複数個の結合孔から
副導波管に導かれた主導波管内の特定の希望モードの電
磁波は同参〇で管内を伝搬するため、打消し合うことは
ない。逆に副導波管に導かれた主導波管内の特定の不要
モードの電磁波はＩＬいに逆相となるため、副導波管内
で相殺される。
副導波管に導かれた主導波管内の特定の希望モードの電
磁波は同参〇で管内を伝搬するため、打消し合うことは
ない。逆に副導波管に導かれた主導波管内の特定の不要
モードの電磁波はＩＬいに逆相となるため、副導波管内
で相殺される。
したがって、副導波管では主導波管内の特定の希望モー
ドの電磁波のみが伝搬される。
ドの電磁波のみが伝搬される。
（実施例）
以下、第１図を参照してこの発明の一実施例を説明する
。但し、第１図において第４図と同一部分には同一符号
を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ述べる
。
。但し、第１図において第４図と同一部分には同一符号
を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ述べる
。
第１図は、Ｔ Ｅ １１モード、ＴＭＯＩモード、Ｔ
Ｅ ２１モードを伝搬している円形主導波管１１から、
ＴＭＯＩモードのみを取出し、矩形副導波管１２より基
本モード（ＴＥ１０モード）で図中（ｄ）側へ伝搬させ
る場合にこの発明を適用したときの動作原理を示すもの
である。すなわち、従来の伝搬手段では、主導波管１１
のＴＭＯＩモードの管内波長をλＯ１とし、副導波管１
２のＴ Ｅ １０モードの管内波長をλ１０とするとき
、多数の結合孔１３ａ 、 １３ｂ 、・・・を用いて
、その各間隔ｌを、 ｌ−λ０［／４−λ１０／４ として結合させている。しかし本願発明では、Ｔ Ｅ
２１モードを結合させないために、２つの結合孔１３ａ
、 １３ｂを形成し、その間隔ノを、ｔ’−（３／２）
λ２１−２λ０１−λｌＯ・・・（１）としてＴＭＯＩ
モードを結合させている。ここで、λ２１はＴ Ｅ ２
１モードの管内波長である。」−記ＴＥ２１モードは結
合孔Ｌ３ａで結合して副導波管１２内を伝搬する電磁波
と結合孔１３ｂで結合した電磁波が逆位相で合成される
ため、（ｄ）側には出力されない。このことは（Ｃ）方
向についても同様である。また、ＴＭＯＩモードでは、
結合孔１３ａ 。
Ｅ ２１モードを伝搬している円形主導波管１１から、
ＴＭＯＩモードのみを取出し、矩形副導波管１２より基
本モード（ＴＥ１０モード）で図中（ｄ）側へ伝搬させ
る場合にこの発明を適用したときの動作原理を示すもの
である。すなわち、従来の伝搬手段では、主導波管１１
のＴＭＯＩモードの管内波長をλＯ１とし、副導波管１
２のＴ Ｅ １０モードの管内波長をλ１０とするとき
、多数の結合孔１３ａ 、 １３ｂ 、・・・を用いて
、その各間隔ｌを、 ｌ−λ０［／４−λ１０／４ として結合させている。しかし本願発明では、Ｔ Ｅ
２１モードを結合させないために、２つの結合孔１３ａ
、 １３ｂを形成し、その間隔ノを、ｔ’−（３／２）
λ２１−２λ０１−λｌＯ・・・（１）としてＴＭＯＩ
モードを結合させている。ここで、λ２１はＴ Ｅ ２
１モードの管内波長である。」−記ＴＥ２１モードは結
合孔Ｌ３ａで結合して副導波管１２内を伝搬する電磁波
と結合孔１３ｂで結合した電磁波が逆位相で合成される
ため、（ｄ）側には出力されない。このことは（Ｃ）方
向についても同様である。また、ＴＭＯＩモードでは、
結合孔１３ａ 。
１３ｂで結合した電磁波が同位相で合成されるので、（
Ｃ）、（ｄ）方向へそれぞれ伝搬される。
Ｃ）、（ｄ）方向へそれぞれ伝搬される。
また、各モードの管内波長は導波管の寸法により定めら
れるから、（１）式のような関係となるように主導波管
１１及び副導波管１２の寸法及び結合孔１３ａ 、 １
３ｂの間隔ノを選択設定することで、２つの結合孔１３
ａ 、 １３ｂで必要なモード（ＴＭＯＩモード）を結
合させ、不要なモード（ＴＥ２１モード）を結合させな
いモードカプラを構成することができる。したがって、
従来のモードカプラよりかなり小さな構造となり、しか
も結合孔の個数か少ないため、主導波管にミッション波
を伝搬させた場合には、そのミッション波に対する影響
を極めて小さくすることができる。この場合、副導波管
・・・の結合量は結合孔の形状、寸法及び個数によって
決定される。
れるから、（１）式のような関係となるように主導波管
１１及び副導波管１２の寸法及び結合孔１３ａ 、 １
３ｂの間隔ノを選択設定することで、２つの結合孔１３
ａ 、 １３ｂで必要なモード（ＴＭＯＩモード）を結
合させ、不要なモード（ＴＥ２１モード）を結合させな
いモードカプラを構成することができる。したがって、
従来のモードカプラよりかなり小さな構造となり、しか
も結合孔の個数か少ないため、主導波管にミッション波
を伝搬させた場合には、そのミッション波に対する影響
を極めて小さくすることができる。この場合、副導波管
・・・の結合量は結合孔の形状、寸法及び個数によって
決定される。
第２図に他の実施例を示す。このモードカプラは、副導
波管を共振器として使用した定在波結合形のもので、図
中１４はＴ Ｅ １１モード、ＴＭＯＩモードが伝搬さ
れる円形主導波管、１５は内部にスタブとなる容量性窓
１５１を有し、Ｔ Ｅ １０２モードで共振する矩形共
振器（副導波管）である。主導波管１４及び矩形共振器
１５の内部は３つの結合孔１（ｉａ 。
波管を共振器として使用した定在波結合形のもので、図
中１４はＴ Ｅ １１モード、ＴＭＯＩモードが伝搬さ
れる円形主導波管、１５は内部にスタブとなる容量性窓
１５１を有し、Ｔ Ｅ １０２モードで共振する矩形共
振器（副導波管）である。主導波管１４及び矩形共振器
１５の内部は３つの結合孔１（ｉａ 。
ｌＧｂ 、 ｌＧｃによって連結されている。この結合
孔１（ｉａ 、 ｌＧｂ 、 Ｉｎｃで結合されたＴ
Ｅ １０モードは共振器１．５で検出される。ここで、
１−２結合孔ｌｅａ 。
孔１（ｉａ 、 ｌＧｂ 、 Ｉｎｃで結合されたＴ
Ｅ １０モードは共振器１．５で検出される。ここで、
１−２結合孔ｌｅａ 。
１０ｃの両端間隔ｌは、
ｌ−λＯ１−（３／２）λ１１−λ１０２ ・・（
２）としている。（ｇ Ｌ、λ旧、λ１１． λ１０
２はそれぞれＴＭＯＩモード、ＴＥＩＩモード、ＴＥ１
０２ モードにおける管内波長である。
２）としている。（ｇ Ｌ、λ旧、λ１１． λ１０
２はそれぞれＴＭＯＩモード、ＴＥＩＩモード、ＴＥ１
０２ モードにおける管内波長である。
上記構成において、以下第３図を参照してその動作原理
について説明する。
について説明する。
第３図において、（ａ）図は主導波管１４内でのＴＭＯ
Ｉモードの磁界、（ｂ）図は主導波管１４内でのＴＥＩ
Ｉモードの磁界、（ｃ）図は矩形共振器１５内でのＴ
Ｅ １０２モードの磁界の様子をそれぞれ矢印によって
示している。すなわち、第３図から明らかなように、（
ａ）図のＴＭＯＩモードと（ｃ）図のＴ Ｅ １０２モ
ードは各結合孔ｌｅａ〜ｌｅｅで励振する磁界の方向が
同じであるので結合される。しかし、（ｂ）図のＴ Ｅ
ＬＩモードと（ｃ）図のＴ Ｅ １０２モードは各結
合孔周ＦＪＩ（ｉａ 、 １１３ｅで励振する方向が！
Ｔいのモードに対して相殺される方向にあるため結合し
ない。このように、主導波管１４及び矩形副導波管１５
の寸法及び結合孔の間隔を（２）式を満足するように設
定すれば、種々のモードに対して同様に結合、非結合を
より少ない結合孔で実施することができる。
Ｉモードの磁界、（ｂ）図は主導波管１４内でのＴＥＩ
Ｉモードの磁界、（ｃ）図は矩形共振器１５内でのＴ
Ｅ １０２モードの磁界の様子をそれぞれ矢印によって
示している。すなわち、第３図から明らかなように、（
ａ）図のＴＭＯＩモードと（ｃ）図のＴ Ｅ １０２モ
ードは各結合孔ｌｅａ〜ｌｅｅで励振する磁界の方向が
同じであるので結合される。しかし、（ｂ）図のＴ Ｅ
ＬＩモードと（ｃ）図のＴ Ｅ １０２モードは各結
合孔周ＦＪＩ（ｉａ 、 １１３ｅで励振する方向が！
Ｔいのモードに対して相殺される方向にあるため結合し
ない。このように、主導波管１４及び矩形副導波管１５
の寸法及び結合孔の間隔を（２）式を満足するように設
定すれば、種々のモードに対して同様に結合、非結合を
より少ない結合孔で実施することができる。
したがって、１−記のように構成したモードカプラは、
結合孔の個数が少なくとも不要モードを結合することな
く必要なモードだけを検出することができ、つまりモー
ド弁別度に優れ、しかも結合孔の個数が少ないために主
導波管を伝搬するミッション波（放送、通信等）に対す
る影響が小さい。
結合孔の個数が少なくとも不要モードを結合することな
く必要なモードだけを検出することができ、つまりモー
ド弁別度に優れ、しかも結合孔の個数が少ないために主
導波管を伝搬するミッション波（放送、通信等）に対す
る影響が小さい。
このように、上記モードカプラはミッション共用のＲＦ
センサとして極めて好適なものである。
センサとして極めて好適なものである。
［発明の効果］
以上のようにこの発明によれば、モード弁別度が優れ、
小型で簡易な構成であり、主導波管内のミッション波に
対して極めて影響の少ない、ミッション共用ＲＦセンサ
として好適なモードカプラを提供することができる。
小型で簡易な構成であり、主導波管内のミッション波に
対して極めて影響の少ない、ミッション共用ＲＦセンサ
として好適なモードカプラを提供することができる。
第１図はこの発明に係るモードカプラの一実施例を示す
構成図、第２図はこの発明に係る他の実施例を示す構成
図、第３図は第２図に示したモードカプラの動作を説明
するための図、第４図は従来のモードカプラの動作を説
明するための構成図である。 １１．１４・・・円形主導波管、１２・・・矩形副導波
管、１３ａ 、 １３ｂ 、 ・、 ｌｅａ 、 １８
ｂ 、 １ｆ３ｃ ・・・結合孔、１５・・・矩形共振
器、１５１・・・容量性窓。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 １ 図 第 ２ 図
構成図、第２図はこの発明に係る他の実施例を示す構成
図、第３図は第２図に示したモードカプラの動作を説明
するための図、第４図は従来のモードカプラの動作を説
明するための構成図である。 １１．１４・・・円形主導波管、１２・・・矩形副導波
管、１３ａ 、 １３ｂ 、 ・、 ｌｅａ 、 １８
ｂ 、 １ｆ３ｃ ・・・結合孔、１５・・・矩形共振
器、１５１・・・容量性窓。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 １ 図 第 ２ 図
Claims (1)
- 管壁に複数個の結合孔が等間隔で形成され、多重モー
ドを伝搬する円形主導波管と、この主導波管の結合孔の
形成された側面に取付けられ、前記結合孔を通じて導か
れる多重モードのうちの特定モードを伝搬する矩形導波
管とからなるモードカプラにおいて、前記副導波管内で
特定の希望モードの結合電磁波が同相で伝搬され、特定
の不要モードの結合電磁波が逆相で相殺するように、前
記主導波管及び副導波管の寸法及び結合孔間隔を定めた
ことを特徴とするモードカプラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23190686A JPS6386901A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | モ−ドカプラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23190686A JPS6386901A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | モ−ドカプラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6386901A true JPS6386901A (ja) | 1988-04-18 |
Family
ID=16930903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23190686A Pending JPS6386901A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | モ−ドカプラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6386901A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0417401A (ja) * | 1990-05-11 | 1992-01-22 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 導波管方向性結合器 |
| WO2002035642A1 (en) * | 2000-10-27 | 2002-05-02 | Saabtech Electronics Ab | Directional coupler |
| CN103078164A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-01 | 成都赛纳赛德科技有限公司 | 紧凑型单排长孔定向耦合器 |
| CN106025480A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-10-12 | 中国电子科技集团公司第十二研究所 | 一种用于回旋行波管微波功率测量的定向耦合器及用于该定向耦合器的制造方法 |
-
1986
- 1986-09-30 JP JP23190686A patent/JPS6386901A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0417401A (ja) * | 1990-05-11 | 1992-01-22 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 導波管方向性結合器 |
| WO2002035642A1 (en) * | 2000-10-27 | 2002-05-02 | Saabtech Electronics Ab | Directional coupler |
| CN103078164A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-01 | 成都赛纳赛德科技有限公司 | 紧凑型单排长孔定向耦合器 |
| CN106025480A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-10-12 | 中国电子科技集团公司第十二研究所 | 一种用于回旋行波管微波功率测量的定向耦合器及用于该定向耦合器的制造方法 |
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