JP4076594B2 - 導波管形分波器及び偏分波器 - Google Patents
導波管形分波器及び偏分波器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4076594B2 JP4076594B2 JP18321796A JP18321796A JP4076594B2 JP 4076594 B2 JP4076594 B2 JP 4076594B2 JP 18321796 A JP18321796 A JP 18321796A JP 18321796 A JP18321796 A JP 18321796A JP 4076594 B2 JP4076594 B2 JP 4076594B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- rectangular
- main waveguide
- coupling hole
- demultiplexer
- 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 - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主としてＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯、マイクロ波帯およびミリ波帯で用いられる広帯域、高アイソレーション分波特性を持つ小型構造の導波管形分波器、偏分波器にに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
第１の従来例として、図１７は例えば J.Uher, J.Bornemann, U.Rosenberg, ■Waveguide Components for Antenna Feed Systems : Theory and CAD■, ARTECH HOUSE INC., pp.403-418, 1993. に示された直交２偏波２周波数帯共用アンテナ給電系で用いられる従来の分波器を示す斜視図である。図において、１は２つの異なる周波数帯にて各々直交する２つの偏波からなる計４種類の電波を伝送する正方形主導波管、２ａおよび２ｂはこの正方形主導波管１の平行な向かい合う２つの壁面に１つずつ設けられた分岐しようとする電波の波長に対応して各々決る開口面を持ち、位置を決められた結合孔である。３ａはこの結合孔２ａを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ａはこの方形分岐導波管３ａ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ａはこれらの誘導性アイリス４ａおよび結合孔２ａによって仕切られた複数の空胴共振器、６ａは方形分岐導波管３ａと誘導性アイリス４ａと空胴共振器５ａとで構成される第１の導波管形高周波フィルタである。
３ｂは結合孔２ｂを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ｂはこの方形分岐導波管３ｂ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｂはこれらの誘導性アイリス４ｂおよび結合孔２ｂによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｂは方形分岐導波管３ｂと誘導性アイリス４ｂと空胴共振器５ｂとで構成される第２の導波管形高周波フィルタである。
７は正方形主導波管１内に結合孔２ａ、２ｂの設けられた正方形主導波管側壁と平行をなす向きに挿入された金属薄板、Ｐ１は正方形主導波管１の入力端、Ｐ２は正方形主導波管１の出力端である。
【０００３】
次に動作について説明する。
いま、入力端Ｐ１より入射された計４種類の電波の中の低い方の周波数帯にて金属薄板７と平行な向きの偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ１０モードは、その電波の波長対応の開口面を持つ結合孔２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し第１の導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。
また、高い方の周波数帯にて金属薄板７と平行な向きの偏波をもつ電波の基本モードは、同様にその電波の波長対応の開口面を持つ結合孔２ｂにより方形分岐導波管３ｂの基本モードに結合し第２の導波管形高周波フィルタ６ｂ中を伝搬していく。
更に、金属薄板７と直角をなす向きの偏波をもつ２種類の電波の基本モードすなわちＴＥ０１モードは、結合孔２ａ、２ｂとは結合することなく、かつ、金属薄板７にてほとんど反射することなく方形主導波管１の出力端Ｐ２から出ていく。
【０００４】
第１の従来例の分波器は以上のように構成されているので、例えば、向かい合う結合孔２ａ、２ｂの面積が大きくなると、ＴＥ２０モードに代表されるような分岐部で発生する高次モードを介して結合孔２ａ、２ｂ間で互いに結合して望ましくない影響を与えて、各使用周波数帯における入射端Ｐ１での反射特性の劣化を引き起こす。
また、結合孔２ａ、２ｂの面積を小さくした場合は、ＴＥ２０モードの発生は抑圧されて、結合孔２ａ、２ｂ間の不要結合は抑制できるが、分岐部で発生するＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードに代表されるような高次モードの影響が非常に大きくなり、広帯域な分波特性は期待できなくなる。
【０００５】
また第２の従来例として、図１８は直交２偏波共用アンテナ給電系で用いられる従来の偏分波器を示す斜視図である。図において、１は直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する正方形主導波管、２ａはこの正方形主導波管１のある１つの壁面上に設けられた結合孔、３ａはこの結合孔２ａを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ａはこの方形分岐導波管３ａ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ａはこれらの誘導性アイリス４ａおよび結合孔２ａによって仕切られた複数の空胴共振器、６ａは方形分岐導波管３ａと誘導性アイリス４ａと空胴共振器５ａとで構成される導波管形高周波フィルタ、７は正方形主導波管１内に結合孔２ａの設けられた正方形主導波管側壁と平行をなす向きに挿入された金属薄板、Ｐ１は正方形主導波管１の入力端、Ｐ２は正方形主導波管１の出力端である。
【０００６】
次に動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端Ｐ１より入射された計２種類の電波の中の金属薄板７と平行な向きの偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ１０モードは、結合孔２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、金属薄板７と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ０１モードは、結合孔２ａとは結合することなく、かつ、金属薄板７にてほとんど反射することなく正方形主導波管１の出力端Ｐ２から出ていく。ここで、結合孔２ａの大きさと位置は、方形主導波管１から方形分岐導波管３ａに分離しようとする電波の周波数帯に応じて適宜決定される。
【０００７】
第２の従来例の偏分波器は以上のように構成されているので、例えば、結合孔２ａの面積が大きくなると、ＴＥ２０モードに代表されるような分岐部で発生する高次モードが大きく発生し、使用周波数帯における入射端Ｐ１での反射特性の劣化を引き起こす。
また、結合孔２ａの面積を小さくした場合は、ＴＥ２０モードの発生は抑圧されて、入射端５での反射特性は改善できるが、分岐部で発生するＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードに代表されるような高次モードの影響が非常に大きくなり、広帯域な分波特性は期待できなくなる。
【０００８】
また、第３の従来例として、図１９は直交２偏波共用アンテナ給電系で用いられる従来の偏分波器を示す斜視図である。図において、１は各々直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する正方形主導波管、２ａおよび２ｃはこの正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面上に１つずつ設けられた結合孔である。３ａはこの結合孔２ａを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ａはこの方形分岐導波管３ａ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ａはこれらの誘導性アイリス４ａおよび結合孔２ａによって仕切られた複数の空胴共振器、６ａは方形分岐導波管３ａと誘導性アイリス４ａと空胴共振器５ａとで構成される第１の導波管形高周波フィルタである。
３ｃは結合孔２ｃを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ｃはこの方形分岐導波管３ｃ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｃはこれらの誘導性アイリス４ｃおよび結合孔２ｃによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｃは方形分岐導波管３ｃと誘導性アイリス４ｃと空胴共振器５ｃとで構成される第２の導波管形高周波フィルタである。８は正方形主導波管１の１端を短絡する導体短絡板、Ｐ１は正方形主導波管１の入力端である。
【０００９】
次に動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端Ｐ１より入射された計２種類の電波の中の方形分岐導波管３ａの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ１０モードは、結合孔２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し第１の導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、方形分岐導波管３ｃの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ０１モードは、結合孔２ｃにより方形分岐導波管３ｃの基本モードに結合し第２の導波管形高周波フィルタ６ｃ中を伝搬していく。
ここで、結合孔２ａ、２ｃの大きさと位置は、方形主導波管１から方形分岐導波管３ａ、３ｃに分離しようとする各電波の周波数帯に応じて適宜決定される。
【００１０】
第３の従来例の分波器は以上のように構成されているので、例えば、隣り合う結合孔２ａ、２ｃの面積が大きくなると、ＴＥ２０モードに代表されるような分岐部で発生する高次モードを介して互いに結合し、望ましくない影響を与え合って偏波間のアイソレーション特性の劣化を引き起こす。また、結合孔２ａ、２ｃの面積をある程度小さくした場合は、ＴＥ２０モードの発生は抑圧されて、結合孔２ａ、２ｃ間の不要結合はある程度抑制できるが、分岐部で発生するＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードに代表されるような高次モードの影響が大きくなり、広帯域な分波特性は期待できなくなる。
【００１１】
また、第４の従来例として、図２０は例えば J.Uher, J.Bornemann, U.Rosenberg, ■Waveguide Components for Antenna Feed Systems : Theory and CAD■, ARTECH HOUSE INC., pp.403-418, 1993. に示された直交２偏波２周波数帯共用アンテナ給電系で用いられる従来の偏分波器を示す斜視図である。図において、１は２つの異なる周波数帯にて各々直交する２つの偏波からなる計４種類の電波を伝送する正方形主導波管、２ｅはこの正方形主導波管１の向かい合う２つの壁面の対称な位置に同一形状で１つずつ設けられた結合孔、２ｆはこの正方形主導波管１の上記結合孔２ｅの設けられた壁面以外の向かい合う２つの壁面の対称な位置に同一形状で１つずつ設けられた結合孔である。３ｅは上記結合孔２ｅを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ｅはこの方形分岐導波管３ｅ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｅはこれらの誘導性アイリス４ｅおよび結合孔２ｅによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｅは方形分岐導波管３ｅと誘導性アイリス４ｅと空胴共振器５ｅとで構成される２つの導波管形高周波フィルタである。
３ｆは結合孔２ｆを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ｆはこの方形分岐導波管３ｆ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｆはこれらの誘導性アイリス４ｆおよび結合孔２ｆによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｆは方形分岐導波管３ｆと誘導性アイリス４ｆと空胴共振器５ｆとで構成される２つの導波管形高周波フィルタである。Ｐ１は方形主導波管１の入力端、Ｐ２は方形主導波管１の出力端、９は出力端Ｐ２に接続された２段の正方形導波管ステップである。
【００１２】
次に動作について説明する。
方形主導波管１の入力端５より入射された計４種類の電波の中の低い方の周波数帯にて方形分岐導波管３ｅの管軸と垂直をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ１０モードは、結合孔２ｅにより対向する２つの方形分岐導波管３ｅの基本モードに等しく結合し、導波管形高周波フィルタ６ｅ中を伝搬していく。
また、低い方の周波数帯にて方形分岐導波管３ｆの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ０１モードは、結合孔２ｆにより対向する２つの方形分岐導波管３ｆの基本モードに等しく結合し、導波管形高周波フィルタ６ｆ中を伝搬していく。更に、高い方の周波数帯の２種類の電波は、結合孔２ｅおよび２ｆとは結合することなく、かつ、２段の正方形導波管ステップ９にてほとんど反射することなく出ていく。
ここで、結合孔２ｅおよび２ｆの大きさと位置は、方形主導波管１から方形分岐導波管３ｅおよび３ｆに各々分離しようとする電波の周波数帯に応じて適宜決定される。
【００１３】
第４の従来例の偏分波器は以上のように構成されるので、結合孔２ｅおよび２ｆの面積をある程度大きくしても、構造の上下および左右の対称性により、ＴＥ２０モードに代表されるような結合孔相互の不要結合に大きく寄与する高次モードの発生が完全に抑圧されるため、偏分波器として非常に良好な反射特性およびアイソレーション特性が広帯域に得られる。
しかし、この偏分波器では対向する２つの方形分岐導波管３ｅに分離された同一偏波の電波を合成するための合成回路と、同様に２つの方形分岐導波管３ｆに分離された電波を合成するための合成回路とが必要となって給電回路全体が非常に大きくなり、従って回路の小形化は困難である。
【００１４】
また、第５の従来例として、図２１は例えば特開平７−２２８０３号に示された直交２偏波共用アンテナ給電系で用いられる従来の偏分波器を示す斜視図である。図において、１０は直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する円形主導波管、１１はこの円形主導波管１０の一端に設けられた短絡導体板、２ｇおよび２ｈは円形主導波管８の壁面における短絡導体板１１より使用周波数帯の円形主導波管管内波長の約１／４離れた位置と、約３／４もしくは３／４以上離れた位置とに、各々１つずつ、互いの孔面が直交するように設けられた結合孔である。３ｇは上記結合孔２ｇを介して円形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ｇはこの方形分岐導波管３ｇ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｇはこれらの誘導性アイリス４ｇおよび結合孔２ｇによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｇは方形分岐導波管３ｇと誘導性アイリス４ｇと空胴共振器５ｇとで構成される２つの導波管形高周波フィルタである。３ｈは結合孔２ｈを介して円形主導波管１０の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ｈはこの方形分岐導波管３ｈ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｈはこれらの誘導性アイリス４ｈおよび結合孔２ｈによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｈは方形分岐導波管３ｈと誘導性アイリス４ｈと空胴共振器５ｈとで構成される２つの導波管形高周波フィルタ、Ｐ１は円形主導波管１の入力端である。
【００１５】
次に動作について説明する。
円形主導波管１０の入力端Ｐ１より入射された計２種類の電波の中の方形分岐導波管３ｇの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ１１モードは、結合孔２ｇにより方形分岐導波管３ｇの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｇ中を伝搬していく。また、方形分岐導波管３ｈの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の基本モードは、結合孔２ｈにより方形分岐導波管３ｈの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｈ中を伝搬していく。
【００１６】
第５の従来例の偏分波器は以上のように構成されているので、例えば、結合孔２ｇと結合孔２ｈの間隔を円形主導波管１０の使用周波数帯管内波長の約１／２程度にすると、結合孔２ｇと結合孔２ｈの間隔が十分でないために、高次モードを介して起こる結合孔２ｇと結合孔２ｈの間の不要結合がこの偏分波器の分波特性に大きな影響を与えてアイソレーション特性の劣化を引き起こす。また、高いアイソレーション特性を得るために結合孔２ｇと結合孔２ｈの間隔を上記使用周波数帯管内波長の１／２以上離した場合、偏分波器の管軸方向の長さは上記使用周波数帯管内波長の約３／４以上となり、これ以上の構造の小形化は期待できない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の直交２偏波共用あるいは多周波数帯共用の導波管形分波器、および、偏分波器は以上のように構成されているので、分岐部で発生する高次モードの影響により、その反射特性、あるいは、アイソレーション特性が劣化し、従って、広帯域にわたる良好な分波特性が得られないという課題があった。または小形化が困難であるという課題があった。
【００１８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、分波器、および、偏分波器の分岐部において発生する高次モードの影響を抑えた小形、かつ、広帯域分波特性を有する分波器、および偏分波器を得ることを目的としている。
【００１９】
【課題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、主導波管の中心軸に対して向かい合う２つの壁面に設けられた長方形の結合孔を有する導波管形フィルタを用いた導波管形分波器において、
上記主導波管の断面を四角形とし、
上記各導波管形フィルタは、２つの長方形の結合孔を有し、主導波管の該四角形を構成する一辺となる壁面であって分岐する信号の偏波面と平行となる壁面を上下に約４等分して、上記約４等分した壁面において、上から４分の１の位置と、下から４分の１の位置であって、かつ、壁面を２分した中心線に対して上下対称になる位置に、上記２つの長方形の結合孔の長辺が平行になるように上記２つの長方形の結合孔を設けたことを特徴とする。
【００２０】
また更に、導波管形フィルタは、主導波管の中心軸に対して向かい合うように設けた。
【００２１】
この発明に係る導波管形偏分波器は、主導波管の壁面に設けられた長方形の結合孔を有する導波管形フィルタを用いた導波管形偏分波器において、
上記主導波管の断面を四角形とし、
上記各導波管形フィルタは、２つの長方形の結合孔を有し、主導波管の該四角形を構成する一辺となる壁面であって分岐する信号の偏波面と平行となる壁面を上下に約４等分して、上記約４等分した壁面において、上から４分の１の位置と、下から４分の１の位置であって、かつ、壁面を２分した中心線に対して上下対称になる位置に、上記２つの長方形の結合孔の長辺が平行になるように、上記２つの長方形の結合孔を設けたことを特徴とする。
【００２２】
また更に、主導波管の１端には短絡板を設け、導波管形フィルタは、２個設置し、上記短絡板の近傍に上記主導波管の中心軸に対して互いに直角方向に設置した。
【００２３】
また更に、主導波管の１端には短絡板を設け、導波管形フィルタは、４個設置し、上記短絡板の近傍に上記主導波管の中心軸に対してそれぞれ直角方向に設置した。
【００２５】
この発明に係る導波管形偏分波器は、主導波管の１端には短絡板を設け、主導波管の壁面に設けられた結合孔を有する導波管形フィルタを複数個用いた導波管形偏分波器において、上記導波管形フィルタは、２個を主導波管の中心軸に対して互いに直角に設置し、かつ主導波管の壁面の高さ方向に約４等分した中心軸に平行な上下いずれか４分の１の位置の中心に結合孔を設けた。
【００２６】
また更に、主導波管の導波管形フィルタは、２個を主導波管の中心軸に対して互いに直角に、主導波管に設けた短絡板からの距離を一方は分岐する信号波長に対して１／４波長以内の距離に、他方は同上波長に対して約３／４波長離れた距離に設置し、かつ上記各導波管フィルタは、主導波管から遠ざかる方向に広がる２段のステップ状の高さを持つようにした。
【００２７】
また更に、主導波管は、正方形とした。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１における導波管形分波器を図について説明する。
図１は本実施の形態の導波管形分波器の構成を示す斜視図である。また図２ないし図４は、図１の構成の分波器における電磁界のモードを説明するための電磁界モード説明図である。
図１において、１は２つの異なる周波数帯にて各々直交する２つの偏波からなる計４種類の電波を伝送する正方形主導波管である。１２ａおよび１２ｂはこの正方形主導波管１の平行な向かい合う２つの壁面上に設けられ、かつ、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に２分割された結合孔である。この構成において、１２ａ、１２ｂは、各々の壁面の高さ方向に２分した中心線Ａ（上下対称面）に関して上下対称で、壁面を約１／４に分割した位置に中心がくるように設ける。３ａはこの結合孔１２ａを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する一方の方形分岐導波管、４ａはこの方形分岐導波管３ａ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ａはこれらの誘導性アイリス４ａおよび結合孔１２ａによって仕切られた複数の空胴共振器、６ａは方形分岐導波管３ａと誘導性アイリス４ａと空胴共振器５ａとで構成される第１の導波管形高周波フィルタである。
【００２９】
３ｂは結合孔１２ｂを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する他方の方形分岐導波管、４ｂはこの方形分岐導波管３ｂ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｂはこれらの誘導性アイリス４ｂおよび結合孔１２ｂによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｂは方形分岐導波管３ｂと誘導性アイリス４ｂと空胴共振器５ｂとで構成される第２の導波管形高周波フィルタである。
なお、導波管形高周波フィルタ６ａ、６ｂが主導波管１と結合する結合孔１２ａ、１２ｂの面積は、分波する周波数により互に異なる面積であってよい。７は正方形主導波管１内部の結合孔１２ａ、１２ｂ近辺に正方形主導波管１の結合孔１２ａ、１２ｂの設けられた側壁と平行をなす向きに挿入された金属薄板、Ｐ１は正方形主導波管１の入力端、Ｐ２は正方形主導波管１の出力端である。
【００３０】
次に上記構成の分波器の動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端Ｐ１より入射された計４種類の電波の中の低い方の周波数帯にて金属薄板７と平行な向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し第１の導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。
また、高い方の周波数帯にて金属薄板７と平行な向きの偏波をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ｂにより方形分岐導波管３ｂの基本モードに結合し第２の導波管形高周波フィルタ６ｂ中を伝搬していく。
更に、金属薄板７と直角をなす向きの偏波をもつ２種類の電波は、２分割結合孔１２ａ、１２ｂとは結合することなく、かつ、金属薄板７にてほとんど反射することなく正方形主導波管１の出力端Ｐ２から出ていく。
【００３１】
図２によって主導波管内における電磁界の分布を説明する。
上記分波器において、いま正方形主導波管１の高さをｈ、方形分岐導波管３ａ、３ｂの高さも同じくｈとし、２分割結合孔１２ａ、１２ｂの分割距離をｈ／２とし、上下対称に配置した場合を考える。ここで、入力端５より入射される電波の基本モードすなわちＴＥ１０モードは、方形主導波管１の断面内にて図２に示す磁界分布となる。ここで、上記分波器のもつ構造の上下対称性より、図２において上下対称面は必ず電気壁となる。更に、この電気壁によって上下に分けられた分波器断面形状も上下対称であり、よって、図２において上下４等分割面は全て必ず電気壁となる。
一方、分波特性の劣化に最も影響を与える高次モードのひとつであるＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードは、図３および図４に示すように分波器断面における上下４等分割面の２つが磁気壁となる場合にのみ発生し得る。従って、図１の構成による分波器では、図２に示す状態を生じさせるので、ＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードは全く発生しない。また、方形主導波管１の高さと、方形分岐導波管３ａ、３ｂの高さが異なる場合でも、上下対称面Ａを中心に対称位置に結合孔を設ける条件を保ちながら、２分割結合孔１２ａ、１２ｂの分割距離Ｂを調整することにより、図２に類似した状態を作り出せる。従って、ＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードの発生をある程度抑制することが可能である。
【００３２】
以上のように、図１の実施の形態１の分波器によれば、分岐部での高次モードの発生を抑制するよう、正方形主導波管１の平行な向かい合う２つの壁面と２つの方形分岐導波管３ａ、３ｂの間に、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に２分割された結合孔１２ａと１２ｂを構成したので、向かい合う結合孔間の不要結合を小さくするため結合孔の面積を非常に小さくした状態でも、良好な分波特性が得られる効果がある。
【００３３】
実施の形態２．
上記発明の実施の形態１では、正方形主導波管１の平行な向かい合う２つの壁面上に方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に２分割された結合孔を設けたものを示したが、図５に示すように、正方形主導波管１の平行な向かい合う２つの壁面と２つの方形分岐導波管３ａ、３ｂの間に、上下対象面Ａを中心に対称という条件を保ちながら、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に４分割された結合孔１３ａ、１３ｂを設けても、図２に示すと同様な等分割とする電気壁が得られて、上記実施の形態１と同様な効果が期待できる。また更に、２ｎ分割（ｎ≧３）された結合孔としても同様な効果がある。
【００３４】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３における分波器を図について説明する。
図６は本実施の形態の導波管形分波器の構成を示す斜視図である。図において、１４はある周波数帯の電波を伝送する方形主導波管である。１５ａ〜１５ｄはこの方形主導波管１８の平行な向かい合う２つの壁面上に設けられ、かつ、方形主導波管１４の管軸と直角をなす方向で、図２と同様に壁面の上下対称面Ａを中心にして上下対称に２分割して設けられた結合孔である。１６ａ〜１６ｄは伝送される電波の偏波面と平行な上記方形主導波管１４の向かい合う２つの壁面からこの方形主導波管１４の管軸と直角をなす方向に上記結合孔１５ａ〜１５ｄを介して各々分岐する複数の円筒形分岐導波管、１７ａ〜１７ｄはこれらの円筒形分岐導波管内に設けられた複数の結合孔、１８ａ〜１８ｄはこれらの結合孔１７ａ〜１７ｄおよび２分割結合孔１５ａ〜１５ｄによって仕切られた複数の空胴共振器、１９ａ〜１９ｄは円筒形分岐導波管１６ａ〜１６ｄと結合孔１７ａ〜１７ｄと空胴共振器１８ａ〜１８ｄとで構成される複数の導波管形高周波フィルタである。これらの結合孔１５ａ〜１５ｄの面積は、分岐する周波数によって互いに同一の面積でなくてもよい。２０はこの方形主導波管１４の１端を短絡する短絡導体板、Ｐ１は方形主導波管１の入力端である。
【００３５】
次に上記構成の分波器の動作について説明する。
方形主導波管１４の入力端Ｐ１より入射されたある周波数帯の電波の基本モードは、２分割結合孔１５ａ〜１５ｄにより４つの周波数帯域に分けられて４つの導波管形高周波フィルタ１９ａ〜１９ｄ中を各々伝搬していく。
上記分波器において、各２分割結合孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび１５ｄは、方形主導波管１８の管軸と直角をなす方向に、壁面の上下対称面を中心に対称に２分割されているので、図１の実施の形態１の分波器と同様に、２分割結合孔１５ａ〜１５ｄの分割距離を調整することにより、図２に類似した状態を作り出し、ＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードの発生をある程度抑制することができる。
【００３６】
以上のように、図６の実施の形態３の分波器によれば、分岐部での高次モードの発生を抑制するよう、方形主導波管１４の平行な向かい合う２つの壁面と４つの導波管形高周波フィルタ１９ａ〜１９ｄの間に、方形主導波管１４の管軸と直角をなす方向に２分割された結合孔１５ａ〜１５ｄを構成したので、向かい合う結合孔間の不要結合を小さくするため結合孔の面積を非常に小さくした状態でも、広帯域にわたって良好な分波特性が得られる効果がある。
【００３７】
また、上記発明の実施の形態３では、２分割結合孔および導波管形高周波フィルタを４つ設けた場合を示したが、これらの２分割結合孔および導波管形高周波フィルタを５つ以上設けてた場合でも同様な効果が期待できることは言うまでもない。
【００３８】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４における偏分波器を図について説明する。
図７は本実施の形態における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図において、１は各々直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する正方形主導波管、１２ａはこの正方形主導波管１のある１つの壁面上に設けられ、かつ、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向で、図２と同様に壁面の上下対称面Ａを中心にして上下対称に２分割された結合孔である。正方形主導波管１の管軸と直角方向に分岐する方形分岐導波管３ａ、方形分岐導波管３ａ内の誘導性アイリス４ａ、誘導性アイリス４ａと結合孔１２ａで仕切られた複数の空胴共振器５ａ、これらで構成される導波管形高周波フィルタ６ａは実施の形態１における対応要素と同等のものである。また、正方形主導波管１に挿入された金属薄板７、正方形主導波管１の入力端Ｐ１正方形主導波管１の出力端Ｐ２も上記実施の形態の対応番号と同じものである。
【００３９】
次に上記構成の偏分波器の動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端Ｐ１より入射された計２種類の電波の中の金属薄板７と平行な向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、金属薄板７と直角をなす向きの偏波面をもつ電波は、２分割結合孔１２ａとは結合することなく、かつ、金属薄板７にてほとんど反射することなく正方形主導波管１の出力端Ｐ２から出ていく。
上記偏分波器において、２分割結合孔１２ａは正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に、壁面の上下対称面を中心に対称に２分割されているので、図１の実施の形態１の分波器と同様に、２分割結合孔１２ａの分割距離を調整することにより、図２に類似した状態を作り出し、ＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードの発生をある程度抑制することができる。
【００４０】
以上のように、図７の実施の形態４の偏分波器によれば、分岐部での高次モードの発生の発生を抑制するよう、正方形主導波管１のある１つの壁面と１つの導波管形高周波フィルタ６ａの間に、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に２分割された結合孔１２ａを構成したので、正方形主導波管１の入射端Ｐ１における入力電波の不要反射を小さくするために結合孔の面積を非常に小さくした状態でも、広帯域にわたって良好な分波特性が得られる効果がある。
【００４１】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５における偏分波器を図について説明する。
図８は本実施の形態における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。また図９は図８の構成の偏分波器における磁界分布を示す図である。図８において、１は各々直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する正方形主導波管、１２ａおよび１２ｃはこの正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面上に設けられ、かつ、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向で、図２と同様に壁面の上下対称面Ａを中心にして上下対称に各々２分割された結合孔である。方形分岐導波管３ａ、複数の誘導性アイリス４ａ、複数の空胴共振器５ａ、これらで構成される第１の導波管形高周波フィルタ６ａは実施の形態１における対応要素と同等のものである。他方向に分岐する方形分岐導波管３ｃ、複数の誘導性アイリス４ｃ、複数の空胴共振器５ｃ、これらで構成される第２の導波管形高周波フィルタ６ｃも、それぞれ一方の第１の導波管形高周波高周波フィルタ６ａのそれに対応する各要素である。８は正方形主導波管１の１端を短絡する導体短絡板である。
【００４２】
次に上記構成の偏分波器の動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端５より入射された計２種類の電波の中の方形分岐導波管３ａの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し第１の導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、方形分岐導波管３ｃの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ｃにより方形分岐導波管３ｃの基本モードに結合し第２の導波管形高周波フィルタ６ｂ中を伝搬していく。
上記偏分波器において、２分割結合孔１２ａおよび１２ｃは正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向にしかも壁面中心線に対し上下対称に各々２分割されているので、図１の実施の形態１の分波器と同様に、２分割結合孔１２ａ、１２ｃの分割距離を調整することにより、図２に類似した状態を作り出し、ＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードの発生をある程度抑制することが可能である。
また、図９に示すように、隣り合う結合孔間の不要結合に最も大きく寄与する高次モードであるＴＥ２０モードの管軸方向磁界成分の最も強いところが、２分割結合孔１２ｃの結合孔間の導体部にあたるため、２分割結合孔１２ｃがＴＥ２０モードにより与えられる不要結合は小さくなり、従って、不要な交差偏波の発生もある程度抑制することが可能である。分割結合孔１２ｃに結合される所望の電波の基本モードすなわちＴＥ０１モードについても同様である。
【００４３】
以上のように、図８の実施の形態５の偏分波器によれば、正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面と２つの導波管形高周波フィルタ６ａ、６ｃの間に、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に２分割された結合孔１２ａ、１２ｃを構成したので、隣り合う結合孔間の不要結合を小さくするために結合孔の面積を非常に小さくした状態でも、広帯域にわたって良好な分波特性が得られる効果がある。また、高いアイソレーション特性が得られる効果もある。
【００４４】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６における偏分波器を図について説明する。
図１０は本実施の形態における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図において、１は２つの異なる周波数帯にて各々直交する２つの偏波からなる計４種類の電波を伝送する正方形主導波管、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄはこの正方形主導波管１の４つの壁面上に設けられ、かつ、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向で、図２と同様に壁面の上下対称面Ａを中心にして上下対称に各々２分割された結合孔である。方形分岐導波管３ａ、複数の誘導性アイリス４ａ、複数の空胴共振器５ａ、これらで構成される第１の導波管形高周波フィルタ６ａは他の実施の形態における対応要素と同等のものである。方形分岐導波管３ｂ、複数の誘導性アイリス４ｂ、複数の空胴共振器５ｂ、第２の導波管形高周波フィルタ６ｂや、方形分岐導波管３ｃ、誘導性アイリス４ｃ、複数の空胴共振器５ｃ、第３の導波管形高周波フィルタ６ｃや、方形分岐導波管３ｄ、複数の誘導性アイリス４ｄ、複数の空胴共振器５ｄ、第４の導波管形高周波フィルタ６ｄも、それぞれ第一の導波管形高周波フィルタ６ａとその構成と同等の要素である。導体短絡板８、正方形主導波管１の入力端Ｐ１も既出の同番号のそれと同じである。
【００４５】
次に上記構成の偏分波器の動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端５より入射された計４種類の電波の中の低い方の周波数帯にて方形分岐導波管３ａの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、高い方の周波数帯にて方形分岐導波管３ｂの管軸と直角をなす向きの偏波をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ｂにより方形分岐導波管３ｂの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｂ中を伝搬していく。
また、低い方の周波数帯にて方形分岐導波管３ｃの管軸と直角をなす向きの偏波をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ｃにより方形分岐導波管３ｃの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｃ中を伝搬していく。更に、高い方の周波数帯にて方形分岐導波管３ｄの管軸と直角をなす向きの偏波をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ｄにより方形分岐導波管３ｄの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｄ中を伝搬していく。
【００４６】
上記偏分波器において、２分割結合孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄは正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向にしかも壁面中心線に対して上下対称に各々２分割されている。従って図１の実施の形態１の分波器と同様に、２分割結合孔１２ａ〜１２ｄの分割距離を調整することで、図２に類似した状態を作り出し、ＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードの発生をある程度抑制することが可能である。また、図８の実施の形態５の偏分波器と同様に、結合孔間の不要結合に最も大きく寄与する高次モードであるＴＥ２０モードの管軸方向磁界成分の最も強いところが、図９に示すように２分割結合孔１２ａ〜１２ｄの結合孔間の導体部にあたるため、２分割結合孔１２ａ〜１２ｄがＴＥ２０モードにより与えられる不要結合は小さくなり、従って、不要な交差偏波の発生もある程度抑制することが可能である。
【００４７】
以上のように、図１０の実施の形態６の偏分波器によれば、正方形主導波管１の４つの壁面と４つの導波管形高周波フィルタ６ａ、６ｂ、６ｃおよび６ｄは、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に各々２分割された結合孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄを用いて構成したので、向かい合うあるいは隣り合う結合孔間の不要結合を小さくするために結合孔の面積を非常に小さくした状態でも、広帯域にわたって良好な分波特性が得られる効果がある。また、高いアイソレーション特性が得られる効果もある。更に、この構成のみで優れた分離が得られ、従来例のように合成回路を必要としないため、偏分波器全体の小形化が達成できる効果もある。
【００４８】
実施の形態７．
分岐の際の干渉を避けるための他の手法を採用した構成を以下に説明する。
図１１は本発明の実施の形態７における偏分波器の構成を示す斜視図である。また図１２は図１１の構成の偏分波器における磁界分布を示す図である。
図１１において、１は各々直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する正方形主導波管、２１ａおよび２１ｃはこの正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面上において正方形主導波管１の各壁面を上下４分割した１／４面に結合中心線がくるように設定された結合孔である。図の例では上から約１／４の面の中心に結合するように設けられている。方形分岐導波管３ａ、複数の誘導性アイリス４ａ、複数の空胴共振器５ａ、第１の導波管形高周波フィルタ５ａや、方形分岐導波管３ｃ、複数の誘導性アイリス４ｃ、複数の空胴共振器５ｃ、第２の導波管形高周波フィルタ６ｃは他の実施の形態における対応する要素と同等のものである。導体短絡板８も他の実施の形態のそれと同じである。
【００４９】
次に上記構成の偏分波器の動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端Ｐ１より入射された計２種類の電波の中の方形分岐導波管３ａの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、結合孔２１ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、方形分岐導波管３ｃの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、結合孔２１ｃにより方形分岐導波管３ｃの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｃ中を伝搬していく。
【００５０】
上記偏分波器において、例えば結合孔２１ａは正方形主導波管１の壁面上において正方形主導波管１の管軸方向の中心線から壁面高の約１／４外れた位置に設けられているため、図１２に示すように、方形分岐導波管３ｃの管軸と直角をなす向きの電波が入射した場合において、隣り合う結合孔間の不要結合に最も大きく寄与する高次モードであるＴＥ０２モードの管軸方向磁界成分の最も強いところから結合孔が外れている。従って結合孔２１ａ、２１ｃ間の不要結合は小さくなり、その結果、不要な交差偏波の発生もある程度抑制することが可能である。また、基本モードであるＴＥ１０は磁界分布が高さ方向に一様であるため、結合孔２１ａの結合孔が外れていることによる所望の結合に対する劣化は小さい。
結合孔２１ｃについても同様である。
【００５１】
以上のように、図１１の実施の形態７の偏分波器によれば、正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面と２つの導波管形高周波フィルタ６ａ、６ｃの間に、正方形主導波管１の管軸方向の中心線から互いに壁面高さで１／４外れた位置に結合孔２１ａ、２１ｃを構成したので、隣り合う結合孔間の不要結合が小さくなり、高いアイソレーション特性が得られる効果がある。
【００５２】
本実施の形態の他の偏分波器を図１３に基づいて説明する。
図において、２２ａおよび２２ｃはこの正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面上において正方形主導波管１の管軸方向の中心線から互いに遠ざかる方向に壁面高の約１／４外れた位置に各々１つずつ設けられた結合孔である。以下、正方形主導波管１、方形分岐導波管３ａ、複数の誘導性アイリス４ａ、複数の空胴共振器５ａ、第１の導波管形高周波フィルタ６ａや、方形分岐導波管３ｃ、複数の誘導性アイリス４ｃ、複数の空胴共振器５ｃ、第２の導波管形高周波フィルタ６ｃ等は、先の実施の形態の対応する要素と同じものである。
【００５３】
上記構成の偏分波器の動作は、図１１に示す偏分波器と同じであるので、詳細記述は省略する。
また、その特性についても同じである。
【００５４】
本実施の形態の他の偏分波器をもう１つだけ図１４に示す。
図１４において、２３ａおよび２３ｃはこの正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面上において正方形主導波管１の管軸方向の中心線から互いに右旋回方向に壁面高の１／４外れた位置に各々１つずつ設けられた結合孔である。その他の各要素は先の実施の形態のそれと同じものである。
【００５５】
このように結合孔は中心線から壁面高１／４ずれた位置に設けるのであれば、どのような組合せであってもよい。
【００５６】
実施の形態８．
この発明の実施の形態８における偏分波器を図１５に基づいて説明する。
図において、１０は直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する円形主導波管、１１はこの円形主導波管１０の一端に設けられた短絡導体板である。また２４ｃおよび２４ａは、円形主導波管１０の壁面における短絡導体板１１より使用周波数帯の円形主導波管管内波長の約１／４以下離れた位置と、同管内波長の約３／４離れた位置とに、各々１つずつ、互いの孔面が直交するように設けられた結合孔である。２５ａおよび２５ｃは上記結合孔２４ａ、２４ｃに各々接続された２段の方形導波管ステップ、３ａおよび３ｃは円形主導波管８から結合孔２４ａ、２４ｃと２段の方形導波管ステップ２５ａ、２５ｃを介して管軸が互いに直交するように各々分岐する２つの方形分岐導波管である。ここでステップ２５ａは導波管３ａより、ステップ２５ｃは導波管３ｃより高さを低くしてある。さらに結合孔２４ａ、２４ｃから導波管３ａ、３ｃまでの長さをそれぞれＣ、Ｄの長さとしている。
その他の要素については、先の実施の形態における対応番号の要素と同等のものである。
【００５７】
次に上記構成の偏分波器の動作について説明する。
円形主導波管１０の入力端Ｐ１より入射された計２種類の電波の中の方形分岐導波管３ａの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の基本モードは、結合孔２４ａにより方形導波管ステップ２５ａおよび方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、方形分岐導波管３ｃの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の基本モードは、結合孔２４ｃにより方形導波管ステップ２５ｃおよび方形分岐導波管３ｃの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｃ中を伝搬していく。
【００５８】
上記偏分波器において、２段の方形導波管ステップ２５ａ、２５ｃは２段のステップ間の方形導波管高さを変化させることでインピーダンス変成器として機能する。また、結合孔２４ａから短絡導体板１１の間の円形導波管はその管軸長を変化させることでスタブとして機能する。同様に、結合孔２４ｃから短絡導体板１１の間の円形導波管はその管軸長を変化させることでスタブとして機能する。一方、２段のステップ間の方形導波管はその管軸長Ｃ及びＤを伸縮することで、円形導波管のスタブ機能を補間することができる。従って、結合孔２４ｃと短絡導対板１１間の距離を十分小さくした状態で、所望の電波をその周波数帯に応じて分岐できる。その際に、方形分岐導波管３ａ、３ｃの各ステップ間の長さＣ、Ｄを調整することで、所望の電波を効率的に方形分岐導波管３ａ、３ｃ側に抽出する。
【００５９】
以上のように、図１５の実施の形態１０の偏分波器によれば、結合孔２４ｃと短絡導体板１１間の距離を十分小さくした状態で、所望の電波を効率的に分岐導波管３ａ、３ｃに抽出する構成としたので、短絡導体板からみて短距離に、しかも２つの結合孔２４ａ、２４ｃ間の距離を大きくすることが可能で、偏分波器全体の構造をコンパクトにして高いアイソレーション特性が得られる効果がある。
【００６０】
上記発明の実施の形態８において、円形導波管に代えて、図１６に示すような正方形主導波管を用いても同様な効果が期待できる。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、主導波管の向かい合う２つの壁面の高さ方向に２分した中心線に対して上下対称な２つの結合面を設けて分岐する２つの導波管形高周波フィルタを構成したので、小形で広帯域にわたって良好な分波特性が得られる効果がある。
【００６２】
また更に、主導波管の管軸と直角をなす方向に各々分岐する複数の導波管形高周波フィルタを設けたので、装置を小型化して、使用周波数帯域を数多く細かく分離することができる効果がある。
【００６３】
１端に導体短絡板がある主導波管と、主導波管の隣り合う２つの壁面に設けられた壁面の高さ方向に２分した中心線に対して上下対称な結合面を備えて分岐する２つの導波管形高周波フィルタを構成したので、小形で広帯域にわたって良好な分波特性が得られ得られる効果がある。
【００６５】
この発明によれば、一端短絡の主導波管と、この主導波管の隣り合う２つの壁面に設けた壁面の高さ方向に中心線から１／４ずれた線上の結合孔で分岐する２つの導波管形高周波フィルタとで導波管形偏分波器を構成したので小型で、高いアイソレ−ション特性が得られる効果がある。
【００６６】
この発明によれば、一端短絡の主導波管と、この主導波管の中心軸に対して互いに直角に、短絡板からの距離が一方は分岐する信号波長に対して１／４波長以内となるところから、他方は同波長の約３／４波長となるところから分岐し、かつ主導波管から遠ざかる方向に広がる２段のステップ状の高さをもつ導波管形フィルタとで導波管形偏分波器を構成したので、小型で、高いアイソレーション特性が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１における導波管形分波器の構成を示す斜視図である。
【図２】 実施の形態１における導波管形分波器の主導波管内のＴＥ10モードの電磁界分布を示す断面図である。
【図３】 実施の形態１における導波管形分波器の主導波管内のＴＭ21モードの電磁界分布を説明する断面図である。
【図４】 実施の形態１における導波管形分波器の主導波管内のＴＥ21モードの電磁界分布を説明する断面図である。
【図５】 この発明の実施の形態２における導波管形分波器の構成を示す斜視図である。
【図６】 この発明の実施の形態３における導波管形分波器の構成を示す斜視図である。
【図７】 この発明の実施の形態４における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図８】 この発明の実施の形態５における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図９】 実施の形態５における導波管形偏分波器の主導波管内のＴＥ20モードの電磁界分布を示す断面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態６における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図１１】 この発明の実施の形態７における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図１２】 実施の形態７における導波管形偏分波器の主導波管内のＴＥ02モードの電磁界分布を示す断面図である。
【図１３】 実施の形態７における他の導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図１４】 この発明の実施の形態７における他の導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図１５】 この発明の実施の形態８における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図１６】 実施の形態８における他の導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図１７】 従来の導波管形分波器を示す概略構成図である。
【図１８】 従来の導波管形偏分波器を示す概略構成図である。
【図１９】 従来の導波管形偏分波器を示す概略構成図である。
【図２０】 従来の導波管形偏分波器を示す概略構成図である。
【図２１】 従来の導波管形偏分波器を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 正方形主導波管、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 方形分岐導波管、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 誘導性アイリス、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 空胴共振器、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 導波管形高周波フィルタ、７ 金属薄板、８ 導体短絡板、１０ 円形主導波管、１１ 導体短絡板、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ ２分割結合孔、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ ４分割結合孔、１４ 方形主導波管、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ ２分割結合孔、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ 円形分岐導波管、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ 結合孔、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ 円形空胴共振器、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ 導波管形高周波フィルタ、２０ 短絡導体板、２１ａ，２１ｃ 結合孔、２２ａ，２２ｃ 結合孔、２３ａ，２３ｃ 結合孔、２４ａ，２４ｃ 結合孔、２５ａ，２５ｃ 方形導波管ステップ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、主としてＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯、マイクロ波帯およびミリ波帯で用いられる広帯域、高アイソレーション分波特性を持つ小型構造の導波管形分波器、偏分波器にに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
第１の従来例として、図１７は例えば J.Uher, J.Bornemann, U.Rosenberg, ■Waveguide Components for Antenna Feed Systems : Theory and CAD■, ARTECH HOUSE INC., pp.403-418, 1993. に示された直交２偏波２周波数帯共用アンテナ給電系で用いられる従来の分波器を示す斜視図である。図において、１は２つの異なる周波数帯にて各々直交する２つの偏波からなる計４種類の電波を伝送する正方形主導波管、２ａおよび２ｂはこの正方形主導波管１の平行な向かい合う２つの壁面に１つずつ設けられた分岐しようとする電波の波長に対応して各々決る開口面を持ち、位置を決められた結合孔である。３ａはこの結合孔２ａを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ａはこの方形分岐導波管３ａ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ａはこれらの誘導性アイリス４ａおよび結合孔２ａによって仕切られた複数の空胴共振器、６ａは方形分岐導波管３ａと誘導性アイリス４ａと空胴共振器５ａとで構成される第１の導波管形高周波フィルタである。
３ｂは結合孔２ｂを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ｂはこの方形分岐導波管３ｂ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｂはこれらの誘導性アイリス４ｂおよび結合孔２ｂによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｂは方形分岐導波管３ｂと誘導性アイリス４ｂと空胴共振器５ｂとで構成される第２の導波管形高周波フィルタである。
７は正方形主導波管１内に結合孔２ａ、２ｂの設けられた正方形主導波管側壁と平行をなす向きに挿入された金属薄板、Ｐ１は正方形主導波管１の入力端、Ｐ２は正方形主導波管１の出力端である。
【０００３】
次に動作について説明する。
いま、入力端Ｐ１より入射された計４種類の電波の中の低い方の周波数帯にて金属薄板７と平行な向きの偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ１０モードは、その電波の波長対応の開口面を持つ結合孔２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し第１の導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。
また、高い方の周波数帯にて金属薄板７と平行な向きの偏波をもつ電波の基本モードは、同様にその電波の波長対応の開口面を持つ結合孔２ｂにより方形分岐導波管３ｂの基本モードに結合し第２の導波管形高周波フィルタ６ｂ中を伝搬していく。
更に、金属薄板７と直角をなす向きの偏波をもつ２種類の電波の基本モードすなわちＴＥ０１モードは、結合孔２ａ、２ｂとは結合することなく、かつ、金属薄板７にてほとんど反射することなく方形主導波管１の出力端Ｐ２から出ていく。
【０００４】
第１の従来例の分波器は以上のように構成されているので、例えば、向かい合う結合孔２ａ、２ｂの面積が大きくなると、ＴＥ２０モードに代表されるような分岐部で発生する高次モードを介して結合孔２ａ、２ｂ間で互いに結合して望ましくない影響を与えて、各使用周波数帯における入射端Ｐ１での反射特性の劣化を引き起こす。
また、結合孔２ａ、２ｂの面積を小さくした場合は、ＴＥ２０モードの発生は抑圧されて、結合孔２ａ、２ｂ間の不要結合は抑制できるが、分岐部で発生するＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードに代表されるような高次モードの影響が非常に大きくなり、広帯域な分波特性は期待できなくなる。
【０００５】
また第２の従来例として、図１８は直交２偏波共用アンテナ給電系で用いられる従来の偏分波器を示す斜視図である。図において、１は直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する正方形主導波管、２ａはこの正方形主導波管１のある１つの壁面上に設けられた結合孔、３ａはこの結合孔２ａを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ａはこの方形分岐導波管３ａ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ａはこれらの誘導性アイリス４ａおよび結合孔２ａによって仕切られた複数の空胴共振器、６ａは方形分岐導波管３ａと誘導性アイリス４ａと空胴共振器５ａとで構成される導波管形高周波フィルタ、７は正方形主導波管１内に結合孔２ａの設けられた正方形主導波管側壁と平行をなす向きに挿入された金属薄板、Ｐ１は正方形主導波管１の入力端、Ｐ２は正方形主導波管１の出力端である。
【０００６】
次に動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端Ｐ１より入射された計２種類の電波の中の金属薄板７と平行な向きの偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ１０モードは、結合孔２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、金属薄板７と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ０１モードは、結合孔２ａとは結合することなく、かつ、金属薄板７にてほとんど反射することなく正方形主導波管１の出力端Ｐ２から出ていく。ここで、結合孔２ａの大きさと位置は、方形主導波管１から方形分岐導波管３ａに分離しようとする電波の周波数帯に応じて適宜決定される。
【０００７】
第２の従来例の偏分波器は以上のように構成されているので、例えば、結合孔２ａの面積が大きくなると、ＴＥ２０モードに代表されるような分岐部で発生する高次モードが大きく発生し、使用周波数帯における入射端Ｐ１での反射特性の劣化を引き起こす。
また、結合孔２ａの面積を小さくした場合は、ＴＥ２０モードの発生は抑圧されて、入射端５での反射特性は改善できるが、分岐部で発生するＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードに代表されるような高次モードの影響が非常に大きくなり、広帯域な分波特性は期待できなくなる。
【０００８】
また、第３の従来例として、図１９は直交２偏波共用アンテナ給電系で用いられる従来の偏分波器を示す斜視図である。図において、１は各々直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する正方形主導波管、２ａおよび２ｃはこの正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面上に１つずつ設けられた結合孔である。３ａはこの結合孔２ａを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ａはこの方形分岐導波管３ａ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ａはこれらの誘導性アイリス４ａおよび結合孔２ａによって仕切られた複数の空胴共振器、６ａは方形分岐導波管３ａと誘導性アイリス４ａと空胴共振器５ａとで構成される第１の導波管形高周波フィルタである。
３ｃは結合孔２ｃを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ｃはこの方形分岐導波管３ｃ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｃはこれらの誘導性アイリス４ｃおよび結合孔２ｃによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｃは方形分岐導波管３ｃと誘導性アイリス４ｃと空胴共振器５ｃとで構成される第２の導波管形高周波フィルタである。８は正方形主導波管１の１端を短絡する導体短絡板、Ｐ１は正方形主導波管１の入力端である。
【０００９】
次に動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端Ｐ１より入射された計２種類の電波の中の方形分岐導波管３ａの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ１０モードは、結合孔２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し第１の導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、方形分岐導波管３ｃの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ０１モードは、結合孔２ｃにより方形分岐導波管３ｃの基本モードに結合し第２の導波管形高周波フィルタ６ｃ中を伝搬していく。
ここで、結合孔２ａ、２ｃの大きさと位置は、方形主導波管１から方形分岐導波管３ａ、３ｃに分離しようとする各電波の周波数帯に応じて適宜決定される。
【００１０】
第３の従来例の分波器は以上のように構成されているので、例えば、隣り合う結合孔２ａ、２ｃの面積が大きくなると、ＴＥ２０モードに代表されるような分岐部で発生する高次モードを介して互いに結合し、望ましくない影響を与え合って偏波間のアイソレーション特性の劣化を引き起こす。また、結合孔２ａ、２ｃの面積をある程度小さくした場合は、ＴＥ２０モードの発生は抑圧されて、結合孔２ａ、２ｃ間の不要結合はある程度抑制できるが、分岐部で発生するＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードに代表されるような高次モードの影響が大きくなり、広帯域な分波特性は期待できなくなる。
【００１１】
また、第４の従来例として、図２０は例えば J.Uher, J.Bornemann, U.Rosenberg, ■Waveguide Components for Antenna Feed Systems : Theory and CAD■, ARTECH HOUSE INC., pp.403-418, 1993. に示された直交２偏波２周波数帯共用アンテナ給電系で用いられる従来の偏分波器を示す斜視図である。図において、１は２つの異なる周波数帯にて各々直交する２つの偏波からなる計４種類の電波を伝送する正方形主導波管、２ｅはこの正方形主導波管１の向かい合う２つの壁面の対称な位置に同一形状で１つずつ設けられた結合孔、２ｆはこの正方形主導波管１の上記結合孔２ｅの設けられた壁面以外の向かい合う２つの壁面の対称な位置に同一形状で１つずつ設けられた結合孔である。３ｅは上記結合孔２ｅを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ｅはこの方形分岐導波管３ｅ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｅはこれらの誘導性アイリス４ｅおよび結合孔２ｅによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｅは方形分岐導波管３ｅと誘導性アイリス４ｅと空胴共振器５ｅとで構成される２つの導波管形高周波フィルタである。
３ｆは結合孔２ｆを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ｆはこの方形分岐導波管３ｆ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｆはこれらの誘導性アイリス４ｆおよび結合孔２ｆによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｆは方形分岐導波管３ｆと誘導性アイリス４ｆと空胴共振器５ｆとで構成される２つの導波管形高周波フィルタである。Ｐ１は方形主導波管１の入力端、Ｐ２は方形主導波管１の出力端、９は出力端Ｐ２に接続された２段の正方形導波管ステップである。
【００１２】
次に動作について説明する。
方形主導波管１の入力端５より入射された計４種類の電波の中の低い方の周波数帯にて方形分岐導波管３ｅの管軸と垂直をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ１０モードは、結合孔２ｅにより対向する２つの方形分岐導波管３ｅの基本モードに等しく結合し、導波管形高周波フィルタ６ｅ中を伝搬していく。
また、低い方の周波数帯にて方形分岐導波管３ｆの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ０１モードは、結合孔２ｆにより対向する２つの方形分岐導波管３ｆの基本モードに等しく結合し、導波管形高周波フィルタ６ｆ中を伝搬していく。更に、高い方の周波数帯の２種類の電波は、結合孔２ｅおよび２ｆとは結合することなく、かつ、２段の正方形導波管ステップ９にてほとんど反射することなく出ていく。
ここで、結合孔２ｅおよび２ｆの大きさと位置は、方形主導波管１から方形分岐導波管３ｅおよび３ｆに各々分離しようとする電波の周波数帯に応じて適宜決定される。
【００１３】
第４の従来例の偏分波器は以上のように構成されるので、結合孔２ｅおよび２ｆの面積をある程度大きくしても、構造の上下および左右の対称性により、ＴＥ２０モードに代表されるような結合孔相互の不要結合に大きく寄与する高次モードの発生が完全に抑圧されるため、偏分波器として非常に良好な反射特性およびアイソレーション特性が広帯域に得られる。
しかし、この偏分波器では対向する２つの方形分岐導波管３ｅに分離された同一偏波の電波を合成するための合成回路と、同様に２つの方形分岐導波管３ｆに分離された電波を合成するための合成回路とが必要となって給電回路全体が非常に大きくなり、従って回路の小形化は困難である。
【００１４】
また、第５の従来例として、図２１は例えば特開平７−２２８０３号に示された直交２偏波共用アンテナ給電系で用いられる従来の偏分波器を示す斜視図である。図において、１０は直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する円形主導波管、１１はこの円形主導波管１０の一端に設けられた短絡導体板、２ｇおよび２ｈは円形主導波管８の壁面における短絡導体板１１より使用周波数帯の円形主導波管管内波長の約１／４離れた位置と、約３／４もしくは３／４以上離れた位置とに、各々１つずつ、互いの孔面が直交するように設けられた結合孔である。３ｇは上記結合孔２ｇを介して円形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ｇはこの方形分岐導波管３ｇ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｇはこれらの誘導性アイリス４ｇおよび結合孔２ｇによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｇは方形分岐導波管３ｇと誘導性アイリス４ｇと空胴共振器５ｇとで構成される２つの導波管形高周波フィルタである。３ｈは結合孔２ｈを介して円形主導波管１０の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、４ｈはこの方形分岐導波管３ｈ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｈはこれらの誘導性アイリス４ｈおよび結合孔２ｈによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｈは方形分岐導波管３ｈと誘導性アイリス４ｈと空胴共振器５ｈとで構成される２つの導波管形高周波フィルタ、Ｐ１は円形主導波管１の入力端である。
【００１５】
次に動作について説明する。
円形主導波管１０の入力端Ｐ１より入射された計２種類の電波の中の方形分岐導波管３ｇの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の基本モードすなわちＴＥ１１モードは、結合孔２ｇにより方形分岐導波管３ｇの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｇ中を伝搬していく。また、方形分岐導波管３ｈの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の基本モードは、結合孔２ｈにより方形分岐導波管３ｈの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｈ中を伝搬していく。
【００１６】
第５の従来例の偏分波器は以上のように構成されているので、例えば、結合孔２ｇと結合孔２ｈの間隔を円形主導波管１０の使用周波数帯管内波長の約１／２程度にすると、結合孔２ｇと結合孔２ｈの間隔が十分でないために、高次モードを介して起こる結合孔２ｇと結合孔２ｈの間の不要結合がこの偏分波器の分波特性に大きな影響を与えてアイソレーション特性の劣化を引き起こす。また、高いアイソレーション特性を得るために結合孔２ｇと結合孔２ｈの間隔を上記使用周波数帯管内波長の１／２以上離した場合、偏分波器の管軸方向の長さは上記使用周波数帯管内波長の約３／４以上となり、これ以上の構造の小形化は期待できない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の直交２偏波共用あるいは多周波数帯共用の導波管形分波器、および、偏分波器は以上のように構成されているので、分岐部で発生する高次モードの影響により、その反射特性、あるいは、アイソレーション特性が劣化し、従って、広帯域にわたる良好な分波特性が得られないという課題があった。または小形化が困難であるという課題があった。
【００１８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、分波器、および、偏分波器の分岐部において発生する高次モードの影響を抑えた小形、かつ、広帯域分波特性を有する分波器、および偏分波器を得ることを目的としている。
【００１９】
【課題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、主導波管の中心軸に対して向かい合う２つの壁面に設けられた長方形の結合孔を有する導波管形フィルタを用いた導波管形分波器において、
上記主導波管の断面を四角形とし、
上記各導波管形フィルタは、２つの長方形の結合孔を有し、主導波管の該四角形を構成する一辺となる壁面であって分岐する信号の偏波面と平行となる壁面を上下に約４等分して、上記約４等分した壁面において、上から４分の１の位置と、下から４分の１の位置であって、かつ、壁面を２分した中心線に対して上下対称になる位置に、上記２つの長方形の結合孔の長辺が平行になるように上記２つの長方形の結合孔を設けたことを特徴とする。
【００２０】
また更に、導波管形フィルタは、主導波管の中心軸に対して向かい合うように設けた。
【００２１】
この発明に係る導波管形偏分波器は、主導波管の壁面に設けられた長方形の結合孔を有する導波管形フィルタを用いた導波管形偏分波器において、
上記主導波管の断面を四角形とし、
上記各導波管形フィルタは、２つの長方形の結合孔を有し、主導波管の該四角形を構成する一辺となる壁面であって分岐する信号の偏波面と平行となる壁面を上下に約４等分して、上記約４等分した壁面において、上から４分の１の位置と、下から４分の１の位置であって、かつ、壁面を２分した中心線に対して上下対称になる位置に、上記２つの長方形の結合孔の長辺が平行になるように、上記２つの長方形の結合孔を設けたことを特徴とする。
【００２２】
また更に、主導波管の１端には短絡板を設け、導波管形フィルタは、２個設置し、上記短絡板の近傍に上記主導波管の中心軸に対して互いに直角方向に設置した。
【００２３】
また更に、主導波管の１端には短絡板を設け、導波管形フィルタは、４個設置し、上記短絡板の近傍に上記主導波管の中心軸に対してそれぞれ直角方向に設置した。
【００２５】
この発明に係る導波管形偏分波器は、主導波管の１端には短絡板を設け、主導波管の壁面に設けられた結合孔を有する導波管形フィルタを複数個用いた導波管形偏分波器において、上記導波管形フィルタは、２個を主導波管の中心軸に対して互いに直角に設置し、かつ主導波管の壁面の高さ方向に約４等分した中心軸に平行な上下いずれか４分の１の位置の中心に結合孔を設けた。
【００２６】
また更に、主導波管の導波管形フィルタは、２個を主導波管の中心軸に対して互いに直角に、主導波管に設けた短絡板からの距離を一方は分岐する信号波長に対して１／４波長以内の距離に、他方は同上波長に対して約３／４波長離れた距離に設置し、かつ上記各導波管フィルタは、主導波管から遠ざかる方向に広がる２段のステップ状の高さを持つようにした。
【００２７】
また更に、主導波管は、正方形とした。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１における導波管形分波器を図について説明する。
図１は本実施の形態の導波管形分波器の構成を示す斜視図である。また図２ないし図４は、図１の構成の分波器における電磁界のモードを説明するための電磁界モード説明図である。
図１において、１は２つの異なる周波数帯にて各々直交する２つの偏波からなる計４種類の電波を伝送する正方形主導波管である。１２ａおよび１２ｂはこの正方形主導波管１の平行な向かい合う２つの壁面上に設けられ、かつ、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に２分割された結合孔である。この構成において、１２ａ、１２ｂは、各々の壁面の高さ方向に２分した中心線Ａ（上下対称面）に関して上下対称で、壁面を約１／４に分割した位置に中心がくるように設ける。３ａはこの結合孔１２ａを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する一方の方形分岐導波管、４ａはこの方形分岐導波管３ａ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ａはこれらの誘導性アイリス４ａおよび結合孔１２ａによって仕切られた複数の空胴共振器、６ａは方形分岐導波管３ａと誘導性アイリス４ａと空胴共振器５ａとで構成される第１の導波管形高周波フィルタである。
【００２９】
３ｂは結合孔１２ｂを介して正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に分岐する他方の方形分岐導波管、４ｂはこの方形分岐導波管３ｂ内に設けられた複数の誘導性アイリス、５ｂはこれらの誘導性アイリス４ｂおよび結合孔１２ｂによって仕切られた複数の空胴共振器、６ｂは方形分岐導波管３ｂと誘導性アイリス４ｂと空胴共振器５ｂとで構成される第２の導波管形高周波フィルタである。
なお、導波管形高周波フィルタ６ａ、６ｂが主導波管１と結合する結合孔１２ａ、１２ｂの面積は、分波する周波数により互に異なる面積であってよい。７は正方形主導波管１内部の結合孔１２ａ、１２ｂ近辺に正方形主導波管１の結合孔１２ａ、１２ｂの設けられた側壁と平行をなす向きに挿入された金属薄板、Ｐ１は正方形主導波管１の入力端、Ｐ２は正方形主導波管１の出力端である。
【００３０】
次に上記構成の分波器の動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端Ｐ１より入射された計４種類の電波の中の低い方の周波数帯にて金属薄板７と平行な向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し第１の導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。
また、高い方の周波数帯にて金属薄板７と平行な向きの偏波をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ｂにより方形分岐導波管３ｂの基本モードに結合し第２の導波管形高周波フィルタ６ｂ中を伝搬していく。
更に、金属薄板７と直角をなす向きの偏波をもつ２種類の電波は、２分割結合孔１２ａ、１２ｂとは結合することなく、かつ、金属薄板７にてほとんど反射することなく正方形主導波管１の出力端Ｐ２から出ていく。
【００３１】
図２によって主導波管内における電磁界の分布を説明する。
上記分波器において、いま正方形主導波管１の高さをｈ、方形分岐導波管３ａ、３ｂの高さも同じくｈとし、２分割結合孔１２ａ、１２ｂの分割距離をｈ／２とし、上下対称に配置した場合を考える。ここで、入力端５より入射される電波の基本モードすなわちＴＥ１０モードは、方形主導波管１の断面内にて図２に示す磁界分布となる。ここで、上記分波器のもつ構造の上下対称性より、図２において上下対称面は必ず電気壁となる。更に、この電気壁によって上下に分けられた分波器断面形状も上下対称であり、よって、図２において上下４等分割面は全て必ず電気壁となる。
一方、分波特性の劣化に最も影響を与える高次モードのひとつであるＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードは、図３および図４に示すように分波器断面における上下４等分割面の２つが磁気壁となる場合にのみ発生し得る。従って、図１の構成による分波器では、図２に示す状態を生じさせるので、ＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードは全く発生しない。また、方形主導波管１の高さと、方形分岐導波管３ａ、３ｂの高さが異なる場合でも、上下対称面Ａを中心に対称位置に結合孔を設ける条件を保ちながら、２分割結合孔１２ａ、１２ｂの分割距離Ｂを調整することにより、図２に類似した状態を作り出せる。従って、ＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードの発生をある程度抑制することが可能である。
【００３２】
以上のように、図１の実施の形態１の分波器によれば、分岐部での高次モードの発生を抑制するよう、正方形主導波管１の平行な向かい合う２つの壁面と２つの方形分岐導波管３ａ、３ｂの間に、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に２分割された結合孔１２ａと１２ｂを構成したので、向かい合う結合孔間の不要結合を小さくするため結合孔の面積を非常に小さくした状態でも、良好な分波特性が得られる効果がある。
【００３３】
実施の形態２．
上記発明の実施の形態１では、正方形主導波管１の平行な向かい合う２つの壁面上に方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に２分割された結合孔を設けたものを示したが、図５に示すように、正方形主導波管１の平行な向かい合う２つの壁面と２つの方形分岐導波管３ａ、３ｂの間に、上下対象面Ａを中心に対称という条件を保ちながら、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に４分割された結合孔１３ａ、１３ｂを設けても、図２に示すと同様な等分割とする電気壁が得られて、上記実施の形態１と同様な効果が期待できる。また更に、２ｎ分割（ｎ≧３）された結合孔としても同様な効果がある。
【００３４】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３における分波器を図について説明する。
図６は本実施の形態の導波管形分波器の構成を示す斜視図である。図において、１４はある周波数帯の電波を伝送する方形主導波管である。１５ａ〜１５ｄはこの方形主導波管１８の平行な向かい合う２つの壁面上に設けられ、かつ、方形主導波管１４の管軸と直角をなす方向で、図２と同様に壁面の上下対称面Ａを中心にして上下対称に２分割して設けられた結合孔である。１６ａ〜１６ｄは伝送される電波の偏波面と平行な上記方形主導波管１４の向かい合う２つの壁面からこの方形主導波管１４の管軸と直角をなす方向に上記結合孔１５ａ〜１５ｄを介して各々分岐する複数の円筒形分岐導波管、１７ａ〜１７ｄはこれらの円筒形分岐導波管内に設けられた複数の結合孔、１８ａ〜１８ｄはこれらの結合孔１７ａ〜１７ｄおよび２分割結合孔１５ａ〜１５ｄによって仕切られた複数の空胴共振器、１９ａ〜１９ｄは円筒形分岐導波管１６ａ〜１６ｄと結合孔１７ａ〜１７ｄと空胴共振器１８ａ〜１８ｄとで構成される複数の導波管形高周波フィルタである。これらの結合孔１５ａ〜１５ｄの面積は、分岐する周波数によって互いに同一の面積でなくてもよい。２０はこの方形主導波管１４の１端を短絡する短絡導体板、Ｐ１は方形主導波管１の入力端である。
【００３５】
次に上記構成の分波器の動作について説明する。
方形主導波管１４の入力端Ｐ１より入射されたある周波数帯の電波の基本モードは、２分割結合孔１５ａ〜１５ｄにより４つの周波数帯域に分けられて４つの導波管形高周波フィルタ１９ａ〜１９ｄ中を各々伝搬していく。
上記分波器において、各２分割結合孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび１５ｄは、方形主導波管１８の管軸と直角をなす方向に、壁面の上下対称面を中心に対称に２分割されているので、図１の実施の形態１の分波器と同様に、２分割結合孔１５ａ〜１５ｄの分割距離を調整することにより、図２に類似した状態を作り出し、ＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードの発生をある程度抑制することができる。
【００３６】
以上のように、図６の実施の形態３の分波器によれば、分岐部での高次モードの発生を抑制するよう、方形主導波管１４の平行な向かい合う２つの壁面と４つの導波管形高周波フィルタ１９ａ〜１９ｄの間に、方形主導波管１４の管軸と直角をなす方向に２分割された結合孔１５ａ〜１５ｄを構成したので、向かい合う結合孔間の不要結合を小さくするため結合孔の面積を非常に小さくした状態でも、広帯域にわたって良好な分波特性が得られる効果がある。
【００３７】
また、上記発明の実施の形態３では、２分割結合孔および導波管形高周波フィルタを４つ設けた場合を示したが、これらの２分割結合孔および導波管形高周波フィルタを５つ以上設けてた場合でも同様な効果が期待できることは言うまでもない。
【００３８】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４における偏分波器を図について説明する。
図７は本実施の形態における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図において、１は各々直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する正方形主導波管、１２ａはこの正方形主導波管１のある１つの壁面上に設けられ、かつ、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向で、図２と同様に壁面の上下対称面Ａを中心にして上下対称に２分割された結合孔である。正方形主導波管１の管軸と直角方向に分岐する方形分岐導波管３ａ、方形分岐導波管３ａ内の誘導性アイリス４ａ、誘導性アイリス４ａと結合孔１２ａで仕切られた複数の空胴共振器５ａ、これらで構成される導波管形高周波フィルタ６ａは実施の形態１における対応要素と同等のものである。また、正方形主導波管１に挿入された金属薄板７、正方形主導波管１の入力端Ｐ１正方形主導波管１の出力端Ｐ２も上記実施の形態の対応番号と同じものである。
【００３９】
次に上記構成の偏分波器の動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端Ｐ１より入射された計２種類の電波の中の金属薄板７と平行な向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、金属薄板７と直角をなす向きの偏波面をもつ電波は、２分割結合孔１２ａとは結合することなく、かつ、金属薄板７にてほとんど反射することなく正方形主導波管１の出力端Ｐ２から出ていく。
上記偏分波器において、２分割結合孔１２ａは正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に、壁面の上下対称面を中心に対称に２分割されているので、図１の実施の形態１の分波器と同様に、２分割結合孔１２ａの分割距離を調整することにより、図２に類似した状態を作り出し、ＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードの発生をある程度抑制することができる。
【００４０】
以上のように、図７の実施の形態４の偏分波器によれば、分岐部での高次モードの発生の発生を抑制するよう、正方形主導波管１のある１つの壁面と１つの導波管形高周波フィルタ６ａの間に、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に２分割された結合孔１２ａを構成したので、正方形主導波管１の入射端Ｐ１における入力電波の不要反射を小さくするために結合孔の面積を非常に小さくした状態でも、広帯域にわたって良好な分波特性が得られる効果がある。
【００４１】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５における偏分波器を図について説明する。
図８は本実施の形態における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。また図９は図８の構成の偏分波器における磁界分布を示す図である。図８において、１は各々直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する正方形主導波管、１２ａおよび１２ｃはこの正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面上に設けられ、かつ、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向で、図２と同様に壁面の上下対称面Ａを中心にして上下対称に各々２分割された結合孔である。方形分岐導波管３ａ、複数の誘導性アイリス４ａ、複数の空胴共振器５ａ、これらで構成される第１の導波管形高周波フィルタ６ａは実施の形態１における対応要素と同等のものである。他方向に分岐する方形分岐導波管３ｃ、複数の誘導性アイリス４ｃ、複数の空胴共振器５ｃ、これらで構成される第２の導波管形高周波フィルタ６ｃも、それぞれ一方の第１の導波管形高周波高周波フィルタ６ａのそれに対応する各要素である。８は正方形主導波管１の１端を短絡する導体短絡板である。
【００４２】
次に上記構成の偏分波器の動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端５より入射された計２種類の電波の中の方形分岐導波管３ａの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し第１の導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、方形分岐導波管３ｃの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ｃにより方形分岐導波管３ｃの基本モードに結合し第２の導波管形高周波フィルタ６ｂ中を伝搬していく。
上記偏分波器において、２分割結合孔１２ａおよび１２ｃは正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向にしかも壁面中心線に対し上下対称に各々２分割されているので、図１の実施の形態１の分波器と同様に、２分割結合孔１２ａ、１２ｃの分割距離を調整することにより、図２に類似した状態を作り出し、ＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードの発生をある程度抑制することが可能である。
また、図９に示すように、隣り合う結合孔間の不要結合に最も大きく寄与する高次モードであるＴＥ２０モードの管軸方向磁界成分の最も強いところが、２分割結合孔１２ｃの結合孔間の導体部にあたるため、２分割結合孔１２ｃがＴＥ２０モードにより与えられる不要結合は小さくなり、従って、不要な交差偏波の発生もある程度抑制することが可能である。分割結合孔１２ｃに結合される所望の電波の基本モードすなわちＴＥ０１モードについても同様である。
【００４３】
以上のように、図８の実施の形態５の偏分波器によれば、正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面と２つの導波管形高周波フィルタ６ａ、６ｃの間に、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に２分割された結合孔１２ａ、１２ｃを構成したので、隣り合う結合孔間の不要結合を小さくするために結合孔の面積を非常に小さくした状態でも、広帯域にわたって良好な分波特性が得られる効果がある。また、高いアイソレーション特性が得られる効果もある。
【００４４】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６における偏分波器を図について説明する。
図１０は本実施の形態における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図において、１は２つの異なる周波数帯にて各々直交する２つの偏波からなる計４種類の電波を伝送する正方形主導波管、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄはこの正方形主導波管１の４つの壁面上に設けられ、かつ、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向で、図２と同様に壁面の上下対称面Ａを中心にして上下対称に各々２分割された結合孔である。方形分岐導波管３ａ、複数の誘導性アイリス４ａ、複数の空胴共振器５ａ、これらで構成される第１の導波管形高周波フィルタ６ａは他の実施の形態における対応要素と同等のものである。方形分岐導波管３ｂ、複数の誘導性アイリス４ｂ、複数の空胴共振器５ｂ、第２の導波管形高周波フィルタ６ｂや、方形分岐導波管３ｃ、誘導性アイリス４ｃ、複数の空胴共振器５ｃ、第３の導波管形高周波フィルタ６ｃや、方形分岐導波管３ｄ、複数の誘導性アイリス４ｄ、複数の空胴共振器５ｄ、第４の導波管形高周波フィルタ６ｄも、それぞれ第一の導波管形高周波フィルタ６ａとその構成と同等の要素である。導体短絡板８、正方形主導波管１の入力端Ｐ１も既出の同番号のそれと同じである。
【００４５】
次に上記構成の偏分波器の動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端５より入射された計４種類の電波の中の低い方の周波数帯にて方形分岐導波管３ａの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、高い方の周波数帯にて方形分岐導波管３ｂの管軸と直角をなす向きの偏波をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ｂにより方形分岐導波管３ｂの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｂ中を伝搬していく。
また、低い方の周波数帯にて方形分岐導波管３ｃの管軸と直角をなす向きの偏波をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ｃにより方形分岐導波管３ｃの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｃ中を伝搬していく。更に、高い方の周波数帯にて方形分岐導波管３ｄの管軸と直角をなす向きの偏波をもつ電波の基本モードは、２分割結合孔１２ｄにより方形分岐導波管３ｄの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｄ中を伝搬していく。
【００４６】
上記偏分波器において、２分割結合孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄは正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向にしかも壁面中心線に対して上下対称に各々２分割されている。従って図１の実施の形態１の分波器と同様に、２分割結合孔１２ａ〜１２ｄの分割距離を調整することで、図２に類似した状態を作り出し、ＴＭ２１モードおよびＴＥ２１モードの発生をある程度抑制することが可能である。また、図８の実施の形態５の偏分波器と同様に、結合孔間の不要結合に最も大きく寄与する高次モードであるＴＥ２０モードの管軸方向磁界成分の最も強いところが、図９に示すように２分割結合孔１２ａ〜１２ｄの結合孔間の導体部にあたるため、２分割結合孔１２ａ〜１２ｄがＴＥ２０モードにより与えられる不要結合は小さくなり、従って、不要な交差偏波の発生もある程度抑制することが可能である。
【００４７】
以上のように、図１０の実施の形態６の偏分波器によれば、正方形主導波管１の４つの壁面と４つの導波管形高周波フィルタ６ａ、６ｂ、６ｃおよび６ｄは、正方形主導波管１の管軸と直角をなす方向に各々２分割された結合孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄを用いて構成したので、向かい合うあるいは隣り合う結合孔間の不要結合を小さくするために結合孔の面積を非常に小さくした状態でも、広帯域にわたって良好な分波特性が得られる効果がある。また、高いアイソレーション特性が得られる効果もある。更に、この構成のみで優れた分離が得られ、従来例のように合成回路を必要としないため、偏分波器全体の小形化が達成できる効果もある。
【００４８】
実施の形態７．
分岐の際の干渉を避けるための他の手法を採用した構成を以下に説明する。
図１１は本発明の実施の形態７における偏分波器の構成を示す斜視図である。また図１２は図１１の構成の偏分波器における磁界分布を示す図である。
図１１において、１は各々直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する正方形主導波管、２１ａおよび２１ｃはこの正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面上において正方形主導波管１の各壁面を上下４分割した１／４面に結合中心線がくるように設定された結合孔である。図の例では上から約１／４の面の中心に結合するように設けられている。方形分岐導波管３ａ、複数の誘導性アイリス４ａ、複数の空胴共振器５ａ、第１の導波管形高周波フィルタ５ａや、方形分岐導波管３ｃ、複数の誘導性アイリス４ｃ、複数の空胴共振器５ｃ、第２の導波管形高周波フィルタ６ｃは他の実施の形態における対応する要素と同等のものである。導体短絡板８も他の実施の形態のそれと同じである。
【００４９】
次に上記構成の偏分波器の動作について説明する。
正方形主導波管１の入力端Ｐ１より入射された計２種類の電波の中の方形分岐導波管３ａの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、結合孔２１ａにより方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、方形分岐導波管３ｃの管軸と直角をなす向きの偏波面をもつ電波の基本モードは、結合孔２１ｃにより方形分岐導波管３ｃの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｃ中を伝搬していく。
【００５０】
上記偏分波器において、例えば結合孔２１ａは正方形主導波管１の壁面上において正方形主導波管１の管軸方向の中心線から壁面高の約１／４外れた位置に設けられているため、図１２に示すように、方形分岐導波管３ｃの管軸と直角をなす向きの電波が入射した場合において、隣り合う結合孔間の不要結合に最も大きく寄与する高次モードであるＴＥ０２モードの管軸方向磁界成分の最も強いところから結合孔が外れている。従って結合孔２１ａ、２１ｃ間の不要結合は小さくなり、その結果、不要な交差偏波の発生もある程度抑制することが可能である。また、基本モードであるＴＥ１０は磁界分布が高さ方向に一様であるため、結合孔２１ａの結合孔が外れていることによる所望の結合に対する劣化は小さい。
結合孔２１ｃについても同様である。
【００５１】
以上のように、図１１の実施の形態７の偏分波器によれば、正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面と２つの導波管形高周波フィルタ６ａ、６ｃの間に、正方形主導波管１の管軸方向の中心線から互いに壁面高さで１／４外れた位置に結合孔２１ａ、２１ｃを構成したので、隣り合う結合孔間の不要結合が小さくなり、高いアイソレーション特性が得られる効果がある。
【００５２】
本実施の形態の他の偏分波器を図１３に基づいて説明する。
図において、２２ａおよび２２ｃはこの正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面上において正方形主導波管１の管軸方向の中心線から互いに遠ざかる方向に壁面高の約１／４外れた位置に各々１つずつ設けられた結合孔である。以下、正方形主導波管１、方形分岐導波管３ａ、複数の誘導性アイリス４ａ、複数の空胴共振器５ａ、第１の導波管形高周波フィルタ６ａや、方形分岐導波管３ｃ、複数の誘導性アイリス４ｃ、複数の空胴共振器５ｃ、第２の導波管形高周波フィルタ６ｃ等は、先の実施の形態の対応する要素と同じものである。
【００５３】
上記構成の偏分波器の動作は、図１１に示す偏分波器と同じであるので、詳細記述は省略する。
また、その特性についても同じである。
【００５４】
本実施の形態の他の偏分波器をもう１つだけ図１４に示す。
図１４において、２３ａおよび２３ｃはこの正方形主導波管１の隣り合う２つの壁面上において正方形主導波管１の管軸方向の中心線から互いに右旋回方向に壁面高の１／４外れた位置に各々１つずつ設けられた結合孔である。その他の各要素は先の実施の形態のそれと同じものである。
【００５５】
このように結合孔は中心線から壁面高１／４ずれた位置に設けるのであれば、どのような組合せであってもよい。
【００５６】
実施の形態８．
この発明の実施の形態８における偏分波器を図１５に基づいて説明する。
図において、１０は直交する２つの偏波からなる計２種類の電波を伝送する円形主導波管、１１はこの円形主導波管１０の一端に設けられた短絡導体板である。また２４ｃおよび２４ａは、円形主導波管１０の壁面における短絡導体板１１より使用周波数帯の円形主導波管管内波長の約１／４以下離れた位置と、同管内波長の約３／４離れた位置とに、各々１つずつ、互いの孔面が直交するように設けられた結合孔である。２５ａおよび２５ｃは上記結合孔２４ａ、２４ｃに各々接続された２段の方形導波管ステップ、３ａおよび３ｃは円形主導波管８から結合孔２４ａ、２４ｃと２段の方形導波管ステップ２５ａ、２５ｃを介して管軸が互いに直交するように各々分岐する２つの方形分岐導波管である。ここでステップ２５ａは導波管３ａより、ステップ２５ｃは導波管３ｃより高さを低くしてある。さらに結合孔２４ａ、２４ｃから導波管３ａ、３ｃまでの長さをそれぞれＣ、Ｄの長さとしている。
その他の要素については、先の実施の形態における対応番号の要素と同等のものである。
【００５７】
次に上記構成の偏分波器の動作について説明する。
円形主導波管１０の入力端Ｐ１より入射された計２種類の電波の中の方形分岐導波管３ａの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の基本モードは、結合孔２４ａにより方形導波管ステップ２５ａおよび方形分岐導波管３ａの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ａ中を伝搬していく。また、方形分岐導波管３ｃの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の基本モードは、結合孔２４ｃにより方形導波管ステップ２５ｃおよび方形分岐導波管３ｃの基本モードに結合し導波管形高周波フィルタ６ｃ中を伝搬していく。
【００５８】
上記偏分波器において、２段の方形導波管ステップ２５ａ、２５ｃは２段のステップ間の方形導波管高さを変化させることでインピーダンス変成器として機能する。また、結合孔２４ａから短絡導体板１１の間の円形導波管はその管軸長を変化させることでスタブとして機能する。同様に、結合孔２４ｃから短絡導体板１１の間の円形導波管はその管軸長を変化させることでスタブとして機能する。一方、２段のステップ間の方形導波管はその管軸長Ｃ及びＤを伸縮することで、円形導波管のスタブ機能を補間することができる。従って、結合孔２４ｃと短絡導対板１１間の距離を十分小さくした状態で、所望の電波をその周波数帯に応じて分岐できる。その際に、方形分岐導波管３ａ、３ｃの各ステップ間の長さＣ、Ｄを調整することで、所望の電波を効率的に方形分岐導波管３ａ、３ｃ側に抽出する。
【００５９】
以上のように、図１５の実施の形態１０の偏分波器によれば、結合孔２４ｃと短絡導体板１１間の距離を十分小さくした状態で、所望の電波を効率的に分岐導波管３ａ、３ｃに抽出する構成としたので、短絡導体板からみて短距離に、しかも２つの結合孔２４ａ、２４ｃ間の距離を大きくすることが可能で、偏分波器全体の構造をコンパクトにして高いアイソレーション特性が得られる効果がある。
【００６０】
上記発明の実施の形態８において、円形導波管に代えて、図１６に示すような正方形主導波管を用いても同様な効果が期待できる。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、主導波管の向かい合う２つの壁面の高さ方向に２分した中心線に対して上下対称な２つの結合面を設けて分岐する２つの導波管形高周波フィルタを構成したので、小形で広帯域にわたって良好な分波特性が得られる効果がある。
【００６２】
また更に、主導波管の管軸と直角をなす方向に各々分岐する複数の導波管形高周波フィルタを設けたので、装置を小型化して、使用周波数帯域を数多く細かく分離することができる効果がある。
【００６３】
１端に導体短絡板がある主導波管と、主導波管の隣り合う２つの壁面に設けられた壁面の高さ方向に２分した中心線に対して上下対称な結合面を備えて分岐する２つの導波管形高周波フィルタを構成したので、小形で広帯域にわたって良好な分波特性が得られ得られる効果がある。
【００６５】
この発明によれば、一端短絡の主導波管と、この主導波管の隣り合う２つの壁面に設けた壁面の高さ方向に中心線から１／４ずれた線上の結合孔で分岐する２つの導波管形高周波フィルタとで導波管形偏分波器を構成したので小型で、高いアイソレ−ション特性が得られる効果がある。
【００６６】
この発明によれば、一端短絡の主導波管と、この主導波管の中心軸に対して互いに直角に、短絡板からの距離が一方は分岐する信号波長に対して１／４波長以内となるところから、他方は同波長の約３／４波長となるところから分岐し、かつ主導波管から遠ざかる方向に広がる２段のステップ状の高さをもつ導波管形フィルタとで導波管形偏分波器を構成したので、小型で、高いアイソレーション特性が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１における導波管形分波器の構成を示す斜視図である。
【図２】 実施の形態１における導波管形分波器の主導波管内のＴＥ10モードの電磁界分布を示す断面図である。
【図３】 実施の形態１における導波管形分波器の主導波管内のＴＭ21モードの電磁界分布を説明する断面図である。
【図４】 実施の形態１における導波管形分波器の主導波管内のＴＥ21モードの電磁界分布を説明する断面図である。
【図５】 この発明の実施の形態２における導波管形分波器の構成を示す斜視図である。
【図６】 この発明の実施の形態３における導波管形分波器の構成を示す斜視図である。
【図７】 この発明の実施の形態４における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図８】 この発明の実施の形態５における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図９】 実施の形態５における導波管形偏分波器の主導波管内のＴＥ20モードの電磁界分布を示す断面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態６における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図１１】 この発明の実施の形態７における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図１２】 実施の形態７における導波管形偏分波器の主導波管内のＴＥ02モードの電磁界分布を示す断面図である。
【図１３】 実施の形態７における他の導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図１４】 この発明の実施の形態７における他の導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図１５】 この発明の実施の形態８における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図１６】 実施の形態８における他の導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図１７】 従来の導波管形分波器を示す概略構成図である。
【図１８】 従来の導波管形偏分波器を示す概略構成図である。
【図１９】 従来の導波管形偏分波器を示す概略構成図である。
【図２０】 従来の導波管形偏分波器を示す概略構成図である。
【図２１】 従来の導波管形偏分波器を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 正方形主導波管、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 方形分岐導波管、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 誘導性アイリス、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 空胴共振器、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 導波管形高周波フィルタ、７ 金属薄板、８ 導体短絡板、１０ 円形主導波管、１１ 導体短絡板、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ ２分割結合孔、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ ４分割結合孔、１４ 方形主導波管、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ ２分割結合孔、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ 円形分岐導波管、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ 結合孔、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ 円形空胴共振器、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ 導波管形高周波フィルタ、２０ 短絡導体板、２１ａ，２１ｃ 結合孔、２２ａ，２２ｃ 結合孔、２３ａ，２３ｃ 結合孔、２４ａ，２４ｃ 結合孔、２５ａ，２５ｃ 方形導波管ステップ。
Claims (6)
- 主導波管の中心軸に対して向かい合う２つの壁面に設けられた長方形の結合孔を有する導波管形フィルタを用いた導波管形分波器において、
上記主導波管の断面を四角形とし、
上記各導波管形フィルタは、２つの長方形の結合孔を有し、主導波管の該四角形を構成する一辺となる壁面であって分岐する信号の偏波面と平行となる壁面を上下に約４等分して、上記約４等分した壁面において、上から４分の１の位置と、下から４分の１の位置であって、かつ、壁面を２分した中心線に対して上下対称になる位置に、上記２つの長方形の結合孔の長辺が平行になるように上記２つの長方形の結合孔を設けたことを特徴とする導波管形分波器。 - 導波管形フィルタは、主導波管の中心軸に対して向かい合うように設けられたことを特徴とする請求項１記載の導波管形分波器。
- 主導波管は、断面が正方形であることを特徴とする請求項１記載の導波管形分波器。
- 主導波管の壁面に設けられた長方形の結合孔を有する導波管形フィルタを用いた導波管形偏分波器において、
上記主導波管の断面を四角形とし、
上記各導波管形フィルタは、２つの長方形の結合孔を有し、主導波管の該四角形を構成する一辺となる壁面であって分岐する信号の偏波面と平行となる壁面を上下に約４等分して、上記約４等分した壁面において、上から４分の１の位置と、下から４分の１の位置であって、かつ、壁面を２分した中心線に対して上下対称になる位置に、上記２つの長方形の結合孔の長辺が平行になるように、上記２つの長方形の結合孔を設けたことを特徴とする導波管形偏分波器。 - 主導波管の１端に短絡板を設け、導波管形フィルタは、上記短絡板の近傍に上記主導波管の中心軸に対して互いに直角方向に２個設置されたことを特徴とする請求項４記載の導波管形偏分波器。
- 主導波管の１端に短絡板を設け、導波管形フィルタは、上記短絡板の近傍に上記主導波管の中心軸に対してそれぞれ直角方向に４個設置されたことを特徴とする請求項４記載の導波管形偏分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18321796A JP4076594B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 導波管形分波器及び偏分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18321796A JP4076594B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 導波管形分波器及び偏分波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1028003A JPH1028003A (ja) | 1998-01-27 |
| JP4076594B2 true JP4076594B2 (ja) | 2008-04-16 |
Family
ID=16131841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18321796A Expired - Fee Related JP4076594B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 導波管形分波器及び偏分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4076594B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3688558B2 (ja) | 2000-06-05 | 2005-08-31 | 三菱電機株式会社 | 導波管群分波器 |
| JP4060228B2 (ja) | 2003-04-04 | 2008-03-12 | 三菱電機株式会社 | 導波管形偏分波器 |
| CN110364795B (zh) * | 2019-08-05 | 2021-04-30 | 中电科思仪科技股份有限公司 | 一种紧凑型垂直耦合带通波导滤波器 |
| CN110380162A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-10-25 | 郑州大学 | 一种新型的集成滤波波导正交模转换器 |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP18321796A patent/JP4076594B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1028003A (ja) | 1998-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3879548B2 (ja) | 導波管形偏分波器 | |
| US11569554B2 (en) | Orthomode transducer | |
| US9147921B2 (en) | Compact OMT device | |
| EP2214251B1 (en) | A waveguide orthomode transducer | |
| EP1291955B1 (en) | Waveguide group branching filter | |
| NL8300967A (nl) | Golfgeleiderinrichting voor het scheiden van radiofrequente signalen met verschillende frequentie en polarisatie. | |
| KR100313717B1 (ko) | 대칭적인 감쇄극 특성을 갖는 유전체 공진기형 대역 통과 필터 | |
| JPH11346102A (ja) | 誘電体共振器装置、送受共用器および通信機 | |
| JP4060228B2 (ja) | 導波管形偏分波器 | |
| KR100561634B1 (ko) | 유도성 아이리스를 갖는 전계면 결합망 구조의 도파관다이플렉서 | |
| US11936117B2 (en) | Dual-band multimode antenna feed | |
| JP4076594B2 (ja) | 導波管形分波器及び偏分波器 | |
| JPS5821961B2 (ja) | 周波数分波器 | |
| US6917260B2 (en) | Waveguide directional filter | |
| JPH10173407A (ja) | 導波管形分波器、および導波管形分波器の製造方法 | |
| WO2014132657A1 (ja) | 有極型帯域通過フィルタ | |
| CA2270295C (en) | Dielectric filter, transmission-reception sharing unit, and communication device | |
| JPH0722803A (ja) | 偏分波器 | |
| CN114759335B (zh) | 正交模耦合器和双线极化馈源 | |
| US20240222832A1 (en) | Filters including dual cross-couplings and related combiners | |
| Zhang | Dual-band coaxial feed system with ridged and T-septum sectoral waveguides | |
| JP2002185205A (ja) | 導波管分岐回路、導波管偏分波器および導波管群分波器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041001 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050927 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051122 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051213 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060210 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060223 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20060317 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071228 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080130 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120208 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130208 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130208 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140208 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |