JP2004527146A - 送受信信号分離装置 - Google Patents

Abstract

本発明は送受信装置に関する。本装置は、少なくとも一つの過渡領域（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｚｏｎｅ）２及び３から構成されている；当該過渡領域は、分極波（ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｗａｖｅ）を電気信号にトランスフォーム（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）する第一手段からなる；また、当該領域は、第二手段８として、電気信号を第二分極なる分極波にトランスフォームする装置を構成している；また本装置は、アンテナと当該過渡領域との間に第一フィルター領域（ｆｉｒｓｔ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｚｏｎｅ）４を持ち、当該第一フィルター領域は、第二分極方向に分極される導波管フィルターから構成され、前記フィルターは、第一分極方向に対し透過性を有する。

Description

【０００１】
本発明は、送受信信号分離装置に関する。特に、干渉偏波（ｃｒｏｓｓ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を使ったミリメートル波帯域の送信による。
【０００２】
送信の技術分野においては、送信及び受信には、いくつかの方向分極した異なる波を用いたシステムを使うことが知られている。送受信用の双方向垂直分極（ｍｕｔｕａｌｌｙ ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）、干渉偏波とも呼ばれるが、の利用は、周波数域が非常に接近している場合には、受送信信号の分離を改善することを可能にする。
【０００３】
一般的には、信号は、導波管のオルトモード（ｏｒｔｈｏｍｏｄｅ）から構成されるデュプレクサー（ｄｕｐｌｅｘｅｒ）により分離される。デュプレクサーはその分極によって信号を分離する。また、フィルターされた帯域の外側に高い拒絶帯を作るまでに、オルトモードの出力側に導波管フィルターを置く。送信周波数がミリメートル周波数と相当するとき、例えば４０ＧＨｚ、は、導波管部分は、かなり小型サイズであり、高価で正確な機械加工が必要になる。小型のオルトモードの機械加工コストは、大市場製品では許されない。
【０００４】
他の解決策が予想され、アメリカ国特許第第５，３７４９３８号は、過渡プローブ（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｐｒｏｂｅ）を持つオルトモードの出力について述べている。これらオルトモードは高い拒絶フィルターを形成しない。フィルター化は、マイクロストリップ技術にて実行されるからである。
【０００５】
ヨーロッパ特許第第０，９６１，３３９号が述べている解決法は、プローブを導波管フィルターで分け、過渡フィルター化をマイクロストリップ技術により行い、受信フィルター化を導波管フィルターにて行うというものである。
【０００６】
しかしながら、これら二つの解決法は、二つの分離した導波路を使った常套的な解決方法と比べて過渡信号の質を得ることはできない。
【０００７】
本発明は、導波管のオルトモードを使用せずに高い過渡信号の質を得ることを可能にする一つの解決法を提案する。これを実施するために、本発明は、アンテナと過渡領域（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｚｏｎｅ）との間に分極フィルター（ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｆｉｌｔｅｒ）を加える。この分極フィルターは、過渡信号の質を向上させることを目的として、過渡分極方向にのみ過渡信号をフィルター化することを可能にする。分極フィルターは、受信信号の分極に対して透過的（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）であるので、受信信号は、追加したフィルターに影響されない。
【０００８】
本発明は、アンテナの後ろに置かれた送受信装置であって、この装置は、下記の第一手段又は第二手段のいずれかを持つ、過渡領域を少なくとも一つ持つことで構成されている；第一手段は、第一分極によって分極された少なくとも一つの波を少なくとも一つの電気信号に変換し；第二手段は、少なくとも一つの電気信号を、第二分極によって分極された少なくとも一つの波に変換する；また、当該送受信装置は、アンテナと前記過渡領域との間に、第二分極方向に分極された導波管フィルターで構成される第一フィルター領域が置かれている；前記フィルターは第一分極方向に対し透過性である。
【０００９】
好ましい具体例は、前記第一手段はプローブからなる第一導波管領域である。前記第二手段は、プローブからなる第二導波管領域である。本装置は、第一及び第二導波管領域との間に置かれた第二フィルター領域で構成されている。これら導波管は円形である。第一フィルター領域のフィルターは、金属が挿入されたフィルターである。第二フィルター領域は、円形球（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｉｒｉｓｅｓ）を持つフィルターである。
【００１０】
本発明は、下記の記述を読むことにより、より理解され特徴や有用性が明らかになるだろう。記述は添付した図を参照している。
【００１１】
図１及び２は、本発明に関する同じく好ましい具体例として異なる図を示している。
【００１２】
図１は、受送信装置の導波管要素に関する縦断面図である。図２は、同じ（図１）導波管要素の分解図である。マイクロストリップ技術を使ったマイクロ波カードを示している。これら二つの図は、一緒に説明するほうが分かりやすいだろう。さらに表現方法からの理由で、いくつかの要素は同じスケールで描かれていない。例の方法では、受信帯域は、４０．５５乃至４１．５ ＧＨｚであって、送信帯域は４２．４５乃至４２．５ ＧＨｚである。この例では、この導波管の径は４．８ ｍｍであって、低周波数用の導波管と同じである。
【００１３】
導波管要素は、５つの機能性部品で構成する。それは、アンテナ１、第一及び第二過渡領域２及び３、第一及び第二フィルター領域４及び５である。アンテナ１は、例えば、角部６である。６は、レンズや反射体（示していない）に面している。本技術分野の熟練者はよく知っている技術であり、レンズや反射体は電磁波を濃縮する。
【００１４】
第一及び第二過渡領域２及び３は、コンダクター７及び８が横切った導波管である。第一過渡領域２は、一つの端部からλ／４の位置で封鎖されている。これは、コンダクター７の平面で開放回路（ｏｐｅｎ ｃｉｒｃｕｉｔ）を作るためである。コンダクター７及び８は、例えば、基板９や１０の金属層の上に作られている。コンダクターの上には、受信用マイクロ波回路Ｒｘや送信用マイクロ波回路Ｔｘが作られており、コンダクター７及び８はプローブ機能を与えられている。実際には、過渡領域２及び３は、二つの部品、つまり、受信及び送信マイクロ波カードの基板７及び８の周りにタイトに接合しているところの二つの部品で出来ている。コンダクター７及び８、基板の金属層の上に作られているが、は、導波管の中心軸１１の垂直上に作られているが、双方向垂直面に同時に配置されることはない。このように配置され、コンダクター７及び８は一つを他に、垂直方向に分極される波を制御する。過渡領域２及び３の長さは以下のようである。つまり、コンダクター７及び８はフィルター化要素からは、少なくとも前記領域２及び３を横切る平均波長の半分程度、分離されている。
【００１５】
好ましい具体例は、第一過渡領域２のコンダクター７は第一分極により分極された波を電流にトランスフォームする。この電流は、受信用回路Ｒｘにて処理される。この処理は、ＧＨｚ帯域の中間周波数にもっていくためであり、内部ユニットの同軸ケーブルを介して転送される。第二過渡領域３コンダクター８は、受送信用回路Ｔｘからくる電気信号を第二分極の分極波にトランスフォームする。第二分極は、第一分極の垂直方向である。分極された波は、アンテナに過渡される。
【００１６】
第一フィルター領域４は、第二分極により分極されたフィルターから構成されている。このようなフィルターは、例えば、分極方向に平行な導波管を横切るような金属挿入物１２を使って作られている。この挿入物１２の幅及び１２それぞれの間隔は、送信帯域の周波数のみを通過するような帯域通過フィルターを形成するように計算される。第一フィルター領域は、アンテナと過渡領域３との間におかれる。これは、トランスミッションの持つＳ／Ｎ比を向上させるためである。
【００１７】
第二フィルター領域５は、二つの手印に領域２及び３との間に配置され、受信帯域の周波数のみを通過させるフィルターを構成する。好ましい具体例は、第二フィルター領域のフィルターは、例えば、円形球（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｉｒｉｓｅｓ）を結合した空洞部（ｃａｖｉｔｉｅｓ）を持つフィルター１３である。
【００１８】
これらフィルターの寸法に関しては、本技術分野の熟練者は、”Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｆｉｌｔｅｒ， ｉｍｐｅｄａｎｃｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋｓ， ａｎｄ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ”（Ｇｅｏｒｇｅ Ｌ． Ｍａｔｔｈａｅｉ、Ｌｅｏ Ｙｏｕｎｇ、及びＥ．Ｍ．Ｔ． Ｊｏｎｅｓ著、Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ Ｂｏｏｋｓ出版（１９８０））を参照されたい。
【００１９】
波はアンテナで受信し、まず、第一フィルター領域４を横切り、第二フィルター領域５に伝わる。第一フィルター領域４を横切ると、第二分極した波は、送信帯域の周波数の波を除いては、強力に減弱される。第二フィルター領域５は、受信帯域ではないすべての信号を強力に減弱する。第一過渡領域の内部では、減弱されない波のみが、受信帯域に属する第一分極の波に分極される。これら波は、コンダクター７によって、電気信号へとトランスフォームされる。
【００２０】
トランスミットされた波は、コンダクター８によって第二分極の分極した波へとトランスフォームされる。第二フィルター領域５のフィルターは、トランスミットされた波を止める。第一フィルター領域のフィルターは、送信帯域の波を通過させ、受信帯域の外側にある波を減弱する。第一フィルター領域は、マイクロストリップ技術を使って作られてフィルターならば、この減弱を伴う送信に関するフィルター化を可能にする。
【００２１】
本発明の変法は簡単に予想できる。この例が示すのは、円形の切断面を持つ導波管に関してである。方形の切断面を持つ導波管を使っても、同様の結果を得ることができる。
【００２２】
加えて、示したこれらフィルターは、最終的なフィルター化特性が似通った異なる型のフィルターに置き換えられるかもしれない。第二フィルター領域のフィルターは、他の型でも出来る。この理由は以下の通りである。受信帯域の外側にある第一分極を減弱するようなフィルターや、第二分極のすべて又は一部を停止するようなフィルターを使用することが極めて可能であるからである。方形導波管を使って作ったフィルターは、第二分極の周波数を完全に除き一方で、第一分極のフィルターを可能にする。
（特許第文献１）
アメリカ国特許第５，３７４９３８号
（特許第文献２）
ヨーロッパ特許第０，９６１，３３９号
（非特許第文献１）
”Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｆｉｌｔｅｒ， ｉｍｐｅｄａｎｃｅ−ｍａｔｃｈｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋｓ， ａｎｄ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ”（Ｇｅｏｒｇｅ Ｌ． Ｍａｔｔｈａｅｉ、Ｌｅｏ Ｙｏｕｎｇ、及びＥ．Ｍ．Ｔ． Ｊｏｎｅｓ著、Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ Ｂｏｏｋｓ出版（１９８０））
【図面の簡単な説明】
【図１】
受送信装置の導波管要素に関する縦断面図である。
【図２】
図１と同じ受送信装置の導波管要素に関する分解図である。

Claims (6)

1. アンテナ（１）に続き配された送受信装置であって：
   ―第一分極で分極された少なくとも一つの波を少なくとも一つの電気信号にトランスフォームする第一手段（７）；及び
   ―少なくとも一つの電気信号を、第二分極で分極された少なくとも一つの波にトランスフォームする第二手段（８）；で構成される過渡領域（２及び３）を少なくとも一つ持ち、；
   前記アンテナ（１）と前記過渡領域（２）との間に配置され、第二分極方向に分極された導波管フィルターで構成された第一フィルター領域（４）であって、前記導波管フィルターが第一分極方向に対し透過性を持つ
   ことを特徴とするところ送受信装置。
2. 請求項１に記載された装置であって：
   ―第一分極で分極された少なくとも一つの波を一つの電気信号にトランスフォームするプローブ（７）で構成される第一導波管領域（２）；及び
   ―少なくとも一つの電気信号を第二分極で分極された少なくとも一つの波にトランスフォームするプローブ（８）で構成された第二導波管領域（３）；
   で構成され、
   前記第二領域（３）が、前記第一導波管領域（２）と前記第一フィルター領域（４）との間に配されることを特徴とするところの装置。
3. 請求項１に記載された装置であって、第一分極で分極された波が第一周波数帯に配され、第二分極で分極された波が第二周波数帯に配されており、前記第一フィルター領域（４）のフィルターが、第二極性を持つ第二周波数帯の波を通過することを特徴とするところの装置。
4. 請求項２及び３に記載された装置であって、前記第二フィルター領域（５）が、前記第一と第二導波管領域（２及び３）との間に配され、構成し、第一周波数帯の波のみを通過させる前記第二フィルター領域（５）で特徴付けられる装置。
5. 請求項４に記載された装置であって、前記導波管が円形であって、及び、前記第二フィルター領域（５）が円形球を持つフィルターで特徴づけられる装置。
6. 請求項３に記載された装置であって、前記第一フィルター領域（４）が金属挿入物を伴ったフィルター（１２）で特徴付けられる装置。