JP2014116734A

JP2014116734A - 給電回路

Info

Publication number: JP2014116734A
Application number: JP2012268326A
Authority: JP
Inventors: Motomi Abe; 素実安部; Hidenori Yugawa; 秀憲湯川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-06-26

Abstract

【課題】ブロックの接合面であるＥ面分割面で層ずれが発生しても、結合特性の劣化を低減することができる給電回路を得ることを目的とする。
【解決手段】３つのブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３の接合面であるＥ面分割面６，７が、狭壁面結合カプラ１における狭壁面の間を結合する結合孔２の位置とずれているように構成する。これにより、ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３の接合面であるＥ面分割面６，７で層ずれが発生しても、結合特性の劣化を低減することができる効果を奏する。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、マルチビームアンテナ向けの給電回路に関するものである。

例えば、以下の非特許文献１に開示されているマルチビームアンテナ向けの給電回路は、数十個から数百個のカプラや位相器から構成されており、そのマルチビームアンテナが適用されるシステムは、例えば、移動衛星通信のように、連続した広大なエリアをカバーし、多数のキャリアを用いて通信する方式のマルチビーム送信系などが該当する。
この給電回路は、多層導波管で構成されており、低損失の観点から、Ｅ面分割導波管を用いて構成されていると想定される。

また、非特許文献１及び非特許文献２によれば、給電回路のカプラとして、広壁面の間を結合する結合孔を有する広壁面結合カプラ（例えば、ブランチラインカプラ）だけを用いている。
なお、本明細書において、「広壁面」は矩形導波管の幅広面を表し、「Ｅ面」と「狭壁面」は矩形導波管の幅狭面を表しているものとする。

図５は非特許文献１，２に開示されている給電回路を示す構成図である。
特に図５（ａ）は給電回路を示す斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣから見た上面透視図である。
また、図５（ｃ）は図５（ａ）のＡから見た側面透視図であり、図５（ｄ）は図５（ａ）のＢから見た側面透視図である。
図５において、Ｅ面分割導波管を用いている広壁面結合カプラ１０１，１０２は広壁面の間を結合する結合孔１０３を有している。
図５の給電回路は、２つのブロックＢ１，Ｂ２が接合されて構成されるものであるため、製造時に、２つのブロックＢ１，Ｂ２の接合面であるＥ面分割面１０４で層ずれが発生する場合がある。
Ｅ面分割面１０４で層ずれが発生すると、広壁面結合カプラ１０１と広壁面結合カプラ１０２の結合度に設計値からのずれが発生し、給電回路全体の特性が劣化する。

図６はＥ面分割面１０４で層ずれが発生している場合の給電回路を示す構成図であり、（ａ）は給電回路の斜視図、（ｂ）は上面透視図である。
図６では、給電回路の座標軸のＸ軸方向に０．３ｍｍのＥ面層ずれが発生している例を示している。

図７は図５及び図６の給電回路のＰｏｒｔ１から入力された電力が、広壁面結合カプラ１０１と広壁面結合カプラ１０２の結合端子を介してＰｏｒｔ３に出力された電力Ｓを示す説明図である。
図７において、実線はＥ面層ずれが発生していない状態での電力Ｓを示しており、点線はＥ面層ずれが発生している状態での電力Ｓを示している。
Ｅ面層ずれが発生している場合、Ｅ面層ずれが発生していない場合と比べて、０．８ｄＢ程度の結合度の劣化が現れる。

Schneider, M.; Hartwanger, C.; Sommer, E.; Wolf, H.,「The Multiple Spot Beam Antenna Project "Medusa"」, IEEE 3rd EuCAP,2009 Schneider, M.; Hartwanger, C.; Sommer, E.; Wolf, H.,「Branch-Line Couplers for Satellite Antenna Systems」, GeMIC 2011 German

従来の給電回路は以上のように構成されているので、製造時に、２つのブロックＢ１，Ｂ２の接合面であるＥ面分割面１０４で層ずれが発生すると、広壁面結合カプラ１０１と広壁面結合カプラ１０２の結合度に設計値からのずれが発生し、給電回路全体の特性が劣化するという課題があった。

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、ブロックの接合面であるＥ面分割面で層ずれが発生しても、結合特性の劣化を低減することができる給電回路を得ることを目的とする。

この発明に係る給電回路は、片面あるいは両面が掘削された３つのブロックが接合されることで、Ｅ面分割導波管を用いている狭壁面結合カプラと、Ｅ面分割導波管を用いている広壁面結合カプラとが構成されて、その狭壁面結合カプラの入出力端子と広壁面結合カプラの入出力端子とが管軸を揃えて直結されており、３つのブロックを接合する面であるＥ面分割面が、狭壁面結合カプラにおける狭壁面の間を結合する結合孔の位置とずれているようにしたものである。

この発明によれば、３つのブロックを接合する面であるＥ面分割面が、狭壁面結合カプラにおける狭壁面の間を結合する結合孔の位置とずれているように構成したので、ブロックの接合面であるＥ面分割面で層ずれが発生しても、結合特性の劣化を低減することができる効果がある。

この発明の実施の形態１による給電回路を示す構成図である。Ｅ面分割面６で層ずれが発生している場合の給電回路を示す上面透視図である。図１及び図２の給電回路のＰｏｒｔ１から入力された電力が、広壁面結合カプラ３の結合端子を介して狭壁面結合カプラ１に入力されたのち、例えば、狭壁面結合カプラ１の結合端子を介してＰｏｒｔ３へ出力される電力Ｓを示す説明図である。この発明の実施の形態２による給電回路を示す構成図である。非特許文献１，２に開示されている給電回路を示す構成図である。Ｅ面分割面１０４で層ずれが発生している場合の給電回路を示す構成図である。図５及び図６の給電回路のＰｏｒｔ１から入力された電力が、広壁面結合カプラ１０１と広壁面結合カプラ１０２の結合端子を介してＰｏｒｔ３に出力された電力Ｓを示す説明図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による給電回路を示す構成図である。
特に図１（ａ）は給電回路を示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢから見た側面透視図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡから見た側面透視図である。
また、図１（ｄ）は図１（ａ）のＣから見た上面透視図であり、図１（ｅ）は給電回路の分解透視図である。

図１において、Ｅ面分割導波管を用いている狭壁面結合カプラ１は狭壁面の間を結合する結合孔２を有している。
Ｅ面分割導波管を用いている広壁面結合カプラ３は広壁面の間を結合する結合孔４を有している。

図１の給電回路は、片面あるいは両面が掘削された３つのブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３が接合されることで、狭壁面結合カプラ１と広壁面結合カプラ３とが構成されて、狭壁面結合カプラ１の入出力端子であるＰｏｒｔ２と、広壁面結合カプラ３の入出力端子であるＰｏｒｔ１，４とが管軸５を揃えて直結されている。
ブロックＢ１とブロックＢ２の接合面であるＥ面分割面６は管軸５上にあり、狭壁面結合カプラ１における狭壁面の間を結合する結合孔２の位置とずれている。
ブロックＢ２とブロックＢ３の接合面であるＥ面分割面７は、狭壁面結合カプラ１における狭壁面の間を結合する結合孔２の位置とずれている。

次に動作について説明する。
例えば、Ｐｏｒｔ１から入力された電力は、広壁面結合カプラ３の結合端子を介して狭壁面結合カプラ１に入力される。
狭壁面結合カプラ１に入力された電力は、例えば、狭壁面結合カプラ１の結合端子を介してＰｏｒｔ３へ出力される。

図１の給電回路は、３つのブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３が接合されて構成されるものであるため、製造時に、２つのブロックＢ１，Ｂ２の接合面であるＥ面分割面６や、２つのブロックＢ２，Ｂ３の接合面であるＥ面分割面７で層ずれが発生する場合がある。
図２はＥ面分割面６で層ずれが発生している場合の給電回路を示す上面透視図である。
図２では、給電回路の座標軸のＸ軸方向に０．３ｍｍのＥ面層ずれが発生している例を示している。

図３は図１及び図２の給電回路のＰｏｒｔ１から入力された電力が、広壁面結合カプラ３の結合端子を介して狭壁面結合カプラ１に入力されたのち、例えば、狭壁面結合カプラ１の結合端子を介してＰｏｒｔ３へ出力される電力Ｓを示す説明図である。
図３において、実線はＥ面層ずれが発生していない状態での電力Ｓを示しており、点線はＥ面層ずれが発生している状態での電力Ｓを示している。
Ｅ面層ずれが発生している場合、Ｅ面層ずれが発生していない場合と比べて、０．３ｄＢ程度の結合度の劣化が現れているが、図５及び図６に示している従来の給電回路における劣化量０．８ｄＢよりも劣化量が低減されている。

この実施の形態１の給電回路では、狭壁面結合カプラ１における結合度を決定する結合孔２が、Ｅ面分割面６，７とかかっていない。このため、Ｅ面分割面６，７で層ずれが発生しても、狭壁面結合カプラ１の結合度には殆ど影響しておらず、Ｅ面分割面６，７の層ずれに伴う結合度の劣化が従来例と比較して小さくなっている。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、３つのブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３の接合面であるＥ面分割面６，７が、狭壁面結合カプラ１における狭壁面の間を結合する結合孔２の位置とずれているように構成したので、ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３の接合面であるＥ面分割面６，７で層ずれが発生しても、結合特性の劣化を低減することができる効果を奏する。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による給電回路を示す構成図である。
特に図４（ａ）は給電回路を示す斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢから見た側面透視図１、図４（ｃ）は図４（ａ）のＡから見た側面透視図２である。
また、図４（ｄ）は図４（ａ）のＣから見た上面透視図である。

図４において、Ｅ面分割導波管を用いている狭壁面結合カプラ１１は狭壁面の間を結合する結合孔１２を有している。
Ｅ面分割導波管を用いている広壁面結合カプラ１３は広壁面の間を結合する結合孔１４を有している。
Ｅ面分割導波管を用いている広壁面結合カプラ１５は広壁面の間を結合する結合孔１６を有している。

図４の給電回路は、片面あるいは両面が掘削された３つのブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３が接合されることで、狭壁面結合カプラ１１と、２つの広壁面結合カプラ１３，１５とが構成されて、狭壁面結合カプラ１１の入出力端子であるＰｏｒｔ２と、広壁面結合カプラ１３の入出力端子であるＰｏｒｔ１，４とが管軸（管軸の位置は、Ｅ面分割面１７と同じ位置）を揃えて直結されている。
また、広壁面結合カプラ１３の結合端子（入出力端子）１９と狭壁面結合カプラ１１の結合端子（入出力端子）２１も管軸（管軸の位置は、Ｅ面分割面１７と同じ位置）を揃えて直結されている。
狭壁面結合カプラ１１の入出力端子であるＰｏｒｔ３と、広壁面結合カプラ１５の入出力端子であるＰｏｒｔ５，６とが管軸（管軸の位置は、Ｅ面分割面１８と同じ位置）を揃えて直結されている。
また、広壁面結合カプラ１３の結合端子（入出力端子）２０と狭壁面結合カプラ１１の結合端子（入出力端子）２２も管軸（管軸の位置は、Ｅ面分割面１８と同じ位置）を揃えて直結されている。

ブロックＢ１とブロックＢ２の接合面であるＥ面分割面１７は、狭壁面結合カプラ１１における狭壁面の間を結合する結合孔１２の位置とずれている。
ブロックＢ２とブロックＢ３の接合面であるＥ面分割面１８は、狭壁面結合カプラ１１における狭壁面の間を結合する結合孔１２の位置とずれている。

次に動作について説明する。
例えば、Ｐｏｒｔ１から入力された電力は、広壁面結合カプラ１３の結合端子１９及び狭壁面結合カプラ１１の結合端子２１を介して狭壁面結合カプラ１１に入力される。
狭壁面結合カプラ１１に入力された電力は、例えば、狭壁面結合カプラ１１の結合端子を介してＰｏｒｔ３へ出力される。
また、例えば、Ｐｏｒｔ５から入力された電力は、広壁面結合カプラ１５の結合端子２０及び狭壁面結合カプラ１１の結合端子２２を介して狭壁面結合カプラ１１に入力される。
狭壁面結合カプラ１１に入力された電力は、例えば、狭壁面結合カプラ１１の結合端子を介してＰｏｒｔ２へ出力される。

図４の給電回路は、３つのブロックＢ１，Ｂ２が接合されて構成されるものであるため、製造時に、２つのブロックＢ１，Ｂ２の接合面であるＥ面分割面１７や、２つのブロックＢ２，Ｂ３の接合面であるＥ面分割面１８で層ずれが発生する場合がある。
Ｅ面層ずれが発生している場合、上記実施の形態１と同様に、Ｅ面層ずれが発生していない場合と比べて、０．３ｄＢ程度の結合度の劣化が生じるが、従来の給電回路における劣化量０．８ｄＢよりも劣化量が低減される。

この実施の形態２の給電回路では、狭壁面結合カプラ１１における結合度を決定する結合孔１２が、Ｅ面分割面１７，１８とかかっていない。このため、Ｅ面分割面１７，１８で層ずれが発生しても、狭壁面結合カプラ１１の結合度には殆ど影響しておらず、Ｅ面分割面１７，１８の層ずれに伴う結合度の劣化が従来例と比較して小さくなっている。

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、３つのブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３の接合面であるＥ面分割面１７，１８が、狭壁面結合カプラ１１における狭壁面の間を結合する結合孔１２の位置とずれているように構成したので、ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３の接合面であるＥ面分割面１７，１８で層ずれが発生しても、結合特性の劣化を低減することができる効果を奏する。
また、この実施の形態２では、狭壁面結合カプラ１１の入出力端子と２つの広壁面結合カプラ１３，１５の入出力端子とが管軸を揃えて直結されているので、上記実施の形態１よりも、層ずれの影響が低減する入出力端子の組み合わせ（例えば、Ｐｏｒｔ１の入力に対するＰｏｒｔ３の出力、Ｐｏｒｔ５の入力に対するＰｏｒｔ２の出力など）が増えるようになる。このため、給電回路のレイアウトの自由度が向上する効果が得られる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ブロック、１狭壁面結合カプラ、２狭壁面の間を結合する結合孔、３広壁面結合カプラ、４広壁面の間を結合する結合孔、５管軸、６，７Ｅ面分割面、１１狭壁面結合カプラ、１２狭壁面の間を結合する結合孔、１３広壁面結合カプラ、１４広壁面の間を結合する結合孔、１５広壁面結合カプラ、１６広壁面の間を結合する結合孔、１７，１８Ｅ面分割面１９，２０広壁面結合カプラの結合端子（入出力端子）、２１，２２狭壁面結合カプラの結合端子（入出力端子）、１０１，１０２広壁面結合カプラ、１０３結合孔、１０４Ｅ面分割面。

Claims

片面あるいは両面が掘削された３つのブロックが接合されることで、Ｅ面分割導波管を用いている狭壁面結合カプラと、Ｅ面分割導波管を用いている広壁面結合カプラとが構成されて、上記狭壁面結合カプラの入出力端子と上記広壁面結合カプラの入出力端子とが管軸を揃えて直結される給電回路において、
３つのブロックを接合する面であるＥ面分割面が、上記狭壁面結合カプラにおける狭壁面の間を結合する結合孔の位置とずれていることを特徴とする給電回路。
片面あるいは両面が掘削された３つのブロックが接合されることで、Ｅ面分割導波管を用いている狭壁面結合カプラと、Ｅ面分割導波管を用いている２つの広壁面結合カプラとが構成されて、上記狭壁面結合カプラの入出力端子と上記２つの広壁面結合カプラの入出力端子とが管軸を揃えて直結される給電回路において、
３つのブロックを接合する面であるＥ面分割面が、上記狭壁面結合カプラにおける狭壁面の間を結合する結合孔の位置とずれていることを特徴とする給電回路。