JP2508400B2 - 導波管方向性結合器 - Google Patents
導波管方向性結合器Info
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- JP2508400B2 JP2508400B2 JP2275593A JP27559390A JP2508400B2 JP 2508400 B2 JP2508400 B2 JP 2508400B2 JP 2275593 A JP2275593 A JP 2275593A JP 27559390 A JP27559390 A JP 27559390A JP 2508400 B2 JP2508400 B2 JP 2508400B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、導波管方向性結合器に係わり、特に、結
合量の周波数特性の改善に関するものである。
合量の周波数特性の改善に関するものである。
［従来の技術］ 第４図は例えば、IRE TRANSACTION ON MICROWAVE THE
ORY AND TECHNIQUES,JANUALY 1962に掲載されたW.J.Get
singerによる“Ridge Waveguide Field Description an
d Application to Directional Couplers"と題された論
文に示された従来の導波管方向性結合器を示す構成図で
ある。図において、（１）はリッジ、（２）は主導波
管、（３）は主導波管（２）と広い面が重ね合わされ管
軸が直交するように配置された副導波管、（４）は主導
波管（２）と副導波管（３）との共通壁、（５）は共通
壁（４）に設けられた十字形結合孔、（６）は入力端
子、（７）は主導波管（２）の出力端子、（８）は副導
波管（３）の出力端子、（９）は無反射終端器である。
なお、ここでは、広帯域導波管としてダブル・リッジ導
波管を用い、共通壁（４）に十字形結合孔（５）を設け
て結合させる場合を示す。
ORY AND TECHNIQUES,JANUALY 1962に掲載されたW.J.Get
singerによる“Ridge Waveguide Field Description an
d Application to Directional Couplers"と題された論
文に示された従来の導波管方向性結合器を示す構成図で
ある。図において、（１）はリッジ、（２）は主導波
管、（３）は主導波管（２）と広い面が重ね合わされ管
軸が直交するように配置された副導波管、（４）は主導
波管（２）と副導波管（３）との共通壁、（５）は共通
壁（４）に設けられた十字形結合孔、（６）は入力端
子、（７）は主導波管（２）の出力端子、（８）は副導
波管（３）の出力端子、（９）は無反射終端器である。
なお、ここでは、広帯域導波管としてダブル・リッジ導
波管を用い、共通壁（４）に十字形結合孔（５）を設け
て結合させる場合を示す。
次に動作について説明する。
xyz座標系を第４図中に示す。入力端子（６）より入
射した電磁波は主導波管（２）内の共通壁（４）面上で
磁界のHy、Hz成分を有する。共通壁（４）に設けられた
十字形結合孔（５）を通して磁界が副導波管（３）内に
漏れ込み主導波管（２）を伝搬する電波は副導波管
（３）に結合する。Hzによる結合はHyによる結合より時
間的に４分の１周期だけ遅れているため、副導波管
（３）に励振される電磁波の進行方向は−ｚ方向とな
り、＋ｚ方向には伝搬しない。従って、出力端子（８）
より主導波管（２）を一方向へ伝搬する電磁波の出力の
みを取り出すことができ、方向性結合器として動作す
る。
射した電磁波は主導波管（２）内の共通壁（４）面上で
磁界のHy、Hz成分を有する。共通壁（４）に設けられた
十字形結合孔（５）を通して磁界が副導波管（３）内に
漏れ込み主導波管（２）を伝搬する電波は副導波管
（３）に結合する。Hzによる結合はHyによる結合より時
間的に４分の１周期だけ遅れているため、副導波管
（３）に励振される電磁波の進行方向は−ｚ方向とな
り、＋ｚ方向には伝搬しない。従って、出力端子（８）
より主導波管（２）を一方向へ伝搬する電磁波の出力の
みを取り出すことができ、方向性結合器として動作す
る。
このような方向性結合器では、結合量の周波数特性は
十字形結合孔（５）の周波数特性により決定される。十
字形結合孔（５）は共通壁（４）が有限の厚みを持つの
でｘ方向に伝搬方向を持つ１種の導波管と見なすことが
でき、その遮断周波数は使用する帯域より高い周波数に
設定されたとしても、遮断導波管の減衰定数は周波数が
高くなるにつれ小さくなるため、周波数が高くなると結
合量が増加する傾向を持つ。また、十字形結合孔（５）
はスロットとして共振もする。従って、十字形結合孔
（５）の周波数特性には上記導波管およびスロットとし
ての２つの要素による作用が含まれ、周波数が高くなる
につれ密結合となる。
十字形結合孔（５）の周波数特性により決定される。十
字形結合孔（５）は共通壁（４）が有限の厚みを持つの
でｘ方向に伝搬方向を持つ１種の導波管と見なすことが
でき、その遮断周波数は使用する帯域より高い周波数に
設定されたとしても、遮断導波管の減衰定数は周波数が
高くなるにつれ小さくなるため、周波数が高くなると結
合量が増加する傾向を持つ。また、十字形結合孔（５）
はスロットとして共振もする。従って、十字形結合孔
（５）の周波数特性には上記導波管およびスロットとし
ての２つの要素による作用が含まれ、周波数が高くなる
につれ密結合となる。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の装置は以上のように構成されているので，周波
数により結合量が変化するという問題点がある。
数により結合量が変化するという問題点がある。
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、広帯域で結合量の周波数依存性が小さい導
波管方向性結合器を得ることを目的とする。
れたもので、広帯域で結合量の周波数依存性が小さい導
波管方向性結合器を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明に係わる導波管方向性結合器は第１と第２の
リッジ導波管が互いに直交するように重ね合わされた共
通壁に結合孔を設けた導波管方向性結合器において、上
記第１と第２のリッジ導波管のそれぞれのリッジで仕切
られた上記共通壁の区画のうち、いずれか１つの区画内
に複数の結合孔を設け、上記第１の導波管から第２の導
波管の所定の方向へ伝搬する電波に対する経路差をもた
せたものである。
リッジ導波管が互いに直交するように重ね合わされた共
通壁に結合孔を設けた導波管方向性結合器において、上
記第１と第２のリッジ導波管のそれぞれのリッジで仕切
られた上記共通壁の区画のうち、いずれか１つの区画内
に複数の結合孔を設け、上記第１の導波管から第２の導
波管の所定の方向へ伝搬する電波に対する経路差をもた
せたものである。
［作用］ 上記のように構成された導波管方向性結合器では、結
合部を介して第１の導波管から第２の導波管の所定の方
向へ伝搬するそれぞれの経路を通過した電磁波の位相
は、使用帯域の低い周波数では差が殆ど無く、周波数が
高くなるほど差が大きくなるので、周波数が高くなるほ
どそれぞれの経路を通過した電磁波同士が相殺する量が
増加し、結合部のそれぞれの経路における結合量の周波
数特性を補償し、導波管方向性結合器の結合量の周波数
特性を改善する。
合部を介して第１の導波管から第２の導波管の所定の方
向へ伝搬するそれぞれの経路を通過した電磁波の位相
は、使用帯域の低い周波数では差が殆ど無く、周波数が
高くなるほど差が大きくなるので、周波数が高くなるほ
どそれぞれの経路を通過した電磁波同士が相殺する量が
増加し、結合部のそれぞれの経路における結合量の周波
数特性を補償し、導波管方向性結合器の結合量の周波数
特性を改善する。
［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図はこの発明の導波管方向性結合器の構成を示す斜視
図である。ここでは、広帯域導波管よりなる第１の導波
管と第２の導波管である主導波管（２）と副導波管
（３）としてダブル・リッジ導波管を用い、主導波管
（２）と副導波管（３）の結合部に、主導波管（２）か
ら副導波管（３）の所定の方向へ伝搬する電波に対する
経路差をもたせるために、二つの十字形結合孔を設けた
場合を例として説明する。図において、（１）〜（４）
（６）〜（９）は従来例と同様のものであり、 （10）は第１の十字形結合孔、（11）は第２の十字形結
合孔であり、主導波管（２）と副導波管（３）のそれぞ
れのリッジ（１）で区分された共通壁（４）の１区画内
に設けられている。
１図はこの発明の導波管方向性結合器の構成を示す斜視
図である。ここでは、広帯域導波管よりなる第１の導波
管と第２の導波管である主導波管（２）と副導波管
（３）としてダブル・リッジ導波管を用い、主導波管
（２）と副導波管（３）の結合部に、主導波管（２）か
ら副導波管（３）の所定の方向へ伝搬する電波に対する
経路差をもたせるために、二つの十字形結合孔を設けた
場合を例として説明する。図において、（１）〜（４）
（６）〜（９）は従来例と同様のものであり、 （10）は第１の十字形結合孔、（11）は第２の十字形結
合孔であり、主導波管（２）と副導波管（３）のそれぞ
れのリッジ（１）で区分された共通壁（４）の１区画内
に設けられている。
次に動作について説明する。
第２図は共通壁（４）部分の平面図であり、図におい
て、一点鎖線は第１の十字形結合孔（10）を通過する電
磁波の経路、二点鎖線は第２の十字形結合孔（11）を通
過する電磁波の経路を示す。また、リッジ導波管の位相
定数をβ、第１及び第２の十字形結合孔（10）（11）の
経路長差を2Lとすると、これら第１及び第２の十字形結
合孔（10）（11）を介して主導波管（２）から副導波管
（３）の所定の方向へ伝搬する電波に対する経路差によ
る位相差は２βＬである。また、第１及び第２の十字形
結合孔（10）（11）での結合量をそれぞれＡ・Ｇ
（ｆ）、Ｂ・Ｇ（ｆ）とすると、結合量Ｃは次式とな
る。
て、一点鎖線は第１の十字形結合孔（10）を通過する電
磁波の経路、二点鎖線は第２の十字形結合孔（11）を通
過する電磁波の経路を示す。また、リッジ導波管の位相
定数をβ、第１及び第２の十字形結合孔（10）（11）の
経路長差を2Lとすると、これら第１及び第２の十字形結
合孔（10）（11）を介して主導波管（２）から副導波管
（３）の所定の方向へ伝搬する電波に対する経路差によ
る位相差は２βＬである。また、第１及び第２の十字形
結合孔（10）（11）での結合量をそれぞれＡ・Ｇ
（ｆ）、Ｂ・Ｇ（ｆ）とすると、結合量Ｃは次式とな
る。
Ｃ＝Ｇ（ｆ）・（Ａ＋Ｂ・ｅ−j2βＬ） （１） なお、Ｇ（ｆ）は一つの十字形結合孔の結合量の周波
数特性であり、上記従来例において説明したように、単
調増加関数である。
数特性であり、上記従来例において説明したように、単
調増加関数である。
第３図に例として、標準リッジ導波管WRD−650（6GHz
〜18GHz）を用い、Ａ＝Ｂ＝１の場合における（Ａ＋Ｂ
・ｅ−j2βＬ）の絶対値の周波数特性を示す。実線はリ
ッジ（１）で仕切られた共通壁（４）の１区画内に第１
及び第２の十字形結合孔（10）（11）を設けた場合であ
り、破線は第１及び第２の十字形結合孔（10）（11）を
リッジ（１）で仕切られた共通壁（４）の対角線上に位
置する２つの区画内にそれぞれ１個ずつ設けた場合であ
る。第３図から、上記の前者の場合は（Ａ＋Ｂ・ｅ
−j2βＬ）の絶対値の周波数特性は使用周波数範囲にお
いて単調減少することがわかる。また、上記の後者の場
合は（Ａ＋Ｂ・ｅ−j2βＬ）の絶対値の周波数特性は使
用周波数範囲に対して複雑に変化することがわかる。従
って、リッジ（１）で仕切られた共通壁（４）の１区画
内に第１及び第２の十字形結合孔（10）（11）を設けた
場合には、Ｇ（ｆ）は単調増加関数であるため、（１）
式で与えられる結合量Ｃは経路長差を適当に設定するこ
とにより周波数特性を相殺でき、周波数特性を平坦化す
ることができる。なお、第１及び第２の十字形結合孔
（10）（11）をリッジ（１）で仕切られた共通壁（４）
の対角線上に位置する２つの区画内にそれぞれ１個ずつ
設ける場合には、通常のリッジ導波管ではリッジの幅が
あるため適当な経路長差が実現できず、結合量の周波数
依存性がかえって大きくなり不都合が生じる。即ち、広
帯域導波管として一般に用いられるリッジ導波管は使用
できる周波数帯域が広く、使用帯域内で位相定数βが大
きく変化するため、結合量の周波数特性を平坦化するに
は、経路長差2Lはリッジ（１）で区分された共通壁
（４）の１区画内で設けなければならないことを示して
いる。
〜18GHz）を用い、Ａ＝Ｂ＝１の場合における（Ａ＋Ｂ
・ｅ−j2βＬ）の絶対値の周波数特性を示す。実線はリ
ッジ（１）で仕切られた共通壁（４）の１区画内に第１
及び第２の十字形結合孔（10）（11）を設けた場合であ
り、破線は第１及び第２の十字形結合孔（10）（11）を
リッジ（１）で仕切られた共通壁（４）の対角線上に位
置する２つの区画内にそれぞれ１個ずつ設けた場合であ
る。第３図から、上記の前者の場合は（Ａ＋Ｂ・ｅ
−j2βＬ）の絶対値の周波数特性は使用周波数範囲にお
いて単調減少することがわかる。また、上記の後者の場
合は（Ａ＋Ｂ・ｅ−j2βＬ）の絶対値の周波数特性は使
用周波数範囲に対して複雑に変化することがわかる。従
って、リッジ（１）で仕切られた共通壁（４）の１区画
内に第１及び第２の十字形結合孔（10）（11）を設けた
場合には、Ｇ（ｆ）は単調増加関数であるため、（１）
式で与えられる結合量Ｃは経路長差を適当に設定するこ
とにより周波数特性を相殺でき、周波数特性を平坦化す
ることができる。なお、第１及び第２の十字形結合孔
（10）（11）をリッジ（１）で仕切られた共通壁（４）
の対角線上に位置する２つの区画内にそれぞれ１個ずつ
設ける場合には、通常のリッジ導波管ではリッジの幅が
あるため適当な経路長差が実現できず、結合量の周波数
依存性がかえって大きくなり不都合が生じる。即ち、広
帯域導波管として一般に用いられるリッジ導波管は使用
できる周波数帯域が広く、使用帯域内で位相定数βが大
きく変化するため、結合量の周波数特性を平坦化するに
は、経路長差2Lはリッジ（１）で区分された共通壁
（４）の１区画内で設けなければならないことを示して
いる。
なお、上記の実施例では第１の導波管と第２の導波管
である主導波管（２）と副導波管（３）としてダブル・
リッジ導波管を用いた場合を示したが、ダブル・リッジ
導波管とシングル・リッジ導波管、あるいは、シングル
・リッジ導波管同士を用いても良く、リッジが設けられ
ている側面同士を合わせれば良い。
である主導波管（２）と副導波管（３）としてダブル・
リッジ導波管を用いた場合を示したが、ダブル・リッジ
導波管とシングル・リッジ導波管、あるいは、シングル
・リッジ導波管同士を用いても良く、リッジが設けられ
ている側面同士を合わせれば良い。
また、結合部は二つの十字形結合孔に限らず、適当な
経路差あるいは位相差をもたせる構成であれば良く、上
記実施例での説明から同様の効果が得られることは明ら
かである。
経路差あるいは位相差をもたせる構成であれば良く、上
記実施例での説明から同様の効果が得られることは明ら
かである。
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、第１と第２のリッ
ジ導波管のそれぞれのリッジで仕切られた共通壁の区画
のうち、いずれか１つの区画内に複数の結合孔を設け、
上記第１の導波管から上記第２の導波管の所定の方向へ
伝搬する電波に対する経路差をもたせたので、複数の結
合孔を通過する各々の電磁波の経路長差を適当に設定す
ることにより、周波数に対する結合量の変化を少なくす
ることができ、広帯域で結合量の周波数依存性が小さい
導波管方向性結合器を得られる効果がある。
ジ導波管のそれぞれのリッジで仕切られた共通壁の区画
のうち、いずれか１つの区画内に複数の結合孔を設け、
上記第１の導波管から上記第２の導波管の所定の方向へ
伝搬する電波に対する経路差をもたせたので、複数の結
合孔を通過する各々の電磁波の経路長差を適当に設定す
ることにより、周波数に対する結合量の変化を少なくす
ることができ、広帯域で結合量の周波数依存性が小さい
導波管方向性結合器を得られる効果がある。
第１図はこの発明の導波管方向性結合器の一実施例を示
す斜視図、第２図は第１図に示した導波管方向性結合器
の共通壁部分を示す平面図、第３図はこの発明の導波管
方向性結合器の動作説明のための特性図、第４図は従来
の導波管方向性結合器の構成を示す斜視図である。 図において、（１）はリッジ、（２）は主導波管、
（３）は副導波管、（４）は共通壁、（５）は十字形結
合孔、（６）は入力端子、（７）（８）は出力端子、
（９）は無反射終端器、（10）は第１の十字形結合孔、
（11）は第２の十字形結合孔である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
す斜視図、第２図は第１図に示した導波管方向性結合器
の共通壁部分を示す平面図、第３図はこの発明の導波管
方向性結合器の動作説明のための特性図、第４図は従来
の導波管方向性結合器の構成を示す斜視図である。 図において、（１）はリッジ、（２）は主導波管、
（３）は副導波管、（４）は共通壁、（５）は十字形結
合孔、（６）は入力端子、（７）（８）は出力端子、
（９）は無反射終端器、（10）は第１の十字形結合孔、
（11）は第２の十字形結合孔である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】第１と第２のリッジ導波管が互いに直交す
るように重ね合わされた共通壁に結合孔を設けた導波管
方向性結合器において、上記第１と第２のリッジ導波管
のそれぞれのリッジで仕切られた上記共通壁の区画のう
ち、いずれか１つの区画内に複数の結合孔を設け、上記
第１の導波管から上記第２の導波管の所定の方向へ伝搬
する電波に対する経路差をもたせたことを特徴とする導
波管方向性結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2275593A JP2508400B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 導波管方向性結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2275593A JP2508400B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 導波管方向性結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04150601A JPH04150601A (ja) | 1992-05-25 |
| JP2508400B2 true JP2508400B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=17557615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2275593A Expired - Fee Related JP2508400B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 導波管方向性結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2508400B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4803869B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2011-10-26 | 京セラ株式会社 | 誘電体導波管線路の接続構造 |
| CN102800914B (zh) * | 2012-08-10 | 2014-04-16 | 成都赛纳赛德科技有限公司 | 尺寸不同的多孔脊波导定向耦合器 |
| CN102810713B (zh) * | 2012-08-10 | 2014-04-16 | 成都赛纳赛德科技有限公司 | 位于主矩形同轴线一侧的多孔定向耦合器 |
| CN102810709B (zh) * | 2012-08-10 | 2014-04-16 | 成都赛纳赛德科技有限公司 | 位于主矩形波导一侧的多孔矩形波导定向耦合器 |
| CN102810712B (zh) * | 2012-08-10 | 2014-04-16 | 成都赛纳赛德科技有限公司 | 耦合孔交错分布的多孔矩形同轴线定向耦合器 |
| CN102780060B (zh) * | 2012-08-10 | 2014-08-06 | 成都赛纳赛德科技有限公司 | 尺寸不同的多孔矩形波导定向耦合器 |
| CN102780061B (zh) * | 2012-08-10 | 2014-08-06 | 成都赛纳赛德科技有限公司 | 尺寸不同的多孔矩形同轴线定向耦合器 |
| CN104051837A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-09-17 | 成都赛纳赛德科技有限公司 | 六端口双向定向耦合器 |
| CN105977584A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-09-28 | 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 | 双脊加载e面插片波导滤波器及其广义散射矩阵计算方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5683106U (ja) * | 1979-11-27 | 1981-07-04 |
-
1990
- 1990-10-15 JP JP2275593A patent/JP2508400B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04150601A (ja) | 1992-05-25 |
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| JPH0373166B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |