JP3673080B2 - 導波管形偏分波器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導波管形偏分波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２３は例えば特開平７−２２８０３号公報に示された直交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の構成を示す斜視図である。図において、４１は直交する２つの直線偏波からなる２種類の電波を伝送する円形主導波管、４２はこの円形主導波管４１の一端に設けられた短絡導体板、４３ａおよび４３ｂは円形主導波管４１の壁面上で、かつ短絡導体板４２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互いの孔面が直交するように設けられた結合孔、４４ａおよび４４ｂはこれら結合孔４３ａ、４３ｂを介して円形主導波管４１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、あるいは不要な信号を阻止する一対のろ波器である。
【０００３】
次に動作について説明する。円形主導波管４１にその管軸と垂直をなして入射された２種類の電波のうち、方形分岐導波管４４ａの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の円形主導波管基本モードは、短絡導体板４２からの反射波の影響により円形主導波管４１内で定在波を励起する。この定在波の分布が密となる位置、すなわち短絡導体板４２より使用周波数帯の円形主導波管管内波長の約１／４だけ離れている位置に結合孔４３ａが設けられているため、この定在波が結合孔４３ａにより方形分岐導波管４４ａ内の方形導波管基本モードに結合し、方形分岐導波管４４ａの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の円形主導波管基本モードが方形分岐導波管４４ａ内を伝搬する。
また、円形主導波管４１にその管軸と垂直をなして入射された２種類の電波のうち、方形分岐導波管４４ｂの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の円形主導波管基本モードは、短絡導体板４２からの反射波の影響により円形主導波管４１内で定在波を励起する。この定在波の分布が密となる位置、すなわち結合孔４３ａより使用周波数帯の円形主導波管管内波長の約１／２だけ離れている位置に結合孔４３ｂが設けられているため、この定在波が結合孔４３ｂにより方形分岐導波管４４ｂ内の方形導波管基本モードに結合し、方形分岐導波管４４ｂの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の円形主導波管基本モードが方形分岐導波管４４ｂ内を伝搬する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の偏分波器は以上のように構成され、円形主導波管４１内の基本モードから方形分岐導波管４４ａ、４４ｂ内の基本モードへの変換は、主導波管４１内の円形導波管基本モードの定在波を利用したものである。この定在波の分布（密となる位置）は周波数により大きく変化するが、結合孔４３ａ、４３ｂの位置は固定されているため、広い周波数帯域にわたって強い結合を得ることは困難であった。
また、広い周波数帯域にわたって強い結合を得るために結合孔４３ａ、４３ｂの開口径を大きくすると、高次モードを介して起こる結合孔４３ａと結合孔４３ｂの間の不要結合が大きな影響を与えて偏分波器のアイソレーション特性の劣化を引き起こす。したがって、広い周波数帯域にわたって強い結合を得ることは困難であった。
つまり、従来の導波管形偏分波器では、主導波管内の基本モードの定在波分布が周波数により大きく変化するが、この変化に対応できる構成となっていないため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性が得られないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を有する導波管形偏分波器を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る導波管形偏分波器は、長方形主導波管と、この主導波管に対して直角に分岐する長方形分岐導波管と、前記主導波管内に設けられ、前記主導波管および前記分岐導波管の両方の管軸に平行で、かつ両方の管軸に直交する方向の主導波管幅の中央に対して対称な位置に対をなす導体薄板とを備え、前記導体薄板は、前記主導波管と前記分岐導波管の交差する空間に突出し、前記分岐導波管の管軸方向の偏波を前記分岐導波管に分岐させる突出部を有するものである。
【０００７】
また、前記主導波管における、前記分岐導波管の管軸および前記主導波管の管軸に対して直交する方向の幅ａと、前記分岐導波管の管軸と平行な方向の高さｂとが、使用周波数帯域の下限周波数ｆLと上限周波数ｆHと光速ｃに対してｆH／３ｆL＜ｂ／ａ≦１およびｃ／２ｆL＜ｂ＜ｃ／ｆHを満足するものである。
【０００８】
また、前記主導波管は、正方形導波管である。
【０００９】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面と前記導体薄板とを導通する導通部材を備えたものである。
【００１０】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面と前記導体薄板との間あるいは前記導体薄板間に挟まれ、前記分岐導波管の管軸と直交する前記主導波管の壁面に接する直方体導体ブロックを備えたものである。
【００１１】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面に接する直方体導体リッジを備えたものである。
【００１２】
また、前記導体薄板の前記主導波管壁面と対向する側に接する直方体リッジを備えたものである。
【００１３】
また、前記直方体導体ブロックに対し前記主導波管の管軸方向に位置するとともに、前記分岐導波管の管軸と直交する前記主導波管の壁面に接し、傾斜を有する導体ブロック部を備えたものである。
【００１４】
また、前記直方体リッジに対し前記主導波管の管軸方向に位置するとともに、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管壁面に接し、傾斜を有するリッジを備えたものである。
【００１５】
また、前記分岐導波管の分岐口に結合孔を備えたものである。
【００１６】
また、前記分岐導波管中に結合孔を備えたものである。
【００１７】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管壁面と前記導体薄板との間および前記導体薄板間に挟まれ、前記分岐導波管の管軸に直交する前記主導波管壁面に接するアイリスを備えたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の一実施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１において、１は直交する２つの直線偏波からなる電波を伝送する長方形主導波管である。この長方形主導波管１において、主導波管の高さｂは、使用周波数帯域の下限周波数ｆLと上限周波数ｆHと光速ｃより、ｃ／２ｆL＜ｂ＜ｃ／ｆHを満足する値とし、主導波管の幅ａは、ｆH／３ｆL＜ｂ／ａ≦１を満足する値とする。以後説明上、主導波管１の管軸方向を前後方向と呼ぶ。
２ａおよび２ｂは、長方形主導波管１に対して直角にかつ対称に分岐する２つの長方形分岐導波管である。以後説明上、分岐導波管２ａ、２ｂの分岐する方向（管軸方向）を上下方向と呼ぶ。また、主導波管１および分岐導波管２ａ、２ｂの両方の管軸に直交する方向を左右方向と呼ぶ。
３ａおよび３ｂは、主導波管１の左右の壁面に平行で、主導波管１内の左右対称な位置に対をなす導体薄板としての金属薄板である。この金属薄板３ａ、３ｂは主導波管１と分岐導波管２ａ、２ｂの交差する空間に突出し、主導波管１で伝送されてきた電波のうち分岐導波管２ａ、２ｂの管軸方向の偏波を分岐導波管２ａ、２ｂに分岐させる働きをする突出部を有する。
なお、分岐導波管２ａ、２ｂの前後に向かい合う壁面間の距離ｄが、使用上限周波数ｆHの自由空間波長の２分の１以下となるように設ける。また、主導波管１の左側の壁面と金属薄板３ａとの間隔、主導波管１の右側の壁面と金属薄板３ｂとの間隔、および金属薄板３ａと３ｂとの間隔が、使用上限周波数ｆHの自由空間波長の２分の１以下となるように、金属薄板３ａ、３ｂを設ける。
Ｐ１は主導波管１の入力端、Ｐ２は主導波管１の出力端、Ｐ３、Ｐ４は分岐導波管２ａ、２ｂの出力端である。
【００１９】
次に動作について説明する。主導波管１の左側の壁面と金属薄板３ａとの間隔、主導波管１の右側の壁面と金属薄板３ｂとの間隔、および金属薄板３ａと３ｂとの間隔が、主導波管１の入力端Ｐ１より入射された直交する直線偏波からなる電波のうち金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波をもつ電波の使用上限周波数ｆHの自由空間波長の２分の１以下となるように、金属薄板３ａ、３ｂが設けられている。このため、主導波管１の入力端Ｐ１より入射された直交する直線偏波からなる電波のうち金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波をもつ電波にとって、主導波管１の左側の壁面と金属薄板３ａとの間、主導波管１の右側の壁面と金属薄板３ｂとの間、および金属薄板３ａと３ｂとの間の空間は遮断領域となり、金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波をもつ電波は主導波管１の出力端Ｐ２へはほとんど伝送されない。
そして、主導波管１と分岐導波管２ａ、２ｂの交差する空間の突出部、すなわち図１に示すような金属薄板３ａ、３ｂの円弧状の切り欠き部分があるため、金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波をもつ電波は主導波管１の入力端Ｐ１へ大きく反射することなく分岐導波管２ａ、２ｂの出力端Ｐ３、Ｐ４へ伝送される。
次に、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波について説明する。分岐導波管２ａ、２ｂの前後に向かい合う壁面は、この壁面間の距離ｄが使用上限周波数ｆHの自由空間波長の２分の１以下となるように設けられている。このため、主導波管１の入力端Ｐ１より入射された直交する直線偏波からなる電波のうち分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する偏波をもつ電波（すなわち金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波）にとって、分岐導波管２ａ、２ｂ内の空間は遮断領域となり、この電波は分岐導波管２ａ、２ｂの出力端Ｐ３、Ｐ４へはほとんど伝送されない。さらに、この金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波にとって、金属薄板３ａ、３ｂは主導波管１内の伝送の障害とはならず、この電波は入力端Ｐ１へ大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００２０】
図２を用いて、金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波をもつ電波の分波の動作を電界分布に基づいて説明する。
図１のように主導波管１および金属薄板３ａ、３ｂおよび分岐導波管２ａ、２ｂが上下対称に構成される導波管回路は、上下対称面が電気壁となり、上下対称に並べた２つの方形導波管Ｅ面ベンドと類似した回路構造となる。このため、金属薄板３ａ、３ｂと平行な偏波を持つ電波の基本モードであるＴＥ１０モードは、主導波管１内および分岐導波管２ａ、２ｂおよび金属薄板３ａ、３ｂ近傍において図２に示すような電界分布となる。方形導波管Ｅ面ベンド内の電界分布と同様に、コーナー部の円弧形状により電界分布の乱れを生じることなく緩やかに主導波管１内から分岐導波管２ａ、２ｂ内へと進行する。従って、主導波管１の入力端Ｐ１より入射した金属薄板３ａ、３ｂと平行な偏波を持つ電波を、主導波管１内の定在波を利用することなく、進行波のみにより広帯域にわたって効率的に分岐導波管２ａ、２ｂの出力端Ｐ３、Ｐ４へ伝送することができる。
【００２１】
また、図１に示すような導波管形偏分波器では、主導波管１内で発生する不要高次モードが抑圧される。この原理について、図３を用いて説明する。
主導波管１の入力端Ｐ１より金属薄板３ａ、３ｂと平行な偏波を持つ電波が入射した場合、主導波管１の左右に向かい合う壁面と金属薄板３ａあるいは３ｂとの間の領域では、図３に示すような不要高次モードすなわちＴＥ０２モードが発生する。このＴＥ０２モードは偏分波器の使用周波数帯域が広い場合に使用周波数帯域の広域側で大きく発生し、基本伝送モードの反射特性劣化の原因となる。しかし、図３に示すように、偏分波器の主導波管１内では、２枚の金属薄板を左右対称に挿入しているため、導波管形偏分波器を左右対称に２等分する面が磁気壁となり、金属薄板３ａと金属薄板３ｂとの間の領域ではＴＥ０２モードは全く発生しない。
また、金属薄板３ａ、３ｂと平行な偏波を持つ電波の基本伝送モードは、主導波管１内の左右対称２等分面付近で電界分布が密、主導波管１の左右に向かい合う壁面付近では電界分布が疎となる。本来、ＴＥ０２モードは、基本伝送モードの電界分布が密となるところで基本伝送モードと結合すれば大きく発生する。しかし、前述のように、基本伝送モードの電界分布が密となる左右対称２等分面付近ではＴＥ０２モードは全く発生せず、ＴＥ０２モードが発生するのは基本伝送モードの電界分布が疎となる主導波管１の左右に向かい合う壁面付近である。従って、ＴＥ０２モードは基本伝送モードの電界分布が密となるところで結合することができず、不要高次モードであるＴＥ０２モードの発生を広帯域にわたって抑圧することができる。
【００２２】
以上説明したように、長方形主導波管と、この主導波管に対して直角に分岐する長方形分岐導波管と、主導波管内に設けられ、主導波管および分岐導波管の両方の管軸に平行で、かつ両方の管軸に直交する方向の主導波管幅の中央に対して対称な位置に対をなす導体薄板（例えば金属薄板）とを備え、この導体薄板は、主導波管と分岐導波管の交差する空間に突出し、分岐導波管の管軸方向の偏波を分岐導波管に分岐させる突出部を有することにより、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００２３】
また、主導波管における、分岐導波管の管軸および主導波管の管軸に対して直交する方向（図１で左右方向）の幅ａと、分岐導波管の管軸と平行な方向（図１で上下方向）の高さｂとが、使用周波数帯域の下限周波数ｆLと上限周波数ｆHと光速ｃに対してｆH／３ｆL＜ｂ／ａ≦１およびｃ／２ｆL＜ｂ＜ｃ／ｆHを満足するようにすることにより、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波をより効率的に分波することが可能である。
【００２４】
また、主導波管１は導波管幅ａ、導波管高さｂの長方形主導波管としたが、正方形主導波管でも同様の効果を得ることができる。
【００２５】
なお、主導波管と分岐導波管の交差する空間に突出した金属薄板の突出部は、図１に示した円弧状の切り欠きにより形成される形状に限られない。例えば、図４に示す金属薄板４ａ、４ｂのような楕円弧状の切り欠きを持つ形状でも、同様の効果を得ることができる。さらに、図５に示す金属薄板５ａ、５ｂのような斜め状の切り欠きを持つ形状、図６に示す金属薄板６ａ、６ｂのような階段状の切り欠きを持つ形状でも、同様の効果を得ることができる。
【００２６】
すなわち、主導波管と分岐導波管の交差する空間の突出部の形状は、導体薄板と平行な偏波を分岐導波管に分岐することができる形状であればよく、上述した形状に限られるものではない。また、上記実施形態では上下対称の形状を示したが、導体薄板と平行な偏波を少しでも分岐できる形状であれば上下対称でなくてもよい。
【００２７】
また、上記実施の形態では分岐導波管が上下対称に分岐した形状を示したが、分岐導波管の管軸方向の偏波を分岐導波管に分岐することができる形状であればよく、分岐導波管の数および位置は上記実施形態に示した形状に限られるものではない。例えば、導体薄板を入力端Ｐ１から見ていげた状に配置し、上下左右４方向に分岐導波管を設けてもよい。
【００２８】
実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１で示した導波管形偏分波器に主導波管と導体薄板とを導通する部材を設けた例を示す。図７は、本実施形態における導通部材を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図７において、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１の壁面と金属薄板３ａ、３ｂとを導通する導通部材としての金属柱である。その他の構成については実施の形態１と同一である。
【００２９】
次に動作について説明する。金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、実施の形態１で記述したように、偏分波器の主導波管１内では、２枚の金属薄板３ａ、３ｂを左右対称に挿入しているため、導波管形偏分波器を左右対称に２等分する面が磁気壁となり、金属薄板３ａと金属薄板３ｂとの間の領域では不要高次モードであるＴＥ０２モードは全く発生しない。これに対し、主導波管１の左右の壁面付近では、基本伝送モードの電界分布が疎となるため、基本モードと結合してＴＥ０２モードが大きく発生することはないものの、全く発生しないわけではない。そこで、図７に示すような主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとの間に金属柱７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを設けることにより、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａ、３ｂとの間に導通箇所ができるため、これらの空間内においても不要高次モードであるＴＥ０２モードの発生は広帯域にわたって抑圧できる。
【００３０】
一方、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、この電波の基本伝送モードは主導波管１内の上下の壁面近傍では電界分布が疎となる。このため、主導波管１内の上下の壁面近傍に金属柱７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを設置することにより、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は入力端Ｐ１へ大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００３１】
以上説明したように、分岐導波管の管軸と平行な主導波管の壁面と導体薄板とを導通する導通部材を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００３２】
実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態１で示した導波管形偏分波器に主導波管の壁面と導体薄板との間に直方体導体ブロックを設けた例を示す。図８は、本実施形態における直方体導体ブロックを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図８において、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１の壁面と金属薄板３ａ、３ｂとにより挟まれ、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する前記主導波管の壁面に接して設けられた直方体導体ブロックとしての直方体金属ブロックである。その他の構成については実施の形態１と同一である。
【００３３】
次に動作について説明する。金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、実施の形態１で記述したように、偏分波器の主導波管１内では、２枚の金属薄板を左右対称に挿入しているため、導波管形偏分波器を左右対称に２等分する面が磁気壁となり、金属薄板３ａと金属薄板３ｂとの間の領域では不要高次モードであるＴＥ０２モードは全く発生しない。これに対し、主導波管１の左右の壁面付近では、基本伝送モードの電界分布が疎となるため、基本モードと結合してＴＥ０２モードが大きく発生することはないものの、全く発生しないわけではない。
そこで、図８に示すような主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとにより挟まれ、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する主導波管１の壁面に接する直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを設けることにより、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとの間の空間をこの直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの分だけ狭めることができるため、これらの空間内において不要高次モードであるＴＥ０２モードの発生は広帯域にわたって抑圧できる。
【００３４】
一方、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、この電波の基本伝送モードは主導波管１内の上下の壁面近傍では電界分布が疎となる。直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃおよび８ｄは主導波管１内の上下の壁面近傍に設置されているため、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は入力端Ｐ１へ大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００３５】
以上説明したように、分岐導波管の管軸と平行な主導波管の壁面と導体薄板とにより挟まれ、分岐導波管の管軸と直交する主導波管の壁面に接する直方体導体ブロックを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００３６】
実施の形態４．
本実施の形態では、前述の直方体導体ブロックを備えた導波管形偏分波器に直方体リッジを設けた例を示す。図９は、本実施形態における直方体導体ブロックおよび直方体リッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図９において、９ａ、９ｂは分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１の壁面に接し上下対称位置に設けられた直方体リッジである。その他の構成については前記実施の形態と同一である。
【００３７】
次に動作について説明する。金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、前述したように、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとにより挟まれ、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する前記主導波管の壁面に接する直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが設けられていることにより、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとの間の空間がこの直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの分だけ狭められているため、これらの空間内において不要高次モードであるＴＥ０２モードの発生は広帯域にわたって抑圧される。
【００３８】
一方、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａ、３ｂとの間の空間は、主導波管１に直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを設けた状態にさらに直方体リッジ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを設けることにより、金属薄板３ａと金属薄板３ｂとの間に構成される長方形導波管に並列接続された２つのリッジ導波管のように働く。これにより、主導波管１内の金属薄板３ａ、３ｂの設けられた部分と入力端Ｐ１とのインピーダンス整合がとられ、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は入力端Ｐ１に大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００３９】
以上説明したように、分岐導波管の管軸と平行な主導波管の壁面に接する直方体リッジを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００４０】
また、本実施の形態では、直方体リッジを分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１の壁面に接し上下対称位置に設けたが、主導波管１内の金属薄板３ａ、３ｂの設けられた部分と入力端Ｐ１とのインピーダンス整合がとれれば、直方体リッジを設ける位置は上下対称位置でなくてもよい。
【００４１】
また、本実施の形態では直方体リッジを分岐導波管の管軸と平行な主導波管の壁面に接するように設けた例を示したが、図１０に示すように金属薄板３ａ、３ｂの主導波管１壁面と対向する側に接するように直方体リッジ１０ａ、１０ｂを設けても、同様の効果を得ることができる。
さらに、図１１に示すように、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１の壁面上および金属薄板３ａ、３ｂ上に直方体リッジを設けると、金属薄板３ａと金属薄板３ｂとの間に構成される長方形導波管に並列接続された２つのダブルリッジ導波管のように働く。これにより、主導波管１内の金属薄板３ａ、３ｂの設けられた部分と入力端Ｐ１とのよりよいインピーダンス整合がとられ、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は入力端Ｐ１に大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００４２】
実施の形態５．
本実施の形態では、前述の直方体導体ブロックを備えた導波管形偏分波器において、この直方体導体ブロックに対し主導波管の管軸方向に傾斜を有する導体ブロック部を設けた例を示す。図１２は、本実施形態における直方体導体ブロックおよび傾斜を有する導体ブロック部を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図１２において、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈは直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに対し主導波管１の管軸方向に位置するとともに、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する主導波管１の壁面に接し、傾斜を有する導体ブロック部としての金属ブロックである。その他の構成については前記実施の形態と同一である。
【００４３】
次に動作について説明する。金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、前述したように、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとにより挟まれ、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する前記主導波管の壁面に接する直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが設けられていることにより、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとの間の空間がこの直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの分だけ狭められているため、これらの空間内において不要高次モードであるＴＥ０２モードの発生は広帯域にわたって抑圧される。
【００４４】
一方、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、傾斜を有する金属ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈが設けられていることにより、主導波管１の入力端Ｐ１および出力端Ｐ２と主導波管１の直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが設けられている部分とのインピーダンス整合が取られるため、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は入力端Ｐ１に大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００４５】
以上説明したように、直方体導体ブロックに対し主導波管の管軸方向に位置するとともに、分岐導波管の管軸と直交する主導波管の壁面に接し、傾斜を有する導体ブロック部を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端および出力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００４６】
また、傾斜を有する金属ブロック１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈは、直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと別の部材としているが、それぞれが一体となった部材で構成しても、同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、図１２に示した傾斜を有する金属ブロック１１ａ、１１ｂ１、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈの代わりに、図１３に示すような階段状の傾斜を有する金属ブロック１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈを設けても、同様の効果を得ることができる。
【００４８】
なお、傾斜を有する導体ブロック部の形状は、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端および出力端とのインピーダンス整合をとることができる形状であればよく、すなわち上記実施形態に示した形状に限られるものではない。
【００４９】
実施の形態６．
本実施の形態では、前述の直方体導体ブロックおよび直方体リッジを備えた導波管形偏分波器に、前述の傾斜を有する導体ブロック部を設けたものに、さらに直方体リッジに対し主導波管の管軸方向に傾斜を有するリッジを設けた例を示す。図１４は、本実施形態における直方体導体ブロック、直方体リッジ、傾斜を有する導体ブロック部および傾斜を有するリッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図１４において、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは直方体リッジ９ａ、９ｂに対し主導波管１の管軸方向に位置するとともに、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１の壁面に接し、傾斜を有するリッジである。その他の構成については前記実施の形態と同一である。
【００５０】
次に動作について説明する。金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、前述したように、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとにより挟まれ、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する前記主導波管の壁面に接する直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが設けられていることにより、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとの間の空間がこの直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの分だけ狭められているため、これらの空間内において不要高次モードであるＴＥ０２モードの発生は広帯域にわたって抑圧される。
【００５１】
一方、前述したように、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａ、３ｂとの間の空間は、主導波管１に直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと直方体リッジ９ａ、９ｂが設けられていることにより、金属薄板３ａと金属薄板３ｂとの間に構成される長方形導波管に並列接続された２つのリッジ導波管のように働くため、主導波管１内の金属薄板３ａ、３ｂの設けられた部分と入力端Ｐ１とのインピーダンス値がある程度近付けられる。これにさらに、傾斜を有する金属ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈと傾斜を有するリッジ１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄを設けることにより、主導波管１の入力端Ｐ１および出力端Ｐ２と主導波管１の直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが設けられている部分とのインピーダンス整合が取られるため、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波を入力端Ｐ１に大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送することができる。
【００５２】
以上説明したように、直方体リッジに対し主導波管の管軸方向に位置するとともに、分岐導波管の管軸と平行な主導波管の壁面に接し、傾斜を有するリッジを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端および出力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００５３】
また、傾斜を有するリッジ１３ｃ、１３ｄは、直方体リッジ９ａ、９ｂと別の部材としているが、それぞれが一体となった部材で構成しても、同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、図１４に示した傾斜を有するリッジ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの代わりに、図１５に示すような階段状の傾斜を有するリッジ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを設けても、同様の効果を得ることができる。
【００５５】
なお、傾斜を有するリッジの形状は、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端および出力端とのインピーダンス整合をとることができる形状であればよく、すなわち上記実施形態に示した形状に限られるものではない。
【００５６】
実施の形態７．
本実施の形態では、実施の形態１で示した導波管形偏分波器に結合孔を設けた例を示す。図１６は、本実施形態における結合孔を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図１６において、１５ａ、１５ｂは分岐導波管２ａ、２ｂの分岐口に平行に設けられた結合孔である。その他の構成については実施の形態１と同一である。
【００５７】
次に動作について説明する。金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、実施の形態１で記述したように、金属薄板３ａ、３ｂの円弧状の切り欠きがあるため、金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波をもつ電波は主導波管１の入力端Ｐ１へ大きく反射することなく分岐導波管２ａ、２ｂに分岐される。複数の結合孔１５ａ、１５ｂは、この分岐されてきた電波の電界と直交するように分岐導波管２ａ、２ｂの分岐口に挿入されているため、この電波の進行の障害とはならない。
【００５８】
一方、前記実施の形態で記述したように、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、分岐導波管２ａ、２ｂ内が遮断領域となるため、電波は分岐導波管２ａ、２ｂの出力端Ｐ３、Ｐ４へはほとんど伝送されない。そして、分岐導波管２ａ、２ｂが分岐する分岐口に平行に並べられた複数個の結合孔１５ａ、１５ｂは、主導波管１の管軸方向の幅がその波長に比べて非常に小さいため、この電波の基本伝送モードが各分岐口付近で高次モードと結合することを抑制する。したがって、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は、入力端Ｐ１へ大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００５９】
以上説明したように、分岐導波管の分岐口に結合孔を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波をより効率的に分波することが可能である。
【００６０】
なお、本実施の形態では分岐導波管２ａ、２ｂの分岐口に結合孔を設けたものを示したが、図１７に示すように、更に分岐導波管２ａ、２ｂ内に結合孔１６ａ、１６ｂを設ければ、より広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
なお、図１７では分岐導波管２ａ、２ｂの分岐口および内部に結合孔を設けているが、内部のみに結合孔を設けた場合も同様の効果を得ることができる。
【００６１】
また、本実施の形態では結合孔がお互いに平行となるように設けたが、不要高次モードを抑圧することができれば、平行でなくてもよい。
【００６２】
実施の形態８．
本実施の形態では、前述の分岐導波管の分岐口に結合孔を備えた導波管形偏分波器に、さらに分岐導波管の管軸と平行な主導波管壁面と導体薄板との間および導体薄板間に挟まれ、分岐導波管の管軸に直交する主導波管壁面に接するアイリスを設けた例を示す。図１８は、本実施形態における結合孔およびアイリスを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図１８において、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆは分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１壁面と金属薄板３ａ、３ｂとの間および金属薄板３ａ、３ｂ間に挟まれ、分岐導波管の管軸に直交する主導波管壁面に接するアイリスである。その他の構成については前記実施の形態と同一である。
【００６３】
次に動作について説明する。前述のように複数の結合孔１５ａ、１５ｂは、金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射して分岐された電波の電界と直交するようにして分岐導波管２ａ、２ｂの分岐口に挿入されているため、この電波の進行の障害とはならず、この電波は主導波管１の入力端Ｐ１へ大きく反射することなく分岐導波管２ａ、２ｂの出力端Ｐ３、Ｐ４へ伝送される。
【００６４】
一方、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、分岐導波管２ａ、２ｂが分岐する分岐口に平行に並べられた複数個の結合孔１５ａ、１５ｂは、主導波管１の管軸方向の間隔がその波長に比べて非常に小さいため、この電波の基本伝送モードが各分岐口付近で高次モードと結合することを抑制する。そして、アイリス１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆをこの電波の電界分布が疎となる主導波管１の上下の壁の近傍のみを塞ぐように設置することにより、使用周波数帯の高域側ではこの電波の進行の障害とはならず、使用周波数帯の低域側では反射特性を改善する整合調整素子として機能する。したがって、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は、入力端Ｐ１へ大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００６５】
以上説明したように、分岐導波管の管軸と平行な主導波管壁面と導体薄板との間および導体薄板間に挟まれ、分岐導波管の管軸に直交する主導波管壁面に接するアイリスを備えることにより、使用周波数帯の低域側で反射特性を改善する整合調整素子として機能するため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００６６】
なお、本実施の形態では実施の形態１で示した導波管形偏分波器に結合孔１５ａ、１５ｂを設け、さらにアイリス１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆを設けているが、アイリス１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆを単独で設けた場合にも同様の効果を得ることができる。
【００６７】
実施の形態９．
実施の形態１では、図１のような２枚の金属薄板３ａ、３ｂを設けた導波管形偏分波器を示したが、図１９に示すように４枚の金属薄板１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを設けても同様の効果を得ることができる。この金属薄板１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄのような導体薄板は、主導波管１の入力端Ｐ１より入射した金属薄板３ａ、３ｂと平行な偏波を持つ電波を、広帯域にわたって効率的に分岐導波管２ａ、２ｂの出力端Ｐ３、Ｐ４へ分岐することができればよく、枚数を限定するものではない。
【００６８】
また、図８で示した実施の形態では、４つの直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを設けた導波管形偏分波器を示したが、金属薄板を４枚設けた場合は図２０に示すように８つの直方体金属ブロック１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈを設けても同様の効果を得ることができる。この直方体金属ブロック１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈのような直方体導体ブロックは、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができればよく、導体薄板の枚数に応じて適宜設ければよい。
【００６９】
また、図９で示した実施の形態では、４つの直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと、２つの直方体リッジ９ａ、９ｂを設けた導波管形偏分波器を示したが、金属薄板を４枚設けた場合は図２１に示すように８つの直方体金属ブロック１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈと、４つの直方体リッジ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄとを設けても同様の効果を得ることができる。この直方体リッジは、主導波管１内の金属薄板３ａ、３ｂの設けられた部分と入力端Ｐ１とのインピーダンス整合をとることができればよく、導体薄板の枚数に応じて適宜設ければよい。
【００７０】
また、図１８で示した実施の形態では、複数の結合孔１５ａ、１５ｂと、６つのアイリス１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆとを設けた導波管形偏分波器を示したが、金属薄板を４枚設けた場合は図２２に示すように１０個のアイリス２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｉ、２１ｊを設けても同様の効果を得ることができる。このアイリスは、使用周波数帯の高域側ではこの電波の進行の障害とならず、使用周波数帯の低域側で反射特性を改善する整合調整素子として機能すればよく、導体薄板の枚数に応じて適宜設ければよい。
【００７１】
なお、実施の形態１で示した分岐導波管の管軸方向の偏波を分岐導波管に分岐させる金属薄板の突出部の形状は、上記全ての実施の形態において適用できるものである。
また、実施の形態２で示した金属柱のような導通部材を設けるという構成も同様に、上記全ての実施の形態において適用できるものである。
また、実施の形態３で示した直方体導体ブロックを設けるという構成、あるいは実施の形態４で示した直方体導体ブロックと直方体リッジとを設けるという構成も同様に、上記全ての実施の形態において適用できるものである。
また、実施の形態５で示した直方体導体ブロックと、傾斜を有する導体ブロック部とを設けるという構成、あるいは実施の形態６で示した直方体導体ブロックと、傾斜を有する導体ブロック部と、直方体リッジと、傾斜を有するリッジとを設けるという構成も同様に、上記全ての実施の形態において適用できるものである。
また、実施の形態７で示した結合孔を設けるという構成も同様に、上記全ての実施の形態において適用できるものである。
また、実施の形態８で示したアイリスを設けるという構成も同様に、上記全ての実施の形態において適用できるものである。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、長方形主導波管と、この主導波管に対して直角に分岐する長方形分岐導波管と、前記主導波管内に設けられ、前記主導波管および前記分岐導波管の両方の管軸に平行で、かつ両方の管軸に直交する方向の主導波管幅の中央に対して対称な位置に対をなす導体薄板とを備え、前記導体薄板は、前記主導波管と前記分岐導波管の交差する空間に突出し、前記分岐導波管の管軸方向の偏波を前記分岐導波管に分岐させる突出部を有することにより、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００７３】
また、前記主導波管における、前記分岐導波管の管軸および前記主導波管の管軸に対して直交する方向の幅ａと、前記分岐導波管の管軸と平行な方向の高さｂとが、使用周波数帯域の下限周波数ｆLと上限周波数ｆHと光速ｃに対してｆH／３ｆL＜ｂ／ａ≦１およびｃ／２ｆL＜ｂ＜ｃ／ｆHを満足することにより、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００７４】
また、前記主導波管が正方形導波管であることにより、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００７５】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面と前記導体薄板とを導通する導通部材を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波を持つ電波を分波することが可能である。
【００７６】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面と前記導体薄板との間あるいは前記導体薄板間に挟まれ、前記分岐導波管の管軸と直交する前記主導波管の壁面に接する直方体導体ブロックを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波を持つ電波を分波することが可能である。
【００７７】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面に接する直方体リッジを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００７８】
また、前記導体薄板の前記主導波管壁面と対向する側に接する直方体リッジを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００７９】
また、前記直方体導体ブロックに対し前記主導波管の管軸方向に位置するとともに、前記分岐導波管の管軸と直交する前記主導波管の壁面に接し、傾斜を有する導体ブロック部を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端および出力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００８０】
また、前記直方体リッジに対し前記主導波管の管軸方向に位置するとともに、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管壁面に接し、傾斜を有するリッジを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端および出力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００８１】
また、前記分岐導波管の分岐口に結合孔を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００８２】
また、前記分岐導波管中に結合孔を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００８３】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管壁面と前記導体薄板との間および前記導体薄板間に挟まれ、前記分岐導波管の管軸に直交する前記主導波管壁面に接するアイリスを備えることにより、使用周波数帯の低域側で反射特性を改善する整合調整素子として機能するため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図
【図２】電波の分波の動作を示す説明図
【図３】不要高次モードが抑圧される原理を示す説明図
【図４】主導波管と分岐導波管の交差する空間に突出した突出部の形状の例を示す斜視図。
【図５】主導波管と分岐導波管の交差する空間に突出した突出部の形状の例を示す斜視図。
【図６】主導波管と分岐導波管の交差する空間に突出した突出部の形状の例を示す斜視図。
【図７】本発明の実施形態における導通部材を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図８】本発明の実施形態における直方体導体ブロックを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図９】本発明の実施形態における直方体導体ブロックおよび直方体リッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１０】本発明の実施形態における直方体導体ブロックおよび直方体リッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１１】本発明の実施形態における直方体導体ブロックおよび直方体リッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１２】本発明の実施形態における直方体導体ブロックおよび傾斜を有する導体ブロック部を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１３】本発明の実施形態における直方体導体ブロックおよび傾斜を有する導体ブロック部を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１４】本発明の実施形態における直方体導体ブロック、直方体リッジ、傾斜を有する導体ブロック部および傾斜を有するリッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１５】本発明の実施形態における直方体導体ブロック、直方体リッジ、傾斜を有する導体ブロック部および傾斜を有するリッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１６】本発明の実施形態における結合孔を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１７】本発明の実施形態における結合孔を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１８】本発明の実施形態における結合孔およびアイリスを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１９】本発明の実施形態における４枚の金属薄板を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図２０】本発明の実施形態における８つの直方体導体ブロックを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図２１】本発明の実施形態における８つの直方体導体ブロックおよび４つの直方体リッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図２２】本発明の実施形態における結合孔および１０個のアイリスを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図２３】従来の偏分波器の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１ 主導波管
２ａ、２ｂ 分岐導波管
３ａ、３ｂ 金属薄板
４ａ、４ｂ 金属薄板
５ａ、５ｂ 金属薄板
６ａ、６ｂ 金属薄板
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 金属柱
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 直方体金属ブロック
９ａ、９ｂ 直方体リッジ
１０ａ、１０ｂ 直方体リッジ
１１ａ〜１１ｈ 金属ブロック
１２ａ〜１２ｈ 金属ブロック
１３ａ〜１３ｄ リッジ
１４ａ〜１４ｄ リッジ
１５ａ、１５ｂ 結合孔
１６ａ、１６ｂ 結合孔
１７ａ〜１７ｆ アイリス
１８ａ〜１８ｄ 金属薄板
１９ａ〜１９ｈ 直方体金属ブロック
２０ａ〜２０ｄ 直方体リッジ
２１ａ〜２１ｊ アイリス
Ｐ１ 主導波管１の入力端
Ｐ２ 主導波管１の出力端
Ｐ３ 分岐導波管の出力端
Ｐ４ 分岐導波管の出力端
【発明の属する技術分野】
本発明は、導波管形偏分波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２３は例えば特開平７−２２８０３号公報に示された直交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の構成を示す斜視図である。図において、４１は直交する２つの直線偏波からなる２種類の電波を伝送する円形主導波管、４２はこの円形主導波管４１の一端に設けられた短絡導体板、４３ａおよび４３ｂは円形主導波管４１の壁面上で、かつ短絡導体板４２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互いの孔面が直交するように設けられた結合孔、４４ａおよび４４ｂはこれら結合孔４３ａ、４３ｂを介して円形主導波管４１の管軸と直角をなす方向に分岐する方形分岐導波管、あるいは不要な信号を阻止する一対のろ波器である。
【０００３】
次に動作について説明する。円形主導波管４１にその管軸と垂直をなして入射された２種類の電波のうち、方形分岐導波管４４ａの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の円形主導波管基本モードは、短絡導体板４２からの反射波の影響により円形主導波管４１内で定在波を励起する。この定在波の分布が密となる位置、すなわち短絡導体板４２より使用周波数帯の円形主導波管管内波長の約１／４だけ離れている位置に結合孔４３ａが設けられているため、この定在波が結合孔４３ａにより方形分岐導波管４４ａ内の方形導波管基本モードに結合し、方形分岐導波管４４ａの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の円形主導波管基本モードが方形分岐導波管４４ａ内を伝搬する。
また、円形主導波管４１にその管軸と垂直をなして入射された２種類の電波のうち、方形分岐導波管４４ｂの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の円形主導波管基本モードは、短絡導体板４２からの反射波の影響により円形主導波管４１内で定在波を励起する。この定在波の分布が密となる位置、すなわち結合孔４３ａより使用周波数帯の円形主導波管管内波長の約１／２だけ離れている位置に結合孔４３ｂが設けられているため、この定在波が結合孔４３ｂにより方形分岐導波管４４ｂ内の方形導波管基本モードに結合し、方形分岐導波管４４ｂの管軸と垂直をなす偏波面をもつ電波の円形主導波管基本モードが方形分岐導波管４４ｂ内を伝搬する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の偏分波器は以上のように構成され、円形主導波管４１内の基本モードから方形分岐導波管４４ａ、４４ｂ内の基本モードへの変換は、主導波管４１内の円形導波管基本モードの定在波を利用したものである。この定在波の分布（密となる位置）は周波数により大きく変化するが、結合孔４３ａ、４３ｂの位置は固定されているため、広い周波数帯域にわたって強い結合を得ることは困難であった。
また、広い周波数帯域にわたって強い結合を得るために結合孔４３ａ、４３ｂの開口径を大きくすると、高次モードを介して起こる結合孔４３ａと結合孔４３ｂの間の不要結合が大きな影響を与えて偏分波器のアイソレーション特性の劣化を引き起こす。したがって、広い周波数帯域にわたって強い結合を得ることは困難であった。
つまり、従来の導波管形偏分波器では、主導波管内の基本モードの定在波分布が周波数により大きく変化するが、この変化に対応できる構成となっていないため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性が得られないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を有する導波管形偏分波器を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る導波管形偏分波器は、長方形主導波管と、この主導波管に対して直角に分岐する長方形分岐導波管と、前記主導波管内に設けられ、前記主導波管および前記分岐導波管の両方の管軸に平行で、かつ両方の管軸に直交する方向の主導波管幅の中央に対して対称な位置に対をなす導体薄板とを備え、前記導体薄板は、前記主導波管と前記分岐導波管の交差する空間に突出し、前記分岐導波管の管軸方向の偏波を前記分岐導波管に分岐させる突出部を有するものである。
【０００７】
また、前記主導波管における、前記分岐導波管の管軸および前記主導波管の管軸に対して直交する方向の幅ａと、前記分岐導波管の管軸と平行な方向の高さｂとが、使用周波数帯域の下限周波数ｆLと上限周波数ｆHと光速ｃに対してｆH／３ｆL＜ｂ／ａ≦１およびｃ／２ｆL＜ｂ＜ｃ／ｆHを満足するものである。
【０００８】
また、前記主導波管は、正方形導波管である。
【０００９】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面と前記導体薄板とを導通する導通部材を備えたものである。
【００１０】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面と前記導体薄板との間あるいは前記導体薄板間に挟まれ、前記分岐導波管の管軸と直交する前記主導波管の壁面に接する直方体導体ブロックを備えたものである。
【００１１】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面に接する直方体導体リッジを備えたものである。
【００１２】
また、前記導体薄板の前記主導波管壁面と対向する側に接する直方体リッジを備えたものである。
【００１３】
また、前記直方体導体ブロックに対し前記主導波管の管軸方向に位置するとともに、前記分岐導波管の管軸と直交する前記主導波管の壁面に接し、傾斜を有する導体ブロック部を備えたものである。
【００１４】
また、前記直方体リッジに対し前記主導波管の管軸方向に位置するとともに、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管壁面に接し、傾斜を有するリッジを備えたものである。
【００１５】
また、前記分岐導波管の分岐口に結合孔を備えたものである。
【００１６】
また、前記分岐導波管中に結合孔を備えたものである。
【００１７】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管壁面と前記導体薄板との間および前記導体薄板間に挟まれ、前記分岐導波管の管軸に直交する前記主導波管壁面に接するアイリスを備えたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の一実施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１において、１は直交する２つの直線偏波からなる電波を伝送する長方形主導波管である。この長方形主導波管１において、主導波管の高さｂは、使用周波数帯域の下限周波数ｆLと上限周波数ｆHと光速ｃより、ｃ／２ｆL＜ｂ＜ｃ／ｆHを満足する値とし、主導波管の幅ａは、ｆH／３ｆL＜ｂ／ａ≦１を満足する値とする。以後説明上、主導波管１の管軸方向を前後方向と呼ぶ。
２ａおよび２ｂは、長方形主導波管１に対して直角にかつ対称に分岐する２つの長方形分岐導波管である。以後説明上、分岐導波管２ａ、２ｂの分岐する方向（管軸方向）を上下方向と呼ぶ。また、主導波管１および分岐導波管２ａ、２ｂの両方の管軸に直交する方向を左右方向と呼ぶ。
３ａおよび３ｂは、主導波管１の左右の壁面に平行で、主導波管１内の左右対称な位置に対をなす導体薄板としての金属薄板である。この金属薄板３ａ、３ｂは主導波管１と分岐導波管２ａ、２ｂの交差する空間に突出し、主導波管１で伝送されてきた電波のうち分岐導波管２ａ、２ｂの管軸方向の偏波を分岐導波管２ａ、２ｂに分岐させる働きをする突出部を有する。
なお、分岐導波管２ａ、２ｂの前後に向かい合う壁面間の距離ｄが、使用上限周波数ｆHの自由空間波長の２分の１以下となるように設ける。また、主導波管１の左側の壁面と金属薄板３ａとの間隔、主導波管１の右側の壁面と金属薄板３ｂとの間隔、および金属薄板３ａと３ｂとの間隔が、使用上限周波数ｆHの自由空間波長の２分の１以下となるように、金属薄板３ａ、３ｂを設ける。
Ｐ１は主導波管１の入力端、Ｐ２は主導波管１の出力端、Ｐ３、Ｐ４は分岐導波管２ａ、２ｂの出力端である。
【００１９】
次に動作について説明する。主導波管１の左側の壁面と金属薄板３ａとの間隔、主導波管１の右側の壁面と金属薄板３ｂとの間隔、および金属薄板３ａと３ｂとの間隔が、主導波管１の入力端Ｐ１より入射された直交する直線偏波からなる電波のうち金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波をもつ電波の使用上限周波数ｆHの自由空間波長の２分の１以下となるように、金属薄板３ａ、３ｂが設けられている。このため、主導波管１の入力端Ｐ１より入射された直交する直線偏波からなる電波のうち金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波をもつ電波にとって、主導波管１の左側の壁面と金属薄板３ａとの間、主導波管１の右側の壁面と金属薄板３ｂとの間、および金属薄板３ａと３ｂとの間の空間は遮断領域となり、金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波をもつ電波は主導波管１の出力端Ｐ２へはほとんど伝送されない。
そして、主導波管１と分岐導波管２ａ、２ｂの交差する空間の突出部、すなわち図１に示すような金属薄板３ａ、３ｂの円弧状の切り欠き部分があるため、金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波をもつ電波は主導波管１の入力端Ｐ１へ大きく反射することなく分岐導波管２ａ、２ｂの出力端Ｐ３、Ｐ４へ伝送される。
次に、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波について説明する。分岐導波管２ａ、２ｂの前後に向かい合う壁面は、この壁面間の距離ｄが使用上限周波数ｆHの自由空間波長の２分の１以下となるように設けられている。このため、主導波管１の入力端Ｐ１より入射された直交する直線偏波からなる電波のうち分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する偏波をもつ電波（すなわち金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波）にとって、分岐導波管２ａ、２ｂ内の空間は遮断領域となり、この電波は分岐導波管２ａ、２ｂの出力端Ｐ３、Ｐ４へはほとんど伝送されない。さらに、この金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波にとって、金属薄板３ａ、３ｂは主導波管１内の伝送の障害とはならず、この電波は入力端Ｐ１へ大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００２０】
図２を用いて、金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波をもつ電波の分波の動作を電界分布に基づいて説明する。
図１のように主導波管１および金属薄板３ａ、３ｂおよび分岐導波管２ａ、２ｂが上下対称に構成される導波管回路は、上下対称面が電気壁となり、上下対称に並べた２つの方形導波管Ｅ面ベンドと類似した回路構造となる。このため、金属薄板３ａ、３ｂと平行な偏波を持つ電波の基本モードであるＴＥ１０モードは、主導波管１内および分岐導波管２ａ、２ｂおよび金属薄板３ａ、３ｂ近傍において図２に示すような電界分布となる。方形導波管Ｅ面ベンド内の電界分布と同様に、コーナー部の円弧形状により電界分布の乱れを生じることなく緩やかに主導波管１内から分岐導波管２ａ、２ｂ内へと進行する。従って、主導波管１の入力端Ｐ１より入射した金属薄板３ａ、３ｂと平行な偏波を持つ電波を、主導波管１内の定在波を利用することなく、進行波のみにより広帯域にわたって効率的に分岐導波管２ａ、２ｂの出力端Ｐ３、Ｐ４へ伝送することができる。
【００２１】
また、図１に示すような導波管形偏分波器では、主導波管１内で発生する不要高次モードが抑圧される。この原理について、図３を用いて説明する。
主導波管１の入力端Ｐ１より金属薄板３ａ、３ｂと平行な偏波を持つ電波が入射した場合、主導波管１の左右に向かい合う壁面と金属薄板３ａあるいは３ｂとの間の領域では、図３に示すような不要高次モードすなわちＴＥ０２モードが発生する。このＴＥ０２モードは偏分波器の使用周波数帯域が広い場合に使用周波数帯域の広域側で大きく発生し、基本伝送モードの反射特性劣化の原因となる。しかし、図３に示すように、偏分波器の主導波管１内では、２枚の金属薄板を左右対称に挿入しているため、導波管形偏分波器を左右対称に２等分する面が磁気壁となり、金属薄板３ａと金属薄板３ｂとの間の領域ではＴＥ０２モードは全く発生しない。
また、金属薄板３ａ、３ｂと平行な偏波を持つ電波の基本伝送モードは、主導波管１内の左右対称２等分面付近で電界分布が密、主導波管１の左右に向かい合う壁面付近では電界分布が疎となる。本来、ＴＥ０２モードは、基本伝送モードの電界分布が密となるところで基本伝送モードと結合すれば大きく発生する。しかし、前述のように、基本伝送モードの電界分布が密となる左右対称２等分面付近ではＴＥ０２モードは全く発生せず、ＴＥ０２モードが発生するのは基本伝送モードの電界分布が疎となる主導波管１の左右に向かい合う壁面付近である。従って、ＴＥ０２モードは基本伝送モードの電界分布が密となるところで結合することができず、不要高次モードであるＴＥ０２モードの発生を広帯域にわたって抑圧することができる。
【００２２】
以上説明したように、長方形主導波管と、この主導波管に対して直角に分岐する長方形分岐導波管と、主導波管内に設けられ、主導波管および分岐導波管の両方の管軸に平行で、かつ両方の管軸に直交する方向の主導波管幅の中央に対して対称な位置に対をなす導体薄板（例えば金属薄板）とを備え、この導体薄板は、主導波管と分岐導波管の交差する空間に突出し、分岐導波管の管軸方向の偏波を分岐導波管に分岐させる突出部を有することにより、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００２３】
また、主導波管における、分岐導波管の管軸および主導波管の管軸に対して直交する方向（図１で左右方向）の幅ａと、分岐導波管の管軸と平行な方向（図１で上下方向）の高さｂとが、使用周波数帯域の下限周波数ｆLと上限周波数ｆHと光速ｃに対してｆH／３ｆL＜ｂ／ａ≦１およびｃ／２ｆL＜ｂ＜ｃ／ｆHを満足するようにすることにより、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波をより効率的に分波することが可能である。
【００２４】
また、主導波管１は導波管幅ａ、導波管高さｂの長方形主導波管としたが、正方形主導波管でも同様の効果を得ることができる。
【００２５】
なお、主導波管と分岐導波管の交差する空間に突出した金属薄板の突出部は、図１に示した円弧状の切り欠きにより形成される形状に限られない。例えば、図４に示す金属薄板４ａ、４ｂのような楕円弧状の切り欠きを持つ形状でも、同様の効果を得ることができる。さらに、図５に示す金属薄板５ａ、５ｂのような斜め状の切り欠きを持つ形状、図６に示す金属薄板６ａ、６ｂのような階段状の切り欠きを持つ形状でも、同様の効果を得ることができる。
【００２６】
すなわち、主導波管と分岐導波管の交差する空間の突出部の形状は、導体薄板と平行な偏波を分岐導波管に分岐することができる形状であればよく、上述した形状に限られるものではない。また、上記実施形態では上下対称の形状を示したが、導体薄板と平行な偏波を少しでも分岐できる形状であれば上下対称でなくてもよい。
【００２７】
また、上記実施の形態では分岐導波管が上下対称に分岐した形状を示したが、分岐導波管の管軸方向の偏波を分岐導波管に分岐することができる形状であればよく、分岐導波管の数および位置は上記実施形態に示した形状に限られるものではない。例えば、導体薄板を入力端Ｐ１から見ていげた状に配置し、上下左右４方向に分岐導波管を設けてもよい。
【００２８】
実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１で示した導波管形偏分波器に主導波管と導体薄板とを導通する部材を設けた例を示す。図７は、本実施形態における導通部材を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図７において、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１の壁面と金属薄板３ａ、３ｂとを導通する導通部材としての金属柱である。その他の構成については実施の形態１と同一である。
【００２９】
次に動作について説明する。金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、実施の形態１で記述したように、偏分波器の主導波管１内では、２枚の金属薄板３ａ、３ｂを左右対称に挿入しているため、導波管形偏分波器を左右対称に２等分する面が磁気壁となり、金属薄板３ａと金属薄板３ｂとの間の領域では不要高次モードであるＴＥ０２モードは全く発生しない。これに対し、主導波管１の左右の壁面付近では、基本伝送モードの電界分布が疎となるため、基本モードと結合してＴＥ０２モードが大きく発生することはないものの、全く発生しないわけではない。そこで、図７に示すような主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとの間に金属柱７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを設けることにより、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａ、３ｂとの間に導通箇所ができるため、これらの空間内においても不要高次モードであるＴＥ０２モードの発生は広帯域にわたって抑圧できる。
【００３０】
一方、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、この電波の基本伝送モードは主導波管１内の上下の壁面近傍では電界分布が疎となる。このため、主導波管１内の上下の壁面近傍に金属柱７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを設置することにより、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は入力端Ｐ１へ大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００３１】
以上説明したように、分岐導波管の管軸と平行な主導波管の壁面と導体薄板とを導通する導通部材を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００３２】
実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態１で示した導波管形偏分波器に主導波管の壁面と導体薄板との間に直方体導体ブロックを設けた例を示す。図８は、本実施形態における直方体導体ブロックを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図８において、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１の壁面と金属薄板３ａ、３ｂとにより挟まれ、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する前記主導波管の壁面に接して設けられた直方体導体ブロックとしての直方体金属ブロックである。その他の構成については実施の形態１と同一である。
【００３３】
次に動作について説明する。金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、実施の形態１で記述したように、偏分波器の主導波管１内では、２枚の金属薄板を左右対称に挿入しているため、導波管形偏分波器を左右対称に２等分する面が磁気壁となり、金属薄板３ａと金属薄板３ｂとの間の領域では不要高次モードであるＴＥ０２モードは全く発生しない。これに対し、主導波管１の左右の壁面付近では、基本伝送モードの電界分布が疎となるため、基本モードと結合してＴＥ０２モードが大きく発生することはないものの、全く発生しないわけではない。
そこで、図８に示すような主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとにより挟まれ、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する主導波管１の壁面に接する直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを設けることにより、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとの間の空間をこの直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの分だけ狭めることができるため、これらの空間内において不要高次モードであるＴＥ０２モードの発生は広帯域にわたって抑圧できる。
【００３４】
一方、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、この電波の基本伝送モードは主導波管１内の上下の壁面近傍では電界分布が疎となる。直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃおよび８ｄは主導波管１内の上下の壁面近傍に設置されているため、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は入力端Ｐ１へ大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００３５】
以上説明したように、分岐導波管の管軸と平行な主導波管の壁面と導体薄板とにより挟まれ、分岐導波管の管軸と直交する主導波管の壁面に接する直方体導体ブロックを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００３６】
実施の形態４．
本実施の形態では、前述の直方体導体ブロックを備えた導波管形偏分波器に直方体リッジを設けた例を示す。図９は、本実施形態における直方体導体ブロックおよび直方体リッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図９において、９ａ、９ｂは分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１の壁面に接し上下対称位置に設けられた直方体リッジである。その他の構成については前記実施の形態と同一である。
【００３７】
次に動作について説明する。金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、前述したように、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとにより挟まれ、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する前記主導波管の壁面に接する直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが設けられていることにより、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとの間の空間がこの直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの分だけ狭められているため、これらの空間内において不要高次モードであるＴＥ０２モードの発生は広帯域にわたって抑圧される。
【００３８】
一方、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａ、３ｂとの間の空間は、主導波管１に直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを設けた状態にさらに直方体リッジ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを設けることにより、金属薄板３ａと金属薄板３ｂとの間に構成される長方形導波管に並列接続された２つのリッジ導波管のように働く。これにより、主導波管１内の金属薄板３ａ、３ｂの設けられた部分と入力端Ｐ１とのインピーダンス整合がとられ、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は入力端Ｐ１に大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００３９】
以上説明したように、分岐導波管の管軸と平行な主導波管の壁面に接する直方体リッジを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００４０】
また、本実施の形態では、直方体リッジを分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１の壁面に接し上下対称位置に設けたが、主導波管１内の金属薄板３ａ、３ｂの設けられた部分と入力端Ｐ１とのインピーダンス整合がとれれば、直方体リッジを設ける位置は上下対称位置でなくてもよい。
【００４１】
また、本実施の形態では直方体リッジを分岐導波管の管軸と平行な主導波管の壁面に接するように設けた例を示したが、図１０に示すように金属薄板３ａ、３ｂの主導波管１壁面と対向する側に接するように直方体リッジ１０ａ、１０ｂを設けても、同様の効果を得ることができる。
さらに、図１１に示すように、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１の壁面上および金属薄板３ａ、３ｂ上に直方体リッジを設けると、金属薄板３ａと金属薄板３ｂとの間に構成される長方形導波管に並列接続された２つのダブルリッジ導波管のように働く。これにより、主導波管１内の金属薄板３ａ、３ｂの設けられた部分と入力端Ｐ１とのよりよいインピーダンス整合がとられ、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は入力端Ｐ１に大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００４２】
実施の形態５．
本実施の形態では、前述の直方体導体ブロックを備えた導波管形偏分波器において、この直方体導体ブロックに対し主導波管の管軸方向に傾斜を有する導体ブロック部を設けた例を示す。図１２は、本実施形態における直方体導体ブロックおよび傾斜を有する導体ブロック部を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図１２において、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈは直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに対し主導波管１の管軸方向に位置するとともに、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する主導波管１の壁面に接し、傾斜を有する導体ブロック部としての金属ブロックである。その他の構成については前記実施の形態と同一である。
【００４３】
次に動作について説明する。金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、前述したように、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとにより挟まれ、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する前記主導波管の壁面に接する直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが設けられていることにより、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとの間の空間がこの直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの分だけ狭められているため、これらの空間内において不要高次モードであるＴＥ０２モードの発生は広帯域にわたって抑圧される。
【００４４】
一方、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、傾斜を有する金属ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈが設けられていることにより、主導波管１の入力端Ｐ１および出力端Ｐ２と主導波管１の直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが設けられている部分とのインピーダンス整合が取られるため、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は入力端Ｐ１に大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００４５】
以上説明したように、直方体導体ブロックに対し主導波管の管軸方向に位置するとともに、分岐導波管の管軸と直交する主導波管の壁面に接し、傾斜を有する導体ブロック部を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端および出力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００４６】
また、傾斜を有する金属ブロック１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈは、直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと別の部材としているが、それぞれが一体となった部材で構成しても、同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、図１２に示した傾斜を有する金属ブロック１１ａ、１１ｂ１、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈの代わりに、図１３に示すような階段状の傾斜を有する金属ブロック１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈを設けても、同様の効果を得ることができる。
【００４８】
なお、傾斜を有する導体ブロック部の形状は、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端および出力端とのインピーダンス整合をとることができる形状であればよく、すなわち上記実施形態に示した形状に限られるものではない。
【００４９】
実施の形態６．
本実施の形態では、前述の直方体導体ブロックおよび直方体リッジを備えた導波管形偏分波器に、前述の傾斜を有する導体ブロック部を設けたものに、さらに直方体リッジに対し主導波管の管軸方向に傾斜を有するリッジを設けた例を示す。図１４は、本実施形態における直方体導体ブロック、直方体リッジ、傾斜を有する導体ブロック部および傾斜を有するリッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図１４において、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは直方体リッジ９ａ、９ｂに対し主導波管１の管軸方向に位置するとともに、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１の壁面に接し、傾斜を有するリッジである。その他の構成については前記実施の形態と同一である。
【００５０】
次に動作について説明する。金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、前述したように、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとにより挟まれ、分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と直交する前記主導波管の壁面に接する直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが設けられていることにより、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａあるいは金属薄板３ｂとの間の空間がこの直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの分だけ狭められているため、これらの空間内において不要高次モードであるＴＥ０２モードの発生は広帯域にわたって抑圧される。
【００５１】
一方、前述したように、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、主導波管１の左右の壁面と金属薄板３ａ、３ｂとの間の空間は、主導波管１に直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと直方体リッジ９ａ、９ｂが設けられていることにより、金属薄板３ａと金属薄板３ｂとの間に構成される長方形導波管に並列接続された２つのリッジ導波管のように働くため、主導波管１内の金属薄板３ａ、３ｂの設けられた部分と入力端Ｐ１とのインピーダンス値がある程度近付けられる。これにさらに、傾斜を有する金属ブロック１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈと傾斜を有するリッジ１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄを設けることにより、主導波管１の入力端Ｐ１および出力端Ｐ２と主導波管１の直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが設けられている部分とのインピーダンス整合が取られるため、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波を入力端Ｐ１に大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送することができる。
【００５２】
以上説明したように、直方体リッジに対し主導波管の管軸方向に位置するとともに、分岐導波管の管軸と平行な主導波管の壁面に接し、傾斜を有するリッジを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端および出力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００５３】
また、傾斜を有するリッジ１３ｃ、１３ｄは、直方体リッジ９ａ、９ｂと別の部材としているが、それぞれが一体となった部材で構成しても、同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、図１４に示した傾斜を有するリッジ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの代わりに、図１５に示すような階段状の傾斜を有するリッジ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを設けても、同様の効果を得ることができる。
【００５５】
なお、傾斜を有するリッジの形状は、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端および出力端とのインピーダンス整合をとることができる形状であればよく、すなわち上記実施形態に示した形状に限られるものではない。
【００５６】
実施の形態７．
本実施の形態では、実施の形態１で示した導波管形偏分波器に結合孔を設けた例を示す。図１６は、本実施形態における結合孔を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図１６において、１５ａ、１５ｂは分岐導波管２ａ、２ｂの分岐口に平行に設けられた結合孔である。その他の構成については実施の形態１と同一である。
【００５７】
次に動作について説明する。金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、実施の形態１で記述したように、金属薄板３ａ、３ｂの円弧状の切り欠きがあるため、金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波をもつ電波は主導波管１の入力端Ｐ１へ大きく反射することなく分岐導波管２ａ、２ｂに分岐される。複数の結合孔１５ａ、１５ｂは、この分岐されてきた電波の電界と直交するように分岐導波管２ａ、２ｂの分岐口に挿入されているため、この電波の進行の障害とはならない。
【００５８】
一方、前記実施の形態で記述したように、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、分岐導波管２ａ、２ｂ内が遮断領域となるため、電波は分岐導波管２ａ、２ｂの出力端Ｐ３、Ｐ４へはほとんど伝送されない。そして、分岐導波管２ａ、２ｂが分岐する分岐口に平行に並べられた複数個の結合孔１５ａ、１５ｂは、主導波管１の管軸方向の幅がその波長に比べて非常に小さいため、この電波の基本伝送モードが各分岐口付近で高次モードと結合することを抑制する。したがって、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は、入力端Ｐ１へ大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００５９】
以上説明したように、分岐導波管の分岐口に結合孔を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波をより効率的に分波することが可能である。
【００６０】
なお、本実施の形態では分岐導波管２ａ、２ｂの分岐口に結合孔を設けたものを示したが、図１７に示すように、更に分岐導波管２ａ、２ｂ内に結合孔１６ａ、１６ｂを設ければ、より広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
なお、図１７では分岐導波管２ａ、２ｂの分岐口および内部に結合孔を設けているが、内部のみに結合孔を設けた場合も同様の効果を得ることができる。
【００６１】
また、本実施の形態では結合孔がお互いに平行となるように設けたが、不要高次モードを抑圧することができれば、平行でなくてもよい。
【００６２】
実施の形態８．
本実施の形態では、前述の分岐導波管の分岐口に結合孔を備えた導波管形偏分波器に、さらに分岐導波管の管軸と平行な主導波管壁面と導体薄板との間および導体薄板間に挟まれ、分岐導波管の管軸に直交する主導波管壁面に接するアイリスを設けた例を示す。図１８は、本実施形態における結合孔およびアイリスを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図である。図１８において、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆは分岐導波管２ａ、２ｂの管軸と平行な主導波管１壁面と金属薄板３ａ、３ｂとの間および金属薄板３ａ、３ｂ間に挟まれ、分岐導波管の管軸に直交する主導波管壁面に接するアイリスである。その他の構成については前記実施の形態と同一である。
【００６３】
次に動作について説明する。前述のように複数の結合孔１５ａ、１５ｂは、金属薄板３ａ、３ｂに平行な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射して分岐された電波の電界と直交するようにして分岐導波管２ａ、２ｂの分岐口に挿入されているため、この電波の進行の障害とはならず、この電波は主導波管１の入力端Ｐ１へ大きく反射することなく分岐導波管２ａ、２ｂの出力端Ｐ３、Ｐ４へ伝送される。
【００６４】
一方、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波が入力端Ｐ１より入射したとき、分岐導波管２ａ、２ｂが分岐する分岐口に平行に並べられた複数個の結合孔１５ａ、１５ｂは、主導波管１の管軸方向の間隔がその波長に比べて非常に小さいため、この電波の基本伝送モードが各分岐口付近で高次モードと結合することを抑制する。そして、アイリス１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆをこの電波の電界分布が疎となる主導波管１の上下の壁の近傍のみを塞ぐように設置することにより、使用周波数帯の高域側ではこの電波の進行の障害とはならず、使用周波数帯の低域側では反射特性を改善する整合調整素子として機能する。したがって、金属薄板３ａ、３ｂに垂直な偏波を持つ電波は、入力端Ｐ１へ大きく反射することなく主導波管１の出力端Ｐ２へ伝送される。
【００６５】
以上説明したように、分岐導波管の管軸と平行な主導波管壁面と導体薄板との間および導体薄板間に挟まれ、分岐導波管の管軸に直交する主導波管壁面に接するアイリスを備えることにより、使用周波数帯の低域側で反射特性を改善する整合調整素子として機能するため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００６６】
なお、本実施の形態では実施の形態１で示した導波管形偏分波器に結合孔１５ａ、１５ｂを設け、さらにアイリス１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆを設けているが、アイリス１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆを単独で設けた場合にも同様の効果を得ることができる。
【００６７】
実施の形態９．
実施の形態１では、図１のような２枚の金属薄板３ａ、３ｂを設けた導波管形偏分波器を示したが、図１９に示すように４枚の金属薄板１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを設けても同様の効果を得ることができる。この金属薄板１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄのような導体薄板は、主導波管１の入力端Ｐ１より入射した金属薄板３ａ、３ｂと平行な偏波を持つ電波を、広帯域にわたって効率的に分岐導波管２ａ、２ｂの出力端Ｐ３、Ｐ４へ分岐することができればよく、枚数を限定するものではない。
【００６８】
また、図８で示した実施の形態では、４つの直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを設けた導波管形偏分波器を示したが、金属薄板を４枚設けた場合は図２０に示すように８つの直方体金属ブロック１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈを設けても同様の効果を得ることができる。この直方体金属ブロック１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈのような直方体導体ブロックは、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができればよく、導体薄板の枚数に応じて適宜設ければよい。
【００６９】
また、図９で示した実施の形態では、４つの直方体金属ブロック８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと、２つの直方体リッジ９ａ、９ｂを設けた導波管形偏分波器を示したが、金属薄板を４枚設けた場合は図２１に示すように８つの直方体金属ブロック１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈと、４つの直方体リッジ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄとを設けても同様の効果を得ることができる。この直方体リッジは、主導波管１内の金属薄板３ａ、３ｂの設けられた部分と入力端Ｐ１とのインピーダンス整合をとることができればよく、導体薄板の枚数に応じて適宜設ければよい。
【００７０】
また、図１８で示した実施の形態では、複数の結合孔１５ａ、１５ｂと、６つのアイリス１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆとを設けた導波管形偏分波器を示したが、金属薄板を４枚設けた場合は図２２に示すように１０個のアイリス２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｉ、２１ｊを設けても同様の効果を得ることができる。このアイリスは、使用周波数帯の高域側ではこの電波の進行の障害とならず、使用周波数帯の低域側で反射特性を改善する整合調整素子として機能すればよく、導体薄板の枚数に応じて適宜設ければよい。
【００７１】
なお、実施の形態１で示した分岐導波管の管軸方向の偏波を分岐導波管に分岐させる金属薄板の突出部の形状は、上記全ての実施の形態において適用できるものである。
また、実施の形態２で示した金属柱のような導通部材を設けるという構成も同様に、上記全ての実施の形態において適用できるものである。
また、実施の形態３で示した直方体導体ブロックを設けるという構成、あるいは実施の形態４で示した直方体導体ブロックと直方体リッジとを設けるという構成も同様に、上記全ての実施の形態において適用できるものである。
また、実施の形態５で示した直方体導体ブロックと、傾斜を有する導体ブロック部とを設けるという構成、あるいは実施の形態６で示した直方体導体ブロックと、傾斜を有する導体ブロック部と、直方体リッジと、傾斜を有するリッジとを設けるという構成も同様に、上記全ての実施の形態において適用できるものである。
また、実施の形態７で示した結合孔を設けるという構成も同様に、上記全ての実施の形態において適用できるものである。
また、実施の形態８で示したアイリスを設けるという構成も同様に、上記全ての実施の形態において適用できるものである。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、長方形主導波管と、この主導波管に対して直角に分岐する長方形分岐導波管と、前記主導波管内に設けられ、前記主導波管および前記分岐導波管の両方の管軸に平行で、かつ両方の管軸に直交する方向の主導波管幅の中央に対して対称な位置に対をなす導体薄板とを備え、前記導体薄板は、前記主導波管と前記分岐導波管の交差する空間に突出し、前記分岐導波管の管軸方向の偏波を前記分岐導波管に分岐させる突出部を有することにより、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００７３】
また、前記主導波管における、前記分岐導波管の管軸および前記主導波管の管軸に対して直交する方向の幅ａと、前記分岐導波管の管軸と平行な方向の高さｂとが、使用周波数帯域の下限周波数ｆLと上限周波数ｆHと光速ｃに対してｆH／３ｆL＜ｂ／ａ≦１およびｃ／２ｆL＜ｂ＜ｃ／ｆHを満足することにより、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００７４】
また、前記主導波管が正方形導波管であることにより、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００７５】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面と前記導体薄板とを導通する導通部材を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波を持つ電波を分波することが可能である。
【００７６】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面と前記導体薄板との間あるいは前記導体薄板間に挟まれ、前記分岐導波管の管軸と直交する前記主導波管の壁面に接する直方体導体ブロックを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波を持つ電波を分波することが可能である。
【００７７】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面に接する直方体リッジを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００７８】
また、前記導体薄板の前記主導波管壁面と対向する側に接する直方体リッジを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００７９】
また、前記直方体導体ブロックに対し前記主導波管の管軸方向に位置するとともに、前記分岐導波管の管軸と直交する前記主導波管の壁面に接し、傾斜を有する導体ブロック部を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端および出力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００８０】
また、前記直方体リッジに対し前記主導波管の管軸方向に位置するとともに、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管壁面に接し、傾斜を有するリッジを備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧し、主導波管内の導体薄板の設置部分と入力端および出力端とのインピーダンス整合をとることができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００８１】
また、前記分岐導波管の分岐口に結合孔を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００８２】
また、前記分岐導波管中に結合孔を備えることにより、広帯域にわたって不要高次モードを抑圧することができるため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【００８３】
また、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管壁面と前記導体薄板との間および前記導体薄板間に挟まれ、前記分岐導波管の管軸に直交する前記主導波管壁面に接するアイリスを備えることにより、使用周波数帯の低域側で反射特性を改善する整合調整素子として機能するため、広帯域にわたって良好な反射特性およびアイソレーション特性を得て、直交する２つの偏波をもつ電波を分波することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における導波管形偏分波器の構成を示す斜視図
【図２】電波の分波の動作を示す説明図
【図３】不要高次モードが抑圧される原理を示す説明図
【図４】主導波管と分岐導波管の交差する空間に突出した突出部の形状の例を示す斜視図。
【図５】主導波管と分岐導波管の交差する空間に突出した突出部の形状の例を示す斜視図。
【図６】主導波管と分岐導波管の交差する空間に突出した突出部の形状の例を示す斜視図。
【図７】本発明の実施形態における導通部材を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図８】本発明の実施形態における直方体導体ブロックを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図９】本発明の実施形態における直方体導体ブロックおよび直方体リッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１０】本発明の実施形態における直方体導体ブロックおよび直方体リッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１１】本発明の実施形態における直方体導体ブロックおよび直方体リッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１２】本発明の実施形態における直方体導体ブロックおよび傾斜を有する導体ブロック部を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１３】本発明の実施形態における直方体導体ブロックおよび傾斜を有する導体ブロック部を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１４】本発明の実施形態における直方体導体ブロック、直方体リッジ、傾斜を有する導体ブロック部および傾斜を有するリッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１５】本発明の実施形態における直方体導体ブロック、直方体リッジ、傾斜を有する導体ブロック部および傾斜を有するリッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１６】本発明の実施形態における結合孔を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１７】本発明の実施形態における結合孔を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１８】本発明の実施形態における結合孔およびアイリスを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図１９】本発明の実施形態における４枚の金属薄板を設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図２０】本発明の実施形態における８つの直方体導体ブロックを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図２１】本発明の実施形態における８つの直方体導体ブロックおよび４つの直方体リッジを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図２２】本発明の実施形態における結合孔および１０個のアイリスを設けた導波管形偏分波器の構成を示す斜視図。
【図２３】従来の偏分波器の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１ 主導波管
２ａ、２ｂ 分岐導波管
３ａ、３ｂ 金属薄板
４ａ、４ｂ 金属薄板
５ａ、５ｂ 金属薄板
６ａ、６ｂ 金属薄板
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 金属柱
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 直方体金属ブロック
９ａ、９ｂ 直方体リッジ
１０ａ、１０ｂ 直方体リッジ
１１ａ〜１１ｈ 金属ブロック
１２ａ〜１２ｈ 金属ブロック
１３ａ〜１３ｄ リッジ
１４ａ〜１４ｄ リッジ
１５ａ、１５ｂ 結合孔
１６ａ、１６ｂ 結合孔
１７ａ〜１７ｆ アイリス
１８ａ〜１８ｄ 金属薄板
１９ａ〜１９ｈ 直方体金属ブロック
２０ａ〜２０ｄ 直方体リッジ
２１ａ〜２１ｊ アイリス
Ｐ１ 主導波管１の入力端
Ｐ２ 主導波管１の出力端
Ｐ３ 分岐導波管の出力端
Ｐ４ 分岐導波管の出力端
Claims (12)
- 長方形主導波管と、前記主導波管に対して直角に分岐する２つの長方形分岐導波管と、前記主導波管内に、前記主導波管および前記分岐導波管の両方の管軸に平行で、かつ両方の管軸に直交する方向の前記主導波管幅の中央に対して対称な位置にのみ対をなして設けられた導体薄板とを備え、前記導体薄板は、前記主導波管と前記分岐導波管の交差する空間に突出し、前記分岐導波管の管軸方向の偏波を前記分岐導波管に分岐させる突出部を有することを特徴とする導波管形偏分波器。
- 前記主導波管における、前記分岐導波管の管軸および前記主導波管の管軸に対して直交する方向の幅ａと、前記分岐導波管の管軸と平行な方向の高さｂとが、使用周波数帯域の下限周波数ｆLと上限周波数ｆHと光速ｃに対してｆH／３ｆL＜ｂ／ａ≦１およびｃ／２ｆL＜ｂ＜ｃ／ｆHを満足することを特徴とする請求項１に記載の導波管形偏分波器。
- 前記主導波管は、正方形導波管であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の導波管形偏分波器。
- 前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面と前記導体薄板とを導通する導通部材を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の導波管形偏分波器。
- 前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面と前記導体薄板との間あるいは前記導体薄板間に挟まれ、前記分岐導波管の管軸と直交する前記主導波管の壁面に接する直方体導体ブロックを備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の導波管形偏分波器。
- 前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管の壁面に接する直方体リッジを備えたことを特徴とする請求項５に記載の導波管形偏分波器。
- 前記導体薄板の前記主導波管壁面と対向する側に接する直方体リッジを備えたことを特徴とする請求項５または６のいずれかに記載の導波管形偏分波器。
- 前記直方体導体ブロックに対し前記主導波管の管軸方向に位置するとともに、前記分岐導波管の管軸と直交する前記主導波管の壁面に接し、傾斜を有する導体ブロック部を備えたことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の導波管形偏分波器。
- 前記直方体リッジに対し前記主導波管の管軸方向に位置するとともに、前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管壁面に接し、傾斜を有するリッジを備えたことを特徴とする請求項６に記載の導波管形偏分波器。
- 前記分岐導波管の分岐口に結合孔を備えたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の導波管形偏分波器。
- 前記分岐導波管中に結合孔を備えたことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の導波管形偏分波器。
- 前記分岐導波管の管軸と平行な前記主導波管壁面と前記導体薄板との間および前記導体薄板間に挟まれ、前記分岐導波管の管軸に直交する前記主導波管壁面に接するアイリスを備えたことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の導波管形偏分波器。
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| JP13865198A JP3673080B2 (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | 導波管形偏分波器 |
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