JP3723751B2 - 円偏波発生器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主としてマイクロ波帯、その他の周波数帯としては、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯、ミリ波帯で用いられる導波管形円偏波発生器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は例えば特開昭６３−２６９６０１号公報に示された従来の円偏波発生器を示す正面図、図１４は図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。図において、円筒状の円形導波管１は、例えばアルミニウム等の金属により構成されている。また、円形導波管１は、送受信機（図示せず）に接続される入力端１ａ、アンテナ（図示せず）に接続される出力端１ｂ、及び入力端１ａと出力端１ｂとの間に設けられている厚肉部１ｃを有している。
【０００３】
厚肉部１ｃは、入出力端１ａ，１ｂよりも内径を小さくすることにより肉厚が厚くされている。厚肉部１ｃの内周面には、それぞれ円形導波管１の軸方向（図１４の左右方向）に沿って延びる一対の挿入溝２ａ，２ｂ及び一対の補償溝３ａ，３ｂが設けられている。
【０００４】
一対の挿入溝２ａ，２ｂは、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。また、一対の補償溝３ａ，３ｂも、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。さらに、挿入溝２ａ，２ｂと補償溝３ａ，３ｂとは、円形導波管１の周方向に９０度の間隔をおいて配置されている。
【０００５】
一対の挿入溝２ａ，２ｂには、誘電体板４の端部が挿入され固定されている。誘電体板４は、例えばポリテトラフルオロエチレン系樹脂により構成されている。円形導波管１の軸方向における誘電体板４の両端部には、テーパ状（三角形）の切欠部４ａ，４ｂが設けられている。
【０００６】
次に、動作について説明する。まず、円形導波管１の基本モードであるＴＥ１１モードの電界方向が誘電体板４と４５度の角度をなすように、入射波が入力端１ａから入射するものとする。このとき、入射波の電界は、誘電体板４に平行な成分と垂直な成分とにほぼ等しい振幅で分解することができる。
【０００７】
これらの成分うち、誘電体板４に平行な電界成分は、円形導波管１を通過する途中で誘電体板４の誘電率の効果により、誘電体板４に垂直な電界成分に比べて通過位相が遅れる。従って、誘電体板４の設置区間の長さを所定の値に設定すれば、誘電体板４に平行な電界成分の通過位相を誘電体板４に垂直な電界成分のそれに比べて９０度遅らせることが可能となり、出力端１ｂから円偏波が取り出される。
【０００８】
ところで、完全な円偏波を得るためには、誘電体板４に平行な電界成分に対する垂直電界成分の位相差を、使用する全周波数に渡って９０度に設定する必要がある。また、例えば２０ＧＨｚ帯で受信、３０ＧＨｚ帯で送信を行う送受共用アンテナを構成する場合などには、離れた２つの周波数帯で上記位相差を９０度にする必要が生じる。
【０００９】
このような要求に対して、一般に誘電体板４により直交する２つの偏波間に位相差をつける構成では、誘電体板４の誘電率による波長短縮効果と円形導波管１の管内波長の周波数分散性との相互作用により、図１５に示すような良好な周波数−位相差特性を得易いことが知られている。
【００１０】
一方、実際の構成においては、誘電体板４の取付及び固定のために、円形導波管１の内壁に挿入溝２ａ，２ｂが必要となる。これら挿入溝２ａ，２ｂは、使用周波数が高くなるにつれてその存在が無視できなくなり、上記の周波数−位相差特性への影響が大きくなる。
【００１１】
図１３及び図１４に示した構成では、挿入溝２ａ，２ｂによる特性劣化を補償する目的で、補償溝３ａ，３ｂが設けられている。補償溝３ａ，３ｂは、誘電体板４の面と垂直な面内の円形導波管１内壁に設けられている。これら４つの溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、円形導波管１の内壁に９０度ずつの間隔で対称的に配置され、直交する２つの電界成分に同等の影響を与える。
【００１２】
このため、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの大きさを最適に設定すれば、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを設けることによる直交電界成分間の位相差の相対変化を相殺することができる。このとき、図１３及び図１４の円偏波発生器では、内部の直交電界成分の位相関係が誘電体板４のみを設けた場合と等価となり、図１５に示すような優れた位相差特性が得られる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の円偏波発生器においては、誘電体板４の端部形状がテーパ状に徐々に変化しているの対して、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを設けるための厚肉部１ｃの両端部には、段差が生じている。円形導波管１の断面径は、使用周波数が高くなるほど小さくなるが、挿入溝２ａ，２ｂの深さは、誘電体板４をしっかりと固定する必要があるため、使用周波数によらず殆ど変わらない。従って、厚肉部１ｃの両端部に生じる段差は、使用周波数が高くなり、円形導波管１の断面径が小さくなるほど無視できなくなり、反射特性に影響を及ぼす。
【００１４】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、使用周波数が高くても反射特性を向上させることができる円偏波発生器を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る円偏波発生器は、入力端と、出力端と、これら入力端と出力端との間に配置され、入力端及び出力端よりも内径を小さくすることにより肉厚が厚くされている厚肉部と、この厚肉部の内周面に設けられ、軸方向に延び互いに対向する一対の挿入溝と、これら挿入溝に対して周方向に９０度の間隔をおいて厚肉部の内周面に設けられ、軸方向に延び互いに対向する一対の補償溝とを有する筒状の導波管、及びこの導波管内に配置され、両端部が挿入溝に挿入され固定されている誘電体板を備え、導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部では、端部へ向けて内径が徐々に広がり、挿入溝及び補償溝の深さが徐々に浅くなっているものである。
【００１６】
また、導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部には、端部へ向けて内径が連続的に徐々に広がり、挿入溝及び補償溝の深さが連続的に徐々に浅くなるようにテーパ部が設けられている。
【００１７】
さらに、導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部には、端部へ向けて内径が段階的に徐々に広がり、挿入溝及び補償溝の深さが段階的に徐々に浅くなるようにステップ部が設けられている。
さらにまた、ステップ部では、内径を変える管軸方向の間隔が、導波管の管内波長の１／４に設定されている。
【００１８】
また、補償溝の深さは、挿入溝の深さよりも深く設定されている。
さらに、厚肉部の少なくとも一端部では、補償溝の深さが０となるまで内径が広げられている。
さらにまた、厚肉部の少なくとも一端部では、挿入溝の深さが０となるまで内径が広げられており、補償溝は、その底部が入力端及び出力端の内周面よりも径方向外側に位置するように設けられており、補償溝の端部には、深さが連続的に徐々に浅くなるように傾斜部が設けられている。
また、補償溝の幅は、挿入溝の幅よりも大きく設定されている。
さらに、補償溝には、誘電体が充填されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による円偏波発生器を示す正面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は図１の円偏波発生器を示す概略の斜視図である。
【００２０】
図において、円筒状の円形導波管１１は、例えばアルミニウム等の金属により構成されている。また、円形導波管１１は、送受信機（図示せず）に接続される入力端１１ａ、アンテナ（図示せず）に接続される出力端１１ｂ、及び入力端１１ａと出力端１１ｂとの間に設けられている厚肉部１１ｃを有している。
【００２１】
厚肉部１１ｃは、入出力端１１ａ，１１ｂよりも内径を小さくすることにより肉厚が厚くされている。厚肉部１１ｃの内周面には、それぞれ円形導波管１１の軸方向（図２の左右方向）に沿って延びる一対の挿入溝２ａ，２ｂ及び一対の補償溝３ａ，３ｂが設けられている。
【００２２】
一対の挿入溝２ａ，２ｂは、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。また、一対の補償溝３ａ，３ｂも、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。さらに、挿入溝２ａ，２ｂと補償溝３ａ，３ｂとは、円形導波管１の周方向に９０度の間隔をおいて配置されている。
【００２３】
一対の挿入溝２ａ，２ｂには、誘電体板４の端部が挿入され固定されている。誘電体板４は、例えばポリテトラフルオロエチレン系樹脂により構成されている。円形導波管１の軸方向における誘電体板４の両端部には、テーパ状（三角形）の切欠部４ａ，４ｂが設けられている。
【００２４】
円形導波管１１の軸方向における厚肉部１１ｃの両端部には、端部へ向けて内径が連続的に徐々に広がるようなテーパ部１２ａ，１２ｂが設けられている。厚肉部１１ｃの内径は、厚肉部１１ｃの両端部では入力端１１ａ及び出力端１１ｂの内径と等しくなっている。このように、テーパ部１２ａ，１２ｂを設けたことにより、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの深さは、長さ方向の両端部で連続的に徐々に浅くなり、最終的には０となっている。
【００２５】
次に、動作について説明する。まず、円形導波管１１の基本モードであるＴＥ１１モードの電界方向が誘電体板４と４５度の角度をなすように、入射波が入力端１ａから入射するものとする。このとき、入射波の電界は、誘電体板４に平行な成分と垂直な成分とにほぼ等しい振幅で分解することができる。
【００２６】
これらの成分うち、誘電体板４に平行な電界成分は、円形導波管１１を通過する途中で誘電体板４の誘電率の効果により、誘電体板４に垂直な電界成分に比べて通過位相が遅れる。従って、誘電体板４の設置区間の長さを所定の値に設定すれば、誘電体板４に平行な電界成分の通過位相を誘電体板４に垂直な電界成分のそれに比べて９０度遅らせることが可能となり、出力端１１ｂから円偏波が取り出される。
【００２７】
ところで、完全な円偏波を得るためには、誘電体板４に平行な電界成分に対する垂直電界成分の位相差を、使用する全周波数に渡って９０度に設定する必要がある。また、例えば２０ＧＨｚ帯で受信、３０ＧＨｚ帯で送信を行う送受共用アンテナを構成する場合などには、離れた２つの周波数帯で上記位相差を９０度にする必要が生じる。
【００２８】
このような要求に対して、一般に誘電体板４により直交する２つの偏波間に位相差をつける構成では、誘電体板４の誘電率による波長短縮効果と円形導波管１の管内波長の周波数分散性との相互作用により、図１５に示すような良好な周波数−位相差特性を得易いことが知られている。
【００２９】
一方、実際の構成においては、誘電体板４の取付及び固定のために、円形導波管１１の内壁に挿入溝２ａ，２ｂが必要となる。これら挿入溝２ａ，２ｂは、使用周波数が高くなるにつれてその存在が無視できなくなり、上記の周波数−位相差特性への影響が大きくなる。
【００３０】
図１ないし図３に示した構成では、挿入溝２ａ，２ｂによる特性劣化を補償する目的で、補償溝３ａ，３ｂが設けられている。補償溝３ａ，３ｂは、誘電体板４の面と垂直な面内の円形導波管１内壁に設けられている。これら４つの溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、円形導波管１の内壁に９０度ずつの間隔で対称的に配置され、直交する２つの電界成分に同等の影響を与える。
【００３１】
このため、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの大きさを最適に設定すれば、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを設けることによる直交電界成分間の位相差の相対変化を相殺することができる。このとき、図１ないし図３の円偏波発生器では、内部の直交電界成分の位相関係が誘電体板４のみを設けた場合と等価となり、図１５に示すような優れた位相差特性が得られる。
【００３２】
また、実施の形態１では、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを設けるための厚肉部１１ｃの両端部にテーパ部１２ａ，１２ｂが設けられており、厚肉部１１ｃの内周面と入力端１１ａ及び出力端の内周面との間に段差が生じるのが防止されている。このため、使用周波数が高い場合でも、反射を生じず、反射特性を向上させることができる。
【００３３】
さらに、テーパ部１２ａ，１２ｂは、円形導波管１１の長手方向における厚肉部１１ｃの両端部に設けられているため、送受信の両方向において反射特性を向上させることができる。
【００３４】
なお、テーパ部は、厚肉部の一端部のみに設けてもよく、テーパ部を設けない場合に比べれば、反射特性をある程度向上させることができる。
【００３５】
実施の形態２．
次に、図４はこの発明の実施の形態２による円偏波発生器を示す正面図、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図において、円形導波管１３は、入力端１３ａ、出力端１３ｂ、及び厚肉部１３ｃを有している。厚肉部１３ｃには、それぞれ円形導波管１２の軸方向（図５の左右方向）に沿って延びる一対の挿入溝１４ａ，１４ｂ及び一対の補償溝１５ａ，１５ｂが設けられている。
【００３６】
一対の挿入溝１４ａ，１４ｂは、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。また、一対の補償溝１５ａ，１５ｂも、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。さらに、挿入溝１４ａ，１４ｂと補償溝１５ａ，１５ｂとは、円形導波管１の周方向に９０度の間隔をおいて配置されている。一対の挿入溝１４ａ，１４ｂには、誘電体板４の端部が挿入され固定されている。
【００３７】
円形導波管１３の軸方向における厚肉部１３ｃの両端部には、端部へ向けて内径が連続的に徐々に広がるようなテーパ部１６ａ，１６ｂが設けられている。厚肉部１３ｃの内径は、厚肉部１３ｃの両端部では入力端１３ａ及び出力端１３ｂの内径と等しくなっている。また、挿入溝１４ａ，１４ｂの深さは、誘電体板４を保持し固定するために必要最小限の深さになっており、補償溝１５ａ，１５ｂの深さは、挿入溝１４ａ，１４ｂよりも深く設定されている。
【００３８】
このような円偏波発生器では、誘電体板４が挿入されている挿入溝１４ａ，１４ｂの深さは、誘電率の効果により、実際の深さよりも等価的に深く見える。これに対し、補償溝１５ａ，１５ｂの深さを挿入溝１４ａ，１４ｂよりも深くすることで、円形導波管１３内を伝搬する電波に対して与える影響を同等にすることができる。なお、テーパ部１６ａ，１６ｂの内径は、深い方の溝、即ち補償溝１５ａ，１５ｂの両端部の深さが最終的に０となるまで広げられている。
【００３９】
このように、補償溝１５ａ，１５ｂの深さを挿入溝１４ａ，１４ｂよりも深くすることにより、４つの溝１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの電気的な関係がより正確に対称となるため、位相差特性をさらに向上させることができる。
【００４０】
なお、実施の形態２では、補償溝１５ａ，１５ｂの深さを挿入溝１４ａ，１４ｂと異なるものとしたが、深さ及び幅を異なるものとしたり、幅のみを異なるものとすることにより、電波に対して与える影響を同等にすることもできる。即ち、補償溝１５ａ，１５ｂの幅を挿入溝１４ａ，１４ｂの幅よりも大きくしてもよい。
【００４１】
実施の形態３．
次に、図６はこの発明の実施の形態３による円偏波発生器を示す正面図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図、図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図において、円形導波管１７は、入力端１７ａ、出力端１７ｂ、及び厚肉部１７ｃを有している。厚肉部１７ｃには、それぞれ円形導波管１２の軸方向（図５の左右方向）に沿って延びる一対の挿入溝１８ａ，１８ｂ及び一対の補償溝１９ａ，１９ｂが設けられている。
【００４２】
一対の挿入溝１８ａ，１８ｂは、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。また、一対の補償溝１９ａ，１９ｂも、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。さらに、挿入溝１８ａ，１８ｂと補償溝１９ａ，１９ｂとは、円形導波管１の周方向に９０度の間隔をおいて配置されている。一対の挿入溝１８ａ，１８ｂには、誘電体板４の端部が挿入され固定されている。
【００４３】
円形導波管１７の軸方向における厚肉部１７ｃの両端部には、端部へ向けて内径が連続的に徐々に広がるようなテーパ部２０ａ，２０ｂが設けられている。厚肉部１７ｃの内径は、厚肉部１７ｃの両端部では入力端１７ａ及び出力端１７ｂの内径と等しくなっている。また、挿入溝１８ａ，１８ｂの深さは、誘電体板４を保持し固定するために必要最小限の深さになっており、補償溝１９ａ，１９ｂの深さは、挿入溝１８ａ，１８ｂよりも深く設定されている。
【００４４】
さらに、補償溝１９ａ，１９ｂの両端部には、端部へ向けて深さが連続的に徐々に浅くなるような傾斜部２１がそれぞれ設けられている。実施の形態２では、厚肉部１３ｃの内径と入出力端１３ａ，１３ｂの内径との差を大きくすることにより、深さの異なる溝１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂを厚肉部１３ｃに設けた。これに対して、実施の形態３では、円形導波管１７全体の肉厚を厚くし、深い方の補償溝１９ａ，１９ｂを挿入溝１８ａ，１８ｂよりも掘り下げる構造としている。
【００４５】
従って、補償溝１９ａ，１９ｂの底面は、入出力端１７ａ，１７ｂの内周面よりも径方向外側に位置している。そして、補償溝１９ａ，１９ｂの両端部と入出力端１７ａ，１７ｂの内周面との間に段部が生じないように、補償溝１９ａ，１９ｂの両端部に傾斜部２１が設けられている。
【００４６】
このような円偏波発生器では、補償溝１９ａ，１９ｂの深さを挿入溝１８ａ，１８ｂよりも深くすることにより、４つの溝１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂの電気的な関係がより正確に対称となるため、位相差特性をさらに向上させることができる。
【００４７】
また、円形導波管１７全体の肉厚を厚くし、補償溝１９ａ，１９ｂの底面が入出力端１７ａ，１７ｂの内周面よりも径方向外側に位置するように補償溝１９ａ，１９ｂが掘り下げられているため、厚肉部１７ｃと入出力端１７ａ，１７ｂとの内径の差を小さく抑えることができ、反射特性を向上させることができる。さらに、補償溝１９ａ，１９ｂの両端部に傾斜部２１を設けたので、反射特性をさらに向上させることができる。
【００４８】
なお、実施の形態３では、補償溝１９ａ，１９ｂの深さを挿入溝１８ａ，１８ｂと異なるものとしたが、深さ及び幅を異なるものとしたり、幅のみを異なるものとすることにより、電波に対して与える影響を同等にすることもできる。
【００４９】
実施の形態４．
次に、図９はこの発明の実施の形態４による円偏波発生器を示す正面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図において、円形導波管２２は、入力端２２ａ、出力端２２ｂ、及び厚肉部２２ｃを有している。厚肉部２２ｃには、それぞれ円形導波管１２の軸方向（図５の左右方向）に沿って延びる一対の挿入溝２３ａ，２３ｂ及び一対の補償溝２４ａ，２４ｂが設けられている。
【００５０】
一対の挿入溝２３ａ，２３ｂは、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。また、一対の補償溝２４ａ，２４ｂも、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。さらに、挿入溝２３ａ，２３ｂと補償溝２４ａ，２４ｂとは、円形導波管１の周方向に９０度の間隔をおいて配置されている。一対の挿入溝２３ａ，２３ｂには、誘電体板４の端部が挿入され固定されている。
【００５１】
円形導波管２２の軸方向における厚肉部２２ｃの両端部には、端部へ向けて内径が段階的に徐々に広がるようなステップ部２５ａ，２５ｂが設けられている。このように、ステップ部２５ａ，２５ｂを設けたことにより、溝２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂの深さは、長さ方向の両端部で段階的に徐々に浅くなる。
【００５２】
また、ステップ部２５ａ，２５ｂにおいて内径を変える管軸方向の間隔は、円形導波管２２の管内波長の１／４に設定されている。これにより、１／４インピーダンス変成器が構成される。
【００５３】
このような円偏波発生器では、ステップ部２５ａ，２５ｂにより１／４インピーダンス変成器が構成されるため、実施の形態１のようなテーパ部４ａ，４ｂを設けた場合に比べて、全長を短くすることができるとともに、広帯域に渡って反射を小さく抑え、反射特性を向上させることができる。
【００５４】
なお、ステップ部２５ａ，２５ｂは、厚肉部２２ｃの両端部に設けるのが好適であるが、場合によっては一端部のみに設けてもよく、反射特性をある程度向上させることができる。
【００５５】
実施の形態５．
次に、図１１はこの発明の実施の形態５による円偏波発生器を示す正面図、図１２は図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。図において、補償溝３ａ，３ｂには、誘電体２６がそれぞれ充填されている。誘電体２６の誘電率は、誘電体板４の誘電率と等しく設定されている。補償溝３ａ，３ｂの端部において、誘電体２６には、テーパ部１２ａ，１２ｂと面一となるように傾斜が設けられている。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００５６】
このような円偏波発生器では、補償溝３ａ，３ｂに誘電体２６が充填されているため、補償溝３ａ，３ｂの深さが挿入溝２ａ，２ｂの深さと同程度であっても、円形導波管１１内を伝搬する電波に対して与える影響を同等にすることができる。従って、位相差特性をさらに向上させることができる。
【００５７】
なお、実施の形態５では、挿入溝２ａ，２ｂと補償溝３ａ，３ｂとの深さ及び幅が等しく、かつ誘電体板４と誘電体２６との誘電率が等しい場合を示したが、挿入溝２ａ，２ｂと補償溝３ａ，３ｂの深さや幅が異なる場合でも、誘電体板４と誘電体２６との誘電率を最適に設定することにより、同様の効果を得ることができる。
【００５８】
また、実施の形態５では、誘電体２６の端部をテーパ部１２ａ，１２ｂに揃えたが、必ずしも揃えなくてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の円偏波発生器は、導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部で、端部へ向けて内径が徐々に広げられ、挿入溝及び補償溝の深さが徐々に浅くされているため、厚肉部の端部に段部が生じず、使用周波数が高くても反射特性を向上させることができる。
【００６０】
また、導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部には、端部へ向けて内径が連続的に徐々に広がり、挿入溝及び補償溝の深さが連続的に徐々に浅くなるようにテーパ部が設けられているので、簡単な構造により、反射特性を向上させることができる。
【００６１】
さらに、導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部には、端部へ向けて内径が段階的に徐々に広がり、挿入溝及び補償溝の深さが段階的に徐々に浅くなるようにステップ部が設けられているので、簡単な構造により、反射特性を向上させることができる。
【００６２】
さらにまた、ステップ部では、内径を変える管軸方向の間隔が、導波管の管内波長の１／４に設定されているので、簡単な構造により、反射特性を向上させることができる。
【００６３】
また、補償溝の深さは、挿入溝の深さよりも深く設定されているので、挿入溝及び補償溝の電気的な関係がより正確に対称となり、位相差特性をさらに向上させることができる。
【００６４】
さらに、厚肉部の少なくとも一端部では、補償溝の深さが０となるまで内径が広げられているので、挿入溝及び補償溝の電気的な関係がより正確に対称となり、位相差特性をさらに向上させることができる。
【００６５】
さらにまた、厚肉部の少なくとも一端部では、挿入溝の深さが０となるまで内径が広げられており、補償溝は、その底部が入力端及び出力端の内周面よりも径方向外側に位置するように設けられいるので、厚肉部と入出力端との内径の差を小さく抑えることができ、反射特性を向上させることができる。また、補償溝の両端部に傾斜部を設けたので、反射特性をさらに向上させることができる。
【００６６】
また、補償溝の幅は、挿入溝の幅よりも大きく設定されているので、挿入溝及び補償溝の電気的な関係がより正確に対称となり、位相差特性をさらに向上させることができる。
【００６７】
さらに、補償溝には誘電体が充填されているので、補償溝の深さが挿入溝の深さと同程度であっても、導波管内を伝搬する電波に対して与える影響を同等にすることができ、位相差特性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による円偏波発生器を示す正面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】 図１の円偏波発生器を示す概略の斜視図である。
【図４】 この発明の実施の形態２による円偏波発生器を示す正面図である。
【図５】 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態３による円偏波発生器を示す正面図である。
【図７】 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】 図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】 この発明の実施の形態４による円偏波発生器を示す正面図である。
【図１０】 図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５による円偏波発生器を示す正面図である。
【図１２】 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】 従来の円偏波発生器の一例を示す正面図である。
【図１４】 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。
【図１５】 円形導波管における周波数−位相差特性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１１，１３，１７，２２ 円形導波管、１１ａ，１３ａ，１７ａ，２２ａ 入力端、１１ｂ，１３ｂ，１７ｂ，２２ｂ 出力端、１１ｃ，１３ｃ，１７ｃ，２２ｃ 厚肉部、２ａ，２ｂ，１４ａ，１４ｂ，１８ａ，１８ｂ，２３ａ，２３ｂ挿入溝、３ａ，３ｂ，１５ａ，１５ｂ，１９ａ，１９ｂ，２４ａ，２４ｂ 補償溝、１２ａ，１２ｂ，１６ａ，１６ｂ，２０ａ，２０ｂ テーパ部、２１ 傾斜部、２５ａ，２５ｂ ステップ部、２６ 誘電体。
【発明の属する技術分野】
この発明は、主としてマイクロ波帯、その他の周波数帯としては、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯、ミリ波帯で用いられる導波管形円偏波発生器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は例えば特開昭６３−２６９６０１号公報に示された従来の円偏波発生器を示す正面図、図１４は図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。図において、円筒状の円形導波管１は、例えばアルミニウム等の金属により構成されている。また、円形導波管１は、送受信機（図示せず）に接続される入力端１ａ、アンテナ（図示せず）に接続される出力端１ｂ、及び入力端１ａと出力端１ｂとの間に設けられている厚肉部１ｃを有している。
【０００３】
厚肉部１ｃは、入出力端１ａ，１ｂよりも内径を小さくすることにより肉厚が厚くされている。厚肉部１ｃの内周面には、それぞれ円形導波管１の軸方向（図１４の左右方向）に沿って延びる一対の挿入溝２ａ，２ｂ及び一対の補償溝３ａ，３ｂが設けられている。
【０００４】
一対の挿入溝２ａ，２ｂは、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。また、一対の補償溝３ａ，３ｂも、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。さらに、挿入溝２ａ，２ｂと補償溝３ａ，３ｂとは、円形導波管１の周方向に９０度の間隔をおいて配置されている。
【０００５】
一対の挿入溝２ａ，２ｂには、誘電体板４の端部が挿入され固定されている。誘電体板４は、例えばポリテトラフルオロエチレン系樹脂により構成されている。円形導波管１の軸方向における誘電体板４の両端部には、テーパ状（三角形）の切欠部４ａ，４ｂが設けられている。
【０００６】
次に、動作について説明する。まず、円形導波管１の基本モードであるＴＥ１１モードの電界方向が誘電体板４と４５度の角度をなすように、入射波が入力端１ａから入射するものとする。このとき、入射波の電界は、誘電体板４に平行な成分と垂直な成分とにほぼ等しい振幅で分解することができる。
【０００７】
これらの成分うち、誘電体板４に平行な電界成分は、円形導波管１を通過する途中で誘電体板４の誘電率の効果により、誘電体板４に垂直な電界成分に比べて通過位相が遅れる。従って、誘電体板４の設置区間の長さを所定の値に設定すれば、誘電体板４に平行な電界成分の通過位相を誘電体板４に垂直な電界成分のそれに比べて９０度遅らせることが可能となり、出力端１ｂから円偏波が取り出される。
【０００８】
ところで、完全な円偏波を得るためには、誘電体板４に平行な電界成分に対する垂直電界成分の位相差を、使用する全周波数に渡って９０度に設定する必要がある。また、例えば２０ＧＨｚ帯で受信、３０ＧＨｚ帯で送信を行う送受共用アンテナを構成する場合などには、離れた２つの周波数帯で上記位相差を９０度にする必要が生じる。
【０００９】
このような要求に対して、一般に誘電体板４により直交する２つの偏波間に位相差をつける構成では、誘電体板４の誘電率による波長短縮効果と円形導波管１の管内波長の周波数分散性との相互作用により、図１５に示すような良好な周波数−位相差特性を得易いことが知られている。
【００１０】
一方、実際の構成においては、誘電体板４の取付及び固定のために、円形導波管１の内壁に挿入溝２ａ，２ｂが必要となる。これら挿入溝２ａ，２ｂは、使用周波数が高くなるにつれてその存在が無視できなくなり、上記の周波数−位相差特性への影響が大きくなる。
【００１１】
図１３及び図１４に示した構成では、挿入溝２ａ，２ｂによる特性劣化を補償する目的で、補償溝３ａ，３ｂが設けられている。補償溝３ａ，３ｂは、誘電体板４の面と垂直な面内の円形導波管１内壁に設けられている。これら４つの溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、円形導波管１の内壁に９０度ずつの間隔で対称的に配置され、直交する２つの電界成分に同等の影響を与える。
【００１２】
このため、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの大きさを最適に設定すれば、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを設けることによる直交電界成分間の位相差の相対変化を相殺することができる。このとき、図１３及び図１４の円偏波発生器では、内部の直交電界成分の位相関係が誘電体板４のみを設けた場合と等価となり、図１５に示すような優れた位相差特性が得られる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の円偏波発生器においては、誘電体板４の端部形状がテーパ状に徐々に変化しているの対して、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを設けるための厚肉部１ｃの両端部には、段差が生じている。円形導波管１の断面径は、使用周波数が高くなるほど小さくなるが、挿入溝２ａ，２ｂの深さは、誘電体板４をしっかりと固定する必要があるため、使用周波数によらず殆ど変わらない。従って、厚肉部１ｃの両端部に生じる段差は、使用周波数が高くなり、円形導波管１の断面径が小さくなるほど無視できなくなり、反射特性に影響を及ぼす。
【００１４】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、使用周波数が高くても反射特性を向上させることができる円偏波発生器を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る円偏波発生器は、入力端と、出力端と、これら入力端と出力端との間に配置され、入力端及び出力端よりも内径を小さくすることにより肉厚が厚くされている厚肉部と、この厚肉部の内周面に設けられ、軸方向に延び互いに対向する一対の挿入溝と、これら挿入溝に対して周方向に９０度の間隔をおいて厚肉部の内周面に設けられ、軸方向に延び互いに対向する一対の補償溝とを有する筒状の導波管、及びこの導波管内に配置され、両端部が挿入溝に挿入され固定されている誘電体板を備え、導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部では、端部へ向けて内径が徐々に広がり、挿入溝及び補償溝の深さが徐々に浅くなっているものである。
【００１６】
また、導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部には、端部へ向けて内径が連続的に徐々に広がり、挿入溝及び補償溝の深さが連続的に徐々に浅くなるようにテーパ部が設けられている。
【００１７】
さらに、導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部には、端部へ向けて内径が段階的に徐々に広がり、挿入溝及び補償溝の深さが段階的に徐々に浅くなるようにステップ部が設けられている。
さらにまた、ステップ部では、内径を変える管軸方向の間隔が、導波管の管内波長の１／４に設定されている。
【００１８】
また、補償溝の深さは、挿入溝の深さよりも深く設定されている。
さらに、厚肉部の少なくとも一端部では、補償溝の深さが０となるまで内径が広げられている。
さらにまた、厚肉部の少なくとも一端部では、挿入溝の深さが０となるまで内径が広げられており、補償溝は、その底部が入力端及び出力端の内周面よりも径方向外側に位置するように設けられており、補償溝の端部には、深さが連続的に徐々に浅くなるように傾斜部が設けられている。
また、補償溝の幅は、挿入溝の幅よりも大きく設定されている。
さらに、補償溝には、誘電体が充填されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による円偏波発生器を示す正面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は図１の円偏波発生器を示す概略の斜視図である。
【００２０】
図において、円筒状の円形導波管１１は、例えばアルミニウム等の金属により構成されている。また、円形導波管１１は、送受信機（図示せず）に接続される入力端１１ａ、アンテナ（図示せず）に接続される出力端１１ｂ、及び入力端１１ａと出力端１１ｂとの間に設けられている厚肉部１１ｃを有している。
【００２１】
厚肉部１１ｃは、入出力端１１ａ，１１ｂよりも内径を小さくすることにより肉厚が厚くされている。厚肉部１１ｃの内周面には、それぞれ円形導波管１１の軸方向（図２の左右方向）に沿って延びる一対の挿入溝２ａ，２ｂ及び一対の補償溝３ａ，３ｂが設けられている。
【００２２】
一対の挿入溝２ａ，２ｂは、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。また、一対の補償溝３ａ，３ｂも、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。さらに、挿入溝２ａ，２ｂと補償溝３ａ，３ｂとは、円形導波管１の周方向に９０度の間隔をおいて配置されている。
【００２３】
一対の挿入溝２ａ，２ｂには、誘電体板４の端部が挿入され固定されている。誘電体板４は、例えばポリテトラフルオロエチレン系樹脂により構成されている。円形導波管１の軸方向における誘電体板４の両端部には、テーパ状（三角形）の切欠部４ａ，４ｂが設けられている。
【００２４】
円形導波管１１の軸方向における厚肉部１１ｃの両端部には、端部へ向けて内径が連続的に徐々に広がるようなテーパ部１２ａ，１２ｂが設けられている。厚肉部１１ｃの内径は、厚肉部１１ｃの両端部では入力端１１ａ及び出力端１１ｂの内径と等しくなっている。このように、テーパ部１２ａ，１２ｂを設けたことにより、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの深さは、長さ方向の両端部で連続的に徐々に浅くなり、最終的には０となっている。
【００２５】
次に、動作について説明する。まず、円形導波管１１の基本モードであるＴＥ１１モードの電界方向が誘電体板４と４５度の角度をなすように、入射波が入力端１ａから入射するものとする。このとき、入射波の電界は、誘電体板４に平行な成分と垂直な成分とにほぼ等しい振幅で分解することができる。
【００２６】
これらの成分うち、誘電体板４に平行な電界成分は、円形導波管１１を通過する途中で誘電体板４の誘電率の効果により、誘電体板４に垂直な電界成分に比べて通過位相が遅れる。従って、誘電体板４の設置区間の長さを所定の値に設定すれば、誘電体板４に平行な電界成分の通過位相を誘電体板４に垂直な電界成分のそれに比べて９０度遅らせることが可能となり、出力端１１ｂから円偏波が取り出される。
【００２７】
ところで、完全な円偏波を得るためには、誘電体板４に平行な電界成分に対する垂直電界成分の位相差を、使用する全周波数に渡って９０度に設定する必要がある。また、例えば２０ＧＨｚ帯で受信、３０ＧＨｚ帯で送信を行う送受共用アンテナを構成する場合などには、離れた２つの周波数帯で上記位相差を９０度にする必要が生じる。
【００２８】
このような要求に対して、一般に誘電体板４により直交する２つの偏波間に位相差をつける構成では、誘電体板４の誘電率による波長短縮効果と円形導波管１の管内波長の周波数分散性との相互作用により、図１５に示すような良好な周波数−位相差特性を得易いことが知られている。
【００２９】
一方、実際の構成においては、誘電体板４の取付及び固定のために、円形導波管１１の内壁に挿入溝２ａ，２ｂが必要となる。これら挿入溝２ａ，２ｂは、使用周波数が高くなるにつれてその存在が無視できなくなり、上記の周波数−位相差特性への影響が大きくなる。
【００３０】
図１ないし図３に示した構成では、挿入溝２ａ，２ｂによる特性劣化を補償する目的で、補償溝３ａ，３ｂが設けられている。補償溝３ａ，３ｂは、誘電体板４の面と垂直な面内の円形導波管１内壁に設けられている。これら４つの溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、円形導波管１の内壁に９０度ずつの間隔で対称的に配置され、直交する２つの電界成分に同等の影響を与える。
【００３１】
このため、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの大きさを最適に設定すれば、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを設けることによる直交電界成分間の位相差の相対変化を相殺することができる。このとき、図１ないし図３の円偏波発生器では、内部の直交電界成分の位相関係が誘電体板４のみを設けた場合と等価となり、図１５に示すような優れた位相差特性が得られる。
【００３２】
また、実施の形態１では、溝２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを設けるための厚肉部１１ｃの両端部にテーパ部１２ａ，１２ｂが設けられており、厚肉部１１ｃの内周面と入力端１１ａ及び出力端の内周面との間に段差が生じるのが防止されている。このため、使用周波数が高い場合でも、反射を生じず、反射特性を向上させることができる。
【００３３】
さらに、テーパ部１２ａ，１２ｂは、円形導波管１１の長手方向における厚肉部１１ｃの両端部に設けられているため、送受信の両方向において反射特性を向上させることができる。
【００３４】
なお、テーパ部は、厚肉部の一端部のみに設けてもよく、テーパ部を設けない場合に比べれば、反射特性をある程度向上させることができる。
【００３５】
実施の形態２．
次に、図４はこの発明の実施の形態２による円偏波発生器を示す正面図、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図において、円形導波管１３は、入力端１３ａ、出力端１３ｂ、及び厚肉部１３ｃを有している。厚肉部１３ｃには、それぞれ円形導波管１２の軸方向（図５の左右方向）に沿って延びる一対の挿入溝１４ａ，１４ｂ及び一対の補償溝１５ａ，１５ｂが設けられている。
【００３６】
一対の挿入溝１４ａ，１４ｂは、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。また、一対の補償溝１５ａ，１５ｂも、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。さらに、挿入溝１４ａ，１４ｂと補償溝１５ａ，１５ｂとは、円形導波管１の周方向に９０度の間隔をおいて配置されている。一対の挿入溝１４ａ，１４ｂには、誘電体板４の端部が挿入され固定されている。
【００３７】
円形導波管１３の軸方向における厚肉部１３ｃの両端部には、端部へ向けて内径が連続的に徐々に広がるようなテーパ部１６ａ，１６ｂが設けられている。厚肉部１３ｃの内径は、厚肉部１３ｃの両端部では入力端１３ａ及び出力端１３ｂの内径と等しくなっている。また、挿入溝１４ａ，１４ｂの深さは、誘電体板４を保持し固定するために必要最小限の深さになっており、補償溝１５ａ，１５ｂの深さは、挿入溝１４ａ，１４ｂよりも深く設定されている。
【００３８】
このような円偏波発生器では、誘電体板４が挿入されている挿入溝１４ａ，１４ｂの深さは、誘電率の効果により、実際の深さよりも等価的に深く見える。これに対し、補償溝１５ａ，１５ｂの深さを挿入溝１４ａ，１４ｂよりも深くすることで、円形導波管１３内を伝搬する電波に対して与える影響を同等にすることができる。なお、テーパ部１６ａ，１６ｂの内径は、深い方の溝、即ち補償溝１５ａ，１５ｂの両端部の深さが最終的に０となるまで広げられている。
【００３９】
このように、補償溝１５ａ，１５ｂの深さを挿入溝１４ａ，１４ｂよりも深くすることにより、４つの溝１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの電気的な関係がより正確に対称となるため、位相差特性をさらに向上させることができる。
【００４０】
なお、実施の形態２では、補償溝１５ａ，１５ｂの深さを挿入溝１４ａ，１４ｂと異なるものとしたが、深さ及び幅を異なるものとしたり、幅のみを異なるものとすることにより、電波に対して与える影響を同等にすることもできる。即ち、補償溝１５ａ，１５ｂの幅を挿入溝１４ａ，１４ｂの幅よりも大きくしてもよい。
【００４１】
実施の形態３．
次に、図６はこの発明の実施の形態３による円偏波発生器を示す正面図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図、図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図において、円形導波管１７は、入力端１７ａ、出力端１７ｂ、及び厚肉部１７ｃを有している。厚肉部１７ｃには、それぞれ円形導波管１２の軸方向（図５の左右方向）に沿って延びる一対の挿入溝１８ａ，１８ｂ及び一対の補償溝１９ａ，１９ｂが設けられている。
【００４２】
一対の挿入溝１８ａ，１８ｂは、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。また、一対の補償溝１９ａ，１９ｂも、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。さらに、挿入溝１８ａ，１８ｂと補償溝１９ａ，１９ｂとは、円形導波管１の周方向に９０度の間隔をおいて配置されている。一対の挿入溝１８ａ，１８ｂには、誘電体板４の端部が挿入され固定されている。
【００４３】
円形導波管１７の軸方向における厚肉部１７ｃの両端部には、端部へ向けて内径が連続的に徐々に広がるようなテーパ部２０ａ，２０ｂが設けられている。厚肉部１７ｃの内径は、厚肉部１７ｃの両端部では入力端１７ａ及び出力端１７ｂの内径と等しくなっている。また、挿入溝１８ａ，１８ｂの深さは、誘電体板４を保持し固定するために必要最小限の深さになっており、補償溝１９ａ，１９ｂの深さは、挿入溝１８ａ，１８ｂよりも深く設定されている。
【００４４】
さらに、補償溝１９ａ，１９ｂの両端部には、端部へ向けて深さが連続的に徐々に浅くなるような傾斜部２１がそれぞれ設けられている。実施の形態２では、厚肉部１３ｃの内径と入出力端１３ａ，１３ｂの内径との差を大きくすることにより、深さの異なる溝１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂを厚肉部１３ｃに設けた。これに対して、実施の形態３では、円形導波管１７全体の肉厚を厚くし、深い方の補償溝１９ａ，１９ｂを挿入溝１８ａ，１８ｂよりも掘り下げる構造としている。
【００４５】
従って、補償溝１９ａ，１９ｂの底面は、入出力端１７ａ，１７ｂの内周面よりも径方向外側に位置している。そして、補償溝１９ａ，１９ｂの両端部と入出力端１７ａ，１７ｂの内周面との間に段部が生じないように、補償溝１９ａ，１９ｂの両端部に傾斜部２１が設けられている。
【００４６】
このような円偏波発生器では、補償溝１９ａ，１９ｂの深さを挿入溝１８ａ，１８ｂよりも深くすることにより、４つの溝１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂの電気的な関係がより正確に対称となるため、位相差特性をさらに向上させることができる。
【００４７】
また、円形導波管１７全体の肉厚を厚くし、補償溝１９ａ，１９ｂの底面が入出力端１７ａ，１７ｂの内周面よりも径方向外側に位置するように補償溝１９ａ，１９ｂが掘り下げられているため、厚肉部１７ｃと入出力端１７ａ，１７ｂとの内径の差を小さく抑えることができ、反射特性を向上させることができる。さらに、補償溝１９ａ，１９ｂの両端部に傾斜部２１を設けたので、反射特性をさらに向上させることができる。
【００４８】
なお、実施の形態３では、補償溝１９ａ，１９ｂの深さを挿入溝１８ａ，１８ｂと異なるものとしたが、深さ及び幅を異なるものとしたり、幅のみを異なるものとすることにより、電波に対して与える影響を同等にすることもできる。
【００４９】
実施の形態４．
次に、図９はこの発明の実施の形態４による円偏波発生器を示す正面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図において、円形導波管２２は、入力端２２ａ、出力端２２ｂ、及び厚肉部２２ｃを有している。厚肉部２２ｃには、それぞれ円形導波管１２の軸方向（図５の左右方向）に沿って延びる一対の挿入溝２３ａ，２３ｂ及び一対の補償溝２４ａ，２４ｂが設けられている。
【００５０】
一対の挿入溝２３ａ，２３ｂは、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。また、一対の補償溝２４ａ，２４ｂも、互いに対向するように円形導波管１の周方向に１８０度の間隔をおいて配置されている。さらに、挿入溝２３ａ，２３ｂと補償溝２４ａ，２４ｂとは、円形導波管１の周方向に９０度の間隔をおいて配置されている。一対の挿入溝２３ａ，２３ｂには、誘電体板４の端部が挿入され固定されている。
【００５１】
円形導波管２２の軸方向における厚肉部２２ｃの両端部には、端部へ向けて内径が段階的に徐々に広がるようなステップ部２５ａ，２５ｂが設けられている。このように、ステップ部２５ａ，２５ｂを設けたことにより、溝２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂの深さは、長さ方向の両端部で段階的に徐々に浅くなる。
【００５２】
また、ステップ部２５ａ，２５ｂにおいて内径を変える管軸方向の間隔は、円形導波管２２の管内波長の１／４に設定されている。これにより、１／４インピーダンス変成器が構成される。
【００５３】
このような円偏波発生器では、ステップ部２５ａ，２５ｂにより１／４インピーダンス変成器が構成されるため、実施の形態１のようなテーパ部４ａ，４ｂを設けた場合に比べて、全長を短くすることができるとともに、広帯域に渡って反射を小さく抑え、反射特性を向上させることができる。
【００５４】
なお、ステップ部２５ａ，２５ｂは、厚肉部２２ｃの両端部に設けるのが好適であるが、場合によっては一端部のみに設けてもよく、反射特性をある程度向上させることができる。
【００５５】
実施の形態５．
次に、図１１はこの発明の実施の形態５による円偏波発生器を示す正面図、図１２は図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。図において、補償溝３ａ，３ｂには、誘電体２６がそれぞれ充填されている。誘電体２６の誘電率は、誘電体板４の誘電率と等しく設定されている。補償溝３ａ，３ｂの端部において、誘電体２６には、テーパ部１２ａ，１２ｂと面一となるように傾斜が設けられている。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００５６】
このような円偏波発生器では、補償溝３ａ，３ｂに誘電体２６が充填されているため、補償溝３ａ，３ｂの深さが挿入溝２ａ，２ｂの深さと同程度であっても、円形導波管１１内を伝搬する電波に対して与える影響を同等にすることができる。従って、位相差特性をさらに向上させることができる。
【００５７】
なお、実施の形態５では、挿入溝２ａ，２ｂと補償溝３ａ，３ｂとの深さ及び幅が等しく、かつ誘電体板４と誘電体２６との誘電率が等しい場合を示したが、挿入溝２ａ，２ｂと補償溝３ａ，３ｂの深さや幅が異なる場合でも、誘電体板４と誘電体２６との誘電率を最適に設定することにより、同様の効果を得ることができる。
【００５８】
また、実施の形態５では、誘電体２６の端部をテーパ部１２ａ，１２ｂに揃えたが、必ずしも揃えなくてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の円偏波発生器は、導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部で、端部へ向けて内径が徐々に広げられ、挿入溝及び補償溝の深さが徐々に浅くされているため、厚肉部の端部に段部が生じず、使用周波数が高くても反射特性を向上させることができる。
【００６０】
また、導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部には、端部へ向けて内径が連続的に徐々に広がり、挿入溝及び補償溝の深さが連続的に徐々に浅くなるようにテーパ部が設けられているので、簡単な構造により、反射特性を向上させることができる。
【００６１】
さらに、導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部には、端部へ向けて内径が段階的に徐々に広がり、挿入溝及び補償溝の深さが段階的に徐々に浅くなるようにステップ部が設けられているので、簡単な構造により、反射特性を向上させることができる。
【００６２】
さらにまた、ステップ部では、内径を変える管軸方向の間隔が、導波管の管内波長の１／４に設定されているので、簡単な構造により、反射特性を向上させることができる。
【００６３】
また、補償溝の深さは、挿入溝の深さよりも深く設定されているので、挿入溝及び補償溝の電気的な関係がより正確に対称となり、位相差特性をさらに向上させることができる。
【００６４】
さらに、厚肉部の少なくとも一端部では、補償溝の深さが０となるまで内径が広げられているので、挿入溝及び補償溝の電気的な関係がより正確に対称となり、位相差特性をさらに向上させることができる。
【００６５】
さらにまた、厚肉部の少なくとも一端部では、挿入溝の深さが０となるまで内径が広げられており、補償溝は、その底部が入力端及び出力端の内周面よりも径方向外側に位置するように設けられいるので、厚肉部と入出力端との内径の差を小さく抑えることができ、反射特性を向上させることができる。また、補償溝の両端部に傾斜部を設けたので、反射特性をさらに向上させることができる。
【００６６】
また、補償溝の幅は、挿入溝の幅よりも大きく設定されているので、挿入溝及び補償溝の電気的な関係がより正確に対称となり、位相差特性をさらに向上させることができる。
【００６７】
さらに、補償溝には誘電体が充填されているので、補償溝の深さが挿入溝の深さと同程度であっても、導波管内を伝搬する電波に対して与える影響を同等にすることができ、位相差特性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による円偏波発生器を示す正面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】 図１の円偏波発生器を示す概略の斜視図である。
【図４】 この発明の実施の形態２による円偏波発生器を示す正面図である。
【図５】 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態３による円偏波発生器を示す正面図である。
【図７】 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】 図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】 この発明の実施の形態４による円偏波発生器を示す正面図である。
【図１０】 図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５による円偏波発生器を示す正面図である。
【図１２】 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】 従来の円偏波発生器の一例を示す正面図である。
【図１４】 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。
【図１５】 円形導波管における周波数−位相差特性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１１，１３，１７，２２ 円形導波管、１１ａ，１３ａ，１７ａ，２２ａ 入力端、１１ｂ，１３ｂ，１７ｂ，２２ｂ 出力端、１１ｃ，１３ｃ，１７ｃ，２２ｃ 厚肉部、２ａ，２ｂ，１４ａ，１４ｂ，１８ａ，１８ｂ，２３ａ，２３ｂ挿入溝、３ａ，３ｂ，１５ａ，１５ｂ，１９ａ，１９ｂ，２４ａ，２４ｂ 補償溝、１２ａ，１２ｂ，１６ａ，１６ｂ，２０ａ，２０ｂ テーパ部、２１ 傾斜部、２５ａ，２５ｂ ステップ部、２６ 誘電体。
Claims (9)
- 入力端と、出力端と、これら入力端と出力端との間に配置され、上記入力端及び上記出力端よりも内径を小さくすることにより肉厚が厚くされている厚肉部と、この厚肉部の内周面に設けられ、軸方向に延び互いに対向する一対の挿入溝と、これら挿入溝に対して周方向に９０度の間隔をおいて上記厚肉部の内周面に設けられ、軸方向に延び互いに対向する一対の補償溝とを有する筒状の導波管、及び
この導波管内に配置され、両端部が上記挿入溝に挿入され固定されている誘電体板
を備え、上記導波管の軸方向における上記厚肉部の少なくとも一端部では、端部へ向けて内径が徐々に広がり、上記挿入溝及び上記補償溝の深さが徐々に浅くなっていることを特徴とする円偏波発生器。 - 導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部には、端部へ向けて内径が連続的に徐々に広がり、挿入溝及び補償溝の深さが連続的に徐々に浅くなるようにテーパ部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の円偏波発生器。
- 導波管の軸方向における厚肉部の少なくとも一端部には、端部へ向けて内径が段階的に徐々に広がり、挿入溝及び補償溝の深さが段階的に徐々に浅くなるようにステップ部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の円偏波発生器。
- ステップ部では、内径を変える管軸方向の間隔が、導波管の管内波長の１／４に設定されていることを特徴とする請求項３記載の円偏波発生器。
- 補償溝の深さが挿入溝の深さよりも深く設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の円偏波発生器。
- 厚肉部の少なくとも一端部では、補償溝の深さが０となるまで内径が広げられていることを特徴とする請求項５記載の円偏波発生器。
- 厚肉部の少なくとも一端部では、挿入溝の深さが０となるまで内径が広げられており、補償溝は、その底部が入力端及び出力端の内周面よりも径方向外側に位置するように設けられており、上記補償溝の端部には、深さが連続的に徐々に浅くなるように傾斜部が設けられていることを特徴とする請求項５記載の円偏波発生器。
- 補償溝の幅が挿入溝の幅よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の円偏波発生器。
- 補償溝には、誘電体が充填されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の円偏波発生器。
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