JP6637786B2 - 偏分波器 - Google Patents
偏分波器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6637786B2 JP6637786B2 JP2016033690A JP2016033690A JP6637786B2 JP 6637786 B2 JP6637786 B2 JP 6637786B2 JP 2016033690 A JP2016033690 A JP 2016033690A JP 2016033690 A JP2016033690 A JP 2016033690A JP 6637786 B2 JP6637786 B2 JP 6637786B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main waveguide
- resistor
- waveguide
- polarization
- polarization splitter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 27
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005388 cross polarization Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Description
本発明は偏分波器、特に超小型地球局を用いた衛星通信等に利用され、電波を水平偏波と垂直偏波に分離し又は逆に合波する偏分波器の構成に関する。
偏分波器は、例えば超小型地球局（VSAT）を利用し、アップリンク用周波数として３０ＧＨｚ帯、ダウンリンク用周波数として２０ＧＨｚ帯を使用する衛星通信において、地球局側に搭載される。この種の偏分波器では、例えば主導波管と分岐導波管が設けられ、主導波管から伝送される電波を水平、垂直両偏波を単一偏波成分として分離することにより分岐導波管へ出力し、逆に分岐導波管から伝送される水平偏波と垂直偏波を合波して主導波管へ出力する機能を持ち、広帯域に良好なインピーダンス整合特性、直交偏波特性、並びに低伝搬損失特性等が要求される。
ところで、上記の導波管を用いる偏分波器では、高次モードによる不要な共振（基本モードを打ち消す共振）が起こるという問題があり、この高次モードを低減する方法として、例えば特許文献１にも示されるように、導波管内部に抵抗体を設けることが行われる。
図４に、従来の偏分波器の構成が示されており、この例では、方形導波管１２の水平方向（Ｅｈ）の中央で、垂直偏波面（Ｅｖ）と平行に、非金属、平板の抵抗体１３が取り付けられる。
図４に、従来の偏分波器の構成が示されており、この例では、方形導波管１２の水平方向（Ｅｈ）の中央で、垂直偏波面（Ｅｖ）と平行に、非金属、平板の抵抗体１３が取り付けられる。
しかしながら、図４のような構造の場合、導波管１２の内部の上下の２面に抵抗体１３を取り付け、確実に固定する必要があることから、その取付け・固定方法が限定され、自由度が低いという問題があった。
しかも、この抵抗板１３の取付けでは、高次モードの低減が良好に図られることが要請される。
しかも、この抵抗板１３の取付けでは、高次モードの低減が良好に図られることが要請される。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、導波管に抵抗体を配置する際の取付け・固定の自由度が増すと共に、高次モードの低減も確実に行うことができる偏分波器を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、主導波管と、この主導波管に接続された複数の分岐導波管と、上記主導波管の水平方向又は垂直方向の内寸法を絞ることにより伝送波を水平偏波と垂直偏波に分離する絞り部と、を備えた偏分波器において、上記主導波管の壁面に抵抗体を設け、この抵抗体は、抑圧対象周波数の波長の程度の長さとし、上記主導波管の絞り部との境目近傍を始点として絞り部側へ配置したことを特徴とする。
請求項２の発明は、上記主導波管の壁面にザグリ部を設け、このザグリ部に上記抵抗体を取り付けることを特徴とする。
請求項３の発明は、上記主導波管の抵抗率をρＷＧ、上記抵抗体の抵抗率をρＲｅｓとすると、ρＷＧ＜ρＲｅｓの関係を満たすようにしたことを特徴とする。
請求項２の発明は、上記主導波管の壁面にザグリ部を設け、このザグリ部に上記抵抗体を取り付けることを特徴とする。
請求項３の発明は、上記主導波管の抵抗率をρＷＧ、上記抵抗体の抵抗率をρＲｅｓとすると、ρＷＧ＜ρＲｅｓの関係を満たすようにしたことを特徴とする。
上記の構成によれば、例えば主導波管の壁面に設けたザグリ部に、平板の抵抗体が壁面と面一になる状態で配置されており、この抵抗体としては、導波管よりも大きいジュール損失を生じさせる金属系材料で、その抵抗率ρＲｅｓが主導波管の抵抗率ρＷＧよりも大きいものが適用される。
上記主導波管を伝搬する電波は、絞り部を通過することで、水平偏波と垂直偏波に分離され、これら水平偏波と垂直偏波は、それぞれの分岐導波管に出力されるが、このとき、上記の抵抗体により高次モードの発生が抑圧され、この高次モードによる急峻な共振が減少する。即ち、高次モードが生じると高周波電流の大きく流れる部分が現れるので、この高周波電流を抵抗体により抑えることにより、高次モードによる共振を低減することができる。
上記主導波管を伝搬する電波は、絞り部を通過することで、水平偏波と垂直偏波に分離され、これら水平偏波と垂直偏波は、それぞれの分岐導波管に出力されるが、このとき、上記の抵抗体により高次モードの発生が抑圧され、この高次モードによる急峻な共振が減少する。即ち、高次モードが生じると高周波電流の大きく流れる部分が現れるので、この高周波電流を抵抗体により抑えることにより、高次モードによる共振を低減することができる。
本発明によれば、抵抗体を導波管の壁面に設けることで、偏波方向を問わず高次モードによる急峻な共振を広帯域に低減させることが可能となり、また導波管壁面の一部をザグリ構造として抵抗体を配置することにより、切削加工製品のみならず、鋳造製品に対しても極めて容易に適用することができる。しかも、カシメ、導電性剤による接着、ロウ付け等、様々な形態の固定方法を採ることが可能であるという利点がある。
図１及び図２に、実施例の偏分波器の構成が示されており、実施例において、符号の１は方形（矩形）の主導波管、２は主導波管１の水平方向の幅をテーパ状に徐々に狭めた絞り部（テーパ部）、３は絞り部２の先（絞った部分）に設けられ、水平偏波（Ｅｈ）のみを伝搬させる分岐導波管、４は絞り部２の途中に結合口（孔）を介して取り付けられ、垂直偏波のみを伝搬させる分岐導波管（Ｅｖ）である。
このような偏分波器の主導波管１の例えば底面と上面（左右側面でもよく、一面のみでもよい）において、基本モードの電流密度が小さくかつ高次モードによる電流密度が大きい場所に、鉄等からなる平板の抵抗体６を設けている。実施例の抵抗体６は、底面又は上面を貫通しない方形の穴からなるザグリ部（凹部）を形成し、このザグリ部に抵抗体平板を嵌合させる形とされ、ザグリ部の深さと抵抗体平板の厚みを合わせることで、抵抗体６の表面は主導波管１内の壁面と面一（段差がない状態）となる。
上記のように、抵抗体６をザグリ部に配置して固定する方法とすれば、カシメ、導電性接着剤、ロウ付け等、材質の特性を考慮して様々な手法を採ることができる。また、抵抗体６の上面が主導波管１の内面と面一になることにより、新たな高次モードの発生もなくすことが可能となる。
また、主導波管１や分岐導波管３，４は、伝搬損失を抑えるために抵抗率の小さい材質、例えばアルミニウムや亜鉛等とされ、抵抗体６は主導波管１や分岐導波管３，４よりも抵抗率の大きい材質、例えば鉄等とされる。即ち、主導波管の抵抗率ρＷＧと抵抗体の抵抗率ρＲｅｓとは、ρＷＧ＜ρＲｅｓの関係を満たすように設定される。これにより、抑圧対象の高次モードを効率よく低減することができる。
更に、実施例では、抵抗体６を抑圧対象周波数の波長程度の長さ（伝搬方向の長さ）とし、図２に示されるように、主導波管１の絞り部２との境目Ｓａを始点として絞り部側へ配置する。即ち、基本モードの電流密度が小さくかつ高次モードによる電流密度が大きくなる場所として、上記境目Ｓａから高次モードの波長程度の長さの領域が好適である。
図３は、実施例の偏分波器における伝搬損失（挿入損失対周波数）を表したグラフであり、図の実線は抵抗体がない場合、破線は抵抗体がある場合の伝搬損失を示している。このグラフのように、抵抗体なしでの高次モードによる急峻な共振が抵抗体６を設けることで大きく鈍化される結果となった。
そもそも、高次モードとは、図５に示される基本（伝搬）モードＴＥ10に対して、図６に示される１例としてのＴＥ11のような伝送モードのことであり、電波が不連続面や急勾配の導波路（テーパ構造等を有する導波路）を伝搬する際に生じ易く、基本伝送モードに対して逆ベクトル成分を有したり、又は交差偏波成分を持つような伝送モードであって、基本モードを打ち消したり、直交偏波成分へエネルギー変換がなされることで、基本モードの伝搬特性に共振点を生じさせる。
方形導波管内に、図５、図６のような電磁界分布を持つとき、金属との境界条件より電界ベクトルは導波管壁面に対して直角となるように入力され、一方磁界ベクトルに関しては、境界面において磁界が連続となるように導波管壁面上に高周波電流が生じるが、その電流密度は導波管サイズが小さい方が大きくなる。即ち、偏分波器において基本モードに対する影響度を抑えつつ、効率よく高次モードを抑圧させるためには、絞り部２との境目Ｓａを始点として主導波管側へ、抑圧対象となる周波数で波長程度の長さを持つ抵抗体を配置することが効果的であると考えられる。
実施例では、図１のように、ある周波数（帯）の電波を水平偏波と垂直偏波に分離する構成を示したが、これに限らず、複数の周波数（帯）の電波を水平及び垂直の偏波に分離することができる。例えば、絞り部（２）を必要な長さまで長く形成し、その絞り部の途中の複数箇所から垂直偏波を取り出す分岐導波管（４）を設けると共に、水平偏波を取り出す分岐導波管を設けることにより、複数の周波数に適用することが可能となる。
また、実施例の絞り部２は、主導波管１の水平方向の内寸法を絞るようにしたが、主導波管１の垂直方向の内寸法を絞る構成としてもよい。
１…主導波管、
２…絞り部、
３，４…分岐導波管、
６，１３…抵抗体、
１２…導波管。
２…絞り部、
３，４…分岐導波管、
６，１３…抵抗体、
１２…導波管。
Claims (3)
- 主導波管と、この主導波管に接続された複数の分岐導波管と、上記主導波管の水平方向又は垂直方向の内寸法を絞ることにより伝送波を水平偏波と垂直偏波に分離する絞り部と、を備えた偏分波器において、
上記主導波管の壁面に抵抗体を設け、この抵抗体は、抑圧対象周波数の波長の程度の長さとし、上記主導波管の絞り部との境目近傍を始点として絞り部側へ配置したことを特徴とする偏分波器。 - 上記主導波管の壁面にザグリ部を設け、このザグリ部に上記抵抗体を取り付けることを特徴とする請求項１記載の偏分波器。
- 上記主導波管の抵抗率をρＷＧ、上記抵抗体の抵抗率をρＲｅｓとすると、ρＷＧ＜ρＲｅｓの関係を満たすようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の偏分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016033690A JP6637786B2 (ja) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | 偏分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016033690A JP6637786B2 (ja) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | 偏分波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017152938A JP2017152938A (ja) | 2017-08-31 |
| JP6637786B2 true JP6637786B2 (ja) | 2020-01-29 |
Family
ID=59740957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016033690A Active JP6637786B2 (ja) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | 偏分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6637786B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102549082B1 (ko) * | 2020-09-02 | 2023-06-30 | (주)인텔리안테크놀로지스 | 고차모드를 억제하는 광대역 셉텀 편파기 |
| KR102553404B1 (ko) * | 2021-08-19 | 2023-07-11 | (주)인텔리안테크놀로지스 | 다중대역 다이플렉서 및 이를 포함한 광대역 안테나 |
-
2016
- 2016-02-25 JP JP2016033690A patent/JP6637786B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017152938A (ja) | 2017-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10050350B2 (en) | Differential planar aperture antenna | |
| Wang et al. | A circular polarizer designed with a dielectric septum loading | |
| JP6637786B2 (ja) | 偏分波器 | |
| WO2015133033A1 (ja) | マイクロストリップアンテナ | |
| US20100073248A1 (en) | Flat antenna ground plane supporting body including quarter-wave traps | |
| US10957965B2 (en) | Directional coupler and a method of manufacturing thereof | |
| JP2005045341A (ja) | 導波管無反射終端器及び導波管回路 | |
| WO2016186136A1 (ja) | 同軸マイクロストリップ線路変換回路 | |
| JP4111401B1 (ja) | フェライト移相器及び自動整合装置 | |
| US3327250A (en) | Multi-mode broad-band selective coupler | |
| US3146410A (en) | Strip line to ridged waveguide transition having a probe projecting into waveguide through ridge | |
| US6842085B2 (en) | Orthomode transducer having improved cross-polarization suppression and method of manufacture | |
| JP2012147421A (ja) | フィンライン型偏波分離器 | |
| US3094677A (en) | Strip line wave guide coupler | |
| Dunning et al. | Offset quad ridged ortho-mode transducer with a 3.4: 1 bandwidth | |
| Esquius-Morote et al. | Extended SIW for ${\rm TE} _ {m0} $ and ${\rm TE} _ {0n} $ Modes and Slotline Excitation of the ${\rm TE} _ {01} $ Mode | |
| JP6219324B2 (ja) | 平面伝送線路導波管変換器 | |
| US4280111A (en) | Waveguide circulator having cooling means | |
| WO2014132657A1 (ja) | 有極型帯域通過フィルタ | |
| JP5184561B2 (ja) | フィンライン型導波管構造、偏波分離器およびフィンライン型導波管構造の製造方法 | |
| US9368855B2 (en) | Planar circuit to waveguide transition having openings formed in a conductive pattern to form a balance line or an unbalance line | |
| JP4128216B1 (ja) | フェライト移相器及び自動整合装置 | |
| Baccarelli et al. | Unimodal surface‐wave propagation in metamaterial nonradiative dielectric waveguides | |
| García-Pérez et al. | Orthomode transducer for the new W-band receiver of the 40 m radio telescope | |
| WO2016143094A1 (ja) | 偏波分離回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181206 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190906 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190924 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191031 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191203 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191223 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6637786 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |