JP7106039B2 - 偏波分離回路 - Google Patents

Description

本開示は、偏波分離回路に関する。

偏波分離回路は、複数の周波数帯において直交している２つの偏波からなる信号を利用するアンテナの給電回路として用いられる。偏波分離回路には、複数の周波数帯における信号を分離して伝送することができる多重円筒構造を有するものがある。例えば、二重円筒構造では、最内部に設けられた内円筒が円筒導波管であり、その内側から信号が伝送され、この内円筒の外側にある外円筒を含む円筒同軸導波管における内円筒と外円筒の間で信号が伝送される。二重円筒構造を有した偏波分離回路は、例えば、非特許文献１に記載されるように、円筒導波管と円筒同軸導波管のそれぞれの円筒径と遮断周波数との関係によって外側の円筒同軸導波管において低い周波数帯の信号が伝送される。

Ｈｅｎｒｙ Ｚ． Ｚｈａｎｇ， " Ａ Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ－Ｍｏｄｅ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｑｕａｄ－Ｒｉｄｇｅｄ Ｃｏａｘｉａｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ａｎｄ Ｆｏｕｒ Ｒｉｄｇｅｄ Ｓｅｃｔｏｒａｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ "， ＩＥＥＥ ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ ＡＮＤ ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ ＬＥＴＴＥＲＳ， ＶＯＬ． １２， ＮＯ． ５， ＭＡＹ ２００２， ｐｐ． １７２－１７４．

多重円筒構造を有した偏波分離回路は、円筒同軸導波管の外円筒と内円筒との間で伝送される低周波数帯において直交している２つの偏波からなる信号を分離して出力するための矩形の分岐導波管を設ける必要がある。非特許文献１に記載された偏波分離回路では、円筒同軸導波管と分岐導波管との間の整合をとって広帯域に良好な特性が得られる構造が考慮されていないという課題があった。

本開示は上記課題を解決するものであり、広帯域に良好な特性が得られる偏波分離回路を得ることを目的とする。

本開示に係る偏波分離回路は、外円筒と内円筒が同軸に配置された円筒同軸導波管と、円筒同軸導波管の一方の端部に接続された複数の矩形導波管と、外円筒と内円筒との間に矩形導波管ごとに設けられた第１のリッジと、矩形導波管の内部に第１のリッジごとに設けられた第２のリッジと、第１のリッジと第２のリッジとを連続的に接続する接続部と、外円筒と内円筒との間に、接続部ごとに設けられ、ガイド部と、外円筒と内円筒との間に設けられ、隣り合ったガイド部の間を仕切る仕切りを備え、矩形導波管は、円筒同軸導波管の端部に接続される側に幅の狭い矩形導波管部を有し、ガイド部は、接続部と対向している。

本開示によれば、円筒同軸導波管と、複数の矩形導波管と、外円筒と内円筒との間に矩形導波管ごとに設けられた第１のリッジと、矩形導波管の内部に第１のリッジごとに設けられた第２のリッジと、第１のリッジと第２のリッジとを連続的に接続する接続部と、外円筒と内円筒との間に、接続部ごとに設けられたガイド部と、外円筒と内円筒との間に設けられ、隣り合ったガイド部の間を仕切る仕切りを備え、矩形導波管は、円筒同軸導波管の端部に接続される側に幅の狭い矩形導波管部を有し、円筒同軸導波管から矩形導波管へ偏波を伝搬させるガイド部は、接続部と対向している。この構成を有することによって、円筒同軸導波管および矩形導波管における各領域の信号の電界分布が近似するので、本開示に係る偏波分離回路は、広帯域に良好な特性が得られる。

実施の形態１に係る偏波分離回路の概略構成を示す透視斜視図である。 図１の偏波分離回路を示す透視側面図である。 図１の偏波分離回路を示す透視上面図である。 図１の偏波分離回路の外観を示す斜視図である。 図１の偏波分離回路における内円筒、仕切りおよびガイド部を示す斜視図である。 図１の偏波分離回路におけるリッジを示す斜視図である。 図１の偏波分離回路における外円筒、内円筒、矩形導波管、リッジおよびガイド部を示す部分側面図である。 図７の符号Ａ、ＢおよびＣで示した各断面における信号の電界を概略的に示す図である。 図１の偏波分離回路における外円筒、内円筒、矩形導波管、リッジおよびガイド部と、信号の反射の発生位置を示す部分側面図である。 図１の偏波分離回路における、内円筒および仕切りと、ガイド部の変形例１を示す斜視図である。 図１の偏波分離回路における外円筒、内円筒、矩形導波管およびリッジと、ガイド部の変形例１とを示す部分側面図である。 図１１の符号Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧで示した各断面における信号の電界を概略的に示す図である。 図１の偏波分離回路におけるガイド部と仕切りの変形例を示す上面図である。 図１の偏波分離回路におけるガイド部の変形例２と仕切りを示す上面図である。 実施の形態２に係る偏波分離回路における外円筒、内円筒、矩形導波管、リッジおよびガイド部と、信号の反射の発生位置を示す部分側面図である。 実施の形態３に係る偏波分離回路における外円筒、内円筒、矩形導波管、リッジおよびガイド部を示す部分側面図である。 実施の形態４に係る偏波分離回路における外円筒、内円筒、矩形導波管、リッジおよびガイド部を示す部分側面図である。 図１７の符号Ｈ、ＩおよびＪで示した各断面における信号の電界を概略的に示す図である。 実施の形態５に係る偏波分離回路を示す透視上面図である。 実施の形態６に係る偏波分離回路の外観を示す斜視図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る偏波分離回路１の概略構成を示す透視斜視図である。図２は、偏波分離回路１を示す透視側面図である。図３は、偏波分離回路１を示す透視上面図である。図４は、偏波分離回路１の外観を示す斜視図である。偏波分離回路１は、低周波数帯において直交している２つの偏波からなる信号と、高周波数帯において直交している２つの偏波からなる信号とを分離する、二重円筒構成の装置である。

偏波分離回路１は、図１、図２、図３および図４に示すように、円筒同軸導波管の共通端子２、矩形導波管分岐端子２ａ～２ｄ、円筒同軸導波管の共通端子１４および円筒同軸導波管の共軸端子１５を備える。円筒同軸導波管の共通端子２は、低周波数帯において直交している２つの偏波からなる信号が入出力される端子であり、ホーンアンテナが接続される。共通端子２は、外円筒３と内円筒４によって構成される円筒同軸導波管のうち、外円筒３と内円筒４との間の部分である。

円筒同軸導波管の共通端子１４は、高周波数帯において直交している２つの偏波からなる信号が入出力される端子であり、ホーンアンテナが接続される。共通端子１４は、円筒同軸導波管のうち、内円筒４の端部である。円筒同軸導波管の共軸端子１５は、高周波数帯において直交している２つの偏波からなる信号が入出力される端子であり、高周波数帯の信号の偏波を分離する偏波分離回路が接続される。共軸端子１５は、円筒同軸導波管のうち、内円筒４における短絡端１２側の端部である。

なお、円筒同軸導波管の共通端子２と共通端子１４に接続され、低周波数帯と高周波数帯の２つの周波数帯で機能するホーンアンテナ、および、円筒同軸導波管の共軸端子１５に接続されて、高周波数帯の信号の偏波を分離する偏波分離回路は、図示および説明を省略する。

矩形導波管分岐端子２ａ～２ｄは、矩形導波管５によって構成され、円筒同軸導波管における短絡端１２側の端部に接続されている。矩形導波管５は、円筒同軸導波管に一方の端部が接続され、この端部が幅の狭い矩形導波管部６であり、ステップ部７を介して幅が広い矩形導波管部に繋がった構造を有している。リッジ８は、外円筒３と内円筒４との間に、内円筒４の長手方向に沿って、矩形導波管５ごとに設けられた第１のリッジである。リッジ９は、矩形導波管５の内部に、矩形導波管５の長手方向に沿って、リッジ８ごとに設けられた第２のリッジである。リッジ８およびリッジ９は、接続部１０によって連続的に接続される。

仕切り１１は、外円筒３と内円筒４との間に設けられ、隣り合ったガイド部１３の間を仕切る。図２に示すように、円筒同軸導波管の一方の端面と矩形導波管分岐端子２ａ～２ｄの下面は、短絡端１２になっている。仕切り１１は、この短絡端１２から外円筒３と内円筒４との間に延びた部材である。ガイド部１３は、外円筒３と内円筒４との間に接続部１０ごとに設けられ、円筒同軸導波管から矩形導波管５へ偏波を伝搬させる。仕切り１１と同様に、ガイド部１３は、短絡端１２から外円筒３と内円筒４との間に延びた部材である。

図５は、偏波分離回路１における内円筒４、仕切り１１およびガイド部１３を示す斜視図である。図５に示すように、仕切り１１およびガイド部１３は、内円筒４の一方の端部の外周に設けられ、短絡端１２から内円筒４の長手方向に延びている。仕切り１１は、ガイド部１３とガイド部１３との間に配置されている。図５に示す内円筒４には、仕切り１１およびガイド部１３が４つずつ設けられている。

図６は、偏波分離回路１におけるリッジ８およびリッジ９を示す斜視図である。リッジ８には、端部に向けて下る傾斜面であるテーパ部１６が設けられ、リッジ９には、端部に向けて下る傾斜面であるテーパ部１７が設けられている。テーパ部は、端部から滑らかに高さが高くなり電界分布も滑らかに変化するので、端部からステップ状に高さが高くなる一般的なリッジに比べて良好な特性（反射特性または変換特性）が得られやすい。また、リッジ８とリッジ９は、接続部１０によって連続的に接続されている。接続部１０は、コーナー面１８を有する。

図７は、偏波分離回路１における、外円筒３、内円筒４、矩形導波管５、リッジ８、リッジ９およびガイド部１３を示す部分側面図である。図７に示すように、円筒同軸導波管１９は、外円筒３および内円筒４を備える。円筒同軸導波管１９の一方の端部には、矩形導波管５が設けられる。矩形導波管５は、幅の狭い矩形導波管部６が、円筒同軸導波管１９の一方の端部に接続されており、ステップ部７から先端側の部分が、幅の広い矩形導波管部となっている。

図７において、領域１００ａは、円筒同軸導波管１９において内円筒４とリッジ８とが対向している領域である。内円筒４とリッジ８における内円筒４側の面とは、平行に配置されている。また、領域１００ｂは、ガイド部１３と、接続部１０のコーナー面１８とが対向している領域である。ガイド部１３におけるコーナー面１８側の面とコーナー面１８は、平行に配置されている。領域１００ｃは、矩形導波管５においてリッジ９と底面２０とが対向している領域である。底面２０とリッジ９における底面２０側の面とは、平行に配置されている。

実施の形態１に係る偏波分離回路１の動作は、以下の通りである。
円筒同軸導波管の共通端子２に対し、低周波数帯において直交している２つの偏波からなる信号が入力されると、第１の偏波は、対向する２つの矩形導波管分岐端子２ａおよび２ｃに出力され、第１の偏波に直交する第２の偏波は、対向する矩形導波管分岐端子２ｂおよび２ｄに出力される。円筒同軸導波管の共通端子２に入力された上記信号は、内円筒４とリッジ８との間、ガイド部１３とコーナー面１８との間、および、リッジ９と矩形導波管５の底面２０との間を伝搬して、矩形導波管分岐端子２ａ～２ｄから出力される。

図８は、図７の符号Ａ、ＢおよびＣで示した各断面における信号の電界を概略的に示す図である。円筒同軸導波管の共通端子２に入力された信号は、領域１００ａにおいて断面Ａに示す電界分布を形成し、領域１００ｂにおいて断面Ｂに示す電界分布を形成し、領域１００ｃにおいて断面Ｃに示す電界分布を形成する。図８に示すように、偏波分離回路１では、領域１００ａ、１００ｂおよび１００ｃにおける信号の電界分布は近似しており、内円筒４とリッジ８との間、ガイド部１３とコーナー面１８との間およびリッジ９と矩形導波管５の底面２０との間における不連続の影響が小さく、広帯域に良好な特性が得られる。

図９は、偏波分離回路１における外円筒３、内円筒４、矩形導波管５、リッジ８、リッジ９およびガイド部１３と、信号の反射の発生位置を示す部分側面図である。偏波分離回路１における信号の伝搬経路は、図９に示すように、領域（１）～（９）により構成される。領域（１）は、外円筒３の内周部と内円筒４の外周部が対向している領域である。領域（２）は、内円筒４の外周部とリッジ８のテーパ部１６とが対向している領域である。領域（３）および（４）は、内円筒４の外周部とリッジ８の高さが一様な部分が対向している領域である。

領域（５）は、ガイド部１３と接続部１０のコーナー面１８とが対向している領域である。領域（６）および（７）は、リッジ９の高さが一様な部分と矩形導波管５の底面２０とが対向している領域である。領域（８）は、リッジ９のテーパ部１７と矩形導波管５の底面２０とが対向している領域である。領域（９）は、矩形導波管５の天井面と底面２０とが対向している領域である。これらの領域（１）～（９）のそれぞれの長さは、偏波分離回路１の動作周波数における波長のおおよそ４分の１の長さである。リッジのテーパ部は、動作周波数における波長のおおよそ２分の１の長さである。

領域（１）から領域（９）まで信号が伝搬する際に、領域（１）と領域（２）との接続部において信号の反射Γ１が生じ、同様に、領域（２）と領域（３）との接続部において信号の反射Γ２が生じ、領域（３）と領域（４）との接続部において信号の反射Γ３が生じる。領域（４）と領域（５）との接続部において信号の反射Γ４が生じ、領域（５）と領域（６）との接続部において信号の反射Γ５が生じ、領域（６）と領域（７）との接続部において信号の反射Γ６が生じる。領域（７）と領域（８）との接続部において信号の反射Γ７が生じ、領域（８）と領域（９）との接続部において信号の反射Γ８が生じる。

リッジ８およびリッジ９は、接続部１０を基準として対称に形成されているので、反射Γ１と反射Γ８は相殺され、反射Γ２と反射Γ７は相殺され、反射Γ３と反射Γ６は相殺され、反射Γ４と反射Γ５は相殺される。これにより、偏波分離回路１は、広帯域に良好な特性が得られる。なお、ここでは、テーパ部についても端部のみに反射が生じるとして説明したが、テーパ部では、微小領域での反射が生じたとして考えても同様に良好な特性が得られる。

なお、図４に示した、外円筒３とその端部に接続した複数の矩形導波管５によって構成される第１の構造体と、図５に示した、内円筒４とその外周に接続した仕切り１１およびガイド部１３によって構成される第２の構造体と、図６に示した、接続部１０によって互いに接続されたリッジ８とリッジ９である第３の構造体とは、別々に製造される。また、外円筒３の外周部と矩形導波管５の上面には、リッジ８とリッジ９が連続的に接続された第３の構造体を挿入するための切り込み部が形成されている。偏波分離回路１は、第１の構造体における外円筒３に第２の構造体を挿入し、その後、第１の構造体における外円筒３の外周部および矩形導波管５の上面における切り込み部に第３の構造体を挿入することにより組み上げられる。これにより、偏波分離回路１を容易に組み上げることができる。

また、偏波分離回路１は、第１の構造体、第２の構造体および第３の構造体を別個に製造せず、３Ｄプリンタによって一体で製造されてもよい。これまでの説明では、偏波分離回路１が二重円筒構成である場合について示したが、三重以上の多重円筒構造であってもよい。

図１０は、偏波分離回路１における、内円筒４および仕切り１１と、ガイド部１３の変形例１であるガイド部１３Ａとを示す斜視図である。ガイド部１３Ａは、円筒同軸導波管の短絡端１２に向かうにつれて幅が広くなる形状を有している。すなわち、図１０に示すように、ガイド部１３Ａにおける内円筒４とは反対側の面は、短絡端１２に向かって幅が広がっている。これにより、電界分布が滑らかに変わるため、良好な特性が得られやすくなる。

図１１は、偏波分離回路１における、外円筒３、内円筒４、矩形導波管５、リッジ８、リッジ９およびガイド部１３Ａを示す部分側面図である。図１１において、領域１００ａは、円筒同軸導波管において内円筒４とリッジ８が対向している領域である。内円筒４とリッジ８における内円筒４側の面は平行に配置されている。領域１００ｂは、ガイド部１３Ａと接続部１０のコーナー面１８が対向している領域である。ガイド部１３Ａにおけるコーナー面１８側の面とコーナー面１８は平行に配置されている。領域１００ｃは、矩形導波管５においてリッジ９と底面２０が対向している領域である。底面２０とリッジ９における底面２０側の面とは、平行に配置されている。

図１２は、図１１の符号Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧで示した各断面における信号の電界を概略的に示す図である。信号は、領域１００ａにおいて断面Ｄに示す電界分布を形成し、領域１００ｂにおいて断面Ｅおよび断面Ｆに示す電界分布を形成し、領域１００ｃにおいて断面Ｇに示す電界分布を形成する。偏波分離回路１においては、断面Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧに示すように電界分布が段階的に変化している。これにより、内円筒４とリッジ８との間、ガイド部１３Ａとコーナー面１８との間、および、リッジ９と矩形導波管５の底面２０との間における不連続の影響がさらに小さくなり、広帯域に良好な特性が得られる。

図１３は、偏波分離回路１における、ガイド部１３Ａと、仕切り１１の変形例である仕切り１１Ａとを示す上面図である。仕切り１１Ａは、図１３に示すように、ガイド部１３Ａの両側面にそれぞれ接して配置される。これにより、ガイド部１３Ａの位置が固定され、ガイド部１３Ａとコーナー面１８との間隔を精度良く保つことができる。また、仕切り１１Ａがガイド部１３の両側面に接しているので、仕切り１１Ａとガイド部１３との隙間がなくなり、その隙間の制御が不要となるため、製造しやすくなる。

図１４は、偏波分離回路１における、ガイド部１３の変形例２であるガイド部１３Ｂと仕切り１１Ａとを示す上面図である。ガイド部１３Ｂは、図１４に示すように、傾斜面が湾曲している。ガイド部１３Ｂは、傾斜面が湾曲しているので、接続部１０の位置が多少ずれても、ガイド部１３Ｂの傾斜面におけるコーナー面１８に対向する部分の長さの変化が低減され、不連続性が低減される。

以上のように、実施の形態１に係る偏波分離回路１は、円筒同軸導波管１９と、４つの矩形導波管５と、外円筒３と内円筒４との間に、矩形導波管５ごとに設けられたリッジ８と、矩形導波管５の内部にリッジ８ごとに設けられたリッジ９と、リッジ８とリッジ９とを連続的に接続する接続部１０と、外円筒３と内円筒４との間に接続部１０ごとに設けられ、円筒同軸導波管１９から矩形導波管５へ偏波を伝搬させるガイド部１３と、外円筒３と内円筒４との間に設けられ、隣り合ったガイド部１３の間を仕切る仕切り１１とを備える。矩形導波管５は、円筒同軸導波管１９の端部に接続される側に幅の狭い矩形導波管部６を有し、ガイド部１３は、接続部１０と対向している。これにより、円筒同軸導波管１９および矩形導波管５における各領域の信号の電界分布が近似するので、偏波分離回路１は、広帯域に良好な特性が得られる。

実施の形態１に係る偏波分離回路１において、内円筒４の外周部とリッジ８との間、ガイド部１３または１３Ａと接続部１０との間および矩形導波管５の内部の底面２０とリッジ９との間は、それぞれ平行である。これらの間が不連続であることの影響が小さく、広帯域に良好な特性が得られる。

実施の形態１に係る偏波分離回路１において、ガイド部１３Ａが、円筒同軸導波管１９の短絡端１２に向かうにつれて幅が広くなる形状を有している。ガイド部１３Ａと接続部１０との間の不連続の影響がさらに低減され、電界分布が滑らかに変わるため、広帯域に良好な特性が得られやすい。

実施の形態１に係る偏波分離回路１において、ガイド部１３と仕切り１１Ａは接している。ガイド部１３Ａの位置が固定され、ガイド部１３Ａとコーナー面１８との間隔を精度良く保つことができる。

実施の形態１に係る偏波分離回路１において、リッジ８がテーパ部１６を有し、リッジ９がテーパ部１７を有する。内円筒４の外周部とリッジ８との間および矩形導波管５の底面２０とリッジ９との間における不連続の影響が低減され、電界分布が滑らかに変わるため、良好な特性が得られやすくなる。

実施の形態１に係る偏波分離回路１において、リッジ８とリッジ９が、接続部１０を基準として対称に形成されている。伝送経路において信号の反射が相殺されるので、広帯域に良好な特性が得られる。

実施の形態２．
図１５は、実施の形態２に係る偏波分離回路１Ｂにおける、外円筒３、内円筒４、矩形導波管５、リッジ８Ａ、リッジ９Ａおよびガイド部１３と、信号の反射の発生位置とを示す部分側面図である。リッジ８Ａは、テーパ部１６が設けられておらず、その分だけ短くなっている。同様に、リッジ９Ａには、テーパ部１７が設けられておらず、その分だけ短くなっている。

偏波分離回路１Ｂにおける信号の伝搬経路は、図１５に示すように、領域（１ａ）～（７ａ）によって構成される。領域（１ａ）は、外円筒３の内周部と内円筒４の外周部とが対向している領域である。領域（２ａ）および（３ａ）は、内円筒４の外周部と、高さが一様なリッジ８Ａとが対向している領域である。領域（４ａ）は、ガイド部１３と接続部１０のコーナー面１８とが対向している領域である。領域（５ａ）および（６ａ）は、高さが一様なリッジ９Ａと矩形導波管５の底面２０とが対向している領域である。領域（７ａ）は、矩形導波管５の天井面と底面２０とが対向している領域である。

領域（１ａ）から領域（７ａ）まで信号が伝搬する際に、領域（１ａ）と領域（２ａ）との接続部において信号の反射Γ１が生じ、同様に、領域（２ａ）と領域（３ａ）との接続部において信号の反射Γ２が生じ、領域（３ａ）と領域（４ａ）との接続部において信号の反射Γ３が生じる。領域（４ａ）と領域（５ａ）との接続部において信号の反射Γ４が生じ、領域（５ａ）と領域（６ａ）との接続部において信号の反射Γ５が生じ、領域（６ａ）と領域（７ａ）との接続部において信号の反射Γ６が生じる。

領域（１ａ）～（７ａ）のそれぞれの長さは、偏波分離回路１Ｂの動作周波数における波長の４分の１の長さである。リッジ８Ａおよびリッジ９Ａは、接続部１０を基準として対称に形成されているので、反射Γ１と反射Γ６は相殺され、反射Γ２と反射Γ５は相殺され、反射Γ３と反射Γ４は相殺される。これにより、偏波分離回路１Ｂは広帯域に良好な特性が得られる。

以上のように、実施の形態２に係る偏波分離回路１Ｂにおいて、リッジ８Ａとリッジ９Ａが、接続部１０を基準として対称に形成されている。伝送経路において信号の反射が相殺されるので、広帯域に良好な特性が得られる。リッジ８Ａおよびリッジ９Ａは、テーパ部がないので、円筒同軸導波管と矩形導波管５の長さを短縮できる。

実施の形態３．
図１６は、実施の形態３に係る偏波分離回路１Ｃにおける、外円筒３、内円筒４、矩形導波管５、接続部１０Ａによって接続されたリッジ８とリッジ９、および、ガイド部１３Ｃを示す部分側面図である。ガイド部１３Ｃにおける接続部１０Ａと対向する面は、図１６に示すように凹曲面となっており、接続部１０Ａにおけるコーナー面１８Ａは、凸曲面となっている。

例えば、ガイド部１３Ｃの凹曲面とコーナー面１８Ａの凸曲面との曲率を合わせることで、ガイド部１３Ｃの凹曲面とコーナー面１８Ａの凸曲面との間隔を、一定に保つことができる。これにより、不連続の影響が低減されるので、広帯域に良好な特性が得られる。

リッジ８において高さが一様な部分からテーパ部１６のテーパ面へ滑らかに切り替わるように、高さが一様な部分とテーパ面との接続コーナーが曲面で形成されてもよい。同様に、リッジ９において高さが一様な部分からテーパ部１７のテーパ面へ滑らかに切り替わるように、高さが一様な部分とテーパ面との接続コーナーが曲面で形成されてもよい。

以上のように、実施の形態３に係る偏波分離回路１Ｃにおいて、ガイド部１３Ｃと接続部１０Ａは、対向する面が曲面になっている。ガイド部１３Ｃと接続部１０Ａとが曲面で対向するので、不連続の影響が低減されるので、広帯域に良好な特性が得られる。

実施の形態４．
図１７は、実施の形態４に係る偏波分離回路１Ｄにおける、外円筒３、内円筒４、矩形導波管５、リッジ８、リッジ９、およびガイド部１３Ｄを示す部分側面図である。ガイド部１３Ｄは、図１７に示すように、リッジ８とリッジ９の両方に対向する位置まで延伸した部材である。また、ガイド部１３Ｄは、テーパ部１３Ｄ（１）とテーパ部１３Ｄ（２）とを備える。テーパ部１３Ｄ（１）は、リッジ８のテーパ部１６と対向し、テーパ部１３Ｄ（２）は、リッジ９のテーパ部１７と対向している。偏波分離回路１Ｄは、ガイド部１３Ｄおよびリッジ８と、ガイド部１３Ｄおよびリッジ９とによって構成される、いわゆる、ダブルリッジ構造を有する。

図１８は、図１７の符号Ｈ、ＩおよびＪで示した各断面における信号の電界を概略的に示す図である。信号は、リッジ８の高さが一様な部分とガイド部１３Ｄの高さが一様な部分とが対向した領域において断面Ｈに示す電界分布を形成し、ガイド部１３Ｄと接続部１０のコーナー面１８とが対向する領域においては、断面Ｉに示す電界分布を形成し、リッジ９の高さが一様な部分とガイド部１３Ｄの高さが一様な部分とが対向した領域においては、断面Ｊに示す電界分布を形成する。

断面Ｈ、ＩおよびＪに示すように、各領域の電界分布がガイド部とリッジとの間に集中するため、各領域における電界分布がさらに似たものとなる。これにより、信号の伝送経路における不連続の影響がさらに小さくなり、広帯域に良好な特性が得られる。

実施の形態５．
図１９は、実施の形態５に係る偏波分離回路１Ｅを示す透視上面図である。偏波分離回路１Ｅは、実施の形態１に示した構成のうち、矩形導波管５の代わりに、矩形導波管５Ａを備える。矩形導波管５Ａは、図１９に示すように、円筒同軸導波管に接続される端部に向かって幅が狭くなる矩形導波管部６Ａを備える。

以上のように、実施の形態５に係る偏波分離回路１Ｅにおいて、矩形導波管部６Ａは、幅がテーパ状に狭くなっている。矩形導波管５Ａにはステップ部７がないため、不連続性が小さい。これにより、偏波分離回路１Ｅは、広帯域に良好な特性が得られる。

実施の形態６．
図２０は、実施の形態６に係る偏波分離回路１Ｆの外観を示す斜視図である。偏波分離回路１Ｆが備える外円筒３Ａは、径が大きい径大部３ａと径が小さい径小部３ｂを有している。例えば、径小部３ｂは、外円筒３Ａにおける短絡端１２側に形成され、径大部３ａは、外円筒３Ａにおける短絡端１２とは反対側に形成される。

外円筒３Ａが径小部３ｂを有することにより、円筒同軸導波管１９における高次モードの遮断周波数を高くすることができる。これにより、径小部３ｂにおける矩形導波管５が接続した部分における高次モードの遮断周波数による影響を低減でき、整合がとりやすくなる。これにより、偏波分離回路１Ｆは、広帯域に良好な特性が得られる。

なお、各実施の形態の組み合わせまたは実施の形態のそれぞれの任意の構成要素の変形もしくは実施の形態のそれぞれにおいて任意の構成要素の省略が可能である。

本開示に係る偏波分離回路は、例えば、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯、マイクロ波帯またはミリ波帯の高周波信号に利用可能である。

１，１Ａ～１Ｆ 偏波分離回路、２ 共通端子、２ａ～２ｄ 矩形導波管分岐端子、３，３Ａ 外円筒、３ａ 径大部、３ｂ 径小部、４ 内円筒、５，５Ａ 矩形導波管、６，６Ａ 矩形導波管部、７ ステップ部、８，８Ａ，９，９Ａ リッジ、１０，１０Ａ 接続部、１１，１１Ａ 仕切り、１２ 短絡端、１３，１３Ａ～１３Ｄ ガイド部、１３Ｄ（１），１３Ｄ（２），１６，１７ テーパ部、１４ 共通端子、１５ 共軸端子、１８，１８Ａ コーナー面、１９ 円筒同軸導波管、２０ 底面、１００ａ～１００ｃ 領域。

Claims (10)

1. 外円筒と内円筒が同軸に配置された円筒同軸導波管と、
   前記円筒同軸導波管の一方の端部に接続された複数の矩形導波管と、
   前記外円筒と前記内円筒との間に前記矩形導波管ごとに設けられた第１のリッジと、
   前記矩形導波管の内部に前記第１のリッジごとに設けられた第２のリッジと、
   前記第１のリッジと前記第２のリッジとを連続的に接続する接続部と、
   前記外円筒と前記内円筒との間に前記接続部ごとに設けられ、前記円筒同軸導波管から前記矩形導波管へ偏波を伝搬させるガイド部と、
   前記外円筒と前記内円筒との間に設けられ、隣り合う前記ガイド部の間を仕切る仕切りと、
   を備え、
   前記矩形導波管は、前記円筒同軸導波管の端部に接続される側に幅の狭い矩形導波管部を有し、
   前記ガイド部は、前記接続部と対向していること
   を特徴とする偏波分離回路。
2. 前記内円筒の外周部と前記第１のリッジとの間、前記ガイド部と前記接続部との間、および前記矩形導波管の内部の底面と前記第２のリッジとの間は、それぞれ平行であること
   を特徴とする請求項１記載の偏波分離回路。
3. 前記ガイド部は、前記円筒同軸導波管の短絡端に向かうにつれて幅が広くなる形状を有していること
   を特徴とする請求項１記載の偏波分離回路。
4. 前記ガイド部と前記仕切りは接していること
   を特徴とする請求項１記載の偏波分離回路。
5. 前記第１のリッジおよび前記第２のリッジは、テーパ部を有すること
   を特徴とする請求項１記載の偏波分離回路。
6. 前記第１のリッジと前記第２のリッジは、前記接続部を基準として対称に形成されていること
   を特徴とする請求項１記載の偏波分離回路。
7. 前記ガイド部と前記接続部は、対向する面が曲面になっていること
   を特徴とする請求項１記載の偏波分離回路。
8. 前記ガイド部は、前記第１のリッジと前記第２のリッジとに対向する位置まで延伸していること
   を特徴とする請求項１記載の偏波分離回路。
9. 前記矩形導波管部は、幅がテーパ状に狭くなること
   を特徴とする請求項１記載の偏波分離回路。
10. 前記外円筒は、径が大きい径大部と径が小さい径小部を有すること
    を特徴とする請求項１記載の偏波分離回路。

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