JPH01146401A - 同軸伝送路のマトリクス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は同軸の伝送路におけるマトリクスに係り、特に
、複数の入力ポートから複数の出力ポートへの電磁エネ
ルギの分配に用いるバトラーマトリクス（Ｂｕｔｌｅｒ
　　１ａｔｒｉｘ）、より詳細には一体構造のアッセン
ブリとなっている一組の同軸伝送路において、互いに隣
接した同軸線の中心導通体が交差する構成となって僅か
に離間して形成されている対を為す結合装置（ｃｏｕｐ
ｌｉｎｇ　　ｄｅｖｉｃｅ）により、を砒パワーは一方
の伝送路から他方の伝送路へ同じ面内で交差（ｃｒｏｓ
ｓｉｎｑ）され、つまり乗換えられている。

［従来の技術１ 電磁信号の信号処理では、一組の導波管を伝わる信号を
分配して、代数的に結合するのが有利なことが多い、こ
の様な結合の一般的な例は、アンテナ列（ａｒｒａｙ　
　ａｎｔｅｎｎａ　）におけるアンテナ女子への給電に
見られ、ここでは各アンテナ素子には同軸の伝達線路を
介してマイクロ波エネルギが供給される。良く知られて
いるように、アンテナ素子の各々に供給される電磁エネ
ルギの寄与分は、波動として放射され、各アンテナ素子
によって放射された波動が適当に位相を同調されること
で、結合されてビームを形成する０個々のアンテナ素子
からの波動の間における位相差、これは時には位相の傾
きあるいは位相勾配と呼ばれるが、この位相差はアンテ
ナからのビームの放射方向を調整し、選択することがで
きる。

アンテナ素子間に電磁エネルギを分配するマイクロ波分
配システムはその一例が、を磁エネルギの伝送用の一組
の線路であって、相互接続されて電磁エネルギの導通用
線路のマトリクスを形成している一組の線路として構成
されており、この複雑な伝送路の構成はバトラーマトリ
クスとして知られている。バトラーマトリクスはよく知
られたものであり、例えば４つ一組の入力ポートを４つ
一組の出力ポートに、８つ一組の入力ポートを８つ一組
の出力ポートに、又は別の数のポート、例えば１６個の
入力ポートを１６個の出力ポートに接続するものとして
用いることもできる。別の例として出力ポートはアンテ
ナ列に接続されており、また、入力ポートはセレクタス
イッチを介して送信器に接続されているとした場合には
、入力ポートのいずれか一つが電磁パワーにより励起さ
れることで、電磁パワーが全部の出力ポートの間で一様
に配分され、アンテナ列から放射されるビームとなる。

アンテナ素子の配列に対してのビームの方向は、入力ポ
ートの一つとして選択されたそれぞれで異なる。このこ
とから、セレクタスイッチの働きにより、ビームを一組
の可能な方向のうちから所望の一方向に放射できる。こ
のバトラーマトリクスは、その動作が可逆的であり、受
けた放射ビームを、セレクタスイッチにより接続用の入
力ポートのいずれかにおいてレシーバに出力されるのも
可能である。

バトラーマトリクスは、伝送路どうしを相互接続する多
数の３ｄＢ　＜デシベル）カプラーから構成されており
、これにより一つの伝送路におけるパワーが、一方の伝
送路 と他方の伝送路との間で等しく分配される。それぞれパ
ワーの半分を搬送している電磁波間では、カプラにより
位相が９０°ずれる。従って、種々の伝送路を伝わる波
動間には、種々の位相の関係が存在している。伝送時に
ビームを形成するのに出力ポートにおいて位相を所望の
傾きとするため、また、入って来る電磁波を受ける際、
種々のアンテナ素子からの寄与分をまとめるため、別の
位相シフタが導波管内に接続されている。別の観点から
は、バトラーマトリクスの構成には、交差箇所（ｃｒｏ
ｓｓ　　ｏｖｅｒ　）　、つまり乗換え箇所が多数あり
、このような交差箇所では、一方の伝送路はねじれ及び
巻き付きとなって他方の伝送路と交差（クロスオーバー
）し、これにより、伝送路における種々の組合わせの間
で、信号の相互接続及び結合を可能にしている。

［発明が解決しようとする課題］ バトラーマトリクスの構成、または電磁波の代数結合に
用いられる伝送線路の他のマトリクスの構成には、以下
のような問題がある。即ち、伝送路をねじったり、巻き
つけることで、伝送路アッセンブリを製造するのは困難
である。更に、多くの入力ポートと多くの出力ポートと
を相互接続するマトリクスの場合には、交差した伝送路
の上方に、別の伝送路の交差箇所があり、その結果、マ
イクロ波システムに組込むのが困難な、非常に不規則な
形状、及び過度に大きなマイクロ波回路構成要素の構造
となってしまう。

［課題を解決する為の手段］ 本発明による平面的な構造を有する伝送路のマトリクス
により、上記の問題点は解決され、また°他の利点も得
られる。このマトリクスは、伝送線路どうしを並んだ配
列に配することにより、共通のベースプレート及びカバ
ープレートを共有する１個のアッセンブリに構成されて
おり、ベースプレートには一組のチャンネルが形成され
、チャンネルには対応する一組の中心導通体が配されて
、一組の同軸伝送線路を構成している。

本発明によれば、同軸の伝送路のうちの１つの伝送路の
パワーをそれらのなかの２つの伝送路に分割するため、
あるいはその逆に、２つの伝送路におけるパワーを１つ
の伝送路に結合するため、同軸の伝送路のうちの離接す
るものの間に、ハイブリッドカプラの構成が配されてい
る。

更に、本発明では、伝送路のアッセンブリはクロスオー
バー、つまり乗換え箇所を含んでおり、このクロスオー
バーに寄り１つの伝送路における電磁パワーが第３の伝
送路となる隣接する伝送路を通るように送ることができ
、クロスオーバーは、同軸伝送路だけの場合に比べてク
ロスオーバー構造により高さが増すことなく、このアッ
センブリの平面横道の範囲内に設けられている。これに
よ　゛す、同軸伝送路、ハイブリッドカプラ及びクロス
オーバーを含むマイクロ波回路を平面的なマイクロ波構
造として構成するのが可能になる。クロスオーバーのそ
れぞれは、２つのハイブリッドカプラをくし形に接続し
て平面的な構成とすることができ、ハイブリッドカプラ
のそれぞれは入射する電磁波のパワーを、等しいパワー
として、互いに位相が９０°ずれた２つの波に分割する
。ハイブリッドカプラのそれぞれは、２つの入力ポート
及び２つの出力ポートを有しており、これら２つのカプ
ラのうちの第１のカプラの出力ポートは、２つのカプラ
のうちの第２のカプラの入力ポートに接続されている。

２つのカプラは、本発明による、カプラの前面に２つの
入力ポート、背面に２つの出力ポートを有するカプラを
使用することで、電磁パワーの導通体の全てについて単
一の平面構成内で相互接続が為されている。この様なカ
プラは、カプラのポートに接続している同軸の伝送路を
用いて構成されており、カプラのハウジング内で、径方
向に対向して対をなす入力及び出力ポートが、交差し、
離間して絶縁された導電性の線材、つまりバーで、これ
ら２つのバーの間で電磁パワーを静電結合するように、
狭い−様なギャップとな？て離間しているバーにより接
続されている。

これら２つのバーが平面的な構成で交差するのは、それ
ぞれのバーの中央部に切欠部そなえた構成によるもので
あり、一方のバーの切欠部は、他方のバーの切欠部と、
クロスオーバーの箇所で対面し、一方の切欠部が他方の
切欠部を包むように、且つ切欠部の壁面間にギャップを
設けるようにして組み合わさり、このギャップによって
電磁パワーの静電結合が得られる。クロスオーバーの構
成は、これら２つのバーにねじられた一対の導電体と同
様の１／２巻きのねじりを与え、この結果、ハウジング
の前面に両方の入力ポートが、また、ハウジングの背面
に両方の出力ポートが位置するように１つの入力ポート
と、出力ポートの位置を変更する。

従来の課題であった一方の伝送路の位置から他方の伝送
路の位置への電は波の交差をなすについては、マイクロ
波回路アッセンブリ内の種々の位置で、クロスオーバー
のそれぞれにおいて、伝送路にねじりや回転を加えるこ
となく、同軸の伝送路における共通の面内で電磁波の交
差つまり乗換えが可能になっている。

本発明により得られた伝送路の構造は、伝送路の全て、
並びに、カプラ、移位器及びクロスオーバーなどのマイ
クロ波回路の構成要素が共通の平面内に配されているた
め、従来可能であったものに比べて遥かに簡単なものと
なっている。このような構成はマイクロ波システムに簡
単に組込むことができ、システムの構成要素の取付はス
ペースをコンパクトにできる。このような平面的な構成
とすることにより、伝送路の全てを中心導通体が付設さ
れたチャンネルとすることができることから、別の効果
を得ることができ、チャンネルは外側導通体として機能
し、また単一の金属プレートから削り出される０例えば
、本発明の好ましい実施例では、チャンネルはアルミニ
ウム製のベースプレートから削り出され、中心導通体を
含むマイクロ波回路の構成要素がこれらのチャンネルに
挿入され、その後、チャンネルをアルミニウム製のカバ
ープレートで覆うことによりアッセンブリが完成する。

このことは、この伝送路アッセンブリが数値制御フライ
ス盤によって製造されるのを可能にし、また、多くの同
軸伝送路のマトリクスを同一の電気特性とすることを可
能にする。

［実施例］ 図において、第１図ないし第９図は平面的な同軸の伝送
線路の構造用に適した、本発明による同軸の伝送線路の
平面的な交差の構成を示し、第１０図ないし第１３図は
同軸の伝送線路のマトリクスの構成を示している０本発
明による構成の説明は、従って、同軸の伝送線路の回路
構成、特に本発明の伝送線路マトリクスの構成に用いる
のに適した、一体にユニット化された交差箇所のアッセ
ンブリ（ユニット）として形成される同軸の伝送線路の
一対のカプラについての説明から始める。

第１図及び第２図は、カバープレート２６によりカバー
されるベースプレート２４内に配された同軸の伝送路２
２から形成されている交差箇所（ｃｒｏｓｓ　　ｏｖｅ
ｒ）　２０を示している０本発明により、交差箇所２０
は２つの混成カプラ（ｈｙｂｒｉｄｃｏｕｐｌｅｒｓ）
　２８及び３０を備えており、これらのカプラは同軸の
線路２２の中心導通体３２が交差する部分となっている
。第２図は、この交差箇所２０の前方端面３４を示して
おり、この図には第１の入力ポート３６、第２の入力ポ
ート３８、及びベースプレート２４とその上面に配され
たカバープレート２６が示されている。第１図では、カ
バープレート２６はその一部が示されており、第１図に
おける残りの部分には、第２図に示すようにベースプレ
ート２４の上面の直ぐ下で断面した図が示されている。

第２図からは、転送線路２２における中心部導通体３２
の断面が正方形をなしていることも、外側導通体４０の
内面の断面が矩形をなしていることとともにわかる４本
発明の好ましい実施例として、伝送線路２２は正方形の
断面形状となっているが、本発明は長方形の同軸の伝送
線路にも適用できることに留意されたい、絶縁性の支持
体４２は、外側の導通体４０内で中心部導通体３２を位
置決めし、この中心部導通体３２を外側の導通体４０と
絶縁している。第１図についての説明を容易にするため
、支持体４２は数箇所が示されているのみであるが、こ
の様な支持体４２は伝送線路に沿った種々の場所に置か
れて、電磁波の反射を打消す形状とされることは容易に
理解される。

混成カプラ２８及び３０のそれぞれは、電磁波をパワー
の等しい２つの波に分割し、この際、これらの波は位相
が９０°異なる。以下に説明されるように、カプラ２８
及び３０のそれぞれは、本発明の特徴に従って製造され
ており、２つの入力ポートがこれらのカプラのそれぞれ
の前端面に位置し、２つの出力ポートが後端面に位置す
るものとなっている０例では、交差箇所２０の２つの入
力ポート３６及び３８は、カプラー２８の入力ポートと
もなっている。交差箇所２０の同様の一対の出力ポート
、即ち、第１の出力ポート４４及び第２の出力ポート４
６は交差箇所２０の後＠４８に位置している。出力ポー
ト４４および４６は、カプラー３０の出力ポートともな
っている。カプラ２８及び３０は同じ構成を有している
。

第１図に示されるカプラ２８および３０のレイアウトか
ら、また第２図の端面図から明らかなように、同軸の伝
送線路２２は、ベースプレート２４内で、チャンネル５
０を適当な方法で機械加工して創成し、伝送ａ路２２の
外側導通体４０を設けることによって、作られる。中心
部導通体３２がチャンネル５０内に定置され、支持体４
２によりそれぞれの位置に支持される。その後、ベース
プレート２４の上面にカバープレート２６が取付けられ
て、アッセンブリが完成する。ベースプレート２４とカ
バープレート２６は両方とも、中心部導通体３２と同様
に、機械加工の容易な、例えばアルミニウムなどの導電
材から製造することができる。

第９図を参照して、以降に更に詳細に説明されるように
、交差箇所２０は電磁波を入力ポートの１つから、これ
と対角的に対向している出力ポートに、例えば第２の入
力ポート３８から第１の出力ポート４４に結合する（ｃ
ｏｕｐｌｅ）　面きをする。

これは、カプラ２８及び３０のそれぞれで、９０°の位
相遅れをともなってパワーを等しく分割することにより
達成され、これは結果として、出力ポートのうちの一方
で波動がキャンセルされ、入力される波動のパワーの全
部が、もう一方の出力ポートから出力されることになる
。

本発明の特徴は、カプラ２８及び３０の全ての構成要素
を含んでいる交差箇所２０の構成、及び平面的な形状の
単一のアッセンブリ内での伝送線路２２の相互接続にあ
ることに留意されたい。このことは、カプラの双方の入
力ポートがカプラの前端面にあり、双方の出力ポートが
後端面にありことにより可能となっている。カプラ２８
及び３０のそれぞれが、このようなポートの配列となっ
ていることから、伝送線路２２を介してのカプラの相互
接続を第１図のレイアウトに示すようにすることが可能
になり、このレイアイウドは〜第１図のアッセンブリの
外側に伝送線路が配されることなく、全ての接続が共通
の平面形状のなかで為されていることをしめしている。

プレート２４及び２６は共に、平面的な形状を為してお
り、カプラ２８とカプラ３０のハウジングを平面的な形
状のものとしている。これらの新規な特徴は、カプラ２
８及び３０のそれぞれが新規な構造であることによる直
接の結果であり、本発明によるこのような構造が以下に
説明される。

第１図ないし第５図を参照する。カプラ２８は、２つの
中心部導通体３２の交差箇所５４を有している中央域５
２で構成されている０両方のカプラ２８及び３０が同じ
構造を有しているため、カプラ２８のみを詳細に説明す
る。カプラ２８の説明が同じくカプラ３０にも当はまる
ことは明らかである。中央域５２では、中心部導通体３
２のそれぞれはバー形状を為しており、従って、中央域
５２の交差箇所５４には２つのこの様なバーがある。

交差箇所５４では、一方のバーが他方のバーの上方で交
差しており、このことは例えば第３図では、バー５６が
バー５８の上方で交差して示されている。この交差箇所
５４における交差が平面的な形状としたままで可能とな
っているのは、第４図および第５図の側面図に示すよう
に、バー５６及び５８のそれぞれが、切欠部６０が互い
に対面してバー５６．５８がこれらの切欠部６０で、バ
ー５６及び５８の厚さの範囲内で互いに交差して延びる
ように切欠加工されているためである。これらの切欠部
６０は、交差箇所５４においてバー５６と５８との間に
隙間が設けられるように充分に大きく、この隙間により
２つのバー５６と５８との間での電気的な絶縁が維持さ
れる。第４図では、バー５６はその底面側に切欠加工が
施されたものとなっており、これに対して、第５図は、
バー５８がその上面側に切欠加工が施されているのが示
されている。第１図及び第３図に示すように、バー５６
及び５８は、交差箇所５４を除いて、互いに平行に配さ
れており、この交差箇所５４では、これらのバーのそれ
ぞれは、方向が４５１変えられて他方のバーと９０°で
交差する。バー５６及び５８のそれぞれにおいて、切欠
部６０は交差部分片６２に設けられており、交差部分片
６２は、４５°の曲りが反対向きに２つあることによる
反向曲線を形成している。各切欠部６０の切欠深さは、
２つのバー５６および５８の交差部分片６２どうじの間
に垂直方向に隙間が設けられるように、バー５６．５８
のこの部分の厚みよりもいくらか大きくなっている。隙
間は、水平方向くベースプレート２４の面に平行な方向
）にも、２つのバーのうちの一方のバーの交差部分片６
２と、他方のバーの切欠部６０の側壁面６４との間に設
けられる。

バー５６及び５８の中央部における２つの交差部分片の
間の隙間、及びバー５６及び５８の平行に配されている
端部の間の隙間は、電磁的なパワーがバー５６とバー５
８との間で結合されるについて、所望量のキャパシタン
スが得られるように選択される。放射の自由空間波長が
３インチの基準値を有している、３．７ないし４．２Ｇ
Ｈｚ（ギガヘルツ）の範囲内の動作周波数では、バー５
６および５８の平行な端部間での隙間は、ギャップ６６
が３０ミル（ｌｉｌｓ）　　（０、０３０インチ）とな
るように選択される。交差箇所５４ではより大きな隙間
が設けられ、交差部分片６２どうじの間、及び交差部分
片６２と切欠部６６のｌｌ’ｌ壁６４との間は、それぞ
れ５０ミルに離間されている。

交差箇所５４での隙間を大きくすることにより、交差箇
所５４へのキャパシタンスが減少し、その結果、端部と
交差箇所５４の部分との両方を含むバーの長さ全体を通
しての、バー５６又は５８の単位長さあたりのキャパシ
タンス量が平均化される。交差箇所５４においてこのよ
うに隙間が増加されていない場合には、切欠部６０の底
面６８に、切欠の側壁６４に沿ったギャップの長さが付
加されることにより、交差箇所５４でのキャパシタンス
量が増加する傾向がある。を磁波の反射を最少にして、
電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の低い値を確保するため、カ
プラ２８の中央域５２では、キャパシタンスを一様にす
るのが望ましい、前述した交差箇所５４における隙間の
増加は、バーの長さ当りのキャパシタンスを平均化する
ため、交差箇所５４におけるキャパシタンスに所望の減
少を生じさせる。

カプラ２８の動作の点からは、第３図に示すバー５６及
び５８が交差してる構成は、一対の導電体がねじられて
形成されており、ここでは１／２のねじりが施されてい
る。このことから、２つのバー５６及び５８は、電磁的
なパワーが結合される一対の平行なバーとして見ること
もできる。カプラ２８の入力及び出力ポートの位置は、
バー５６及び５８のねじり加工により決まる。更に、ね
じりを施すことにより、交差箇所５４に為されなように
、２つのバー５６及び５８の間の電磁的な結合が維持さ
れて、バー５６及び５８のねじりと関係なく、所望量の
結合パワーが維持される。これによりカプラ２８は、カ
プラ２８に入射した波動の電磁的なパワーを、バー５６
及び５８が全部真直ぐな場合とほぼ同様にして、カプラ
２８から出力される等しいパワーの２つの波に分割する
。

従って、交差箇所５４をバー５６及び５８にねじりを施
した構成とすることにより、カプラ２８の動作における
本発明による効果は次のことである。

つまり、２つの出力ポートが同じ側、すなわちカプラ２
８の背面側に、また、２つの入力ポートも同じ側、すな
わちカプラ２８の前面側にあるように、入力ポートと出
力ポートの位置が互いに入替えられたことである。これ
により入力及び出力ポートを必要な位置に備えたカプラ
２８が提供され、　゛第１図に示されているように平面
的な形状におけるカプラ２８と３０との間の相互接続が
可能になる。

カプラ２８はクロスオーバ２０とともに用いられる場合
が説明されてきたが、このカプラ２８は電磁的な信号の
代数結合をなす他のマイクロ波回路にも用いられる。カ
プラ２８の動作は可逆的であるため、カプラ２８は１つ
の波動のパワーを２つの別の波動のパワーに分割するこ
と、及び２つの波動のパワーを１つの波動に結合するこ
との両方に用いられることができる。また、３ｄＢでの
パワーの結合をなした上記のギャップ幅は、より少ない
量のパワーの結合を提供するように拡大されることも可
能である０本発明の好ましい実施例としては、伝送線路
２２の断面寸法は以下のようである。即ち、中心部導通
体３２の断面寸法は０゜２インチ、外側導通体の断面寸
法は０．５インチである。第１図に示されたバー５６お
よび５８の長さは、伝送線路２２に沿って伝わる電磁エ
ネルギの波長の１／４波長である。チャンネル５０の幅
（第１図）はカプラ２８の部分で拡げられ、両方の中心
部導通体３２のためのスペースが設けられており、この
幅は外（１１！Ｉ導通体４０の幅により増加されている
。同軸の伝送線路２２に沿って伝わる電磁波はＴＥＭ波
となっている。伝送線路２２のインピーダンスは５０オ
ームである。

第６図は第１図の混成カブラ２８の変形例である混成カ
プラ７０を示す図である。カプラ７０はカプラ２８と同
様の方法により製造される。第１図の混成カプラ２８の
構造で示されたように、ベースプレート７２に形成され
、ベースプレート７２にはチャンネル５０が機械加工さ
れて、同軸の伝送線路２２の外側導通体４０が形成され
ている。

同軸の伝送線路２２は外側導通体４０中心部導通体３２
を有している。第６図はカプラ７０の構成要素のレイア
ウトを示しており、こめ図は第１図において断面された
ように、ベースプレート７２をその上面に平行に断面し
たものである。

カプラ７０が、第１図のクロスオーバー２０のように、
マイクロ波のクロスオーバー回路の構成に用いられる場
合、ベースプレート７２は、カプラ７０のうちの２つが
伝送線路２２により第１図のクロスオーバー２０の構成
として開示されたのと同じように相互接続された状態で
、これらの力プラを含むように延びている。ベースプレ
ート７２の形状は、第６図に示すように、２つのカプラ
７０のそれぞれについて２つの入力ポート３６゜３８及
び２つの出力ポート４４．４６を設けるのに充分なもの
である。これらのポートはカプラ７０を種々のマイクロ
波回路あるいは他の混成カプラのような構成要素に接続
するのに用いられる。

カプラ２８の場合のように、カプラ７０の入力ポート３
６および３８はカプラの前方側に向けられており、一方
、出力ポート４４および４６はカプラの後方側に向けら
れている。伝送線路２２のそれぞれにおける中心部導通
体３２と外側導通体４０の断面寸法は、第１図のカプラ
２８について示されたものと同じである。カプラ２８と
同様に、カプラ７０の構成についての説明は、中心部導
通体が円形又は楕円形状のような矩形でない断面形状を
有する同軸の伝送線路でもあてはまる。しかしながら、
入力波が同じパワーの２つの出力波に分割される３ｄＢ
カプラには、矩形状あるいは正方形が好適である。

カプラ７０は、カプラ２８の中央域５２とは、以下の点
で異なる中央域７４を有している。つまり、２つのバー
７８及び８０のそれぞれについて、カプラ２８について
のバー５６及び５８での対応する交差部分片６２よりも
狭い交差部分片７６が設けられている。カプラ７０（第
６図）のバー７８及び８０は、それぞれカプラ２８（第
１図及び第３図）のバー５６及び５８に対応している。

中央域７４と５２との間のこの他の違いは、中央域７４
ではバー７８及び８０のそれぞれについて、切欠部６０
の真直ぐな側壁６４（第３．４及び第５図）に代えて、
段付きの口壁８４（第７図及び第８図）を有する切欠部
８２が設けられていることである。中央域７４と５２の
間の更に別の違いは、中央域７４（第６図及び第７図）
の周辺で、交差箇所８８（第６図）にちかずくバー７８
及び８０の延長部分つまりウィング部７８Ａ及び８０Ａ
には傾斜部分８６（第６図及び第７図）が備えられてい
ることであり、第１図のカプラ２８にはこの様な傾斜部
分は設けられていない、前述したカプラ７０と２８との
違いにより、カプラ７０はより良い電圧定在波比を有し
ており、また、カプラ７０の動作波長域（ｏｐｅｒａｔ
ｉｎｇｂａｎｄｗｉｄｔｈ）は、カプラ２８に比べて増
大している。

第６図及び第１図かられかるように、バー７８及び８０
はバー５６及び５８のそれよりも複雑な構造となってい
る。２つのバー７８及び８０は同じ形状及び寸法を有し
ており、バー８０の形状は、第６図に示すように、バー
７８を裏返したものと同じである。バー７８及び８０の
構造の詳細は、第７図及び第８図に示されているバー８
０についての詳細図により理解される。バー８０がその
延長部８０Ａから内側に向けて延びるにつれて、バー８
０の幅は傾斜部分８６により始めの幅の１／２に減少し
ており、バー８０の両端部での幅が０゜２インチである
のに対して、交差部分片７６の幅はほぼ０．１インチと
なっている。交差部分片７６は括れ部９０（第７図）に
よって連結されており、括れ部９０は交差部分片７６に
たいして傾斜し、バー８０の両方の延長部で、バー８０
の中心軸線９２から反対方向に離れている。バー８０の
両方の延長部と交差部分片７６とはこの軸線９２に対し
て平行に配されており、交差部分片７６は中心軸線９２
とその中心が一致している。バー８０の延長部８０Ａに
対する括れ部９０の傾きは、第７図において、角度Ｊで
示されており、角度Ｊは１３５°となっている。それぞ
れのバーの延長部についての括れ部９０の両方の傾きは
同じである。バー８０の延長部の真直縁に対する傾斜部
分８６の傾きは、第７図に角度Ｈとして示されており、
角度Ｈは２２．５度となっている。バー８０の傾斜部分
は両方とも同じ傾きを有している。交差箇所８８（第６
図）は交差箇所５４（第１図及び第３図）と類似してお
り、双方とも、一方のバーの交差部分片が他方のバーの
切欠部に収容されている。第７図及び第８図かられかる
ように、交差箇所８８（第６図）において切欠部８２の
底面９４は充分に幅広く、交差部分片７６の側縁を越え
て延びている０段付きの側壁８４の段差面は、交差部分
片７６の側面から更に後退して延びている、交差箇所８
８及び括れ部９０の領域を外れると、バー７８及び８０
は本来の幅に広がっている。

従って、括れ部９０及び交差部分片７６は、バー７８及
び８０のそれぞれの幅広い延長部つまりウィング部を連
結する狭部と考えることもできる。

第６図に示すように、バー７８及び８０は２つのばね９
６．２つの絶縁性の支持体９８、及び−対の絶縁性のス
ペーサ１００により、所定位置に保持されている。ばね
９６は、チャンネル５０の側壁にあるポケット内に固着
されている。ばね９６は、バー７８及び８０に抗して、
支持体９８を互いがちかすく向きに付勢している。スペ
ーサ１００はベースプレート７２の面に対して垂直の方
向にして、一対の括れ部９０の互いに対向している側面
の間に配されており、スペーサ１００は交差箇所８８の
両側に１個ずつ配されている。スペーサ１００は、バー
７８及び８０が互いにちかずく向きに付勢されるについ
て、ばね９６から生ずる力を受け、これにより、バー７
８及び８０は、交差箇所８８において、これらのバーの
括れ部９０の間、及び交差部分片７６の対応する部分と
切欠部８との間で所定の隙間が維持されるように、それ
ぞれの所定位置に保持される。カプラ２８に関して先に
開示された隙間及びギャップについてのものは、対応す
る値が第６図のカプラ７０に用いられている。つまり、
スペーサ１００は厚さが３０ミルで、切欠部８２の底面
９４間の隙間及び交差部分片７６の対向する側面間の隙
間は５０ミルである９段付き側面８４（台８図）の段差
面の寸法については、段差の深さが切欠部８２の底面の
深さのほぼ１／３であり、これに対して、段差面の水平
部分の寸法は底面９４の幅のほぼ１／３である。

チャンネル５０の外側の側壁から交差箇所８８に向けて
内側に延びる２つの突片（ｖａｎｅ　）によって絞り１
０４（第６図）が設けられており、これらの突片１０６
はスペーサ１００と同一の平面にある。絞り１０４は、
電磁的なパワーが入カポ−）３６．３８から両方の出力
ポート４４及び４６に結合するために通り抜ける領域を
制限している。

前述の狭部の長さ（２つの括れ部９０に交差部分片７６
を加えたもの）は、伝送線路２２を伝わる電磁波の１／
４波長であり、この絞り１０４の断面についての寸法よ
りも小さい、カプラ７０の動作に関しては、バー７８お
よび８０の間で結合されるパワーの量は、これら２つの
バー間のキャパシタンスに依存し、これは主に交差箇所
８８のスペーサ１００での結合によって決まり、これに
対して、出力ポート４４及び４６で出力される波の間に
おける位相差は、絞り１０４の雅量全体についての電磁
波の相互作用により決まることを理解されたい、支持体
９８及びスペーサ１００に用いられる材質には、比誘電
率がほぼ３，２のプラスチック材が好適し、この様な材
質の一つは、ゼネラルエレクトリック社（Ｇｅｎｅｒａ
ｌ　　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　）によって、商品名ＵＬＴＥ
Ｍ４０００で販売されており、この材料は、高温でも寸
法安定性が良いものとなっている。混成カプラ２８及び
３０から構成される第１図のクロスオーバー２０の動作
は、カプラ２８及び３０が２つのカプラ７０ｇに置換え
られたクロスオーバー２０の動作と同じである。

この動作は２つのカプラ２８及び３０を示す第９図の模
式図を用いて説明され、図においてカプラ２８の出力ポ
ートは伝送線路２２を介してカプラ３０の対応する入力
ポートと接続されている。第９図にはまた、クロスオー
バー２０の２つの入力ポート及び２つの出力ポートも示
されている。この動作説明では、電磁波は第２の入力ポ
ートのＧ点から入り、破線で示される経路に沿って伝わ
るものとする。カプラ２８における重要点は、破線上の
Ｅ、Ｆで示され、カプラ２８及び３０が作動した結果で
ある４つの波は、クロスオーバー２０の２つの出力ポー
トのＡ点、Ｂ点、０点及びＤ点に生ずる。

動作としては、カプラ２８において、Ｇ点への入力波は
同じパワーを有する２つの波に分割される。これらのパ
ワーはＧ点での初期パワーの１／２である。Ｅ点の波は
Ｂ点の波に対して位相が９０″遅れている。カプラ３０
において、Ｅ点の波は同じパワーを有する２つの分波（
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　）Ｂ及びＣに分割され、この分波
Ｂ、Ｃにおけるパワーはそれぞれ、Ｇ点での入力波の１
／４である。

同様に、Ｆ点の波はカプラ３０によって同じパワーを有
する２つの分波Ａ及びＤに分割され、これらの波Ａ及び
ＤのそれぞれにおけるパワーはＧ点での波のパワーの１
／４である。０点における波は、Ｂ点の波に対して位相
が９０°遅れている。

同じく、Ａ点における波は０点の波に対して位相が９０
°遅れている０位相の遅れから、０点での波の構成成分
は２つの９０゛位相おくれにより合計１８０°の位相遅
れとなる。従って、分割波Ｃは分割波りにたいして打消
すように干渉し、結果として第２の出力ポートから出力
される全てのパワーがキャンセルされている。このこと
から、Ｅ点では、カプラ３０の左側から右側への波のパ
ワーの結合が全く為されず、Ｅ点での波のパワーの全部
が第１の出力ポートに生ずる。同様に、Ｆ点では、波の
パワーは第２の出力ポートには全く現われず、全てのパ
ワーはカプラ３０の右側から左側へ結合され、第１の出
力ポートに生ずる。カプラ２８及び３０のそれぞれを介
してのパワーの結合は、９０４の位相の遅れを伴うこと
から、両方のカプラ２８及び３０を介した第１の出力ポ
ート出の成分（ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）は同位相と
なり、Ａ点、Ｂ点での２つの成分（ｃｏｎｔｒｉｂｕｔ
ｉｏｎ）はそれぞれ９０°の位相遅れを有している。従
って、Ａ点及びＢ点の２つの成分（Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔ
ｉｏｎ）は位相を同じくして加算され、第１の出力ポー
トに、第２の入力ポートから入力されたパワーに等しい
パワーを出力する。第１の出力ポートで出力される波は
、第２の入力ポートから入力された波のに対して位相が
９０″′遅れている。

本発明により、第１０図ないし第１３図には、以下に説
明するように電磁的なパワーを伝達、配分する経路のマ
トリクスを備え、平面的なりロスオーバーを含んでいる
伝送線路アッセンブリ１０８が示されている。アッセン
ブリ１０８はなかにチャンネル１１２が形成されている
ベースプレート１１０を備えており、ベースプレート１
１０はカバー１１４により覆われている。各チャンネル
１１２内には中心導通体１１６が配されており、中心導
通体１１６は、チャンネル１１２の両側壁と、カバープ
レート１１４の底面で形成される外側導通体１１８とと
もに、同軸伝送線路１２０を構成している。本発明の好
ましい実施例としては、同軸伝送線路１２０は、正方形
断面の外側導通体１１８を有しており、中心導通体１１
６は−様な正方形断面の線材となっている。

第１図と第１１図との比較により簡単に理解されるよう
に、伝送線路２２（第１図）は伝送線路１２０（第１１
図）と対応しており、同様に、中心導通体３２及び外側
導通体４０は中心導通体１１６および外側導通体１１８
と対応している。アッセンブリ１１８では、対を為して
いる伝送線路１２０は、第１図に開示されているカプラ
２８と同等のカプラー２８により結合されている。第１
１図には、対をなすカプラ２８及び３０が連設され、第
１図に示されたものと同じくクロスオーバーが構成され
ているのも示されている。クロスオーバー２０は、電磁
的なパワーを一方の伝送線路１２０から、隣接した伝送
線Ｆ４１２０へ交差させることができる。アッセンブリ
１０８は伝送線路１２０間での電磁的なパワーの伝達用
の相互接続経路のマトリクスを提供するものであり、マ
トリクスは隣接している導波路間でのパワーの交差と同
様にパワーの結合を、双方共に提供する。特に、第１１
図のマトリクスはカプラ２８及び３０のそれぞれの構成
からバトラーマトリクスとなり、１つの伝送線路のパワ
ーを、対をなす出力側の伝送線路間で、２つの出力線路
の位相を９０°ずらして、等しく配分する。このバトラ
ーマトリクスは、第１１図及び第１２図に示される様々
な位置で、伝送線路１２０内に移相器（ｐｈａｓｅ　　
５ｈｉｆｔｅｒ）を配して完全なものとなる０本発明は
特にバトラーマトリクスの場合について説明されている
が、平面的なアッセンブリにおいて、伝送線路間の交差
を含むマトリクスの構成を提供している本発明は、相互
接続する伝送線路についての他のマトリクスにも適用さ
れることに留意されない、また、第１１図には混成カブ
ラ２８及び３０が示されているが、本発明は、カプラ２
８及び３０を混成カプラ７０に置換えても、同じく適用
できることも理解されるべきである。

ベースプレート１１０、カバープレート１１４、及び中
心導通体１１６はアルミニウムのような導電材で作られ
る。伝送線路アッセンブリ１０８の基本思想は、伝送線
路間で結合されるパワー比が異なっており、且つアッセ
ンブリ１０８の入力ポートにマイクロ波のパワーが入射
することによって、一組の出力ポートに種々の位相及び
／又は振幅の傾きができるいずれの平面マトリクスにも
適用可能である。マイクロ波パワーのビームを形成する
のにアッセンブリ１１８をバトラーマトリクスとして使
用しているのを例にして、第１２図は、アンテナ素子つ
まり、ホーン（ｈｏｒｎｓ　）あるいはダイポール（ｄ
ｉｐｏｌｅｓ　）のような放射体（ｒａｄｉａｔｏｒｓ
）１２６が直線的に配列されたアンテナ１２４を示して
いる。これらの放射体１２６はアッセンブリ１０８の一
組の出力ポート１２８に接続されティる。トランシーバ
−（ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ　）　１３０は、ビームセ
レクタスイッチ１３２介してアッセンブリ１０８の一組
の入力ポートに接続されている。入力ポート１３４と出
力ポート１３８とは同数であり、この数は第１０図ない
し第１３図に示されている構成では８つとなっている。

アッセンブリ１０８とセレクタスイッチ１３２を用いて
、アンテナ１２４に１つの放射ビームが形成され、この
ビームは、アンテナ１２４の前の一組の矢印で示されて
いるように、照準（ｂｏｒｅｓｉｇｈｔ　）　１３６を
左右に向けることができる。

前述した機械加工により、アッセンブリ１０８は一体梢
造ユニットとして構成されており、チャンネル５０（第
１図）の構成を含んでなるチャンネル１１２は、ベース
プレート１１０に形成されている。チャンネル１１２は
スイッチ１３２（第１２図）でのアッセンブリ１０８の
入力端から、アンテナ１２４でのアッセンブリ１０８の
出力端へ延びている。入力及び出力の用語は、トランシ
ーバ−１３０からアンテナ１２４への信号の伝送に関し
ており、アッセンブリ１０８は可逆的に動作し、電磁的
な信号は同じくアンテナ１２４からアッセンブリ１０８
を介してスイッチ１３２へ流れることが可能であること
が理解される０本発明の好ましい実施例では、ベースプ
レート１１０及びカバープレート１１４は、完成された
アッセンブリと同様に平面的な形状を有している。所望
であれば、この平面的な形状は、アッセンブリ１０８が
航空機あるいは人工衛星の曲っな壁面に沿って設置でき
るように、アッセンブリ１０８を僅かに湾曲した面とし
て、変更することも可能であり、このような曲線は、電
磁波がこのような曲線で有意な反射がおきることなく伝
送線路１２０を伝わることができるように充分になだら
かなものであると理解されたい。

移相器１２２は、中心導通体１１６と外側導通体１１８
との間のスペースに位置しているセラミック製の挿入体
となっている。アッセンブリ１０８の製造を容易にする
ため、移相器１２２はＵ字形状断面を有し、移相器１２
２を押込んでそのＵ字形状の脚部が中心導通部１１６の
両側に装着されるものとできる。移相器１２２はセラミ
ック材から製造され、稈相器間において異なる量の移送
のずれを生じさせるように比誘電率が変えられるか、あ
るいはこれに代えて、移送のずれ量を変えるため別の長
さの移相用材を挿入するものでもよい、中心導通体１１
６に沿って測定した長さが、伝送線路１２０を伝わる放
射の１／４波長とした誘電断面を有する移相器を形成す
るのが有利であり、これにより、移相器１２２からの反
射を最少限に抑える。所望であれば、移相器１２２は第
６図の絶縁支持体９８に用いられたセラミック材と同じ
材質から製造することもできる。移相器１２２のそれぞ
れについて固有の位相ずれの値は、第１２図に図式的に
示されており、位相ずれのこれらの値のそれぞれは位相
遅れであり、図示されている位相ずれの値は、バトラー
マトリクスにおいて−様な位相の傾きを得るのに用いら
れる。３つの位相ずれの値が示されており、これらの値
は２２．５°、４５°、６７．５°の位相遅れとなって
いる。移相器１２２の値は、クロスオーバー２０から導
入されることもある位相のずれを補償するために調整す
ることもできる。

中心導通体１１６がチャンネル１１２の中心に支持され
ることについて、中心導通体１１６が、中心導通体を所
定位置に保持している絶縁支持体４２（第１図）のよう
な絶縁性の支持体により所定位置に保持されていること
に注意されたい、第１１図ないし第１３図では、本発明
の詳細な説明を容易にするなめ、絶縁支持体４２は省略
されている。好ましくは、これらの支持体は中心導通体
１１６に沿って対を為して配され、即ち、それぞれの対
において、支持体間は、支持体の構造についての伝送線
路における不連続性から生ずるかもしれない反射波を打
消すため、電磁的なパワーの波長の１／４だけ離間して
いる。これらは伝送線路１２０沿って、数インチの間隔
で配置される。

マイクロ波の周波数の基準値は、アッセンブリ１０８の
ここでの説明では、第１図ないし第９図のクロスオーバ
ー２０の説明に示されたように、４゜０ＧＨｚと仮定さ
れる。

アッセンブリ１０８の動作を示すため、伝送線路１２０
は、各々の入力ポート１３４において、凡例ＩＬ、ＩＲ
ないし４Ｌ、４Ｒとして参照され、種々の入力ポート１
３４のいずれか１つに電磁波が入力されるのに応じて、
アンテナ１２４により創成されるべき８つのビームから
１つを特定する。

数字１は照準１３６に近い向きのビームを指し、数字２
．３及び４は、照準１３６に対してより大きなビームの
傾きの角度を指している０文字り及びＲは、照準１３６
の左または右へのビームの向きを示している。アッセン
ブリ１０８の好ましい例では、伝送線路１２０はクロス
オーバー２０の構成において上記に開示されたものと同
じ正方形断面についての寸法を有しており、これはチャ
ンネル１１２の側面が０．５インチで、中心導通体１１
６の側面が０．２インチである。

第１３図における重ね合せの図を参照して、さらに詳細
に動作を説明する。ここでは、電磁的なパワーを有する
波が左手の入力ポートＩＬに入射している。このパワー
は放射体１２６に向けて上方に移動し、種々のカプラー
２８によって伝送線路１２０の隣接するものの間で分割
される。パワーは分割されるとともに、クロスオーバー
２０を介して、伝送線路１２０の別の１つに向けられ、
出力ポートの全てに生ずる。各々のクロスオーバーは２
つのカプラ２８及び３０を連設した構成となっている。

従って、パワーは第１のカプラー２８で分割され、第１
３図の左下限における第１の２つの伝送線路に同じ量で
流れる。第２の伝送線路はクロスオーバー２０を介して
、第１１図ないし第１３図の左から３番目の第３の伝送
線路と交差する。そこで、カプラ２８の２つを介して、
第１の伝送線路のパワーは、第１及び第２の伝送線路間
で等しく分割され、第３の伝送線路におけるパワーは、
第３及び第４の伝送線路間で等しく分割される。始めの
４つの伝送線路のそれぞれは、この時、入力ポート１３
４の１番目で入力されたパワーの１／４のパワーを有し
ている。

理解しやすくするため、第１２図においてアッセンブリ
ー１０８は２つのサブアッセンブリ１３８及び１４０に
別けられており、サブアッセンブリ１３８はスイッチ１
３２と接続され、サブアッセンブリ１４０はアンテナ１
２４と接続されている。入力ポートＩＬに入射したパワ
ーが始めの４つの伝送線路間に分割されるについて説明
したように、サブアッセンブリ１３８及び１４０を相互
に接続している始めの第１の４つの節点（ｎｏｄｅ　）
１４２で、パワーは一様に配分されている。サブアッセ
ンブリ１４０においては、ノード１４２から伝えられた
パワーは引き続き配分され、始めの４つの伝送線路１２
０におけるパワーは付設されたクロスオーバー２０と、
同じく付設されたカプラ２８とを介して結合されて、伝
送線路アッセンブリ１０８の８つの出力ポート全てにつ
いて等しく分割される。入力ポート１３４の池のいずれ
か１つに入射した波は等しく分割され、出力ポート１２
８の全てで出力されることは、容易に確かめられる。更
に、移相器１２２は、移相量が固定されていることから
、出力ポートロ２から出力される波の間での位相の傾き
、つまり位相の勾配は−様になる。これらの位相ずれ値
は、混成カプラ２８のそれぞれにより９０°の位相遅れ
を加えたものである。

第１２図において、固定された移相値の移相器１２２に
より決まる位相のずれの示されている値により、入力ポ
ート１３４のＩＬ及びＩＲで示すいずれかに電磁波が入
力された場合、節点１４２の間には２２．５°の位相勾
配が生ずる。より大きな位相勾配の値は、入力ポート１
３４の別のものを用いる。移相器１２２に示された移相
値を用いたアッセンブリー１０８の構成を例にとると、
入力ポートのいずれか１つから入力された電磁波のパワ
ーは、出力ポート１２８のそれぞれにおいてその強さが
９ｄＢ減ぜられており、入力ポート１３４の個々のもの
が励起されたのに応じて、出力ポート１２８の間に以下
の位相勾配が得られる。

即ち、ＩＬポートは２２．５°の位相遅れを生じさせ、
４Ｒポートは１５７．５’の位相の進みを、３Ｌポート
は１１２．５．”の位相遅れを、２Ｒポートは６７．５
°の位相の進みを、２Ｌポートは６７．５°の位相遅れ
を、３Ｒポートは１１２゜５°の位相の進みを、４Ｌポ
ートは１５７．５゜の位相遅れを、ＩＲポートは２２．
５°の位相の進みをそれぞれ生じさせる。上記の位相勾
配の値について、節点１４２での位相のずれの値は、ア
ッセンブリ１０８はその左半分及び右半分が対称に構成
されていることから、アッセンブリ１０８の中心線につ
いて対称であることに注意されたい。

サブアッセンブリ１４０のクロスオーバー及び力グラ２
８は、右側あるいは左側の４つの節点１４２についての
位相勾配を、出力ポート１２８の８つ全てについての１
つの連続した位相勾配に変える。

アブセンブリ１０８は前述したようにベースプレート１
１０においてチャンネル１１２を機械加工することによ
り簡単に作ることができる。この機械加工によって、チ
ャンネル１１２は、カプラー２８及び３０の部分を除い
て、伝送線路１２０をとおして−様な正方形の断面とな
っている。カプラー２８及び３０の部分では、カプラー
２８゜３０のそれぞれの中央域を囲むようにチャンネル
の幅が広げられている。カプラ２８及び３ｏの代わりに
カプラ７０を用いた場合には、チャンネル１１２はカプ
ラ７０の部分で中央域７４を囲むように拡幅されている
。更に、こめ８Ｍ加工工程にはスプリングを収容するポ
ケット１０２の形成も含まれ、またこの工程で絞り片１
０６も形成される。その後に中心導通体１１６がチャン
ネル１１２に挿入され、移相器２８及び３０の位置にお
けるチャンネルの拡幅部分にはバー５６及び５８が挿入
される。カプラ７０を用いる場合には、支持体９８とば
ね９６ともにバー７８及び８０が挿入される。そして、
ベースプレート１１０の上面にカバープレート１１４を
載置して、アッセンブリ１０８が完成する。

上記のように製造することで、本発明による電磁波の分
配及び結合のためのマイクロ波の伝送線路のマトリクス
が得られる。自動機による機械加工によって製造するこ
とら可能で、切欠部でのクロスオーバーがなされた伝送
線路における平行部分を備えた混成カプラによって相互
接続された同軸の伝送線路のアッセンブリが、ばらつき
なく精度よく製造される。このマトリクスにより、共通
の平面構造内で、一方の伝送線路から他方の伝送線路れ
る。このマトリクスにより、共通の平面構造内で、一方
の伝送線路から他方の伝送線路への電磁的なパワーを、
平面的な構造外には電磁波の経路を必要とせずに、交差
させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、金属のベースプレートからなる平面構成内に
形成された本発明による交差箇所の平面図で、同軸の伝
送線路の中心導通体を示すため、カバープレートが部分
的に取り除かれて示されており、第２図は、第１図の交
差箇所を第１図の２−２線について端面方向からみた図
、第３図は、第１図の交差箇所における２つの混成カプ
ラのうちの一方を、部分的に示す拡大平面図、第４図お
よび第５図はそれぞれ、交差箇所のカプラの一方につい
ての交差部分におけるバーの詳細を示すため、第３図の
４−４線及び５−５線に沿った断面図、第６図は、カプ
ラの交差領域についての変形例を示す第３図に類似した
図、第７図は第６図のカプラの変形例におけるバーの平
面図、第８図は第６図のカプラの変形例におけるバーの
側面図、第９図は、第１図の２つのカプラの２連構成を
しめず概略図で、交差の動きを説明するのに有用な電磁
波の経路を含んでおり、第１０図は平面的で矩形の、本
発明による伝送線路マトリクスを組込んだ同軸のアッセ
ンブリを示す等大の斜視図、第１１図は、第１０図のア
ッセンブリのベースプレートの上面の直ぐ下で、線１１
−１１に沿った断面図の一部で、チャンネルが機械加工
され、同軸の伝送線路の中心導通体が配された状態が示
されており、ベースプレートは、カプラーのレイアウト
の描写および伝送線路の中心導通体により構成された交
差を簡略化してしめずため、一部分のみが示されており
、第１２図は、例として８つのアンテナ素子からなるア
ンテナ列に、完全な形でのバトラーマトリクスで、全て
のカプラ、交差箇所、位相シフタを備えた同軸伝送線路
全体の相互接続を示す模式図、及び第１３図は、第１１
図の中心導通体の配列の上に、バトラーマトリクスの１
つの入力ポートから全部の出力ポートへの電磁エネルギ
の伝送経路を重ねて示した図。 ２０・・・クロスオーバー、２２・・・伝送路、２４・
・・ベースプレート、２６・・・カバープレート、２８
゜３０・・・ハイブリッドカプラ、３２・・・中心導通
体、３６．３８・・・入力ポート、４２・・・支持体、
４４゜４６・・・出力ポート、５０・・・チャンネル、
５４・・・交差、５６．５８・・・バー。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　第１の組のポートと、第２の組のポートとの間におけ
   る電磁波の伝送路についてのマトリクスであって、 プレートと、 前記プレート内に並んで配されている一組のチャンネル
   であって、各チャンネルが前記第１の組のポートから第
   ２の組のポートへ前記プレートを横切る向きに延び、前
   記チャンネルの壁面は電磁的パワーの同軸の伝送路につ
   いての外側導通体となっているチャンネルと、 前記チャンネルに配され、前記同軸の伝送路の中心導通
   体となる一組の線材と、 前記プレートに配された一組のカプラであって、カプラ
   のそれぞれは、４つのポートを有し、そのうち２つが入
   力ポート、２つが出力ポートとなり前記伝送路の隣接す
   る２つの間に位置して、前記隣接する２つの伝送路間を
   相互接続し、また、カプラのそれぞれは、前記隣接する
   ２つの伝送路のチャンネルがあわさるチャンネルの部分
   に形成され、各カプラは、前記チャンネルの部分に互い
   に離間して配された一対のバーを備え、電磁的なパワー
   の一部について前記隣接した２つの伝送路の一方から他
   方に結合するものであり一組のカプラとを備えており、 前記一組のカプラは、前記伝送路の選択された隣接する
   ものの間でくし形に対を為して、独立して配されており
   、 前記くし形に対をなして配されたカプラのそれぞれにお
   いて、カプラのうちの第１のカプラの出力ポートは、カ
   プラのうちの第２のカプラの入力ポートに接続されて、
   前記選択された隣接する伝送路間で電磁的なパワーを交
   差させるためのクロスオーバーを形成し、また、前記ク
   ロスオーバーは複数あり、前記独立して配された複数の
   カプラは、マトリクスの前記第１の組のポートのうちの
   １つのポートと、マトリクスの前記第２の組のうちの複
   数のポートとの間で、電磁的なパワーを分配するもので
   ある電磁波の伝送路についてのマトリクス。 ２．前記プレートは平面的である請求項第１項に記載の
   マトリクス。 ３．前記マトリクスはおおむね平面的な形状を有し、前
   記クロスオーバー間の電磁パワーの導通路は全て前記の
   おおむね平面的な形状内にある請求項第１項に記載のマ
   トリクス。 ４．カプラーにより結合される電磁的なパワーの前記一
   部分は、このパワーの１／２である請求項第１項に記載
   のマトリクス。 ５．前記カプラのそれぞれは、パワーの各半分を搬送し
   ている波の間に、９０°の位相ずれを生じさせる請求項
   第４項に記載のマトリクス。 ６．前記カプラは前記伝送路間で、バトラーマトリクス
   となるように配されている請求項第５項に記載のマトリ
   クス。 ７．前記伝送線路のそれぞれにおけるチャンネルの壁面
   と線材との間に配され、前記一組のマトリクスポートで
   出力される電磁波に所望の位相勾配をもうける移位器を
   更に備えている請求項第６項に記載のマトリクス。 ８．前記カプラのそれぞれはハイブリッドカプラであり
   、また、前記クロスオーバーのそれぞれにおいて、前記
   第１のカプラの前記出力ポートの第１のものが、前記第
   ２のカプラの前記入力ポートの第１のものに接続され、
   前記第１のカプラの第２の出力ポートは前記第２のカプ
   ラの第２の入力ポートに接続されており、前記第１のカ
   プラの前記第１及び第２の入力ポートは、前記クロスオ
   ーバーの入力ポートとして機能し、前記第２のカプラの
   前記第１及び第２の出力ポートは、前記クロスオーバー
   の出力ポートとして機能する請求項第１項に記載のマト
   リクス。 ９．前記チャンネルを閉じるように前記プレートに載置
   るカバーであって、前記カバーと前記プレートが、前記
   カプラのそれぞれについて導電材のハウジングを設ける
   ようなカバーを更に備えているマトリクスであって、 前記カプラのそれぞれにおいて、前記ハウジングは上壁
   面と底面とを有し、前面、後面、前記上壁面と底面とを
   繋ぐ第１の側壁および第２の側壁があり、前記ハウジン
   グは共通の前記平面に対して垂直な４つの開口を有して
   おり、前記上壁面と前記底面とは前記共通の平面と平行
   で、前記開口は前記ハウジングの中心回りに連続的に配
   されて、異なった方向で外方に向けて開口しており、及
   び前記カプラのそれぞれにおいて、前記バーは中心導通
   体として機能するとともに、前記開口のそれぞれを通っ
   て延びて、前記入力ポートと前記出力ポートとなり、前
   記第１の入力ポート及び第１の出力ポートは、前記第１
   の側壁では反対側に位置し、前記第２の入力ポート及び
   第２の出力ポートは、前記第２の側壁では反対側に位置
   しており、前記第１の入力ポート及び前記第２の入力ポ
   ートは前記前面で反対側に位置し、前記第１の出力ポー
   ト及び前記第２の出力ポートは前記後面で反対側に位置
   しており、 前記カプラのそれぞれにおいて２つのバーは前記第１の
   側壁のポートを、前記第２の側壁のポートに電気的に接
   続し、前記バーは互いに一様に離間して、且つ前記ハウ
   ジングの内面から一様に離間して位置しており、 前記カプラのそれぞれは、更に前記バーのうちの第１の
   ものを前記バーのうちの第２のものの回りに１／２巻き
   して、前記第１のバーが、前記第１の入力ポートを前記
   第２の出力ポートに相互接続させ、且つ前記第２のバー
   が、前記第２の入力ポートを前記第１の出力ポートに相
   互接続させるようにねじるためのねじり手段を更に備え
   ている、請求項第８項に記載のマトリクス。 １０．前記カプラのそれぞれにおいて、前記バーのそれ
   ぞれは中央部、第１の端部、、及び前記中央部により前
   記第１の端部につながる第２の端部を有しており、前記
   第１の端部及び第２の端部は真直で、且つ同じ長さであ
   り、前記ねじり手段は前記第１及び第２の中央部を含ん
   でおり、前記バーのそれぞれは、矩形断面と平坦な外面
   を有し、前記平坦な外面のうちの一方は、バーの長さの
   全てに亙って平面的であり、前記バーのそれぞれにおけ
   る２つの端部と中央部の長さの総和は、前記カプラを通
   って伝わる放射波の波長のほぼ１／４であり、また、 前記バーのうちの一方についての前記一方の平面的な面
   は、前記バーのうちの他方の前記一方の平面的な面に対
   して平行であり、前記１／２巻きのねじりにより、前記
   バーのそれぞれにおいて前記一方の平面的な面について
   の平面構成が保たれている請求項第９項に記載のマトリ
   クス。 １１．前記バーのそれぞれにおいて、前記各バーの中央
   部には、前記一方の平面的な面の反対側に切欠部が設け
   られており、前記バーのうちの第１のバーの切欠部は、
   前記バーのうちの第２のバーの切欠部に対向していると
   ともに、挟むように設けられており、 各バーの端部前記ハウジングの前面および後面と平行で
   あり、また、 前記バーのそれぞれにおける中央部は、前記バーの双方
   の中央部での挟む構造及び交差する構造のため、バーの
   前記第１及び第２の端部に対して傾いており、これによ
   り前記バーの間が電磁波の電気容量的な結合となってい
   る請求項第１０項に記載のマトリクス。 １２．前記バーのそれぞれにおいて、前記中央部は前記
   一方の平面的な面の反対側に切欠部を有しており、前記
   第１のバーの切欠部は前記第２のバーの切欠部と対面し
   ているとともに互いに挟むようになつており、 前記バーのそれぞれは、前記第１及び第２の端部をそれ
   ぞれ越えて延びる延長部を有し、前記バーのそれぞれに
   おける中央部は各バーの中央の長手方向の軸線と平行で
   あり、バーのそれぞれにおいての２箇所の延長部は、前
   記軸線に平行で、互いに反対側にずれて配されており、
   これら２つのバーの軸線は傾いて前記バーのそれぞれの
   中央部におけるクロスオーバーを構成し、前記延長部は
   前記カプラのポートのそれぞれを通るようにして伸びて
   いる請求項第１０項に記載のマトリクス。 １３．前記カプラのそれぞれにおいて、及びカプラの各
   バーにおいて、中央部は延長部と比べて狭くなつており
   、バーの２箇所の延長部は中央部に向けて延びる傾斜部
   分を有しており、前記延長部の中央部から離れている部
   分は前記伝送路の前記線材の断面に等しい断面を有して
   おり、また、前記切欠部のそれぞれは二段の段突きの切
   欠となっている請求項第１２項に記載のマトリクス。 １４．前記カプラのそれぞれにおけるチャンネルの断面
   深さは、前記横断方向に垂直な方向に測定して、前記伝
   送路のチャンネルの深さに等しい請求項第１３項に記載
   のマトリクス。 １５．前記カプラのそれぞれのチャンネルについての前
   記断面のそれぞれの幅は、前記一対のバーを物理的に収
   容できるように前記横断方向に拡張されている請求項第
   １４項に記載のマトリクス。