JPH02235405A - 二周波数帯域分離用分波器 - 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、フィード・ホーンに接続して用いられる二周
波数帯域分離用の分波器に関し、特にＫｕバンドを利用
する衛星通信方式等において送受信共用アンテナを用い
、かつ、それら送受信波が、周波数帯域こそ互いに異な
っているものの同一偏波面にある場合、それら送受信波
を高分離度で分離可能にすることはもちろん、構造的に
も簡単なものを提供するための改良に関する。

［従来の技術］ κＵバンドの衛星通信方式における周波数割当ては、送
信波で１４ＧＩｊＺ帯（　１４．０〜１４．５ＧＨｚ）
、受信波で　１２ＧＨｚ帯（１０．９５〜１１．７Ｇ｝
ｌｚ）となっている。

方、偏波面としては、これまでの所は一般に互いに直交
する関係にあり、例えば送信波が水平偏波（Ｈ偏波）な
らば、受信波は垂直偏波（■偏波）となる。

したがって、従来においては、アンテナを送受信で共用
とする場合にも、送受信波の分離には、通常、“ＯＭＴ
“と略称される直交偏波分離用分波器が用いられている
。

特に民生用の同報通信方式では、このＯＭＴは送受信機
器内に組込まれるが、こうした従来のＯＵＴの代表的な
一例は、第３図に示すことができる。

これにつき説明すると、まず、Ｖ偏波、Ｈ両偏波の両偏
波面が互いに独立して伝送し得る主導波管１がある。こ
の主導波管１には円形導波管も方形導波管も使えるが、
ここでは相対的に加工が容易な円形導波管を例示する。

主導波管１の横断面口径は、相対的に低周波数帯域側と
なる受信波に鑑み、これが伝送可能な寸法に選定される
。

送受信波を分波する副導波管２，３には、単一偏波面を
のみ伝送する方形導波管が使用され、具体的な例をκＵ
バンドに関して挙げると、主導波管１に直交する前口分
岐端２は、相対的に高周波数帯域側となる送信周波数用
として、ここにはＷＲ！−１４０型の方形導波管２を使
用し、主導波管１と共軸の後口分岐端３は受信側として
、ＷＲＩ−１２０型の方形導波管３を使用する。

ちなみに、ＷＲＩ−１４０型方形導波管の横断面口径は
１５．７９９ｘ　７．８９９ｍｍ２、ＷＲＩ−１２０型
方形導波管のそれは１９．０５０ｘ　９．５２５ｍｍ２
と規格化されている。

一般的に言えば、この種のＯＭＴは、主導波管１内を伝
送するＶ，Ｈ両偏波を各分岐端に分離的に取り出すもの
で、送受信端を交換することも可能である。もちろん、
この種の分野における常識の通り、可逆の埋により、送
信で成り立つ理論は受信でも成立し、その逆もまた然り
であるので、以下の説明においても、特に断りなき限り
、送信も原則として受信メカニズムで説明する。

第３図に戻って説明を続けると、送信波がＨ偏波である
ならば、主導波管１内に入射した当該送信波は、その電
界に平行で、かつ肉厚が十分に薄い導体製の短絡板４で
反射され、主導波管の側壁に穿設した結合窓５を介し、
Ｈ偏波用前口分岐端２に伝送される。もちろん、結合窓
５の口径や、短絡板４の前縁との相対的な位置関係等は
、それぞれ最適条件に整合される。

これをＨ　’Ｊ４波の送信として説明し直せば、送信機
（ＴＸ）　６の発した送信波は結合窓５を介して主導波
管１内に導入され、短絡板４で反射された後、主導波管
１を管軸に沿って伝送して、当該主導波管開口側に接続
される図示しないフィード・ホーンから放射される。

上記のように送信波がＨ　（ｍ波であるならば、受信波
は■偏波となるが、この受信波は、前口分岐端を構成す
る方形導波管２の短辺の長さに対する遮断周波数が通常
、１８．９８９８ＧＨ２であるので、結合窓５の存在に
は無関係にそのまま主導波管１の管軸に沿って伝送する
。短絡板４は、Ｖ偏波である受信波の電界に対しては直
交し、かつ、その肉厚が十分に薄いため、当該受信波の
伝送には大きな損失をもたらさない。

したがって、主導波管１である円形導波管と、後口分岐
端３である方形導波管３との間に設けられるλｇ１／４
変成器７の諸元を最通に設計すれ？、受信波は■偏波用
後口分岐端３に滑らかに伝送し、受信機（ＲＸ）　８に
て捕えることができる。なお、λｇ．は変成器内受信波
の管内波長である。

このような既存のＯＭＴに対し、短絡板４を省略した構
造のものもある。第４図はそのようなＯＭＴの一例を示
している。

同一符号は同一ないし同様の構成要素を示し、したがっ
て説明を繰返さないものもあるが、このＯＭＴ構造では
、後口分岐端３を構成する方形導波管３の短辺の長さに
対する遮断周波数が一般に１５．７４８６Ｈ■に選定さ
れることを利用し、その開口前面で送信波を反射させる
ようにすることで、短絡板４を省略している。ただし、
主導波管である日形導波管１と後口分岐端を構成する方
形導波管３との整合のため、λｇ１／４変成器７はもち
ろん必要である。

このような構造でも、結合窓５と後口分岐端用方形導波
管３の開口端面との相対位置を最適に設計すれば、第３
図示のＯＭＴに対して遜色のない機能を果たし、むしろ
構造を簡単化、小型化することができる。

いずれにしても、このような従来の第３図示構造による
ＯＭＴも第４図示構造によるＯＭＴも、主導波管の真円
度や各部の直角度に関し、加工精度に気を配れば、性能
上はかなり満足なものが得られ、前口分岐端２の送信波
が後口分岐端３側へ捕れ出す漏洩量は、比較的容易に−
３０ｄＢ以下に抑えることができる。

しかるに、昨今では、上記のように送信波と受信波とで
それらの偏波面を互いに直交関係に置くのではなく、同
一偏波面とし、その上で、将来はこれを異偏波面に変更
したいとの要求がある。

こうした場合には当然のことながら、これまで第３．４
図に即して説明してきたのとは異なり、周波数帯域だけ
が異なる同一偏波面の送受信波を分離し得る分波器構造
が必要になる。そこで、このような分波器を、上記のよ
うな既存のｏＭＴに関する技術を利用して構築せんと、
するならば、第５図示のような構造が考えられる。

例えば送受信波を共にＶ偏波とし、便宜上、実線矢印を
送信波Ｓ↑、仮想線矢印を受信波ＳＲとすると、まずは
主導波管１内の送信波ＳＴを反射させるため、受信側線
路中に　１　４　６　Ｈ　Ｚ　ｆの伝送を阻止するハイ
・カット・フィルタ、つまりはロー・パス・フィルタ（
ＬＰＦ）９を挿入し、結合窓５を介して送信機６の側に
導く。ただし、この第５図示のような構造の分波器では
、後述の理由から理解されるように、当該ロー・バス・
フィルタ９を簡単な構成の廉価なもので済ます訳には行
かず、実際には高性能なワッフル・アイアン・フィルタ
の使用が要求される。

一方、前口分岐端２を構成するＷＲＩ−１４０型の方形
導波管２の長辺寸法は１５．７９９ｍｍであるから、そ
の低域遮断周波数は受信波ＳＲも十分に伝送可能な９．
４９４３６Ｈ２となるので、そのままでは後口分岐端３
側の整合が困難となる。

そこで、前口分岐端２の人力端にも、受信波ＳＲを阻止
する適当なロー・カット・フィルタ、すなわちハイ・バ
ス・フィルタ（ＨＰＦ）１０を挿入する。

［発明が解決しようとする課題］ 既述のように、まずは仮通信回線網として、送信波も受
信波も共に同一の偏波面による通信システムを構築し、
その後、将来的には送信波と受信波とを異偏波面に変更
するべく発展させようとする場合、これに用いる分波器
装置としては、とにがくも当初の仮通信回路網用として
、同一偏波面の二周波数を確実に分離可能な、基本性能
に優れたものを提供せねばならない。

その上で、将来、異偏波面利用型システムに変更のあフ
た場合には、当該同一偏波面用の分波器のみを単に取外
し、通常のＯＭＴに取り替えるのも簡単な構造になって
いることが望ましい．もっとも、後者の要求だけならば
、すでに第５図に即して説明したように、従来技術を応
用して作成した結果、前口分岐端２の入力端が主導波管
１の側方に出るようになっている同一偏波面用の送受信
波分離分波器でも、当該前日分岐端２の方に、さらに周
知のＥ面コーナ・ベンドを三つ組み付ければ、第３．４
図に示した通常のＯＭＴに見られるように、主導波管１
に対し当該前日分岐端２が下方に伸びるように改変でき
るので、そのような形態で送受信機器内に組み付けて置
けば、後日、異偏波面利用型にシステムが変わっても、
この分離分波器を取外し、通常のＯＭＴに交換する作業
も簡単になり、特に問題はない。

また、性能的な観点からしても、第５図示の分波器構造
において、常にワッフル・アイアン・フィルタの使用を
前提とする限り、十分満足の行くものが得られる． しかし、本書で想定しているように、衛星通信方式とし
ても公衆通信用ではなく、同報通信用として民生機器で
用いる場合、高性能であることはもとより必要であるが
、同時にまた、経済性をも満たさねばならない。このよ
うな要求からすれば、上述のようなワッフル・アイアン
・フィルタの使用は大いなる障害となる。

すなわち、ワッフル・アイアン・フィルタは、確かに性
能的には優れており、３オクターブもの広帯域に亙って
阻止機能を呈することができるものの、いかんせん、構
造が極めて複雑で、分波器装置として見た場合、全価格
の大半を占め兼ねない。上記のように公衆通信用ならば
ともかく、通信Ｗ１星のＫｕバンド用トランスボンダを
賃貸借用し、同報通信を行なうような民生用には不向き
である． また、コストはともかくとしても、このようなワッフル
・アイアン・フィルタは、良く知られているように、そ
の原理構成上、電界方向の素子間隔を狭めざるを得ない
ので、標準方形導波管と整合を採るためには、実際上、
両端にテーバ導波管が必要になり、したがって装置全体
の構造が長大になるとか、通過波に対する伝送損失が比
較的大きくなる（０．３ｄＢ程度）等の欠点がある．本
発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、特に衛
星通信方式における同報通信用として、送受信機器内に
組込むのにも最適なように、構造簡単、小型かつ廉価で
あって、基本的な性能にも優れた二周波数帯域分離用分
波器を提供せんとするものである。

［課題を解決するための千段］ 本発明は上記目的を達成するため、次のような技術思想
に従った二周波数帯域分離用分波器を提供する。

まず，送受信波が同一の偏波面であるので、主導波管と
しては単一の偏波面のみを伝送する方形導波管であって
良い。したがって例えば、従来のＯＭＴ構造において相
対的に低周波数帯域側の受信波を伝送するに用いられて
いたのと同じ方形導波管（一般にＷＲＩ−１２０型方形
導波管）を用いることができ、また、このようにすれば
、第３〜５図示の従来例では後口分岐＠３との整合用と
して必要になっていたλｇ＋／４変成器７は不要にし得
る。

次に、上記のようにその一端が後口分岐端をそのまま構
成し得る主導波管の伝送方向途中には、当該主導波管の
短辺中夫に結合窓を穿股ないし開口させ、この結合窓を
介して相対的に高周波数帯域の送信波を分岐するため、
主導波管管軸とは直交する方向に管軸を有する方形導波
管（ＷＲＩ−１４０型）を接続して前口分岐端を構成す
る。

その上で、主導波管内部にあって上記の前口分岐端の接
続する結合窓よりも後口分岐端寄りの位置には、主導波
管の長辺内壁面から当該長辺に垂直に主導波管内部に所
定の挿入長だけ伸び出すことにより、送信波に対し、後
口分岐端側への伝送を阻止し、前口分岐端側に向け反射
するＬＣ直列共振器を構成する複数のスタブを設け、こ
れら複数のスタブにより、梯子型バンド・リジェクショ
ン・フィルタを構成する。

その一方では、前口分岐端の結合窓に接続する入口部分
に、受信波の伝送を阻止するため、当該結合窓に接続し
た前口分岐端構成用の副導波管の長辺を狭めることによ
り、送信波は通過させるが受信波は減衰させるカット・
オフ導波管構成によるハイ・パス・フィルタを設ける。

このような本発明の基本構成に加えて、梯子型バンド・
リジェクション・フィルタを構成する複数のスタブは、
送信波に対し、主導波管の管軸に沿って二段以上の複数
段のＬＣ直列共振器を構成するように設けると良く、ま
た、そのようにした場合、初段のＬＣ直列共振器は、主
導波管の長辺の中心線に対し直交する軸上にあって当該
長辺中心線に関し線対称な位置に、互いに送信波の管内
波長の四分の一の距離を置いて設けられた一対のスタブ
で構成されるようにするとなお良い。

さらに、送信波に対して複数段のＬＣ直列共振器構成を
採用した場合には、二段目以降のスタブは、受信波に対
して容量性リアクタンスまたは話導性リアクタンスを示
す挿入長を有するように設定することもでき、当該バン
ド・リジェクション・フィルタを通過する受信波に関し
ては、そうした二段目以降のスタブが初段スタブの整合
機能を有するようにし得る。

ただしもちろん、本発明の最も基本的な要旨においては
、梯子型バンド・リジェクション・フィルタが、送信波
に対して阻止、反射機能を有するＬＣ直列共振器段から
成り、しかも、これがスタブ構造で満たされていれば良
く、上記以外の具体的配゛置関係や数等を採用するも可
能である。

［作　　用］ 本発明の作用を論ずるに当たり、まず一般論として、方
形導波管の長辺中夫に、動作解析上、基本的な伝送波で
あるＴＥ，．波の電界方向と平行にスタブを挿入した場
合の作用について説明する。

挿入されたスタブは、すでに良く知られているように、
その位置では一般に容量性リアクタンス（Ｃ）を呈する
が、挿入長が大となってくるに連れ、これに話導性リア
クタンス成分（Ｌ）が加わり、その結果、ＬＣ直列共振
器として作用するようになる。スタブの挿入長をさらに
大とし、対辺に接触すると、伝送路は短絡される。

これに対し、同じく方形導波管の長辺に対し垂直（電界
方向に平行）にスタブを挿入するにしても、上記のよう
に長辺り中央位置から短辺の近くに寄せて挿入したスタ
ブでは、長辺中央位置にある場合よりもし成分の発生が
強まり、対辺に接触するとＬ成分のみとなる。

さらに、スタブの挿入長の大小は伝送周波数に関係し、
逆に同一の挿入長でも、相対的に低い周波数帯域に対し
てはＣ成分として作用するが、相対的に高い周波数帯域
に対してはＬＣ共振器として作用するような長さを設定
し得る。

本発明において主導波管１内に採用される梯子型バンド
・リジェクション・フィルタは、このようなスタブの士
４つ周知の性質を利用している。

すなわち、前口分岐端側に分岐すべき送信波は相対的に
高周波数帯域にあるので、当該前日分岐端の後ろに設け
たスタブの挿入長を適当に設定することにより、当該送
信波に対してはこのスタプが等価的にＬＣ直列共振器を
構成するようにすることができる。これは結局、当該送
信波に対してこれを阻止し、反射する作用を生む。

したがってまた、このスタブによる等価ＬＣ直列共振器
を当該送信波の進行方向に沿って多段に構成すれば、送
信波に関する限り、その減衰量を十分大きく採ることが
でき、ひいては後口分岐端側への送信波漏洩量を十分低
く抑えることができる。

一方で、相対的に低周波数帯域に属する受信波に関して
は、送信波に対してＬＣ共振器を構成するスタブも、容
量性リアクタンスまたは誘導性リアクタンスを呈し得る
ので、受信波は損失少なく伝送することができ、所期通
り、後口分岐端に出力する。

逆に、受信波の前口分岐端側への漏洩量低減については
、前口分岐端の結合窓に臨む入口部分にカット・オフ導
波管構成によるハイ・バス・フィルタを設けているので
、これが受信波漏洩抑止の作用を営む。

このように、本発明の分波器構造では、実際上、極めて
コンパクトに、かつ構成要素の数も少なく、同一偏波面
の異なる周波数信号を確実に分波できる。スタブの配置
や段数ないし個数を適当に選定すれば、後述の実施例中
にも認められるように、送信波の後口分岐端側への澗洩
量は、現に−３０ｄＢ以下にまで低減させることに成功
している。これは、性能的には既述したワッフル・アイ
アン・フィルタを用いた場合に優に匹敵し、むしろこれ
を凌駕し得るものであり、にもかかわらず、価格的にも
構造的にも、比べものにならない程安く、また簡単であ
る。

加えて、ワッフル・アイアン・フィルタの場合には、既
述のように結合窓との間に整合用のテーパ導波管を必要
とし、したがって反射点までの相対距離が長くなって使
用周波数帯域内の位相偏差が大きくなり、実質的に適用
周波数帯域が狭められることがあるが、本発明において
用いられているような、スタプによる梯子型バンド・リ
ジェクション・フィルタは、当該スタブ自体が主導波管
内に直接に収められることもあって、これを結合窓の極
めて近くに配置することかでぎ、そのような不都合を生
むことがない。

さらに、送信波に対してＬＣ直列共振器を構成すること
により、これを反射するべく機能するスタブも、受信波
に対しては上述のように容量性リアクタンスないし話導
性リアクタンスを呈するようにし得るので、当該スタブ
を多段構成にした場合、初段のスタブに対し、二段目以
降のスタブが、ここを通過する受信波に関しては整合作
用を営むようにすることもできる。

また、特に、初段のＬＣ直列共振器を、主導波管の長辺
の中心線に対し直交する軸上にあって当該長辺中心線に
関し線対称な位置に、互いに送信波の管内波長の四分の
一の距離を置いて設けられた一対のスタブで構成すると
、あえてＬＣ直列共振器の共振尖鋭度Ｑを適当な程度ま
で、低下させることができ、それらスタブの挿入長の調
整を容易にすることができる。

これがもし、主導波管の長辺の中心線上に一木のスタブ
を立てただけであると、当該スタブの挿入長の僅かな調
整が共振器特性に大きく影響し、いわゆるクリティカル
になり過ぎて、調整作業を難しくすることがある．同様
の配慮は、原理的には二段目、三段目等、以降の段のス
タブについても施すことができるが、初段のスタブによ
る直列共振器構成によれば、ある程度以上、十分なる送
信波通過損失を見込むことができるので、実際に後続の
段に関するスタブについては、それ程、その挿入長に関
する調整作業が敏感にはならないことと、上述のように
、むしろ受信波に関しての整合を採るためにはその方が
都合の良いこと等から、これら後続の段のスタブは、主
導波管の両辺中心線に沿ってそれぞれ一本あて、設ける
方が望ましい。

このような基本的作用に加え、本発明の分波器では、前
口分岐端を送信機に、後口分岐端を受信機に各々接続し
て用いるに際し、それら各分岐端の不整合成分は、分波
器としての構造自体が極めて簡単化、小型化したことに
より、送信側の不整合成分の排除は当該受信波には全く
関係のない送信機と前口分岐端に備えられているハイ・
パス・フィルタの間で、また受信側においては送信波に
全く関係のない受信機とバンド・刀ジェクション・フィ
ルタとの間で独立になすことができ、そのようにしても
装置全体を問題となる程、大型化することがない． なお、バンド・リジェクション・フィルタを通過する受
信波に関しても、後述の実施例中に見られるように、そ
の通過損失は比較的容易に０．１ｄＢ以内にすることが
でき、これは、ワッフル・アイアン・フィルタを用いた
ときの既述した値０．３ｄＢに比しても優れた値である
。

また、本発明の分波器構造では、主導波管の伝送方向に
沿い、最初に相対的に高周波数帯域にある送信波を前口
分岐端にて分岐し、その後ろに主導波管の一端開口とし
て、相対的に低周波数帯域の受信波用後口分岐端を配置
しており、この配置関係は通常のＯＭＴにおけると同様
であるし、方で主導波管の短辺に接続ざれる前口分岐瑞
に関しても、これは第５図示の従来例に即しても述べた
通り、周知のＥ面コーナ・ベンドを三つ用いれば、後口
分岐端に関して直交関係に引き出すことも容易にできる
ので、将来、本発明の分波器を組込んでいた通信システ
ムが、送信波と受信波とで異偏波面を利用するように変
更されたとしても、本発明の分波器を取外して通常のＯ
ＭＴに変えるに際し、単なる取り替えで済むように、予
め送受信機器を作成して置くことができる。

［実　施　例］ 第１図は本発明に従って構成された同一偏波面にある二
周波数帯域分離用分波器の一実ｈζ例を示している。す
でに第３〜５図に即して説明した従来例において用いた
符号は、この実施例においても対応する構成要素に対し
、そのまま利用する。

さて、分波対象の送信波ＳＴも受信波ＳＲも、共に同一
偏波面にあることを想定しているので、本発明の分波器
における主導波管１には、後口分岐端３を構成する副導
波管３と同様、単一偏波伝送用の方形導波管を使用する
ことができ、例えば具体的に、既述したＫｕバンド用受
信波周波数（１０．９５〜１１．７ＧＨｚ）に鑑みるな
らば、ＷＲＩ−１２０型の方形導波管を使用することが
できる。

このようにするとまた、従来のＯＭＴにおいては主導波
管と後口分岐端との整合のために必要であったλｇ１／
４変成器７（第３．４図）が原則として不要になり、そ
の分、確実に構造が簡単化するという付随的な効果も生
まれる。

？対的に高周波数帯域側（１４．０〜１　４　．　５　
Ｇ　Ｈ■）の送信波Ｓ７を分岐する前口分岐端２は、主
導波管１の伝送方向途中にあって短辺中央に開口した結
合窓５に接続された副導波管２により構成でき、またこ
の副導波管２には、具体的にはＷＲＩ−１４０型の方形
導波管を使用することができる。

しかるに、本発明においては、主導波管１内にあって送
信波Ｓ丁を後口分岐端３の側に極力漏洩させないように
するための手段、すなわち当該送信波ＳＴの通過をでき
るだけ阻止し、反射する手段として、スタブ群による梯
子型バンド・リジェクション・フィルタ（ＢＲＦ）１１
を採用している。

図示実施例の場合には、初段に二つのスタブ１２　．　
１２を用い、受信波伝送方向に沿って二段目に一つのス
タブｌ３、そしてさらに三段目にも一つのスタブ１４を
用いた梯子型バンド・リジェクション・フィルタ１１が
例示されている。

これらスタブ１２　，　１３　．　１４が個々に営み得
る作用ないし原理については、すでに本書［作用］の項
において説明したが、方形導波管の長辺中央に伝送波で
あるＴＥ，。波の電界方向と平行にスタブを挿入すると
、そのスタブはその位置で一般には容量性リアクタンス
（Ｃ）を呈し、さらに挿入長が長くなってくると、これ
に話導性リアクタンス成分（Ｌ）が加わって、ＬＣ直列
共振器として作用するようになる。スタブ先端が対辺に
接触すれば、伝送路は短絡される。

一方で、本実施例中の一対のスタブ１２，１２に見られ
るように、同じく方形導波管の長辺に対し垂直（電界方
向に平行）にスタブを挿入するにしても、主導波管長辺
の中央位置から短辺の近くに寄せて挿入すると、長辺中
央位置にある場合よりもし成分の発生が強まり、対辺に
接触するとＬ成分のみとなる。

また、スタブの挿入長の大小は伝送周波数に関係し、逆
に同一の挿入長でも、相対的に低い周波数帯域に対して
はＣ成分として作用するが、相対的に高い周波数帯域に
対してはＬＣ共振器として作用するように当該挿入長を
決定することができる。

本発明において主導波管１内に採用される梯子型バンド
・リジェクション・フィルタ１１は、このようなスタブ
の持つ周知の性質を利用したもので、各スタブ１２　，
　１３　．　１４は、送信波Ｓｉに対し、それぞれ等価
的にＬＣ直列共振器を構成することにより、その通過に
損失を与え、換言すれば効率良く反射する機能を営むよ
うに、各挿入長が選択される。

第２図（＾】には、このように、送信波ＳＴに対してこ
れらスタブ１２　，　１３　．　１４の群が実質的に三
段のＬＣ直列共振器を構成している模様が等価回路で示
されている。

初段のスタブ１２，１２ないし初段のＬＣ直列共振器１
２．１２は、主導波管１の長辺中心線に対し直交する軸
上にあって、当該長辺中心線に線対称な位置に設けられ
、互いの距離はλｇ３／４に設定されている。ここでλ
ｇ３は、主導波管１内における送信波ＳＴの管内波長で
ある。このように、この梯子型バンド・リジェクション
・フィルタ１ｌの初段位置で二木のスタブ１２，１２を
等価的に並列に挿入したのは、当該ＬＣ直列共振器１２
．１２の共振特性を調整するため、スタブの挿入長を調
整するに際して、その調整作業を容易にするためである
。

もし、この初段位置においても主導波管長辺中心線上に
一木のスタブしか設けなかった場合、本発明の最も基本
的な要旨構成上においては、それでも差支えないものの
、より実際的に考えると、これでは当該一本のスタプの
挿入長の僅かな変化に対し、等価ＬＣ直列共振器の特性
が大きく変化するため、敏感過ぎて調整作業が極めて厄
介になってしまい、能率が著しく落ちることが考えられ
る． これを図示実施例のように、互いに並列関係になる二本
のスタブ１２．１２で構成すると、意図的に当該ＬＣ直
列共撮器の共振尖鋭度Ｑを適当に低下させることができ
、それら挿入長の調整に対する共振器特性の変化が緩や
かになって、調整作業が極めてやり易くなる。

このようにしてその挿入長が調整されるこの初段スタブ
の位置では、実例を挙げると、送信波ＳＴが後口分岐端
３の側に漏れ出す漏洩量を−１０ｄＢから−１２ｄＢ程
度に留めるように設計するのが良い。

単に漏洩量規制のためだけなら、この初段スタブの位置
で一挙に送信波に対する通過損失を稼ぐこともできるが
、上記程度の値に留めた方が良い理由については後述す
る。なお、このときの受信波ＳＲに対する反射損失はｌ
ｏｄＢ以上となる。

図示実施例の場合では、さらに二段目、三段目まで、そ
れぞれに送信波に対してＬＣ直列共振器を構成し得るス
タブ１３　．　１４を用いている．ここで、二段目のス
タプ１３は、初段のスタブ対１２．１２を結ぶ線が主導
波管長辺中心線と交わる位置から、当該長辺中心線に沿
い、λｇ３／４だけ離れた距離に設けられており、三段
目のスタブｌ４は、同様に二段目のスタブ１３から、長
辺中心線に沿い、λｇ，／４だけ離れた位置に設けられ
ている． その上で、それらの挿入長は、二段目スタブｌ３の所で
の送信波ＳＴに対する後口分岐端側への．漏洩量が−２
０ｄＢから−２５ｄＢ程度になるように、また、三段目
スタブｌ４の所でのそれは−３０ｄＢから−３５ｄＢ程
度になるように調整されている。明らかなように、従来
、ワッフル・アイアン・フィルタを用いていた場合に比
しても、このような本発明実施例構造では、極めて簡単
なスタブ構造でありながら、同等以上の性能が得られる
。

なお、二段目、三段目のスタブ１３　，　１４が、初段
のスタプ対１２　．　１２とは異なり、主導波管長辺中
心線上にただ一本、位置しているのは、送信波が初段の
スタブ対１２　．　１２により十分、減衰し得ることと
、後述のように、この方が通過波となるべき受信波との
整合を採り易いからである。

このようなバンド・リジェクション・フィルタ１１を主
導波管１内に組込むことにより、送信機６からの送信波
ＳＴは、後口分岐端３側への漏洩が十分に抑えられなが
ら、主導波管に付設される図示しないフィード・ホーン
を介し、効率良く放射される。ただ、もちろん、結合窓
５の開口形状や、バンド・リジェクション・フィルタ１
１との相対的な位置関係等は、当該放射効率が最も高ま
るように、この種の技術における既知の事実に基いて最
適設計されるのが良いこと、言うまでもない。

しかるに、本実施例では、既述のように、送信波を反射
させるＬＣ直列共振器を多段（三段）構成とし、各段に
おいて送信波の受信側への漏洩量を順に規制したが、こ
れは、各段においてそれ以上に一挙に漏洩量を規制する
と、場合によっては受信波に対してもＬＣ直列共振器が
構成され、挿入損失が無視し得ない程に増える可能性が
あるためである。

逆に言えば、上記程度に各直列共振器段の送信波に対す
る漏洩抑止度を抑えて置けば、第２図（Ｂ）に等価回路
で示されるように、受信波ＳＲに対しては望ましい整合
特性を得ることも容易となる。

すなわち、初段のスタブ対１２．１２は、送信波Ｓ丁に
対しては上述のようにＬＣ直列共振器を構成し、これを
反射すべく機能しても、受信波ＳＲに対しては、並列な
Ｃ成分として作用するようにし得る。

また、当該初段スタブ対１２　．　１２の設けられてい
る位置を基準面（Ｒ．Ｐ．）とすると、二段目のスタブ
１３は、この基準面（Ｒ．Ｐ．）から送信波ＳＴの管内
波長λｇ，に対してλｇ，／４だけ離れており、実質的
にこれは、受信波ＳＲのＷＲＩ−１２０型方形導波管内
における管内波長λｇ４に関しての四分の一波長距離に
近いので、当該基準面（Ｒ．Ｐ．）から見るとＬ成分と
して作用させることができ、したがって初段スタブ対１
２．１２とこの二段目のスタブ１３とにより、ほぼ受信
波に関しての整合を採ることができる。

また、三段目のスタブｌ４は、基準面（Ｒ．Ｐ．）から
見ると、λｇ，／２、すなわちほぼλｇ４／２だけ離れ
ているので、等価的には第２図（Ｂ）中に示されている
ように、Ｃ成分として作用する。これも、二段目のスタ
ブ１３と相まって、結局は初段スタブに対する整合要素
として機能する。

このようにして、本発明により設けられる梯子型バンド
・リジェクション・フィルタ１１では、送信波Ｓ１に対
する高い通過阻止機能ないし反射機能を保ちながら、受
信波ＳＦＩに対しては、実際上、その通過損失をＯ．ｌ
ｄＢ以内に抑えることにも成功している。

また、前口分岐端２を構成するＷＲＩ−１４０型方形導
波管２に受信波ＳＲが澗れ出すのを抑止するのは、これ
も極めて簡単な構造のハイ・バス・フィルタ１５が十分
にその機能を満足している。

すなわち、ＷＲＩ−１４０型方形導波管２の低域遮断周
波数は９　．４９４３６｝Ｉｚであるから、そのままで
は当然、受信波ＳＲも伝送可能であるので、方形導波管
２が結合窓５に接続する入口部分に、その内部で実質的
に長辺方向の寸法を狭め、例えば１２．Ｏｘ　７．８９
９ｍｍ’の方形導波管１５を接続しており、そのため、
当該方形導波管部分ｌ５がカット・オフ導波管として機
能し、相対的に低周波数帯域側の受信波ＳＲに対しては
十分なる減衰機能を持ち、一方で送信波Ｓ７に対しては
低挿入損失で通過機能を有するハイ・パス・フィルタが
構成されている。

なお、このようなハイ・パス・フィルタｌ５を挿大した
ことで生じ得る送信側の残留不整合損失は、本発明によ
り構成される分波器構造が極めて小型なこともあって、
受信波ＳＲの伝送には無関係な、当該ハイ・パス・フィ
ルタｌ５と送信機６の間で適宜なすことができ、そのよ
うにしても装置に問題となるような大型化を招かない。

全く同様に、バンド・リジェクション・フィルタ１１の
挿入による後口分岐端３の受信側における残留不整合も
、送信波Ｓ丁の伝送には無関係な、当該バンド・リジェ
クション・フィルタ１１と受信機８との間で除去ないし
低減することができる。特にこれは、バンド・リジェク
ション・フィルタｌ１と受信機８の間にさらに追加の整
合スタブを設けることでなすことができるが、実験によ
れば、このようにして挿入される追加の整合スタブは、
送信波ＳＴの受信側への漏洩をさらに抑制する機能も呈
し得ることが分かワた。

さらに、同じく実験によれば、上記ではバンド・リジェ
クション・フィルタ１１を構成する各スタブ間の間隔を
，送信波の管内波長λｇ，に鑑み、λｇ，／４を基準に
設定したが、これを受信波ＳＲの管内波長λｇ４に鑑み
、λｇ４／４を基準に設計しても、上記のように各段に
おける漏洩量の規制を順守する限り、特性上は大差なく
、むしろ受信側に対する整合効果が向上することも分か
った。

最後に、各分岐端の伸び出している方向につき考慮して
も、図示実施例の場合、前口分岐端２が主導波管１の短
辺から側方に伸び出しているので、ここに周知のＥ面コ
ーナ・ベンドを三つ用いれば、前口分岐端２が下側に、
後口分岐端３が主導波管１と共軸に伸び出す構造、すな
わち通常のＯＭＴにおける各分岐端の引き出し構造と同
じ構造に簡単に変更することができ、したがって、その
ようにして送受信機器内に組込んで置けば、将来、同一
偏波面による送受信であフたものが、異偏波面を利用す
るように変更になっても、本発明の分波器を単に取外し
、通常のＯＭＴに取り替える作業だけで、他の機構や回
路構造部分に特に手を加えなくとも、そのまま、当該送
受信機器を使用し続けることができる。

［効　　果］ 本発明によると、極めて複雑で高価なワッフル・アイア
ン・フィルタを用いることなく、逆に極めて簡単で廉価
な構造でありながら、当該ワッフル・アイアン・フィル
タを用いた場合と同等以上の分離性能を有する同一偏波
面での二周波数帯域分離用分波器を提供することができ
る。

当然、テーバ導波管の挿入を必須とするとか、それに基
づく狭帯域化等、ワッフル・アイアン・フィルタが有し
ていた欠点も発生せず、広帯域にし得る外、装置寸法も
極めて小型化する。

また、挿入損失も極めて低く抑えることができ、したが
ってアンテナ・システムのＣ／Ｎ比が向上するので、高
品質（高画質）な衛星通信の送受信が行なえる． さらに、各分岐端の配置関係や配置方向等も、特殊な関
係にはならず、周知のＥ面コーナ・ベンド等を利用する
ことにより、通常のＯＭＴと同様な関係にし得るので、
将来、取り替えが必要なときにも、これに簡単に応える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って構成された二周波数帯域分離
用分波器の望ましい一実施例の概略構成図， 第２図は、本発明において主導波管内に採用されるスタ
ブ群によるバンド・リジェクション・フィルタ構成にお
いて、送信波と受信波の各々に対する等価回路の説明図
， 第３図及び第４図は、それぞれ、送信波と受信波とが異
偏波面にあるときの分離用に用いられる通常のＯＭＴの
代表的な従来例の概略構成図．第５図は、本発明に至る
過程において、本発明者が、従来のＯＭＴ構成を参考に
して送信波と受信波とが同一偏波面にある場合の分離用
分波器を構成してみた場合の概念を示す概略構成図．で
ある． 図中、１は主導波管、２は前口分岐端、３は後口分岐端
、５は結合窓、１ｌは梯子型バンド・リジェクション・
フィルタ、１２，１３．１４はスタブ、ｌ５はハイ・バ
ス・フィルタ、である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）共に同一偏波面にあり、相対的に高周波数帯域側
   の送信波と相対的に低周波数帯域側の受信波とを伝送す
   る方形導波管から成る主導波管と； 該主導波管の伝送方向途中にあって該主導波管の短辺中
   央に開口した結合窓を介し、該送信波を分岐するため、
   該主導波管の管軸とは直交する方向の管軸を有する方形
   導波管から成る前口分岐端と； 該主導波管の伝送方向に沿う両開口端の中の一端として
   構成される受信波分岐用の後口分岐端と； 上記主導波管内部にあって上記前口分岐端の接続する上
   記結合窓よりも上記後口分岐端寄りに設けられ、該主導
   波管の長辺内壁面から該長辺に垂直に該主導波管内部に
   所定の挿入長だけ伸び出すことにより、上記送信波に対
   し、上記後口分岐端側への伝送を阻止して上記前口分岐
   端側に向け反射するＬＣ直列共振器を構成する複数のス
   タブより成る梯子型バンド・リジェクション・フィルタ
   と； 上記前口分岐端の上記結合窓に接続する入口部分に設け
   られ、該結合窓に接続した上記方形導波管の長辺を狭め
   ることにより、上記送信波は通過させるが上記受信波は
   減衰させるカット・オフ導波管構成によるハイ・パス・
   フィルタと； から成ることを特徴とする二周波数帯域分離用分波器。
2. （２）梯子型バンド・リジェクション・フィルタを構成
   する複数のスタブは、送信波に対し、主導波管の管軸に
   沿って二段以上の複数段のＬＣ直列共振器を構成するよ
   うに、該管軸方向に互いに所定の間隔を置いて設けられ
   ていること；を特徴とする請求項１に記載の二周波数帯
   域分離用分波器。
3. （３）梯子型バンド・リジェクション・フィルタを構成
   し、それぞれ送信波に対してはＬＣ直列共振器となる複
   数段の該ＬＣ直列共振器の中、初段のＬＣ直列共振器は
   、主導波管の長辺の中心線に対し直交する軸上にあって
   該長辺中心線に関し線対称な位置に、互いに送信波の管
   内波長の四分の一の距離を置いて設けられた一対のスタ
   ブで構成されていること； を特徴とする請求項２に記載の二周波数帯域分離用分波
   器。
4. （４）梯子型バンド・リジェクション・フィルタ中にあ
   って送信波に対してＬＣ直列共振器を構成する二段目以
   降のスタブは、受信波に対しては容量性リアクタンスま
   たは誘導性リアクタンスを示す挿入長を有し、該バンド
   ・リジェクション・フィルタを通過する該受信波に関し
   ては、該二段目以降のスタブが初段スタブの整合機能を
   有すること； を特徴とする請求項２または３に記載の二周波数帯域分
   離用分波器。