JPH03117003A

JPH03117003A - 導波管ネツトワーク

Info

Publication number: JPH03117003A
Application number: JP2185447A
Authority: JP
Inventors: Jai Shankar Joshi; ジヤイ．シヤンカー・ジヨン
Original assignee: British Aerospace PLC
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1989-07-15
Filing date: 1990-07-16
Publication date: 1991-05-17
Also published as: US5105170A; EP0409509A2; EP0409509A3

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】本発明は導波管カップリングネットワーク、とくにただ
し限定されるものではないが、ハイブリッドトランスポ
ンダ用出力カップリングネットワークおよびそのような
ネットワーク用のハイブリッドネットワークに関する。

ハイブリッドトランスポンダは、分割出力増幅モジュー
ルとして公知であるが、１９８７年５月発行、Ｔ　ＥＥ
Ｅ・ジャーナル・オン・セレクテッド・エリヤ・イン・
コミュニケーションズ、第５巻、５ＡＣ−５、第４号に
おけるＳ、エガミ氏およびＭ、カワイ氏の論文“アダプ
ティブ・マルチ・ビーム方式の概念”に記載されている
。添付図面の第１図は４路ハイブリツドトランスポンダ
を示す。四つの入力信号は９０’ハイブリツド入力ネツ
トワークにおいて、四つのすべての増幅器が同じ信号レ
ベルの入射をもつように、分割されかつ組合わされる。

増幅された出力は９０６ハイブリツド出力ネツトワーク
においてＮｏ、　　１人力の信号がＮｏ、　　４出力に
だけ現れ、Ｎｏ、　　２人力はＮｏ、　　３出力に、Ｎ
ｏ、　　３人力はＮｏ、　　２出力にそしてＮｏ、　　
４人力はＮｏ、　、　　１出力に現れるように、接続さ
れる。

出力ネットワークは高出力レベルを処理しなければなら
ず、出力を通る信号ロスは全能率を最高にするため最少
であることが重要である。マイクロ波伝達用のロス最低
媒体は導波管であると考えられている。多くの用途にお
ける重要な要求は、ネットワークがすべての異なった経
路において振幅および位相のコヒーレンスを維持すべき
ことである。換言すれば、ネットワークの入力端子から
いずれかの出力端子までの電気的長さおよびロスは同じ
でなければならない。第１図の装置は、第２図に示され
たように、出力ネットワークの斜めに向き合った９０’
ハイブリッド間のクロスリンクを必要としている。この
ことは通常ベンドまたはクロスオーバの使用を必要とし
、該ベンドまたはクロスオーバはネットワークを大型に
し振幅および位相のミスマツチを生ずる。

したがって、コンパクトな装置内に振幅および位相のコ
ヒーレント接続を形成する、コンパクトなネットワーク
の必要性が存在する。

本発明の一特徴によれば、側壁および／または頂壁カッ
プリングによって接続されそれにより導波管装置のいず
れか一つに導入された信号が前記複数のすべての導波管
に分配される、複数の導波管装置を有する導波管ネット
ワークが提供される。

本発明の別の特徴によれば、導波管ネットワークは、二
つづつ連続して全体的に平行な四つのグループに配置さ
れた、それぞれ上流部分および下流部分を備えた８つの
は＼Ｌ型の導波管装置を存し、前記各グループの導波管
装置は、各導波管装置の上流区域が該グループの他の導
波管装置の隣接する一つの上流区域に接続され各下流区
域は該グループの他の導波管装置の隣接する一つの下流
区域に精緻され、各グループは二つの向き合った入力の
対と二つの向き合った出力の対を備えた全体的に十字型
配置を画定するように配置され、一つのグループのその
各対の出力は他のグループの対応する対の出力に接続さ
れ、導波管装置のいずれかにに伝達された信号は８つの
各導波管装置の間に分配される、導波管ネットワークが
提供される。

本発明の別の特徴によれば、複数の隣接する導波管装置
を有し、前記導波管装置の一つは側壁の接続孔および頂
壁の接続孔を有し、前記名札は前記−つの導波管装置を
それぞれ隣接する導波管装置に接続し、少くとも二つの
接続されたハイブリッドカップラを画定する導波管接続
ネットワークが提供される。

本発明はまた分割出力増幅器または前記のような出力ネ
ットワークを備えたハイブリッドトランスポンダをも提
供する。

上記の本発明はまた特許請求の範囲に記載された特徴の
いかなる発明的組み合わせを含むものである。

本発明は種々の方法で実施しうるが、以下そのある実施
例を単なる例示として図面に基づいて説明する。

第１図は四つ入力が分割されかつ組み合わされて四つの
同じ強さの信号を形成し、該信号は増幅され分割されさ
らに組み合わされて増幅器された出力信号を発生し、該
信号は符号１ないし４で示された入力と１対１に対応す
る、ハイブリッドトランスポンダの形式を示す。

第２図は第１図の出力カップリングネットワークを示す
。ネットワークは四つの９０６ハイブリツドカツプラー
１０，１２．１４および１６がらなっている。通常９０
６ハイブリツドカツプラーは連通またはカップリング孔
を備えた横に並んだ導波管の三部分からなる。導波管の
一方の一端への信号入力は位相変化なしに同じ導波管の
出力端に通される一つの要素と、他方の導波管の出力端
に９００シフトして通される他の要素に分割される。こ
の例において、カップラーは３ｄｂカツプラーで、入力
信号は出力の間で等しく分割される６カツプリングの二
つの型が存在する。すなわち二カップリング孔が基本モ
ード電界に平行な壁に設けられた側壁カップリング、お
よびカップリング孔が基本モード電界に垂直な壁に設け
られた頂壁カップリングである。側壁カップラーにおい
て上記位相変化は−９０６であり、一方頂壁カップラー
においては＋９０６である。

出力ネットワークを構成するハイブリッドカップラー１
０．１２．１４および１６は、カップラー１０の出力２
がカップラー１６の入力３′を通過し、カップラー１２
の出力３がカップラー１４の入力２′を通過するように
交差している。このことは必要な分割および組合わせを
生じ、カップ０ラ−１４および１６の出力に再構成され、増幅された信
号を生ずる。

第３図において、本発明の図示の実施例は導波管２０，
２２．２４および２６の２×２の長方形列を有し、それ
らは第２図の出力ネットワークを構成している。各導波
管は銅のような高伝導度の材料から作られた長方形の中
空管である。内側は銀鍍金されオーム損失を最少にして
いる。導波管２０の上流部分２０’　　２２’の間には
側壁カップリング孔２８が設けられまた導波管２４およ
び２６の上流部分２４’　　２６’の間には側壁カップ
リング孔３０が設けられている。、導波管２０．２４の
下流部分２０″および２４“ば頂壁カップリング孔３２
によって接続され、導波管２２．２６の下流部分２２“
および２６″ば頂壁カップリング孔３４によって接続さ
れている。

第４図は明らかに、第３図の簡単な構造が第２図に示さ
れたハイブリッドカップラーの複雑な交差ネットワーク
を画定する方法を示している。導波管の上流および下流
部分を一層よく理解するた１め、それらの作用に従って分離されかつ組み合わされて
対をなして示されている。しかして、第２図の第１段カ
ップラー１０および１２はそれぞれ上流部分２０’　　
２２’およびカップリング孔２８および上流部分２４’
　　２６’およびカップリング孔３０から形成されてい
る。当然導波管の上流部分からでる信号は、点線で示さ
れたように、直接その下流部分に通される。第２段カッ
プラー１４および１６は下流部分２０″および２４“お
よびカップリング孔３２および下流部分２２“および２
６″およびカップリング孔３４からなっている。

この例において、第３図のネットワークによって画定さ
れたカップラー１４および１６は頂壁カップラーであり
、一つのボートにおける入力と斜めに向き合ったボート
出力との間の位相シフトは＋９０°である。完全に側壁
カップラーから構成された出力ネットワークと比較して
、これは本明細書の導入部に記載された信号の分配を変
化するなお依然として入力信号と１対１の対応が存在し
、２実際変化した分配はある形状に対して有利であるにして
も、変化した分配は問題を生ずるので好ましくない。

第１ないし４図は４路ネツトワークを示すが、第３およ
び４図に示された実施例は８路、１６路またはそれ以上
のオーダーのトランスポンダに設けることができる。

第５（ａ）およびｆｂ１図は第１図と同様であるが、そ
れぞれ８路及び１６路トランスポンダ用接続を示してい
る。これら両方のトランスポンダにおいて、入力ならび
に出力ネットワークの第１および第２人力段４０は、第
２図に示された型の複数（８路用２．１６路用４）の“
モジュール”を構成している。第２段と以下の段との間
の接続は一層複雑であるが、通常の技術で実施する必要
がある。

第６図は８路導波管出力ネツトワーク設備のスケッチで
ある。この設備はそれぞれ第２図のモジュールに対応す
る２つの４ポートの基本的構築物ブロック４２．４４よ
りなり、一方第２段および第３段との間のカップリング
はベンドおよびクロ３スオーバーを使用している。、１６路設備は同様の理論
で発展することができる。増幅器は出力ネットワークに
設けられ、入力と１対１で対応する増幅された出力信号
を発生する。入力ネットワークは入力信号を分割しかつ
組み合わせ、各増幅器は各人力信号の各信号要素をうけ
、各増幅器に伝達される振幅はは＼同じである。出力ネ
ットワークは反対の作用を奏し、出力信号は入力信号と
１対１で対応する。

第７ないし１１図の実施例において、入力および出力ネ
ットワークはそれぞれ第７図に機能的に示され工ないし
ＸＨの符号を付された一つのグループに接続された４ボ
ートハイブリツドカツプラーを有する。接続は複雑で、
カップラーの連続する段の間の多数のクロスオーバーを
必要とする。

これにも係わらず、本発明者はネットワークが第８図ま
たは第１０図に示された型式の簡単かつコンパクトな導
波管構造によって実現することができる。

第８図の構造は、上下に堆積された二つのグル４ −プのＬ型導波管１１０．−１１〜を有する。各導波管
の短いリム１１２，１１２Ｊ−は上流または入力端であ
り、長いリム１１４．−１１４ａ、は下流または出力端
である。各グループにおいて、導波管はその上流端が側
壁の孔１１６によって同じグループの別の導波管の上流
端に接続される十字型に配置される。導波管の下流端は
側壁の孔１６により同じグループの別の導波管の下流端
に、ついで頂壁の孔により別のグループの対応する導波
管の下流端に連続して接続される。この構造は第７図の
機能的接続を生じ、種々の頂壁カップラーおよびノード
数が第７図に使用された対応する符号によって示されて
いる。

装置は下記のように作用する。

入力１０５．１０６．１０１および１０２は二つの堆積
された側壁カップラーｍ／Ｉに、１０５＋１０６および
１０１＋１０２の間の３ｄｂカツプリングによって供給
される。同様に入力１０８．１０７．１０４および１０
３はカップラーと反対側の二つの堆積された側壁カップ
ラーＩＶ／ＩＩに、５１０７＋１０８および１０３＋１０４の間のカップリン
グによって供給される。Ｈ平面導波管ベンドは８個の堆
積された導波管９０６だけ分割するため使用され、それ
によりすべての信号要素は同／し位相で通過させる。カップリング出力１０５十１ｏ７
′およ１、。１’＋　１０３７４よ、側壁カッ７．、−
■／■を使用して接続され、出力Ａ’＋Ｂ’およびＥ’
十Ｆ’を生ずる、これらはついで力゛ンブラ−ＩＸ／Ｘ
を通して接続され、出力ａ、ｂ、ｃおよびｄを生ずる。

同様の通路が残りの４つの信号に対して実施され、出力
ｅ、ｆ、ｇおよびｈを生ずる。

第１０図はＥ平面導波管ベンドを使用する別の装置を示
す。この装置は一般的に第８図の装置と同様であるが、
頂壁カップラーが側壁カップラーと交換されていること
が相違する。この装置において、１０１＋１０２．１０
５＋１０６．１０３＋１０４および１０７＋１０６の間
の力′ンブリングは、それぞれ、頂壁カップラー１、Ｉ
［ｌ、■および■を使用して実現される。１０１’＋１
０３’６および１０５’＋１０６’の間のカップリングのつぎの
段階も、頂壁Ｖないし■によって実施される。最終的カ
ップリングは側壁カップラーＸないしＸＩＶによって達
成される。

上記位相構造は同軸線Ｌ１．Ｃ，、ストリプ線またはＴ
、Ｅ、Ｍ、線構造を使用することができる。側壁カップ
リングは分岐線または水平面内に接続された線形状を使
用することにより達成され、頂部カップリングはこれら
が垂直面内にあるとき達成される。

前記　形状は１６路または３２路装置にまでも拡張する
ことができる。１６路装置は２つの８路構造を備えた堆
積構造を使用することができる。

最終レベル接続は、２組の８路出力装置を反対側に適当
に接続することにより形成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は４路ハイブリツドトランスポンダを示す路線図
であり、第２図は交差接続を示す第１図の出力カップリングネッ
トワークの路線図であり、７第３図は本発明による４路導波管出力カツプリングネツ
トワークの実施例の略斜視図であり、第４図は第２図装
置と第３図に示されたハードウェアとの間の関係を示す
図であり、第５（ａ）および（ｂ）図はそれぞれ８路および１６路
分割出力増幅モジュールの接続を示す略図であり、第６
図は本発明による８路出力接続ネツトワークの全体的斜
視図であり、第７図は第５（ａ）図と同様であるがノードナンバリン
グを示す８路分割出力増幅器またはハイブリッドトラン
スポンダの機能的線図であり、第８図はＨ平面に導波管
ベンドを備えた入力または出力接続ネットワークの別の
実施例の上面図であり、第９（ａ）およびｆｂ１図はそれぞれ矢印ＡおよびＢ方
向に見た第８図の実施例の立面図であり、第１０図はＥ
平面に導波管ベンドを備えた入力または出力接続ネット
ワークの実施例の上面図であり、第１１　（ａｌおよびｆｂ１図はそれぞれＡおよびＢ方
向８に見た第１０図の実施例の立面図である。１０．１２．１４．１６−・カップラー　２０．２２．
２４．２６・・・・・導波管、２８．３０．３２．３４
−一−−・カップリング孔９＼ｔへ ”１飄才手続補正書（方式）％式％事件との関係

Claims

【特許請求の範囲】

１．側壁および／または頂壁カツプリングによつて接続
された複数の導波管を有しいずれか一つの導波管装置に
導入された信号が前記すべての複数の導波管の間に分配
される導波管ネツトワーク。
２．４つの導波管を有し、各導波管が上流区域および下
流区域を有し、前記導波管が、第１および第２導波管の
上流区域が組み合わされ、第３および第４導波管の上流
区域が接続され、第１および第３導波管の下流区域が接
続され、第２および第４導波管の下流区域が接続される
ように接続される、請求項１に記載の導波管ネツトワー
ク。
３．各導波管が全体的にＬ型で上流区域がその下流区域
に対して約９０゜をなし、４つの導波管の縦軸線ががほ
ゞ同一平面上にある請求項２に記載の導波管ネツトワー
ク。
４．前記接続された上流区域の各２つが側壁カツプリン
グによつて接続された請求項１ないし３のいずれか一項
に記載の導波管ネツトワーク。
５．前記接続された上流区域の各二つが頂壁カップリン
グによつて接続された請求項１ないし３のいずれか一項
に記載の導波管ネツトワーク。
６．導波管装置の一つ以上の上流区域が別の導波管装置
に接続された請求項１ないし５のいずれか一項に記載の
導波管ネツトワーク。
７．第５、第６、第７および第８の導波管装置はそれぞ
れ上流区域および下流区域を有し、前記導波管は、第５
および第６の導波管の上流区域が接続され、第７および
第８導波管の上流区域が接続され、第５および第７導波
管の下流区域が接続され、第６および第８導波管の下流
区域が接続され第１、第２、第３および第４導波管はそ
れぞれ第５、第６、第７および第８導波管の関連する一
つに接続された、請求項６に記載の導波管ネツトワーク
。
８．前記第１、第２、第３、第４導波管は前記第５、第
６、第７および第８導波管の関連した一つに堆積され、
前記第１グループの導波管の縦軸線は前記第２グループ
の導波管装置の縦軸線を含む平面と平行な共通平面上に
ある請求項７に記載の導波管ネツトワーク。
９．二つづつ連続した全体的に平行な４つのグループに
配置された、それぞれ上流区域および下流区域を有する
８つのほゞＬ型の導波管を有し、各グループの前記導波
管装置は各導波管装置の各上流区域が該グループの他の
導波管装置の隣接する導波管装置に接続され各下流区域
がグループの他の導波管装置の隣接する一つに接続され
るように配置され、各グループが二つの向き合つた対の
入力と二つの向き合つた対の出力とを備えた全体的に十
字型配置を画定し、一つのグループのその各対の出力は
他のグループの対応する対の出力と接続され、導波管装
置のいずれか一つに伝達された信号は８つの各導波管装
置の間に分配される導波管ネツトワーク。
１０．複数の隣接する導波管装置を有し、前記導波管装
置の一つは側壁カツプリング孔および頂壁カツプリング
孔を有し、前記各孔は前記一つの導波管装置を隣接する
各導波管装置に接続して少くとも二つの接続されたハイ
ブリツドカツプラーを画定する請求項１に記載の導波管
ネットワーク。
１１．前記複数の隣接する導波管装置は各導波管装置が
少くとも一つの隣接する導波管装置に接続された全体的
に長方形の列として配置された請求項１０に記載の導波
管ネツトワーク。
１２．前記カツプリングネツトワークはハイブリツドカ
ツプラーの第１段および第２段を画定し、少くとも前記
第１段ハイブリツドカツプラーの出力のあるものは前記
第２段ハイブリッドカップラーの入力と交差する請求項
１０または１１のいずれか一項に記載の導波管ネツトワ
ーク。
１３．２×２の長方形に配置された４つの導波管装置を
有し各列の導波管装置がそれぞれ第１孔によつて接続さ
れ各行の導波管装置がそれぞれ前記第１孔から離れた第
２孔によつて接続され四つの互いに接続されたハイブリ
ツドカツプラーを画定する請求項１０に記載の導波管ネ
ツトワーク。
１４．分割動力増幅器において、入力ネツトワークの入
力端子が出力ネツトワークの出力端子と１対１の対応を
有するように配置された入力ネツトワーク、増幅器装置
および出力ネツトワークを有し、出力ネツトワーク端子
が前記請求項１記載のいずれか一項に記載の導波管案内
カツプリングを有する導波管ネツトワーク。
１５．分割動力増幅器において、入力ネツトワークの入
力端子のいずれか一つと出力ネツトワークの出力端子の
いずれか一つとの間の通路の位相および振幅コヒーレン
スが実質的に維持される請求項１４に記載の導波管ネツ
トワーク。