JPH0312801B2

JPH0312801B2 -

Info

Publication number: JPH0312801B2
Application number: JP58097765A
Authority: JP
Inventors: Pii Etsukeruman Junia Aanesuto; Eru Osutaaetsugu Edowaado
Original assignee: ANDORYUU CORP
Current assignee: ANDORYUU CORP
Priority date: 1982-06-04
Filing date: 1983-05-31
Publication date: 1991-02-21
Also published as: AU549502B2; EP0096461A3; AU1313783A; EP0096461B1; MX154088A; CA1194562A; EP0096461A2; US4504805A; DE3382019D1; JPS58220502A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は一般にマイクロ波システムに関し、特
に通常「結合装置（combiner）」と呼ばれるマイ
クロ波結合通信網に関するものである。結合装置
は２種類以上の異なるマイクロ波信号を同時に受
信及び送信の両方あるいは一方が可能な装置であ
る。本発明は特に２種類以上の周波数帯内の共偏
波信号と、もし所望なら１種類以上の直交偏波信
号とを組合わせて処理できる結合装置に関し、直
交偏波信号は２種類以上の周波数帯内で処理可能
である。

マイクロ波信号の伝播において、多重モード伝
播に固有のひずみを回避するため、一般に信号を
１つの伝播モードに限定することが望ましい。所
望の伝播モードは通常、円形導波管内のTE₁₁モ
ードのような主モードである。例えば高位モード
が遮断限界以下になるように導波管のサイズ決定
を入念に行なうことにより、高位モードを抑制で
きる。しかしながらある場合には、１種類以上の
モードをサポートするために導波管の一部を充分
に長くする必要があり、この場合は導波管が不連
続的になるため好ましくない高位モードが発生す
る可能性がある。従つて、この種導波管の部分は
しばしば「多重モード（multi−mode）」又は
「超過モード（overmoded）」導波管と呼ばれる。

超過モード部分を必要とする導波管システムの
１例は、多重端子、多周波結合装置を含むシステ
ムである。例えば、１個のアンテナを用いて各２
直交偏波内で２種類の異なる周波数帯域にマイク
ロ波信号の発信及び受信の両方あるいは一方を可
能にするため４端子結合装置が代表的に用いられ
ている。それぞれの周波数帯域は最低500MHzで
ある。例えば、現在の電気通信マイクロ波システ
ムは、一般に「4GHz」、「6GHz」及び「11GHz」
帯域と呼ばれる周波数帯域で信号を伝送している
が、実際の周波数帯域はそれぞれ3.7〜4.2GHz、
5.925〜6.425GHz、及び10.7〜11.7GHzである。こ
れらすべての帯域内での任意の偏波信号は、他の
いかなる帯域の信号も混乱させず、さらに同一帯
域における直交偏波信号を混乱させず、又いかな
る信号の不必要な高位モードの許容範囲を越えた
レベルの信号をも発生させずに結合装置を介して
伝播しなければならない。

上に述べた型式の多周波結合装置に望ましくな
い高位モードを発生させる可能性のある不連続性
を避けるため、入念でしかも高コストの対策が講
じられてきた。例えば、米国特許第4077039号で
は、ある結合装置を開示しているが、これにはフ
レアホーンのテーパー部内の擬平衡給電部と組合
せて結合装置の高周波数端子のサイドアーム
（side arms）内に消失モード導波管フイルター
を用いている。多重端子、多周波結合装置に生じ
る基本的ジレンマは超過モード導波管部分内で望
ましくないモードの発生する不連続性を避ける必
要があり、さらに選択信号と導波管の超過モード
部分に存在する１個以上のポートとを結合させる
ための何らかの装置を設ける必要があることであ
る。過去、この種の矛盾を解決するために、多く
の複雑で高コストかつ労力を要する設計が必要で
あつた。

本発明の第一の目的は、１種類以上の周波数帯
域内で信号が直交偏波された場合でも、経済的に
製作可能でありかつ、２種類以上の周波数帯域内
で共偏波信号とともに用いても卓越した性能特性
を発揮する改良結合装置を提供することにある。

本発明の第二の目的は、周波数帯域が500MHz
以上の幅を有する場合でも、挿入損失が小さく、
VSWR（電圧定在波比）が小さく、かつ端子間、
周波数帯域間及び偏波相互間の優れた分離が可能
な改良結合装置を提供することにある。

本発明の第三の目的は、サイドアームにフイル
ターを全く必要としない改良結合装置（もちろん
オプシヨン部品としてこの種のフイルタを用いる
ことは可能であるが）を提供することにある。

本発明の第四の目的は、所望の信号の高位モー
ドの許容できないようなレベルの不必要な励振
（spurious excitation）を防ぐ改良結合装置を提
供することにある。

この発明の第五の目的は、主導波管をあらゆる
任意の断面形状、すなわち正方形、円形、矩形、
同軸形、４重リツジ形等に製作可能な改良結合装
置を提供することである。

本発明の他の目的及び利点は以下の詳細な説明
により明らかとなろう。

本発明では、少なくとも第１の高位の周波数帯
域及び第２の低位の周波数帯域の共偏波マイクロ
波信号を選択された伝播モードで送受信する結合
装置であつて、前記異周波数帯域の信号を同時に
伝播するような寸法で、少なくとも一部分が多重
モード化された主導波管と、前記主導波管の長手
方向に沿つて間隔をあけて配置され、前記異周波
数帯域の信号を前記主導波管の内外に結合させる
第１及び第２の接合器とを備え、少なくとも前記
第１の接合器は前記主導波管の多重モード化部分
に位置し、かつ前記第１の接合器はサイドアーム
導波管と連結され、前記第１の接合器と前記サイ
ドアーム導波管は前記第１の高位の周波数帯域の
信号を伝播し、かつ前記第２の周波数帯域信号を
遮断する寸法になつており、また前記主導波管の
内部には、(1)前記第１周波数帯域の信号を前記主
導波管と前記第１の接合器及びそれと連結した前
記サイドアーム導波管との間で結合させるストツ
プバンド特性、及び(2)前記第２周波数帯域の信号
をして前記第１の接合器を通過させるパスバンド
特性を有するフイルタ手段を配置し、前記フイル
タ手段は、第１の接合器と長手方向に重なり合う
とともにかつ第１の接合器を通る長手方向面と直
交する長手方向面に整列し、かつ第１の接合器の
サイドアーム導波管の中央部を通過するサイドア
ームの直径方向面と直交する第１の接合器の直径
方向面に沿うとともに前記主導波管内へ伸延する
導電性エレメントを有し、かつ前記フイルタ手段
及び前記第１の接合器は前記選択されたモード以
外の望ましくない伝播モードの信号の励振を抑圧
し、主導波管と第２の接合器とそれをもつて連結
されたサイドアーム導波管との間で第２周波数帯
域の信号を結合させる手段とからなつている。

本発明の実施例において、主導波管の超過モー
ド部分は導波管の開放端に位置し、ここを通つて
すべての多重信号が主導波管に出入りし、高位周
波数帯域内信号用の１個あるいは複数個の接続部
は主導波管の超過モード部分に配置されており、
各高位周波接続部は直径方向において互いに対向
するように配置された一対の孔とサイドアーム導
波管とを有して平衡した接続部を形成しており、
関連するフイルタ手段も不適当な伝播モード中の
信号の不必要な励振を抑制して平衡しており、各
高位周波接続部及びそれに関連するフイルタ手段
は低位周波帯域において防害を受けない信号の通
過を可能にしている。４端子結合装置を形成する
ため、２種類の直交偏波高位周波信号を処理する
ために２個の高位周波接続部を主導波管の超過モ
ード部分に設け、又２種類の直交偏波低位周波信
号を処理するために２個の低位周波接続部を主導
波管の単一モード部分に設けてある。

以下添付図面を参照しつつ本発明を詳しく説明
する。

まず第１図から第１５図には開放端部すなわち
口部１１を有する主導波管１０を設けた４端子結
合装置が示してあり、この口部１１を介して４個
の接続部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対する信号の送信及び
受信が行なわれる。結合装置の他端はキヤツプ１
２で閉ざされ、このキヤツプ１２はその内面に従
来の短絡板すなわち端面負荷１２ａを有している
（第１３図参照）。図示した結合装置の中央に位置
する主導波管１０は円形断面を有し、４個の接続
部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは２種類の周波数帯域内に２対
の共偏波信号を送受信するために主導波管１０に
沿つて間隔をおいて配置されている。接続部Ａ、
Ｄは１対の共偏波信号を受信するため互いに長手
方向に整合配置され、接続部Ｂ、Ｃはもう１対の
共偏波信号を受信するため同様に互いに整合配置
されている。これらの整合配置された２つのペ
ア、すなわち一方の接続部Ａともう一方の接続部
Ｂは高位周波帯域の信号を送受信するように寸法
を合わせており、一方他の２個の接続部Ｃ、Ｄは
低位周波帯域の信号を送受信するような寸法にな
つている。例えば代表的な用途では、接続部Ａ、
Ｂは6GHz（正確には5.925〜6.425GHz）の周波数
帯域内の直交偏波信号を処理し、接続部Ｃ、Ｄは
4GHz（正確には3.7〜4.2GHz）の周波数帯域内の
直交偏波信号を処理する。マイクロ波信号はこれ
らの周波数帯域の１つにより送信しそして別の周
波数帯域により受信することが可能であり、ある
いは前記信号を両周波数帯域と両偏波状態で同時
に送受信することも可能である。

第４図及び第５図で最もよく分るように、４個
のＡ〜Ｄの位置を限定するため円形導波管１０の
壁面に形成された孔は矩形状をなし、これら各孔
はそれに対応する矩形断面のサイドアーム導波管
に結合されている。２個の高位周波接続部Ａ、Ｂ
はそれぞれ直径方向において互いに対向するよう
に配置された１対の孔を有し、主導波管１０の接
続部とサイドアーム導波管の接続部の間で平衡し
たカツプリングを形成している。４個の接続部の
矩形孔は、長手方向すなわち主円形導波管１０の
軸に平行に延びる長辺（Ｈ面）を備えている。

接続部Ａをさらに詳しく述べると、この接続部
Ａの直径方向において互いに対向するように配置
した２個の孔２０，２１は１対のＵ字形矩形導波
管２２，２３に結合され、両Ｕ字形導波管の開放
端は互いに整合されている。Ｕ字形サイドアーム
導波管２２，２３の互いに隣接する１対の脚部２
２ａ，２３ａは孔２０，２１にぴつたり合せて主
導波管１０に結合され、もう１対の互いに隣接す
る脚部２２ｂ，２３ｂはハイブリツドＴ（hyb−
rid tee）２４の互いに対向する側に連結されて
いる。図示した実施例では、サイドアーム導波管
２２，２３は高さが中程度（half−height）の導
波管（以下「中高導波管」と称す）である。つま
りＥ面寸法が矩形導波管の通常のＥ面寸法の半分
になつている。中高導波管のＥ面寸法が小さいの
でサイドアーム２２，２３のＵ字曲部の最小半径
が縮小でき、又、関連する孔２０，２１の必要Ｅ
面寸法が縮小できるので、２個の6GHzの接続部
Ａ、Ｂ間の分離状態が改善できかつ4GHzVSWR
が低減可能となる。第１４図から最も明らかなよ
うに、接続部Ａの同調と平衡を促進するため各サ
イドアーム２２，２３に多数の同調ねじ２８ａ−
ｄ，２９ａ−ｄを設けている。

ハイブリツドＴ２４は、その主導波管２７に位
相内端子２５及び位相外端子２６の両方を有する
公知の導波管結合部である（ハイブリツドＴは両
端子間の卓越した分離が得られるような形状にな
つている）。ハイブリツドＴの２個の頂部分岐管
はＵ字形サイドアーム２２，２３の隣接する脚部
により形成され、これらの脚部はハイブリツドＴ
の主導波管の対向する側にある１対の矩形開口部
に導入されている。通常作動時は、信号は位相内
端子２５を通り、位相外端子２６は内面に従来の
端面負荷を有する負荷プレート（図示せず）ある
いは単に短絡カバープレートによつて閉鎖してあ
る。

接続部Ｂの構造は、すべての部品を主円形導波
管１０の軸まわりに90°回転させた点以外は接続
部Ａの構造と類似している。従つて、接続部Ｂは
１対のＵ字形矩形導波管３２，３３に連結されて
直径方向において対向配置された２個の孔３０，
３１を有し、両導波管３２，３３は孔３０，３１
にぴつたり合わせて主導波管１０に結合された１
対の隣接する脚部３２ａ，３３ａと、ハイブリツ
ドＴ３４の反対側に結合されたもう１対の隣接す
る脚部３２ｂ，３３ｂとを備えている。接続部Ａ
のサイドアーム導波管２２，２３の場合と同様、
接続部Ｂのサイドアーム導波管３２，３３は中高
導波管で形成され、そして同調ねじ３８ａ−ｄ，
３９ａ−ｄを備えている。ハイブリツドＴ３４は
その主導波管３７に位相内端子３５と位相外端子
３６とを備えており、ハイブリツドＴの２個の頂
部分岐管はサイドアーム３２，３３の隣接する脚
部３２ｂ，３３ｂにより形成され、これら脚部３
２ｂ，３３ｂは主導波管３７の互いに対向する側
にある１対の矩形開口部内に導入されている。通
常作動時は位相外端子３６は短絡あるいは負荷プ
レート（図示せず）により閉鎖してあり、マイク
ロ波信号は位相内端子３５を介して通過する。

次に低位周波接続部Ｃ、Ｄについて説明する
と、これらの接続部はそれぞれ単一矩形サイドア
ーム導波管４２は４３に結合される単一矩形孔４
０又は４１のみを備えている。サイドアーム４
２，４３を形成するために用いられる矩形導波管
には、接続部Ａ、Ｂに用いられた中高導波管では
なく普通の導波管を使用する。

低位、高位両周波数信号の伝播を可能にするた
め主導波管は必ず多重モード化しなければならな
いが、高位周波接続部の一方あるいは両方はこの
主導波管の前方部分に設置され、高位周波信号を
孔と高位周波接続部のサイドアームに接続しかつ
低位周波信号を高位周波接続部の孔を介して通過
させるためにフイルタ手段を主導波管の多重モー
ド化部分内に配置する。特に、各高位周波接続部
に関連するフイルタ手段は、主導波管と高位周波
孔及び側肢との間に高位周波信号を接続するため
にストツプバンド特性を有し、かつ高位周波接続
部の孔を介して低位周波信号を通過させるために
パスバンド特性を有している。さらに、フイルタ
手段及び高位周波接続部の形状により、所望の信
号が伝播されるモードと異なつて不適当なモード
中の信号の擬励振（spurions excitation）が抑
制される。

本発明の結合装置ではいずれのサイドアームに
もフイルタが不要である（ただし、もし所望なら
オプシヨン部品としてサイドアーム用フイルタを
付加することは差支えない）。高位周波用孔及び
サイドアームが高位周波信号のみを通すような寸
法になつているという事実は、これらの孔及びサ
イドアーム自体がいかなる低位周波信号も除去し
てしまう役割を果たすことを意味し、それ故高位
周波用サイドアームに補助フイルターを必要とし
ないのである。低位周波接続部では高位周波信号
は存在せず、従つてここでもサイドアームにはフ
イルタが不必要である。

図示した実施例では、第一6GHz接合部（接続
部Ａ）に関連するフイルタネツトワークは、２個
の孔２０，２１の中間において直径方向面に沿つ
て主導波管１０の内部に伸延する伝導ポスト５０
ａ−ｏ，５１ａ−ｏの直径方向において対向する
ように配置された２本の列の形を取つている。ポ
スト群５０，５１のこれら２本の列は同調フイル
タを形成し、このフイルタは接続部Ａ、Ｃにより
偏波された信号に対し対称的に不連性があるの
で、接続部Ｂ、Ｄの直交偏波信号に対しては実質
的には効果を発揮しない。このフイルタは２種類
の直交偏波6GHz信号の１つを接続部Ａのサイド
アー２２，２３に接続するストツプバンド特性を
有し、かつ共偏波4GHz信号が阻害されずに接続
部Ａを通過可能にするパスバンド特性を有する。
接続部Ａに接続された6GHz信号に対して相対的
に直交偏波された4GHz及び6GHz信号は両方とも
阻害されずに接続部Ａのフイルタを通過する。

ポスト群５０，５１はすべて相互に結合してい
るが、これらのポスト群の異なるサブグループは
結合装置の種々の性能に対して大きな影響を及ぼ
す。従つて、ポスト５０ａ−ｃ，５１ａ−ｃの長
手方向位置と半径方向長さは6GHz VSWRに対
し非常に敏感に作用し、これらのポストの長さは
4GHz VSWRに対し重要な役割を果たす。ポス
ト５０ｄ−ｉ，５１ｄ−ｉの位置と長さは、最良
の6GHz VSWRを得るように選択されているが、
4GHz VSWRの程度を低下させないような組み
合せになつており、特にポスト５０ｄ−ｆ，５０
ｈ，５１ｄ−ｆ，５１ｈの長さは4GHz VSWR
に影響を与える。ポスト５０ｇ−ｉ，５１ｇ−ｉ
はサイドアーム２２，２３からの6GHz信号をポ
スト５０ａ，５１ａに向けるようにセツトされて
いるので、基本的高位周波分離レベルが設定でき
る。ポスト５０ｏ，５１ｏの指向方向から6GHz
信号を分離するための調整は、ポスト５０ｊ−
ｎ，５１ｊ−ｎの位置と長さを変えることにより
可能で、これらのポストは4GHz VSWRにも大
きな影響を与える。ポスト５０ｏ，５１ｏは主と
して4GHz VSWRに影響を及ぼす。

上記の記載から明らかなように、ポスト群５
０，５１によつて形成されるフイルタの性能は、
主として4GHz VSWR（ポスト５０ｏ，５１ｏの
背後から測定される）、6GHz VSWR（接続部Ａ
サイドアーム２２，２３から測定される）、及び
6GHz分離（ポスト５０ｏ，５１ｏの背後から測
定される信号レベル）により評価される。第４図
に図示する特定フイルタは、直交偏波された4G
Hz、6GHz信号用の４接続部付き結合装置におい
て、良好な結果をもたらすことが発見された形状
中の単なる１例にすぎない。又、同じもしくは異
なる周波数帯域及び異なる導波管形状の一方ある
いは両方に対して、別の形状を用いても類似の結
果を得られることが理解できるであろう。同様
に、図示した実施例において半径方向長さの調節
を容易にするためねじの形をしているポスト群５
０，５１の代わりに、平衡ベーン、フイン、ロツ
ド、ピン又は他の同調可能装置を用いてもよい。

第二6GHz接合部（接続部Ｂ）に関連するフイ
ルタネツトワークは、２個の孔３０，３１の中間
に配置された直径方向面に沿つて主導波管１０内
に伸延する伝導ポスト６０ａ−ｑ，６１ａ−ｑの
２本の直径上対向列によつて形成される。ポスト
群６０，６１のこれら２本の列によつて形成され
るフイルタは、上述のように、接続部Ｂに関連す
るフイルタが接続部Ａのフイルタから導波管１０
の軸まわりに90°だけずれている点を除いては、
接続部Ａにおいてポスト群５０，５１の２列によ
つて形成されるフイルタと本質的に同じである。
さらに、接続部Ｂのフイルタは別の２対のポス
ト、すなわち６０ｂ，６１ｂと６０ｑ，６１ｑと
を備え、ポスト群６０，６１の間隔と半径方向長
さは接続部Ａにおけるポスト群５０，５１の位置
と長さとわずかに異なつている。両フイルタはと
もに類似したストツプバンド特性及びパスバンド
特性を備えている。すなわち、２列のポスト群６
０，６１によつて接続部Ｂに形成されたフイルタ
は接続部Ａのサイドアーム３２，３３に２種類の
直交偏波6GHz信号の１つを結合するストツプバ
ンド特性を有し、かつ共偏波4GHz信号を阻害さ
れずに接続部Ｂに通過させるパスバンド特性を有
する。接続部Ｂフイルタは、直交偏波信号の周波
数に無関係に、接続部Ｂのサイドアーム３２，３
３に接続される6GHz信号に対し相対的に直交偏
波される信号を阻害されずに通過させる。

主導波管１０において２個の低立周波接続部
Ｃ，Ｄを含む部分には4GHz信号しか伝播されな
いので、多重モード化されていない。主導波管１
０から直交偏波4GHz信号の１つを接続部Ｃの孔
とサイドアームに結合させるため、直径方向にお
いて互いに対向する２対のポスト７０ａ，７１
ａ，７０ｂ，７１ｂ及び１列のピン７２が、接続
部Ｃの孔４０の中心を通る直径方向面から90°ず
れた直径方向面に沿つて主導波管１０の中に伸延
している。ポスト７０ａ−ｂ，７１ａ−ｂならび
に孔４０は整合インピーダンスを形成し、ピン７
２は短絡装置を形成している。さらに、１対の同
調ポスト７３ａ，７３ｂは孔４０の対向側に配置
されて同孔４０により導入されるインピーダンス
を平衡させ、そのため直交偏波された4GHz信号
は阻害されずに接続部Ｃを通過する。接続部Ｃの
ポスト及びピンから主導波管１０の軸まわりに
90°ずれた類似のポスト８０ａ−ｂ及びピン８１
は、別の4GHz信号を低位周波接続部Ｄに接続す
る。

この結合装置の重要な特徴の１つは、主導波管
の多重モード範囲内にある4GHz、6GHz信号の不
要な高位モードの不適当な周波数の偽励振を起こ
すのを防いでいることである。導波管の形状と同
調可能フイルタ手段との組合せによつてこの防止
が行なわれ、このフイルタ手段は(1)不要なモード
の励振を行なわないか、あるいは(2)位相が180°ず
れたモードの同一周波数相互の励振を行なつてこ
れらを互いに打ち消させるのである。図示した実
施例では、誤調整した4GHzと6GHzアンテナ用組
合せ送信システムを示すが、結合装置はアンテナ
から低レベルの6GHz、TE₂₁モードの信号を受信
するであろう。これらの信号はそれに対応する接
続部Ａ、Ｂに至り、同接続部Ａ、Ｂから6GHz用
サイドアームに入力され、そこを伝播して卓越
TE₁₀モードに至るが、各接続部の２本のサイド
アーム間の位相は180°だけずれている。通常の作
動状態では、これらの信号はハイブリツドＴ及び
システムの残部を通つて伝播するが、所望の信号
つまり主導波管のTE₁₁モードで発生して本質的
に位相差なしで２本のサイドアームに入力される
信号に対してはほとんど混乱を生じさせない。

アンテナの誤調整を修正するためにTE₂₁モー
ド信号を用いる必要がある場合は、ハイブリツド
Ｔ２４の位相外接続部２６から負荷プレートを除
き、従来の信号監視装置を接続部２６に結合する
ことにより２本のサイドアーム２２，２３からの
位相外エネルギを監視できる。TE₂₁モードによ
り発生する発射パターンは、中心軸線上において
対向するローブが反対の極性を有する対称の４ロ
ーブパターンであり、そのためアンテナが完全に
調整してあればバイブリツドＴの位相外で監視し
た信号レベルは最小になるであろう。TE₂₁モー
ドをゼロにする照準軸を用いるこの調整技術は、
単一軸上ローブを用いて発射パターンを発生させ
る卓越TE₁₁モードを用いた調整技術よりはるか
に精度が高い。

アンテナの方位角及び仰角の両方を調整するた
めには、ハイブリツドＴ２４の端子２６か又はハ
イブリツドＴ３４の端子３６のいずれかにおいて
主導波管内のTE₂₁モードから発する信号を監視
しなければならない。水平偏波された入力信号を
端子２６又は３６で監視する場合は、監視信号の
レベルが最小になるまでアンテナの仰角を調整す
る。垂直偏波信号を受信する場合は、端子２６又
は３６における信号レベルが最小になるまでアン
テナの方位角を調整する。TE₁₁及びTE₂₁信号は
互いに直交しており、それ故互いに干渉しないの
で、上記の微調整を行なう間でもアンテナシステ
ムは完全に作動状態を保つことができる。その結
果、通信状態を保ちながらアンテナの精密な調整
が可能となる。

上述の結合装置を4GHz及び6GHzの帯域、すな
わち3.7〜4.2GHz及び5.925〜6.425GHzの帯域内信
号の送受信に用いた場合、優れた性能特性を得る
ことができる。特に、この結合装置はVSWRが
低く、入射損失が小さく、さらに端子、周波数帯
域及び偏波面間の分離性能が非常に高い。この種
の結合装置の特別な一例としては、長さが
22.75″で内径が2.125″の円形断面の真鍮製主導波
管があつた。２本の6GHz用接続部は、開放端か
ら4.136″及び10.166″の位置にある0.975″×0.12″の
矩形孔を備え、6GHz用サイドアームはWR137中
高矩形導波管であつた。２本の4GHz用接続部は、
開放端から16.555″及び10.931″の位置にある
1.568″×0.95″の矩形孔を備え4GHz用サイドアー
ムはWR229矩形導波管であつた。フイルタを形
成するポストの位置と長さは第１２図及び第１３
図に示す通りである。

２種類の各周波数帯域が3.690〜4.210GHz及び
5.945〜6.435GHzに広がる直交偏波信号（各信号
は線形偏波してある）を用いたテストでは、この
結果装置により下記の結果を得た。

VSWR：最大1.045（４端子すべてについて）帯域間分離能：最小35dB 最大高位モードレベル：最小30dB（所望モードレ
ベル以下で）偏波分離能：最小40dB（4GHzで45dB，6GHzで
52dB）入射損失：6GHzで最大0.4dB、4GHzで最大
0.15dB 以上代表的な４端子結合装置について説明した
が、本発明は２種類以上の異なる同波数帯域内で
信号を処理するために長手方向において互いに離
間した２個以上の接続部を有する、多数の異なる
結合装置の形状に対しても適用可能である。１種
類あるいはすべての異なる周波数帯域内の信号は
直交偏波が可能であり、直交偏波された信号は線
形あるいは円形のいずれの偏波も可能である。円
形偏波は主導波管内に偏波器を付加することによ
り実施可能である。

純粋な平衡給電を必要としない接続部において
は、インピーダンス整合を向上させそして結合装
置のVSWRを低減させるため擬平衡給電装置を
用いればよい。擬平衡給電装置は主導波管の直径
方向において互いに対向する２個の孔を備えてい
るが、これらの孔のうち１つだけが所望の信号を
伝播させるために生きたサイドアーム導波管とし
て結合される。別の孔は所望のインピーダンス整
合を得れば同調可能となる残りの導波管に結合さ
れる。

第１６図〜第１８図に示すように、主導波管１
０は改良を加えて別の断面形状を持たせることも
可能である。第１６図は正方形断面を有する主導
波管１０′を示し、第１７図は内部及び外部コン
ダクタ１０ａ，１０ｂを備えた同軸断面を有する
主導波管１０″を示し、第１８図は４重リツジ方
形導波管を有する主導波管１０を示している。
別の形状としては、４重リツジ円形導波管が可能
である。さらに主導波管１０の別の形状として矩
形のものがあり周波数は異なるがすべて同一偏波
を有する信号を処理するための結合装置に基本的
に用いられる。主導波管が円形とは異なつた断面
を有する場合は、例えば円形フレアホーンに変化
する方形主導波管のように、主導波管の開放端の
形を円形に変化させるのが望ましい。

さらに、第１９図に示すように、２個の直交偏
波接続部を周波数帯域に関係なく長手方向の同位
置に設置可能であることに注目すべきである。こ
の形状では、主導波管の長手方向同位置で同一周
波数の２種類の直交偏波信号を処理するために、
直径方向において対向するよう配置された２対の
孔１００，１０１及び１０２，１０３が互いに直
交する平衡給電端子を形成している。この形状で
フイルタ手段を形成する導電ポストは、互いに隣
接する孔の中間で円形導波管を横切つて伸延する
直径面上に位置している。従つて、２列のフイル
タポスト１０４，１０５は孔１００，１０３及び
１０１，１０２の中間に位置し、別の２列のフイ
ルタポスト１０６，１０７は孔１０１，１０３及
び１００，１０２の中間に位置している。この形
状でフイルタを形成している導電ポストは孔から
（90°ではなく）わずか45°しかずれていないこと
が明らかである。

以上詳述したように、本発明は経済的に製作容
易でかつ性能を向上させた結合装置を提供するも
のである。本結合装置は周波数帯域が500MHz以
上の幅を持つ場合でも、入射損失が小さく、
VSWRが低く、端子間、周波数帯域間、偏波間
それぞれの分離能が高い等の利点を有する。本結
合装置ではサイドアームにいかなるフイルタも必
要とせず（但し、もし所望ならオプシヨン部品と
してこの種のフイルタの使用は可能である）、し
かも所望の信号の不要な許容できないレベルの高
位モードの偽励振を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した４端子結合装置を
上下逆にして示す斜視図である。第２図は第１図
の結合装置を主導波管の軸まわりに180°回転させ
た正面図である。第３図は第２図の３−３線より
見た結合装置の底面図である。第４図は第２図に
示す結合装置の主導波管の正面図である。第５図
は第４図の５−５線より見た一部破断底面図であ
る。第６図は第５図の６−６線より見た側面図で
ある。第７図は第４図の７−７線断面図である。
第８図は第５図の８−８線断面図である。第９図
は第５図の９−９線断面図である。第１０図は第
５図の１０−１０線より見た側面図である。第１
１図は第２図の右側端から見た結合装置の側面図
である。第１２図は第２図をわずかに改良した正
面図であり、破線又は部分断面により内部構造を
詳しく示している。第１３図は第１２図の１３−
１３線断面図である。第１４図は第２図の１４−
１４線断面図である。第１５図は第２図の１５−
１５線断面図である。第１６図は第１図に類似し
た結合装置の主導波管の横断面図であり、正方形
断面の主導波管を備えている。第１７図は第１図
に類似した別の結合装置の主導波管の横断面図で
あり、同軸断面の主導波管を備えている。第１８
図は第１図に類似したさらに別の結合装置の主導
波管の横断面図であり、４重リツジ断面の主導波
管を備えている。第１９図は第１図に類似した結
合装置の横断面図であり、同一長手方向位置にあ
る２個の高位周波用接続部を備えている。〔図中符号〕、主導波管……１０，１０′，１
０″，１０、口部……１１、キヤツプ……１２、
短絡板、端面負荷……１２ａ、孔……２０，２
１，３０，３１，１００，１０１，１０２，１０
３、Ｕ字形矩形導波管……２２，２３，３２，３
３、脚部……２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，
３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ、ハイブリツド
Ｔ……２４，３４、位相内端子……２５，３５、
位相外端子……２６，３６、主導波管……２７，
３７、Ｕ字形矩形導波管……３２，３３、同調ね
じ……３８ａ−ｄ，３９ａ−ｄ、側肢導波管……
４２，４３、導電ポスト……５０ａ−ｏ，５１ａ
−ｏ，６０ａ−ｑ，６１ａ−ｑ、ポスト群……５
０，５１、フイルタポスト……１０４，１０５，
１０６，１０７。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも第１の高位の周波数帯域及び第２
の低位の周波数帯域の共偏波マイクロ波信号を選
択された伝播モードで送受信する結合装置であつ
て、前記異周波数帯域の信号を同時に伝播するよう
な寸法で、少なくとも一部分が多重モード化され
た主導波管と、前記主導波管の長手方向に沿つて間隔をあけて
配置され、前記異周波数帯域の信号を前記主導波
管の内外に結合させる第１及び第２の接合器とを
備え、少なくとも前記第１の接合器は前記主導波管の
多重モード化部分に位置し、かつ前記第１の接合
器はサイドアーム導波管と連結され、前記第１の接合器と前記サイドアーム導波管は
前記第１の高位の周波数帯域の信号を伝播し、か
つ前記第２の周波数帯域信号を遮断する寸法にな
つており、また前記主導波管の内部には、(1)前記第１周波
数帯域の信号を前記主導波管と前記第１の接合器
及びそれと連結した前記サイドアーム導波管との
間で結合させるストツプバンド特性、及び(2)前記
第２周波数帯域の信号をして前記第１の接合器を
通過させるパスバンド特性を有するフイルタ手段
を配置し、前記フイルタ手段は、第１の接合器と長手方向
に重なり合うとともにかつ第１の接合器を通る長
手方向面と直交する長手方向面に整列し、かつ第
１の接合器のサイドアーム導波管の中央部を通過
するサイドアームの直径方向面と直交する第１の
接合器の直径方向面に沿うとともに前記主導波管
内へ伸延する導電性エレメントを有し、かつ前記フイルタ手段及び前記第１の接合器は前記
選択されたモード以外の望ましくない伝播モード
の信号の励振を抑圧し、主導波管と第２の接合器とそれをもつて連結さ
れたサイドアーム導波管との間で第２周波数帯域
の信号を結合させる手段とを備える結合装置。２前記第２の接合器はサイドアーム導波管を有
し、前記第２周波数帯域の信号を結合させる前記
手段は、前記主導波管と前記第２の接合器及びそ
れに連結した前記サイドアーム導波管との間で前
記第２周波数帯域の信号を結合させるストツプバ
ンド特性を持つフイルタ手段からなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の結合装置。３前記第１及び第２接合器は互いに長手方向に
整列し、さらに、前記第１及び第２接合器から長手方向
に離間され、かつ前記第１及び第２接合器に対し
前記主導波管の軸まわりに90°ずらして配置され
た前記第１及び第２接合器を介して伝播された信
号に対し相対的に直交偏波された信号を伝播する
少なくとも第３接合器と、前記第３接合器に連結したサイドアーム導波管
と、前記直交偏波信号を前記主導波管と前記第３接
合器及びそれと連結した前記サイドアーム導波管
との間で結合させる手段とを備えることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の結合装置。４少なくとも前記第１接合器は、前記主導波管
の壁に直径方向に相対向させて設けられた１対の
絞り孔と同絞り孔と接続して前記第１接合器にお
ける前記主導波管との平衡結合部を形成するサイ
ドアーム導波管とからなることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の結合装置。５前記第１又は第２接合器における前記１対の
絞り孔と関連した前記サイドアーム導波管は両方
とも同相端子及び違相端子を有するハイブリツド
Ｔに結合され、しかして前記違相端子は、当該装
置に結合されたアンテナの調節のために用いられ
る選択された高次モード信号を前記第１又は第２
接合器を通じて送受信するために使用することが
できることを特徴とする特許請求の範囲第４項に
記載の結合装置。６前記主導波管は円形断面を有し、前記サイド
アーム導波管は矩形断面を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の結合装置。７前記主導波管は正方形断面を有することを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の結合装
置。８前記主導波管は、相互に離間した内部導体及
び外部導体を有する円形断面の導波管であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の結合
装置。９前記主導波管は４重リジツド導波管であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の結
合装置。