JPH04150601A - 導波管方向性結合器 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、導波管方向性結合器に係わり、特に、結合
量の周波数特性の改善に関するものである。

［従来の技術］ 第４図は例えば、ＩＲＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ　Ｏ
Ｎ　ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ　ＴＥＥＯＲＹ　ＡＮＤ　ＴＥ
ＣＨＮＩＱＵＥＳＪＡＮＵＡＬＹ　１９６２に掲載され
たｌ！、Ｊ、ＧｅｔｓｉｎｇｅｒによるＲｉｄｇｅ　Ｗ
ａｖｅｇｕｉｄｅＦｉｅｌｄ　Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ
　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｄｉｒｅｃ
ｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｕｐｌｅｒｓ　”　と題された論文
に示された従来の導波管方向性結合器を示す構成図であ
る。図において、（１）はリッジ、（２）は主導波管、
（３）は主導波管（２）と広い面が重ね合わされ管軸が
直交するように配置された副導波管、（４）は主導波管
（２）と副導波管（３）との共通壁、（５）は共通壁（
４）に設けられた十字形結合孔、（６）は入力端子、（
７）は主導波管（２）の出力端子、（８）は副導波管（
３）の出力端子、（９）は無反射終端器である。なお、
ここでは、広帯域導波管としてダブル・リッジ導波管を
用い、共通壁（４）に十字形結合孔（５）を設けて結合
させる場合を示す。

次に動作について説明する。

ｘｙｚ座標系を第４図中に示す。入力端子（６）より入
射した電磁波は主導波管（２）内の共通壁（４）面上で
磁界の８７％　Ｈ２成分を有する。共通壁（４）に設け
られた十字形結合孔（５）を通して磁界が副導波管（３
）内に漏れ込み主導波管（２）を伝搬する電波は副導波
管（３）に結合する。Ｈｚによる結合はＨＶによる結合
より時閲的に４分の１周期だけ遅れているため、副導波
管（３）に励振される電磁波の進行方向は一２方向とな
り、十ｚ方向には伝搬しない。従って、出力端子（８）
より主導波管（２）を一方向へ伝搬する電磁波の出力の
みを取り出すことができ、方向性結合器として動作する
。

このような方向性結合器では、結合量の周波数特性は十
字形結合孔（５）の周波数特性により決定される。十字
形結合孔（５）は共通壁（４）が有限の厚みを持つので
Ｘ方向に伝搬方向を持つ１種の導波管と見なすことがで
き、その遮断周波数は使用する帯域より高い周波数に設
定されたとしても、遮断導波管の減衰定数は周波数が高
くなるにつれ小さくなるため、周波数が高くなると結合
量が増加する傾向を持つ。また、十字形結合孔（５）は
スロットとして共振もする。従って、十字形結合孔（５
）の周波数特性には上記導波管およびスロットとしての
２つの要素による作用が含まれ、周波数が高くなるにつ
れ密結合となる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の装置は以上のように構成されているので。

周波数により結合量が変化するという問題点がある。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、広帯域で結合量の周波数依存性が小さい導波
管方向性結合器を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わる導波管方向性結合器は、広帯域導波管
よりなる第１の導波管と第２の導波管の結合部に、結合
量の周波数特性を改善する、上記第１の導波管から第２
の導波管の所定の方向へ伝搬する電波に対する経路差を
もたせたものである。

［作用コ 上記のように構成された導波管方向性結合器では、結合
部を介して第１の導波管から第２の導波管の所定の方向
へ伝搬するそれぞれの経路を通過した電磁波の位相は、
使用帯域の低い周波数では差が殆ど無く、周波数が高く
なるほど差が大きくなるので、周波数が高くなるほどそ
れぞれの経路を通過した電磁波同士が相殺する量が増加
し、結合部のそれぞれの経路における結合量の周波数特
性を補償し、導波管方向性結合器の結合量の周波数特性
を改善する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の導波管方向性結合器の構成を示す斜視図
である。ここでは、広帯域導波管よりなる第１の導波管
と第２の導波管である主導波管（２）と副導波管（３）
としてダブル・リッジ導波管を用い、主導波管（２）と
副導波管（３）の結合部に、主導波管（２）から副導波
管（３）の所定の方向へ伝搬する電波に対する経路差を
もたせるために、二つの十字形結合孔を設けた場合を例
として説明する。図において、（１）〜（４）（６）〜
（９）は従来例と同様のものであり、（１０）は第１の
十字形結合孔、（１１）は第２の十字形結合孔であり、
主導波管（２）と副導波管（３）のそれぞれのりッジ（
１）で区分された共通壁（４）の１区画内に設けられて
いる。

次に動作について説明する。

第２図は共通壁（４）部分の平面図であり、図において
、−点鎖線は第１の十字形結合孔（１０）を通過する電
磁波の経路、二点鎖線は第２の十字形結合孔（１１）を
通過する電磁波の経路を示す。

また、リッジ導波管の位相定数をβ、第１及び第２の十
字形結合孔（１０）（１１）の経路長差を２Ｌとすると
、これら第１及び第２の十字形結合孔（１０）（１１）
を介して主導波管（２）から副導波管（３）の所定の方
向へ伝搬する電波に対する経路差による位相差は２βＬ
である。また、第１及び第２の十字形結合孔（１０）（
１１）での結合量をそれぞれＡ−Ｇ　（ｆ）　、Ｂ−Ｇ
　（ｆ）とすると、結合量Ｃは次式となる。

Ｃ＝Ｇ（ｆ）　　　（Ａ＋Ｂ−ｅ−”’）　　　　（１
）なお、Ｇ　（ｆ）は一つの十字形結合孔の結合量の周
波数特性であり、上記従来例において説明したように、
単調増加関数である。

第３図に例として、標準リッジ導波管ＷＲＤ−６５０（
６ＧＨｚ　〜１８ＧＨｚ）を用い、Ａ＝Ｂ＝１の場合に
おける（Ａ＋Ｂ−ｅ−Ｊ２βＬ）の絶対値の周波数特性
を示す。実線はりッジ（１）で仕切られた共通壁（４）
の１区画内に第１及び第２の十字形結合孔（１０）（１
１）を設けた場合であり、破線は第１及び第２の十字形
結合孔（１０）（１１）をリッジ（１）で仕切られた共
通壁（４）の対角線上に位置する２つの区画内にそれぞ
れ１個ずつ設けた場合である。第３図から、上記の前者
の場合は（Ａ＋Ｂ　、　ｅ−ｊ２ａＬ）の絶対値の周波
数特性は使用周波数範囲において単調減少することがわ
かる。また、上記の後者の場合は（Ａ＋Ｂ・６−ｊ２＃
Ｌ）の絶対値の周波数特性は使用周波数範囲に対して複
雑に変化することがわかる。従って、リッジ（１）で仕
切られた共通壁（４）の１区画内に第１及び第２の十字
形結合孔（１０）（１１）を設けた場合には、Ｇ　（ｆ
）は単調増加関数であるため、（１）式で与えられる結
合量Ｃは経路長差を適当に設定することにより周波数特
性を相殺でき、周波数特性を平坦化することができる。

なお、第１及び第２の十字形結合孔（１０）（１１）を
リッジ（１）で仕切られた共通壁（４）の対角線上に位
置する２つの区画内にそれぞれ１個ずつ設ける場合には
、通常のりッジ導波管ではりッジの幅があるため適当な
経路長差が実現できず、結合量の周波数依存性がかえっ
て大きくなり不都合が生じる。即ち、広帯域導波管とし
て一般に用いられるリッジ導波管は使用できる周波数帯
域が広く、使用帯域内で位相定数βが大きく変化するた
め、結合量の周波数特性を平坦化するには、経路長差２
Ｌはリッジ（１）で区分された共通壁（４）の１区画内
で設けなければならないことを示している。

なお、上記の実施例では第１の導波管と第２の導波管で
ある主導波管（２）と副導波管（３）としてダブル・リ
ッジ導波管を用いた場合を示したが、ダブル・リッジ導
波管とシングル・リッジ導波管、あるいは、シングル・
リッジ導波管同士を用いても良く、リッジが設けられて
いる側面同士を合わせれば良い。

また、結合部は二つの十字形結合孔に限らず、適当な経
路差あるいは位相差をもたせる構成であれば良く、上記
実施例での説明から同様の効果が得られることは明らか
である。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、広帯域導波管よりな
る第１の導波管と第２の導波管の結合部に、上記第１の
導波管から第２の導波管の所定の方向へ伝搬する電波に
対するの経路差をもたせることにより、広帯域で結合量
の周波数依存性が小さい導波管方向性結合器を得られる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の導波管方向性結合器の一実施例を示
す斜視図、第２図は第１図に示した導波管方向性結合器
の共通壁部分を示す平面図、第３図はこの発明の導波管
方向性結合器の動作説明のための特性図、第４図は従来
の導波管方向性結合器の構成を示す斜視図である。 図において、（１）はりッジ、（２）は主導波管、（３
）は副導波管、（４）は共通壁、（５）は十字形結合孔
、（６）は入力端子、（７）（８）は出力端子、（９）
は無反射終端器、（１０）は第１の十字形結合孔、（１
１）は第２の十字形結合孔である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　広帯域導波管よりなる第１の導波管と第２の導波管の
   結合部に、上記第１の導波管から第２の導波管の所定の
   方向へ伝搬する電波に対する経路差をもたせることによ
   り、結合量の周波数特性を改善することを特徴とする導
   波管方向性結合器。