JPH0831726B2 - 同軸導波線路の交差要素 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、同軸導波線を採用した複合マイクロウエー
ブ回路に関する。さらに特定すれば、本発明は、多数の
マイクロウエーブコンポーネントを接続するための矩形
または正方形の断面の中心導体を有するリジット同軸導
波管に関する。

［従来の技術］ 一般に、ホーン、サーキュレータ、信号ゼネレータ、
レシーバ等のマイクロウエーブコンポーネントの間の電
磁エネルギの結合にはマイクロウエーブ回路が使用され
ている。これらマイクロウエーブコンポーネントの間の
電磁エネルギ結合をなす通路としては、ストリップライ
ンから導波管までの各種の導波線があり、またパワーカ
プラ、パワースプリッタ、パワーコンビナー等の各種の
ものがある。これら通路は複数のマイクロウエーブコン
ポーネントにマイクロウエーブ信号を分配し、また複数
のマイクロウエーブコンポーネントからのマイクロウエ
ーブ信号を結合する。

これらには、同軸導波線を採用した複合マイクロウエ
ーブ回路、特に多数のマイクロウエーブコンポーネント
を接続するための矩形または正方形の断面の中心導体を
有するリジット同軸導波線がある。このような回路は、
たとえば多数のホーン放射器を備え、これらを信号コン
ビナまたはスプリッタで結合して所定の放射パターンを
得る大形のアンテナアレイに使用される。このような複
雑なマイクロウエーブ回路では、ある回路を別の回路に
互いにクロスオーバする同軸ラインで接続することが多
い。

たとえば、入力信号を一組の出力信号に変換するビー
ム形成用のバトラーマトリクスにおける相互接続信号通
路にこのような信号伝送が採用される。このようなマト
リクスにおける信号の交差は、導波線を他の導波線と交
差させて屈曲するように構成して達成される。

このように、同軸導波線を他の導波線まわりに屈曲さ
せて信号のクロスオーバをなすマイクロウエーブ回路で
は、その構造が複雑でかつ大形になる不具合がある。こ
のようなものでは、接続するコンポーネントおよび導波
線を同一平面に配置するように構成することによってそ
の構造を簡単にすることができる。しかし、このように
導波線を屈曲させるものでは、これらが重なるので構造
が複雑となる。したがって、このようなものは大形でか
つ重量が大となる。特に、衛星用のアンテナアレイで
は、このような大形化と重量の増大は避けなければなら
ない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は以上の事情に基づいてなされたもので、上記
のような各種の不具合を解消するものである。

［課題を解決するための手段およびその作用］ 上記のような問題は、本発明の同軸導波線路のクロス
オーバを使用することによって解消される。本発明のも
のは、別々の同軸ラインのものと比較して、クロスオー
バ構造部の高さを低くすることができるものである。

本発明によれば、２つのハイブリッドカプラを直列に
接続し、各ハイブリッドカプラの入力電磁エネルギのパ
ワーを等しいパワーに分割し、これらの位相を90゜シフ
トさせることによって、平面状のマイクロウエーブクロ
スオーバが構成される。各ハイブリッドカプラは２つの
入力ポートと２つの出力ポートを備え、これら２つのカ
プラのうちの一方のカプラの出力ポートが他方のカプラ
の入力ポートに接続されているものである。

このように２つのカプラを接続した本発明の特徴によ
れば２つの入力ポートはこのカプラの前端面に配置さ
れ、２つの出力ポートは後端面に配置されるので、電磁
エネルギの通路の全てが同一平面上に配置される。この
カプラは上記のポート間が同軸導波線路で接続されて構
成されており、このカプラのハウジングの径方向に対向
する一対の入力および出力ポートは一対の絶縁して交差
された導電性のロッドまたはバーで接続されており、こ
れらは均一な狭い間隙を介して離間しており、これらの
バーの間で電磁パワーが容量的に結合される。

また、本発明の特徴によれば、２本のバーの中央部に
は切り欠き部が形成され、これら切り欠き部がクロスオ
ーバ部に置いて互いに所定の間隙をもって嵌合し、これ
ら２本のバーが容量結合されるものであり、このような
構成によって、これらバーは同一平面内に配置すること
ができる。このようなクロスオーバの効果は２本のバー
を半回転ねじった場合の効果と同じであり、ハウジング
の前端面の両方の入力ポートと後端面の両方の出力ポー
トが入れ替わるようにこれらが配置される。

金属製のハウジング内に配置された一対のバーの交差
構造には２つの実施例がある。第１の実施例では、各バ
ーには一対の端部分が形成され、これら端部分はハウジ
ングを横断して延長され、またこれら端部分に接続され
た中央部分を有し、この中央部分は端部分に対して約45
゜の角度をなし、これらの中央部分が互いに交差してい
る。一方のバーの端部分は他方のバーの対応する端部分
と平行であり、これらの間の電磁パワーの容量結合がな
されている。また、上記各中央部分のクロスオーバ部に
はそれぞれ矩形の切り欠き部が形成され、これら切り欠
き部はこれら中央部分が電磁パワーの容量結合をなすに
充分なギャップ幅が得られるような寸法に形成されてい
る。このバーの単位長さ当りの容量結合はこのバーの端
部分における容量結合と等しく設定されており、このク
ロスオーバにおける反射波の発生を最小にするように構
成されている。このバーの全長は伝送される電磁波の波
長の1/4に設定され、また中央部分はこの波長の1/10以
下に設定されている。

また、第２の実施例では、バーの端部分から延長され
たテーパ状の延長部を備え、この延長部はその全長にわ
たって傾斜し、また中央部分を備え、この中央部分は上
記延長部分と平行でかつ端部分に対して傾斜している。
この結果、バーの両端部分はジグザグ状で互いに平行で
あり、また上記中央部は互いに交差する。これらの中央
部分には略矩形の切り欠き部が形成され、これら切り欠
き部の端壁部は階段状に形成され、このカプラの帯域幅
を大きくするように構成されている。また、これら互い
に対向するバーの側壁の一部はこれらバーの中心線に対
して角度をもっており、これら側壁の一部の間に均一な
ギャップが形成され、電磁放射の容量結合が所定の値に
なるように構成されている。また、これらの各バーの中
心線は端部分に平行であり、これら端部分はこの中心線
に対して互いに反対側にずれており、また中央部分の狭
いストリップ部すなわちくびれ部はこの中心線上にこれ
と平行に配置されている。このような形状にすることに
よって、このカプラの帯域幅が大きくなる。また、この
ハウジングを横断する絶縁サポートがこの交差した中央
部分の両側に配置されており、また中央部分の嵌合する
切り欠き部の両側の対向する端部分の間に形成されるギ
ャップ内には絶縁スペーサが配置されている。これらの
実施例のいずれもそのバーの断面形状は矩形または正方
形である。

［実施例］ 第１図および第２図には本発明の交差要素すなわちク
ロスオーバ20を示し、このクロスオーバのベースプレー
ト24とこれをカバーするカバープレート26の間には同軸
導波線路22が形成されている。このクロスオーバ20には
２つのハイブリッドカプラ28,30が形成され、これらカ
プラは同軸線路22の中心導体32の交差部によって形成さ
れている。第２図にはこのクロスオーバ20の前端面34を
示し、この第２図に示すようにこの前端面には第１の入
力ポート36、第２の入力ポート38が形成されており、ま
た上記のカバープレート26はベースプレート24の上面に
配置されている。なお、第１図ではこのカバープレート
の一部のみを示し、ベースプレートの上面の下方の面で
の断面を示してある。また、第２図に示すように、上記
導波線路22の中心導体32および外側導体40の内面の断面
形状は正方形である。なお、この実施例ではこの導波線
路22の断面形状は正方形であるが、この断面形状はその
他の矩形の形状でもよいことはもちろんである。また、
絶縁サポート42によって中心導体32が外側導体40内の所
定位置に保持され、またこれらの間の絶縁がなされてい
る。なお、図を明確にするため、第１図にはこれらのサ
ポートの一部しか図示されていないが、これらのサポー
トは導波線路に沿って多数設けられているものであり、
またこれらの形状は電磁波の反射を防止するように従来
公知の形状に形成されている。

上記の各ハイブリッドカプラ28,30は、電磁波をパワ
ーの等しい２つの電磁波に分割し、これらの電磁波の位
相は90゜相違している。これら本発明による各カプラ2
8,30は、各カプラの前端部に設けられた２つの入力ポー
トと、各カプラの後端部に設けられた２つの出力ポート
を有している。たとえば、このクロスオーバ20の前端面
34に形成された２つの入力ポート36,38はカプラ28の入
力ポートとしても作用する。同様に、一対の出力ポート
すなわち第１の出力ポート44および第２の出力ポート46
がこのクロスオーバ20の後端面48に形成されている。こ
れらの出力ポート44,46はカプラ30の出力ポートとして
も作用する。これらカプラ28,30は同様の構成のもので
ある。

これらカプラ28,30は第１図に示すように配置され、
また第２図に示すように、従来と同様に上記のベースプ
レート24をミーリング加工して溝50を形成し、これによ
って上記の導波線路22の外側導体40が形成されている。
この溝50内には中心導体32が収容されており、これらは
サポート42によって所定の位置に保持されている。そし
て、このベースプレート24の上にカバープレート26が取
付けられている。これらベースプレート24およびカバー
プレート26は、導電性を有しかつ加工が容易な材料、た
とえばアルミニウムで形成されている。また、第９図に
示すように、このクロスオーバ20はある入力ポートから
その対角位置にある出力ポート、たとえば第２の入力ポ
ート38から第１の出力ポート44への電磁波を結合する作
用をなす。このような作用は、各カプラ28,30で電磁波
をパワーが等しく位相が90゜ずれた電磁波に分割し、一
方の出力ポートにおいてこれらを干渉させ、入力した電
磁波パワーを全て他の出力ポートから出力させるもので
ある。

このクロスオーバ20は、上記のカプラ28,30およびこ
れらを接続する導波線路22を平面的に一体化したもので
ある。これによって、カプラの両方の入力ポートが前端
面に配置され、また両方の出力ポートが後端面に配置さ
れる。このような各カプラ28,30のポートの配置によっ
て、これらカプラは導波線路22を介して第１図に示すよ
うに接続され、このような配置は全て同一の平面内で配
置され、第１図に示すようなアセンブリの他に外部の導
波線路を必要としない。また、上記プレート24,26は平
板状であるので、これらカプラ28,30のハウジングも平
板状のものとなる。

以下、本発明によるこれらカプラ28,30の特徴を説明
する。

第１図ないし第５図に示すように、カプラ28は２本の
中心導体32の交差部54を有する中央部分52を備えてい
る。これらカプラ28,30は同様な構成であるので、以下
カプラ28について説明し、カプラ30もこれと同様であ
る。上記中心導体32はバーから構成され、これら２本の
バー56,58には中央部分52および交差部54が形成されて
いる。この交差部54では、一方のバーが他方のバーと交
差し、たとえば第３図に示すようにバー56がバー58の上
方を通って交差している。

上記の交差部54においては、各バー56,58には切り欠
き部60が形成され、これら切り欠き部60が互いに嵌合
し、これらバー56,58が第４図および第５図に示すよう
に同じ厚さに配置される。これらの切り欠き部60は、こ
の交差部54においてこれらバー56,58の間に間隙が形成
されるような寸法に形成され、この間隙によってこれら
バー56,58の間の電気的絶縁をなすように構成されてい
る。

第４図に示すように、バー56にはその下面側に切り欠
きが形成され、また第５図に示すようにバー58にはその
上面側に切り欠きが形成されている。これらバー56,58
は上記の交差部54以外の部分では互いに平行であり、ま
たこれら交差部ではこれらバーは45゜屈曲し、互いに90
゜で交差するように構成されている。これらバー56,58
では、交差ストリップ部62に上記の切り欠き部60が形成
されており、これら交差ストリップ部62によって互いに
反対に45゜屈曲した部分が形成されている。これら切り
欠き部60の深さは、これらバー56,58の厚さの半分より
大きく、これらバー56,58の交差ストリップ部62の間に
垂直方向の間隙が形成されるように構成されている。ま
た、一方のバーの交差ストリップ部62と他方のバーの切
り欠き部60の側部64の間には水平方向（ベースプレート
24の面と平行な方向）にも間隙が形成されるように構成
されている。

これらバー56,58の交差ストリップ部62の間の間隙お
よびこれらバー56,58の互いに平行な端部分の間の間隙
は所定の値に設定され、これらバー56,58の間にこれら
の部分で電磁パワーの結合のための所定のキャパシタン
スが形成されるように構成されている。作動周波数が3.
7〜4.2GHzの自由空間波長の場合には、この公称値は３
インチであり、これらバー56,58の平行な端部分の間の
間隙は幅0.76mm（30mil）のギャップ66が形成されるよ
うに設定される。また、交差部54においては、交差スト
リップ62の間のギャップおよびこの交差ストリップ部62
と切り欠き部66の側部64との間のギャップが上記より大
きくそれぞれ1.27mm（50mil）となるように構成されて
いる。この交差部54におけるギャップが大きいので、こ
の交差部54のキャパシタンスは小さくなり、よってこれ
らバー56,58の端部分および交差部54を含む全長にわた
ってその単位長さ当りのキャパシタンスが等しくなる。
すなわち、この交差部54においてギャップを大きくしな
い場合には、この交差部においては切り欠き60の側部64
のギャップ長さに加えて切り欠き60の底部68のギャップ
が加わるので、この交差部54におけるキャパシタンスが
増加してしまう。この電磁波の反射を防止し、VSWR（電
圧定常波比）の値を低くするために、このカプラ28の中
央部分52のキャパシタンスは均一にすることが望まし
い。したがって、この交差部54における間隙を大きく
し、キャパシタンスを小さくすることによってこのバー
の単位当りのキャパシタンスを均一にすることができる
ものである。

次に上記カプラ28の作用を説明する。上記交差したバ
ー56,58の形状は、第３図に示すように導体を半回転ね
じったと同じ状態である。したがって、これら２本バー
56,58は電磁パワーが結合された平行なバーである。ま
た、これらバー56,58がねじれているので、このカプラ2
8の入力ポートと出力ポートとが入れ替わっている。さ
らに、この交差部54のねじれは、これらバー56,58の間
の結合が所定の量となるように構成されている。よっ
て、このカプラ28内に入力した電磁パワーは、これらバ
ー56,58が全体に直線状の場合と同様にパワーの等しい
２つの電磁波に分割されてこのカプラ28から出力され
る。したがって、上記の交差部54によってこれらバー5
6,58のねじれが形成されているので、このカプラ28の作
動としてはその入力ポートと出力ポートが入れ替わって
おり、本発明においては、これら２つの出力ポートは同
じ側すなわちこのカプラ28の後端面側に配置され、また
２つの入力ポートも同じ側すなわちこのカプラ28の前端
面側に配置されている。このカプラ28の入力ポートおよ
び出力ポートがこのように配置されていることにより、
２個のカプラ28,30が第１図に示すように平面上に配列
した状態で相互に接続される。

なお、このカプラ28は上記のようにクロスオーバ20に
使用したが、このものはこれに限らずその他電磁信号を
代数結合するマイクロウエーブ回路に使用することがで
きる。また、このカプラ28は交互に作用するので、ひと
つの波のパワーを２つの波に分割するものと、２つの波
のパワーを結合するものの両方に使用することができ
る。また、上記のギャップ幅は3dBのパワー結合をなす
が、このギャップ幅はより小さなパワーの結合をなすよ
うに広くしてもよい。また、本発明の実施例において
は、上記の導波線路22の断面寸法は以下のような寸法、
すなわち、中心導体32の断面の一側の寸法が5.08mm（0.
2インチ）、外側導体40の断面の一側の寸法が12.7mm
（0.5インチ）に設定されている。これらのバー56,58の
長さは第１図に示すようにこの導波線路22に伝送される
電磁エネルギの波長の1/4の長さに設定されている。ま
た、溝50の幅Ｗ（第１図）は、このカプラ28の部分で広
くなっており、この幅の広くなっている外側導体40の部
分に両方の中心導体32が収容されるように構成されてい
る。この導波線路22内を伝送される電磁波はTEM波（横
方向電磁波）である。また、この導波線路22のインピー
ダンスは50オームである。

第６図には、第１図に示すハイブリッドカプラ28とは
別の実施例のハイブリッドカプラ70を示す。このカプラ
70は前記のカプラ28と同様に、ベースプレート72にミー
リング等によって溝50を形成してこの同軸導波線路22の
外側導体40を形成し、またこの内部に前記第１図のカプ
ラ28と同様に中心導体32を収容したものである。この第
６図は、第１図と同様にベースプレート72をその上面と
平行な面で破断した断面図であり、このカプラ70の要素
の配置を示す。

このカプラ70は第１図に示すようなクロスオーバ20と
同様なマイクロウエーブクロスオーバ回路に使用される
もので、このベースプレート72には２つのカプラ70が形
成され、第１図のクロスオーバ20と同様に導波線路22を
相互に接続するものである。この第６図に示すベースプ
レート72には、各カプラ70の２個の入力ポート36,38お
よび各カプラ70の２個の出力ポート44,46が形成されて
いる。これらポートは、このカプラ70を他のマイクロウ
エーブ回路または他のハイブリッドカプラ等のコンポー
ネントに接続するものである。前記カプラ28の場合と同
様に、このカプラ70の入力ポート36,38はこのカプラの
前端面に設けられ、また出力ポート44,46はこのカプラ
の後端面に配置されている。また、これら各導波線路22
の中心導体32および外側導体40の断面寸法は上記第１図
のカプラ28のものと同様である。なお、このカプラ70お
よび前記したカプラ28の同軸導波線路の中心導体の断面
形状は矩形のものに限定されず、円形または楕円形のも
のでもよい。しかし、この矩形のものは3dBの結合をな
し、入力を２つの等しいパワーの出力に分割することが
できるので好ましい。

このカプラ70には中央部分74が形成されており、この
中央部分は前記のカプラ28の中央部分52とは異なる構成
のもので、上記２本のバー78,80の交差ストリップ部76
の幅は前記のカプラ28のバー56,58の交差ストリップ部
の幅より狭く形成されている。このカプラ70（第６図）
のバー78,80は、前記のカプラ28（第１図および第３
図）のバー56,58に対応している。この中央部分74と前
記の中央部分52との相違は、この中央部分72においては
各バー78,80に切り欠き部82が形成され、前記の切り欠
き部60の直線的な側端64（第4,5,6図）の代わりに、こ
れら切り欠き部82には階段状の側壁部84（第７図および
第８図）が形成されていることである。さらにこれら中
央部分74と52との相違は、この中央部分74には、各バー
78,80の交差部88（第６図）の両側の延長部すなわちウ
イング部にテーパ86（第６図および第７図）が形成され
ていることであり、第１図のカプラ28にはこのようなテ
ーパは形成されていない。さらに、このカップリング70
と28との相違は、このカプラは良好なVSWRを有し、前記
のカプラ28と比較して作動帯域幅が広いことである。

第６図および第１図から明らかなように、これらのバ
ー78,80は前記のバー56,58より複雑な構造である。これ
ら２本のバー78,80は同じ形状をなしており、第６図に
示すようにバー80はバー78を上下逆に回転させたように
配置されている。これらバー78,80は、バー80について
第７図および第８図に詳細に示されている。このバー80
はその延長部から内側に延長されており、このバー80の
幅は上記のテーパ部86で元の幅の半分に狭くなってお
り、この交差ストリップ部76の幅は、このバー80の端部
が幅が5.08mm（0.2インチ）であるのに対して2.54mm
（0.1インチ）に形成されている。この交差ストリップ
部76はネック部90（第７図）によって連結されており、
これらネック部は上記ストリップ部76に対して傾斜して
おり、このバー80の両方の延長部がこのバー80の中心線
92の両側にずれて配置されるように構成されている。こ
れらバー80の延長部およびストリップ部76は中心線92と
平行であり、このストリップ部76はこの中心線の中心に
配置されている。第７図に示すように、上記ネック部90
のバー80の延長部に対する角度Ｊは135゜である。ま
た、これら両方のネック部90の延長部に対する角度は等
しい。また第７図に示すように、テーパ部86のバー80の
延長部の直線縁に対する角度Ｈは22.5゜である。これら
両方のテーパ部86はバー80に対して同じ角度傾斜してい
る。

この交差部88（第６図）は前記の交差部54（第１図お
よび第３図）と同様な構成であり、これらは一方のバー
の交差ストリップ部が他方の一の切り欠き部によって囲
まれている。また、第７図および第８図に示すように、
切り欠き82の底部92の幅はこの交差部88（第６図）にお
いてこれが交差する交差ストリップ76の幅より充分に大
きく形成されている。また、この段階状の側壁84の段は
この交差部88の交差ストリップ76の側面から離れてい
る。この交差部88およびネック部90以外の部分では、こ
のバー78,80の幅は広くなっている。よって、このネッ
ク部90および交差ストリップ部76は、このバー78,80の
延長部すなわちウイング部を接続するくびれ部を構成し
ている。

また第６図に示すように、これらバー78,80は２個の
スプリング96、２個の絶縁サポート98、および一対の絶
縁スペーサ100によって保持されている。上記のスプリ
ング96は溝50の側壁の凹部102内に保持されている。こ
のスプリングによって上記サポート96がバー78,80に対
して互いに押圧されている。また、上記のスペーサ100
は上記ベースプレート72の面に垂直に配置され、また一
対のネック部90の対向する面の間に介在し、かつこの交
差部88の両側に配置されている。これらスペーサ100は
スプリング96の付勢力を受け、これらバー78,80を相互
に押圧し、これらバー78,80を所定の位置に確実に保持
し、これらバー87,80のネック部90の間の間隙および交
差ストリップ部76と切り欠き部82との間の間隙を所定の
間隙に保持するように構成されている。これらのギャッ
プは前記のカプラ28の場合と同様であり、この第６図の
カプラ70では前記のギャップに対応したギャップ値に形
成されている。よって、上記のスペーサ100の厚さは0.7
6mm（30mil）であり、また切り欠き部82の底部92と交差
ストリップ部の面との間のギャップは1.27mm（50mil）
である。また、段階状の側壁84（第８図）の段の高さ
は、この切り欠き部82の底部94の深さの1/3であり、ま
たこの段の水平部は上記底部94の1/3の幅である。

また、絞り部104（第６図）が形成されており、この
絞り部はこの交差部88の溝50の側壁から内側に突設され
た２つのベーン106によって形成され、これらのベーン1
06はスペーサ100と同じ平面内に配置されている。この
絞り部104によって、上記の入力ポート36,38から出力ポ
ート44,46に伝送される電磁パワーが制限される。ま
た、前記のくびれ部（２つのネック部および交差ストリ
ップ部）の長さは、この導波線路22を伝送される電磁波
の波長の1/4に設定されており、この長さはこの絞り部1
04の断面寸法より小さい。このカプラ70の作動におい
て、これらバー78,80の間で結合されるパワーの量はこ
れらバーの間のキャパシタンスに対応し、このキャパシ
タンスは交差部88におけるスペーサ100での結合に対応
するとともに、出力ポート44,46から出力される電磁波
の位相のずれは上記絞り部104の全体の距離を横断する
電磁波の干渉に対応する。また、上記のサポート98およ
びスペーサ100は誘電率が約3.2の合成樹脂材料で形成さ
れ、このような材料としてはゼネラル・エレクトリック
社製のULTEM1000があり、この材料は高い温度において
も寸法安定性が高い。

このような２つのカプラ70からなるクロスオーバ20
は、第１図に示すようなハイブリッドカプラ28,30から
なるクロスオーバ20と同様な作用をなす。第９図にはこ
のような作用を概略的に示し、この図では２個のカプラ
28,30を示し、カプラ28の出力ポートは導波線路22を介
してカプラ30に対応する入力ポートに接続されている。
また、この第９図にはこのクロスオーバ20の２個の入力
ポートおよび２個の出力ポートが示されている。この作
用を説明すると、まず点Ｇにおいて第２の入力ポートに
入力した電磁波は破線にしたがって伝送される。これら
破線上の点E,Fはカプラ28におけるキーポイントであ
り、これらカプラ28,30の作用でこのクロスオーバ20の
２つの出力ポートからA,B,C,Dの各点において４つの電
磁波が出力される。

まず、このＧ点に入力した電磁波はカプラ28によって
E,F点における等しいパワーの２つの電磁波に分割さ
れ、これらの電磁波のパワーはＧ点におけるパワーの1/
2である。このＥ点における電磁波はＦ点における電磁
波に対して90゜の位相の遅れを生じる。また、カプラ30
においては、Ｅ点からの電磁波を等しいパワーのB,Cの
２つの成分に分割する。これら電磁波成分B,Cのパワー
はＧ点のパワーの1/4である。同様に、Ｆ点からの電磁
波はこのカプラ30によって等しいパワーの２つの電磁波
成分A,Dに分割され、これらのパワーはＧ点のパワーの1
/4である。そして、電磁波Ｃは電磁波Ｂに対して90゜の
位相遅れを生じ、また電磁波Ａは電磁波Ｄに対して90゜
の位相遅れを生じる。この結果、電磁波Ｃでは90゜の２
倍の180゜の位相遅れを生じる。したがって、この電磁
波成分Ｃは電磁波成分Ｄと干渉し、互いに相殺され、第
２の出力ポートからの出力はなくなる。よって、Ｅ点か
らの電磁波のパワーのうちカプラ30の右側から左側への
パワーの伝送はなく、このＥ点からの電磁波のパワーは
全て第１の出力ポートから出力される。同様に、Ｆ点か
らの電磁波のパワーは第２の出力ポートからは出力され
ず、カプラ30の右側から左側への電磁波のパワーが結合
され、第１の出力ポートから出力される。これらカプラ
28,30を経由した電磁波のパワーは位相が90゜遅れるの
で、これらカプラ28,30を経由した電磁波は位相が90゜
遅れた２つの電磁波成分A,Bとして出力される。よっ
て、これら電磁波成分A,Bは位相が同じであるので合成
され、第２の入力ポートから入力されたと同じパワーが
第１の出力ポートから出力される。また、この第１の出
力ポートから出力される電磁波は第２の入力ポートに入
力される電磁波に対して90゜の位相の遅れを生じてい
る。

なお、本発明は上記の実施例には限定されず、本発明
の技術分野における当業者であれば本発明の要旨を逸脱
しない範囲で各種の変更を加えることができる。

［発明の効果］ 上述の如く本発明によれば、前述したように従来の不
具合を解消し、小形、軽量でかつ構造簡単な同軸導波線
路の交差要素を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すものでベースプレ
ートをその上面に平行な面で破断した平面図、第２図は
第１図の２−２矢視端面図、第３図は第１図の交差部を
拡大して示す平面図、第４図は第３図の４−４線に沿う
断面図、第５図は第３図の５−５線に沿う断面図であ
る。また、第６図は本発明第２の実施例を示す第１図と
同様な平面図、第７図は第６図に示すバーの平面図、第
８図は第７図の８−８矢視側面図、第９図は第１図に示
すカプラの作用を説明する概略図である。 20……クロスオーバ、22……導波線路、24……ベースプ
レート、22……導波線路、26……カパープレート、28,3
0……カプラ、32……中心導体、36,38……入力ポート、
44,46……出力ポート、54……交差部、56,58……バー、
60……切り欠き部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−100602（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−5946（ＪＰ，Ａ) 特表 昭60−500594（ＪＰ，Ａ) 米国特許4459568（ＵＳ，Ａ) 米国特許3737810（ＵＳ，Ａ)

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同軸導波線路の交差要素であって： 第１のハイブリッドカプラおよび第２のハイブリッドカ
   プラを備え、これら各カプラは第１の入力ポート、第２
   の入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポ
   ートを備えており； 上記第１のカプラの第１の出力ポートは上記第２のカプ
   ラの第１の入力ポートに接続され、また上記第１のカプ
   ラの第２の出力ポートは上記第２のカプラの第２の入力
   ポートに接続され、上記第１のカプラの第１および第２
   の入力ポートはこの交差要素の入力ポートとして形成さ
   れ、また上記第２のカプラの第１および第２の出力ポー
   トはこの交差要素の出力ポートとして形成されており； 上記の各カプラは： 導電材料から形成されたハウジングを備え、このハウジ
   ングは上面および下面、前端面および後端面、上記の上
   面と下面とを結ぶ第１の側面および第２の側面とを有
   し、またこのハウジングには同一平面上に配置された４
   つの開口を備えられ、これらの開口は上記ハウジングの
   中心まわりに順次配置されるとともに異なる外側方向を
   指向しており； また、上記の各開口内に配置された中心導体を備え、こ
   れらによって上記の入力ポートおよび出力ポートが形成
   され、これらの入力ポートは上記の前端面の両側部分に
   それぞれ配置され、また上記の出力ポートは上記の後端
   面の両側部分にそれぞれ配置され、また上記第１の入力
   ポートと第１の出力ポートはそれぞれ上記の第１の側面
   側に配置され、また上記の第２の入力ポートおよび出力
   ポートはそれぞれ上記の第２の側面側に配置されてお
   り； 一対のバーを備え、これらバーによって上記第１の側面
   側のポートが上記第２の側面側のポートに接続され、ま
   たこれらバーは互いに均一に離間して配置され、上記ハ
   ウジングの内面を構成し； また、上記一対のバーの第１のバーは第２のバーのまわ
   りに半回転ねじられて交差しており、これによって上記
   第１のバーにより上記第１の入力ポートを第２の出力ポ
   ートに相互に接続し、また上記の第２のバーによって上
   記第２の入力ポートを第１の出力ポートに接続するもの
   であり； また、上記の各カプラにおいて、上記の第１および第２
   のバーの半回転ねじられた部分には中央部分を有してお
   り、これらの各バーの中央部分にはそれぞれ切り欠き部
   が形成され、第１のバーの切り欠き部は第２のバーの切
   り欠き部に間隙を存して対向していることを特徴とする
   交差要素。
2. 【請求項２】前記の各カプラにおいて、各バーは前記の
   中央部分の両側に形成されこの中央部分によって互いに
   接続された第１の端部分および第２の端部分を有し、こ
   れら第１の端部分および第２の端部分は直線状でかつ互
   いに等しい長さであり、前記の各バーの第１および第２
   の端部分および中央部分の合計の長さはこれらカプラを
   伝送される電磁波の波長の略1/4に設定されていること
   を特徴とする請求項第１項記載の交差要素。
3. 【請求項３】前記各カプラおよび各バーは、矩形の断面
   形状でかつ外面が平面であり、上記平面にひとつは前記
   バーの全長にわたる平面であることを特徴とする請求項
   第１項記載の交差要素。
4. 【請求項４】前記各カプラにおいて、前記一方のバーの
   平面は他方のバーの平面と平行であり、前記の各バーの
   半回転ねじられた部分の両側の端部分の平面も互いに平
   行であることを特徴とする請求項第３項記載の交差要
   素。
5. 【請求項５】前記各カプラにおいて、前記各バーの端部
   分は前記ハウジングの前端面および後端面と平行である
   ことを特徴とする請求項第１項記載の交差要素。
6. 【請求項６】前記各カプラおよび各バーにおいて、前記
   中央部分はこのバーの第１および第２の端部分に対して
   傾斜しており、このカプラの第１および第２のバーがこ
   の中央部分で交差するように構成されていることを特徴
   とする請求項第５項記載の交差要素。
7. 【請求項７】前記の各カプラにおいて、前記第１のバー
   と第２のバーの間にはキャパシタンスがあり、これによ
   ってこの第１のバーと第２のバーとの間で電磁波の結合
   がなされ、前記端部分の単位長さ当りのキャパシタンス
   は前記第１および第２のバーの端部分の間の間隙によっ
   て形成され、前記中央部分の切り欠き部の間の間隙は前
   記端部分の間の間隙より大きく形成され、これによって
   これらバーの中央部分の単位長さ当りのキャパシタンス
   がこれらバーの端部分の間の単位長さ当りのキャパシタ
   ンスと等しくなり、これによって電磁波の反射が防止さ
   れることを特徴とする請求項第６項記載の交差要素。
8. 【請求項８】電磁波パワーのカプラであって： 導電材料から形成されたハウジングを備え、このハウジ
   ングは上面および下面、前端面および後端面、上記の上
   面と下面とを結ぶ第１の側面および第２の側面とを有
   し、またこのハウジングには共通の平面上に配置された
   ４つの開口が備えられ、上記上面および下面は上記共通
   の平面と平行であり、これらの開口は上記ハウジングの
   中心まわりに順次配置されるとともに異なる外側方向を
   指向しており；また、上記の各開口内に配置された中心
   導体を備え、これらによって第１の入力ポート、第２の
   入力ポート、第１の出力ポート、および第２の出力ポー
   トが形成され、上記の第１の入力ポートおよび第２の入
   力ポートは上記前端面の両側端部にそれぞれ配置され、
   また上記の第１の出力ポートおよび第２の出力ポートは
   上記後端面の両側端部にそれぞれ配置されており上記第
   １の入力ポートと第１の出力ポートは上記第１の側面側
   にそれぞれ配置され、また上記の第２の入力ポートおよ
   び第２の出力ポートは上記第２の側面側にそれぞれ配置
   されており； 一対のバーを備え、これらバーによって上記第１の側面
   側のポートが上記第２の側面側のポートに接続され、ま
   たこれらバーは互いに均一に離間して配置され、上記ハ
   ウジングの内面を構成し； また、上記一対のバーの第１のバーは第２のバーのまわ
   りに半回転ねじられており、これによって上記第１のバ
   ーにより上記第１の入力ポートを第２の出力ポートに相
   互に接続し、また上記の第２のバーによって上記第２の
   入力ポートを第１の出力ポートに接続し； また、上記の第１および第２のバーの半回転ねじられた
   部分には中央部分を有しており、これらの各バーの中央
   部分にはそれぞれ切り欠き部が形成され、第１のバーの
   切り欠き部は第２のバーの切り欠き部に間隙を存して対
   向していることを特徴とするカプラ。
9. 【請求項９】前記の各バーは前記の中央部分の両側に形
   成されこの中央部分によって互いに接続された第１の端
   部分および第２の端部分を有し、これら第１の端部分お
   よび第２の端部分は直線状でかつ互いに等しい長さであ
   り、これら各バーの第１および第２の端部分および中央
   部分の合計の長さはこれらカプラを伝送される電磁波の
   波長の略1/4に設定されていることを特徴とする請求項
   第８項記載のカプラ。
10. 【請求項１０】前記各バーは、矩形の断面形状でかつ外
    面が平面であり、上記平面のひとつは前記バーの全長に
    わたる平面であることを特徴とする請求項第８項記載の
    カプラ。
11. 【請求項１１】前記一方のバーの平面は他方のバーの平
    面と平行であり、前記の各バーの半回転ねじられた部分
    の両側の端部分の平面も互いに平行であることを特徴と
    する請求項第10項記載のカプラ。