JPS58111403A - ２重偏波及び２重周波信号のための導波管装置及び方法 - 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】 〔発明の背景〕 本発明は、衛星通信システムの地上局において送信信号
及び受信信号を導くための導波管装置及び方法に関する
。本発明は特に、直交偏波した送信及び受信信号の２つ
の対を導くための導波管装置に関する。

衛星通信システムの地上局のだめのアンテナは、供給ホ
ーン（ｆ・・ｄ　ｈｏｒｎ　）に付設された適切な受信
器ユニット及び送信器ユニットによって、衛星からの信
号を受信し且つ衛星へ信号を送信するのに用いられてい
る。

もし２対の送信及び受信信号が偏波されているならば、
同じ送信周波数及び同じ受信周波数において２対の信号
を同時に送信且つ受信することによって、地上局の容量
を増大させることができる。

何故ならば、６対の偏波状態に従って２対の周波数を分
離できるからである。

このようにして、２重偏波、２重周波数動作は、通信業
者に単一のアンテナで２重路動作を得る機会をもたらす
。２重路動作は、容量を２倍にするのに用いられ得る。

又、２重路動作は、一方の経路の成分に故障が生じたと
きにも少なくとももう一方の経路の継続動作を可能にす
る２重路予備機能として、信頼性がある。

地上局において偏波分離及び周波数分離を得るために用
いられてきた従来の導波管装置及び方法は、大きく、複
雑で、費用のかかる装置であった。

〔発明の概要〕

本発明の主要な目的は、２重偏波、２重周波数信号の送
信及び受信のために従来技術で用いられてきた導波管装
置及び方法において提起された問題を克服すること゛で
ある。

本発明の他の目的は、２対の直交偏波送信及び受信信号
を導くための導波管装置を建造することである。そして
その導波管装置は機械的に十分小さく１つ十分に強じん
であり、アンテナにおいて地上局電子回路を位置づけ支
持するための構造部材として用いられ得る。本発明の偏
波／周波数分離器の結合体は、アンテナフィードに非常
に接近した位置に必須の送信器及び受信器装置を設置す
ることを可能にし、以て送信損失（特に送信器において
）を実質的に減少させることができる。

本発明の他の目的は、送信及び受信信号／−）の全部で
４つのホードが同一の平面で終了し、以て導波管と送信
器／受信器ユニットとの間でのケー！ルの必要性を最小
化或いは除去した導波管装置を建造することである。そ
してその導波管装置は、送信器及び受信器ユニットの各
々の使用時交換を可能にし、地上局稼動中罠他の３つの
信号の機能を妨害せずに各ユニットを交換できる。

本発明の他の目的は、周波数信号の必要な方向づけを最
小行路内で行い、送信及び受信信号を妨害し得るスプリ
アスモード及び高次周波数を実質的に除去する、対称ユ
ニットとしての導波管装置を建造することである。

本発明の他の目的は、最小の構造で高度の隔離をもたら
すブレーナフィルター及びサセプタンスブロック構造体
によって、周波数信号の各偏波対の受信ポートと送信ポ
ートとの分離を維持することである。

本発明の他の目的は、ダイカスト又はシートメタル成形
などの簡単な製作技術により低費用で生産し得る、導波
管装置を建造することである。

本発明の一実施例に従って建造された導波管装置は、水
平に偏波した送信及び受信周波数の第１の対を、垂直に
偏波した送信及び受信周波数の第２の対と独立に且つ電
気的並列に、導く。本導波管装置は、供給ホーンと関連
する送信器及び受信器ユニットとの間に周波数の偏波対
を導く。

本導波管装置は、供給ホーンの一端に接続し、且つ受信
周波数がホーンから受信器ユニットへと流れる際に垂直
偏波受信周波数から水平偏波受信周波数を分離するのに
効果的な偏波接合部を含む。

偏波接合部は、分離している水平偏波送信周波数と垂直
偏波送信周波数とを導いて結合流にし、共通の供給ホー
ンを通ってアンテナへと導く。

偏波接合部は、スロート部と、２つの側部ポートと、ス
ロート部内にある隔壁とを含む。隔壁は、水平偏波受信
周波数の電界を２つの等しい部分に分割し、２つの部分
の電界の各々を供給ホーンからの流れの方向から関連す
る側部テートへと９０゜回転させる。隔壁は、垂直偏波
周波数を偏波接合部を通して直進通過させる。

本導波管装置は、垂直に偏波した送信周波数と受信周波
数とを分離するための第１の周波数分離器、及び水平に
偏波した送信周波数と受信周波数とを分離するための第
２の周波数分離器を含む。

周波数分離器の各々は、ｔｌぼＹ字形状の導波管から成
る。７字導波管は、送信及び受信周波数の両方を導くた
めの脚部と、送信周波数のための送信４−トをもたらす
第１の分岐と、受信周波数の丸めの受信−一トをもたら
す第２の分岐と、接合部とを含む。接合部において、Ｙ
字周波数分離器の送信／−）、受信デート、及び脚部が
互いに接合するっ ブレーナフィルターが、受信ポート内で位置づけられ、
受信周波数を通過させるための帯域通過構造体及び送信
周波数を阻止するための帯域消去構造体を有する。帯域
通過構造体及び帯域消去構造体は、ブレーナフィルター
内に点在されろっサセプタンスブロックが、送信／−）
内に取付けられ、導波管を狭くして、受信周波数エネル
ギーが送信周波数４一部内を伝搬することを防止する。

同調ネジが、ブロックにより導入された不連続性を補償
し、所望のインピーダンス整合を修復する。

対称的結合体が、偏波接合部の４−トを水平偏波送信及
び受信周波数のための周波数分離器に接続する。

結合体は、それぞれの一端が偏波接合部の対応／−トに
接続した２つの対称的な１８０°Ｈ［ｆｉ曲り導波管を
含む。

結合体はさらに、２つの９０８Ｅ面曲り導波管及びサウ
スワース接合部を含む。Ｅ面白抄導波管の−１６１は対
応するＨ面白り導波管に接続され、他端はサウスワース
接合部に接続されている。サウスワース接合部は、周波
数の水平偏波対のための周波数分離器の脚部に接続され
る。周波数の垂直偏波対のための周波数分離器の脚部は
、偏波接合部の部分に直接にまっすぐ接続される。

上記機能を果し上記の構造的特徴を有する導波管装置が
、さらに本発明の他の目的を構成する。

本発明の他の目的及び特徴は、添付図面及、び明゛細書
中の以下の説明を検討することにより、当業者により明
白となろう。本発明の範囲を外れることなく、種々の変
形、修正及び省略がなされ得る。

（以下余白） 〔好適実施例の説明〕 第１図は、本発明の一実施例に従って建造された１つの
導波管組立体を組入れた地上局アンテナ布設２１を示す
。

アンテナ布設２１は、支持フレーム２５、脚２７．２９
により支持された皿形アンテナ２３を含む。

供給ホーン３１が、構造部材３３．３５によって、支持
フレーム２５の脚の上に取付けられる。

２重傷波、２重周波数信号を送信及び受信するだめの送
信器ユニット及び受信ユニットが、ハウジング３７内部
に収容されている（第２．３図により詳細に示す）。

ハウジング３７は好適には、加圧に適し九密封ユニット
でおる。

導波管装置４１が、供給ホーン３１から直接にハウジン
グ３７を支持する。導波管装ｆｆ１１４１（第４〜ｌＯ
図を参照して以下に詳細に述べる）は、ハウジング３７
に付設された端部において４個のポートを有する。４個
のポートは共通の平面で終了する。。

第２及び３図に示すように、ハウジング３７は、導波管
装置４１の４個のホードの端部に直接取付けられ九基礎
板４２を有する。送信器ユニット及び受信器ユニットは
、基礎板４２へと直接に付着され、実際上は！ラグ結合
によって導波管装置の／−）に直接に付着される。第２
１図の分解図に示されるように、水平に偏波した送信周
波数のための送信器ユニット４４が、フランジ４６及び
−ルト又は押えネジ４８によって基礎板４２へと接続可
能である。同様に、垂直偏波送信周波数のための送信器
ユニツ）５１．水平偏波受信周波数のための受信器ユニ
ット５３、及び垂直偏波受信周波数のための受信器ユニ
ット５５は全て−、取外し可能な！ラグ式の電磁場交換
ユニットであり、これらは電磁場内で個々的に設置した
り交換したシすることが可能である。

導波管装置４１は（以下に詳説するように）、動作中に
電磁場交換ユニット４４．５１．５３及び５５を設置・
交換することを可能にしている。

故に、何れかの個々の送信器又は受信器ユニットの保守
又は修理によって、装置が停止されるということはない
。送信器又は受信器ユニットのうちの１つが取外し・交
換されているときに、導波管装置４１は容量を減少させ
て動作を継続する。

導波管装置４１は、物理的にコン・ダクト（長さ０、５
メートル以下）であり、構造的に強じんである。この構
成によって、アンテナ取付部に電子回路を位置づけるた
めの構造部材として導波管装置を用いることが可能とな
る。

第４図は導波管装置４１がどのように構成されているか
を示している。導波管装置４１は、第１の対の水平に偏
波された送信周波数及び受信周波数を、第２の対の垂直
に偏波された送信周波数及び受信周波数と独立に且つそ
れと電気的に並列に導く。２対の周波数は、供給ホーン
３１と付設された送信器及び受信器ユニット４５．５１
，５３．５５（第３図参照）との間に、導波管装置４１
によって導かれる。

本発明の特定実施例において、各対の送信信号周波数は
５．９２５〜６．４２５ギブヘルツ（ＧＨｚ）の範囲内
にｓｂ、６対の受信信号周波数は３．７〜４．２ＧＦＩ
ｚの範囲内にある。

これらの対の送信及び受信信号は、直交的に組合わされ
、空間的に互いに直角をなし、電磁波流の送信方向（第
４図の黒塗シ矢印）と直角をなし、且つ偏波接合部１４
３内で電磁波流受信方向（白ぬき矢印）と直角に分離さ
れる。

垂直偏波は、第４図中で「垂直偏波」と名付けられた矢
印で示す方向である。垂直偏波のベクトルは、接合部１
４３のスロート部（ｔｈｒｏａｔ　）内で隔壁１４５に
垂直方向である。

水平偏波のベクトルは、隔壁１４５の平面に平行に整列
している。

接合部１４３は、２つの側部／　−）　１４９を有する
。

２つの対称なＨ面白シ導波管１５１が、ポート１４９に
接続される。Ｈ面の各々は１８０°曲やである。

２つのＥ面白り導波管１５３が、Ｈ面白り導波管１５１
に接続される。Ｅ面白り導波管１５３は、サウスワース
（Ｓｏｕｔｈｗｏｒｔｈ　）接合部１５５で互いに接合
する。

サウスワース接合部１５５は、偏波接合部１４３のスロ
ート部１４７における電磁波流の直進通過方向に平行に
ずれている。

送信及び受信周波数の垂直偏波対を分離するための第１
の周波数分離器構造１５７が、偏波接合部１４３に直接
に接続されている。

送信及び受信周波数の水平偏波対を分離するための第２
の周波数分離器構造１５９が、サウスワース接合部１５
５に接続されている。

周波数分離器１５７．１５９の各々は、大体７字形状の
導波管である。７字導波管は、送信及び受信周波数の両
方を導くための脚部分、送信周波数のためのポートをも
たらす第１の分岐、受信周波数のためのポートをもたら
す第２の分岐、並びに接合部を有する。この接合部のと
ころで、７字導波管の送信ポート、□受信ポート、及び
脚部分が互いに接合する。

かくして、周波数分離器１５７は、脚部分６１、送信周
波数のためのポート６５をもたらす分岐６３、受信周波
数のための／−）６９をもたらす分岐６７、並びに接合
部７１を有する。

水平偏波周波数の丸めの第２の周波数分離器１５９は、
脚部分７３、送信周波数の丸めのポート７７をもたらす
分岐７５、受信周波数のためのポー）８１をもたらす分
岐７９、並びに第１の周波数分離器１５７の接合部７１
と同様な接合部（符号付けず）を有する。

脚部分６１．７３の各々は、断面が方形でチー・や付け
されている。脚のチー・苧の方向は、偏波接合部１４３
及びサウスワース接合部１５５に接続したそれぞれの端
部から、関連する送信・受信デートとの接合部へと接続
した端部へと向って小さくなる方向である。

脚部分６１のチー・譬は、水平偏波の全ての周波数がこ
の脚部分６１で遮断されるように寸法づけられる。

同様に、脚部分７３のチー・９は、垂直方向に偏波した
全周波数がこの脚部分７３で遮断されるように寸法づけ
られる。しかしながら、側部ホード１４９の両開口に位
置された羽根（ｖａｎｅ　）１０５が、全ての垂直偏波
信号の側部への通過を実質的に防止する。

本発明の特定実施例においては、ポート６５．６９．７
７及び８１の各々は、方形であり、４４ミリメートルＸ
　２０．５ミリメートルの寸法を有して、５・９２５〜
６．４２５　Ｇ　Ｈｚの範囲内の送信信号周波数及び３
，７〜４．２　Ｇ　Ｉｌｚの範囲内の受信信号周波数を
導く。ポートについてのこれらの寸法は、これらの信号
周波数（大壁の扶壁に対する比が２対ｌである古典的な
ものとは異なる）で動作する導波管において特殊な予期
しない有用性を有する。これらの特定の導波管寸法は、
この特定の周波数範囲において広帯域性能をもたらす。

扶壁のわずか１ミリメートルの変化が性能を危うくする
ので、寸法は周波数範囲にとって重要である。この導波
管寸法は、恒等的にその周波数帯域に整合し、追加的な
如何なる高次モードをも支持せず、約３４Ｇ）ｌｚまで
は遮断しない。特定実施例において、導波管装ｆｉｌ１
４１は０．５ｄＢ　程度の挿入損（供給ボーン３１から
ポート６５．６９．７７及び８１）をもたらし、偏波接
合部１４３は水平偏波と垂直偏波との間の少なくとも２
５ｄＢの分離をもたらし、各周波数分離器１５７及び１
５９内の送信／−）と受信／−）との間の分離は６０ｄ
Ｂの程度である。かくして導波管装置４１は、１つの送
信器から反対偏波の受信器への正味の最小分離８５ｄＢ
をも九らす。何故ならば、導波管装置４！、は、接合部
１４３を通して２５ｄＢ及び１方の周波数分離器を通し
てさらに６０ｄＢ′ｆｔもたらすからである。

各周波数分離器内における送信ポートと受信ポートとの
分離は、受信／−ト部内ル−ナフイルｐ−ｓ３及び送信
／−）内のサセプタンスブロック８５によってもたらさ
れる。

第７及び８図は、ブレーナフィルター８３の構造を示す
拡大図である。第１０図は、ブレーナフィルター８３の
構造とそのフィルター８３の構造位置における周波数に
対する挿入損との間の相関関係を示す。

第７図に最良に示されているように、ブレーナフィルタ
ー８３は、金属製の薄い長方形条片がら成る。条片はチ
ャネル８７を有し、チャネル８７は条片の長さの中央部
に沿って伸びている。条片は、チャネル８７を横切って
延在する薄いワイヤ８９．９１，９３及び９５を残して
マイクロエッチされ、さらにチャネル８７の縁に切込み
部９７．９９及び１０１が設けられている、 第１０図の線図及び記号で示されているように、薄いワ
イヤ８９．９１．９３及び９５が帯域通過構造をもたら
し、一方切込み部９７．９９及び１０１が帯域消去構造
をもたらす。

！シーナスイルター８３の帯域消去構造の間に帯域通過
構造が点在して、第１ｏ図の下方部にある挿入損対周波
数のｆロットに示すような結果かも走らされる。

帯域消去構造は４ＧＨｚ受信ポート８１を横切る６ＧＨ
ｚの短絡と等価なものをもたらし、他方帯域通過構造は
第４図に示す方向Ｋ　４　Ｇ　Ｈｚエネルヂーがポート
８１を通過することを可能にする。

ブレーナフィルター８３はさらに、４Ｇｆｌｚポート８
１に設置される如何なる低雑音増幅器に対しても予選択
フィルターをもたらす。

／−）８１内に位置されたブレーナフィルター８３は、
ｄｅ−）８１への入口において６Ｇｌｌｚエネルイーを
反射する平面板のように振舞う。メート内に位置づけら
れ九条片は、／　−）　７７から脚７３へと流れる６Ｇ
ｔｌｚエネルギーと同期的に、６ＧＨｚエネルギーを接
合部へと反射する。

／　−）　８１を流れる４ＧＨｚエネルギーは、サセプ
タンスブロック８５によシ送信Ｉ−ドア７での伝搬が防
止されている。これらのブロック８５は、導波管を実質
的に狭くして、その導波管は４０ｈエネルギーを遮断す
る。４ＧＨｚエネルギーは、サセプタンスブロック間の
通過をあたかも短絡のように感じ、そこで４ＧＨｚエネ
ルイーの大部分は４ＧＨｚ＆−）８１及びブレーナフィ
ルター８３の帯域通過フィルター構造を通過する。

サセプタンスブロック８５の間に同調ネ−／１０３が位
置されて、サセプタンスブロックの導波管に対する効果
を調節する。これらの同調不ノはサセプタンスを補償し
て、ブロックにより導入されたサセプタンスの平衡を保
つ。

垂直偏波周波数分離器１５７内における受信信号と送信
信号との間の分離も、水平偏波周波数のための周波数分
離器１５９においてと同様にして得られる。２つの周波
数分離器において対応する部材は、同一の符号で表わさ
れている。

次に偏波接合部及びそれに関連する結合構造の説明に戻
れば、偏波接合部１４３は側部ポート１４９内に羽根１
０５を有する。本発明の特定実施例において、上述の周
波数を用いる場合には、各／−４１４９内に３枚の羽根
を設ける。

羽根１０５が互いに近密に（垂直側波間波数の　　　′
波長に比較して）配置されていることより、又境界条件
より、垂直に偏波した全ての電磁波に対して羽根はあた
かもほとんど中実の壁であるかの如くに見える。

水平偏波の波は、羽根１０５をまっすぐに通過してＨ面
曲り導波管１５１へと進む。

垂直偏波の波は、偏波接合部１４３を直進通過して脚部
分６１へと受信周波数の流れの方向に進む。さらに送信
周波数の流れの方向の垂直偏波の波は、偏波接合部１４
３を脚部分６１から供給ホーン３１へと直進通過する。

隔壁１４５は、垂直偏波信号のエネルイー流を丸いして
妨害しない。

隔壁１４５は単に垂直偏波の電界を隔壁間に等しく分割
し、そして分割された電界は隔壁１４５０通過後に再結
合し合計して主要電界となる。

羽根１０５は、Ｈ面曲り導波管を通って垂直偏波が漏れ
ることを排除している。その理由は、垂直偏波に対して
羽根１０５に設定された境界条件によるものである。

水平偏波の電界に対する隔壁１４５０作用を第９図に示
す。隔壁１４５の下方端は頂点１０７へとテーノ平付け
されている。隔壁のこの形状が、水平偏波エネルギーを
２つの側部内の所望の伝搬のモードへと結合する。曲線
縁部１０９は、あたがも導波管壁、として連続的（第９
図の紙面に乗置方向に連続）であるかの如くである。水
平偏波の電界をｔＫ９図の矢印１１１で示す。導電表面
に接する方向の電界は零になるべきであるから、水平偏
波は隔壁を通過できず、垂直偏波のための導波管の脚部
６１へは進めない。その代わり水平偏波の電界は、隔壁
１４５により２つの等しい部分へと分割される。この２
つの等しい部分の電界の各々が、ポート１４９内の羽根
１０５を通してＨ面白シ導波管１５１へと導かれる。

次に水平偏波受信信号周波数は、Ｈ面曲り導波管１５１
を通って（第４図の方向矢印で示されるように）流れ、
Ｈ面曲り導波管１５３へ進む。水平偏波受信信号周波数
の分割された２つの電界は、水平偏波周波数分離器１５
９の下方端にあるサウスワース接合部において再結合さ
れる。

水平偏波送信周波数の電界は、サウスヮース接合部によ
って２つの等しい部分に分割される。これら２つの部分
は、゛・Ｈ面曲り導波管１５３及びＨ面曲り導波管１５
１を通過して、隔壁１４５の頂点１０７のところで再結
合して単一電界になる。

接合部１４３、ＨＷＩ曲プ導波管１５１によシも九らさ
れた結合、及びサウスワーク接合部におけるＨ面曲り導
波管１５３は、対称構造をもたらす。

対称構造によって、水平周波数と垂直周波数との間の偏
波分離が同調なしに得られ、巨つ非常に広帯域の構造及
び広帯域動作が得られる。３．７〜４、２　Ｇ　Ｈｚの
範囲内の周波数を用いる場合の本発明の特定実施例にお
いて、広帯域動作は非常に重要である。何故ならば、３
．７〜６．４２５ＧＨｚの周波数範囲は、はぼオクター
ブの帯域幅だからである。

本発明の２重直交偏波に伴う４／−）形状によって、通
信関係者は非常に安価な構造をもって２重路（ｄｕａｌ
　ｔｈｒ＠ａｄ　）又は並行路動作（ｐａｒａｌｌ＠１
ｐａｔｈ　ｏｐ＠ｒａｔｌｏｎ　）を得ることができる
。本発明の導波管はその単純性のゆえに安価である。そ
の単純性は、上述の対称的接合部及び結合手段から生ず
る。本発明の対称構造は、単純でコン７やクトな構造を
もって偏波分離及び周波数分離を達成し、しかも所望の
性能仕様内での良好な動作をもたらす。

さらに導波管４１の構造的形状によって、そ、の導波管
は低費用で製造することができる。何故ならば、全ての
部品をダイカスト製又はシート金嬌で製造することがで
き、例えば電鋳などの高価技術を要しないからである。

上述の３．７〜６．４２５ＧＨｚの範囲内の周波数を用
いる場合の本発明の特定実施例において、偏波接合部１
４３のスロート部１４７は４４ミリメートル×４４ミリ
メートルの正方形断面を有する。

上記周波数において、この正方形導波管の寸法は、直径
５２．３ミリメートルの円形・ぐイノの電波インピーダ
ンスとだいたい等しいインピーダンスをもたらす。故に
、方形スロー）１４７と円形・臂イ！３１との間にイン
ーーダンス整合構造物を設置する必要がない。

導波管４１の動作は上述のところから明白であるが、以
下にそれを簡潔に示す。２対の水平偏波及び垂直偏波さ
れた送信及び受信信号が、供給ホーン３１の導波管１４
１へと１つそこから供給される。

偏波接合＠１４３は、垂直偏波受信信号を直進通過させ
て周波数分離器１５７の脚６１へと進めることにより、
垂直偏波受信信号から水平偏波受信信号を分離する。

水平偏波受信信号は、Ｈ直曲シ導波管１５１、Ｅ面白り
導波管１５３、及びサウスワース接合部１５５を通って
、周波数分離器１５９の脚７３へと伝わる。水平偏波受
信信号は、サセプタンスゾロツク８７によってポート７
７へ伝搬することが防止され、ボー）８１内のプレーナ
フィルター８３を通過して、ハウジング３フ内の付属受
信ユニットへと流れる。

垂直偏波受信信号は、水平偏波受信信号について上述し
たところと同様に１周波数分離器１５７の構造によって
１−トロ　９の出口のところの付属受信ユニットへと導
かれる。

水平偏波送信信号及び垂直偏波送信信号は、それぞれの
送信ユニットから付属／　−）　７７及び６５を通って
周波数分離器１５９及び１５７の脚部分７３及び６１へ
と導かれる。

水平偏波送信信号は、サウスワーク接合部１５５、Ｅ直
曲シ導波管１５３、及びＨ面白り導波管１５１を通って
接合部１４３へと流れ、接合部１４３から供給ホーン３
１へと伝わる。垂直偏波送信信号は、Ｉ−トロ５、サセ
ノタンス！ロック８５を通って周波数分離器１５７Ｏ脚
部分６１へと流れ、偏波接合部１４３を直進して供給ホ
ーン３１へと伝わる。

これまで特定の実施例によってのみ本発明を説明してき
たけれども、本開示に鑑みて本発明に基づく無数の変化
がなされ得ることは、当業者にとって明白であろう。そ
ういう変化は、本発明の範囲内に包含される。故に本発
明は広く解釈されるべきであり、その権利範囲及び真意
は特許請求の範囲によって限定する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に従って建造された導波管
装置を、組入れた地上局の側面図であろう第２図は、ｉ
ｇ１図の囲み線２−２の部分の拡大図であり、送信器ユ
ニット及び受信器ユニットを収納する密封組立体を示す
。 第３図は、第２図の３−３線の方向に見た端面図である
。 第４図は、本発明の一実施例に従って建造された、２重
偏波及び２重周波信号のための導波管装置の斜視図であ
る。 第５図は、第４図の５−５線の方向にとつ九断面図であ
り、垂直偏波対の送信周波数と受信周波数とを分離する
ための周波数分離器ｑ詳細を示す。 第６図は、第４図の６−６線の方向にとった断面図であ
り、送信周波数ポート内に位置されたサセｌタンスブロ
ック及び同調ネジの詳細を示す。 第７図は、第４及び５図の７−７線の方向にとった断面
図でｈｂ、受信周波数ポート内のプレーナフィルターの
詳細を示す。 第８図は、第７図の８−８線の方向にとった端面図であ
る。 第９図は、第４図の９−９線の方向にとった断面図であ
や、水平偏波受信信号周波数の電界を２つの等しい部分
へと分割するだめの偏波接合部及び隔壁の詳細を示す。 第１０図の下方には、挿入損対周波数の線図を示し、上
方にはプレーナフィルターの帯域通過及び帯域消去構造
の軸方向位置を示す。 〔主要符号の説明〕 ２１・・・地上局アンテナ布設 ２３・・・アンテナ ２５・・・支持フレーム ２７．２９・・・脚 ３１・・・供給ホーン ３３．３５・・・構造部材 ３７・・・ハウジング ４１・・・導波管装置 ４２・・・基礎板 ４４．５１・・・送信器ユニット ４６・・・フランツ ４８・・・？ルト又は押えネジ ５３．５５・・・受信器ユニット １４３・・・偏波接合部 １４５・・・隔壁 １４７・・・スロート部 １４９・・・側部ポート １５１・・・Ｈ面画シ導波管 １５３・・・Ｅ面一り導波管 １５５・・・サウスワース接合部 １５７・・・第１の周波数分離器 １５９・・・第２の周波数分離器 ６１．７３・・・脚部分 ６３．６７．７５．７９・・・分岐 ６５．６９，７７．８１・・・４−ド ア１・・・接合部 ８３・・・ブレーナフィルター ８５・・・サセグタンスブロック ８７・・・チャネル ８９．９１，９３．９５・・・ワイヤ ９７．９９，１０１・・・切込み部 １０３・・・同調ネジ １０５・・・羽根 １０７・・・頂点 １０９・・・曲線縁部 １１１・・・電界

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水平に偏波した送信周波数及び受信周波数の第１の
   対を、垂直に偏波した送信周波数及び受信周波数の第２
   の対から独立に１つそれと電気的に並列に、関連する送
   信器ユニット及び受信器ユニットと供給ホーンとの間に
   導くための導波管装置−であって： 供給ホーンの一端に接続可能な偏波接合手段で１り抄、
   受信周波数が供給ホーンから受信器ユニットへと流れる
   際に垂直偏波受信周波数から水平偏波受信周波数を分離
   し、且つ分離している水平偏波送信周波数及び垂直偏波
   送信周波数を結合して共通の供給ホーンを通じてアンテ
   ナへと流す、ための偏波接合手段： 第１の周波数分離手段であシ、前記の送信周波数及び受
   信周波数の垂直偏波対を当該分離手段の一端における送
   信周波数及び受信周波数のための分離流路へと分離し、
   付属する送信器ユニットと受信器ユニットとの間の電気
   的隔離を維持し、当該分離手段の他端における共通流路
   を通して前記偏波接合手段へと及びそこから垂直偏波周
   波数を導く、ための第１の周波数分離手段； 第２の周波数分離手段であり、前記の送信周波数及び受
   信周波数の水平偏波対を尚咳分離手段の一端における送
   信周波数及び受信周波数のための分離流路へと分離し、
   付属する送信器ユニットと受信器ユニットとの間の電気
   的隔離を維持し、当該分離手段の他端における共通流路
   を通して前記偏波接合手段へと及びそこから水平偏波周
   波数を導く、ための第２の周波数分離手段；並びに 前記偏波接合手段と前記第２の周波数分離手段との関に
   接続され、それらの間に水平偏波送信及び受信周波数を
   導くだめの、結合手段；から成る導波管装置。 ２　特＃！Ｆ？！ｓ求の範囲第１項に記載された導波管
   装置であって： 前記結合手段は、それぞれの第１端が前記偏波接合手段
   の対応する側部に接続する２つの対称な１８０°Ｈ面曲
   り導波管を含む、 ところの装置。 ３、特許請求の範囲第２項に記載された導波管装置であ
   って： 前記結合手段が２つのＥ面白り導波管とサウスワース接
   合部とを有し； Ｅ面白す導波管の一端が対応するＨ面導波管の第２端に
   接続され、他端がサウスワース接合部に接続されている
   、 ところの装置。 ４、特許請求の範囲第３項に記載された導波管装置であ
   って： Ｈ面白）導波管及びＥ１ｍ曲り導波管が、対称、１１１
   ゜ 的であや、所望周波数帯においてスゲリアス周波数モー
   ドを実質的に除去し、物理的に短く構造的に強じんな結
   合流路をもたらす； ところの装置。 ５、特許請求の範囲第１項に記載された導波管装置であ
   って： 前記偏波接合手段が、前記供給ホーンに接続可能な一端
   が正方形状である方形導波管を含み、両側波の同時伝搬
   を可能にし； 前記接合手段の方形導波管の寸法が円形供給ホーンの寸
   法に関係づけられて、接合手段を流れる送信及び受信周
   波数における電波インピーダンスが供給ホーンの円形パ
   イプの電波インピーダンスにほぼ等しくされ、接合手段
   の方形導波管と供給ホーンの円形ノ母イノとの間にイン
   ピーダンス整合構造が設置される必要のない；ところの
   装置。 ６、％許錆求の範囲第１項に記載された導波管装置であ
   って： 前記偏波接合手段が、スロート部と、該スロート部にあ
   って水平偏波受信周波数の電界を２つの等しい部分に分
   割するための２つの側部ポート及び隔壁手段とを含み、
   供給ホーンからの流れの方向から前記結合手段に接続し
   た側部４−トへの方向へと２つの部分の電界の各々を９
   ０゜回転させる； ところの装置。 ７、特許請求の範囲第６項に記載された導波管装置であ
   って： 前記隔壁手段が、垂直偏波周波数をスロート部を通して
   直線的に通過させる； ところの装置。 ８、特許請求の範囲第６項に記載された導波管装置であ
   って： 前記結合手段が２つのＨ面白り導波管を含み、骸Ｈ面一
   り導波管は前記接合手段の対応するデートに接続する一
   端を有し各／−）内に羽根手段を含み、皺羽根手段は水
   平偏波周波数の通過を許し、巨つ鋏羽根手段は垂直偏波
   周波数に対しては短絡のように見える： ところの装置。 ９、特許請求の範囲第１項に記載された導波管装置であ
   って： 前記の第１及び第２の周波数分離手段の各々がほぼＹ字
   形状を有し、同じように偏波した送信及び受信周波数の
   両方を導く脚部分と、送信周波数を導く第１の分岐ポー
   トと、受信周波数を導く第２の分岐ポートと、を有する
   ；ところの装置。 ｌＯ０特許請求の範囲第９項に記載された導波管装置で
   あって： 第１及び第２の周波数分離手段の前記脚部分の各々が、
   方形の断面形状を有し、最外端から送信及び受信／−）
   を有する接合部へと向って内方にチー・譬付けられ、全
   ての直交偏波信号に対して遮断導波管条件をもたらす； ところの装置。 置であって：さらに 第１及び第２の周波数分離手段の各々の受信ホード内に
   あるブレーナフィルタ一手段であり、受信周波数を通過
   させ、送信周波数に対しては短絡として振舞い、以て送
   信周波エネルギーの十分な減衰をもたらし、受信器ユニ
   ットから送信器ユニットを隔離するところの！レーナフ
   ィルター； から成る装置。 １２、４１＃’ＦｌｌＩ求の範囲第１１項に記載された
   導波管装置であって： 前記ブレーナフィルターが薄い長方形条片から成シ； 咳条片が、薄いワイヤの形態である帯域通過構造体、及
   び該条片内に点在した切込みの形態である帯域消去構造
   体を有する； ところの装置。 １３、　％許錆求の範囲第１１項に記載され九導波管装
   置であって： 前記ブレーナフィルターが、受信／−ト内部に配置され
   、受信／−）から送信周波数を送信ポート内の送信周波
   数と一致した波で反射する；ところや装置。 １４、特許請求の範囲第９項に記載された導波管装置で
   あって：さらに 第１及び第２の周波数分離手段の各々の送信ポート内に
   あるサセグタンスブロック手段であり、導波管の幅を狭
   くして、受信周波数でのエネルギーが送信テートを伝搬
   できないようにするブロック手段； から成る装置。 １５、特許請求の範囲第１４項に記載された導波管装置
   であって：さらに サセグタンスブロック手段に付設された同調ネジであり
   、サセプタンスを補償して、ブロック手段により導入さ
   れたサセプタンスの平衡を保つための同調ネジ； から成る装置。 １６、　　特許請求の範囲第９項に記載された導波管装
   置であって： 前記送信周波数が５．９２５〜６．４”２５ギがヘルツ
   の範囲内にあり、前記受信周波数が３．７〜４２だがヘ
   ルツの範囲内にあり、前記ポートの各々が４４ミリメー
   トルＸ　２０．５ミリメートルの寸法を有する方形導波
   管である； ところの装置。 １７、　　特許請求の範囲第１６項に記載された導波管
   装置であって： 第１及び第２の周波数分離手段の脚部が断面方形形状で
   あシ、最外端から第１及び第２の分岐ポートの接合部に
   おける最内端へと向って内方にチー・量付けられ、前記
   デートと協働して低端において３，４ギガヘルツの遮断
   周波数をもたらし、他方的６．８ギガヘルツまでの高次
   モードを伝搬させない； ところの装置。 １８、特許請求の範囲第９項に記載された導波管装置で
   あって： 第１及び第２の周波数分離手段の各々の分岐ポートの最
   外端が全て同一平面で終了し、交換又は修理の丸めに使
   用中の当該導波管装置から送信器ユニット及び受信器ユ
   ニットが容易に取付け１つ取外すことが可能であり、−
   以て送信器ユニット及び受信器ユニットが、当該導波管
   装置に対して実質的直接に取付けられ、ケーブル長及び
   それによる損失を最小化する； ところの装置。 １９、特許請求の範囲第１項に記載された導波管装置で
   あって： 供給ホーンへ接続された端から送信器ユニット及び受信
   器ユニットへ接続可能な端までの当該導波管装置の長さ
   が０．５メートル以下である；ところの装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された導波管装置であ
   って： 当該導波管装置が、供給ホーンから直接に送信器ユニッ
   ト及び受信器ユニットを支持するための物理的支持構造
   をもたらす； ところの装置。 ２１、　　水平に偏波した送信周波数及び受信周波数の
   第１の対を、垂直に偏波し九送信周波数及び受信周波数
   の第２の対から独立に且つそれと電気的に並列に、関連
   する送信器ユニット及び受信器ユニットと供給ホーンと
   の間に導くための導波管装置であって： 供給ホーンの一端に接続可能な偏波接合手段であり、受
   信周波数が供給ホーンから受信器ユニットへと流れる際
   に垂直偏波受信周波数から水平偏波受信周波数を分離し
   、且つ分離している水平偏波送信周波数及び垂直偏波送
   信周波数を結合して共通の供給ホーンを通じてアンテナ
   へと流し、 スロート部と、該スロート部にあって水平偏波受信周波
   数の電界を２つの等しい部分に分割する九めの２つの側
   部／−）及び隔壁手段とを含み、供給ホーンからの流れ
   の方向から側部−一トへの方向へと２つの部分の電界の
   各々を９０’回転させ、前記隔壁手段が垂直偏波周波数
   をスロート部を通して直線的に通過させる、ところの偏
   波接合手段； 前記の送信周波数及び受信周波数の垂直偏波対を分離す
   る丸めのｌｌ１１．の周波数分離手段；並びに　　　　
   　　　　′１ 前記の送信周波数及び受信周波数の水平偏波対を分離す
   るための第２の周波数分離手段；から成り、 前記第１及び第２の周波数分離手段が、はぼ７字形状の
   導波管であり、送信及び受信周波数の両方を導くための
   脚部分と、送信周波数のための送信デートをも九らす第
   １の分岐と、受信周波数のための受信テートをもたらす
   第２の分岐と、当該Ｙ半導波管の送信ポート、受信ポー
   ト及び脚部分が互いに接合するところの接合部と、を有
   するＹ半導波管； 受信ポート内にあり、受信周波数を通過させるための帯
   域通過構造体及び送信周波数を阻止するための帯域消去
   構造体を有する、プレーナフィルタ一手段： 送信／−ト内にあり、導波管を狭くして、遮断周波数を
   増大させ、受信周波数エネルイーが送信ポートを通って
   伝搬することを防止するための、サセプタンスブロック
   手段； サセプタンスブロック手段に付設され、サセプタンスを
   補償して、ブロック手段により導入されたサセプタンス
   の平衡を保つ、１ｍ［ネノ：並びに 偏波接合手段のポートと第２の周波数分離手段との間に
   接続された結合手段であり、水平偏波送信及び受信周波
   数を第２の周波数分離手段と偏波接合手段との間に導き
   、 それぞれの第１端が偏波接合手段の対応する側部に接続
   する２つの対称な１８０’　Ｈ面白り導波管、２つの９
   ０°ＥＥｉｉｌｉ曲り導波管及びサウスワース接合部を
   含み、前記各Ｅ面白り導波管の一端が対応するＨ面白り
   導波管の一端に接続し、前記各ＥｒＴＪ曲り導波管の他
   端がサウスワース接合部に接続している、ところの結合
   手段；から成り、 以てサウスワース接合部が第２の周波数分離手段の脚部
   に接続され、第１の周波数分離手段の脚部が偏波接合手
   段のスロート部に接続されている； ところの導波管装置。 ２２゜周波数分離器導波管装置であって：はぼ７字形状
   の導波管であり、送信及び受信周波数の両方を導くため
   の脚部分と、送信周波数のための送信／−１をもたらす
   ＃！１の分岐と、受信周波数のための受信／−）をもた
   らす第２の分岐と、蟲＃Ｙ字導波管の送信／−）、受信
   ポート及び脚部分が互いに接合するところの接合部と、
   を有するＹ半導波管； 受信ポート内にあり、受信周波数を通過させるための帯
   域通過構造体及び送信周波数を阻止するための帯域消去
   構造体を有する、プレーナフィルタ一手段； 送信ポート内にあり、導波管を狭くして、遮断周波数を
   増大させ、受信周波数エネルギーが送信／−）を通って
   伝搬することを防止するための、サセプタンスブロック
   手段；並びにサセプタンスブロック手段に付設され、サ
   セプタンスを補償して、ブロック手段により導入された
   サセプタンスの平衡を保つ、同調ネノ；から成る導波管
   装置。 ２、特許請求の範囲第２２項に記載された導波管装置で
   あって： 前記ブレーナフィルターが薄い長方形条片から成り； 該条片が、薄いワイヤの形態である帯域通過構造体、及
   び該条片内に点在した切込みの形態である帯域消去構造
   体を有する； ところの装置。 ２、特許請求の範囲第９項に記載された導波管装置であ
   って： 前記送信周波数が５．９２５〜６．４２５ギガヘルツの
   範囲内にあり、前記受信周波数が３．７〜４６２ギがヘ
   ルツの範囲内にあり、前記／−）の各々が４４ミリメー
   トルＸ　２０．５ミリメートルの断面寸法を有する方形
   導波管であり、以て６．８ギガヘルツ以下の周波数に対
   して２次モードが遮断され、３．７〜６．４２５ギガヘ
   ルツの範囲内に亘って唯一の動作周波数帯域をもたらす
   ；ところの導波管装置。 ２、特許請求の範囲第２４項“に舶載された導波管装置
   であって： 脚部が断面方形形状であり、最外端から接合部へと向っ
   て内方にチー・や付けられ、前記ポートの寸法と協働し
   て３．４ギガヘルツの遮断周波数をもたらし、方形の入
   口に入射する直交偏波信号の如伺なる伝搬をも阻止する
   ； ところの装置。 ２６、導波管ポートのためのブレーナフィルターであっ
   て： 薄い長方形状金属条片から成り、 該条片はそこにマイクロエッチされた帯域通過構造体及
   び帯域消去構造体を有し、 前記条片は条片の全長に沿って伸長する実質的に開いた
   チャネルを有し、 前記帯域通過構造体は、前記チャネルの長さに沿って間
   隔を置いた位置で前記チャネルを横断して延在する複数
   の薄いワイヤから成り、前記帯域消去構造体は、前記チ
   ャネルの長さに沿って間隔を置いた位置で前記チャネル
   の側部にある切込みから成り、受信帯域の周波数を通過
   させ、送信帯域の周波数に対しては短絡のように振舞い
   、且つ 帯域通過構造体及び帯域消去構造体はチャネルの長さに
   沿って互いに点在されている；ところの！レーナフィル
   ター。 ２７、長方形状Ｉ−トであって： ５．９２５〜６．４２５ギガヘルツの範囲内の送信信号
   周波数及び３．７〜４．２ギがヘルツの範囲内の受信信
   号周波数を導き、４４ミリメートル×２０．５ミリメー
   トルの寸法を有し、以て６．８ギガヘルツ以下の周波数
   について２次モードが遮断され、３．７〜６．４２５ギ
   ガヘルツの範囲に亘って唯一の動作周波数帯域をもたら
   す； ところの長方形状Ｉ−ト。 拐、地上局アンテナの供給ホーンの一端に接続可能であ
   り、垂直偏波周波数から水平偏波周波数を分離するため
   の偏波接合部であってニスロート部と、２つの側部ポー
   トと、隔壁手段とから成り； 骸隔一手段は、スロート部内にあって、水平偏波周波数
   の電界を２つの等しい部分に分割し、供給ホーンからの
   流れの方向から前記の２つの電界の各々を９０°回転さ
   せ、以て隔壁手段は垂直偏波周波数をスロート部を通し
   て直線的に直接通過させる； ところの偏波接合部。 ２、特許請求の範囲第２８項に記載された偏波接合部で
   あって：さらに ２つのＨ面白り導波管及び羽根手段； を含み、 前記Ｈ面白り導波管の各々は当該接合部の対応する／−
   ）に接続する一端を有し、電界を１８０’回転させ、 前記羽根手段は水平偏波信号が当該羽根手段を通過する
   ことを許し、且つ垂直偏波信号に対しては短絡のように
   撮舞う； ところの偏波接合部。 （資）、特許請求の範囲第２９項に記載された偏波接合
   部であって：さらに ２つの９０°Ｅ面曲り導波管及びサウスワース接合部； を含み、 前記Ｅ面画り導波管は、Ｈ面白り導波管の一端に接続さ
   れ、電界を９０°回転させ、前記サウスワース接合部は
   、Ｅ面画り導波管の端部に接続され、当骸すウスワース
   接合部内の分割された電界を、偏波接合部内の垂直偏波
   周波数の流れの軸線から軸方向にずれた位置であってそ
   の流れの方向と平行方向に再結合する；ところの偏波接
   合部。 ３１、伽直に偏波した送信及び受信信号周波数の対から
   、水平に偏波した送信及び受信信号周波数の対を分離す
   る方法であって： 偏波周波数の両射を共通の供給ホーンを通じて導く段階
   ； 偏波接合部を供給ホーンの一端に接続する段階； 水平偏波受信周波数の電界を偏波接合部内で２つの等し
   い部分に分割し、２つの部分の電界１′・ の各々を供給ホーンからの流れの方向から９０’回転す
   る段階； 垂直偏波受信周波数を偏波接合部内を直進通過させる段
   階； 前記の２つの部分の電界を対称的なＨ面白り導波管に伝
   え、Ｈ面白り導波管内において電界の各々の流れの方向
   を１８００回転する段階；前記の２つの部分の電界を９
   ０’Ｅ面曲シ導波管を通してサウスワース接合部へと導
   くことにより、前記の２つの部分の電界を再結合する段
   階；並びに 垂直偏波周波数の対の流れの方向と平行にそこから軸方
   向にずれたところに、水平偏波周波数の対のための流路
   をもたらす段階； から成る分離方法。 ３２、特許請求の範囲第３１項に記載された分離方法で
   あって：さらに 送信及び受信周波数の両方を導くための脚部と、受信周
   波数のみを導くための受信ポートと、送信周波数のみを
   導くための送信ポートとを有するほぼ７字形状の接合部
   によって、偏波周波数の６対において送信周波数から受
   信周波数を分割する段階；並びに 受信ポート内にプレーナフィルターを位置づけ、受信周
   波数を受信Ｉ−ト内を通過させ、受信ポートを通る送信
   周波数の流れを阻止する段階 から成る分離方法。