JPS5813001A - 方向性フイルタ - Google Patents

方向性フイルタ

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JPS5813001A
JPS5813001A JP10995781A JP10995781A JPS5813001A JP S5813001 A JPS5813001 A JP S5813001A JP 10995781 A JP10995781 A JP 10995781A JP 10995781 A JP10995781 A JP 10995781A JP S5813001 A JPS5813001 A JP S5813001A
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JP
Japan
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magnetic field
rectangular waveguide
coupling
rectangular
cylindrical cavity
Prior art date
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JP10995781A
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JPS6217401B2 (ja
Inventor
Shinji Suzuki
鈴木 眞二
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

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】 本発明は方向性フィルタに関するものである。
方向性フィルタは、あとに詳しく説明するが。
H面壁面を対向させて配置した2個の方形導波管の間に
結合孔を介して単一の段ないし直列複数段の円・筒空胴
共振器を配置して構成している。
そしてこの種の方向性フィルタにお6ては、方形導波管
の結合孔部分における高さが横幅の半分以下のときは、
使用しようとする波長をλとすると、その横幅としてほ
ぼ0.65λから0.95λのものを選ぶ必要がある。
従来はこのような要求を満たし且つ価格の低減を目的と
して、上記要求に副う寸法のものを波長範囲でほぼ半分
ずつ重なり合うようにした多数の規格品を用意し。
そのうちから適当のものを選ぶようにしていた。
そして結合孔・の幅方向の位置は経験的に定め。
除去し得ない共振モードの円偏波からのずれを円筒空胴
共振器に設けた調整ねじて軽減していた。しかし乍らこ
のねじの調整は非常にむずかしく、而(実質的にゼロに
することが不可能の場合があった。
したがって本発明の目的は確実にmlも容易虻共振モー
ドの円偏波を得る方向性フィルタを得ようとするもので
ある。
本発明によれば、それぞれのH面壁面をこのH面壁面ン
ζ設けた結合孔が相対するように対向させて配置した2
@の方形導波管と、この方形導波管に前記結合孔を介し
て両端で結合された・単一段ないし直列複数段の円筒空
胴共振器とから成る方向性フィルタにおいて、前記方形
導波管の前記結合する部分の横幅を自由空間波長の1/
βとし、前記結合孔の位置を前記方形導波管の前記結合
する部分のE面壁面から前記自由空間波長のほぼ174
1/”iとしたことを特徴とする方向性フィルタが得ら
れる。
次に図面を参照して詳細に説明する。
第1図は従来の1段方向性フィルタの構成図であり、1
と1′は方形導波管、2は円筒空胴共振器、6は方形導
波管と円筒空胴共振器の間の結合孔、4は調整ビスであ
る。そして面HとEはH面壁面とE面壁面をそれぞれあ
られしている。
第2図は第1図の方形導波管1′をH面からみた図で、
aは幅を、Xは結合孔6の中心のE面壁面からの距離を
それぞれあられしている。なお左端に示したXと2は互
いに直交する軸方向をあられしている。
以下槽々の状態をあられす図面を順次説明する形で第1
図および第2図に示された方向性フィルタの動作を説明
するが9円筒空胴共振器2は互いに直交するX方向TE
111モードと2方向TE、1.モードの結合による円
偏波で共振しているとする。
第5図は上記共振における円筒空胴共振器2の断面のT
E111モードの電磁界分布を示した図であり、5は磁
界、6は電界をそれぞれあられしている。
第4図は第3図における円筒空胴共振器2の2方向のT
E111モードが振幅最大になったときの磁界分布を示
している。
第5図は第4図の円偏波の2方向酸分の磁界    □
゛によって励振された方形導波管1の磁界分布を示した
図である。このとき位相φはφ。であるとする。
第6図は第3図における円筒空胴共振器2のX方向成分
のTE 111モードの振幅が振幅最大になったときの
磁界分布を示している。
第7図は第6図の磁界によって励振された方形導波管1
の磁界分布を示した図である。
いま円偏波の回転方向が時計方向であるとすると、2方
向のTE4,1モードの磁界はX方向のT” 111モ
ードの磁界より位相φがπ/2だけ進んでいるから、X
方向のTE111モードの磁界が第6図の状態のときに
2方向のTE111モードの磁界によって励振される方
形導波管1の磁界は。
第5図の状態から位相φがπ/2進んだφ=φ。
+π/2の状態である。
第8図は上記の位相φがπ/2進んだ状態における方形
導波管1の磁界分布をあられした図である。
ところで円偏波はx、z方向の成分のベクトル和で表わ
せるから9円偏波によって励振される磁界も、 x、z
方向の成分による励振磁界のベクトル和で求められる。
従って第7図と第8図から円筒空胴共振器2の円偏波に
よって励振される方形導波管1の磁界分布が求まる。
第9図は以上のようにして求めた円偏波によって励振さ
れた方形導波管1の磁界分布を示した図である。この場
合電磁波は図の矢印(左側)の方向にのみ伝搬し1反対
方向には伝搬しない。
第10図は円筒空胴共振器2の共振モードが楕円偏波と
なっているときのx、z方向の磁界分布を示した図であ
る。そして2方向の磁界I(zcの最大振幅IHzc1
max、が前述の円偏波の磁界の大きさに等しいとする
と、そのときの円筒空胴共振器2の磁界分布は第4図に
等しく、方形導波管1の磁界分布は第5図(φ=φ0の
とき)および第8図(φ=φ。+π/2のとき)と同じ
である。
しかし磁界のX方向成分)(xcによって励振される場
合は事情が異ってくる。この場合X方向成分HXcは円
偏波のX方向成分Hxcirc、と直線偏波成分Δl1
lXeの和すなわち HXC=″fxcirc、+Δゐ   ・・・・・・・
・・・・・(1)であられされる。なお1Hxcirc
、ImaxはlHz。Imaxと等しくなる。
第11図は第10図の楕円偏波の磁界のX方向成分)(
xcによって励振される方形導波管1の磁界分布を示し
た図である。第11図において9点線で表わした磁界は
楕円偏波の)Izcに対応する)(xcの円偏波成分に
よって励振された磁界であり(第7図と同じ)、一点鎖
線で表わした磁界は−HXcの直線偏波成分Δ)lxc
 (式(1)から1ΔHXCl maK”” IHxc
lmax  IHzclmax)によって励振された磁
界を表わしている。
第12図は第8図と第10図の合成図であシ、第10図
の楕円偏波によって励振された方形導波管1の電磁波の
伝播方向を示した図である。第9図と同じ方向に伝搬す
る電磁波(左向さ)に加えて、楕円偏波の直線偏波成分
ΔHXeによって励振された反対方向(右向き)に伝搬
する電磁波が生□ じ、その分だけ方向性が劣化する。したがって楕円偏波
によって励振するということは好ましくない。
以上のような理由から、結合孔3を介して励振される円
筒空胴共振器2の共振モードは円偏波となっていること
が望ましい。しかしながらはじめに述べたように9円偏
波を確実に得ることは従来できなかった。すなわち、第
1図の人出力部方形導波管1,1′の磁界のx、z方向
の成分の大きさI)(X+、IH2Iは次式で表わされ
る。
l HX + =焦(−X)     ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・(2)IHz l = 2 a
/λgsin(−x)  ・−=−(3)λ、=λ/F
コ刀7・・・・・・・・・・・・“(4)であられされ
る。ここにλは自由空間波長、λ。
は方形導波管管内波長を示している。(2)式および(
3)式は、このままではIHXIとIH21の大きさを
把握しにくいゃで9図にあられすと次のようになる。
第13図は式(2)および(3)に示す磁界の強さを端
部からの距離x(Qから中央のa/2まで)に対してあ
られしたもので、  IHXI、1Hzlは1HXI=
IHzlとなる位置dK対して一般に非対称に分布して
いる。−力結合孔3は有限な大きさをもっており。
且つその中でこの第13図に示したように磁界力。
H2が非対称に分布しているため、結合磁界のことがな
い。特に結合孔寸法が大きくなるとHx。
H2の結合孔中での非対称分布の影響が大きくないため
に、方向性が劣化する。この方向性の劣化を補正するの
に用いられるものが先に説明した第1図に示した調整ビ
ス4であるが、このビスの調整は非常に微妙であり、而
も完全に補正することは困難である。
第14図は本発明による方向性フィルタの一実施例の構
成を示した図であって、(a)は上面図。
(b)は(、)図をAA’で切断して矢印の方向にみた
図を示す。第14図において、11と11′は入出力方
形導波管、12は円筒空胴共振器、13は結合孔である
。そしてa、x、λなどを式(2)〜(4)におけると
同じように用いると、方形導波管の結合部の横幅aはλ
/u、結合孔13のE面壁面からの距離Xはλ/4g(
=a/4)としてあり、方形導波管11の結合部分はテ
ーパ部或いはステップトランスフォーマ部14で方形導
波管の入出力部15に接合されている。
次にこの方向性フィルタの動作を説明する。
第15図は第14図の本発明の実施例における方形導波
管11の磁界のX方向および2方向の成分の大きさIH
XIおよびIHzIを、導波管の側端部E面から中央方
向に測った距離Xに対してそれぞれあられした図である
。本発明においてi方形導波管11.11’の横幅aを
λp7に選んであるので、(3)式のIH21の右辺の
2a/λ、は1となり。
Xがa/4でIHXIとIH21は等しくそして交叉し
x = 0におけるLHzlmaxとx=a/2JCお
ける→      → IHxlmaxが等しくなり、全体としてIHXIとI
H2Iは位置a/4に対し対称に分布する。
ところで先に述べたように結合孔13はこの位置a/4
(=λi4f>に線対称に設けである。
従ってその結合孔の大きさに拘わシなく、結合する磁界
のx、z方向の成分の大きさl )Ixc IとIH2
elは常に等しくなって円偏波が発生し、前述の理由に
より方向性が改良される。
なお第14図では入出力方形導波管が平行に配置されて
いるが、実用上この方形導波管の角度を任意に選んでも
前述の原理が成9立ち、同様に方向性が改良される。ま
た1以上は説明のため円筒空胴共振器の共振モードを直
交するTE111モードによる円偏波に限ったが、全て
の直交するTEl、δモード(δは整数)による円偏波
についても同様に成シ立つことは明らかである。更にフ
ィルタの段数は1段に限らず、一般に口段(nは整数)
のフィルタについても成立することは明らかである。
以上述べたように、それぞれのH面壁面を対向させて配
置した2個の方形導波管の対向したH面壁面に各々設け
た結合孔を介してその両端が結合する。1段以上の直列
の円筒空胴共振器により構成される方向性フィルタにお
いて、前述のように入出力方形導波管の結合部の横幅を
自由空間波長λのViTとし、結合孔の位置を方形導波
管の結合部のE面壁面から略λ/4/Fとした場合は9
円筒空胴共振器の共振モードが円偏波となり、結合孔が
小さい場合は勿論のとと、結合孔が大きくなっても方向
性が良いという利点がある。特に結合孔の大きくなる比
帯域幅の大きなフィルタに適用した場合に多大の効果誉
発揮する。
なお導波管の形状の精度、結合孔の位置の精度の点から
、実際問題として僅かではあるが共振モードが円偏波か
ら外れるので、これを調整するために調整ねじ(第1図
の4)を設けることがある。但しこの場合はきわめて僅
かの調整で済むので、従来のものより小型で済み且つ調
整が簡単に済む。又入出力方形導波管を使用波長毎に異
った幅のものを用いても価格の上昇は比較的僅かであり
、その利点に比べれば問題にならない。       
               ・、。
以下余白
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の1段の方向性フィルタの図。 第2図は第1図の方形導波管をH面からみた図。 第3図は円筒空胴共振器の断面のTE111モードの電
磁界分布を示した図、第4図は円筒空胴共振器の2方向
のTE111モードの振幅が最大になったときの磁界分
布を示した図、第5図は第4図の磁界によりて励振され
た方形導波管の磁界分布を位相がφ。のとき示した図、
第6図は第3図における空胴共振器のX方向成分のTE
 111モードの振幅が最大になった。ときの磁界分布
を示した図、第7図は第6図の磁界によって励振された
方形導波管の磁界分布を示した図、第8図は第5図にお
いて位相φがπ/2進んだときの方形導波管の磁界を示
した図、第9図は第7図と第8図の磁界の合成図であり
9円偏波によって励振された方形導波管の電磁波の方向
性を示した図、第10図は円筒空胴共振器の磁界が楕円
偏波となっているときのx、i方向の磁界成分を示した
図、第11図は第10図の楕円偏波の長軸方向つまpx
軸方向の成分によって励振された方形導波管の磁界分布
を示した図、第12図は第8図と第10図の磁界の合成
図であり、楕円偏波によって励振されたときの方形導波
管の電磁波の伝搬方向を示した図、第16図は一般の方
形導波管1の磁界のx、z方向成分の分布を示した図、
第14図は本発明の方向性フィルタの一実施例である1
段の場合の構成を示した図であシ。 (、)は上面図、(b)は(、)をAA’で切断して矢
印の方向に見た図、第15図は方形導波管の横幅を波長
の1/b−とじたときのx、z方向の成分の分布を示し
た図である。 記号の説明:t、1’は方形導波管、2は円筒空胴共振
器、3Fi結合孔、4は調整ねじ、5は磁界、6は電界
、 、11.11’は方形導波管、12は円筒空胴共振
器、13は結合孔、14はテーパ部(ステップトランス
フォーマ部)、15は入出力部をそれぞれあられしてい
る。 馬14図 1)□

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、それぞれのH面壁面をこのH面壁面に設けた結合孔
    が相対するように対向させて配置した2個の方形導波管
    と、この方形導波管に前記結合孔を介して両端で結合さ
    れた単一段ないし直列複数段の円筒空胴共振器とから成
    る方向性フィルタにおいて、前記方形導波管の前記結合
    する部分の横幅を自由空間波長の17//Tとし、前記
    結合孔の位置を前記方形導波管の前記結合する部分のE
    面壁面から前記自由空間波長のほぼ1/4fとしたこと
    を特徴とする方向性フィルタ。
JP10995781A 1981-07-16 1981-07-16 方向性フイルタ Granted JPS5813001A (ja)

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Cited By (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102780058A (zh) * 2012-08-10 2012-11-14 成都赛纳赛德科技有限公司 矩形波导定向耦合器
CN102780057A (zh) * 2012-08-10 2012-11-14 成都赛纳赛德科技有限公司 脊波导定向耦合器
CN102881982A (zh) * 2012-08-10 2013-01-16 成都赛纳赛德科技有限公司 矩形同轴线定向耦合器
JP2014507083A (ja) * 2010-12-21 2014-03-20 エンドレス ウント ハウザー ゲーエムベーハー ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト ホモダインfmcw−レーダ・デバイス用ダイプレクサ

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