JPS58220502A - 共偏波マイクロ波信号の送発信結合装置 - 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】 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　）　Ｊ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編波信号と、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ＴＥｌ、モ−ドのような主モードであ
る。例えば高位モート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、高位モート
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。

従って、この種導波管の部分はしばしば［多重モード（
ｍｕｌｔｉ　−ｍｏｄｅ　）　Ｊ又は［超過モード（ｏ
ｖｅｒｍｏｄｅｄ　）　Ｊ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５
両方あるいは一方を可能にするため４端子結合−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５
００ＭＨ７゜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ｒ４ＧＨ７Ｊ　、　［６ＧＨ７Ｊ
及びｒｌｌＧＨｚＪ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〜
４．２　ＧＨ７，、５，９２５〜６．４２５　ＧＨ２゜
及び１０．７〜１１．７ＧＨ２である。これらすべての
帯域内での任意の偏波信号は、他のいがなる帯域の信号
も混乱させず、さら（こ同一帯域における直交偏波信号
を混乱させず、又いがなる信号の不必要な高位モードの
許容範囲を超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一テ下パ一部内
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（５ｉｄｅ　ａｒｍｓ　）　　内に消失モー
ド導波管フィ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った。

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編波信号とともに
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。

これに関して、本発明の関連目的は小型で比較的簡単な
形状の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５００ＭＨ２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、サイドアームにフィルターを全
く必要としない改良結合装置（もちろんオプション部品
としてこの種のフィ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トの許容
できないようなレベルの不必要な励振（ｓｐｕｒｉｏｕ
ｓ　　ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ　）を防ぐ改良結合装置を
提供すること（こある。

本発明の第五の目的は、初期設置及び事後再調整の両作
業時に、アンテナの誤調整の修正を非常（こ容易に行な
うことのできる改良結合装置を提供することにある。こ
れに関して、その関連目的は使用を中断せずにアンテナ
の精密調整が可能な結合装置を提供することである。

本発明の第六の目的は、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重すツ
ジノ１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２種類の異なる周波数帯域にお
いて、選択伝播モード内で共分極マイクロ波信号を発信
及び受信する結合装置が提供されており、結合装置は異
なる周波数帯域に同時に信号を伝播するような寸法を持
つ主導波管がらなり、少なくとも導波管の一部は多重モ
ード用になっており、主導波管内外の異なる周波数帯域
で信号を結合させるために主導波管の長手方向に間隔を
１保・つた第−及び第二接続部からなり、少なくとも第
一接続部は主導波管の多重モード部分に位置しかつ異な
る周波数帯域の１つに信号を伝播するため関連するサイ
ドアーム導波管手段を有しており、主導波管内に配置さ
れかつ第−及び第二接続部と連携動作するフィルタ手段
からなり、同フィルタ手段は（１）主導波管と第一接続
部との間の周波数帯域のある第一帯域内信号をそれに伴
った導波管手段に結合するためのヌトツイ１〈ンド（５
ｔｏｐｂａｎｄ　）特性と（２）第一接続部を通過した
周波数帯域の第二帯域内信号を通過させるためのパスバ
ンド（ｐａ−ｓｓｂａｎｄ　）特性とを有し、フィルタ
手段と第一接続部は選択モードと異なる伝播モード内信
号の不必要な励振を抑制しており、主導波管と第二接続
部間の第二周波数帯域内信号を接続する手段がらなって
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、ここを通ってすべての多重信
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、
関連するフィ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ィ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端端子金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である。

以下添付図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

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
の他端はキャップ１２で閉ざされ、このキャップ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対の共編波信
号を送受信するために主導波管１０に沿って間隔をおい
て配置されている。接続部Ａ。

Ｄは１対の共編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対の共編波信号を
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
っている。例えば代表的な用途では、接続部Ａ、Ｂは６
ＧＨ２（正確には５．９２５〜６．４２５ＧＨ，）の周
波数帯域内の直交偏波信号を処理し、接続部Ｃ，Ｄは４
ＧＨ２（正確には３゜７〜４．２ＧＨ７，）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
を画周波数帯域と両側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１ｏ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１
ｏの接続部とサイトアーム導波管の接続部の間で平衡し
たカッ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２
０．２１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２２ａ、２３ａは孔２０．２１にぴったり合
せて主導波管１（Ｎこ結合され、もう１対の互いに隣接
する脚部２２ｂ、２３ｂは）１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　−ｈｅｉ
ｇｈｔ）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（
こなっている。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６ＧＨ７の接続部Ａ、Ｂ間の分離状態が改
善できがっ４ＧＨ７゜ｖｓ−ｗＲが低減可能となる。第
１４図から最も明らかなようＧこ、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。

ハイブリッド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（ハイブリッド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っている）。ハイブリッド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
ッド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２
５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
プレートによって閉鎖しである。

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。従って、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にぴっ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、ノ）イ
ブリーツド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３８　ａ　　ｄ　ｒ３９ａ−ｄを備え
ている。ハイブリッド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
ッド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３２ｂ、３３ｂは主導波管３７の互°いに対向する側
Ｇこある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
又は４３に結合される単一矩形孔４゜又は４１のみを備
えている。サイドアーム４２゜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、Ｈ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、高位画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ィ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
に関連するフィルタ手段は、主導波管と高位周波孔及び
側枝との間に高位周波信号を接続するためにストップバ
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、フィ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って不適当
なモード中の信号の擬励振（５ｐｕｒｉｏｎｓ　　ｅｘ
ｃｉｔａｔｉｏｎ　）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（こもフィ
ルタが不要である（ただし、もし所望ならオプション部
品としてサイドアーム用フィルタを伺加することは差支
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っ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ィ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時在、ｆ、
従っ−Ｃ３゜−Ｃ′（、ケイ、アー□。１よ。

イルタが不必要である。

図示した実施例では、第一６ＧＨ７，接続部（接続部Ａ
）に関連するフィルタネットワークは、２個の孔２０．
２１の中間において直径方向面に沿って主導波管１ｏの
内部に伸延する伝導ポスト５０ａ−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
を取っている。

ボスト群５０．５１のこれら２本の列は同調フィルタを
形成し、このフィルタは接続部Ａ、ｃにより偏波された
信号に対し対称的をこ不運性があるので、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
。このフィルタは２種類の直交偏波６ＧＨ７信号の木っ
を接続部Ａのサイドアーム２２，２３に接続するストッ
プバンド特性を有し、かつ共編波４ＧＨ２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６ＧＨ７信号に対して相対的
に直交偏波された４ＧＨ２及び６ＧＨ７信号は両方とも
阻康されずに接続部Ａのフィルタを通過する。

ポスト群５．０　、５．．１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。従って、
ポスト５０ａ−ｃ、５１ａ−Ｃの」長手方向位置と半径
方向長さは６ＧＨ，ＶＳＷＲに対し非常に敏感に作用し
、これらのポストの長さは４ＧＨ２ｖｓｗＲ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６ＧＨ２ＶＳＷＲを得るように
選択されているが、４ＧＨ２ＶＳＷＲの程度を低下させ
ないような組み合せになつ【おり、特にポヌ）５０ｄ−
ｆ、５０ｈ、５１ｄ−ｆ、５１ｈの長さは４ＧＨ７ＶＳ
ＷＲに影響を与える。ポスト５０ｇ−１，５１ｇ−１は
サイドアーム２２，２３からの６ＧＨ７信号をポスト５
０ａ、５１ａに向けるようにセットされているので、基
本的高位周波分離レベルが設定できる。ポヌ）５０ｏ、
５１ｏの指向方向から６ＧＨ２信号を分離するための調
整は、ポスト５０ｊ−ｎｔ５１ｊ＋ｌ］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４ＧＨ７Ｖ
ＳＷＲにも大きな影響を与える。

ポスト５０ｏｅ５１ｏは主として４ＧＨ，Ｚ、ｖＳＷｉ
こ影響を及ぼす。

上記の記載から明らかなよう（こ、ポスト群５０゜５１
によって形成されるフィルタ□の性能は、主として４Ｇ
Ｈ７ＶＳＷＲ（ポスト、５０ｏｙ５１゜の背後から測定
される）、６ＧＨ，、ＶＳＷＲ（接続部Ａサイドアーム
２２．２３から測定される）、及び６ＧＨ７，分離（ポ
スト５０　ｏ　ｒ　５１　ｏ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ィルタは、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Ｏこおいて半径
方向長さの調節を容易すするためねじの形をしているボ
ス）群５０　、５１の代わりに、平衡ベーン、フィン、
ロッド、ピン又は他の同調可能装置を用いてもよい。

第二６ＧＨ，Ｌ接続部（接続部Ｂ）に関連するフイルタ
ネットワークは、２個の孔３０．３１の中間に配置され
た直径方向面に沿って主導波管１゜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
って形成される。ポスト群６０．６１のこれら２本の列
によって形成され゛るフィルタは、上述のように、接続
部Ｂに関連するフィルタが接続部Ａのフィルタがら導波
管１０の軸まわりに９００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列によって
形成されるフィルタと本質的に同じである。さらに、接
続面Ｂのフィルタは別の２対のポスト、すなわち６０ｂ
、６１ｂと６０ｑ、６１ｑとを備え、ポスト群６０．６
１の間隔と半径方向長さは接続部Ａにおけるポスト群５
０．５１の位置と長さとわずかに異なっている。両フィ
ルタはともに類似したストップバ（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６０
．６１によって接続部旧三形成されたフィルタは接続部
Ａのサイドアーム３２，３３に２種類の直交偏波６ＧＨ
７信号の１つを結合するストッ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フィルタ
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３２．３３に接続される６ＧＨ７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１０４こおいて２個の低位周波接続部Ｃ２Ｄを
含む部分には４ＧＨ２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゜から直交偏波４Ｇ
Ｈ７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
Ｆ　７０　ａ　ｒ　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９ｏｏずれた直径方向面に沿って主導波管１ｏの
中に伸延している。ポスト７、ｒＪ　ａ−ｂ’、　７１
　ａ−ｂならびに孔４０は整合インピーダンスを形成し
、ピン７２は短絡装置を形成している。さらに、１対の
同調ボス）７３ａ、７３ｂは孔４ｏの対向側に配置され
て開孔４ｏ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４、ＧＨ，、信号は阻害され
ず（こ接続部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
）８０ａ−ｂ及びピン８１は、別の４ＧＨ７信号を低位
周波接続部りに接続する。

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４ＧＨ７，，６ＧＨ７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ィルタ手段
との組合せによってこの防止が行なわれ、このフィルり
手段は（１）不要な１゜ モードの励振を行なわないか、あるいは（２）位相が１
８０°ずれたモードの同一周波数相互の励振を行なって
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４ＧＨ２と６ＧＨ２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６　Ｇ　Ｈ２ｖ　Ｔ　Ｅ２１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６ＧＨ７
用サイトアームに人力され、そこを伝播して卓越ＴＥＩ
Ｏ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ッドＴ及びシステムの残部を通
って伝播するが、所望の信号つまり主導波管のＴ　Ｅ　
１１モードで発生して本質的（こ位相差なしで２本のサ
イドアームに人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、ハイブリッドＴ２４の位相
外接綾部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からの位相外エキルギを監視マきる。Ｔ
Ｅ２１モードにより発生する発射パーターンは、中心軸
線上において対向するロープが反対の極性を有する対称
の４０−ブパターンであり、そのためアンテナが完全に
調整してあればパイグリッド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。Ｔ　Ｅ２１モ−ドをゼロ
にする照準軸を用いるこの調整技術は、単一軸上ロープ
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、
ハイブリッドＴ２４の端子２６が又はハイブリッドＴ３
４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
偏波された人力信号を端子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。ＴＥ口及び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口■能となる。

上述の結合装置を４ＧＨｚ及び６ＧＨ７の帯域、すなわ
ち３．７〜４．２ＧＨ７及び５．９２５〜６．４２５Ｇ
Ｈ２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Ｖ　Ｓ　
Ｗ　Ｒ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っ
た。２本の６ＧＨ２用接続部は、開放端から４．１３σ
′及び１０．１６６“の位置にある０、９７５′／Ｘ０
０１２“の矩形孔を備え、６ＧＨ，、用サイドアームは
ＷＲ１３７中高矩形導波管であった。２本の４ＧＨ７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
った。フィ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３．６９０〜４．２１０ＧＨ２
及び５．９１５〜６．４３５ＧＨ７，に広がる直交偏波
信号（各信号は線形偏波しである）を用いたテストでは
、この結合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３５　ｄＢ 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４０　ｄＢ　（４ＧＨ２で４５　ｄＢ
　。

６ＧＨ７で５２　ｄＢ） 入射損失：６ＧＨ２で最大０．４　ｄＢ　、　４　ＧＨ
７，で最大０゜１５　ｄＢ 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
ピーダンス整合料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１０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重り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重りツジ円形導波管が
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っ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（こ注目すべきである。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
でフィ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って伸延する直径面
上に位置している。従って、２列のフィルタポスト１０
４，１０５は（孔１００，１０３及び１０１．１０２の
中間に位装置し、別の２列のフィルタポスト１０６，１
０７は孔１０１，１０３及びＩ　Ｄｏ　、　１０２の中
間に位置している。この形状でフィルタを形成している
導電ポストは孔がら（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」ユさせた結合装置を提供するものである。本
結合装置は小型でしかも比較的簡単な形状を備え、さら
に周波数帯域が５００ＭＨ７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がなるフィルタも必
要とせず（但し、もし所望ならオプション部品としてこ
の種のフィ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。その上、初期設置及びその後の再調整の両
方においで、本結合装置によればアンテナの誤調整の修
正が非常に容易になり、受信状態を保ったままでアンテ
ナの精密な調整を可能にするのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した４端子績合装置を上下逆に
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（こ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線より一見た
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１１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（こ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１
５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Ｑ二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重りッ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’　　、１０″、１０”、口部１１
、キャップ１２、短絡板、端面負荷１２ａ１孔２０，２
１，３０，３１７．１００　、１０１　、１０２．１０
３、Ｕ字形矩形導波管２２，２３，３２．３３、脚部２
２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂｔ３２ａ＋’３２ｂ＋３
３ａ＋３３ｂ、ハイブリットＴ２４，３４、位相内端子
２５，３５、位相外端子２６．３６、主導波管２７，３
７、Ｕ字形矩形導波管３２．３３、同調ねじ３８ａ−ｄ
、３９ａ−ｄ、側枝導波管４２，４３、導電ポスト５０
ａ−ｏｙ５１ａ−ｏ＋６０ａ−ｑ＋６１ａ−ｑ、ポスト
群５０，５１、フィルタポスト１０４．１０５．１０６
，１０７゜ 特許出願人　　　アンドリュー　コーポレーション代理
人　弁理士　恩田博宣 第１頁の続き− ｏ発　明　者　ニドワード・エル・オスターエラグ アメリカ合衆国６０４５１イリノイ 州ニユー・レノツクス・ヒータ ーウェイ・レーン１９１８−３８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　異なる周波数帯域内で同時に信号伝播を行なうよう
   な寸法になっていて、少なくともある一部分が多重モー
   ド化された主導波管と、前記異なる周波数帯域内で前記
   主導波管の内外に信号を接続するために主導波管の長手
   方向に沿って間隔をおいて配置された第１及び第２接続
   部を有し、少なくとも第一接続部は前記主導波管の多重
   モード化部分に位置しかつ信号を前記異なる周波数帯域
   の１つに伝播するために関連するサイトアーム導波管を
   備えていることと、前記主導波管内に配置され、かつ第
   −及び第二接続部と作動的に連結され、（１）主導波管
   と第−接続部及びそれに関連した前記サイドアーム導波
   手段との間の前記周波数帯域の最初の１つに信号を入力
   するためのストップバンド特性と、（２）前記第一接続
   部を介して周波数帯域の次の１つに信号を通すためのパ
   スバンド特性を備えたフィルタ手段とからなり、同フィ
   ルタ手段及び第一接続部は選択モードと異なる不要な伝
   播モード中の信号の偽励振を抑制することと、前記主導
   波管と第二接続部との間の第二周波数帯域内に信号を人
   力する手段からなることを特徴とする少なくとも２種類
   の異なる周波数帯域内で選択伝播モードに対し共編波マ
   イクロ波信号を送受信する結合装置。 ２　前記第二接続部はサイドアーム導波手段を有し、信
   号を前記第二周波数帯域に入力するための前記サイドア
   ーム導波手段が前記主導波管と第二接続部及びそれに連
   結されるサイドアーム導波管との間の前記第二周波数帯
   域に信号を入力するためのストップバンド特性を備えた
   フィ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。 ８　前記第−及び第二接続部は長手方向に互いに間隔を
   おいて配置され、これらの第−及び第二接続部を介して
   伝播した信号に対し相対的に直交偏波された信号を伝播
   するために第−及び第二接較部から長手方向に間隔をお
   いて配置されかつ主導波管の軸まわりに第−及び第二接
   続部から９０゜ずれた所に位置する少なくとも第三の接
   続部と、同第三接続部に連結するサイドアーム導波手段
   と、前記主導波管と前記第三接続部及びそれ（こ連結さ
   れるサイドアーム導波管間の直交偏波信号を入力するた
   めの手段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。 ４　前記フィルタ手段は、サイドアーム導波管の中央部
   あるいは関連接続部の導波管を通過する直径方向面に直
   交する直径方向面に沿って前記主導波管内に伸延する導
   電エレメント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。 ６　少な（とも前記第−励続部は、前記主導波管の壁面
   内で直径方向において互いに相対する１対の孔と、第一
   接続部において主導波管に対し平衡した接続部を形成す
   るために前記孔に結合された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。 ６　前記第−又は第二接続部において前記１対の孔と連
   結する１対のサイドアーム導波管が両方とも位相内端子
   及び位相外端子を備えたハイブリッドＴに接続され、そ
   れによりアンテナの調整に用いられる第一あるいは第二
   接続部を介して選択高位モード信号の送受信に対し位相
   外端子の使用が可能となることを特徴とする特許請求の
   範囲第５項に記載の結合装置。 ７　前記主導波管の一端がそこを通過するすべての信号
   の送受信用に開放され、各長手方向面内の前記開放端に
   最も近い接続部がその面内で最も高い周波数の信号を送
   受信できるような寸法になっていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項（こ記載の結合装置。 ８　前記主導波管−が円形断面を有し、前記サイドアー
   ム導波管が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。 ９　前記主導波管が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。 ｌＯ前記主導波管が、互い（こ間隔をおいて配置されか
   つ円形断面を備えた内外側コンダクタを有する同軸導波
   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。 １１　　前記主導波管が４重リジッ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。 １２　　前記第−接続部及びそれに連結されたサイドア
   ーム導波管が、前記異なる周波数帯域の最大周波数信号
   を伝播するような寸法になってい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。 １３　　前記第一接続部が、前記主導波管の壁面内で直
   径方向において互いに相対するように配置した２対の孔
   と、前記第一接続部において前記主導波管に対し互い昏
   こ直交し平衡する接続部を形成するために前記孔に結合
   された２対のサイドアーム導波管とからなり、前記フィ
   ルタ手段が、互いに隣接する１対の孔の中間で直径方向
   において互いに相対する位置において前記主導波管内に
   伸延する尋屯ニレノットからなることを特徴とする特許
   ｄ青水の範囲第１２項に記載の結合装置。 １４　　主導波管を介して前記異なる周波数帯域内で信
   号を同時に伝播し、前記主導波管の少なくとも一部分が
   多重モード化された工程と、前記主導波管の長手方向に
   沿って間隔をおいて配置された第−及び第二接続部を介
   して前記異なる周波数帯域内で信号を伝播し、少なくと
   も第一接続部は前記主導波管の多重化モード部分に位置
   しかつ信号を前記異なる周波数帯域の１つに伝播するた
   めに連結されるサイドアーム導波手段を備えている工程
   と、前記主導波管と前記第−接続部及びそれに連結され
   るサイドアーム導波管との間の前記第一周波数帯域内の
   信号を入力し、前記第一接続部を通して前記周波数帯域
   の２番目の１つに信号を送り、前記主導波管と前記第一
   接続部との間の信号の接続はフィルタ手段によって行な
   われ、同フィルタ手段は前記選択モードと異なる不要な
   伝播モード内の信号の偽励振を抑制するようになってい
   る工程と、前記主導波管と前記第二接続部との間の前記
   第二周波数帯域内の信号を接続する工程とからなること
   を特徴とする、少なくとも２種類の異なる周波数帯域内
   で選択伝播モードに対し共編波マイクロ波信号を送受信
   する方法。 １５　　前記第二接続部がサイドアーム導波手段を有し
   、前記第二周波数帯域内の前記信号の接続がフィルタ手
   段によって行なわれ、同フィルタ手段は前記主導波管と
   前記第二接続部及びそれに連結されるサイドアーム導波
   手段との間の前記第二周波数帯域内の信号を入力するた
   めのストップバンド特性を備えていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１４項に記載の方法。 １６　　前記第−及び第二接続部が互いに長手方向に整
   合され、これらの第−及び第二接続部を通って伝播する
   信号に対し相対的に直交偏波された信号が、前記第−及
   び第二接続部から長手方向に間隔をおいて配置されかつ
   前記主導波管の軸まわりに第−及び第二接続部から９０
   °ずれている第三接続部を通って伝播され、前記の直交
   偏波された信号は主導波管と第三接続部及びそれに連結
   されたサイドアーム導波管との間で接続されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載の方法。 １７　　前記フィルタ手段は、サイドアーム導波管の中
   央部あるいは関連接続部の導波管を通過する直径方向面
   に直交する直径方向面に沿って前記主導波管内Ｇこ伸延
   する導電エレメントからなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１４項に記載の方法。 １８　　少なくとも前記第一接続部は、前記主導波管の
   壁面内で直径方向において互いに相対する１対の孔と、
   第一接続部において主導波管に対し平衡する接続部を形
   成するために前記孔に結合された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１４項に記
   載の方法。 １９　　前記第−又は第二接続部において前記１対の孔
   と連結する前記、す、、イドアーム導波管が両方とも位
   相内端子及び位相外端子を備えたハイブリッドＴに接続
   され、それによりアンテナの調整に用いられる第一ある
   いは第二接続部を介して選択高位モード信号の送受信に
   対し位相外端子の使用が可能となることを特徴とする特
   許請求の範囲第１８項に記載の方法。 ２０　　前記主導波管を通って伝播する信号はすべて主
   導波管の一端を通って伝播され、各長手方向面内の前記
   一端に最も近い接続部がその面内で最も高い周波数の信
   号を送受信できるような寸法になっていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１４項に記載の方法。 ２１　　前記主導波管が円形断面を有し、前記サイドア
   ーム導波管が矩形断面を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１４項に記載の方法。 ２２　　前記主導波管が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１４項に記載の方法。 ２３　　前記主導波管が、互いに間隔をおいて配置され
   かつ円形断面を備えた内外面コンダクタを有する同軸導
   波管であることを特徴とする特許請求の範囲第１４項に
   記載の方法。 ２４　　前記主導波管が４重リジッド導波管であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載の方法。 ２５　　前記第−接続部及びそれに連結されたサイトア
   ーム導波管が、前記具なる周波数帯域の最大周波数信号
   を伝播するような寸法になっていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１４項に記載の方法。