JPS5862901A - 導波管 - 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、電磁波用の導波管に関し、特に、ターンスタ
イルノヤンクシ冒ンタイグの導波管構造に関するもので
ある。　。

一般に、′電力結合回路においては、結合し得る信号用
装置の数ｔＫは限界値が存在しておシ、一旦、この限界
値Ｋｇすると、更にこの信号用装置を結合させる←には
、それ自身が結合器である装置の出力端子を結合させる
必要があう九０例えば、ハイブリッド電力結合器を用い
て４つの電源からの信号を結合さｉる九ｊめには−、こ
れら４−′）、の電源を対にグルー１分け、し、これら
各対をそれ自身の２方向ノ・イブリッド結合器中に結合
する必要があった０、惨に、これら２．りの２方向ハイ
ブリッド結合器の出力端子、會３番目の２方向ハイブリ
ッド結合器で結合、させて、最終的に単一の出力端子を
作ｐ出す必要があった。このように、４つの電源からの
信号を、３個のハイブリッド導波管結合器を使用（て単
一の出力信号にする。と、固有的な回路損失のために極
めて大きな損失が生じてしまう、ま九、３個の別個の）
１イブリッド結合回路自身の固有の寸棒の九めに、全体
として比砿的大きな倫理的占有面積が必、要である欠点
がある。一般に、・・イツリツド回路を用いると、単一
の導波管源からの信号ｔ−４つの等し％／％部分に分割
するさめに全、〈同一の分割方法が必要となりる。

そζで、憂発明の要、！、は、単一の信！用−厚１、分
に分割、で声ると、共に、４、りの信号を１−）の、出
力信号−神声７．＠、せ、婦±導、−管７を、購−２４
−る２４こ、と１、艷ある。

既知のように、ターンスタイルジャ、ン、クションは９
０１１で交差する２個の導波管よ−１０゜これによ〕４
方向のＨＷＪノヤンク、ジョンを形属し、これに導波管
の３番、目のセクションかに１の２個９４波管に対して
垂直な角度２で結合される。換言すれば、４．個の導波
管アームによって形ｇされた交差角度−で結合される。

この、３番目のセクションはノヤンクショ７ンを交差し
ないで、単に一方向側からこのシャンクシｉンに進入す
るだけである。このノヤンクションの対向側から３番目
のセクションに対して、整合用インピーダンスを設け、
ジャンクショ／において反射されるエネルギを最少に抑
えてｉる１通常−１１１合用インーー’−／ン・スとし
て用いられる手ＩＲＫは、導波管セ、クションを交差す
る対称軸に沿って中心ビン、を有す、る２、個の月！ｂ
状ス５５、町−１，會−入、して−、いる１、これ、ら
１、ピく、麺ユよび、同心状スリー、ツｔ、、＊、。

枇。的罵郵（置す邊ζ、；ど芥よ？工、１．）、−ヤン
ノ７、シ田−、ンの瀘遍！１．−合−炙にと・府５る。

４：濃、些・篇−」、Ｋ率！、蹟、ネ値を呈するようＫ
なる。一般に、２Ｍの交差する導波管は矩形の断面形状
を有し、３番目の直交する導波管セクションは円形の断
面形状を有するものである。更に詳細については、Ｍ＠
ｙｖｒおよびＧｏｌｄｂ＠ｒｇ共著のＩＲＩＣＴｒｉｍ
易ａｓｔｌｏｎｓ−Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ｔｈｅｏｒｙ
　ａｎｄ　Ｔ＠＠ｈｎｉｑｕ＠ａ　ｅ−ＡｐｐＨｃａｔ
ｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈ＠１”ｕｒｎｓｔｊｌｅ　Ｊｕｎｃ
ｔｉｏｎ　’　＊１９５５年１２月、り４０〜４５頁な
らびにＭｏｎｔｇｏｍ＊ｒｙ　ａ　Ｄｉｃｋ＊およびＰ
ｕｒｃ＠１１共着の＠Ｐｒ１ｔ＋ｃｌｐｌ＠ｓ　ｏｆ　
ＭＬｅｒｏｖａｖｓ　Ｃ１ｒｃｕ１ｔｓ　ａＲａｄｌａ
ｔｉｏｎ　Ｌａｂ　ｅ　Ｓ＠ｒｉｅｓ’　１９４８年、
第８巻、謳４５９〜４６６ｍｆｔ参照すること。

ターンスタイルノヤンク’ｓ”１７を電力分割器として
使用する場合、このジャンク７ョンによって、直角円形
導波管へ進入する信号を以下の条件の下な°らば等分す
ることができる。即ち、この条件とは、この信号は［−
的に偏極すると共に、との偏極は、信号が総ての４つの
／−）（ｐｏｒｔ−エネルギ通過用開口）Ｋ等しく結合
するように配向しているものとする。従って、もし到来
信号が円形状に偏極していたシ、上述の偏極方向以外で
あったならば１等しい電力分割が行われない。

また、このターンスタイルシャンクジョンを結合器とし
て使用する場合には、この結合器は、ハイブリットＴｆ
ｉたはマジックＴとして知られている装置と同様の機能
を有する・この同様の＠能がハイブリットＴの位相中ヤ
ンセル４Ｉ性に見られ、これによって、信号が一方のコ
リリニアアームに導入され九時、他方のコリリニアアー
ムの絶縁が行われることである。同じ特性がターンスタ
イルジャンクシ叢ンに見られた。即ち、信号が一方のコ
リリニア対称形アームに過給されると、この信号はこれ
とＩ１１′ｉ！わされたコリリニアアーム中ＩＩｃは現
われず、−その代ＤＫｉｌＥ力がａ畝−に分割されるよ
うになることである。

電力のｌ／２が円形導゛、、波管に導入されると、残余
の半分の電力が更に半分に分割され、これら半分が［１
０対祢アー五に４人されるようになる。

但し、久の点がターンスタイルジャンクシランがハイブ
リットＴと相違する点である働即ち。

ターンスタイルジャンクシランがコリリニアアームの２
つの対を有しく場合によっては本明細誉において４本の
対称アームと称すン、他方、ハイツリツ）Ｔは１個のみ
の対を有し、更に、ターンスタイルノヤンクシ田ンＦｉ
直交セクションとしてＲ形導波管を採用し、ノ１イブリ
ットＴはＥモードの伝搬を阻止する８面アームとして矩
形導波管を採用していることで弗る・−“このターンス
タイルジャンクシランｔ−４万同結 アアームの２つの対を通って入力される４つの信号にお
ける電力の差または不平衡によって、直角円形導波管中
に導入される出力信号にａｍ的に悪影４１１１を与える
ように＆る．これはこれらコリリニアアーム関の相互作
用によみものである１例え、このりャンクシ日ンを前述
のように最適状瞭で整合させ一九としても、とのり・ヤ
ンクシ日ンを結合器として使用〜した場合，ターンスタ
イルジャンクシ冒ン０固有の％性として、４本の対称ア
ームに導入される信号の電力に差が存在すると、出力信
号に偏極の変化がＳヤ、これによって厘−的Ｋｆｉ向さ
れた１１１号出力を減少させるように作用してしまう．
この欠点は、４りＯＩｉ射増輪Ｍ’ｔターンスタイルノ
ヤンクシ曹ンに硬絖し、１個の増−器をコリリニアアー
ムの２つの対の各−−トに１ｉｋＲした時Ｉ／ｃ−着に
現われる０着し，ＩｉＮての増＠器の出力−を同一にす
ると共に、シャンクシ璽ンにおいて最嵐の整合を行った
場合でに，ジャンクシラン内での有害ｒｊｓ瓦作用がｌ
ＩＩ去できると共に，最高の電力結合が行われるよ５＃
Ｃ，ｔゐ．しかし乍ら，実ｗ！におｉて、増幅器の出力
が一紋する仁とはまれで６９、ター／スタイルジャンク
シ曹ン以内におけるＭｖＩな相互作用が依然晃生してし
ｉｐ．また、潜−一のようなＩ！１ＩＩＩｋ素子を用−
でコリリニアアームの−２つの（ア（対）にＭ［接信号
【供給　。

する４合、・仁−れらの、Ｖ＊−次，１１Ｍ．作用【補
償ま４たに吸収するーことが處しく、出力信号の質の劣
化や罎振によ□る不女足性Ｏ・間−を−一する６齋があ
る。

従って、本発明によれば、従来の伝杭的なターンスタイ
ルジャンクションに改善を加えたものである。６番目の
ポートをこのターンスタイルシャンクジョンに追加する
と共に、これを利用して、２対のコリリニアポートにお
けるポート（即ち、４方向短面ノヤンクションの対称ポ
ート）間の電力差を吸収するようにしている′。

零発明明Ｉｓ沓中で使用されて＾るように、１対のコリ
リニアポートとは、それらの中心−が実買的に直線であ
るような２個の・メートを意味するｅｊｇ６番目のポー
トがこれら２対のコリリニア／−）のすべてに対して等
しく結合されると共に、負荷装置に結合し得るようｔζ
な９、この負荷装ｗｔは２対のコリリニアポートのも／
−）に接続された装置の・ｆラメーメに従って選択され
るものでるる、この６４目の７−）によって電力の伝送
効率が向上する。その理由は、各ポートの物理的位置に
よって得られる位相−係のために、装置の有害な相互作
用ｔこのノヤンクシ冒ンによってその内部で吸収できる
からである。従って、２対のコリリニア／−）の４個の
４−ト関における不平衡が中性化されると共に、能動的
素子をこれらコリリニアポートに、ｉ［接績合でき、こ
の−６９目の４−）には発振を抑制する能力が存在する
。

また、本発明によれば、第５１１目の／−）は矩形の導
波管ポートである。この５誉目のＩ−トの配置は本発明
では以下の様に厳しいものである。即ち、第６番目の／
−）と１Ｗ１４１１４ｃ、２対のコリリニア／−）の各
々に対して等しく結合する必ｌ！があシ、更に第６番目
の／−）と交差結合する必要があるからである。このよ
うな条件を満たすような１ｇ６および５曽目のポートの
灸差結合Ｉｆｉ、これらを瓦い［９Ｇｇｇす内置で配置
することに゛よって連成される。しかし乍ら。

Ｍ５＊目および６番ｍ′１のポートの両者ｔ、これら両
者の配置によって２対のコリリニアポートの４釧ナベて
の／−）Ｋ対して等しく結合させた結果、各々のＩ−ト
の縦長方向の中心軸、例えば＠３図の軸４ノは２対のコ
リリニアポートを通過する縦軸−に対して４５縦の角度
を戟すようになる。従って各々の縦軸−＃′ｉ４方同ノ
ヤンクシ冒ンの対向−の２個のポートを通過するように
なる。−一ト１０およびＪ　、０に対して、これらの縦
軸線はａｇ３図において番号４２で表示されている。

前述した様に６番目の／−Ｉｔ−互に結合するために要
求される基本的事項が本発明の初期の出願によって示さ
れている。ここでは、コリリニア、ｊｅ−トの各々がそ
れの自身の反射増幅器に接続され、ｑの増幅器を例えば
負性抵抗ダイオードによって構成するので、従って、５
＃？目の　−ポートが入力および出力−一トの両ポート
として機能するようになる０元の信号がこの５４目の／
−）に進入し、このＩ−トが４個のコリリニア／−）の
各々に等しく結合し、更に、Ｍ６誉目の／−）に交′２
！！結合しているので、こｏ１ｍ号は４つの等しい部分
に分割されると共に、各部分が反射増幅器に導入される
ようになる。これら反射増幅器はこの導入され比信号部
分を増幅すると共和、この増幅した４１１号をシャンク
ジョンＥ戻すようになる。このノヤンクションによって
４個の反射場＃Ａ器の出方信号を結合すると共に、この
結合した信号を菖５番目の／−）を通して導出する。こ
れら反射増幅器の出゛カを互いに比較すると差が存在し
、この差を負荷装＊’を有する６番目の４−トによって
吸収することができる。このようにして不要な電力の吸
収が行われる・その理由は本発ｆｌｌｉＫよる物理的対
称によつ°て得られた位相関係が・存在するからである
。

第６１１目のポートを追加し丸穴めに、前述したように
ターンスタイルシャンクジョンと通常に組み合わされる
整合中Ｒ１−省略できるが、ジャンク。ジョンの対称性
が保たれるａ）において畔、従来の整合中Ｒを使用する
ことができる。

この畳合手段としては、容量性ポストまたはネノを用い
るのが好適でｈ）、このネノまたはポストは２対の：Ｉ
ｖＩＪ７−アＩ・ス）に対して―直々方向からこのシャ
ンクジョン中に突出しており、リアクタンス性Ｍシをど
のポストに使用することも可能である。これら４ストの
突出量および［４）の寸法は最適な整合ｅｘるために１
整可能なものである。

本発明の１ｇ１目的は、入力信号の電力ｔ−４つの等し
い電力部分に分割し得る皐−の導波管構造を提供すると
とにある。

第２の目的Ｆ１％４つの入力信号の電力ｔ−槙−の出力
信号に結合し得る単一の導波管構造を提供することにあ
る。

第３の目的は、広い周波数範囲に亘って動作し得る単一
の導波管構造を提供することにある。

第４の目的は、比較的高い周波数で動作し得る単一の導
波管構造を提供することにある。

纂５の目的は、従来のものと比べて容易に製造できるタ
ーンスタイルタイプの１２ヤンクシヨンｔ′提供すると
共に、植々の５６用が可能で・外部＊置に簡単に適合で
きるノヤンクションｔ−提供することにある。

以下図面を参照し乍ら本発明を詳述する。

ｇｌ、１＠２および３図は、ターンスタイルタイプの導
波管ジャンクションを示すものである。

これらジャンクションは、２対のコリリニア関係トｒｏ
、ｘｏ、ｉｏおよび４０を具えている。

更に、入力／出力／−）　Ｓ　Ｏおよび終端／−）６０
も具備している。これら２対のコリリニア／−）ＪＯ，
ｊＯ，Ｊ４）および４ｏはそれらの寸法は総て同一のも
のであるが、ｄｌ−トｓｏおよび６０は他の一一トと同
一寸法である必要はない＠　／　−トＪ　Ｏａ　Ｊ　ｏ
　ａ　ａ　ｏ　ａ　ａ　ｏ　＊　ｌ　＃および６０はそ
の断面が矩形であることが］ｉＩましい、また、Ｉ−ト
１０．ＩＯ，ＪＩＯおよび４０は、ポート５０を経て導
入された入力信号を等しく分割する九めにそれらの断面
の寸法が同一であることが望ましい−のである。前述の
様にポート５０および６０の寸法は？−ト１ｅ、１０゜
１０および４００寸法と同一である必要はないが、電力
の伝送を所望の効率で奥行できる寸法とする必要がある
。コリリニア／−）の一方の１対は／−）１６およびＪ
Ｏとから構成６九ておす、これらＩ−ト１０およびＪＯ
とは互いに同一直線上の関係′（＝：コリリニア関係）
ｔ−有・し、他方の対はポート２ｂ訃よび４０とから＃
ｌｌｌ１ｔされており、これら／−）もコリリニア関係
を有している。各々の憐接の４−ト間の角ｆは９０＆を
成している。

入力／出力／　−）　５０は、／−ト１０．２０゜１０
および４１ＪＫよって形成されたシャンク７目ンに対し
て垂直に交差している。この入力出力／　−トｊ　Ｏは
、このシャンクジョンに向って配置されているので、ポ
ートｒｏ、ｘｏ、ｓ。

および４０の総てに電気的に且つ等しく結合している。

このような結合を達成するために、４−ト５０の広い方
、の寸法の中心を通る軸１１４１）４０：３６および１
０：、４０の２対を通過するものでめる。一方、終端用
ポー）１１もまた。

／−＋１０．１０．１０および一〇によって形成された
シャンクジョンｔ−ｍ直に交差するが、このＩ−トロ０
はこのシャンクジョンｆ：／−）５０とは反対側の面で
交差するものである。この／　−）　ｇ　Ｏを以上の様
に配置するために、−コリリニア／−＋１０．２０．１
０およ＼び４００総てと電気的且つ等しく結合するよう
になる・しかし乍ら、この／　−）　６０は／　−）　
５０を電気的に結合しないように配置する必要がある。

このような配置に゛するためにｓ／）１０の広い方の寸
法もま九両方の縦軸＠４２および４Ｊに対して４５度の
角ｔｔ−成すよう和すると共に、ポート５０の広い方の
寸法に対して９０＆成すように配置する。

このシャンクジョンの効果的な動作を行なう為に＃′ｉ
、反射エネルギを零にする必要は無いが、通常１反射エ
ネルギを除去することが望しい。

換言すれば、このジャンクションを最良状態に整合させ
ることによって、最大の電力伝送がコリリニアポート・
０２対へおよび２対から、ならびに入力／出力ｔ−）へ
およびこの−−）ｊ６から行なわれる。ｉｌ、２および
３図はこのシャンクジョンの整合の実施例を示すもので
ある。

ネジ５１−および６１を利用して容量性リアクタンスを
形成し、これによってシャンクジョンにおける電気的不
連続性を補償すると共和、これに設けられた外部装置間
のインピータンスの差を整合することができる。絞９４
１または同様な突起を利用して追加のりアクタンスを形
成することもできる。このｅｈまたは突起は補償および
整合に必！ならば或らゆる／−）に設置可能である。

第１．２および３図で示した様に、容量性ネジま九は４
ストをシャンクジョンの絢側、即ち、Ｉスト５０が設け
られている側およびポスト６０が設けられている＠に設
けることがで卑る。更に、これらネジまたＦｉ／ストｔ
−ポートの広い方の壁に隣接して配置すると共に等間隔
で離間させることによってシャンク７冒ンを対称に維持
で亀る０図示の４ストをネジを切ることによって調整可
能とできる。従って、このＩス）６一方向または他方向
に回転させることによって上述の調整を行なっておル、
これによって整合の８ｔＫ応じて突起がジャンクション
中に挿入および脱出するようｋなる。しかし、固定的な
容量性Ｉストを用いることも可能である。第２図Ｉｌｃ
おいて５ｌＲｐａｒをボート４０中に設けていたが、こ
れに限らずどの一一トにも設置することも可能である。

実際の開口の寸法は、所望の整合量に応じて変化さ髪る
ことができる。

上述した整合方法は既知なものであると共和、他の既知
は整合方法を本発明の実施例に適用することも可能であ
る。

第４図は本発明の２番目の実施例であ）、この構造は導
波管セクシ翳ン９２〜９７によって構成されている。

ｊ１１５図は、本発明の３番目の実施例であり、／：１ 本発明の導波！が金属ブロックの半部中に榊−されてい
る・４つの反射増幅器（図示せず）を番号ｉｏで示し九
空所中に製造することができる。これら反射増幅器は［
ｉを見易くする為に省略した。これら反射増幅器を金属
半部中に形成し九２対の／　−ト１０．２０．ＩＯおよ
０４ｎＫ接続するものである。ま危、本発明による２個
の残余の／　−）　５０および６ｏｔ−以下のように製
造する・即ち、これら／−）が金属半部會完全に貫通す
るようにして外部の装置と接続するよ５にする。

第６図は、４個の反射増幅器８０〜８３を２対のコリリ
ニアデート１ｏ、１０．：Ｗｅおよび４（ＪＫ接続した
ゾロツク線図である。／−トＳＯを入力／出力／−）と
して用いると共に、４−トロ０を負荷装置Ｊｔ４Ｖｃ接
続する。この負荷装ｆ８４によってコリリニア／−）お
よび／−）＃ｅ間で生じる電力の反射を吸収することが
できる。

上述したように、新規で有・用な６個の／−）ｔ−有す
る゛導波管の発廚會詳述した。

１０図面の簡単な説明　　　　　　　　　　　　　、５
第１図は本発明に係るターンスタイルタイプの導波管ジ
ャンクションの一実施例の正面゛および頂面斜視図、第
２図は纂１図の２ヤンクシロンの背面および底面の斜視
図、第３図は嬉１図のシャンクジョンの頂１１１ｄ、ａ
（４図は第２０実施例の斜視図、第５図は纂３の実施例
の斜視図および第６図は本発明に係るジャンクションの
接続を示すゾロツク線図である。

１０．２１．ｌ（１，ｄＯ−ｓリリニア／−）、５０・
・・入力／出力／−）、６ｏ・・・終端／−）、５１．
６１・・・−整ネノ、ａｏ　ＮＩＪ・・・反射増幅器、
４７・・・１ｊＲｎ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ターンスタイルタイプの４方向Ｈ面シャンクシ胃
   ンを構成するように配置した２対のコリリニアｊ−）と
   、これと普直な第５番目の４−トとを具え、この纂５番
   目のｄｌ−）へ供給され比信号を４つの信号部分に分割
   し、これら４分割された信号部分の各−々を前記コリリ
   ニアタートのそれぞれを経て供給し、これらコリリニア
   ／−）を経て供給した信号を内部で結合すると共Ｋ１１
   ｌ記第６誉目の４−トを経で出力するようにし、更に前
   記第５番目の／−トに矩形導波管／−）を設け、この矩
   形／−）を前記２対Ｏコリリニア４２−）の各々に電気
   的に均等−（結合し得るように配置し、前記ジャークシ
   箇ンの錬記纂Ｓ＠ｆｉｔ）Ｉ！−）とは対晦する儒にこ
   れと直交し、て配置した矩形の纂６醤目の４−Ｆを設け
   。 ζＯ露６讐［１ｏ／−）を前記２対のコリリニア／−）
   の各々に電気的に結合させると共に％前記ＩＩｓ書目の
   ４−トから電気的′に一縁するように配置したことを特
   徴とする導波管φ ２．９配属５番目□の７−）の長辺ＫＮ）っ九中心軸が
   前記２対のコリ９＝アポートの縦軸ＩＩＫ対して４５８
   ｍの角ＷｔｌＲ”ｆように第５番目の４−トを配置し、
   これによって前配纂５番目の一−トが前記２対のコリリ
   ニアー−トロ各々に均等に結合されるよう和したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の導波管。 ３、　　＃配属６番目の４−トの長辺に沿った中心軸が
   前記２対めコリ９＝アポートの縦゛軸線に対して４５［
   の角変を成すようＫｓ６番目の一一トを配電し、ζ五に
   よってこの４−トが前記２対のコリ９＝アポ−トの各々
   に均等に結合されるようにしたことｔＩＩ！＃黴とする
   特許請求の範Ｉｔ−ＩＥＩ項ｔたは第２項記載の導波管
   。 ４、　１６１１゛記１ＩＩＥ６會１の一一トに結合され
   ゛、前記コリリニア４−゛トーよびこの一一ト間で生じ
   る電力反射を吸収す養ため゛のφ段を夏に設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ｔたは第２項記載の導
   波管。 ５、前記第５および第６番目の４−トを互いに約９０２
   の角度を成すように配置したことを特徴とする特許請求
   の範８第１項または第２項記載の導波管。 ６、互いに９０［の角度で交差してターンスメイルタイ
   プの４方向Ｈ面シャンクジョンを構成する２対のフリリ
   ニア導波管セクションと、とれと垂直な第５番目の導波
   管セクションとｔ具え、とのｊＩ５番目の導波管セクシ
   ョンへ供給された信号を４つの信号部分に分割し、これ
   ら４分割された信号部分の各々を前記フリリニア導波管
   セクションのそれぞれを経て供給し、乙れらコリリエア
   セクシｌンを経て供給した信号を内部で結合すると共和
   前記第１番目のセククｌンを経て出力するようにし、’
   −に、前記！ｇ５番目の導波管セクションに矩形導波管
   セクションを設け、この矩讐導波管セクションを前記２
   対のコリリニア導波管セフシーンの各々のセクションに
   対して電気的均等に配置し、前記シャンクシ曹ンの前記
   ５番目の導波管セクションとは対向する側にこれと直交
   して矩形の第６番目の導波管セクションを設け、このｌ
   ｉＳ番目のセクションを、このセクションが前記２対の
   コリリニア導波管セクションの各導波管セクションと電
   気的に均等に結合すると共に、前記第５番目の導波管セ
   クションから電気的に絶縁するように配置したことを特
   徴とする導波管。