JPS5927522B2 - 回転形移相器 - Google Patents
回転形移相器Info
- Publication number
- JPS5927522B2 JPS5927522B2 JP879779A JP879779A JPS5927522B2 JP S5927522 B2 JPS5927522 B2 JP S5927522B2 JP 879779 A JP879779 A JP 879779A JP 879779 A JP879779 A JP 879779A JP S5927522 B2 JPS5927522 B2 JP S5927522B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- input
- degrees
- waveguide
- dielectric plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/18—Phase-shifters
- H01P1/182—Waveguide phase-shifters
Description
【発明の詳細な説明】
マイクロ波システムにおいては、信号の振幅調整のほか
にその位相を調整する必要が屡々発生する。
にその位相を調整する必要が屡々発生する。
移相器はこの目的のために作られたもので、同軸系・導
波管系を問わず非常に多くの種類のものが市場に存在す
る。
波管系を問わず非常に多くの種類のものが市場に存在す
る。
中でも円形導波管を使用した回転形移相器は、その移相
量が機械的な回転角から決定され、その他の要素の影響
が非常に小さいので理想的なものであるが、構造が複雑
で寸法が犬となり従って高価格となるのは止むを得ない
。
量が機械的な回転角から決定され、その他の要素の影響
が非常に小さいので理想的なものであるが、構造が複雑
で寸法が犬となり従って高価格となるのは止むを得ない
。
本発明はとの導波管回転形移相器の特長を保持しながら
簡易化に成功したものである。
簡易化に成功したものである。
第１図は、従来使用されている導波管回転形移相器の概
略構造を示している。
略構造を示している。
これは大別して３部分から構成されている。
即ち図に省いた方形導波管から円形導波管に接続するた
めの変換部１□と１２、偏波変換部２□と２□、位相変
化部３である。
めの変換部１□と１２、偏波変換部２□と２□、位相変
化部３である。
２□、２□および３の円形導波管は、内径寸法を使用周
波数のＴＥ１□モードのみが伝送されるように選び、異
種モードの伝送による特性劣化を防いでいる。
波数のＴＥ１□モードのみが伝送されるように選び、異
種モードの伝送による特性劣化を防いでいる。
通常主導管系は方形のものを使用しているから、まず、
１□および１□の方形−円形変換部で、円形導波管に接
続している。
１□および１□の方形−円形変換部で、円形導波管に接
続している。
実際には単に方形から円形に徐々に変形させるのみでな
く、内部にモード抑制板を設けるが、図では省いた。
く、内部にモード抑制板を設けるが、図では省いた。
方形導波管内のＴＥ１ｏモード信号は円形導波管内でＴ
Ｅ、□モードになっている。
Ｅ、□モードになっている。
次の偏波変換部２□は内部に（１／４）波長の移相を生
じる誘電体板４□が、電界に対して４５度の角度となる
ように取付けられている。
じる誘電体板４□が、電界に対して４５度の角度となる
ように取付けられている。
第１図口はこれを示している。
中央の位相変化部３の円形導波管の内部には、伝送波を
（１／２）波長変化させる誘電体板５が固定されており
、前後の導波管２□、２２を固定し、この中央部３を回
転させて位相を変化させる。
（１／２）波長変化させる誘電体板５が固定されており
、前後の導波管２□、２２を固定し、この中央部３を回
転させて位相を変化させる。
この部分の断面を第１図へに示している。
位相変化部に続く偏波変換部２２ と形状変換部１２は
それぞれ入力側の２０，１．と同形である。
それぞれ入力側の２０，１．と同形である。
この従来の回転形移相器の動作は既によく知られている
が、まず、偏波変換部２□の動作は次のとおりである。
が、まず、偏波変換部２□の動作は次のとおりである。
形状変換部１□では入力の方形導波管内のＴＥ１ｏモー
ド電磁派がそのまま円形導波管内に通過するので、ＴＥ
１□モードになっている。
ド電磁派がそのまま円形導波管内に通過するので、ＴＥ
１□モードになっている。
そこで偏波変換部２□の入口においては、第２図イの如
＜Ｙ−Ｙ’軸に沿ったＡベクトルで、ＴＥ１□モード電
磁波が表示される。
＜Ｙ−Ｙ’軸に沿ったＡベクトルで、ＴＥ１□モード電
磁波が表示される。
このＡベクトルは振幅が時間経過につれて正弦波変化を
しているので、これは±４５度傾傾動振幅が（１／、／
Ｔ）のＢとＣの２つのベクトルの合成と考えることがで
きる。
しているので、これは±４５度傾傾動振幅が（１／、／
Ｔ）のＢとＣの２つのベクトルの合成と考えることがで
きる。
これらはＡと同時にその振幅が変化することになる。
ところがこの偏波変換部２１内には（１／４）波長の遅
れを発生する誘電体板４□がＹ−Ｙ’軸と４５度の角度
となして取付けられているので、Ｃベクトルがこの誘電
体板の面と一致していれば、出口ではＢベクトルがＢ′
となる間にＣベクトルの方はこれにより９０度電気角の
遅れたＣ′ベクトルとなってしまう。
れを発生する誘電体板４□がＹ−Ｙ’軸と４５度の角度
となして取付けられているので、Ｃベクトルがこの誘電
体板の面と一致していれば、出口ではＢベクトルがＢ′
となる間にＣベクトルの方はこれにより９０度電気角の
遅れたＣ′ベクトルとなってしまう。
第２図口がこれを示しているが、Ｂ′とＣ′は空間的に
も９０度傾動ているので時間的な９０度の遅れと共に電
磁波ベクトルが回転したことになり、即ち円偏波に変換
される。
も９０度傾動ているので時間的な９０度の遅れと共に電
磁波ベクトルが回転したことになり、即ち円偏波に変換
される。
このＢ′およびＣ′ベクトルの位相変化部３の内部にお
ける動作を第３図イおよび口に示している。
ける動作を第３図イおよび口に示している。
（１／２ ）波長誘電体板５がＹ−Ｙ軸に対してθの角
度類いているときのＢ′ベクトルの状態を同図イに示し
ている。
度類いているときのＢ′ベクトルの状態を同図イに示し
ている。
Ｂ′ベクトルは誘電体５の板面と一致するＢ１ とこ
れに垂直なり２の直角ベクトルに分解して考えられる。
れに垂直なり２の直角ベクトルに分解して考えられる。
この内Ｂ２ ベクトルは誘電体板の存在に無関係に通過
するが、Ｂ１ベクトルはこのためにＢ２ より（１／２
）波長の遅れを発生し、出口ではＢ′ρ如（位相が１８
０８０度遅。
するが、Ｂ１ベクトルはこのためにＢ２ より（１／２
）波長の遅れを発生し、出口ではＢ′ρ如（位相が１８
０８０度遅。
従って出口においてはＢ２とＢ１の両ベクトルの合成は
Ｂ“ベクトルとなる。
Ｂ“ベクトルとなる。
このとき位相変化部内部の通過に要する時間経過は全ベ
クトルに共通だからこれを無視して考えればベクトルＢ
′とＢ２ となる角は（４５°＋θ）となるからＢ“ベ
クトルのＹ−Ｙ’軸となす角φは、φ＝４５°＋２×（
４５°十θ）＝（１３５°＋２０）となる。
クトルに共通だからこれを無視して考えればベクトルＢ
′とＢ２ となる角は（４５°＋θ）となるからＢ“ベ
クトルのＹ−Ｙ’軸となす角φは、φ＝４５°＋２×（
４５°十θ）＝（１３５°＋２０）となる。
一方Ｂ′ベクトルとは空間的にも電気的にも９０度の位
相差のあるＣ′ベクトルは、このとき誘電体板５に対し
同図口の如く（４５°＋θ）傾いているが、これも誘電
体板面に沿ったＣ１と垂直なＣ２の直角両分力に分解で
きる。
相差のあるＣ′ベクトルは、このとき誘電体板５に対し
同図口の如く（４５°＋θ）傾いているが、これも誘電
体板面に沿ったＣ１と垂直なＣ２の直角両分力に分解で
きる。
この内Ｃ２ベクトルは誘電体に影響されずに通過するが
、Ｃ１の方は（１／２）波長の遅れを生じ１８０度ずれ
たＣ１ベクトルとなる。
、Ｃ１の方は（１／２）波長の遅れを生じ１８０度ずれ
たＣ１ベクトルとなる。
従って出口における合成ベクトルはＣ“に示されるよう
になりＣ′・０２両ベクトルのなす角が（４５°−θ）
だからＣ“ベクトルのＹ−Ｙ′軸となす角Ｗは、Ｆ−４
５°＋２×（４５°−〇）＝（１３５°−２θ）となる
。
になりＣ′・０２両ベクトルのなす角が（４５°−θ）
だからＣ“ベクトルのＹ−Ｙ′軸となす角Ｗは、Ｆ−４
５°＋２×（４５°−〇）＝（１３５°−２θ）となる
。
従って出口におけるＢ“とＣ“両ベクトルの相対角度は
３６０−φ−Ｗ＝９０°となりもとの通りであるが出力
信号はθ−００場合と比較して２θの変化を見せる。
３６０−φ−Ｗ＝９０°となりもとの通りであるが出力
信号はθ−００場合と比較して２θの変化を見せる。
出力側においては偏波変換部２２において（１／４）波
長位相差誘電体板４゜によって直角分力の一方のみ９０
度遅らせることによって入力側とは反対に円偏波を直線
偏波に戻しＴＥ、Ｉ直線偏波としてから出力変換部１２
で方形導波管内のＴＥＩｏ波としている。
長位相差誘電体板４゜によって直角分力の一方のみ９０
度遅らせることによって入力側とは反対に円偏波を直線
偏波に戻しＴＥ、Ｉ直線偏波としてから出力変換部１２
で方形導波管内のＴＥＩｏ波としている。
以上説明の如く、回転形移相器においては、直線偏波と
円偏波の相互変換が理想的にできれば、位相変化誘電体
板の角度変化の２倍の位相変化を高周波信号に加えるこ
とができるので、機械的に回転角を正確に変化させれば
その回転角から移相角を正確に読みとれる。
円偏波の相互変換が理想的にできれば、位相変化誘電体
板の角度変化の２倍の位相変化を高周波信号に加えるこ
とができるので、機械的に回転角を正確に変化させれば
その回転角から移相角を正確に読みとれる。
このように大きな特長がある一方、全セクションが一列
に並べられているため、位相変化誘電体板を回転させる
ためにはその部分の円形導波管ごと回転させねばならず
装置全体も大形となり高価となる。
に並べられているため、位相変化誘電体板を回転させる
ためにはその部分の円形導波管ごと回転させねばならず
装置全体も大形となり高価となる。
また回転部の質量が犬となるので位相変化（調整）速度
も早くでき難い。
も早くでき難い。
本発明は偏波変換部の構造を新たにし、位相変化誘電体
板は中心の軸により回転せしめることによって従来の回
転形移相器の長所は残しながら構造を簡易化し小形軽量
としたものである。
板は中心の軸により回転せしめることによって従来の回
転形移相器の長所は残しながら構造を簡易化し小形軽量
としたものである。
第４図は本発明の概略構造図、第５図はその縦断面、第
６図は横断面を示している。
６図は横断面を示している。
即ち本発明の移相器は円形導波管の両端を閉じ、その両
端部からほぼ（１／４）波長の位置に、入力端子７□と
１２および他端に出力端子８□と８□を置いておりその
間に（１／２）波長移相誘電体板５を置いて軸９でこれ
を外部から回転させる。
端部からほぼ（１／４）波長の位置に、入力端子７□と
１２および他端に出力端子８□と８□を置いておりその
間に（１／２）波長移相誘電体板５を置いて軸９でこれ
を外部から回転させる。
入出力端子は多数測置いてもよいが円偏波を作るために
必要な最低数は２である。
必要な最低数は２である。
円形導波管の端部から同一の距離に第６図のように９０
度ずらせて２個の端子を設ける。
度ずらせて２個の端子を設ける。
この図では同軸線で信号を入力させるように描いたが、
これは他の形式でも無論良い。
これは他の形式でも無論良い。
この両入力端子から加える信号の振幅を等しく、かつ位
相は９０度ずらせておけば、第２図口の如くなり円偏波
電磁界が発生する。
相は９０度ずらせておけば、第２図口の如くなり円偏波
電磁界が発生する。
位相変化誘電体板の構造は従来のものと同様でよい。
ただ従来は導波管に固定し、外管共に回転させる必要が
あったが、本発明においては導波管の中央に丸棒９を通
し、誘電体板をこれで回転させる。
あったが、本発明においては導波管の中央に丸棒９を通
し、誘電体板をこれで回転させる。
このとき導波管内径に比し充分細い棒を使えば誘電体棒
でも差支えない。
でも差支えない。
本発明においてもこの誘電体板の回転によって通過信号
に回転角の２倍の位相変化を与える状況は従来のものに
よる第３図イと口の説明図と同様に動作する。
に回転角の２倍の位相変化を与える状況は従来のものに
よる第３図イと口の説明図と同様に動作する。
等振幅で９０度の位相差を有する信号を入力２端子に加
えたり、また９０度の位相差の等振幅の２つの信号を加
算したりするには、９０度ハイブリッド結合器を使用す
ればよい。
えたり、また９０度の位相差の等振幅の２つの信号を加
算したりするには、９０度ハイブリッド結合器を使用す
ればよい。
第７図はハイブリッド結合器１０を使って、高周波信号
を入力端子に加える状況を示している。
を入力端子に加える状況を示している。
高周波入力端子１２からハイブリッド結合器１０の端子
ａに加えられた高周波信号は３ｄＢ減衰され、９０度遅
れてｂ端子に表われ、入力端子７２に加えられる。
ａに加えられた高周波信号は３ｄＢ減衰され、９０度遅
れてｂ端子に表われ、入力端子７２に加えられる。
また同時に端子Ｃにはａ端子と同位相で３ｄＢの減衰を
受けた信号が表われ、これが端子７１ に加えられる。
受けた信号が表われ、これが端子７１ に加えられる。
従って端子７．と７２には等振幅で９０度の位相差の信
号が加えられることになる。
号が加えられることになる。
結合器１０の端子ｄは通常結合器内で１ｇＨ６の特性イ
ンピーダンスと等しい値の抵抗１１で終端されているが
、この端子に入力高周波信号は表われない。
ンピーダンスと等しい値の抵抗１１で終端されているが
、この端子に入力高周波信号は表われない。
ただ端子７、と７２から反射波が出るとこれは抵抗１１
内で消費され、入力端子１２から外部に出て行かないよ
うに働く。
内で消費され、入力端子１２から外部に出て行かないよ
うに働く。
出力端子側にも同様のハイブリッド結合器を使用すれば
９０度の位相差のある両信号出力を加え合わせてほぼも
との入力信号レベルに等しい振幅の位相のみ変化した信
号が取り出せる。
９０度の位相差のある両信号出力を加え合わせてほぼも
との入力信号レベルに等しい振幅の位相のみ変化した信
号が取り出せる。
本発明の構成による移相器は以上に述べた通り簡単なも
のであるが、誘電体板の回転は質量が小さいため慣性が
小さく、急速な位相変化が可能であり、小形軽量と相俟
って優れた特性を示している。
のであるが、誘電体板の回転は質量が小さいため慣性が
小さく、急速な位相変化が可能であり、小形軽量と相俟
って優れた特性を示している。
内径６６ｍｍの円形導波管を使用し２．９６Ｈｚ用の本
発明による移相器を製作したところ全軸長は従来の方式
の（１／２）以下で７・イブリッド結合器を含めた綜合
挿入損失が１ｄＢ以下の優秀な性能を示した。
発明による移相器を製作したところ全軸長は従来の方式
の（１／２）以下で７・イブリッド結合器を含めた綜合
挿入損失が１ｄＢ以下の優秀な性能を示した。
第１図は従来の導波管回転形移相器の概略構造図、同図
イは構造説明図、口は入力側偏波変換部、ハは位相変化
部、二は出力側偏波変換部の各横断面図を示し、第２図
イ２口は偏波変換部、第３図イ２口は位相変化部の動作
説明図である。 第４図は本発明の移相器の概略構成図、第５図はその縦
断面図、第６図はその横断面図、第７図は信号入力およ
び出力接続例を示している。 １□、１□は形状変換部、２□、２２は偏波変換部、３
は位相変化部、４□、４２ば（１／４）波長移相誘電体
板、５は（１／２ ）波長移相誘電体板、６は本発明に
よる移相器の導波管、７．γ１，７□は入力端子、８，
８□、８２は出力端子、９は回転駆動軸、１０はハイブ
リッド結合器、１１は吸収用抵抗体、１２は入出力高周
波端子。
イは構造説明図、口は入力側偏波変換部、ハは位相変化
部、二は出力側偏波変換部の各横断面図を示し、第２図
イ２口は偏波変換部、第３図イ２口は位相変化部の動作
説明図である。 第４図は本発明の移相器の概略構成図、第５図はその縦
断面図、第６図はその横断面図、第７図は信号入力およ
び出力接続例を示している。 １□、１□は形状変換部、２□、２２は偏波変換部、３
は位相変化部、４□、４２ば（１／４）波長移相誘電体
板、５は（１／２ ）波長移相誘電体板、６は本発明に
よる移相器の導波管、７．γ１，７□は入力端子、８，
８□、８２は出力端子、９は回転駆動軸、１０はハイブ
リッド結合器、１１は吸収用抵抗体、１２は入出力高周
波端子。
Claims (1)
- １ 固定円形導波管の一方の短絡端部よりほぼ１／４波
長の位置に、空間的に９０度の間隔を置く２個以上の入
力端子を設け、これらに電気的に９０度の位相差を有す
る高周波信号を加えて、導波管内に円偏波電磁界を発生
させ、上記固定円形導波管の他方の短絡端部よりほぼ１
／４波長の位置に、上記入力端子と同一縦断面内に該入
力端子と同様な構成の出力端子群を設け、これらの出力
端子出力信号は、互いに９０度の位相差を持たせること
によって原信号を復元させるように接続し、前記入出力
端子群の中間に適当な誘電体板を置き、これを円形導波
管の中心に挿入させた軸によって回転させることにより
、通過高周波信号の電気的位相を変化させるように構成
した回転形移相器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP879779A JPS5927522B2 (ja) | 1979-01-30 | 1979-01-30 | 回転形移相器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP879779A JPS5927522B2 (ja) | 1979-01-30 | 1979-01-30 | 回転形移相器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55102901A JPS55102901A (en) | 1980-08-06 |
| JPS5927522B2 true JPS5927522B2 (ja) | 1984-07-06 |
Family
ID=11702848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP879779A Expired JPS5927522B2 (ja) | 1979-01-30 | 1979-01-30 | 回転形移相器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5927522B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0521053Y2 (ja) * | 1988-04-30 | 1993-05-31 | ||
| WO2018007210A1 (de) * | 2016-07-08 | 2018-01-11 | Lisa Dräxlmaier GmbH | Phasengesteuerte gruppenantenne |
| WO2018007209A1 (de) * | 2016-07-08 | 2018-01-11 | Lisa Dräxlmaier GmbH | Phasengesteuertes antennenelement |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6324643Y2 (ja) * | 1981-05-12 | 1988-07-06 | ||
| JPS6460002A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Nec Corp | Polarized wave converter |
| JPH0583002A (ja) * | 1991-09-24 | 1993-04-02 | Fujitsu General Ltd | 導波管型切替器 |
| US6809694B2 (en) | 2002-09-26 | 2004-10-26 | Andrew Corporation | Adjustable beamwidth and azimuth scanning antenna with dipole elements |
| DE102016112583A1 (de) * | 2016-07-08 | 2018-01-11 | Lisa Dräxlmaier GmbH | Steuerbares Phasenstellglied für elektromagnetische Wellen |
-
1979
- 1979-01-30 JP JP879779A patent/JPS5927522B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0521053Y2 (ja) * | 1988-04-30 | 1993-05-31 | ||
| WO2018007210A1 (de) * | 2016-07-08 | 2018-01-11 | Lisa Dräxlmaier GmbH | Phasengesteuerte gruppenantenne |
| WO2018007209A1 (de) * | 2016-07-08 | 2018-01-11 | Lisa Dräxlmaier GmbH | Phasengesteuertes antennenelement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55102901A (en) | 1980-08-06 |
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