JPS5937601B2 - ２つの２重に偏波された周波数帯域を有する信号を分離する分波装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２重に偏波された２つの周波数帯域を有する第
１の導波管部分と第１の導波管部分に接続された移行部
としての第２の導波管部分と第２の導波管部分に接続さ
れた第３の導波管部分とから構成されかつそれぞれ異っ
た周波数の２つの２重偏波周波数帯域を有する２つの信
号を分離する分波装置に関する。

大規模な無線中継網の構成と、場所的条件によって制限
される無線中継基のアンテナのプラット−夾−ム上の位
置の面に対して、広帯域アンテナを２つの偏波を有する
少な（とも２つの周波数帯域で用いることが望ましい。

広帯域アンテナ（例えばホーン−パラボラアンテナ、カ
セグレインーアンテナまたはムラシェル−アンテナ）を
相応して構成された分波器と接続して用いると有利であ
る。

これまで大概斯様な分波器は選択形ＯｄＢ −結合器
を有して構成されているが、とのＯｄＢ ７結合器は
全長が長くなり、結合損失が大きく、送信の際所望され
ない高次のモードが生ずるので非常に不利である。

本発明の課題は前述の欠点即ちＯｄＢ −結合器の長い
全長、大きな結合損失および高次モードの発生を回避す
ることである。

本発明によればこの課題は、第２の導波管部分が、第１
の周波数帯域が定在波を形成するように構成された連続
的な横断面変化または遮断構造を有し、第２の導波管部
分はそれぞれ２つの偏波に対してそれぞれ隔壁内に対向
して設けられた４つの結合装置を有し、その４つの結合
装置を、対応する４つの導体に接続し、前記導体を、第
１の周波数帯域を通過するための４つの選択装置に接続
し、選択装置の電気的に作用する反射面は第２の遮断さ
れる周波数帯域を全反射するように作用し、かつ４つの
選択装置の出力側を２つのハイブリッド回路を介して相
互に接続する際個別出力側にそれぞれ２つの偏波を個々
に伝送するようにし、また第３の導波管部分は第２の周
波数帯域だけが存在し、前記第３の導波管部分に偏分波
器を接続し、前記偏分波器の出力側に第２の周波数帯域
の２つの偏波信号を伝送するようにして解決される。

斯様な分波器は受動素子であるので逆向きにも作動でき
る。

この分波器に用いられる結合装置を縦スリット或は横ス
リット、または誘導形結合装置、または縦ビーム結合装
置として構成すると有利である。

所要の選択装置を導波管技術、同軸導体技術またはスト
リップ導体技術で構成できる。

２つの周波数帯域を相互に独立に補正または整合するた
めに、第１の導波管部分に補償装置、例えばピンを偏波
方向に対して４５°の角度で設けると有利である。

この分波装置は非常に小さく構成でき、結合損失と高次
モードの発生とを回避する。

またこの分波装置を、右回転および左回転円偏波（２つ
の偏波）を発生するために別の接続方法または円偏波器
の接続によって多数の周波数帯域で使用できる。

また斯様な形式の分波装置を複数個縦続接続することも
できる。

また本発明の方法において、小さな反射係数の場合導波
管またはアンテナを、少な（とも２つの周波数帯域を有
する２つの偏波方向で減結合して接続するようにして問
題を解決している。

本発明は３つの個別の手法によって実施されている。

第１の手法において、導波管断面積を変化することによ
ってまたはフィルタエレメントを組込むことによって、
下方周波数帯域の波に対して全反射を生ずるようにして
いる。

第２の方法においては当該の波を、導波管技術および同
軸または薄膜技術で構成できる対称に配置された結合素
子によって出力結合するようにしている。

第３の方法においては、結合素子自体または後置接続さ
れた導体にフィルタ特性を与えるようにしている。

それによって上方周波数帯域の出力結合は貫通チャネル
内で回避されるか、またはこの上方周波数帯域の出力結
合されたエネルギ一部分は、反射の際の障害が最小にな
るように反射される。

出力結合された偏波ＰＩ 、Ｐ２ 、Ｐ３ 、Ｐ４に対
応する出力側は、出力結合装置を対にして回路網に接続
することによって形成される。

個々の偏波Ｐ１ 、Ｐ２ 、Ｐ３ 、Ｐ４に対応する２
つの出力側を別の回路網に接続することによって、右回
転および左回転円偏波に対する出力側または後続の直線
偏波に対する出力側を形成することができる。

次に本発明を図示の実施例につき詳しく説明する。

第１図に本発明の４ＧＨｚおよび６ＧＨ，Ｌの範囲用の
分波装置を路線図で示す。

第１の導波管部分１は２つの周波数帯域の伝送のために
設けられており、下方伝送帯域に対して正方形のまたは
円形の導波管として構成できる。

導波管部分１は分波装置に用いる場合ホーンパラボラ−
アンテナまたは別のホーン給電アンテナと接続してピラ
ミッド形または円錐形に構成できる。

第２の導波管部分２は、第１の導波管部分１かも第３の
導波管部分３への移行部を構成しており、第３の導波管
部分では導波管横断面の寸法に基づき、下方周波数帯域
の波は伝播できない。

第２の導波管部分の傾斜角度αは、伝送すべき帯域の相
対帯域幅に応じて０°と９０°間で選択できる。

所要の帯域幅が増加すると角度αを大きく選択すべきで
ある。

例えば１３％の相対帯域幅に対して傾斜角度α−１２，
５°で十分である。

第３の導波管部分３の高域通過特性は、第１の導波管部
分１と第２の導波管部分２の前部において下方周波数帯
域（４ＧＨ，Ｌ）の定在波を生じさせる。

第２の導波管部分は４つの複対称に配置された結合素子
に１ 、に２ 、に３ 、に４によって出力結合されて
いる。

複対称でないと上方周波数帯域に対して比較的に高次導
波管モードが生ずることがあるので、この複対称性が必
要である。

第２の導波管部分２内の結合素子Ｋｌ 、に２ 、に３
。

Ｋ４（第２図参照）を同軸入力結合装置として構成する
と有利である。

また導波管出力結合も可能であるが、導波管出力結合は
上方周波数範囲で制御が困難である。

いわゆる縦ビーム出力結合は、ここで用いられた広帯域
特性のために非常に有利な特性を有する。

２つの４ＧＨｚ −偏波Ｐ１およびＦ２のそれぞれに対
して、２つの対向して配置された結合素子に１ 、に３
およびに２ 、に４が設けである。

勿論上方周波数帯域の部分も出力結合される。

４ＧＨ２縦ビ一ム出力結合において６ＧＨｚ結合減衰は
約１０ｄＢである。

これは良好プリセレクションを行なえることを示す。

第３の方法は結合素子自体または後置接続された導体に
フィルタ特性を与えるのである。

またそのために出力結合によって生ずる貫通高周波チャ
ネルの障害を反射によって補償するために、出力結合さ
れた高周波エネルギ一部分を利用する。

これは結合素子に後置接続された導体Ｌｌ、Ｌ２゜Ｌ３
．Ｌ４にフィルタＦ１ 、Ｆ２ 、Ｆ３ 、Ｆ４を挿入
することによって行われる。

このフィルタＦ１ 、Ｆ２ 、Ｆ３ 、Ｆ４は上方周波
数帯域を遮断し、下方周波数帯域を通過するようにすべ
きである。

遮断作用によって、仮想短絡面でシュミレートできる全
反射が生ずる。

上方周波数帯域に対するフィルタの短絡面と所属の結合
素子との間の変換区間を、貫通チャネルで波を反射させ
る補償装置として非常に有効に利用できる。

この反射は結合素子と第２の導波管との構成によって生
ずる。

補償作用は非常に顕著に現われ、補償長をその都度λ／
２だけ変化した場合反復して現われる。

最良の広帯域作用はできるだけ短い長さで達成される。

フィルタＦ１ 、Ｆ２ 、Ｆ３ 、Ｆ４は低域フィルタ
、帯域消去フィルタまたは帯域フィルタとして構成でき
る。

同軸導体Ｌ１ 、ＬＺ 、Ｌ３ 、Ｌ４を用いる場合非
常に良質の同軸低域フィルタまたはラヂアル回路消去フ
ィルタが構成される。

これらのフィルタは寸法に応じて上方および下方周波数
帯域間で所望の選択ができる。

導体Ｌｌ 、ＬＺ 。Ｌ３．Ｌ４は２つずつ組になって
等しい電気的長さを介して、それぞれ１８０°−ハイブ
リッド装置Ｈ１、Ｈ２に統合接続されている。

そこで統合出力側Σ１．Σ２にそれぞれ偏波Ｐ１ 、Ｆ
２のエネルギーが生ずる。

差出力側△１．△２は吸収器に接続されている。

水平方向および垂直方向の偏波出力側を付加的に３ｄＢ
−結合器ＲＫ （第３図参照）に接続できる。

それによって分波装置の作動のために前記偏波出力側で
、右回転および左回転する円偏波信号ＲＺおよびＬＺを
取出しできる。

上方周波数範囲用の第３の導波管部分３は、水平および
垂直偏波Ｐ３とＦ４の分離のために偏分波器Ｐを有する
。

またこの帯域を円偏波で作動させる場合、第３の導波管
部分３と偏分波器Ｐとの間に（図示されてない）円偏波
器を挿入すべきである。

この場合偏分波器Ｐの２つの出力側は、右回転および左
回転する円偏波信号のためのゲートを構成している。

偏波器を用いる代りに偏分波器Ｐの２つの出力側を（図
示されてない）３ｄＢ−結合器に接続することによって
円偏波を発生できる（下方周波数帯域に相応して第３図
参照）。

２つの出力側の異った電気的長さは、接続における位相
補償によって補正できる。

補正ピンを第１または第２の導波管部分の角に対角線状
に、即ち導波管壁に対して４５°の角度で設けることが
できる。

それによってそれぞれ２つの周波数帯域のうちで１つの
周波数帯域だけを整合するように制御または補正するこ
とができる。

勿論この補正ピンを当該の導波管部分と複対称になるよ
うに所定の横断面に設けるべきである。

複対称でないと偏波結合と高次モードの阻止が行えない
ので複対称性が必要である。

２つの周波数帯域が共通に良好に整合されてないので４
５°−配置が必要である。

このようにして良好に整合されていない周波数帯域を、
良好に整合された周波数帯域とは無関係に補正すること
ができる。

第１図の装置は、上方周波数帯域が貫通導波管チャネル
に対応し、下方周波数帯域が出力結合波に対応している
。

また逆の場合も可能であり、その場合定在波は２重偏波
可能な第２の導波管部分の横断面変化によっては生じな
い。

その場合この第１の導波管部分に、上方周波数帯域に対
して２つの偏波に同様に作用する遮断装置を設け、遮断
装置で定在波が発生し、次に第１の実施例と同様にして
対にして設けられた結合装置を用いて電磁波を出力結合
するようにすべきである。

ここで導波管の出力結合は、その高域通過特性がすでに
本発明の実施例において実施した選択装置で現われるの
で有利である。

例えば本発明の分波装置は前述の複数の分波装置の縦続
接続によって容易に拡大することができる。

異った周波数帯域に対応する第１図の導波管部分を縦続
接続する場合、結合素子の長さによって２つの周波数帯
域を余り接近しないようにする問題が生ずる。

これによって決まる２つの周波数帯域の中心周波数ｆｍ
ｌとｆｍ２との間隔は略ｆｍ２＝１・５・ｆｍｌ で
ある。

この限界値は２つの隣接する周波数帯域の入力結合を、
第１の円錐形導波管部分１で第１に軸方向に、第２に半
径方向に 。

相互に４５°だけずらして配置した円形導波管を用いる
ことによって求められる。

相応する結合素子に１１ 、に１２ 、に１３ 、に１
４は下方周波数帯域に対応し、別の結合素子に２１．に
２２゜Ｋ２３．に２４は隣接する上方周波数帯域に対応
して配置されている。

第２の導波管部分２は円錐形導波管からシリンダ形導波
管への移行部として構成されており、別の周波数帯域ｆ
＞＞ ｆｍ ２の伝送のために用いられる。

周波数帯域ｆｍ２を遮断するラヂアル回路遮断装置Ｆｌ
ｌ、Ｆ１２゜Ｆｌ３ 、Ｆｌ４は出力結合装置Ｋｌ １
、に１２ 。

Ｋ１３ 、Ｋｌ ４に対応して配置されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の分波装置を示す路線図、第２図は本発
明の分波装置の下方周波数帯域に対する部分を切断して
示す縦断面図、第３図は本発明の分波装置の導波管部分
１と２の前および後置接続された回路網を示す路線図で
ある。 １．２．３・・・・・・導波管部分、Ｋ１ 、に２ 、
に３゜Ｋ４・・・・・・結合素子、Ｌｌ 、Ｌ２ 、Ｌ
３ 、Ｌ４・・・・・・導体、Ｆｌ 、Ｆ２ 、Ｆ３
、Ｆ４・・・・・・フィルタ、Ｈｌ 、Ｋ２・・・・・
・１８０°−ハイブリッド装置、Σ１．Σ２・・・・・
・統合出力側、△１．△２・・・・・・差出力側、ＲＫ
・・・・・・３ｄＢ−結合器、Ｐ・・・・・・偏分波器
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １２重に偏波された２つの周波数帯域が存在する第１の
   導波管部分と、前記第１の導波管部分に接続された移行
   部としての第２の導波管部分と、前記第２の導波管部分
   に接続された第３の導波管部分とから構成されかつそれ
   ぞれ異った周波数の２つの２重偏波周波数帯域を有する
   ２つの信号を分離する分波装置において、第２の導波管
   部分２は、第１の周波数帯域ｆ１が定在波を形成するよ
   うに構成された連続的な横断面変化または遮断構造を有
   し、第２の導波管部分はそれぞれ２つの偏波Ｐ１ 、Ｆ
   ２に対してそれぞれ隔壁内に対向して設けられた４つの
   結合装置Ｋｌ 、に２ 、に３ 。 Ｋ４を有し、４つの結合装置Ｋｌ 、に２ 、に３ 。 Ｋ４を、対応する４つの導体Ｌ１ 、Ｌ２ 、Ｌ３ 。 Ｌ４に接続し、前記導体を、第１の周波数帯域ｆ１を通
   過するための４つの選択装置Ｆ １ 、Ｆ ２ ｔＦ３
   、Ｆ４に接続し、選択装置の電気的に作用する反射面
   は第２の遮断される周波数帯域ｆ２を全反射するように
   作用し、かつ４つの選択装置Ｆ１゜Ｆ２ 、Ｆ３ 、Ｆ
   ４の出力側を、２つのハイブリッド回路Ｈ１、Ｈ２を介
   して相互に接続する際別個の出力側Σ１．Σ２に第１の
   周波数帯域のそれぞれ２つの偏波Ｐ１ 、Ｆ２を個々に
   伝送するようにし、また第３の導波管部分３は第２の周
   波数帯域ｆ２だげが存在し、前記第３の導波管部分に偏
   分波器Ｐを接続し、前記偏分波器の出力側Σ３゜Σ４に
   第２の周波数帯域ｆ２の２つの偏波Ｐ３゜Ｐ４４重を伝
   送するようにしたことを特徴とする分波装置。