JPS60187103A - 導波管形可変電力分配器 - 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】 この発明は、マイクロ波およびミリ波の電力を電気的に
可変分配する導波管形可変電力分配器に関するものであ
る。

従来、仁の棟の導波管形可変電力分配器としてはマジッ
クＴのような１８０度ハイブリッド結合器とショートス
ロット方向性結合器のような９０度ハイブリッド結合器
の間に導波管形可変移相器をそう人して構成しだ導波管
形可変電力分配器、あるいはファラデー旋波子と偏分波
器を組合せて構成した導波管形可変電力分配器などが知
られている。

この種の導波管形可変電力分配器は、たとえば衛星通信
システムの多様化、高度化を目ざして検討されているマ
ルチホーンを用いたアンテナの電子的ビーム形成装置な
どに数多く使用されることが多く、特に小形、軽量、廉
価なことが望まれている。

しかし、従来の導波管形可変電力分配器ではパイグリッ
ド結合器２個と導波管形可変移相器２個を導波管管軸方
向に縦続配置して組合せて構成しているだめに、又はフ
ァラデー旋波子と偏分波器を同じく縦続配置して構成し
ているだめに部品数が多く、構成が複雑で、かつ大きく
なり、上記の電子的ビーム形成装置などに使用するには
小形。

軽量、廉価な観点から充分満足すべきものではなかった
。

この発明は、上記の欠点を解消するだめになされたもの
で、方向性結合器部に可変移相器を装荷すΣことにより
、従来の導波管形可変電力分配器に比較して小形、軽量
、廉価に極めて有利な導波管形可変電力分配器を提供す
るものである。

第１図は従来の方向性結合器を示す図である。

第１図において、（１）は方形導波管、（２）は共通壁
。

（３）はスロットである。スロット（３）は方形導波管
（１）の広い面の共通壁（２）に広い面の両端に対称に
管軸方向に長袖をもつ等しい大きさで設けられている。

通常スロット（３）の両端には反射特性をよくするため
に、共通壁（２１の厚さおよびスロット（３）の幅にテ
ーパをつけているが、第１図では省略して示しである。

第２図（ａ）、　（ｂ）は、従来の方向性結合器の動作
を説明するだめの図で、第１図のスロット（３）を設け
た結合器部における横方向電界分布を示す図である。

この方向性結合器の動作を説明する。

第１図の端子Ａより方形導波管の基本モードＴＥ１ｏ　
波を入射する。スロッ）　ｉａ＋を設けた結合器部では
第２図（ａ）に示す方形導波管の基本モードＴＥ１ｏ波
に相当する横方向の電界分布（以下、イーブンモードと
称す）と第２図（ｂ）に示す方形同軸線路のＴＥＭ波に
相当する横方向の【界分布（以下、オツドモードと称す
）が存在する。

第２図（ａ）に示すイーブンモードの管内波長をλｇと
し２第２図（ｂ）に示すオツドモードの管内波長をλと
する。又、スロット（３）の管軸方向の長さをｌとする
。

第２図（ａ）と第２図（ｂ）がらゎがるように入射端子
Ａでは２つのモードが同振幅、同位相で励振されること
を示し、端子Ｂでは逆位相となるので相へ、されて端子
Ｂに出力する電力は少ない。端子Ｃ２Ｄには２つのモー
ドの位相速度が異なるので相互に干渉をおこす。したが
って、端子Ａより入射すると端子Ｃ，Ｄにはそれぞれ を分配して取出すことができる。したがって、スロット
（３）の管軸方向の長さｌとスロット（３）の幅を任意
に設定することにより、２つのモードの位相速度差から
所望の電力を分配できる方向性結合器として動作する。

第３図は、この発明の一実施例を示す図であり。

第３図（ａ）には一部切欠き斜視図、第３図（ｂ）はＥ
−Ｅ断面図である。

第３図（ａ）において（４）は方向性結合器で、第１図
に示す構造を有している。（５）はトロイン形状フェリ
磁性体、（６）は整合誘電体、（７）は導線でトロイド
形状フェリ磁性体（５）の孔（８）中に配置されておシ
。

導線（７）は方形導波管（１）の広い面と平行に方形導
波管（１）の外部に取り出している。トロイド形状フエ
−−− り磁性体（５）と整合用誘電体（６）は方向性結合器（
４）の方形導波管（１）の広い面の中心部軸方向にスロ
ット（３）の管軸方向の長さと同じ程度の長さで構成、
されて配置した構造となっている。

なお、第３図においてスロット（３）の両端における共
通壁（２）の厚さおよびスロット（３）の幅にテーパを
つけるのが通常であるが省略して示しである。

次に、この発明による導波管形可変電力分配器の動作を
説明する。

前記したように端子Ａよシの入射波はスロット（３）を
設けた位置における結合器部で、第２図（ａ）。

（ｂ）に示すイーブンモードおよびオツドモードに変換
される。

このうちイーブンモードについては、方形導波管のＴＥ
０１波に相当する横方向電界分布であるので、従来の周
知である導波管形移相器の動作をする。

すなわち、導線（７）に電流を印加すると、トロイド形
状フェリ磁性体（５）は磁化され磁化の強さに応じた円
偏波・透磁率を示す。また、電流の流す方向を切換える
ことで二つの異なった円偏波透磁率を示す。したがって
、導線（７）に流す電流を変えることにより磁化の強さ
が変り、又流す電流の方向を変えることで磁化の方向が
変り、トロイド形状７エリ磁性体（５）を通る電波の位
相を可変できる。　゛一方、オツドモードについては、
方形同軸線路ＯＴＥＭ波に相当の横方向電界分布である
ので。

管軸方向の電界および磁界成分が存在しない。このため
、トロイド形状フェリ磁性体（５）を磁化しても円偏波
の磁界が作用しないので、トロイド形状フェリ磁性体（
５）を通るオツドモードの位相速度の変化は非常に少な
い。

したがって、方向性結合器（４）の結合部におけるイー
ブンモードおよびオツドモードはトロイド形状フェリ磁
性体（５）の残留磁化により決まる位相速度で結合部内
を伝搬し、前記のようにイーブンモードとオツドモード
の位相速度は導線（７）に流す電流に応じて変化する割
合が異なり、結合部の出力端におけるイーブンモードと
オツドモードの位相定数差を制御できるので端子Ｃと端
子りに電力を可変して分配する動作を行うことができ、
従来の導波管形電力分配器に比較して構成−が簡単にな
り小形、軽量、廉価な導波管形可変電力分配器を得るこ
とができる。

なお２以上はトロイド形状フェリ磁性体（５）と整合用
誘電体（６）をスロット（３）の管軸方向の長さと同じ
程度の長さで構成された場合について説明したが、この
発明はこれに限らず、結合部の出力端におけるイーブン
モードをオツドモードの位相定数差によシ導波管形可変
電力分配器の動作を行うことができるので、この位相定
数差が最大１８０度又はその整数倍になるようにスロッ
ト（３）の幅、長さまたはトロイド形状フェリ磁性体（
５）の各部寸法などを決めることにより実現できるので
、トロイド形状フェリ磁性体（５）の長さに限定される
ものではない。又、同様に位相定数差を制御する°ため
の残留磁化方向についても限定されるものではない。

なお、・以上は電力を分配するものとして説明したが、
この発明はこれに限らず、電力を合成するものとしても
よい。

以上のように、この発明に係る導波管形可変電力分配器
では、２つの方形導波管（１）を広い面を共通壁（２）
としだ方向性結合器（４）の結合部の導波管にトロイド
形状フェリ磁性体（５）を装荷して構成し。

その中空部の中心軸近傍に貫通した導線（７）に所侠の
電流を流すことにより、電力分配比を可変することがで
きるので、構成が簡単で小形、軽量、廉価な導波管形可
変電力分配器を実現でき、極めて実用的である。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来の方向性結合器を示す図、第２図（ａ）、
　（ｂ）は従来の方向性結合器の動作を説明するだめの
図、第３図はこの発明の一実施例を示す図であり、第３
図（ａ）は一部切欠き斜視図、第３図（ｂ）は第３図（
ａ）のＥ−Ｅ断面図である。 図中、（１）は方形導波管、（２）は共通壁、（３）は
スロツ）、（４１は方向性結合器、（５）はトロイド形
状フェリ磁性体、（６）は整合用誘電体、　１７）は導
線、（８）は孔である。 なお２図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付し
て示しである。 一−°　乙 代理人人岩増雄 第１図 第２図 、（α）〔ｂ〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２つの方形導波管の広い面を共通壁として用い。 かつ管軸方向に長軸をもつ大きさの等しい２つのスロッ
   トを上記共通壁の両端に対称に設けて方向性結合器を構
   成すると共に、上記方向性結合器を構成する２つの導波
   管の中心部軸方向に２対のトロイド形状フェリ磁性体を
   配置し、さらに上記トロイド形状フェリ磁性体の中心部
   軸方向に導線を通し、上記導線に電、流を供給するよう
   に構成したことを特徴とする導波管形可変電力分配器。