JPS6094505A - 方向性結合器 - Google Patents

方向性結合器

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JPS6094505A
JPS6094505A JP20215983A JP20215983A JPS6094505A JP S6094505 A JPS6094505 A JP S6094505A JP 20215983 A JP20215983 A JP 20215983A JP 20215983 A JP20215983 A JP 20215983A JP S6094505 A JPS6094505 A JP S6094505A
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JP
Japan
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panel
waveguide
directional coupler
shape
waveguides
Prior art date
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Pending
Application number
JP20215983A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Shiraishi
彰 白石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS6094505A publication Critical patent/JPS6094505A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/181Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being hollow waveguides
    • H01P5/182Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being hollow waveguides the waveguides being arranged in parallel

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  • Optical Integrated Circuits (AREA)

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、マイクロ波やミリ波帯に2いて用いられる
ブランチガイド屋の方向性結合器に関するものである。
一般に、ブランチガイド方向性結合器は、主矩形導波管
と副矩形導波管との間を多段の分岐導波路を介して結合
させた簡単な構造ではあるが、電気的特性が所要の結合
係数を持った方向性のある結合器としてマイクロ波帯又
はミリ波帯において、広帯域で安定した結合特性を有し
ている0このためこれらの周波数帯の通信用アンテナの
給゛亀回路、とりわけ電力分配回路又は合成回路によく
使用されている。
第1図(a) 、 (b)は従来のブランチガイド方向
性結合器の斜視図およびその断面図である。図において
、1は主矩形導波L 2ii副矩形導波管、3は分岐導
波路、4はこの分岐導波路3の高さよりも大きい高さの
分岐導波路であり、ここでは−例として、分岐導波路3
.4が全体で5個存在する、いわゆる5段のブランチガ
イド方向性結合器を示している。
次にこの方向性結合器の動作原理について説明する。
主矩形導波管1の人力ポート11から励振される電磁波
娼、は、各々のE面結合分岐導波路で磁界結合し、副矩
形導波管2に導波され、導波された各々の電磁波は副矩
形導波管2の出力ポート13.14に向って伝播し、ベ
クトル和として電磁波B 1g及びB10が観測される
。この電磁波の出力振幅の大きさは、分岐導波路の段数
n1主・副矩形導波管の特性インピーダンスに対する分
岐導波路の各々の特性インピーダンス比ZOr1 分岐
導波路相互間の距離d及び長さtに依存する。この方向
性を満す条件は、出力ポート14には出力されず、副矩
形導波管2に導波された全ての電磁波が出力ポート13
で観測されることであり、次式を満たす必要がある。
1ル141=O・・・・・・・・・・・・・・・・・・
 (1)このことは、概ね距離d及び長さtを使用管内
波長の1/4に選定することが条件となる。
このような条件の下で所要の結合量を有した方向性結合
器を得るには、分岐導波路の段数n及び各々の特性イン
ピーダンス比zOrを設計決定することになる。この特
性インピーダンスZorは、分岐導波路の性質から、主
φ副矩形導波管の高さに対する分岐導波路の各々の高さ
の比hrに相当し、このhrが大きくなればなるほどl
 Lm Iが大きくなり、結合量0は高い値となる0伺
、結合量Cは次式で定義されるものである0 0 (dB) = 20 tag(l邪ts l/l 
1.、’l )・・・(2)以上のように、E面結合分
岐導波路の段数n1相互間の距離d及び長さt1高さの
比hrを所要の寸法、数値に選定することによって、所
要の結合量Cを有した方向性結合器が得られる0しかし
ながら、実際に給電回路に実装する場合には、往々にし
て所要の結合器Cを例えば小数点以下1桁の数値(単位
:dB)に規定する必要があり、そのため製作寸法精度
が高く要求される。
このような理由から、従来は主矩形導波管1、副矩形導
波管2及び分岐導波路3,4を一体とした方向性結合器
を電鋳加工法によりて製作する方法が多く採られている
。この電鋳加工法は、製造期間が長く必要であると共に
製作費用が高くなる欠点がある。また、全てが一体構造
化した加工法であるので、一度加工を行なうと各部の寸
法は全く変えられず、電気的な微調整とりわけ結合量C
の微調整ができないという欠点があり、さらに製造過程
に於ける寸法公差に起因する結合量Cのばらつきを取除
くことができず、例えば、ミリ波帯で使用する場合には
このばらつきが特に大きいという欠点がちる。
この:A′g4の目的は、これらの欠点を除去し、電鋳
加工法を用いrに、一部分側した数値制御切削加工法を
用いることのできる構造にし、かつ組立時に結合4’t
Oの置+ili整をfテなえる構造を有する方向性結合
器を提供することにある。
本発明の構成は、主導波管と、この導波・Uの広面壁に
周期的に設けられた多段の分岐導波路を介してE面結合
括れる副導波管とを備えた方向性結合器において、Ot
I記分岐尋波路に相当する多段の矩形導波路に周期的に
設けその断面形状を8字形とした第1のパネルと、この
第1のパネルと重ね合せて前記主導波管及び副導波管を
構成しかつ中央部に凸部又は凹部を設けた板状の第2の
パネルどにより構成され、前記凸部又は四部の大きさに
よって結什量の微調整ができるようKしたことを特徴と
する。
以下図面によυ本発明の詳細な説明する。
第2図(a)、 (b)はこの発明の一実施例の分解斜
視図およびその断面図である。図において、1〜4は第
1図と同じ構成のものであり、5は分岐導波路3.4に
相当する多段の分岐導波路f:間@dで周期的に加工し
た第1のパネル、6は第1のパネル5と組合せることに
よp主矩形導波管及び副矩形等波管に4目当する導波管
を構成できるよう加工しかつ中央部に階段状の凸部に加
工を施した第2のパネルである。
第1のパネル5は、その断面形状が8字形のもので、溝
部底面に所定の間隔dでn個の分岐導波路が設けられて
おり、各々の導波路の烏さ比11 h rである。この
加工は、従来の電鋳加工法をする必要はなく、8字形の
パネルに切削加工が可能で、数値制御により高精度かつ
短期間に行なえる。第2のパネル6は、第1のパネルと
重ね合せてハンダ等で接合される部分で、これら第1及
び第2のパネル5.6を接合[,7た状態では、方向性
結合器を構成する旧・副生形導波Gの中央部がくびれた
形状となっている。
この発明における動作は従来の方向性納会器と全く同じ
であり、従来と同等の電気特性のものを得られるが、本
発明によれば、第1パネルと第2パネルとに分けてこれ
らを重ね台ぜて接合する構造になっているので、各パネ
ルの切削加工が容易にできるばがりか、第2パネルの中
央部に加工される凸部の形状、とりわけその高さ奮加減
することにより、結合iYCの増減を微i、+J整でき
、希望通りの結合量0を有した方向性結合器を簡単に得
ることが出来る。また、従来の方向性結合器は、一体構
造で微調整ができ・)い構造であるため、゛電気的特性
不良の、場合再製作をする必要かあ、たが、この発明に
シいてtよ再製作の必要がなく、第2パネルの凸部の高
さを加戎rるの、会で調整可能となるO この発明における結合量Cは、従来のものの結合量に比
べて密結合となり高い値となる。これば、主副矩形導波
管の中央部、すなわち導波路近傍の導波管の高さが挟ま
り、等価的に各々の導波路の高さの比hrがわずかなが
ら増大し、結会し易くなった結果によるものである。こ
の結鋒量O(つ微調整量は主・副生形導波管の高さの狭
まυ具合により決定されるが、挟まりの量が大きくなる
と、人力ボートへの反射波が増大することにもなり最小
限度に止めるのがよい。なお、この第2パネル6の凸部
を階段状した理由はこのような反射波を抑制するために
174波長インピーダンス変換器を構成したためである
第3図(a)、 (b>iこの発明の第2の実施例の分
解斜視図およびその断面図である。図において、7は第
2図の第2のパネル6の中央部に階段状の凸部を凹部に
したものに相当する第2のパネルで、方向性結合器を構
成する主−副生形導波管の中央部が紡鍾状に広がった形
状となっている。この場合の結合Noは、従来のものの
結合量に比べて粗結合となり低い1直となる。これは、
主・副生形導波管の中央部、即ち導波路近伶の導波管の
高さが広がり、等価的に各々の71r″り路の高さの比
1+rがわずかながら減少し結合しにくくなった結果に
よるものである。この結合量Cの微調整量は、主・副生
形導波管の^さの広がり具B・により決定されるが、広
がりの貝が大きく/テると、人力ボートへの反射波が増
大することにもなり:宜小限r¥に止めるのが良い。こ
の第2パネル70四部を階段状にした理由13、(”−
の反射波を抑制する;うに1/4波長インピーダンスy
(換器f、構成したからである。
以上の説明でtよ、主・副導波管として矩形導波管を用
いた場合について、説明し友が、こ][に限定されるも
のではなく iE方方形波波管用いても同様の効果が期
待でI3る・)また、第2のパネルに凸部あるいは四l
1IL設りる場合にI74波長インピーダンス変換器を
構成する場合の説明をしたが、反射波が無視できるよう
な極〈1っずかの微調整ならば、例えば直線状テーパ都
を作ってもよく、その形状には限定されるものではない
以上説明したように、この発明によるブランチガイド方
同性結合器は、第1のパネルと第2のパネルを重ね合せ
接合する構造とすることにより、切削加工をa1能とす
るので、高精度な加工を短期間で行ない、工作費用を極
めて安価にすることができるばかりでなく、第2のパネ
ルの加工形状を選ぶことにより方向性結合量の微調整が
簡単にでき、所望の特性をもった方向性結合器が得られ
るという大きな利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) 、 (t))は従来の方向性結合器の斜
視図およびその断面図、第2図(a)、 (b)はこの
発明の第1の実施例の分解斜視図およびその断面図、第
3図(a) 、 (b)はこの発明の第2実施例の分解
斜視図およびその断面図である。図において 1・・・・・・主矩形導波管、2・・・・・・副生形導
波管、3゜4・・・・・・分岐導波路、5・・・・・・
第1のパネル、6,7・・・・・・第2のパネル、11
.12・・・・・・入力ポート、13.14・・・・・
・出力ボートである。 代理人 弁理士 内 原 晋 Z l 図rb) X 2 1:E、to) 鱈 2 図tb) グ、3 図(09 わ 3 図(b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 主導波管と、この主導波管の広面壁に周期的に設けられ
    た多段の分岐導波路を介してE面結合される副導波管と
    を備えた方向性結合器において、前記分岐導波路に相当
    する多段の矩形導波路を周期的に設けかつその横断面形
    状をH字形とした第1のパネルと、この第1のパネルと
    重ね仕せて前記主導波管及びAll導波管を構成しかつ
    中央部に凸部又は凹部を設けた板状の第2のパネルとに
    より構成され、前記凸部又は四部の大きさによって結合
    量の微調整ができる工うにしたことを特徴とする方向性
    結合器。
JP20215983A 1983-10-28 1983-10-28 方向性結合器 Pending JPS6094505A (ja)

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