JPS6148203A - Microwave power distributor - Google Patents
Microwave power distributorInfo
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- JPS6148203A JPS6148203A JP17023284A JP17023284A JPS6148203A JP S6148203 A JPS6148203 A JP S6148203A JP 17023284 A JP17023284 A JP 17023284A JP 17023284 A JP17023284 A JP 17023284A JP S6148203 A JPS6148203 A JP S6148203A
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- Japan
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- waveguide
- microwave power
- power divider
- mode
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/04—Coupling devices of the waveguide type with variable factor of coupling
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明はセンチメートル波、ミリメートル波帯におけ
るマイクロ波電力を分配するマイクロ波電力分配器に関
し、特にファラデー旋波子を用いて電磁波の偏波面を回
転することによって分配比を調整する電力分配器に関す
るものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a microwave power divider that distributes microwave power in the centimeter wave and millimeter wave bands, and in particular rotates the plane of polarization of electromagnetic waves using a Faraday rotator. This invention relates to a power divider that adjusts the distribution ratio by
第１図は従来のファラデー旋波子形のマイクロ波電力分
配器あ構造を示す斜視図であ□・て、′図′において、
記号Ａで示す端子から入力されるマイクロ波電力は、記
号Ｂ、Ｃで示す各端子へ分配されて出力される。第１図
におい−［、（１１はファラデー旋波子、（２）は偏分
波器、（３）は円形導波管、（４）は棒状フェリ磁性体
、（５）は整合用誘電体、（６）は支持用誘電体、（７
）は励磁用コイル、（８）は不要モード吸収用の抵抗板
、（９）は結合孔、（１０は反射板、α９は丸角変換器
である。ファラデー旋波子（１）は円形導波管（３）、
棒状フェリ磁性体（４）、整合用誘電体（５）、支持用
誘電体（６）、及び励磁用コイル（７）によυ構成され
、。Figure 1 is a perspective view showing the structure of a conventional Faraday spiral waveform microwave power divider.
Microwave power input from the terminal indicated by symbol A is distributed to each terminal indicated by symbols B and C and output. In Figure 1 - [, (11 is a Faraday rotator, (2) is a polarization splitter, (3) is a circular waveguide, (4) is a rod-shaped ferrimagnetic material, (5) is a matching dielectric, (6) is a supporting dielectric, (7
) is an excitation coil, (8) is a resistor plate for absorbing unnecessary modes, (9) is a coupling hole, (10 is a reflection plate, and α9 is a round angle converter. The Faraday rotator (1) is a circular waveguide. tube (3),
It is composed of a rod-shaped ferrimagnetic material (4), a matching dielectric material (5), a supporting dielectric material (6), and an excitation coil (7).
偏分波器（２）は円形導波管（３）、結合孔（９）、反
射板（１０。The polarization splitter (2) consists of a circular waveguide (3), a coupling hole (9), and a reflection plate (10).
丸角変換器α力により構成される。The round angle converter is constructed by α force.
説明の便宜のだめに電磁波の進行方向を２軸とするｘ−
ｙ−ｚ直角座標を想定し、端子ＡからＸ２面に偏波面を
持つＴＥＩＩモードの直線偏波が入射すると、この偏波
面は、ファラデー旋波子＋１１通過時に、励磁用コイル
（７）によ）発生した磁界の強さに応じて回転される。For convenience of explanation, x-
Assuming y-z orthogonal coordinates, when a TEII mode linearly polarized wave with a polarization plane in the It rotates depending on the strength of the generated magnetic field.
この偏波面の回転角度を２軸に向ってｘｚ面より左にθ
とすると、結合孔（９）−を通過し端子Ｂに取出される
電力と、丸角変換器α力を通過し端子Ｃに取出される電
力この電力比は５ｉｎ２（′！−−〇）：ｃｏｓ２（ニ
ー〇）となる。したかって、励磁用コイル（７）の電流
を調整してθを変化することによシ端子Ｂと端子Ｃに分
配して取出す電力比を制御することができる。The rotation angle of this plane of polarization is θ to the left of the xz plane toward the two axes.
Then, the power ratio between the power that passes through the coupling hole (9) and is taken out to terminal B, and the power that passes through the round corner converter α and is taken out to terminal C is 5in2 ('! --〇): It becomes cos2 (knee 〇). Therefore, by adjusting the current of the excitation coil (7) and changing θ, it is possible to control the ratio of electric power distributed and extracted between the terminals B and C.
第２図はファラデー旋波子（１）に存在できる電磁波の
モードを示す図で、第１図と同一符号は同一部分を示し
、図中の実線は電界、点線は磁界を表す。第２図（ａ）
は第１次のモード、第２図（ｂ）は第２次のモード、第
２図（ｃ）は第３次のモード、第２図（ｄ）は第４次の
モードをそれぞれ示している。第１′図に示すファラデ
ー旋波子（１）において伝送すべきモードは第２図（ｂ
）に示す第２次のモードである。FIG. 2 is a diagram showing the modes of electromagnetic waves that can exist in the Faraday rotation wave element (1). The same symbols as in FIG. 1 indicate the same parts, and the solid lines in the figure represent the electric field and the dotted lines represent the magnetic field. Figure 2(a)
shows the first-order mode, FIG. 2(b) shows the second-order mode, FIG. 2(c) shows the third-order mode, and FIG. 2(d) shows the fourth-order mode. . The mode to be transmitted in the Faraday rotary wave element (1) shown in Fig. 1' is shown in Fig. 2 (b
) is the second mode shown in FIG.
゛ フェリ磁性体（４）の外径ａと円形導波管（３）の
内径すこの比ｂ ／ ａを４．３３ にした場合、第
１次、第２次、第３次、第４次の各モードのしゃ断層波
数を’ｃｌ’ ＋ ｆｅ２ ＋ ’ｃ３ ＋ ｆｃ４と
すれば、ｆｃｌ ／ ’ｃ２＝ ０．６８ 、 ｆｃ３
／ ｆｃ２ ＝ ｆｃ４／ ｆｏ２＝ １．５２であ
る。゛ When the ratio b/a between the outer diameter a of the ferrimagnetic material (4) and the inner diameter of the circular waveguide (3) is 4.33, the first, second, third, and fourth order If the cutoff layer wave number of each mode is 'cl' + fe2 + 'c3 + fc4, then fcl / 'c2 = 0.68, fc3
/ fc2 = fc4/ fo2 = 1.52.
ｆ、ｃｌ ＜ ｊｃ！であるからし中断周波数の関係で
第１次のモードを減衰させて第２次のモードを伝送する
ことはできない。従って、抵抗板（８）を設は軸対称な
電磁界分布を持つ第１次のモードを吸収することによっ
て、第１次のモードを減衰させて第２のモードを伝送し
ている。第２次、第３次、第４次の各モードでは抵抗板
（８）に平行な電界成分は存在しないから抵抗板（８）
によっては減衰しない。f, cl < jc! Therefore, it is not possible to attenuate the first mode and transmit the second mode due to the interruption frequency. Therefore, the resistor plate (8) is provided to absorb the first mode having an axially symmetrical electromagnetic field distribution, thereby attenuating the first mode and transmitting the second mode. In the second, third, and fourth modes, there is no electric field component parallel to the resistor plate (8), so the resistor plate (8)
It does not attenuate depending on the situation.
第３次、第４次の各モードを減衰させるのはしゃ断層波
数の関係だけである。第２次ｉのモードは通過するが、
第３次のモード、第４次９モードはしゃ断される周波数
帯域内
の帯域の中心周波数はＨ（ｆ 十ｆ ’）であるから、
第１図に示−すマイクロ波電力分配器が動作できる周波
数範囲を比帯域幅で表すと２（ｆ −ｆ ）／ （ｆｃ
３＋ ｆｃ２ ）’ Ｘ １００ ＝ ４１．５ｑＬと
なる。The only thing that attenuates the 3rd and 4th order modes is the relationship between the shear fault wave numbers. The second i mode passes, but
Since the center frequency of the 3rd mode and the 4th 9th mode is H(f + f') within the frequency band to be cut off,
The frequency range in which the microwave power divider shown in Fig. 1 can operate is expressed as a fractional bandwidth of 2(f - f )/(fc
3+fc2)'X100=41.5qL.
ところで、マイクロ波電力分配器の電力分配比が広帯域
にわたり一定となるようにするためには、周波数変化の
パーセントができるだけ小さくなるような周波数を用い
ることが望まれる。このためには、上記の（’ｃ３−
’ｃ２ ）の周波数帯域内で、なるべく高い周波数、す
なわちｆｅ３に近い周波数がマイクロ波電力分配器の動
作周波数となるように設計しなければならないが、第１
図に示す従来のマイクロ波電力分配器では動作できる比
帯域幅が不充分であるという欠点があった。By the way, in order to make the power distribution ratio of the microwave power divider constant over a wide band, it is desirable to use a frequency that makes the percentage of frequency change as small as possible. For this, use the above ('c3-
The microwave power divider must be designed so that its operating frequency is as high as possible within the frequency band 'c2), that is, a frequency close to fe3.
The conventional microwave power divider shown in the figure has a disadvantage in that the operable fractional bandwidth is insufficient.
〔発明の概要〕 ・
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、この発明では、ファラデー旋波子
を構成する導波管として、横断面形状が十字形となる導
波管を採用し、第１次のモードを通過させ、第３次以上
のモードはしゃ断層波数の関係でし中断し、第２次のモ
ードは抵抗板による吸収によって減衰させることによっ
て比帯域幅を増大した。[Summary of the invention] - This invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and in this invention, the cross-sectional shape of the waveguide forming the Faraday rotary waveform is cross-shaped. Using a waveguide, the first mode is passed through, the third and higher modes are interrupted due to the wave number of the cutoff layer, and the second mode is attenuated by absorption by a resistor plate, thereby reducing the frequency band. Increased width.
以下この発明の実施例を図面について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第３図はこの発明の一実施例を示す斜視図であって、第
１図と同一符号は同−又は相当部分を示し、（２）はこ
の発明のファラデー旋波子、０３は十字形横断面導波管
である。また、不要モード吸収用抵抗板（８）は導波管
α１の入力側の上下の溝内にｙｚ平面に平行に配置され
る。FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. It is a waveguide. Further, the unnecessary mode absorbing resistor plate (8) is arranged parallel to the yz plane in the upper and lower grooves on the input side of the waveguide α1.
第４図はファラデー旋波子（至）に存在できる電磁波の
モードを示す図で、第３図と同一符号は同一部分を示し
、図中の実線は電界、点線は磁界を表す。第４図（ａ）
は第１次のモード、第４図（ｂ）は第２次のモード、第
４図（ｃ）は第３次のモード、第４図（ｄ）は第４灰の
モードをそれぞれ示している。第３図に示すマイクロ波
電力分配器により伝送させたいモードは第１次のモード
である。FIG. 4 is a diagram showing the modes of electromagnetic waves that can exist in a Faraday rotary wave element. The same symbols as in FIG. 3 indicate the same parts, and the solid line in the figure represents the electric field and the dotted line represents the magnetic field. Figure 4(a)
shows the first mode, FIG. 4(b) shows the second mode, FIG. 4(c) shows the third mode, and FIG. 4(d) shows the fourth gray mode. . The mode desired to be transmitted by the microwave power divider shown in FIG. 3 is the first mode.
１例として、フェリ磁性体（４）の外径ａと十字横断面
形状導波管α１の横幅Ｃの比ｃ ／ ａを４．３３ に
した場合、第１次、第２次、第３次、第４次の各モード
のしゃ断周波数をｆｏｏ、 。２．ｅ３ ｃ４と
すれば、ｆｏ２ ／ ｆｅｌ ”’ １−２８ ＊ ｆ
ｃ３ ／ ｆｃｌ ＝＝ １’８７ ＋ｆｅ４ ／ ｆ
ｃｌ ＝２．ｉａ である。ｆｃ２／ｆｃｍの値は大
きくないけれども、第４図（ｂ）に示す第２次のモード
の電界成分が、第３図に示す抵抗板（８）に平行になす
この抵抗板（８）による吸収のために第２次のモードを
減衰させることができるので、第２次のモードに対して
はしゃ断周波数による減衰を考慮しなくてよい。As an example, when the ratio c/a of the outer diameter a of the ferrimagnetic material (4) and the width C of the cross-sectional waveguide α1 is set to 4.33, the first, second, and third order , foo, the cutoff frequency of each fourth mode. 2. If e3 c4, fo2 / fel "' 1-28 * f
c3 / fcl == 1'87 +fe4 / f
cl=2. It is ia. Although the value of fc2/fcm is not large, the electric field component of the second mode shown in Fig. 4(b) is absorbed by this resistance plate (8) parallel to the resistance plate (8) shown in Fig. 3. Therefore, the second-order mode can be attenuated, so there is no need to consider attenuation due to the cutoff frequency for the second-order mode.
従って、第３図に示すマイクロ波電力分配器において、
第１次のモードを伝送するとき、使用できる周波数帯域
はｆｃ３ ’−ｆｃｌであシ、この帯域の中心周波数は
％（ｆｃ３ ” ｆｃｌ ）であるから、その比帯域幅
は２ （ｆｏ３− ｆｃｍ） ／ （ｆｏａ ” ’ａ
□） ×１００ ＝ ６０．６優になる。Therefore, in the microwave power divider shown in FIG.
When transmitting the first mode, the frequency band that can be used is fc3'-fcl, and the center frequency of this band is %(fc3''fcl), so its fractional bandwidth is 2 (fo3-fcm). / (foa ” 'a
□) ×100 = 60.6 Yu.
これは従来のものの比帯域幅４１．鏝より大きく、マイ
クロ波電力分配器としての広帯域化が達成できたことに
々る。This is a fractional bandwidth of 41. This is because it is larger than a trowel and can be used as a microwave power divider over a wide range of frequencies.
第５図はこの発明の他の実施例を示す斜視図であって、
第３図と同一符号は同−又は相当部分を示し、Ｑ４は偏
分波器（２）を構成するために用いられるプローブであ
る。FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment of the invention,
The same reference numerals as in FIG. 3 indicate the same or equivalent parts, and Q4 is a probe used to configure the polarization splitter (2).
第５図においても、ファラデー旋波子（ハ）の出力点ま
での動作は第３図の場合と同様であって、２個のプロー
ブ０４によって結合孔（９）、反射板（１１、丸角変換
器０１）と同様々偏分波効果を得たものである。In FIG. 5, the operation up to the output point of the Faraday rotator (c) is the same as in the case of FIG. Similar to device 01), this device obtains the polarization effect.
以上のようにこの発明によれば、ファラデー旋波子を用
いて電磁波の偏波面を回転することによって分配比を調
整する形の電力分配器のファラデー旋波子を構成する導
波管として十字形状横断面を有する導波管を用いること
にょシ、電力分配特性の広帯域化を達成することができ
る。As described above, according to the present invention, a waveguide having a cross-shaped cross section is used as a waveguide constituting a Faraday rotator of a power divider that adjusts the distribution ratio by rotating the plane of polarization of electromagnetic waves using a Faraday rotator. By using a waveguide having the following characteristics, it is possible to achieve a wide band of power distribution characteristics.
第１図は従来のファラデー旋波子形マイクロ波電力分配
器の構造を示す斜視図、第２図は第１図のファラデー旋
波子に存在できる電磁波のモードを示す図、第３図はこ
の発明の一実施例を示す斜視図、第４図は第３図のファ
ラデー旋波子に存在できる電磁波のモードを示す図、第
５図はこの発明の他の実施例を示す斜視図である。
（２）・・・偏分波器、（３）・・・円形導波管、（４
）・・・フェリ磁性体、（７）・・・励磁用コイル、（
８）・・・抵抗板、（９）・・・結合孔、（１０・・・
反射板、α℃・・・丸角変換器、（１２・・・ファラデ
ー旋波子、（１３・・・十字形横断面導波管、α４・・
・プローブ。
尚、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a conventional Faraday rotating wave element type microwave power divider, FIG. 2 is a diagram showing the modes of electromagnetic waves that can exist in the Faraday rotating wave element of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a perspective view showing an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing modes of electromagnetic waves that can exist in the Faraday rotator of FIG. 3, and FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment of the present invention. (2)...Polarization splitter, (3)...Circular waveguide, (4
)... Ferrimagnetic material, (7)... Excitation coil, (
8)...Resistance plate, (9)...Joining hole, (10...
Reflector, α℃...Round angle converter, (12...Faraday rotation waveguide, (13...Cross-shaped cross section waveguide, α4...
·probe. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.
Claims (3)
せ、この偏波面が回転した電磁波の互に直交する２つの
偏波成分を偏分波器により分離して取出すよう構成した
マイクロ波電力分配器において、ファラデー旋波子は、
十字形横断面形状を有する導波管と、この導波管の管軸
にその軸が一致するように配置された棒状のフェリ磁性
体と、この棒状のフェリ磁性体を上記管軸方向に磁化す
るため上記導波管の外側に配置される励磁用コイルと、
上記導波管内を伝播することができる第２次のモードの
電磁波の電界に対し平行な方向に上記導波管内に、上記
第２次のモードの電磁波を吸収するために、設けられる
抵抗板とを備えたことを特徴とするマイクロ波電力分配
器。(1) A microwave power divider configured to rotate the polarization plane of electromagnetic waves using a Faraday rotator, and separate and extract two mutually orthogonal polarization components of the electromagnetic waves with the rotated polarization plane using a polarization splitter. In , the Faraday rotation wave child is
A waveguide having a cruciform cross-sectional shape, a rod-shaped ferrimagnetic material arranged so that its axis coincides with the tube axis of the waveguide, and this rod-shaped ferrimagnetic material magnetized in the direction of the tube axis. In order to do so, an excitation coil placed outside the waveguide,
a resistance plate provided within the waveguide in a direction parallel to the electric field of the second-order mode electromagnetic wave that can propagate within the waveguide, for absorbing the second-order mode electromagnetic wave; A microwave power divider characterized by comprising:
状を有する導波管を囲繞するように構成された円形導波
管に第１の矩形導波管を結合する結合孔と、上記円形導
波管に第２の矩形導波管を接続する丸角変換器と、この
丸角変換器内に設けられる反射板とを備えたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波電力分配
器。(2) the polarization splitter includes a coupling hole that couples the first rectangular waveguide to a circular waveguide configured to surround a waveguide having a cruciform cross-sectional shape of a Faraday rotator; Claim 1, characterized in that it comprises a round corner converter connecting a second rectangular waveguide to the circular waveguide, and a reflection plate provided within the round corner converter. microwave power divider.
状を有する導波管を囲繞するように構成された円形導波
管に対し、第１の矩形導波管を結合する第１のプローブ
と、第２の矩形導波管を結合する第２のプローブとを備
えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマイ
クロ波電力分配器。(3) The polarization splitter includes a first rectangular waveguide that couples a first rectangular waveguide to a circular waveguide that is configured to surround a waveguide having a cruciform cross-sectional shape of a Faraday rotation waveform. 2. The microwave power divider according to claim 1, further comprising a second probe that couples a second rectangular waveguide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17023284A JPS6148203A (en) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | Microwave power distributor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17023284A JPS6148203A (en) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | Microwave power distributor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6148203A true JPS6148203A (en) | 1986-03-08 |
Family
ID=15901113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17023284A Pending JPS6148203A (en) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | Microwave power distributor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6148203A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6339206A (en) * | 1986-08-05 | 1988-02-19 | Nec Corp | Primary radiator shared with two frequencies |
| JPS6333206U (en) * | 1986-08-21 | 1988-03-03 | ||
| JPH02166801A (en) * | 1988-12-20 | 1990-06-27 | Mitsubishi Electric Corp | Ferrite for faraday rotator |
| JPH0386717U (en) * | 1989-12-22 | 1991-09-03 |
-
1984
- 1984-08-15 JP JP17023284A patent/JPS6148203A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6339206A (en) * | 1986-08-05 | 1988-02-19 | Nec Corp | Primary radiator shared with two frequencies |
| JPS6333206U (en) * | 1986-08-21 | 1988-03-03 | ||
| JPH02166801A (en) * | 1988-12-20 | 1990-06-27 | Mitsubishi Electric Corp | Ferrite for faraday rotator |
| JPH0386717U (en) * | 1989-12-22 | 1991-09-03 |
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