JPS62202604A

JPS62202604A - 導波管型方向性結合器

Info

Publication number: JPS62202604A
Application number: JP4401486A
Authority: JP
Inventors: Toshio Saito; 斉藤　利生; Masakazu Kurono; 黒野　正和
Original assignee: SPC Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: SPC Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1986-03-03
Filing date: 1986-03-03
Publication date: 1987-09-07
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPH0760967B2

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】（産業上の利用分野）本発明は主導波管内の電磁波電力を分岐出力さＵる広帯
域な導波管型方向性結合器に関するものである。

（従来技術）従来の導波管型方向性結合器は、第６図乃至第８図に示
すように、方形の主導波管１と方形の副導波管２とがそ
の広面を互に向い合せて平行に配設され、これら画廊波
管１，２はその対向面の長手方向に沿って所定の間隔で
設けられた複数の方形の結合導波管３１〜３５により結
合され、各結合導波管３１〜３５はその広面が互いに向
い合う向ぎで設けられた構造になっていた。

このような方向性結合器においては、主導波管１のボー
１−　Ｉより入（ト）した電磁波の電力の一部又は全部
は結合導波管３１〜３５を経て副導波管２へ結合され、
ボート！■から出力され、結合しない電磁波は主導波管
１のボート■から出力される。

結合導波管３１〜３５の間隔β１．ぶ２及び狭面の幅ｂ
１〜ｂ３は、電磁波の所要周波数帯域にわたるインピー
ダンス整合や方向性の必要を考慮して決定され、且つ粘
合導波管３１〜３５の全体の合成結合間がボートＩＶへ
の所要の結合度を実現するように定められている。また
、結合導波管３１〜３５の艮ざＴは、主として結合度が
所要周波数帯域にわたって略等Ｑになるように定められ
ている。更に、結合導波管３１〜３５の広面の幅ａは、
主導波管１及び副導波管２の広面の幅より小さく、主導
波管１のボートエに入射した電磁波が２組の周波数帯域
にわたっていてそのうちの高い周波数帯域のもののみを
ボート■から出力したい場合に、低い周波数帯域の電磁
波に遮断効果を与える寸法に定められている。このとぎ
、結合導波管３１〜３５の長さＴは低い周波数帯域に対
し一定の遮断減衰量を与えるので、低い周波数帯域の電
磁波はＤｆ尋波管２へほとんど結合することなく、主導
波管１のボート■への出力となるようにすることができ
る。

以上の動作を行わせるにあたって、各結合導波管３１〜
３５の両端部には、主としてその狭面の寸法ｂ１〜ｂ３
に応じた浮遊リアクタンスが発生し、これらを補償する
ためには各結合導波管３１〜３５の長さＴを相違させる
必要がある。これを無視１れば、結合度が等量とみなさ
れる周波数帯域が狭くなって好ましくない場合が多い。

第９図は以上の問題点を避けることを考慮した従来の導
波管型方向性結合器の例を示したものである。この例で
は、方形の結合導波管３１〜３５の長さＴをその狭面の
幅ｂ１〜ｂ３にそれぞれ適した長さに近い寸法としてい
る。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このようにして浮遊リアクタンスを補償
したのでは、主導波管１のボート■へ通過させるべき低
い周波数帯域の電磁波にとって、主導波管１の狭面の幅
が変化するので、インピーダンス整合性が劣化したり、
狭帯域性になりがちとなり、且つ製作もしにくい問題点
があった。

本発明の目的は、高い周波数帯域に対する結合動作に広
帯域性を保ちつつ、高低の画周波数帯域に対しインピー
ダンス整合性の劣化が少なく、且つ製作容易な導波管型
方向性結合器を提供することにある。

（問題点を解決する為の手段）上記の目的を達成するための本発明の梠成を、実施例に
対応する第１図乃至第５図を参照して説明すると、本発
明は互いに平行する向ぎで配設された主導波管１及び副
導波管２がその対向面の長手方向に沿って所定の間隔で
設けられた方形結合導波管３＋、３２・・・により結合
され、前記各方形結合導波管３１．３２・・・はその広
面が互に向い合う向きで設けｂれている導波管型方向性
結合器において、前記各方形結合導波管３１．３２・・
・はその狭面の幅が狭いものほどその広面の幅が大きく
定められていることを特徴とするものである。

（作用、）このように各結合導波管３１〜３５の狭面の幅の小さい
ものほど、その広面の幅を大きくすると、総ての結合導
波管３１〜３５の長さを同一寸法にすることができ、高
い周波数帯域の広帯域結合特性を損うことが、なく、同
時に低い周波数帯域のインピーダンス整合性の劣化ら少
なくなる。

（実施例）以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

第１図乃至第３図は本発明の第１実施例を示したもので
ある。本実施例は、前述した第６図乃至第８図に示した
タイプの導波管型方向性結合器に本発明を適用した例を
示したもので、対応する部分に同一符号を付して示して
いる。即ち、結合導波管３１と３５はその狭面の幅をｂ
ｌとし、その結合導波管３２と３４はその狭面の幅をｂ
２とし、結合導波管３３はその狭面の幅をｂ３としてい
る。また、結合導波管３１と３２及び３４と３５とはそ
の間隔をＪ２＋とし、結合導波管３２と３３及び３３と
３４とはその間隔をβ２としている。更に、各結合導波
管３１〜３５はその長さを同じ長さＴにしている。かか
る状態で、特に本実施例では狭面の幅の最も小さい結合
導波管３１ど３５の広面の幅は最も広い幅ａ３とし、狭
面の幅が中間の結合導波管３２と３４の広面の幅は中間
の幅ａ２とし、また狭面の幅が最す広い結合導波管３３
の広面の幅は最も狭い幅ａ１としている。

なお、主導波管１及び副導波管２は同一断面方法である
必要はない。

一般に、実用の範囲では、長さＴの結合導波管３１〜３
５はその両端における浮遊リアクタンスの存在により、
長さＴより大きい等優良さＴｅの結合導波管として動作
し、且つ結合導波管の狭面の幅が大きいほどＴｅと王の
差が大きくなる。これより各結合導波管３１〜３５の狭
面の幅が相違しても所要の等優良ざＴｅが一定であると
ころから、第９図による従来例ではその狭面の幅が大き
い結合導波管はどその長さＴが小さいことがＰＩ！解さ
れる。

ここで、所要の等優良さＴｅが一定ということは、もと
は結合導波管の所要の電気角θが一定ということであっ
て、Ｔｅとθとの間には周知のように次の関係式が成立
する。

θ＝２πＴｅ／λｇ（ラジアン）・・・（１）但し、λ
ｑは結１合導波管の広面の幅をａ、電磁波の自由空間波
長をλとするとき、周知のようにλＱ−λ／［１−（λ
／　２　ａ　）　２］　Ｖｑ−（２）と表わされる管内
波長である。

このことは、逆に、長さＴが所要の電気角θを実現した
と考えれば結合導波管の管内波長がその両端部の浮遊リ
アクタンスの存在により平均的な等価管内波長λｇｅに
変化したとみなすことができるので、近似的に θ＝２πＴ／λｇｅ　　　　　・・・（３）λｇｅ−λ
／Ｍ−（λ／２ａ）２］”２・・・（４）と表ねりことができる。但し、式（４）においてａｏは
結合導波管の広面の平均的な等（重線である。

式（１）〜（４）より、結合導波管の狭面の幅が大きく
、従ってその等優良さＴｅが大ぎいほど広面の等値幅ａ
。が大きいことが判る。

本発明による第１図乃至第３図の実施例において、結合
導波管の狭面の幅が最も大きい中央の結合導波管３３に
つき、結合度及び遮断減衰量の所要状態に関して式（１
）、従って式（３）を成立させたとき、他の結合導波管
３１．３２，３４゜３５の電気角θもこれと同じに保つ
と同時に、長さＴも同じに保つことを条件とすれば、狭
面の幅が小さい各分岐導波管３１．３２．３４．３５の
等価管内波長は総て式（３）の中のλｑｅ１従って式（
４）と同じ値である必要がある。これには、総ての結合
導波管の広面の幅を一定（ｆｉａｔとしたのでは不可能
であるが、本発明によって狭面の幅が小さくても、それ
に応じて各結合導波管の広面の幅を中央の結合導波管３
３の広面の幅ａ１よりも大きくすれば、実質的に式（４
）のａ８と同じ値にすることができるので、各結合導波
管につき式（３）のθ及びＴを一定値に保つことができ
、高低の画周波数帯域のインピーダンス整合状態にほと
んど影響を与えずに高い周波数帯域を広帯域に結合させ
ることができる。なお、以上の説明から結合導波管が非
常に多数である場合に、隣り合う分岐導波管の狭面の幅
がほぼ等しいとみなされるものについては互に広面の幅
を等しくして差しつかえない場合があることは明らかで
ある。

また、以上述べた本発明による第１図乃至第３図の実施
例においては、主導波管１及び訓導波管２がいずれも方
形導波管であり、その′ｒｒｉｌ波伝送モードはＴＥ、
。モードであったが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、第４図及び第５図のような導波管の組合せでも
よい。これら第４図及び第５図では導波管１．２の一方
又は双方が円形導波管となっており、その伝送モードは
ＴＥ＋＋であり、その遮断周波数は結合導波管３１〜３
５のそれよりも充分低いものである。

（発明の効宋）以上説明したように本発明では各結合導波管の狭面の幅
の小ざいほどその広面の幅を大きくして各結合導波管の
両端の浮遊リアクタンスを補償しているので、総ての結
合導波管の長さを同一寸法とすることができ、高い周波
数帯域の広帯域結合度特性を１Ωうことがなく、同時に
低い周波数帯域のインピーダンス整合性の老化も少なく
することができ且つ製作も容易となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示したもので、
第１図は第２図のＹ−Ｙ線断面図、第２図はｗｉ断断面
面図第３図は第２図のｘ−ｘＩ９１ｇｉ面図、第４図及
び第５図は本発明の他の２種の実施例の横断面図、第６
図乃至第８図は従来の方向性結合器の一例を示したもの
で、第６図は縦断平面図、第７図は第６図のｐ−ｐｍ断
面図、第８図は第６図のＱ−Ｑ線断面図、第９図は従来
の方向性結合器の他の例のＩＩ断断面面図ある。１・・・主導波管、２・・・副専波管、３１〜３５・・
・結合導波管。第３図　　Ｍ２図

Claims

【特許請求の範囲】

　互いに平行する向きで配設された主導波置及び副導波
管がその対向面の長手方向に沿って所定の間隔で設けら
れた方形結合導波管により結合され、前記各方形結合導
波管はその広面が互に向い合う向きで設けられている導
波管型方向性結合器において、前記各方形結合導波管は
その狭面の幅が狭いものほどその広面の幅が大きく定め
られていることを特徴とする導波管型方向性結合器。