JPS6362921B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、一方の帯域Ｂ１の周波数が他方の
帯域Ｂ２の周波数より低い少なくとも２つの周波
数帯域Ｂ１とＢ２を多重化する多重化デバイス
（multiplexing device）に関し、この多重化デバ
イスは、アンテナ入力端部またはアンテナに結合
される導入端部と、帯域Ｂ１とＢ２を通過させる
共通ガイド（guide；導波管）を持つ第１偏波デ
ユプレクサ（duplexer）と、他方の帯域Ｂ２用
の第２偏波デユプレクサを含む。

この発明は、より具体的には、上述した多重化
デバイスで構成される２帯域のマルチプレクサ
（multiplexer）に関する。またこの発明は、２つ
以上の周波数帯域を多重化するための、この発明
による多重化デバイスを有するマルチプレクサに
関する。

（背景技術） マルチプレクサは、同一のアンテナ上のいくつ
かの周波数帯域を多重化するもので、地上および
空間内の無線における要求の応ずるものとしてか
なり長期間に亘り使用されている。これらのマル
チプレクサは、２帯域形、３帯域形およびそれ以
上の帯域形がある。電波の偏波は平面または円で
ある。

これら公知のマルチプレクサに共通する特徴
は、機械的構造が複雑であるため、コストが高い
ことである。デユプレクサについても、最も低い
帯域用のものは一般に比較的構造が簡単である
が、他の帯域用のデユプレクサは複雑である。こ
れらのデユプレクサは例えば、直列の全体結合を
有しかつ当該帯域において伝送しようとする電波
の２つの偏波にそれぞれ関連する双方向の結合器
を必要とし、あるいはそれらのデユプレクサは、
共通ガイドの周りに互いに90゜で配分された４つ
の結合ホールとして、１対のガイドが対向する２
つの結合ホールに致達しかつ相互に接合されて２
つの偏波のうちの１つに関連する入力端部を形成
するような、２対のガイドで形成される対称的な
構造を必要とする。これら公知のデユプレクサ
は、種々の帯域の入力ガイドに高価なフイルタを
使用するため、同様に高価である。

（発明の開示） この発明は、従来と同一レベルの技術的性能を
確保しながら、特に上述した欠点を減少させるこ
とにある。この目的は、個々には公知の手段を使
用しながら構造を簡単にすることにより達成され
る。

この発明の複数の周波数帯域の多重化デバイス
の特徴は、一方の帯域Ｂ１の周波数が他方の帯域
Ｂ２の周波数より低い少なくとも２つの周波数帯
域Ｂ１とＢ２を多重化する複数の周波数帯域の多
重化デバイスにおいて、 アンテナに結合される１つの入力端部と、 前記帯域Ｂ１およびＢ２を通過させる共通ガイ
ドを有し、該共通ガイドが２つの連続するガイド
部からなり、該ガイド部のそれぞれが前記他方の
帯域Ｂ２の周波数に同調された少なくとも１つの
共振器を配置した１つの結合ホールを有し、前記
２つのガイド部の前記結合ホールが前記共通ガイ
ドの周りに互いに90゜だけ回転して設けられ、２
つの方形状の入力ガイドが前記２つの結合ホール
のそれぞれに取付けられた第１偏波デユプレクサ
と、 前記他方の帯域Ｂ２に関する第２偏波デユプレ
クサとを有し、 さらに、前記アンテナへの入力端部に関して、
前記２つの結合ホールの間および前記一方の結合
ホールと前記第２偏波デユプレクサの間にそれぞ
れフイルタが設けられ、該２つのフイルタがそれ
ぞれ、互いに直交する第１偏波と第２偏波をそれ
ぞれ持つ前記帯域Ｂ１の電波のための短絡を構成
することにある。

（発明を実施するための最良の形態） 以下にこの発明を、非制限的な実施例と添付図
面を参照して詳細に説明する。

全ての図において、各要素は同一の参照番号で
示される。

以下に述べる実施例の多重化デバイスは、4G
Hz帯域（3.7−4.2GHz）および6GHz帯域（5.925−
6.425GHz）を通過させるもので、これら２つの
帯域のそれぞれは、平面形または円形のいずれか
の２つの直交偏波を持つ。

第１図および第２図はそれぞれ多重化デバイス
の正面図および平面図を示す。

第１図および第２図において、アンテナに結合
するための導入端部である入力端部Ａと、4GHz
帯域に関する第１偏波デユプレクサＤ１と、円形
ガイドと円形ガイドの遷移開口部である接合部
T_rと、6GHz帯域に関する第２偏波デユプレクサ
Ｄ２が示されている。

4GHz帯域の第１偏波デユプレクサＤ１は円形
の共通ガイドＧ１−Ｇ２を有し、共通ガイドＧ１
−Ｇ２の一方の入力端部は入力端部Ａであり、他
方の入力端部は遷移開口部である接合部Trの大
径側に接続される。円形の共通ガイドＧ１−Ｇ２
の内径は54mmで、このため4GHzと6GHzの帯域を
通過させることができる。

結合ホールＴ１によつて、共通ガイドＧ１−Ｇ
２を構成するガイド部Ｇ１に、4GHz帯域の２つ
の直交偏波のうちの第１偏波と名付ける一方の偏
波のための入力ガイドｇ１が接続される。入力ガ
イドｇ１の一方の端部は共通ガイドＧ１−Ｇ２の
ガイド部Ｇ１に接続され、他方の端部は第１偏波
の入力端部Ａ１を形成する。

ガイド部Ｇ１の結合ホールＴ１とガイド部Ｇ２
の間に、準光学的フイルタｑ１−ｑ２が設けられ
る。この準光学的フイルタｑ１−ｑ２の機能は、
4GHz帯域の電波の第１偏波を持つ部分を結合ホ
ールＴ１へ向けて反射させるものである。この準
光学的フイルタは第４図を参照して後述する。

入力ガイドｇ１は方形ガイドで、その短辺側は
第１図において紙面に垂直である。この入力ガイ
ドｇ１は、入力端部１Ａと第１図に破線で示す直
線XXとの間が遷移領域となつている。この遷移
領域によつて、入力端部Ａ１における58×29mmの
開口から直線XXと結合ホールＴ１間の58×14.5
mmの内断面への通過が可能になり、これにより、
入力端部Ａ１に接続される標準ガイド部（58×29
mm）と共通ガイドＧ１−Ｇ２の間の適合または整
合を良くする。さらに、適合を良好にするため、
結合ホールＴ１には長さ39mm、高さ４mmの虹彩Ir
が設けられる。第３図はこの虹彩Irの拡大図であ
る。

虹彩Irの長辺は入力ガイドｇ１の長辺側と平行
である。この虹彩Irの中に２つの線形共振器Ｒ
１，Ｒ２が配置され、この線形共振器Ｒ１，Ｒ２
は共振周波数が6GHz帯域内にあり、一方で6GHz
帯域のエネルギが入力ガイドｇ１に通過するのを
防止し、他方で4GHz帯域のエネルギの通過を許
す機能を果す。線形共振器Ｒ１とＲ２はそれぞ
れ、厚さ1/10mm、幅１mmの金属片で形成されたＬ
形ブラケツトで構成される。２つのＬ形ブラケツ
トは虹彩Irのなす平面内に配置され、その７mmの
長辺は虹彩Irの長辺と平行である。

前述したように、ガイド部Ｇ１の結合ホールＴ
１とガイド部Ｇ２の間に準光学的フイルタｑ１−
ｑ２が配置される。この準光学的フイルタは、第
４図に示すように、いずれも基板Ｓとその基板Ｓ
上に配置されたダイポールｄからなる２つのフイ
ルタ素子ｑ１およびｑ２から構成される。基板Ｓ
はポリテトラフルオロエチレン（これは登録商標
「テフロン」で知られている。）で形成され、一
方、ダイポールｄは銅製で、基板Ｓ上に印刷回路
技術で付着される。ダイポールｄは長さ36mm、幅
１mmである。フイルタ素子ｑ１およびｑ２はガイ
ド部Ｇ１内に横断方向に配置され、各フイルタ素
子ｑ１およびｑ２のダイポールｄの長手方向の向
きは、入力ガイドｇ１の短辺側に平行、すなわち
第１図の紙面に垂直である。従つて、4GHz帯域
内に共振周波数を持つフイルタ素子ｑ１およびｑ
２のダイポールｄは、4GHz帯域の電波の第１偏
波を持つ部分、すなわち入力端部Ａ１に関する偏
波が第１図の紙面に垂直である電波に対して、短
絡するように作用する。

アンテナ入力端部Ａ側から見て、上述したガイ
ド部Ｇ１と入力ガイドｇ１のアツセンブリＧ１−
ｇ１の後に、もう１つの同一のアツセンブリＧ２
−ｇ２が設けられ、その共通ガイドＧ１−Ｇ２の
ガイド部Ｇ２はガイド部Ｇ１に延長して接続さ
れ、かつ4GHz帯域の第２偏波を持つ部分に関す
るその入力ガイドｇ２は、第１図の紙面に垂直に
分岐する。アツセンブリＧ１−ｇ１のフイルタ素
子ｑ１，ｑ２および直線XXに対応して、アツセ
ンブリＧ２−ｇ２においても、準光学的フイルタ
ｑ３−ｑ４を形成するフイルタ素子ｑ３およびｑ
４と、入力ガイドｇ１に対応して入力ガイドｇ２
の遷移領域の位置（アツセンブリＧ２−ｇ２の入
力端部Ａ２と直線X′X′の間）を示す直線X′X′が
示される。注意すべきことは、アツセンブリＧ２
−ｇ２はアツセンブリＧ１−ｇ１に直交している
ので、フイルタ素子ｑ３およびｑ４のダイポール
ｄ（第４図参照）は、第１図の紙面に平行、従つ
て入力ガイドｇ１の短辺側に平行に配置されてお
り、従つてダイポールｄは、4GHz帯域の電波の
第２偏波を持つ部分に対する短絡として作用し、
かつその部分をガイド部Ｇ２上の入力ガイドｇ２
の結合ホールＴ２に向けて反射させる、というこ
とである。

さらに注意すべきことは、結合ホールＴ１とＴ
２の間の距離は、少なくとも4GHz帯域内の最大
波長と同一のオーダの大きさにし、それにより、
この周波数帯域内において電波の２つの偏波が相
互に作用し合わないことを保証しなければならな
い、ということである。

円形の共通ガイドと円形の共通ガイドの接合部
Trは、4GHzおよび6GHz帯域の通過を許す直径54
mmの共通ガイドＧ１−Ｇ２から、6GHz帯域は通
過させるが4GHz帯域は通過させない第２偏波デ
ユプレクサＤ２の直径34mmの共通ガイドＧへ接続
することを可能にする。

6GHz帯域における電波の２つの偏波のそれぞ
れに関する２つの直交するガイドを持つ、6GHz
帯域の第２偏波デユプレクサＤ２が、その円形の
共通ガイドＧに接続される。この第２偏波デユプ
レクサＤ２は、内断面が34.85×15.8mmで共通ガ
イドＧすなわち第１図の紙面に垂直に配置された
入力ガイドｇ３と、円形の共通ガイドＧ延長上に
配置され、その共通ガイドＧと34.85×15.8mmの
寸法の方形開口部との間の遷移部または接合部を
形成する入力ガイドｇ４とから構成される。共通
ガイドＧにおける実質的に入力ガイドｇ３とｇ４
の間で、第２偏波デユプレクサＤ２は、第１図の
紙面に平行な短絡片Ｌを有し、この短絡片Ｌの機
能は、6GHz帯域の電波の入力端部Ａ３に使用さ
れる部分、すなわち短絡片Ｌのなす面に平行な偏
波を持つ部分を短絡させるものである。入力ガイ
ドｇ３とｇ４の共通ガイドＧと反対側の端部はそ
れぞれ、6GHz帯域の電波の２つの平面偏波に関
する、第２偏波デユプレクサＤ２の入力端部Ａ３
およびＡ４を構成する。

上記実施例で説明した多重化デバイスは、以下
のような特徴を持つ。すなわち、 −使用周波数帯域は、3.7−4.2GHzおよび5.925−
6.425GHzである。

−使用される偏波は、周波数帯域当たり２つで直
交する平面偏波である。

−（4GHz）の入力端部Ａ１，Ａ２における定在
波の比は、1.12に等しいかそれ以下である。

−（6GHz）の入力端部Ａ３，Ａ４における定在
波の比は、1.08に等しいかそれ以下である。

−（4GHz）の入力端部Ａ１とＡ２の間の減結合
は、40dBに等しいかそれ以上である。

−（6GHz）の入力端部Ａ３とＡ４間の減結合は、
35dBに等しいかそれ以上である。

−4GHz帯域における損失は、0.25dBに等しいか
それ以下である。

−6GHz帯域における損失は、0.3dBに等しいかそ
れ以下である。

この発明は、上述した実施例に限定されるもの
ではない。すなわち、上述の多重化デバイスは、
専門家が行なう変形例として、例えば11GHzと
14GHzの帯域あるいは18GHzと20GHzの帯域等の
多重化が可能なモデルとして、容易に使用でき
る。同様に、第１偏波デユプレクサＤ１を応用し
て、2GHz（1.7−2.1GHz）帯域用のデユプレクサ
を、アンテナと第１偏波デユプレクサＤ１の間、
すなわち、円形ガイドと円形ガイドの接合による
共通ガイドのアンテナに結合される一端と第１図
および第２図の入力端部Ａの間に設置することが
できる。

また注意すべきことは、上記多重化デバイスに
おいて、デユプレクサの共通ガイドの断面は正方
形でも長方形でもよい。

前述したように、この発明の多重化デバイス
は、円形偏波でも動作できる。このためには、ア
ンテナ入力端部Ａ（第１図および第２図）とアン
テナの間に、4GHzおよび6GHz帯域で動作する偏
波器を付加するだけでよい。

（産業上の利用可能性） この発明はより具体的には、周波数再使用のマ
ルチプレクサ、すなわち、同一電波の２つの直交
偏波を分離した情報搬送波として使用するマルチ
プレクサに用いられる。この発明は、地上局のア
ンテナにおいて、空間通信周波数帯域用および地
上および対流圏の無線リンク帯域用の双方に使用
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれこの発明の一実
施例である２つの周波数帯域の多重化デバイスの
正面図および平面図、第３図は第２図の虹彩の拡
大図、第４図は第１図および第２図の準光学的フ
イルタのフイルタ素子の拡大図である。 Ａ，Ａ１〜Ａ４……入力端部、Ｂ１，Ｂ２……
帯域、Ｄ１……第１偏波デユプレクサ、Ｄ２……
第２偏波デユプレクサ、Ｇ，Ｇ１−Ｇ２……共通
ガイド、Ｇ１，Ｇ２……ガイド部、Ir……虹彩、
Ｒ１，Ｒ２……線形共振器、Ｓ……基板、Ｔ１，
Ｔ２……結合ホール、ｄ……ダイポール、ｇ１〜
ｇ４……入力ガイド、ｑ１−ｑ２，ｑ３−ｑ４…
…準光学的フイルタ、ｑ１〜ｑ４……フイルタ素
子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方の帯域Ｂ１の周波数が他方の帯域Ｂ２の
   周波数より低い少なくとも２つの周波数帯域Ｂ１
   とＢ２を多重化する複数の周波数帯域の多重化デ
   バイスにおいて、 アンテナに結合される１つの入力端部と、 前記帯域Ｂ１およびＢ２を通過させる共通ガイ
   ドを有し、該共通ガイドが２つの連続するガイド
   部からなり、該ガイド部のそれぞれが前記他方の
   帯域Ｂ２の周波数に同調された少なくとも１つの
   共振器を配置した１つの結合ホールを有し、前記
   ２つのガイド部の前記結合ホールが前記共通ガイ
   ドの周りに互いに90゜だけ回転して設けられ、２
   つの方形状の入力ガイドが前記２つの結合ホール
   のそれぞれに取り付けられた第１偏波デユプレク
   サと、 前記他方の帯域Ｂ２に関する第２偏波デユプレ
   クサとを有し、 さらに、前記アンテナへの入力端部に関して、
   前記２つの結合ホールの間および前記一方の結合
   ホールと前記第２偏波デユプレクサの間にそれぞ
   れフイルタが設けられ、該２つのフイルタがそれ
   ぞれ、互いに直交する第１偏波と第２偏波をそれ
   ぞれ持つ前記帯域Ｂ１の電波のための短絡を構成
   することを特徴とする複数の周波数帯域の多重化
   デバイス。 ２ ２つのフイルタが、共振周波数が一方の帯域
   Ｂ１内にある少なくとも１つのダイポールを持つ
   準光学的フイルタである特許請求の範囲第１項記
   載の複数の周波数帯域の多重化デバイス。 ３ ２つの結合ホールのそれぞれの中に配置され
   る共振器が、第１バーと第２バーで形成されるＬ
   形ブラケツトによる線形共振器であり、前記結合
   ホールに接続される方形状の入力ガイドが前記第
   １バーに平行な２つの短辺と前記第２バーに平行
   な２つの長辺を有し、前記Ｌ形ブラケツトの前記
   第１バーの端部が共通ガイドに接続され、かつ前
   記第２バーが自由端部を持つ特許請求の範囲第１
   項記載の複数の周波数帯域の多重化デバイス。