JPWO2019111353A1 - Waveguide directional coupler and polarization separation circuit - Google Patents
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Abstract
第一の主導波管(1)と第二の主導波管(2)をそれぞれの広壁面が対向するよう配置する。第一の主導波管(1)と第二の主導波管(2)におけるそれぞれの広壁面間に枝導波管(3)を接続し、開口部同士を接続する。第一の主導波管(1)と第二の主導波管(2)の管内波長が異なるよう、第一の主導波管(1)には第一の突起(4)を、第二の主導波管(2)には第二の突起(5)を形成する。The first main waveguide (1) and the second main waveguide (2) are arranged so that their respective wide wall surfaces face each other. A branch waveguide (3) is connected between the wide wall surfaces of the first main waveguide (1) and the second main waveguide (2) to connect the openings. The first main waveguide (1) is provided with a first protrusion (4) so that the guide wavelengths of the first main waveguide (1) and the second main waveguide (2) are different from each other. A second protrusion (5) is formed on the wave tube (2).
Description
この発明は、主としてVHF帯、UHF帯、マイクロ波帯及びミリ波帯で用いられる導波管方向性結合器及びこれを用いた偏波分離回路に関するものである。 The present invention relates to a waveguide directional coupler mainly used in a VHF band, a UHF band, a microwave band, and a millimeter wave band, and a polarization separation circuit using the same.
直交する二つの円偏波信号(右旋、左旋)または直線偏波信号(垂直、水平)を分離する回路として、セプタムポラライザと呼ばれる、正方形導波管内にセプタム位相板を挿入した構造のものが知られている。セプタムポラライザは一つの正方形導波管端子と、広壁面が対向して隣接する二つの長方形導波管端子を有するものである。 As a circuit for separating two orthogonally polarized signals (right-handed, left-handed) or linearly-polarized signals (vertical, horizontal), a circuit called a septum polarizer with a septum phase plate inserted in a square waveguide Are known. The septum polarizer has one square waveguide terminal and two rectangular waveguide terminals whose wide wall faces are adjacent to each other.
セプタムポラライザにおいて、正方形導波管端子から直交する二つの円偏波が入力された場合は、それぞれセプタム位相板を介して隣接する長方形導波管端子に分離されて出力される。一方、正方形導波管端子から直交する二つの直線偏波が入力された場合は、偏波の向きに応じてそれぞれ二つの長方形導波管から同じ電界の向き、または、対向する電界の向きで出力される。このため、直線偏波を分離するためには、セプタムポラライザの二つの長方形導波管に、180度位相差の方向性結合器を接続する必要がある。 In a septum polarizer, when two orthogonal circularly polarized waves are input from a square waveguide terminal, they are separated into adjacent rectangular waveguide terminals via a septum phase plate and output. On the other hand, when two orthogonal linearly polarized waves are input from the square waveguide terminal, the directions of the same electric field from the two rectangular waveguides or the directions of the opposing electric fields are respectively determined according to the polarization directions. Is output. Therefore, in order to separate linearly polarized waves, it is necessary to connect a directional coupler having a phase difference of 180 degrees to the two rectangular waveguides of the septum polarizer.
一般的な180度位相差の導波管方向性結合器としては、マジックTやラットレースが知られている。マジックTは二つの導波管端子に逆相で入力されると一つの導波管端子に合成されて出力される。一方、ラットレースは90度伝送線路と270度伝送線路からなるものであり、二つの導波管端子に逆相で入力されると一つの導波管端子に合成されて出力される。 Magic T and rat race are known as general waveguide directional couplers having a phase difference of 180 degrees. When magic T is input to two waveguide terminals in opposite phases, they are combined into one waveguide terminal and output. On the other hand, the rat race is composed of a 90-degree transmission line and a 270-degree transmission line, and when input into two waveguide terminals in opposite phases, they are combined into one waveguide terminal and output.
いずれの場合も二つの導波管端子は離れているため、長方形導波管端子同士が隣接しているセプタムポラライザと接続するためには引き回しの伝送線路が必要となる。従来、このような引き回しのための伝送線路の無い導波管方向性結合器として、位相補正回路を二つの導波管端子に接続して位相差を180度とした導波管方向性結合器が知られている(例えば、非特許文献1の図1参照)。 In either case, since the two waveguide terminals are separated from each other, a routing transmission line is required to connect the rectangular waveguide terminals to the adjacent septum polarizer. Conventionally, a waveguide directional coupler having a phase difference of 180 degrees by connecting a phase correction circuit to two waveguide terminals as a waveguide directional coupler having no transmission line for such routing. Is known (for example, see FIG. 1 of Non-Patent Document 1).
しかしながら、上記非特許文献1に記載されたような従来の導波管方向性結合器は一般的なブランチライン形の方向性結合器と位相補正回路が接続されるため、大型化するという問題があった。
However, the conventional waveguide directional coupler described in Non-Patent
この発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、180度位相差の導波管方向性結合器として小型化を図ることのできる導波管方向性結合器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a waveguide directional coupler that can be downsized as a waveguide directional coupler having a phase difference of 180 degrees. I do.
この発明に係る導波管方向性結合器は、矩形の入出力断面形状を有する第一の主導波管と、矩形の入出力断面形状を有し、断面長辺側の面を広壁面とした場合、広壁面が第一の主導波管の断面長辺側の面である広壁面と対向して配置された第二の主導波管と、第一の主導波管と第二の主導波管におけるそれぞれの広壁面の開口部同士を接続する枝導波管を備え、第一の主導波管と第二の主導波管の管内波長が異なり、かつ、第一の主導波管は、管軸方向の一部において入出力断面形状と異なる断面形状を有し、第二の主導波管は、管軸方向の一部において、第二の主導波管の入出力断面形状及び第一の主導波管の一部の断面形状とは異なる断面形状を有するようにしたものである。 The waveguide directional coupler according to the present invention has a first main waveguide having a rectangular input / output cross-sectional shape, and a rectangular input / output cross-sectional shape, and has a wide wall surface on the long side of the cross section. In the case, the second main waveguide in which the wide wall surface is arranged to face the wide wall surface which is the surface on the long side of the cross section of the first main waveguide, the first main waveguide and the second main waveguide A branch waveguide connecting the openings of the wide wall surfaces of the first main waveguide and the second main waveguide, and the first main waveguide has a tube axis. The second main waveguide has a cross-sectional shape different from the input / output cross-sectional shape in a part of the direction, and the input / output cross-sectional shape of the second main waveguide and the first main waveguide in a part of the tube axial direction. The cross-sectional shape is different from a cross-sectional shape of a part of the tube.
この発明に係る導波管方向性結合器は、第一の主導波管と第二の主導波管とを枝導波管で接続し、第一の主導波管と第二の主導波管の管内波長を異なるようにしたものである。これにより、180度位相差の導波管方向性結合器として小型化を図ることができる。 A waveguide directional coupler according to the present invention connects a first main waveguide and a second main waveguide with a branch waveguide, and forms a first main waveguide and a second main waveguide. The tube wavelengths are different. Thus, it is possible to reduce the size of the waveguide directional coupler having a phase difference of 180 degrees.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1は、本実施の形態による導波管方向性結合器の構成を示す斜視図である。
図示の導波管方向性結合器は、第一の主導波管1、第二の主導波管2、複数の枝導波管3を備える。第一の主導波管1及び第二の主導波管2は、それぞれ矩形の入出力断面形状を有する導波管である。これら第一の主導波管1及び第二の主導波管2の入出力断面形状は同じに形成され、また、それぞれ管軸方向断面が長辺側の面(以下、これを広壁面という)が対向するよう配置されている。第一の主導波管1は第一の端子P1と第二の端子P2を有し、第二の主導波管2は第三の端子P3と第四の端子P4を有する。複数の枝導波管3は第一の主導波管1と第二の主導波管2とを接続するための導波管であり、第一の主導波管1及び第二の主導波管2の広壁面の開口部同士を接続する。
第一の主導波管1の内部における枝導波管3が開口する広壁面と対向する広壁面には第一の突起4が複数個管軸方向に沿って周期的に設けられている。一方、第二の主導波管2の内部における管軸方向断面が短辺側の面(以下、これを狭壁面という)のそれぞれには第二の突起5が複数個管軸方向に沿って周期的に設けられている。Hereinafter, in order to explain this invention in greater detail, the preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the waveguide directional coupler according to the present embodiment.
The illustrated waveguide directional coupler includes a first
A plurality of
図2は、導波管方向性結合器における断面図であり、断面101は管軸方向に沿って広壁面を切断する面、断面102は第一の主導波管1の広壁面と平行に狭壁面を切断する面、断面103は第二の主導波管2の広壁面と平行に狭壁面を切断する面、断面104は第一の突起4及び第二の突起5の突起形成方向と平行な面を示している。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the waveguide directional coupler, in which a
図2に示すように、第一の突起4及び第二の突起5はその高さ(導波管内への突出量)が管軸方向の中央部において高くなる分布となっている。このような第一の突起4及び第二の突起5が第一の主導波管1及び第二の主導波管2内に設けられることによって、第一の主導波管1は、管軸方向の一部において入出力断面形状と異なる断面形状を有し、また、第二の主導波管2は、管軸方向の一部において、入出力断面形状及び第一の主導波管1の一部の断面形状と異なる断面形状を有することになる。ここで、第一の主導波管1の管軸方向の一部の断面及び第二の主導波管2の管軸方向の一部の断面は、入出力断面よりも外形が小さいことになる。
As shown in FIG. 2, the
次に、実施の形態1の導波管方向性結合器の動作について説明する。
複数の第一の突起4が設けられた第一の主導波管1と、複数の第二の突起5が設けられた第二の主導波管2は、突起の設けられ方が異なるため、異なる管内波長を有する導波管となる。このため、同じ物理長であっても通過位相は異なるものとなる。このような主導波管同士を枝導波管3で接続した場合、等価回路としては図3のようになる。Next, the operation of the waveguide directional coupler according to the first embodiment will be described.
The first
ここで、Port1が第一の端子P1、Port2が第二の端子P2、Port3が第三の端子P3、Port4が第四の端子P4、Θ1が第一の主導波管1の伝送線路の電気長、Θ2が第二の主導波管2の伝送線路の電気長、Θ3が枝導波管3の伝送線路の電気長を表している。また、矢印は、一例として第一の端子P1から信号が入力されたときに第四の端子P4に出力される信号の経路を模式的に示している。第一の端子P1から入力され、第四の端子P4に出力される信号は、各経路の信号の重ね合わせとなるため、各電気長を適切に設定すると、所望の中心周波数において信号が出力されず、良好なアイソレーション特性が得られるようになる。同様に、反射、通過、結合特性についても良好な特性を得ることが可能である。
Here, Port1 is the first terminal P1, Port2 is the second terminal P2, Port3 is the third terminal P3, Port4 is the fourth terminal P4, and Θ1 is the electrical length of the transmission line of the first
以上の原理について、説明を簡略化するため、等価回路計算した結果について示す。図4に計算結果を示す。図において、反射(S11、S44)、アイソレーション(S41)、通過(S21)、結合(S31)の各特性を示している。中心周波数において良好なアイソレーションが得られ、反射特性は通過端子と結合端子で中心周波数からシフトするものの良好な特性が得られていることがわかる。また、通過と結合の特性は中心周波数において同じ分配比となる特性となる。さらに、位相差は180度が得られていることがわかる(S24とS34参照)。 Regarding the above principle, for the sake of simplicity, the result of an equivalent circuit calculation will be described. FIG. 4 shows the calculation results. In the drawing, respective characteristics of reflection (S11, S44), isolation (S41), passage (S21), and coupling (S31) are shown. It can be seen that good isolation is obtained at the center frequency, and good characteristics are obtained although the reflection characteristics are shifted from the center frequency at the pass terminal and the coupling terminal. Further, the characteristics of the passage and the coupling have the same distribution ratio at the center frequency. Further, it can be seen that a phase difference of 180 degrees is obtained (see S24 and S34).
このように、本実施の形態では、第一の主導波管1と第二の主導波管2に異なる複数の第一の突起4及び第二の突起5を設けることにより、管軸方向に長くすることなく位相差180度が得られるという効果がある。
As described above, in the present embodiment, the first
また、図5に示すように、入出力導波管の広壁面の幅をA、狭壁面の幅をB、枝導波管の長さをCとすると、本導波管方向性結合器の外形は、幅Aと幅2B+Cの中に納まり、小型化に寄与するという効果もある。 Further, as shown in FIG. 5, when the width of the wide wall surface of the input / output waveguide is A, the width of the narrow wall surface is B, and the length of the branch waveguide is C, the present waveguide directional coupler has The outer shape fits within the width A and the width 2B + C, which also has the effect of contributing to miniaturization.
さらに、導波管方向性結合器を、例えば、セプタムポラライザといった他のコンポーネントに接続して偏波分離回路として構成する場合、第一の主導波管と第二の主導波管の入出力断面形状が異なる場合は変成器等を用いて入出力導波管寸法を合わせる必要があるが、本実施の形態では、第一の主導波管と第二の主導波管の寸法が同一であるため、このような変成部等の部材を設ける必要がなく、その結果、偏波分離回路といった装置を構成する場合の小型化を図ることができる。 Further, when the waveguide directional coupler is connected to another component such as a septum polarizer and configured as a polarization separation circuit, the input / output cross-sectional shapes of the first main waveguide and the second main waveguide are used. In the case where is different, it is necessary to match the input and output waveguide dimensions using a transformer or the like, but in this embodiment, since the dimensions of the first main waveguide and the second main waveguide are the same, It is not necessary to provide such a member as a metamorphic unit, and as a result, it is possible to reduce the size of a device such as a polarization separation circuit.
なお、図1では、複数の第一の突起4と複数の第二の突起5の高さは、管軸方向に中央部において高くなる分布となるものについて示したが、所望の特性に応じて分布を異なるようにしてもよい。また、第一の突起4と第二の突起5の数も、所望の特性に応じて設定してよい。さらに、第一の突起4と第二の突起5の幅も、所望の特性に応じて設定してよい。
In FIG. 1, the heights of the plurality of
以上説明したように、実施の形態1の導波管方向性結合器によれば、矩形の入出力断面形状を有する第一の主導波管と、矩形の入出力断面形状を有し、断面長辺側の面を広壁面とした場合、広壁面が第一の主導波管の断面長辺側の面である広壁面と対向して配置された第二の主導波管と、第一の主導波管と第二の主導波管におけるそれぞれの広壁面の開口部同士を接続する枝導波管を備え、第一の主導波管と第二の主導波管の管内波長が異なり、かつ、第一の主導波管は、管軸方向の一部において入出力断面形状と異なる断面形状を有し、第二の主導波管は、管軸方向の一部において、第二の主導波管の入出力断面形状及び第一の主導波管の一部の断面形状とは異なる断面形状を有するようにしたので、180度位相差の導波管方向性結合器として小型化を図ることができる。 As described above, according to the waveguide directional coupler of the first embodiment, the first main waveguide having the rectangular input / output cross-sectional shape, the rectangular main input / output cross-sectional shape, and the sectional length When the side surface is a wide wall surface, the second main waveguide, which is disposed so as to face the wide wall surface that is the surface on the long side of the cross section of the first main waveguide, includes a first main waveguide. A branch waveguide that connects the openings of the wide wall surfaces of the waveguide and the second main waveguide, wherein the guide wavelengths of the first main waveguide and the second main waveguide are different, and One main waveguide has a cross-sectional shape different from the input / output cross-sectional shape in a part of the tube axis direction, and the second main waveguide has a cross-section of the second main waveguide in a part of the tube axis direction. Since the output cross-sectional shape and the cross-sectional shape of a part of the first main waveguide are different from each other, the waveguide directional coupler has a 180-degree phase difference. It can be miniaturized by.
また、実施の形態1の導波管方向性結合器によれば、第一の主導波管と第二の主導波管の入出力断面形状は同じであるようにしたので、他のコンポーネントを接続する場合でも特別な構成を必要とせず、他のコンポーネントを接続した場合の小型化を図ることができる。 Further, according to the waveguide directional coupler of the first embodiment, the first main waveguide and the second main waveguide have the same input / output cross-sectional shape, so that other components are connected. In this case, no special configuration is required, and the size can be reduced when other components are connected.
また、実施の形態1の導波管方向性結合器によれば、第一の主導波管の管軸方向の一部の断面及び第二の主導波管の管軸方向の一部の断面は、それぞれ入出力断面よりも外形が小さいようにしたので、所望の特性を容易に実現することができる。 Further, according to the waveguide directional coupler of the first embodiment, a partial cross section of the first main waveguide in the tube axis direction and a partial cross section of the second main waveguide in the tube axis direction are formed. Since the outer shape is smaller than the input and output cross sections, desired characteristics can be easily realized.
また、実施の形態1の導波管方向性結合器によれば、第一の主導波管は、枝導波管が接続される広壁面と対向する広壁面に、第一の突起が管軸方向に沿って周期的に複数設けられ、第二の主導波管は、断面が短辺側の二つの面に第二の突起が複数管軸方向に沿って周期的に複数設けられたので、所望の特性を容易に実現することができる。 Further, according to the waveguide directional coupler of the first embodiment, the first main waveguide has a first projection on the wide wall surface opposite to the wide wall surface to which the branch waveguide is connected. A plurality of second protrusions are provided periodically along the direction, and the second main waveguide has a plurality of second protrusions periodically provided along the tube axis direction on the two surfaces on the short side, Desired characteristics can be easily realized.
また、実施の形態1の導波管方向性結合器によれば、第一の主導波管に設けられた複数の第一の突起と、第二の主導波管に設けられた複数の第二の突起の高さは、管軸方向の中央部において高くなる分布であるようにしたので、所望の特性を容易に実現することができる。 According to the waveguide directional coupler of the first embodiment, the plurality of first protrusions provided on the first main waveguide and the plurality of second protrusions provided on the second main waveguide are provided. The height of the projections has a distribution that increases in the central portion in the tube axis direction, so that desired characteristics can be easily realized.
実施の形態2.
実施の形態2は、枝導波管3と第二の主導波管2との接続面と第二の突起5との間に空間部を設けたものである。
図6は、実施の形態2の導波管方向性結合器の断面図であり、実施の形態1における図2と同様に、断面101は管軸方向に沿って広壁面を切断する面、断面102は第一の主導波管1の広壁面と平行に狭壁面を切断する面、断面103は第二の主導波管2の広壁面と平行に狭壁面を切断する面、断面104は第一の突起4及び第二の突起5の突起形成方向と平行な面を示している。
In the second embodiment, a space is provided between the connection surface between the
FIG. 6 is a cross-sectional view of the waveguide directional coupler according to the second embodiment. Similar to FIG. 2 according to the first embodiment, a
図6に示すように、実施の形態2の導波管方向性結合器は、第二の突起5と、枝導波管3と第二の主導波管2との接続面との間に空間部6が設けられている。その他の構成は実施の形態1と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態によっても、第一の主導波管1と第二の主導波管2の管内波長は異なるので、実施の形態1と同様の効果が得られる。また、第二の主導波管2において、枝導波管3が接続される面と第二の突起5との間に空間部6が位置するため、枝導波管3が接続しやすく、製造が容易となる効果がある。さらに、空間部6の大きさもパラメータとすることができ、所望の特性を得るための調整がしやすいという効果がある。As shown in FIG. 6, the waveguide directional coupler according to the second embodiment has a space between the
Also in the present embodiment, the first
ここで、本構成の有効性について確認した電磁界計算結果について説明する。電磁界計算は、市販の電磁界シミュレータANSOFT_HFSSを用いて行った。図7に計算結果を示す。ここで、S11、S41等は図4に示したものと同様である。 Here, a description will be given of an electromagnetic field calculation result confirmed as to the effectiveness of the present configuration. The electromagnetic field calculation was performed using a commercially available electromagnetic field simulator ANSOFT_HFSS. FIG. 7 shows the calculation results. Here, S11, S41, etc. are the same as those shown in FIG.
図4に示した等価回路計算結果と同様、物理的な構造においても良好な反射、アイソレーション、通過、結合の各特性が得られていることがわかる。また、位相差は180度である。本特性は従来文献と概ね同等の特性である。したがって、従来と同等の特性で管軸方向の長さを約半分にできることを確認した。 As in the case of the equivalent circuit calculation result shown in FIG. 4, it can be seen that good reflection, isolation, transmission, and coupling characteristics are obtained even in the physical structure. The phase difference is 180 degrees. This characteristic is approximately the same as that of the conventional literature. Therefore, it was confirmed that the length in the tube axis direction can be reduced to about half with the same characteristics as the conventional one.
以上説明したように、実施の形態2の導波管方向性結合器によれば、第二の突起と、枝導波管と第二の主導波管との接続面との間に空間部を設けたので、実施の形態1の効果に加えて製造が容易となる効果がある。また、空間部の大きさもパラメータとすることができるため、所望の特性を得るための調整がしやすいという効果がある。 As described above, according to the waveguide directional coupler of the second embodiment, the space is provided between the second protrusion and the connection surface between the branch waveguide and the second main waveguide. Since it is provided, there is an effect that manufacturing becomes easy in addition to the effect of the first embodiment. In addition, since the size of the space can be a parameter, there is an effect that adjustment for obtaining desired characteristics can be easily performed.
実施の形態3.
実施の形態3は、枝導波管の、第一の主導波管及び第二の主導波管の広壁面の幅方向の長さを、第一の主導波管及び第二の主導波管の広壁面の幅よりも小さくしたものである。
図8は、実施の形態3の導波管方向性結合器の断面図であり、実施の形態1における図2と同様に、断面101は管軸方向に沿って広壁面を切断する面、断面102は第一の主導波管1の広壁面と平行に狭壁面を切断する面、断面103は第二の主導波管2の広壁面と平行に狭壁面を切断する面、断面104は第一の突起4及び第二の突起5の突起形成方向と平行な面を示している。
In the third embodiment, the length of the branch waveguide in the width direction of the wide wall surface of the first main waveguide and the second main waveguide is set to the length of the first main waveguide and the second main waveguide. It is smaller than the width of the wide wall.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the waveguide directional coupler according to the third embodiment. Similar to FIG. 2 in the first embodiment, a
図8に示すように、実施の形態3の導波管方向性結合器は、枝導波管7として、第一の主導波管1及び第二の主導波管2の広壁面の幅方向の長さ(図中Dで示す)が、第一の主導波管1及び第二の主導波管2の広壁面の幅(図中Aで示す)より小さく(D<A)形成されている。その他の構成については実施の形態1と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態によっても、第一の主導波管1と第二の主導波管2の管内波長は異なるので、実施の形態1と同様の効果が得られる。さらに、枝導波管7の、第一、第二の主導波管幅方向の長さが短いので、第二の主導波管2の第二の突起5との交差を少なくすることができ、製造が容易であるという効果がある。As shown in FIG. 8, the waveguide directional coupler according to the third embodiment has a
Also in the present embodiment, the first
以上説明したように、実施の形態3の導波管方向性結合器によれば、枝導波管の、第一の主導波管及び第二の主導波管の広壁面の幅方向の長さを、第一の主導波管及び第二の主導波管の広壁面の幅よりも小さくしたので、実施の形態1の効果に加えて製造が容易であるという効果が得られる。 As described above, according to the waveguide directional coupler of the third embodiment, the length in the width direction of the wide wall surfaces of the first main waveguide and the second main waveguide of the branch waveguide is described. Is smaller than the width of the wide wall surfaces of the first main waveguide and the second main waveguide, so that an effect that manufacturing is easy can be obtained in addition to the effect of the first embodiment.
実施の形態4.
実施の形態4は、第一の主導波管1または第二の主導波管2の枝導波管3が接続された広壁面と対向する広壁面に第三の突起を設けたものである。
図9は、実施の形態4の導波管方向性結合器の断面図であり、実施の形態1における図2と同様に、断面101は管軸方向に沿って広壁面を切断する面、断面102は第一の主導波管1の広壁面と平行に狭壁面を切断する面、断面103は第二の主導波管2の広壁面と平行に狭壁面を切断する面、断面104は第一の突起4及び第二の突起5の突起形成方向と平行な面を示している。
In the fourth embodiment, a third projection is provided on a wide wall surface of the first
FIG. 9 is a cross-sectional view of the waveguide directional coupler according to the fourth embodiment. Similar to FIG. 2 according to the first embodiment, the
図9に示すように、実施の形態4の導波管方向性結合器は、第一の主導波管1における枝導波管3が接続された広壁面と対向する広壁面に管軸方向に沿って第三の突起8を設けている。また、第一の主導波管1及び第二の主導波管2については、実施の形態1〜実施の形態3における第一の突起4及び第二の突起5は設けられていない。枝導波管3は実施の形態1、2と同様に第一の主導波管1と第二の主導波管2とを接続している。
本実施の形態によっても、第一の主導波管1と第二の主導波管2の管内波長は異なるので、実施の形態1と同様の効果が得られる。さらに、第一の主導波管1及び第二の主導波管2に第一の突起4及び第二の突起5を設ける場合に比べ、製造が容易であるという効果がある。As shown in FIG. 9, the waveguide directional coupler according to the fourth embodiment includes a first
Also in the present embodiment, the first
なお、上記例では第三の突起8を第一の主導波管1側に設けたが、第二の主導波管2側に設けてもよい。
In the above example, the
以上説明したように、実施の形態4の導波管方向性結合器によれば、第一の主導波管または第二の主導波管における枝導波管が接続された広壁面と対向する広壁面に、管軸方向に沿って第三の突起を設けたので、実施の形態1の効果に加えて製造が容易であるという効果が得られる。 As described above, according to the waveguide directional coupler of the fourth embodiment, the wide area of the first main waveguide or the second main waveguide that faces the wide wall surface to which the branch waveguide is connected is connected. Since the third protrusion is provided on the wall surface along the tube axis direction, an effect that manufacturing is easy is obtained in addition to the effect of the first embodiment.
実施の形態5.
実施の形態5は、セプタムポラライザと導波管方向性結合器とを接続した偏波分離回路を示す例である。
図10は、実施の形態5の偏波分離回路を示す断面図であり、実施の形態1における図2と同様に、断面101は管軸方向に沿って広壁面を切断する面、断面103は第二の主導波管2の広壁面と平行に狭壁面を切断する面、断面104は第一の突起4及び第二の突起5の突起形成方向と平行な面を示している。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a polarization separation circuit according to the fifth embodiment. Similar to FIG. 2 according to the first embodiment, the
図10に示すように、実施の形態5の偏波分離回路は、セプタムポラライザ9と導波管方向性結合器10とが接続されている。図11はセプタムポラライザ9を示す斜視図である。図示のように、セプタムポラライザ9は正方形導波管11内にセプタム位相板12が挿入された構成である。セプタムポラライザ9は、一端に正方形導波管端子P5を備え、他端にセプタム位相板12で分割された長方形導波管端子P6とP7を備えている。このようなセプタムポラライザ9が導波管方向性結合器10に対して引き回し線路を用いることなく直結されている。すなわち、セプタムポラライザ9の長方形導波管端子P6とP7が導波管方向性結合器10の第一の端子P1と第四の端子P4に直結されている。ここで、導波管方向性結合器10は、実施の形態1における導波管方向性結合器であり、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。また、図12に示すように、断面104方向から見た場合、すべてセプタムポラライザ9の外形(A1×A1)内に収まるよう形成されている。As shown in FIG. 10, in the polarization separation circuit of the fifth embodiment, a septum polarizer 9 and a waveguide
このように構成された実施の形態5の偏波分離回路では、セプタムポラライザ9の正方形導波管端子P5から直交する二つの直線偏波が入力された場合、長方形導波管端子P6とP7に出力され、さらに導波管方向性結合器10により分離され、偏波の向きに応じて第二の端子P2または第三の端子P3に出力される。
In the polarization separation circuit of the fifth embodiment configured as described above, when two orthogonal linear polarized waves are input from the square waveguide terminal P5 of the septum polarizer 9, the rectangular waveguide terminals P6 and P7 are connected to the rectangular waveguide terminals P6 and P7. The signal is further separated by the waveguide
なお、上記例では導波管方向性結合器10として実施の形態1の導波管方向性結合器を用いたが、同様に、実施の形態2から実施の形態4のうちのいずれかの導波管方向性結合器を用いてもよい。
In the above example, the waveguide directional coupler according to the first embodiment is used as the waveguide
以上説明したように、実施の形態5の偏波分離回路によれば、実施の形態1から実施の形態4のうちのいずれかの導波管方向性結合器とセプタムポラライザとを備え、セプタムポラライザは、一つの正方形導波管端子と二つの長方形導波管端子とを有し、セプタムポラライザの二つの長方形導波管端子と導波管方向性結合器における第一の主導波管と第二の主導波管のそれぞれの導波管端子とを接続するようにしたので、偏波分離回路として、小型化が図れ、かつ、良好な偏波分離特性を得ることができる。 As described above, according to the polarization separation circuit of the fifth embodiment, the septum polarizer includes the waveguide directional coupler of any one of the first to fourth embodiments and the septum polarizer. Has one square waveguide terminal and two rectangular waveguide terminals, the two rectangular waveguide terminals of the septum polarizer, the first main waveguide in the waveguide directional coupler, and the second Is connected to the respective waveguide terminals of the main waveguide, the size of the polarization separation circuit can be reduced, and good polarization separation characteristics can be obtained.
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, any combination of the embodiments, a modification of an arbitrary component of each embodiment, or an omission of an arbitrary component in each embodiment is possible within the scope of the invention. .
以上のように、この発明に係る導波管方向性結合器及び偏波分離回路は、直交する二つの円偏波信号または直線偏波信号を分離する回路に関するものであり、VHF帯、UHF帯、マイクロ波帯及びミリ波帯での偏波信号を分離するのに適している。 As described above, the waveguide directional coupler and the polarization separation circuit according to the present invention relate to a circuit that separates two orthogonal circularly polarized signals or linearly polarized signals, and includes a VHF band and a UHF band. It is suitable for separating polarized signals in the microwave band and the millimeter wave band.
1 第一の主導波管、2 第二の主導波管、3,7 枝導波管、4 第一の突起、5 第二の突起、6 空間部、8 第三の突起、9 セプタムポラライザ、10 導波管方向性結合器、11 正方形導波管、12 セプタム位相板、P1 第一の端子、P2 第二の端子、P3 第三の端子、P4 第四の端子、P5 正方形導波管端子、P6,P7 長方形導波管端子、101 管軸方向に沿って広壁面を切断する面、102 第一の主導波管の広壁面と平行に狭壁面を切断する面、103 第二の主導波管の広壁面と平行に狭壁面を切断する面、104 第一の突起及び第二の突起の突起形成方向と平行な面。
1 first main waveguide, 2 second main waveguide, 3, 7 branch waveguide, 4 first protrusion, 5 second protrusion, 6 space, 8 third protrusion, 9 septum polarizer,
Claims (9)
矩形の入出力断面形状を有し、断面長辺側の面を広壁面とした場合、当該広壁面が前記第一の主導波管の断面長辺側の面である広壁面と対向して配置された第二の主導波管と、
前記第一の主導波管と前記第二の主導波管における前記それぞれの広壁面の開口部同士を接続する枝導波管を備え、
前記第一の主導波管と前記第二の主導波管の管内波長が異なり、かつ、前記第一の主導波管は、管軸方向の一部において入出力断面形状と異なる断面形状を有し、前記第二の主導波管は、管軸方向の一部において、当該第二の主導波管の入出力断面形状及び前記第一の主導波管の一部の断面形状とは異なる断面形状を有することを特徴とする導波管方向性結合器。A first main waveguide having a rectangular input / output cross-sectional shape,
When the input / output section has a rectangular input / output cross-sectional shape and the long side surface of the cross section is a wide wall surface, the wide wall surface is disposed so as to face the wide wall surface which is the long side surface of the first main waveguide. A second main waveguide,
A branch waveguide that connects the openings of the wide wall surfaces of the first main waveguide and the second main waveguide,
The guide wavelengths of the first main waveguide and the second main waveguide are different, and the first main waveguide has a cross-sectional shape different from the input / output cross-sectional shape in a part of the tube axis direction. The second main waveguide has a cross-sectional shape different from the input / output cross-sectional shape of the second main waveguide and the cross-sectional shape of a part of the first main waveguide in a part in the tube axis direction. A waveguide directional coupler, comprising:
前記セプタムポラライザは、一つの正方形導波管端子と二つの長方形導波管端子とを有し、当該セプタムポラライザの二つの長方形導波管端子と前記導波管方向性結合器における前記第一の主導波管と前記第二の主導波管のそれぞれの導波管端子とを接続することを特徴とする偏波分離回路。A waveguide directional coupler according to any one of claims 1 to 8 and a septum polarizer,
The septum polarizer has one square waveguide terminal and two rectangular waveguide terminals, and the two rectangular waveguide terminals of the septum polarizer and the first in the waveguide directional coupler. A polarization separation circuit for connecting a main waveguide and respective waveguide terminals of the second main waveguide.
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