(57)【要約】【課題】異なる周波数帯の電波分離特性が良好で小型のアンテナ給電回路を得る。【解決手段】一端から複数の周波数帯の電波が入射され他端が短絡された主導波管１０、主導波管に接続され複数の周波数帯の電波を分波し出力させる第１〜Ｎの分岐導波管群１１，１３を備え、第Ｎの分岐導波管群が、最も高い周波数帯の電波を出力させ、主導波管の複数の周波数帯の電波が入射された場合に生じる最も高い周波数帯の電波の定在波により主導波管壁に励起される電流が大きくなる位置に配置され、第１〜Ｎ−１の分岐導波管群が、複数の周波数帯のうち最も高い周波数帯を除く当該周波数帯の電波をそれぞれ出力させ、主導波管の複数の周波数帯の電波が入射された場合に生じる当該周波数帯の電波の定在波により主導波管壁に励起される電流が大きくなりかつ当該周波数帯より高い各周波数帯の電波による定在波により励起される電流が小さくなる位置にそれぞれ配置される。【選択図】図１
2010273285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる複数の周波数帯(ｆ１〜ｆｉ：i=1,2,3,…,Ｎ：Ｎは２以上の整数、ｆ１＜ｆ２…＜ｆＮ)の電波をそれぞれ異なる分岐導波管に分波させるアンテナ給電回路であって、
一端から前記複数の周波数帯の電波が入射され他端が短絡された主導波管と、
前記主導波管の側面に接続され前記複数の周波数帯の電波をそれぞれ分波して出力させるそれぞれ少なくとも１本の分岐導波管からなる第１〜Ｎの分岐導波管群と、
を備え、
前記第Ｎの分岐導波管群が、前記複数の周波数帯のうち最も高い周波数帯(ｆＮ)の電波を出力させ、前記主導波管の、前記複数の周波数帯の電波が入射された場合に生じる最も高い周波数帯(ｆＮ)の電波の定在波により前記主導波管管壁に励起される電流が大きくなる位置に配置され、
前記第１〜Ｎ−１の分岐導波管群がそれぞれ、前記複数の周波数帯のうち最も高い周波数帯(ｆＮ)を除く当該周波数帯(ｆｉ：ｉは１〜Ｎ−１)の電波をそれぞれ出力させ、前記主導波管の、前記複数の周波数帯の電波が入射された場合に生じる当該周波数帯(ｆｉ)の電波の定在波により前記主導波管管壁に励起される電流が大きくなり、かつ当該周波数帯(ｆｉ)より高い各周波数帯(ｆｉ＋１〜ｆＮ)の電波による定在波により励起される電流が小さくなる位置にそれぞれ配置される、
ことを特徴とするアンテナ給電回路。
【請求項２】
異なる複数の周波数帯(ｆ１〜ｆｉ：ｉ＝１，２，３，…，Ｎ：Ｎは２以上の整数、ｆ１＜ｆ２…＜ｆＮ)の電波をそれぞれ異なる分岐導波管に分波させるアンテナ給電回路であって、
一端から前記複数の周波数帯の電波が入射される主導波管と、
前記第１の主導波管の他端に接続され、前記複数の各周波数帯に関しそれぞれ当該周波数帯(ｆｉ)ではカットオフ、それより高い周波数帯(ｆｉ＋１〜ｆＮ)では伝搬可能な断面形状寸法を含んだ、前記導波管との接続面からステップ状又はテーパ状に断面形状が小さくなる主導波管端部構造部と、
前記主導波管の側面に接続され、前記複数の周波数帯の電波をそれぞれ分波して出力させるそれぞれ少なくとも１本の分岐導波管からなる第１〜Ｎの分岐導波管群と、
を備え、
前記第Ｎの分岐導波管群が、前記複数の周波数帯のうち最も高い周波数帯(ｆＮ)の電波を出力させ、前記主導波管の、前記複数の周波数帯の電波が入射された場合に生じる最も高い周波数帯(ｆＮ)の電波の定在波により前記主導波管管壁に励起される電流が大きくなる位置に配置され、
前記第１〜Ｎ−１の分岐導波管群がそれぞれ、前記複数の周波数帯のうち最も高い周波数帯(ｆＮ)を除く当該周波数帯(ｆｉ：ｉは１〜Ｎ−１)の電波をそれぞれ出力させ、前記主導波管の、前記複数の周波数帯の電波が入射された場合に生じる当該周波数帯(ｆｉ)の電波の定在波により前記主導波管管壁に励起される電流が大きくなり、かつ当該周波数帯(ｆｉ)より高い各周波数帯(ｆｉ＋１〜ｆＮ)の電波による定在波により励起される電流が小さくなる位置にそれぞれ配置される、
ことを特徴とするアンテナ給電回路。
【請求項３】
前記主導波管端部構造部の主導波管と接続される側と反対の端部が短絡されていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ給電回路。
【請求項４】
異なる複数の周波数帯(ｆ１〜ｆｉ：i=1,2,3,…,Ｎ：Ｎは２以上の整数、ｆ１＜ｆ２…＜ｆＮ)の電波をそれぞれ異なる導波管に分波させるアンテナ給電回路であって、
一端から前記複数の周波数帯の電波が入射される主導波管と、
前記第１の主導波管の他端に接続され、最も高い周波数帯(ｆＮ)を除く各周波数帯(ｆｉ：ｉは１〜Ｎ−１)に関しそれぞれ当該周波数帯(ｆｉ)ではカットオフ、それより高い周波数帯(ｆｉ＋１〜ｆＮ)では伝搬可能な断面形状寸法を含んだ、前記導波管との接続面からステップ状又はテーパ状に断面形状が小さくなると共に、端部から最も高い周波数帯(ｆＮ)の電波を出力する主導波管端部構造部と、
前記主導波管の側面に接続され、最も高い周波数帯(ｆＮ)を除く前記複数の周波数帯の電波をそれぞれ分波して出力させるそれぞれ少なくとも１本の分岐導波管からなる第１〜Ｎ−１の分岐導波管群と、
を備え、
前記第Ｎ−１の分岐導波管群が、前記複数の周波数帯のうち２番目に高い周波数帯(ｆＮ−１)の電波を出力させ、前記主導波管の、前記複数の周波数帯の電波が入射された場合に生じる２番目に高い周波数帯(ｆＮ−１)の電波の定在波により前記主導波管管壁に励起される電流が大きくなる位置に配置され、
前記第１〜Ｎ−２の分岐導波管群がそれぞれ、前記複数の周波数帯のうち２番目に高い周波数帯(ｆＮ−１)までを除く当該周波数帯(ｆｉ：ｉは１〜Ｎ−２)の電波をそれぞれ出力させ、前記主導波管の、前記複数の周波数帯の電波が入射された場合に生じる当該周波数帯(ｆｉ)の電波の定在波により前記主導波管管壁に励起される電流が大きくなり、かつ当該周波数帯(ｆｉ)より高い各周波数帯(ｆｉ＋１〜ｆＮ−１)の電波による定在波により励起される電流が小さくなる位置にそれぞれ配置される、
ことを特徴とするアンテナ給電回路。
【請求項５】
前記第１〜Ｎの分岐導波管群のうち少なくとも１つ又は前記第１〜Ｎ−１の分岐導波管群のうち少なくとも１つが、前記主導波管から互いに直交する方向に分岐された２つの分岐導波管から構成されたことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のアンテナ給電回路。
【請求項６】
前記第１〜Ｎの分岐導波管群のうち少なくとも１つ又は前記第１〜Ｎ−１の分岐導波管群のうち少なくとも１つが、前記主導波管から互いに逆方向に分岐された２つの分岐導波管から構成されたことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のアンテナ給電回路。
【請求項７】
前記第１〜Ｎの分岐導波管群のうち少なくとも１つ又は前記第１〜Ｎ−１の分岐導波管群のうち少なくとも１つが、前記主導波管から上下左右方向に分岐された４つの分岐導波管から構成されたことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のアンテナ給電回路。
【請求項８】
前記主導波管又は前記主導波管と主導波管端部構造部が円形又は正方形の断面形状を有することを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載のアンテナ給電回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主にマイクロ波帯及びミリ波帯で用いる直交偏波面分離・合成器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の周波数帯を使用する円偏波アンテナ給電回路では直交偏波面分離・合成器(ＯＭＪ：Orthomode Junction、以下ＯＭＪ)がよく用いられる。従来のＯＭＪでは下記特許文献１の図３に記載のように、低域側の周波数帯の電波を主導波管から上下左右に分岐した分岐導波管の互いに向かいあう分岐導波管を、Ｔ分岐回路等を用いて合成する。また、テーパ形状、ステップ形状を用いて主導波管の出力導波管を低域側の周波数帯でカットオフとなるような径とすることにより、低域側の周波数帯の電波をすべて分岐導波管より出力させる。高い周波数帯の電波は分岐導波管に低域通過形フィルタを設けることにより、分岐導波管には伝搬せず主導波管出力端子より出力させる。
【０００３】
特許文献１の図１及び図２にはＯＭＪから上下左右に分岐した分岐導波管の隣り合う分岐導波管を電力分配器で合成することにより小型化されたアンテナ給電回路が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４５７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のアンテナ給電回路は高域側の周波数帯の電波を分岐導波管に伝搬させないよう、低域通過形フィルタを設ける必要があるため合成回路が大きくなるという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、異なる周波数帯の電波の分離に関し高いアイソレーション特性を有し小型化されたアンテナ給電回路を提供すること等を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、異なる複数の周波数帯(ｆ１〜ｆｉ：i=1,2,3,…,Ｎ：Ｎは２以上の整数、ｆ１＜ｆ２…＜ｆＮ)の電波をそれぞれ異なる分岐導波管に分波させるアンテナ給電回路であって、一端から前記複数の周波数帯の電波が入射され他端が短絡された主導波管(１０)と、前記主導波管の側面に接続され前記複数の周波数帯の電波をそれぞれ分波して出力させるそれぞれ少なくとも１本の分岐導波管からなる第１〜Ｎの分岐導波管群(１１，１３)と、を備え、前記第Ｎの分岐導波管群が、前記複数の周波数帯のうち最も高い周波数帯(ｆＮ)の電波を出力させ、前記主導波管の、前記複数の周波数帯の電波が入射された場合に生じる最も高い周波数帯(ｆＮ)の電波の定在波により前記主導波管管壁に励起される電流が大きくなる位置に配置され、前記第１〜Ｎ−１の分岐導波管群がそれぞれ、前記複数の周波数帯のうち最も高い周波数帯(ｆＮ)を除く当該周波数帯(ｆｉ：ｉは１〜Ｎ−１)の電波をそれぞれ出力させ、前記主導波管の、前記複数の周波数帯の電波が入射された場合に生じる当該周波数帯(ｆｉ)の電波の定在波により前記主導波管管壁に励起される電流が大きくなり、かつ当該周波数帯(ｆｉ)より高い各周波数帯(ｆｉ＋１〜ｆＮ)の電波による定在波により励起される電流が小さくなる位置にそれぞれ配置される、ことを特徴とするアンテナ給電回路にある。
【発明の効果】
【０００８】
この発明では、異なる周波数帯の電波の分離に関し高いアイソレーション特性を有し小型化されたアンテナ給電回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るアンテナ給電回路の構成を示す側面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ’面、Ｂ−Ｂ’面に沿った断面図である。
【図３】この発明によるアンテナ給電回路の分岐導波管の合成回路の一例を示したブロック図である。
【図４】この発明によるアンテナ給電回路の分岐導波管の合成回路の別の例を示したブロック図である。
【図５】図１のアンテナ給電回路における低い周波数帯の電波の定在波の電界分布を示す図である。
【図６】図１のアンテナ給電回路における高い周波数帯の電波の定在波の電界分布を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係るアンテナ給電回路の構成を示す側面図である。
【図８】図７におけるＡ−Ａ’面、Ｂ−Ｂ’面に沿った断面図である。
【図９】図７のアンテナ給電回路における低い周波数帯の電波の定在波の電界分布を示す図である。
【図１０】図７のアンテナ給電回路における高い周波数帯の電波の定在波の電界分布を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係るアンテナ給電回路の構成を示す側面図である。
【図１２】図１１におけるＡ−Ａ’面、Ｂ−Ｂ’面に沿った断面図である。
【図１３】図１１のアンテナ給電回路における低い周波数帯の電波の定在波の電界分布を示す図である。
【図１４】図１１のアンテナ給電回路における高い周波数帯の電波の定在波の電界分布を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態４に係るアンテナ給電回路の構成を示す側面図である。
【図１６】図１５におけるＡ−Ａ’面、Ｂ−Ｂ’面、Ｃ−Ｃ’面に沿った断面図である。
【図１７】図１５のアンテナ給電回路における低い周波数帯の電波の定在波の電界分布を示す図である。
【図１８】図１５のアンテナ給電回路における中間の周波数帯の電波の定在波の電界分布を示す図である。
【図１９】図１５のアンテナ給電回路における高い周波数帯の電波の定在波の電界分布を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態５に係るアンテナ給電回路の構成を示す側面図である。
【図２１】図２０におけるＡ−Ａ’面、Ｂ−Ｂ’面に沿った断面図である。
【図２２】図２０のアンテナ給電回路における低い周波数帯の電波の定在波の電界分布を示す図である。
【図２３】図２０のアンテナ給電回路における高い周波数帯の電波の定在波の電界分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明によるアンテナ給電回路を幾つかの実施の形態に基づき図面を用いて説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るアンテナ給電回路の構成を示す側面図、図２の(ａ)(ｂ)は図１におけるそれぞれＡ−Ａ’面、Ｂ−Ｂ’面に沿った断面図、図３及び図４はアンテナ給電回路の分岐導波管の合成回路を示したブロック図、図５及び図６は定在波の電界分布を示す図である。
【００１２】
各図において、１０は円形主導波管、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは円形主導波管１０の側面から上下左右(電波の進行方向に直交する面内の周囲９０°毎)に分岐した分岐導波管(例えば矩形)、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは分岐導波管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと円形主導波管１０との結合孔である。１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは円形主導波管１０の側面から上下左右(電波の進行方向に直交する面内の周囲９０°毎)に分岐した分岐導波管(例えば矩形)、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは分岐導波管１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３と円形主導波管１０との結合孔である。１５は円形主導波管１０の一端に設けられた短絡面を形成する短絡板であり、図４の１６ａ及び１６ｂは位相器である。
【００１３】
分岐導波管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、低い周波数帯ｆＬにおいて基本モード(例えばＴＥ１０モード)の電波が伝搬可能となる寸法となっている。分岐導波管１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、高い周波数帯ｆＨの基本モードの電波のみが伝搬できるよう分岐導波管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄよりも導波管ａ寸法(電波の進行方向に直交する面の一方向の辺)が小さくなっている。
【００１４】
また分岐導波管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは図１に示すように、その中心(管軸方向の中心)が短絡板１５から距離Ｌ１の位置になるように設けられている。分岐導波管１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄはその中心(管軸方向の中心)が短絡板１５から距離Ｌ２となる位置に設けられている。
【００１５】
距離Ｌ１は低い周波数帯ｆＬにおける電気長が約π／２又はπ／２となる距離、かつ高い周波数帯ｆＨにおける電気長が約π又はπとなる距離である。また、距離Ｌ２は高い周波数帯ｆＨにおける電気長が約５π／２又は５π／２となる距離である。
【００１６】
次に動作について説明する。周波数(帯)及び偏波の向きの異なる電波が入射されたとする。それぞれの電波は、円形主導波管１０内では短絡板１５で反射され定在波が生じることとなる。低い周波数帯ｆＬの電波が入力された場合には図５に示す電界分布となり、高い周波数帯ｆＨの電波が入力された場合には図６に示す電界分布となる。
【００１７】
低い周波数帯ｆＬの電波が入射された場合、分岐導波管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは低い周波数帯ｆＬにおいて短絡面１５から電気長が約π／２又はπ／２となる位置に配置されているため、図５に示すように分岐導波管１１ａ〜１１ｄが設けられた位置では定在波は腹となる。従って、水平偏波では結合孔１２ａ及び１２ｂ(図２参照)を横切る方向に円形主導波管１０の管壁に電流が流れるため、電波は結合孔１２ａ及び１２ｂに結合し、低い周波数帯ｆＬの電波は分岐導波管１１ａ及び１１ｂに伝搬することとなる。同様に、垂直偏波では結合孔１２ｃ及び１２ｄを横切る方向に円形主導波管１０の管壁に電流が流れるため、電波は結合孔１２ｃ及び１２ｄに結合し、低い周波数帯ｆＬの電波は分岐導波管１１ｃ及び１１ｄに伝搬することとなる。
【００１８】
一方、高い周波数帯ｆＨの電波が入射された場合には、分岐導波管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは高い周波数帯ｆＨにおいて短絡面１５から電気長が約π又はπとなる位置に置かれているため、図６に示すように分岐導波管１１ａ〜１１ｄが設けられた位置では定在波は節となる。従って、分岐導波管の中央となる面(管軸方向の中心に沿った面)で結合孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを横切る方向にはほとんど電流が流れず、分岐導波管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄには伝搬しない。
【００１９】
また、分岐導波管１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、高い周波数帯ｆＨの電波が入射された場合に短絡板１５から電気長が約５π／２又は５π／２となる位置に配置されているため、図６に示すように分岐導波管１３ａ〜１３ｄが設けられた位置では定在波は腹となる。従って、水平偏波では結合孔１４ａ及び１４ｂを横切る方向に円形主導波管１０の管壁に電流が流れるため、電波は結合孔１４ａ及び１４ｂに結合し、高い周波数帯ｆＨの電波は分岐導波管１３ａ及び１３ｂに伝搬することとなる。同様に、垂直偏波では結合孔１４ｃ及び１４ｄに横切る方向に円形主導波管１０の管壁に電流が流れるため、電波は結合孔１４ｃ及び１４ｄに結合し、高い周波数帯ｆＨの電波は分岐導波管１３ｃ及び１３ｄに伝搬することとなる。一方、低い周波数帯ｆＬにおいては分岐導波管１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄはカットオフとなるため、低い周波数帯ｆＬの電波は分岐導波管１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄには伝搬しない。
【００２０】
この実施の形態に係るアンテナ給電装置では、以上のような構成を有するため、フィルタがない場合であっても、低い周波数帯の電波を分離する分岐導波管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに高い周波数帯の電波がほとんど伝搬せず、高いアイソレーション特性を確保できる。従って、分岐導波管にフィルタを設ける必要がなくなり、アンテナ給電回路の小型化が実現できる。
【００２１】
また、通常上下左右に分かれた分岐導波管は図３のように向かい合う分岐導波管同士又は、図４のように隣り合う分岐導波管同士を位相器１６ａ及び１６ｂを介して合成してそれぞれ出力端子Ｐ２，Ｐ３から出力する必要があるが、フィルタが不要であるこの発明のアンテナ給電回路においては、これらの合成回路も小型化することができる。
【００２２】
なお、ここでは上下左右方向に分岐する導波管で構成されたアンテナ給電回路について説明したが、対称性がなくなるため特性は劣化するものの、分岐導波管を直交する方向に設けた場合、すなわち円形主導波管１０の周方向隣り合う２つの分岐導波管のみを設けた場合(例えば分岐導波管１１ａと１１ｃ又は１１ｄ、分岐導波管１３ａと１３ｃ又は１３ｄ、)、にも同様の効果が得られる。この場合、さらなる小型化が可能となる。また、Ｖ偏波及びＨ偏波のいずれもが入射された場合について示したが、入射する電波がＶ偏波のみ又はＨ偏波のみである場合には、上下左右に分岐する導波管ではなく、上下又は左右の向かい合う方向(互いに逆の方向)に分岐された分岐導波管のみで構成でき(分岐導波管１１ａと１１ｂ又は１１ｃと１１ｄ、分岐導波管１３ａと１３ｂ又は１３ｃと１３ｄ、)、更なる小型化が可能となる。また分岐導波管はそれぞれ１つずつでもよい。
【００２３】
また主導波管が円形導波管(電波の進行方向に直交する断面が円形の円筒形の導波管)の場合について示したが、正方形導波管(同断面が正方形の導波管)の場合にも同様の効果が得られる。円形導波管の場合、カットオフの周波数帯は直径で決まり、正方形導波管の場合には、１辺の長さで決まる。
【００２４】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２に係るアンテナ給電回路の構成を示す側面図、図８の(ａ)(ｂ)は図７におけるそれぞれＡ−Ａ’面、Ｂ−Ｂ’面に沿った断面図、図９及び図１０は定在波の電界分布を示す図である。
【００２５】
各図において、２０ａは円形主導波管、２０ｂは円形主導波管２０ａに接続され、低い周波数帯においてはカットオフとなり、かつ高い周波数帯においては伝搬可能な寸法の直径を有する主導波管端部構造部を構成する円形導波管である。２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、上記実施の形態と同様に、円形主導波管２０ａの側面から上下左右に分岐した分岐導波管、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄはこれらの結合孔、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは円形主導波管２０ａの側面から上下左右に分岐した分岐導波管、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄはこれらの結合孔、２５ａは円形主導波管２０ａと円形導波管２０ｂとの接続面(上述の低い周波数帯においてはカットオフとなり、かつ高い周波数帯においては伝搬可能な寸法を有する)、２５ｂは円形導波管２０ｂの一端に設けられた短絡面である。
【００２６】
分岐導波管２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは低い周波数帯ｆＬにおいて基本モード(例えばＴＥ１０モード)の電波が伝搬可能となる寸法となっており、分岐導波管２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは高い周波数帯ｆＨの基本モードの電波のみが伝搬できるよう分岐導波管２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄよりも導波管ａ寸法が小さくなっている。
【００２７】
また、分岐導波管２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは図７に示すように、その中心が短絡面２５ｂから距離Ｌ２、円形主導波管２０ａと円形導波管２０ｂとの接続面２５ａから距離Ｌ１の位置になるように設けられており、分岐導波管２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄはその中心が短絡面２５ｂから距離Ｌ３となる位置に設けられている。
【００２８】
距離Ｌ１は低い周波数帯ｆＬにおける電気長が約π／２又はπ／２となる距離であり、距離Ｌ２は高い周波数帯ｆＨにおける電気長が約π又はπとなる距離である。また、距離Ｌ３は高い周波数帯ｆＨにおける電気長が約５π／２又は５π／２となる距離である。
【００２９】
次に動作について説明する。周波数(帯)及び偏波の向きの異なる電波が入射されたとする。低い周波数帯ｆＬの電波は、接続面(カットオフ位置)２５ａで反射され、図９に示すように定在波が生じる。一方、高い周波数帯ｆＨの電波は短絡面２５ｂ近傍で反射され図１０に示すように定在波が生じることとなる。
【００３０】
分岐導波管２１ａ〜２１ｄが設けられた位置は、低い周波数帯ｆＬの電波が入力された場合には定在波の腹となり、高い周波数帯ｆＨの電波が入力された場合には定在波の節となる。また、分岐導波管２３ａ〜２３ｄが設けられた位置は、高い周波数帯ｆＨの電波が入力された場合には定在波の腹となる。
【００３１】
実施の形態２に係るアンテナ給電回路では、以上のような構成を有するため、実施の形態１に係るアンテナ給電回路と同様に、低い周波数帯ｆＬの水平偏波の電波は分岐導波管２１ａ及び２１ｂに伝搬し、水平偏波の電波は分岐導波管２１ｃ及び２１ｄに伝搬する。高い周波数帯の水平偏波の電波は分岐導波管２３ａ及び２３ｂに伝搬し、高い周波数帯の垂直偏波の電波は分岐導波管２３ｃ及び２３ｄに伝搬する。また、実施の形態１に係るアンテナ給電回路と同様に、高い周波数帯の電波が分岐導波管２１ａ〜２１ｄにほとんど伝搬しないため、分岐導波管２１ａ〜２１ｄにフィルタを設ける必要がなくなり小型化ができるという効果が得られる。
【００３２】
また、実施の形態１に係るアンテナ給電回路においては、円形主導波管の直径を選ぶことにより、距離Ｌ１を低い周波数帯ｆＬにおける電気長が約π／２又はπ／２であり、かつ高い周波数帯ｆＨにおける電気長が約π又はπとなる距離とすることができる場合にのみ実現できる。これに対し、実施の形態２に係るアンテナ給電回路では、距離Ｌ１及びＬ２を円形導波管２０ｂの短絡面２５ｂまでの距離を変えることにより、比較的自由に設定することができ、実施の形態１に係るアンテナ給電回路と比べ、使用する周波数帯の組み合わせ(ｆＬ及びｆＨ)を比較的自由に選ぶことができるという効果が得られる。
【００３３】
実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３に係るアンテナ給電回路の構成を示す側面図、図１２の(ａ)(ｂ)は図１１におけるそれぞれＡ−Ａ’面、Ｂ−Ｂ’面に沿った断面図、図１３及び図１４は定在波の電界分布を示す図である。
【００３４】
各図において、３０ａは円形主導波管、３０ｂは円形主導波管３０ａに接続され、直径が円形主導波管３０ａから徐々に小さくなるテーパ円形導波管である。また、主導波管端部構造部を構成するテーパ円形導波管３０ｂは端部が短絡されており、円形主導波管３０ａとテーパ円形導波管３０ｂとの接続面３５ａと、短絡面３５ｂとの間のカットオフ位置３５ｃにおける断面寸法(直径)は、低い周波数帯ｆＬにおいてはカットオフとなり、かつ高い周波数帯ｆＨにおいては伝搬可能な寸法となっている。
【００３５】
また、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは、上記実施の形態と同様に、円形主導波管３０ａの側面から上下左右に分岐した分岐導波管、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄはこれらの結合孔、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは円形主導波管３０ａの側面から上下左右に分岐した分岐導波管、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄはこれらの結合孔、３５ｃはテーパ円形導波管３０ｂにおいて低い周波数帯ｆＬの電波がカットオフとなる上述のカットオフ位置、３５ｂはテーパ円形導波管３０ｂの一端に設けられた短絡面である。
【００３６】
分岐導波管３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは低い周波数帯ｆＬにおいて基本モード(例えばＴＥ１０モード)の電波が伝搬可能となる寸法となっており、分岐導波管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは高い周波数帯ｆＨの基本モードの電波のみが伝搬できるよう分岐導波管３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄよりも導波管ａ寸法が小さくなっている。
【００３７】
また、分岐導波管３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは図１３に示すように、その中心がテーパ円形導波管３０ｂの断面寸法が低い周波数帯ｆＬにおいてカットオフとなるカットオフ位置３５ｃから距離Ｌ１、かつ短絡面３５ｂから距離Ｌ２となる位置に設けられている。分岐導波管３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３はその中心が短絡面３５ｂから距離Ｌ３となる位置に設けられている。
【００３８】
距離Ｌ１は低い周波数帯ｆＬにおける電気長が約π／２又はπ／２となる距離であり、距離Ｌ２は高い周波数帯ｆＨにおける電気長が約π又はπとなる距離である。また、距離Ｌ３は高い周波数帯ｆＨにおける電気長が約５π／２又は５π／２となる距離である。
【００３９】
次に動作について説明する。周波数(帯)及び偏波の向きの異なる電波が入射されたとする。低い周波数帯ｆＬの電波は、カットオフ位置３５ｃで反射され、図１３に示すように定在波が生じる。一方、高い周波数帯ｆＨの電波は短絡面３５ｂ近傍で反射され円形主導波管３０ａ及びテーパ円形導波管３０ｂには図１４に示すように定在波が生じることとなる。
【００４０】
分岐導波管３１ａ〜３１ｄが設けられた位置は、低い周波数帯ｆＬの電波の電波が入力された場合には定在波の腹となり、高い周波数帯ｆＨの電波が入力された場合には定在波の節となる。また、分岐導波管３３ａ〜３３ｄが設けられた位置は、高い周波数帯ｆＨの電波が入力された場合には定在波の腹となる。
【００４１】
実施の形態３に係るアンテナ給電回路では、以上のような構成を有するため、実施の形態１に係るアンテナ給電回路と同様に、低い周波数帯ｆＬの水平偏波の電波は分岐導波管３１ａ及び３１ｂに伝搬し、水平偏波の電波は分岐導波管３１ｃ及び３１ｄに伝搬する。高い周波数帯の水平偏波の電波は分岐導波管３３ａ及び３３ｂに伝搬し、高い周波数帯の垂直偏波の電波は３３ｃ及び３３ｄに伝搬する。また、実施の形態１に係るアンテナ給電回路と同様に、高い周波数帯の電波が分岐導波管３１ａ〜３１ｄにほとんど伝搬しないため、分岐導波管３１ａ〜３１ｄにフィルタを設ける必要がなくなり小型化ができるという効果が得られる。
【００４２】
また、実施の形態３に係るアンテナ給電回路においては、テーパ円形導波管３０ｂの長さ及び角度を変えることにより、距離Ｌ１及びＬ２を比較的自由に設定することができ、実施の形態１に係るアンテナ給電回路と比べ、使用する周波数帯の組み合わせ(ｆＬ及びｆＨ)を比較的自由に選ぶことができるという効果が得られる。
【００４３】
実施の形態４．
図１５はこの発明の実施の形態４に係るアンテナ給電回路の構成を示す側面図、図１６の(ａ)(ｂ)(ｃ)は図１５におけるそれぞれＡ−Ａ’面、Ｂ−Ｂ’面、Ｃ−Ｃ’面に沿った断面図、図１７〜図１８は定在波の電界分布を示す図である。
【００４４】
各図において、４０ａは円形主導波管、４０ｂは円形主導波管４０ａに接続され、直径が円形主導波管４０ａより小さい第１円形導波管、４０ｃは第１円形導波管４０ｂに接続され、直径が第１円形導波管４０ｂより小さい第２円形導波管である。
【００４５】
円形主導波管４０ａに３つの異なる周波数帯ｆＬ、ｆＭ、ｆＨ(ｆＬ＜ｆＭ＜ｆＨ)の電波が入射されたとすると、第１円形導波管４０ｂは接続面４５ａから導波管断面が周波数帯ｆＬにおいてはカットオフとなり、周波数帯ｆＭ及びｆＨの電波は伝搬可能な寸法としている。また、第２円形導波管４０ｃは端部が短絡面４５ｃで短絡されており、接続面４５ｂから導波管断面は周波数帯ｆＭ及びｆＬにおいてはカットオフとなり、周波数帯ｆＨの電波は伝搬可能な寸法としている。
【００４６】
また、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは円形主導波管４０ａの側面から上下左右に分岐した分岐導波管、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄはこれらの結合孔、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは円形主導波管４０ａの側面から上下左右に分岐した分岐導波管、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄはこれらの結合孔、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄは円形主導波管４０ａの側面から上下左右に分岐した分岐導波管、４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄはこれらの結合孔、４５ａは円形主導波管４０ａと第１円形導波管４０ｂとの接続面、４５ｂは第１円形導波管４０ｂと第２円形導波管４０ｃとの接続面、４５ｃは第２円形導波管４０ｃの一端に設けられた短絡面である。
【００４７】
分岐導波管４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは周波数帯ｆＬにおいて基本モード(例えばＴＥ１０モード)の電波が伝搬可能となる寸法となっており、分岐導波管４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは周波数帯ｆＬにおいてカットオフとなり、周波数帯ｆＭの基本モードの電波が伝搬できるよう分岐導波管４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄよりも導波管ａ寸法が小さくなっている。分岐導波管４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄは周波数帯ｆＭにおいてカットオフとなり、周波数帯ｆＨの基本モードの電波が伝搬できるよう分岐導波管４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄよりも導波管ａ寸法が小さくなっている。
【００４８】
また、分岐導波管４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは図１５に示すように、その中心が円形主導波管４０ａ及び第１円形導波管４０ｂの接続面４５ａから距離Ｌ１となる位置、かつ第１円形導波管４０ｂ及び第２円形導波管４０ｃの接続面４５ｂから距離Ｌ２となる位置、かつ短絡面４５ｃから距離Ｌ３となる位置に設けられている。分岐導波管４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄはその中心が第１円形導波管４０ｂ及び第２円形導波管４０ｃの接続面４５ｂから距離Ｌ４となる位置、かつ短絡面４５ｃからＬ５となる位置に設けられている。分岐導波管４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄはその中心が短絡面４５ｃから距離Ｌ６となる位置に設けられている。
【００４９】
距離Ｌ１は周波数帯ｆＬにおいて電気長が約π／２又はπ／２となる距離であり、距離Ｌ２は周波数帯ｆＭにおいて電気長が約π又はπとなる距離であり、距離Ｌ３は周波数帯ｆＨにおいて電気長が約２πは２πとなる距離である。また、距離Ｌ４は周波数帯ｆＬにおいて電気長が約５π／２又は５π／２となる距離であり、距離Ｌ５は周波数帯ｆＭにおいて電気長が約３π又は３πとなる距離であり、距離Ｌ６は周波数帯ｆＨにおいて電気長が約９π／２又は９π／２となる距離である。
【００５０】
なお、第１円形導波管４０ｂ、第２円形導波管４０ｃ、接続面４５ａ、接続面４５ｂ、短絡面４５ｃが主導波管端部構造部を構成する。
【００５１】
次に動作について説明する。３つの異なる周波数帯ｆＬ、ｆＭ、ｆＨ(ｆＬ＜ｆＭ＜ｆＨ)の電波が入射されたとする。周波数帯ｆＬの電波は接続面４５ａで反射され、図１７に示すような定在波分布となる。周波数帯ｆＭの電波は接続面４５ｂ近傍で反射され、図１８に示すような定在波分布となる。周波数帯ｆＨの電波は短絡面４５ｃで反射され導波管４０ａ〜４０ｃにおいて図１９に示すような定在波分布となる。
【００５２】
分岐導波管４１ａ〜４１ｄが設けられた位置は、周波数帯ｆＬの電波が入力された場合には定在波の腹となり、周波数帯ｆＭ及びｆＨの電波が入力された場合には定在波の節となる。また、分岐導波管４３ａ〜４３ｄが設けられた位置は、周波数帯ｆＭの電波が入力された場合には定在波の腹となり、周波数帯ｆＨの電波が入力された場合には定在波の節となる。分岐導波管４６ａ〜４６ｄが設けられた位置は、周波数帯ｆＨの電波が入力された場合には定在波の腹となる。
【００５３】
実施の形態４に係るアンテナ給電回路では、以上のような構成をしているため、実施の形態１に係るアンテナ給電回路と同様に、周波数帯ｆＬの電波は分岐導波管４１ａ、４１ｂ又は４１ｃ、４１ｄに伝搬する。周波数帯ｆＭの電波は分岐導波管４３ａ、４３ｂ又は４３ｃ、４３ｄに伝搬し、分岐導波管４１ａ、４１ｂ又は４１ｃ、４１ｄにはほとんど伝搬しない。周波数帯ｆＨの電波は分岐導波管４６ａ、４６ｂ又は４６ｃ、４６ｄに伝搬し、分岐導波管４１ａ、４１ｂ、４３ａ、４３ｂ又は４１ｃ、４１ｄ、４３ｃ、４３ｄにはほとんど伝搬しない。従って、分岐導波管４１ａ〜４１ｄ及び４３ａ〜４３ｄにはフィルタを設ける必要がなくなりアンテナ給電回路の小型化が可能となる。
【００５４】
また、実施の形態４に係るアンテナ給電回路においては、第１及び第２円形導波管４０ｂ、４０ｃの長さを変えることにより、Ｌ２〜Ｌ６を比較的自由に設定することができ、実施の形態１に係るアンテナ給電回路と比べ、使用する周波数帯の組み合わせ(ｆＬ,ｆＭ,ｆＨ)を比較的自由に選ぶことができ、また、３つの異なる周波数帯の電波が入力された場合においても分離できるという効果が得られる。
【００５５】
実施の形態５．
図２０はこの発明の実施の形態５に係るアンテナ給電回路の構成を示す側面図、図２１の(ａ)(ｂ)は図２０におけるそれぞれＡ−Ａ’面、Ｂ−Ｂ’面に沿った断面図、図２２及び図２３は定在波の電界分布を示す図である。
【００５６】
各図において、５０ａは円形主導波管、５０ｂは円形主導波管５０ａに接続され、直径が円形主導波管５０ａより小さい第１円形導波管、５０ｃは第１円形導波管５０ｂに接続され、直径が第１円形導波管５０ｂより小さい第２円形導波管である。
【００５７】
円形主導波管５０ａに３つの異なる周波数帯ｆＬ、ｆＭ、ｆＨ(ｆＬ＜ｆＭ＜ｆＨ)の電波が入射されたとすると、第１円形導波管５０ｂは接続面５５ａから導波管断面が周波数帯ｆＬにおいてはカットオフとなり、周波数帯ｆＭ及びｆＨの電波は伝搬可能な寸法としている。また、第２円形導波管５０ｃは接続面５５ｂから導波管断面が周波数帯ｆＭ及びｆＬにおいてはカットオフとなり、周波数帯ｆＨの電波は伝搬可能な寸法としている。
【００５８】
また、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは円形主導波管５０ａの側面から上下左右に分岐した分岐導波管、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄはこれらの結合孔、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄは円形主導波管５０ａの側面から上下左右に分岐した分岐導波管、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄはこれらの結合孔、５５ａは円形主導波管５０ａと第１円形導波管５０ｂとの接続面、５５ｂは第１円形導波管５０ｂと第２円形導波管５０ｃとの接続面、５５ｃは周波数帯ｆＨの電波の出力端子である。
【００５９】
分岐導波管５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは周波数帯ｆＬにおいて基本モード(例えばＴＥ１０モード)の電波が伝搬可能となる寸法となっており、分岐導波管５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄは周波数帯ｆＬにおいてカットオフとなり、周波数帯ｆＭの基本モードの電波が伝搬できるよう分岐導波管５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄよりも導波管ａ寸法が小さくなっている。
【００６０】
また、分岐導波管５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄはその中心が、円形主導波管５０ａ及び第１円形導波管５０ｂの接続面５５ａから距離Ｌ１となる位置、かつ第１円形導波管５０ｂと第２円形導波管５０ｃの接続面５５ｂから距離Ｌ２となる位置に設けられている。分岐導波管５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄはその中心が、第１円形導波管５０ｂと第２円形導波管５０ｃの接続面５５ｂから距離Ｌ３となる位置に設けられている。
【００６１】
距離Ｌ１は周波数帯ｆＬにおいて電気長が約π／２又はπ／２となる距離であり、距離Ｌ２は周波数帯ｆＭにおいて電気長が約π又はπとなる距離である。また、距離Ｌ３は周波数帯ｆＭにおいて電気長が約５π／２又は５π／２となる距離である。
【００６２】
なお、第１円形導波管５０ｂ、第２円形導波管５０ｃ、接続面５５ａ、接続面５５ｂ、出力端子５５ｃが主導波管端部構造部を構成する。
【００６３】
次に動作について説明する。３つの異なる周波数帯ｆＬ、ｆＭ、ｆＨ(ｆＬ＜ｆＭ＜ｆＨ)の電波が入射されたとする。周波数帯ｆＬの電波は接続面５５ａで反射され、図２２に示すような定在波分布となる。周波数帯ｆＭの電波は接続面５５ｂ近傍で反射され、図２３に示すような定在波分布となる。第２円形導波管５０ｃは周波数帯ｆＨの電波が伝搬可能な寸法となっているため、周波数帯ｆＭの電波は出力端子５５ｃより出力される。
【００６４】
分岐導波管５１ａ〜５１ｄが設けられた位置は、周波数帯ｆＬの電波が入力された場合には定在波の腹となり、周波数帯ｆＭの電波が入力された場合には定在波の節となる。また、分岐導波管５３ａ〜５３ｄが設けられた位置は、周波数帯ｆＭの電波が入力された場合には定在波の腹となる。
【００６５】
実施の形態５に係るアンテナ給電回路では、以上のような構成をしているため、実施の形態１に係るアンテナ給電回路と同様に、周波数帯ｆＬの電波は分岐導波管５１ａ、５１ｂ又は５１ｃ、５１ｄに伝搬する。周波数帯ｆＭの電波は分岐導波管５３ａ、５３ｂ又は５３ｃ、５３ｄに伝搬し、分岐導波管５１ａ、５１ｂ又は５１ｃ、５１ｄにはほとんど伝搬しない。周波数帯ｆＨのほとんどの電波は出力端子５５ｃから出力されるものの、定在波が生じないため、一部は分岐導波管５１ａ〜５１ｄ及び５３ａ〜５３ｄに伝搬することとなる。従って、分岐導波管５１ａ〜５１ｄ及び５３ａ〜５３ｄには周波数帯ｆＨのみを減衰させるフィルタを設ければよく、フィルタの小型化を図ることができる。また、周波数帯ｆＬ及びｆＭ間のアイソレーションのみが必要となる場合であればフィルタ自体が不要となる。
【００６６】
また、実施の形態５に係るアンテナ給電回路においては、第１及び第２円形導波管５０ｂ、５０ｃの長さを変えることにより、Ｌ２〜Ｌ３を比較的自由に設定することができ、実施の形態１に係るアンテナ給電回路と比べ、使用する周波数帯の組み合わせ(ｆＬ,ｆＭ,ｆＨ)を比較的自由に選ぶことができ、また、３つの異なる周波数帯の電波が入力された場合においても分離できるという効果が得られる。
【００６７】
なお、この実施の形態に構成に基づき、図１１に示す実施の形態３のテーパ円形導波管３０ｂのテーパ面に周波数帯ｆＬとｆＭにおいてカットオフとなる断面形状寸法となるカットオフ位置個所をそれぞれ設けると共に先端部を出力端子とし、出力端子から高い周波数帯ｆＨの電波を出力させるようにしてもよい。
【００６８】
さらに上記各実施の形態では、２つ又は３つの異なる周波数帯の電波の分波について説明したが、４つ以上の異なる周波数帯の電波の分波についても適用可能である。さらに電波を複数の異なる周波数帯の単位に分けて分波させているが、それぞれ複数の異なる周波数の単位で分波させるようにしてもよい。
【００６９】
この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、これらの実施の形態の可能な組み合わせを全て含むことは云うまでもない。
【符号の説明】
【００７０】
１０，２０ａ，３０ａ，４０ａ，５０ａ  円形主導波管、１１ａ〜１１ｄ，１３ａ〜１３ｄ，２１ａ〜２１ｄ，２３ａ〜２３ｄ，３１ａ〜３１ｄ，３３ａ〜３３ｄ，４１ａ〜４１ｄ，４３ａ〜４３ｄ，４６ａ〜４６ｄ，５１ａ〜５１ｄ，５３ａ〜５３ｄ  分岐導波管、１５，２５ｂ，３５ｂ，４５ｃ  短絡面、２０ｂ  円形導波管、２５ａ，３５ａ，４５ａ，４５ｂ，５５ａ，５５ｂ  接続面、３０ｂ  テーパ円形導波管、３５ｃ  カットオフ位置、４０ｂ，５０ｂ  第１円形導波管、４０ｃ，５０ｃ  第２円形導波管、５５ｃ  出力端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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