(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形導波管を管軸方向に垂直に左右に２等分する平面に対し対称構造をなし、中心部で容積が大きく、入力端および出力端方向に容積が小さくなるように、上記円形導波管の側壁に管軸方向に沿って配列された第１から第ｎ（ｎは３以上の整数）の側溝を備えた円偏波発生器。
【請求項２】
円形導波管を管軸方向に垂直に左右に２等分する平面に対し対称構造をなし、中心部で容積が大きく、入力端および出力端方向に容積が小さくなるように、上記円形導波管の側壁に管軸方向に沿って配列された第１から第ｎ（ｎは３以上の整数）の側溝と、上記円形導波管の側壁においてそれら第１〜第ｎの側溝とその円形導波管の管軸を挟んで向かい合う位置に対称構造となるように設けられた第ｎ＋１から第２ｎの側溝とを備えた円偏波発生器。
【請求項３】
第１から第ｎの側溝、または、第１から第２ｎの側溝の全て、または、何れかの側溝の管軸方向と周方向に関する断面形状を矩形状としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の円偏波発生器。
【請求項４】
第１から第ｎの側溝、または、第１から第２ｎの側溝の全て、または、何れかの側溝の管軸方向と周方向に関する断面形状を両端において半円状としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の円偏波発生器。
【請求項５】
第１から第ｎの側溝、または、第１から第２ｎの側溝の全て、または、何れかの側溝の半径方向と周方向に関する断面形状を矩形状としたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の円偏波発生器。
【請求項６】
第１から第ｎの側溝、または、第１から第２ｎの側溝の全て、または、何れかの側溝の半径方向と周方向に関する断面形状を半円状としたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の円偏波発生器。
【請求項７】
第１から第ｎの側溝、または、第１から第２ｎの側溝の全て、または、何れかの側溝の半径方向と周方向に関する断面形状を扇状としたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の円偏波発生器。
【請求項８】
第１から第ｎの側溝、または、第１から第２ｎの側溝の全て、または、何れかの側溝に対し、誘電体を設置したことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の円偏波発生器。
【請求項９】
第１から第ｍ（ｍは４以上の整数）の円形導波管と、上記第１から第ｍの円形導波管の各々の間に挿入され、長辺がそれら円形導波管の直径よりも長く、短辺がそれら円形導波管の直径よりも短い第１から第ｍ−１の方形導波管とを備えた円偏波発生器。
【請求項１０】
第１から第ｍの円形導波管を同軸上に並べると共に、それら第１から第ｍの円形導波管を管軸方向に垂直に左右に２等分する平面に対し対称構造となるように第１から第ｍ−１の方形導波管を設置したことを特徴とする請求項９記載の円偏波発生器。
【請求項１１】
第１から第ｍ（ｍは４以上の整数）の円形導波管と、上記第１から第ｍの円形導波管の各々の間に挿入され、長径がそれら円形導波管の直径よりも長く、短径がそれら円形導波管の直径よりも短い第１から第ｍ−１の楕円形導波管とを備えた円偏波発生器。
【請求項１２】
第１から第ｍの円形導波管を同軸上に並べると共に、それら第１から第ｍの円形導波管を管軸方向に垂直に左右に２等分する平面に対し対称構造となるように第１から第ｍ−１の楕円形導波管を設置したことを特徴とする請求項１１記載の円偏波発生器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主としてＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯、マイクロ波帯およびミリ波帯で用いられる円偏波発生器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は例えば電子通信学会論文誌（１９８０年９月発行、Ｖｏｌ．６３−Ｂ，Ｎｏ．９，ｐｐ９０８〜９１５）に示された従来の円偏波発生器の概略構成図であり、図において、１は円形導波管、２は円形導波管１の管軸Ｃ１に対して対をなして円形導波管１の側壁より挿入され、かつ、円形導波管１の管軸Ｃ１方向に対して一定の間隔で配列された複数の金属ポスト、Ｐ１は入力端、Ｐ２は出力端である。また、図１６は従来の水平偏波と垂直偏波の電磁界分布を示す説明図である。
【０００３】
次に動作について説明する。
いま、円形導波管１を伝搬可能なある周波数帯ｆの直線偏波が、円形導波管１中を基本伝送モード（ＴＥ１１モード）にて伝搬してきて、かつ、図１５中に示すようにその偏波面が金属ポスト２の挿入面より４５度傾いて入力端Ｐ１より入射してきたとする。このとき、入射した直線偏波は、金属ポスト２の挿入面に対し垂直となる直線偏波と金属ポスト２の挿入面に対し水平となる直線偏波が同相で入射してきたものの合成波と見なすことができる。ここで、図１６の右図に示すように、金属ポスト２の挿入面に対し垂直となる偏波成分は、電界が金属ポスト２と垂直に交わるため、ほとんど金属ポスト２に影響されることなく円形導波管１内を通過して出力端Ｐ２より出射される。これに対し、図１６の左図に示すように、金属ポスト２の挿入面に対し水平となる偏波成分は、磁界が金属ポスト２と垂直に交わるため、金属ポスト２が容量性サセプタンスとして働き、通過位相が遅れることになる。
【０００４】
以上のように、図１５の円偏波発生器は、金属ポスト２がその挿入面に対し水平となる偏波成分に対して容量性サセプタンスとして働くので、出力端Ｐ２より出射される金属ポスト２の挿入面に対し垂直となる偏波成分と、金属ポスト２の挿入面に対し水平となる偏波成分との通過位相差が９０度となるように金属ポスト２の本数、間隔、および挿入長を適当に設計することにより、出力端Ｐ２より出射される両偏波成分の合成波は円偏波となる。即ち、入力端Ｐ１より入射した直線偏波が、入力端Ｐ２より円偏波として出力されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の円偏波発生器は以上のように構成されているので、円形導波管１内に金属ポスト２を突き出す構成であり、その結果、円形導波管１内の電界分布が密なるところに外乱を与え、位相遅延させるものなので、金属ポスト２の円形導波管１内への挿入量の微妙な変化によって大きく位相遅延量あるいは反射量が変化し、所望の通過位相特性あるいは反射振幅特性を得るための調整に多大な時間を要し、量産化と低廉化が困難であるという課題があった。
また、円形導波管１内の電界分布が密なるところに複数の金属物である金属ポスト２を突き出すことになるため、円偏波発生器としての耐電力性および低損失性が劣化するという課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、高性能で低価格な円偏波発生器を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る円偏波発生器は、円形導波管を管軸方向に垂直に左右に２等分する平面に対し対称構造をなし、中心部で容積が大きく、入力端および出力端方向に容積が小さくなるように、上記円形導波管の側壁に管軸方向に沿って配列された第１から第ｎ（ｎは３以上の整数）の側溝を設置したものである。
【０００８】
この発明に係る円偏波発生器は、円形導波管を管軸方向に垂直に左右に２等分する平面に対し対称構造をなし、中心部で容積が大きく、入力端および出力端方向に容積が小さくなるように、上記円形導波管の側壁に管軸方向に沿って配列された第１から第ｎ（ｎは３以上の整数）の側溝を設置すると共に、上記円形導波管の側壁において第１〜第ｎの側溝とその円形導波管の管軸を挟んで向かい合う位置に対称構造となるように第ｎ＋１から第２ｎの側溝を設置したものである。
【０００９】
この発明に係る円偏波発生器は、側溝の管軸方向と周方向に関する断面形状を矩形状としたものである。
【００１０】
この発明に係る円偏波発生器は、側溝の管軸方向と周方向に関する断面形状を両端において半円状としたものである。
【００１１】
この発明に係る円偏波発生器は、側溝の半径方向と周方向に関する断面形状を矩形状としたものである。
【００１２】
この発明に係る円偏波発生器は、側溝の半径方向と周方向に関する断面形状を半円状としたものである。
【００１３】
この発明に係る円偏波発生器は、側溝の半径方向と周方向に関する断面形状を扇状としたものである。
【００１４】
この発明に係る円偏波発生器は、側溝に対し、誘電体を設置したものである。
【００１５】
この発明に係る円偏波発生器は、第１から第ｍ（ｍは４以上の整数）の円形導波管と、上記第１から第ｍの円形導波管の各々の間に挿入され、長辺が円形導波管の直径よりも長く、短辺がそれら円形導波管の直径よりも短い第１から第ｍ−１の方形導波管とを備えたものである。
【００１６】
この発明に係る円偏波発生器は、第１から第ｍ（ｍは４以上の整数）の円形導波管を同軸上に並べると共に、それら第１から第ｍの円形導波管を管軸方向に垂直に左右に２等分する平面に対し対称構造となるように第１から第ｍ−１の方形導波管を設置したものである。
【００１７】
この発明に係る円偏波発生器は、第１から第ｍ（ｍは４以上の整数）の円形導波管と、上記第１から第ｍの円形導波管の各々の間に挿入され、長径が円形導波管の直径よりも長く、短径がそれら円形導波管の直径よりも短い第１から第ｍ−１の楕円形導波管とを備えたものである。
【００１８】
この発明に係る円偏波発生器は、第１から第ｍ（ｍは４以上の整数）の円形導波管を同軸上に並べると共に、それら第１から第ｍの円形導波管を管軸方向に垂直に左右に２等分する平面に対し対称構造となるように第１から第ｍ−１の楕円形導波管を設置したものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による円偏波発生器を示す概略構成図であり、図において、１１は円形導波管、１２は円形導波管１１を左右に２等分する平面Ｓ１に対し、その中心部で容積が大きく、入力端Ｐ１および出力端Ｐ２方向に容積が小さく、対称構造となるように円形導波管１１の側壁に管軸Ｃ１方向に沿って配列された複数個の側溝である。また、図２はこの発明の実施の形態１における入射波の電磁界分布を示す説明図、図３はこの発明の実施の形態１における水平偏波と垂直偏波の電磁界分布を示す説明図である。
【００２０】
次に動作について説明する。
いま、円形導波管１１を伝搬可能なある周波数帯ｆの直線偏波が、円形導波管１１の基本伝送モード（ＴＥ１１モード）にて伝搬してきて、かつ、図２に示すようにその偏波面が複数個の側溝１２の設置面より４５度傾いて入力端Ｐ１より入射してきたとする。このとき、入射した直線偏波は、図３に示すように側溝１２の設置面に対し垂直となる直線偏波と側溝１２の設置面に対し水平となる直線偏波が同相で入射してきたものの合成波と見なすことができる。ここで、図３の左図に示すように、側溝１２の設置面に対し水平となる偏波成分では、電界が水平に入るところに側溝１２があるため、遮断効果によりほとんど側溝１２に影響されることなく円形導波管１１内を通過して出力端Ｐ２より出射される。これに対し、図３の右図に示すように、側溝１２の設置面に対し垂直となる偏波成分は、電界が垂直に入るところに側溝１２があるため、電界が側溝１２に入り込む影響により等価的に管内波長が短くなり、側溝１２を有する円形導波管１１中の通過位相が側溝１２の設置面に対し水平となる偏波成分の通過位相と比較して相対的に遅れることになる。
【００２１】
以上のように、この実施の形態１によれば、円形導波管１１と、円形導波管１１を左右に２等分する平面Ｓ１に対し対称構造となるように円形導波管１１の側壁に管軸Ｃ１方向に沿って配列された複数個の側溝１２を設置しているので、側溝１２の個数、間隔、半径方向深さ、周方向幅、および管軸方向長さ等を適当に設計することにより、側溝１２の設置面に対し垂直となる偏波成分の通過位相を側溝１２の設置面に対し水平となる偏波成分の通過位相より９０度遅らせることができ、よって、入力端Ｐ１より入射した直線偏波が出力端Ｐ２より円偏波として出力される円偏波発生器を実現できる。また、従来の円偏波発生器によれば、金属ポスト２を円形導波管１内に挿入し、伝送モード（例えば円形導波管ＴＥ１１モード）の電磁界分布の密なるところに外乱を与えて位相遅延を図っていたのに対し、実施の形態１の円偏波発生器によれば、円形導波管１１の側壁に溝を掘り込み、伝送モード（例えば円形導波管ＴＥ１１モード）の電磁界分布の粗なるところに外乱を与えて位相遅延を図っているので、側溝１２の幅、深さおよび長さの微妙な変化によって位相遅延量が大きく変化することがなく、即ち、加工誤差等による特性劣化が小さく、量産化あるいは低廉化が可能となる。さらに、円形導波管１１内にポスト等の金属の突起物を設けないため、耐電力性あるいは低損失性に優れた円偏波発生器が得られる利点がある。
さらに、複数の側溝１２を、平面Ｓ１に対し、その中心部で容積が大きく、入力端Ｐ１および出力端Ｐ２方向に容積が小さく、対称構造となるように配列したことにより、良好な反射整合が得られる利点がある。
なお、上記実施の形態1によれば、側溝１２を５つ設けたものを示したが、側溝１２は、設計に応じて、１つまたは第１から第ｎ（ｎは２以上の整数）の側溝を設置してもよい。
【００２２】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による円偏波発生器を示す概略構成図であり、図において、１２ａは円形導波管１１を左右に２等分する平面Ｓ１に対し、その中心部で容積が大きく、入力端Ｐ１および出力端Ｐ２方向に容積が小さく、対称構造となるように円形導波管１１の側壁に管軸Ｃ１方向に沿って配列された複数個の側溝、１２ｂは円形導波管１１の側壁において複数個の側溝１２ａと円形導波管１１の管軸Ｃ１を挟んで向かい合う位置に対称構造となるように設けられた複数個の側溝である。
以上のように、この実施の形態２によれば、管軸Ｃ１を挟んで向かい合う位置に側溝１２ａ、および側溝１２ｂを設けたので、第２高次モードであるＴＭ０１モード、第３高次であるＴＥ２１モード等の高次モードの発生を抑圧でき、広帯域に渡って良好な特性で動作する円偏波発生器が可能となる。
なお、上記実施の形態２において、側溝１２ａおよび側溝１２ｂを、それぞれ５つずつ設けたものを示したが、側溝１２ａは、設計に応じて、１つまたは第１から第ｎ（ｎは２以上の整数）の側溝を、また、側溝１２ｂも、設計に応じて、１つまたは第ｎ＋１から第２ｎの側溝を設置してもよい。
【００２３】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による円偏波発生器を示す概略構成図であり、図において、１３ａは円形導波管１１を左右に２等分する平面Ｓ１に対し、その中心部で容積が大きく、入力端Ｐ１および出力端Ｐ２方向に容積が小さく、対称構造となるように、円形導波管１１の側壁に半径方向深さに対し管軸Ｃ１方向に沿って滑らかな傾斜を付けるように設けられた側溝（第１の側溝）、１３ｂは円形導波管１１の側壁において側溝１３ａと円形導波管１１の管軸Ｃ１を挟んで向かい合う位置に対称構造となるように、滑らかな傾斜を付けるように設けられた側溝（第２の側溝）である。
以上のように、この実施の形態３によれば、側溝１３ａ、側溝１３ｂは、分割されておらず溝の容積も大きくなり、さらに、管軸Ｃ１を挟んで向かい合う位置に設けているので、短い管軸長で大きな位相遅延と良好な反射整合が得られるため、小形で、かつ、広帯域に渡って良好な特性で動作する円偏波発生器が可能となる。
【００２４】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４による円偏波発生器を示す概略構成図であり、図において、１４ａは円形導波管１１を左右に２等分する平面Ｓ１に対し、その中心部で容積が大きく、入力端Ｐ１および出力端Ｐ２方向に容積が小さく、対称構造となるように、円形導波管１１の側壁に半径方向深さに対し管軸Ｃ１方向に沿って階段状の傾斜を付けるように設けられた側溝（第１の側溝）、１４ｂは円形導波管１１の側壁において側溝１４ａと円形導波管１１の管軸Ｃ１を挟んで向かい合う位置に対称構造となるように、階段状の傾斜を付けるように設けられた側溝（第２の側溝）である。
以上のように、この実施の形態４によれば、実施の形態３に示した円偏波発生器の効果に加えて、側溝１４ａおよび側溝１４ｂが階段状なので、加工が容易となり、さらに量産化および低廉化が可能となる。
【００２５】
実施の形態５．
図７はこの発明の実施の形態５による円偏波発生器を示す概略構成図であり、図において、１５ａ，１５ｂは円形導波管１１の管軸Ｃ１方向と周方向に関する断面形状を矩形状にした側溝である。
上記実施の形態１から４では、円形導波管１１の側壁に側溝１２、または、側溝１２ａ，側溝１２ｂ、または、側溝１３ａ，側溝１３ｂ、または、側溝１４ａ，側溝１４ｂを設けたものを示したが、この実施の形態５の円偏波発生器によれば、これらの側溝の管軸Ｃ１方向と周方向に関する断面形状を矩形状にすることによって、加工が容易となり、さらに量産化および低廉化が可能となる。
【００２６】
実施の形態６．
図８はこの発明の実施の形態６による円偏波発生器を示す概略構成図であり、図において、１６ａ，１６ｂは円形導波管１１の管軸Ｃ１方向と周方向に関する断面形状を両端において半円状にした側溝である。
上記実施の形態１から４では、円形導波管１１の側壁に側溝１２、または、側溝１２ａ，側溝１２ｂ、または、側溝１３ａ，側溝１３ｂ、または、側溝１４ａ，側溝１４ｂを設けたものを示したが、この実施の形態６の円偏波発生器によれば、これらの側溝の管軸Ｃ１方向と周方向に関する断面形状を両端において半円状となる形状にすることによって、ドリル加工が容易となり、量産化および低廉化が可能となる。
【００２７】
実施の形態７．
図９はこの発明の実施の形態７による円偏波発生器を示す概略構成図であり、図において、１７ａ，１７ｂは円形導波管１１の半径方向と周方向に関する断面形状を矩形状にした側溝である。なお、これら側溝１７ａ，１７ｂは、半径方向深さを変えず、円形導波管１１を左右に２等分する平面Ｓ１に対し、その中心部で容積が大きく、入力端Ｐ１および出力端Ｐ２方向に容積が小さく、対称構造となるように、管軸Ｃ１方向長さを変えたものである。
上記実施の形態１から４では、円形導波管１１の側壁に側溝１２、または、側溝１２ａ，側溝１２ｂ、または、側溝１３ａ，側溝１３ｂ、または、側溝１４ａ，側溝１４ｂを設けたものを示したが、図９に示した実施の形態７の円偏波発生器によれば、これらの側溝の半径方向と周方向に関する断面形状を矩形状にすることによって、ワイヤカット加工が容易となり、量産化および低廉化が可能となる。また、側溝１７ａ，１７ｂは、円形導波管１１の半径方向深さを変えないで、管軸Ｃ１方向長さを変えるように構成したので、最外径を小さく抑えても側溝の容積を大きくすることができ、大きな位相遅延が得られるため、より小形化が可能となる。
【００２８】
実施の形態８．
図１０はこの発明の実施の形態８による円偏波発生器を示す概略構成図であり、図において、１８ａ，１８ｂは円形導波管１１の半径方向と周方向に関する断面形状を半円状にした側溝である。
上記実施の形態１から４では、円形導波管１１の側壁に側溝１２、または、側溝１２ａ，側溝１２ｂ、または、側溝１３ａ，側溝１３ｂ、または、側溝１４ａ，側溝１４ｂを設けたものを示したが、この実施の形態８の円偏波発生器によれば、これらの側溝の半径方向と周方向に関する断面形状を半円状にすることによって、ドリル加工が容易となり、量産化および低廉化が可能となる。
【００２９】
実施の形態９．
図１１はこの発明の実施の形態９による円偏波発生器を示す概略構成図であり、図において、１９ａ，１９ｂは円形導波管１１の半径方向と周方向に関する断面形状を扇状にした側溝である。
上記実施の形態１から４では、円形導波管１１の側壁に側溝１２、または、側溝１２ａ，側溝１２ｂ、または、側溝１３ａ，側溝１３ｂ、または、側溝１４ａ，側溝１４ｂを設けたものを示したが、この実施の形態９の円偏波発生器によれば、これらの側溝の半径方向と周方向に関する断面形状を扇状にすることによって、最外径を小さく抑えても側溝の容積を大きくすることができ、大きな位相遅延が得られるため、より小形化が可能となる。
【００３０】
実施の形態１０．
図１２はこの発明の実施の形態１０による円偏波発生器を示す概略構成図であり、図において、２０は側溝１２ａ，１２ｂ内に挿入された誘電体である。
上記実施の形態１から４では、円形導波管１１の側壁に側溝１２、または、側溝１２ａ，側溝１２ｂ、または、側溝１３ａ，側溝１３ｂ、または、側溝１４ａ，側溝１４ｂを設けたものを示したが、この実施の形態１０の円偏波発生器によれば、これらの側溝内に誘電体２０を挿入することによって、電磁界からみた側溝の容積が等価的に大きくなり、小さな物理寸法の側溝にて大きな位相遅延が得られるため、より小形化が可能となる。
【００３１】
実施の形態１１．
図１３はこの発明の実施の形態１１による円偏波発生器を示す概略構成図であり、図において、２１は同軸上に並べられた複数個の円形導波管、２２は複数個の円形導波管２１の管軸Ｃ１を含む水平面に対し対称構造となるように円形導波管２１の間に挿入された複数個の方形導波管である。
また、これら複数個の方形導波管２２は、長辺が円形導波管２１の直径よりも長く、短辺が円形導波管２１の直径よりも短く構成することによって、側溝２３および突起２４を形成し、さらに、円形導波管２１を左右に２等分する平面Ｓ１に対し、その中心部で側溝２３の容積が大きく、入力端Ｐ１および出力端Ｐ２方向に側溝２３の容積が小さく、対称構造となるように構成されている。
【００３２】
次に動作について説明する。
いま、円形導波管２１を伝搬可能なある周波数帯ｆの直線偏波が、円形導波管２１の基本伝送モード（ＴＥ１１モード）にて伝搬してきて、かつ、その偏波面が複数個の方形導波管２２の幅広面より４５度傾いて入力端Ｐ１より入射してきたとする。このとき、入射した直線偏波は、方形導波管２２の幅広面に対し垂直となる直線偏波と方形導波管２２の幅広面に対し水平となる直線偏波が同相で入射してきたものの合成波と見なすことができる。ここで、方形導波管２２の幅広面に対し水平となる偏波成分では、方形導波管２２による側溝２３に電界が水平に入るところにあり、方形導波管２２による突起２４に電界が垂直に突き刺さるところにあるため、側溝２３の影響は遮断効果によりほとんどないが、突起２４の影響により電磁界が円形導波管２１の内側に寄せられる影響により等価的に管内波長が長くなり、通過位相が進みながら円形導波管２１内を通過して出力端Ｐ２より出射される。これに対し、方形導波管２２の幅広面に対し垂直となる偏波成分では、方形導波管２２による側溝２３に電界が垂直に入るところにあり、方形導波管２２による突起２４に電界が水平に突き刺さるところにあるため、突起２４の影響はほとんどないが、電磁界が側溝２３に入り込む影響により等価的に管内波長が短くなり、通過位相が遅れながら円形導波管２１内を通過して出力端Ｐ２より出射される。
【００３３】
以上のように、この実施の形態１１によれば、同軸上に並んだ複数個の円形導波管２１と、円形導波管２１の管軸Ｃ１を含む水平面に対し対称構造となるように円形導波管２１の間に挿入された複数個の方形導波管２２を設置しているので、方形導波管２２の個数、間隔、幅、高さ、および厚さ等を適当に設計することにより、方形導波管２２の幅広面に対し垂直となる偏波成分の通過位相を方形導波管２２の幅広面に対し水平となる偏波成分の通過位相より９０度遅らせることができ、よって、入力端Ｐ１より入射した直線偏波が出力端Ｐ２より円偏波として出力される円偏波発生器を実現できる。また、従来の円偏波発生器によれば、金属ポスト２を円形導波管１内に挿入し、金属ポスト２の挿入面に対し水平となる偏波成分の通過位相を遅らせることで、金属ポスト２の挿入面に対し垂直となる偏波成分との通過位相差を得ていたのに対し、この実施の形態１１の円偏波発生器によれば、方形導波管２２の幅広面に対し垂直となる偏波成分の通過位相を遅らせ、同時に方形導波管２２の幅広面に対し水平となる偏波成分の通過位相を進めることにより相互の通過位相差を得ているので、短い管軸長で大きな位相差、即ち、９０度の位相差が得られ、小形な円偏波発生器が得られる利点がある。
さらに、複数の側溝２３を、平面Ｓ１に対し、その中心部で容積が大きく、入力端Ｐ１および出力端Ｐ２方向に容積が小さく、対称構造となるように配列したことにより、良好な反射整合が得られる利点がある。
なお、この実施の形態１１によれば、円形導波管２１を６つ、方形導波管２２を５つ設けたものを示したが、円形導波管２１は、設計に応じて、第１から第ｍ（ｍは２以上の整数）を設置してもよく、この場合、方形導波管２２は、第１から第ｍ−１を設置するようにすればよい。
また、この実施の形態１１によれば、方形導波管２２の長辺を円形導波管２１の直径よりも長く、短辺を円形導波管２１の直径よりも短く構成したが、設計に応じて、方形導波管２２の短辺を円形導波管２１の直径と同一にしてもよく、この場合は、側溝２３を形成することはできるが、突起２４を形成することができないので、突起２４による小形化の作用効果は得られないが、量産化あるいは低廉化と、耐電力性あるいは低損失性に優れた円偏波発生器が得られる利点がある。
【００３４】
実施の形態１２．
図１４はこの発明の実施の形態１２による円偏波発生器を示す概略構成図であり、図において、２１は同軸上に並べられた複数個の円形導波管、２５は複数個の円形導波管２１の管軸Ｃ１を含む水平面に対し対称構造となるように円形導波管２１の間に挿入された複数個の楕円形導波管である。
また、これら複数個の楕円形導波管２５は、長径が円形導波管２１の直径よりも長く、短径が円形導波管２１の直径よりも短く構成することによって、側溝２６および突起２７を形成し、さらに、円形導波管２１を左右に２等分する平面Ｓ１に対し、その中心部で側溝２６の容積が大きく、入力端Ｐ１および出力端Ｐ２方向に側溝２６の容積が小さく、対称構造となるように構成されている。
上記実施の形態１１では、円形導波管２１の管軸Ｃ１を含む水平面に対し対称構造となるように円形導波管２１の間に複数個の方形導波管２２を設けたものを示したが、この実施の形態１２において、円形導波管２１の管軸Ｃ１を含む水平面に対し対称構造となるように円形導波管２１の間に複数個の楕円形導波管２５を設ければ、実施の形態１１と同様な効果が得られる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、円形導波管を管軸方向に垂直に左右に２等分する平面に対し対称構造をなし、中心部で容積が大きく、入力端および出力端方向に容積が小さくなるように、上記円形導波管の側壁に管軸方向に沿って配列された第１から第ｎ（ｎは３以上の整数）の側溝を設置した円偏波発生器を構成したので、側溝の個数、間隔、半径方向深さ、周方向幅、および管軸方向長さ等を適当に設計することにより、側溝の設置面に対し垂直となる偏波成分の通過位相を側溝の設置面に対し水平となる偏波成分の通過位相より９０度遅らせることができ、よって、入力端より入射した直線偏波が出力端より円偏波として出力される円偏波発生器を実現できる効果がある。また、円形導波管の側壁に側溝を掘り込み、伝送モード（例えば円形導波管ＴＥ１１モード）の電磁界分布の粗なるところに外乱を与えて位相遅延を図っているので、側溝の幅、深さおよび長さの微妙な変化によって位相遅延量が大きく変化することがなく、即ち、加工誤差等による特性劣化が小さく、量産化および低廉化が可能となる効果がある。さらに、円形導波管内にポスト等の金属の突起物を設けないため、耐電力性および低損失性に優れた効果がある。さらに、良好な反射整合で動作する円偏波発生器が得られる効果がある。
【００３６】
この発明によれば、円形導波管を管軸方向に垂直に左右に２等分する平面に対し対称構造をなし、中心部で容積が大きく、入力端および出力端方向に容積が小さくなるように、上記円形導波管の側壁に管軸方向に沿って配列された第１から第ｎ（ｎは３以上の整数）の側溝を設置すると共に、上記円形導波管の側壁において第１〜第ｎの側溝と円形導波管の管軸を挟んで向かい合う位置に対称構造となるように第ｎ＋１から第２ｎの側溝を設置した円偏波発生器を構成したので、高次モードの発生を抑圧でき、広帯域に渡って良好な特性で動作する円偏波発生器が得られる効果がある。
【００３７】
この発明によれば、側溝の管軸方向と周方向に関する断面形状を矩形状とした円偏波発生器を構成したので、加工が容易となり、さらに量産化および低廉化が可能な円偏波発生器が得られる効果がある。
【００３８】
この発明によれば、側溝の管軸方向と周方向に関する断面形状を両端において半円状とした円偏波発生器を構成したので、加工が容易となり、さらに量産化および低廉化が可能な円偏波発生器が得られる効果がある。
【００３９】
この発明によれば、側溝の半径方向と周方向に関する断面形状を矩形状とした円偏波発生器を構成したので、加工が容易となり、さらに量産化および低廉化が可能な円偏波発生器が得られる効果がある。
【００４０】
この発明によれば、側溝の半径方向と周方向に関する断面形状を半円状とした円偏波発生器を構成したので、加工が容易となり、さらに量産化および低廉化が可能な円偏波発生器が得られる効果がある。
【００４１】
この発明によれば、側溝の半径方向と周方向に関する断面形状を扇状とした円偏波発生器を構成したので、円偏波発生器の最外径を小さく抑えながら大きな位相遅延が得られるため、より小形化が可能な円偏波発生器が得られる効果がある。
【００４２】
この発明によれば、側溝に対し、誘電体を設置した円偏波発生器を構成したので、電磁界からみた側溝の容積が等価的に大きくなり、小さな物理寸法の側溝にて大きな位相遅延が得られるため、より小形化が可能な円偏波発生器が得られる効果がある。
【００４３】
この発明によれば、第１から第ｍ（ｍは４以上の整数）の円形導波管と、上記第１から第ｍの円形導波管の各々の間に挿入され、長辺が円形導波管の直径よりも長く、短辺がそれら円形導波管の直径よりも短い第１から第ｍ−１の方形導波管とを備えた円偏波発生器を構成したので、方形導波管の個数、間隔、幅、高さ、および厚さ等を適当に設計することにより、方形導波管の幅広面に対し垂直となる偏波成分の通過位相を方形導波管の幅広面に対し水平となる偏波成分の通過位相より９０度遅らせることができ、よって、入力端より入射した直線偏波が出力端より円偏波として出力される円偏波発生器を実現できる効果がある。また、方形導波管の幅広面に対し垂直となる偏波成分の通過位相を遅らせ、同時に方形導波管の幅広面に対し水平となる偏波成分の通過位相を進めることにより相互の通過位相差を得ているので、短い管軸長で大きな位相差、即ち、９０度の位相差が得られ、小形な円偏波発生器が得られる効果がある。
【００４４】
この発明によれば、第１から第ｍ（ｍは４以上の整数）の円形導波管を同軸上に並べると共に、それら第１から第ｍの円形導波管を管軸方向に垂直に左右に２等分する平面に対し対称構造となるように第１から第ｍ−１の方形導波管を設置した円偏波発生器を構成したので、良好な反射整合で動作する円偏波発生器が得られる効果がある。
【００４５】
この発明によれば、第１から第ｍ（ｍは４以上の整数）の円形導波管と、上記第１から第ｍの円形導波管の各々の間に挿入され、長径が円形導波管の直径よりも長く、短径がそれら円形導波管の直径よりも短い第１から第ｍ−１の楕円形導波管とを備えた円偏波発生器を構成したので、楕円形導波管の個数、間隔、径、および厚さ等を適当に設計することにより、楕円形導波管の長径の軸に対し垂直となる偏波成分の通過位相を楕円形導波管の長径の軸に対し水平となる偏波成分の通過位相より９０度遅らせることができ、よって、入力端より入射した直線偏波が出力端より円偏波として出力される円偏波発生器を実現できる効果がある。また、楕円形導波管の長径の軸に対し垂直となる偏波成分の通過位相を遅らせ、同時に楕円形導波管の長径の軸に対し水平となる偏波成分の通過位相を進めることにより相互の通過位相差を得ているので、短い管軸長で大きな位相遅延と良好な反射整合が可能となり、小形で、かつ、広帯域に渡って良好な特性で動作する円偏波発生器が得られる効果がある。
【００４６】
この発明によれば、第１から第ｍ（ｍは４以上の整数）の円形導波管を同軸上に並べると共に、それら第１から第ｍの円形導波管を管軸方向に垂直に左右に２等分する平面に対し対称構造となるように第１から第ｍ−１の楕円形導波管を設置した円偏波発生器を構成したので、良好な反射整合で動作する円偏波発生器が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による円偏波発生器を示す概略構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による入射波の電磁界分布を示す説明図である。
【図３】  この発明の実施の形態１による水平偏波と垂直偏波の電磁界分布を示す説明図である。
【図４】  この発明の実施の形態２による円偏波発生器を示す概略構成図である。
【図５】  この発明の実施の形態３による円偏波発生器を示す概略構成図である。
【図６】  この発明の実施の形態４による円偏波発生器を示す概略構成図である。
【図７】  この発明の実施の形態５による円偏波発生器を示す概略構成図である。
【図８】  この発明の実施の形態６による円偏波発生器を示す概略構成図である。
【図９】  この発明の実施の形態７による円偏波発生器を示す概略構成図である。
【図１０】  この発明の実施の形態８による円偏波発生器を示す概略構成図である。
【図１１】  この発明の実施の形態９による円偏波発生器を示す概略構成図である。
【図１２】  この発明の実施の形態１０による円偏波発生器を示す概略構成図である。
【図１３】  この発明の実施の形態１１による円偏波発生器を示す概略構成図である。
【図１４】  この発明の実施の形態１２による円偏波発生器を示す概略構成図である。
【図１５】  従来の円偏波発生器を示す概略構成図である。
【図１６】  従来の水平偏波と垂直偏波の電磁界分布を示す説明図である。
【符号の説明】
１１，２１  円形導波管、１２，１２ａ，１２ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ，２３，２６  側溝、１３ａ, １４ａ  側溝（第１の側溝）、１３ｂ，１４ｂ  側溝（第２の側溝）、２０  誘電体、２２  方形導波管、２４，２７  突起、２５  楕円形導波管、Ｃ１  管軸、Ｐ１  入力端、Ｐ２  出力端、Ｓ１  平面。
【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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