(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主導波管と、この主導波管に接続された複数の分岐導波管と、上記主導波管の水平方向又は垂直方向の内寸法を絞ることにより伝送波を水平偏波と垂直偏波に分離する絞り部と、を備えた偏分波器において、
上記主導波管の壁面に抵抗体を設け、この抵抗体は、抑圧対象周波数の波長の程度の長さとし、上記主導波管の絞り部との境目近傍を始点として絞り部側へ配置したことを特徴とする偏分波器。
【請求項２】
上記主導波管の壁面にザグリ部を設け、このザグリ部に上記抵抗体を取り付けることを特徴とする請求項１記載の偏分波器。
【請求項３】
上記主導波管の抵抗率をρＷＧ、上記抵抗体の抵抗率をρＲｅｓとすると、ρＷＧ＜ρＲｅｓの関係を満たすようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の偏分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は偏分波器、特に超小型地球局を用いた衛星通信等に利用され、電波を水平偏波と垂直偏波に分離し又は逆に合波する偏分波器の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏分波器は、例えば超小型地球局（VSAT）を利用し、アップリンク用周波数として３０ＧＨｚ帯、ダウンリンク用周波数として２０ＧＨｚ帯を使用する衛星通信において、地球局側に搭載される。この種の偏分波器では、例えば主導波管と分岐導波管が設けられ、主導波管から伝送される電波を水平、垂直両偏波を単一偏波成分として分離することにより分岐導波管へ出力し、逆に分岐導波管から伝送される水平偏波と垂直偏波を合波して主導波管へ出力する機能を持ち、広帯域に良好なインピーダンス整合特性、直交偏波特性、並びに低伝搬損失特性等が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６０−３０６０５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７６１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の導波管を用いる偏分波器では、高次モードによる不要な共振（基本モードを打ち消す共振）が起こるという問題があり、この高次モードを低減する方法として、例えば特許文献１にも示されるように、導波管内部に抵抗体を設けることが行われる。
図４に、従来の偏分波器の構成が示されており、この例では、方形導波管１２の水平方向（Ｅｈ）の中央で、垂直偏波面（Ｅｖ）と平行に、非金属、平板の抵抗体１３が取り付けられる。
【０００５】
しかしながら、図４のような構造の場合、導波管１２の内部の上下の２面に抵抗体１３を取り付け、確実に固定する必要があることから、その取付け・固定方法が限定され、自由度が低いという問題があった。
しかも、この抵抗板１３の取付けでは、高次モードの低減が良好に図られることが要請される。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、導波管に抵抗体を配置する際の取付け・固定の自由度が増すと共に、高次モードの低減も確実に行うことができる偏分波器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、主導波管と、この主導波管に接続された複数の分岐導波管と、上記主導波管の水平方向又は垂直方向の内寸法を絞ることにより伝送波を水平偏波と垂直偏波に分離する絞り部と、を備えた偏分波器において、上記主導波管の壁面に抵抗体を設け、この抵抗体は、抑圧対象周波数の波長の程度の長さとし、上記主導波管の絞り部との境目近傍を始点として絞り部側へ配置したことを特徴とする。
請求項２の発明は、上記主導波管の壁面にザグリ部を設け、このザグリ部に上記抵抗体を取り付けることを特徴とする。
請求項３の発明は、上記主導波管の抵抗率をρＷＧ、上記抵抗体の抵抗率をρＲｅｓとすると、ρＷＧ＜ρＲｅｓの関係を満たすようにしたことを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、例えば主導波管の壁面に設けたザグリ部に、平板の抵抗体が壁面と面一になる状態で配置されており、この抵抗体としては、導波管よりも大きいジュール損失を生じさせる金属系材料で、その抵抗率ρＲｅｓが主導波管の抵抗率ρＷＧよりも大きいものが適用される。
上記主導波管を伝搬する電波は、絞り部を通過することで、水平偏波と垂直偏波に分離され、これら水平偏波と垂直偏波は、それぞれの分岐導波管に出力されるが、このとき、上記の抵抗体により高次モードの発生が抑圧され、この高次モードによる急峻な共振が減少する。即ち、高次モードが生じると高周波電流の大きく流れる部分が現れるので、この高周波電流を抵抗体により抑えることにより、高次モードによる共振を低減することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、抵抗体を導波管の壁面に設けることで、偏波方向を問わず高次モードによる急峻な共振を広帯域に低減させることが可能となり、また導波管壁面の一部をザグリ構造として抵抗体を配置することにより、切削加工製品のみならず、鋳造製品に対しても極めて容易に適用することができる。しかも、カシメ、導電性剤による接着、ロウ付け等、様々な形態の固定方法を採ることが可能であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施例の偏分波器の構成を示す斜視図である。
【図２】実施例の偏分波器を主導波管側から見たときの正面図である。
【図３】実施例の偏分波器の特性（挿入損失対周波数）を示すグラフ図である。
【図４】従来の偏分波器の構成を示し、図（Ａ）は内部を開けた状態の斜視図、図（Ｂ）は導波管開口部から見たときの正面図である。
【図５】矩形導波管における基本伝搬モードＴＥ10の電磁界分布を示す図である。
【図６】矩形導波管における高次モードの一例としてのＴＥ11の電磁界分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１及び図２に、実施例の偏分波器の構成が示されており、実施例において、符号の１は方形（矩形）の主導波管、２は主導波管１の水平方向の幅をテーパ状に徐々に狭めた絞り部（テーパ部）、３は絞り部２の先（絞った部分）に設けられ、水平偏波（Ｅｈ）のみを伝搬させる分岐導波管、４は絞り部２の途中に結合口（孔）を介して取り付けられ、垂直偏波のみを伝搬させる分岐導波管（Ｅｖ）である。
【００１２】
このような偏分波器の主導波管１の例えば底面と上面（左右側面でもよく、一面のみでもよい）において、基本モードの電流密度が小さくかつ高次モードによる電流密度が大きい場所に、鉄等からなる平板の抵抗体６を設けている。実施例の抵抗体６は、底面又は上面を貫通しない方形の穴からなるザグリ部（凹部）を形成し、このザグリ部に抵抗体平板を嵌合させる形とされ、ザグリ部の深さと抵抗体平板の厚みを合わせることで、抵抗体６の表面は主導波管１内の壁面と面一（段差がない状態）となる。
【００１３】
上記のように、抵抗体６をザグリ部に配置して固定する方法とすれば、カシメ、導電性接着剤、ロウ付け等、材質の特性を考慮して様々な手法を採ることができる。また、抵抗体６の上面が主導波管１の内面と面一になることにより、新たな高次モードの発生もなくすことが可能となる。
【００１４】
また、主導波管１や分岐導波管３，４は、伝搬損失を抑えるために抵抗率の小さい材質、例えばアルミニウムや亜鉛等とされ、抵抗体６は主導波管１や分岐導波管３，４よりも抵抗率の大きい材質、例えば鉄等とされる。即ち、主導波管の抵抗率ρＷＧと抵抗体の抵抗率ρＲｅｓとは、ρＷＧ＜ρＲｅｓの関係を満たすように設定される。これにより、抑圧対象の高次モードを効率よく低減することができる。
【００１５】
更に、実施例では、抵抗体６を抑圧対象周波数の波長程度の長さ（伝搬方向の長さ）とし、図２に示されるように、主導波管１の絞り部２との境目Ｓａを始点として絞り部側へ配置する。即ち、基本モードの電流密度が小さくかつ高次モードによる電流密度が大きくなる場所として、上記境目Ｓａから高次モードの波長程度の長さの領域が好適である。
【００１６】
図３は、実施例の偏分波器における伝搬損失（挿入損失対周波数）を表したグラフであり、図の実線は抵抗体がない場合、破線は抵抗体がある場合の伝搬損失を示している。このグラフのように、抵抗体なしでの高次モードによる急峻な共振が抵抗体６を設けることで大きく鈍化される結果となった。
【００１７】
そもそも、高次モードとは、図５に示される基本（伝搬）モードＴＥ10に対して、図６に示される１例としてのＴＥ11のような伝送モードのことであり、電波が不連続面や急勾配の導波路（テーパ構造等を有する導波路）を伝搬する際に生じ易く、基本伝送モードに対して逆ベクトル成分を有したり、又は交差偏波成分を持つような伝送モードであって、基本モードを打ち消したり、直交偏波成分へエネルギー変換がなされることで、基本モードの伝搬特性に共振点を生じさせる。
【００１８】
方形導波管内に、図５、図６のような電磁界分布を持つとき、金属との境界条件より電界ベクトルは導波管壁面に対して直角となるように入力され、一方磁界ベクトルに関しては、境界面において磁界が連続となるように導波管壁面上に高周波電流が生じるが、その電流密度は導波管サイズが小さい方が大きくなる。即ち、偏分波器において基本モードに対する影響度を抑えつつ、効率よく高次モードを抑圧させるためには、絞り部２との境目Ｓａを始点として主導波管側へ、抑圧対象となる周波数で波長程度の長さを持つ抵抗体を配置することが効果的であると考えられる。
【００１９】
実施例では、図１のように、ある周波数（帯）の電波を水平偏波と垂直偏波に分離する構成を示したが、これに限らず、複数の周波数（帯）の電波を水平及び垂直の偏波に分離することができる。例えば、絞り部（２）を必要な長さまで長く形成し、その絞り部の途中の複数箇所から垂直偏波を取り出す分岐導波管（４）を設けると共に、水平偏波を取り出す分岐導波管を設けることにより、複数の周波数に適用することが可能となる。
【００２０】
また、実施例の絞り部２は、主導波管１の水平方向の内寸法を絞るようにしたが、主導波管１の垂直方向の内寸法を絞る構成としてもよい。
【符号の説明】
【００２１】
１…主導波管、
２…絞り部、
３，４…分岐導波管、
６，１３…抵抗体、
１２…導波管。
【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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