JPS60160702A - モ−ド結合器 - Google Patents
モ−ド結合器Info
- Publication number
- JPS60160702A JPS60160702A JP1749584A JP1749584A JPS60160702A JP S60160702 A JPS60160702 A JP S60160702A JP 1749584 A JP1749584 A JP 1749584A JP 1749584 A JP1749584 A JP 1749584A JP S60160702 A JPS60160702 A JP S60160702A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mode
- waveguide
- frequency
- coupling
- frequency band
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/16—Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、衛星通信に供される地球局用アンテナなど
において、自己追尾機能が要求される場合に使用される
モード結合器の改良に関する。
において、自己追尾機能が要求される場合に使用される
モード結合器の改良に関する。
アンテナの自己追尾には、そのすぐれた追尾精度を有す
ることから、従来からいわゆる高次モードモノパルス自
己追尾方式が広く用いられている。
ることから、従来からいわゆる高次モードモノパルス自
己追尾方式が広く用いられている。
この方式はよく知られているように、円形導波高次モー
ドのうち、アンテナが目標物をとらえたときは零である
が、目標物からはずれたときに導波、管内にある程度の
検出レベルを励起する性質を有するものを検出し、この
高次モード信号の検出レベルが零となるようにアンテナ
を駆動するサーボ・ループを組むことで、アンテナが正
確に目標物をとらえるにとがてきるようにしたものであ
る。
ドのうち、アンテナが目標物をとらえたときは零である
が、目標物からはずれたときに導波、管内にある程度の
検出レベルを励起する性質を有するものを検出し、この
高次モード信号の検出レベルが零となるようにアンテナ
を駆動するサーボ・ループを組むことで、アンテナが正
確に目標物をとらえるにとがてきるようにしたものであ
る。
ここで使用される高次モードとしては、なるべく低次の
ものが有利であることから、円形導波管ＴＭＯＩモード
、ＴＥ、ｏｚモード、ＴＥ２１モードおよびＴＥ２１′
モードが広く用いられている。到来波が直線偏波のとき
はこれらのモードを複数個用いる必要があるが、到来波
が円偏波の場合には、これらの高次モードのうち一つを
検出すれば充分である。これらのモードの電界分布を第
１図に示す。
ものが有利であることから、円形導波管ＴＭＯＩモード
、ＴＥ、ｏｚモード、ＴＥ２１モードおよびＴＥ２１′
モードが広く用いられている。到来波が直線偏波のとき
はこれらのモードを複数個用いる必要があるが、到来波
が円偏波の場合には、これらの高次モードのうち一つを
検出すれば充分である。これらのモードの電界分布を第
１図に示す。
所望の高次モードを検出する手段としては、従来から
（１） マルチホール型高次モード結合器を用いる方法
、 （２） 基本計モードと共通の結合孔で同時に高次モー
ドを検出する方法、 が広く用いられている。上記第（１）項の方法は基本モ
ードに影響を与えずに高次モード信号の検出感度を上げ
るため、使用する周波数および導波管の形状により決定
される間隔で数多くの結合孔を主導波管軸方向にあけな
ければならず、高価となる欠点がある。さらに軸長がき
わめて長くなるため、特に、低周波数帯で使用する場合
ではアンテナに収容しきれなくなるという本質的な限界
がある場合もある。また第（２）項による方法の従来例
を第２図ｆａｔ、ｆｂ）、（Ｃ）に示す。同図において
主導波管１に到来する波は短絡面４で反射され結合孔３
を介して副導波管２に導びかれ、同図ｆｃ）の合成回路
を経て各モードに分離される。この時例えばＴ Ｅ ｕ
モードで結合度が最大となるように結合孔３から短絡面
４までの距離を選ぶと、主導波管内でＴ Ｅ ｘ１モー
ドと高次モードの遮断周波数ならびに位相定数が異なる
ことから、高次モードの結合が低くなるという欠点があ
った。またこ、れと同時にＴＥ１１モードの結合度の周
波数帯域が狭くなるという欠点もあった。
、 （２） 基本計モードと共通の結合孔で同時に高次モー
ドを検出する方法、 が広く用いられている。上記第（１）項の方法は基本モ
ードに影響を与えずに高次モード信号の検出感度を上げ
るため、使用する周波数および導波管の形状により決定
される間隔で数多くの結合孔を主導波管軸方向にあけな
ければならず、高価となる欠点がある。さらに軸長がき
わめて長くなるため、特に、低周波数帯で使用する場合
ではアンテナに収容しきれなくなるという本質的な限界
がある場合もある。また第（２）項による方法の従来例
を第２図ｆａｔ、ｆｂ）、（Ｃ）に示す。同図において
主導波管１に到来する波は短絡面４で反射され結合孔３
を介して副導波管２に導びかれ、同図ｆｃ）の合成回路
を経て各モードに分離される。この時例えばＴ Ｅ ｕ
モードで結合度が最大となるように結合孔３から短絡面
４までの距離を選ぶと、主導波管内でＴ Ｅ ｘ１モー
ドと高次モードの遮断周波数ならびに位相定数が異なる
ことから、高次モードの結合が低くなるという欠点があ
った。またこ、れと同時にＴＥ１１モードの結合度の周
波数帯域が狭くなるという欠点もあった。
本発明は、前記欠点を解決するものであり、前記第（２
）項の基本モードと高次モードとを同時に検出する方式
において、主導波管内に基本モードと高次モードの遮断
周波数をほぼ一致せしめるように、周波数帯域が広くか
つ良好な結合特性を有するモード結合器を提供すること
を目的とする。
）項の基本モードと高次モードとを同時に検出する方式
において、主導波管内に基本モードと高次モードの遮断
周波数をほぼ一致せしめるように、周波数帯域が広くか
つ良好な結合特性を有するモード結合器を提供すること
を目的とする。
本発明は主導波管内にリッジを設けるものである。
すなわち本発明は、円形の導波管または円形テーバ導波
管よりなる主導波管と、前記主導波管の周方向に設けら
れた４個の結合孔を介して、前記主導波管のまわりに取
付けられた４本の副導波管と、前記副導波管を合成する
ためのハイブリッドよりなる合成回路とで構成され、前
記合成回路の出力として、到来する円偏波の方向へ指向
させるためのアンテナ自己追尾用差信号であるＴＥ２１
※モードを検出する端子と、追尾基準信号であると同時
に通信信号であるＴ Ｅ １１モードを検出する端子を
有し、前記主導波管内にリッジを設けることにより、前
記Ｔ Ｅ １１モードとＴＥ２１ モードの遮断周波数
をほぼ一致せしめたことを特徴とする。
管よりなる主導波管と、前記主導波管の周方向に設けら
れた４個の結合孔を介して、前記主導波管のまわりに取
付けられた４本の副導波管と、前記副導波管を合成する
ためのハイブリッドよりなる合成回路とで構成され、前
記合成回路の出力として、到来する円偏波の方向へ指向
させるためのアンテナ自己追尾用差信号であるＴＥ２１
※モードを検出する端子と、追尾基準信号であると同時
に通信信号であるＴ Ｅ １１モードを検出する端子を
有し、前記主導波管内にリッジを設けることにより、前
記Ｔ Ｅ １１モードとＴＥ２１ モードの遮断周波数
をほぼ一致せしめたことを特徴とする。
」二記の特徴は下記の背景をもとにしている。
す・７ジを装荷した導波管、たとえば矩形導波管Ｈ面中
央の一部分の間隔を狭くして、電界分布を中央に集中さ
せたものは、矩形基本Ｔ Ｅ １ｏモード波の遮断周波
数を低くすると同時に矩形ＴＥ２０およびＴＥ３０モー
ドなどの遮断周波数を高くできることが知られている。
央の一部分の間隔を狭くして、電界分布を中央に集中さ
せたものは、矩形基本Ｔ Ｅ １ｏモード波の遮断周波
数を低くすると同時に矩形ＴＥ２０およびＴＥ３０モー
ドなどの遮断周波数を高くできることが知られている。
このことからりフジ導波管は導波管の使用帯域を拡大す
る目的で用いられている。また角錐ホーンアンテナや円
錐ホーンアンテナの広帯域化としても用いられている。
る目的で用いられている。また角錐ホーンアンテナや円
錐ホーンアンテナの広帯域化としても用いられている。
第３図は円形導波管内にリッジを装荷した場合の各モー
ドの遮断周波数の変化の一例を示す。同図において横軸
は円形導波管半径ａで規格化したりフジの高さｈを示し
、縦軸はりフジがない場合の円形Ｔ Ｅ １ｘモードの
遮断周波数ｆ ｃｏで規格化したりフジを装荷した場合
の各モードの遮断周波数ｆｃを示す。リッジの幅Ｗの導
波管半径ａで規格化した値は同図の場合０．３である。
ドの遮断周波数の変化の一例を示す。同図において横軸
は円形導波管半径ａで規格化したりフジの高さｈを示し
、縦軸はりフジがない場合の円形Ｔ Ｅ １ｘモードの
遮断周波数ｆ ｃｏで規格化したりフジを装荷した場合
の各モードの遮断周波数ｆｃを示す。リッジの幅Ｗの導
波管半径ａで規格化した値は同図の場合０．３である。
同図かられかるように、ＴＥ２１ モードはＴＥ１１モ
ードとともにリッジの高さｈを増加していくと遮断周波
数が減少し、同図Ａ点においてＴ Ｅ ｕモードのそれ
と一致する。したがってＡ点付近となるような形状のり
フジを円形導波管内に装荷すれば、Ｔ Ｅ ｕモードと
Ｔ Ｅ ２１”モードの遮断周波数をほぼ一致させるこ
とができる。
ードとともにリッジの高さｈを増加していくと遮断周波
数が減少し、同図Ａ点においてＴ Ｅ ｕモードのそれ
と一致する。したがってＡ点付近となるような形状のり
フジを円形導波管内に装荷すれば、Ｔ Ｅ ｕモードと
Ｔ Ｅ ２１”モードの遮断周波数をほぼ一致させるこ
とができる。
以下本発明の実施例を添付第４図および第５図により説
明する。
明する。
第４図（ａｌはりソジ５を内面に設けた円形主導波管１
に直交しかつ互いに直交する矩形副導波管２．２との間
にそれぞれ結合孔３を設け、このモード結合器が検出す
る周波数帯より高い周波数帯を給電する端子１′を設け
である。第４図（ｂ）はｆａ１図のＢ−Ｂ矢視図、ｆＣ
１図はＢ−Ｂ断面図である。リッジ５は前記第３図のＡ
点に示す条件すなわち遮断周波数の一致することを満足
するように決定されている。その結果、Ｔ Ｅ １１と
ＴＥ２１ モードの遮断周波数はほぼ一致し、副導波管
２への上記両モードの結合を最大とすることができる。
に直交しかつ互いに直交する矩形副導波管２．２との間
にそれぞれ結合孔３を設け、このモード結合器が検出す
る周波数帯より高い周波数帯を給電する端子１′を設け
である。第４図（ｂ）はｆａ１図のＢ−Ｂ矢視図、ｆＣ
１図はＢ−Ｂ断面図である。リッジ５は前記第３図のＡ
点に示す条件すなわち遮断周波数の一致することを満足
するように決定されている。その結果、Ｔ Ｅ １１と
ＴＥ２１ モードの遮断周波数はほぼ一致し、副導波管
２への上記両モードの結合を最大とすることができる。
副導波管２で検出された信号は前記第２図（Ｃ１の合成
回路により各モードに分離される。
回路により各モードに分離される。
第５図は主導波管が円形テーパ導波管の場合を示す。こ
の場合は軸方向の変化に応じて内径が変化するが、結合
孔（３）の後方では内径に応じて第３図Ａ点の条件を保
持するようにリッジ５の形状を変化させねばならない。
の場合は軸方向の変化に応じて内径が変化するが、結合
孔（３）の後方では内径に応じて第３図Ａ点の条件を保
持するようにリッジ５の形状を変化させねばならない。
この場合も第４図の場合と同様に、幅導波管２で検出さ
れた信号は第２図（Ｃ１の合成回路により各モードに分
離される。
れた信号は第２図（Ｃ１の合成回路により各モードに分
離される。
なお、第４、第５図において端子１′は、本モード結合
器が検出する周波数帯例えばｆｌより高い周波数帯例え
ばｆ２を給電するものであるが、この場合副導波管２に
はｆ２を阻止する特性を有するフィルタなどを設け、ｆ
２に対して結合孔が短絡面とならしめる必要がある。
器が検出する周波数帯例えばｆｌより高い周波数帯例え
ばｆ２を給電するものであるが、この場合副導波管２に
はｆ２を阻止する特性を有するフィルタなどを設け、ｆ
２に対して結合孔が短絡面とならしめる必要がある。
また、第４、第５両図においてリッジ５の両端をテーパ
状にしているのは、リッジ５を装荷したことによる主導
波管１を通過する波のＶＳＷＲ特性の劣化を防止するた
めである。
状にしているのは、リッジ５を装荷したことによる主導
波管１を通過する波のＶＳＷＲ特性の劣化を防止するた
めである。
以上説明したように、リッジ導波管をＴＥ２１高次モー
ドモノパルスアンテナ自己追尾方式の主導波管に用いれ
ば、Ｔ Ｅ １１モードとＴＥ２１″モ−ドの遮断周波
数はほぼ一致し、両モードの位相定数をほぼ等しくする
ことができる。その結果、Ｔ Ｅ １！モードの結合が
最大となる短絡面がＴＥ２１モードの結合が最大となる
短絡面と等しくなり、モード結合器の周波数帯域の拡大
ならびに高次モード結合度の向上に看しい効果を発揮す
るものである。
ドモノパルスアンテナ自己追尾方式の主導波管に用いれ
ば、Ｔ Ｅ １１モードとＴＥ２１″モ−ドの遮断周波
数はほぼ一致し、両モードの位相定数をほぼ等しくする
ことができる。その結果、Ｔ Ｅ １！モードの結合が
最大となる短絡面がＴＥ２１モードの結合が最大となる
短絡面と等しくなり、モード結合器の周波数帯域の拡大
ならびに高次モード結合度の向上に看しい効果を発揮す
るものである。
第１図は高次モードモノパルスアンナテ自己追尾方式に
使用される各モードの電界分布を示す図。 第２図は従来のモード結合器を示す図。（ａｌは外観図
、（ｂｌは垂直断面図、（Ｃ１は合成回路ブロック構成
図。 第３図はりッジの形状を変化させた時の遮断周波数の変
化を示ず図。ａ・・・円形導波管の半径、ｆｃｏ・・・
リッジが装荷されていない場合のＴＥ１１モードの遮断
周波数、ｆｃ・・・遮断周波数、ｈ・・・リッジの高さ
、Ｗ・・・リッジの幅、Ａ・・・Ｔ Ｅ ｕモードとＴ
Ｅ２ごモードの遮断周波数が一致する点。 第４図は本発明の実施例で、主導波管が円形導波管の場
合を示す図。ｔａ＋は外観図、（ｂｌはＢ−Ｂ方向の外
観図、（Ｃ）はＢ−Ｂ断面図。 第５図は本発明の実施例で、主導波管が円形テーパ導波
管の場合を示す図。 １・・・主導波管、１′・・・本モード結合器が検出す
る周波数帯より高い周波数帯を給電する端子、２・・・
副導波管、３・・・結合孔、４・・・短絡面、５・・・
リッジ、６・・・ハイブリッド、７・・・９０”移相器
、８・・・無叉射終端器、９・・・ＴＥｕモード右旋円
偏波出力端子、１０・・・Ｔ Ｅ １ｘモ一ド左旋円偏
出力端子、１１・・・ＴＥ１２ モード出力端子。 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 （ａ）ＴＥ＋＋モード （ｂ）ＴＭｏ＋モード（Ｃ）Ｔ
Ｅ２＋モード （ｄ）ＴＥ２１″＋−ド亮 １ 図 Ｍ２図（ｂ） 右２図（Ｃ） Ｏｊ Ｏ，２０，３Ｑ、４ ｏ、ｓ ｈ／ａ ３３ 図 爪 ４ 口（ａ） 第４図（ｂ） 篤４図（Ｃ） 第 ５ 図
使用される各モードの電界分布を示す図。 第２図は従来のモード結合器を示す図。（ａｌは外観図
、（ｂｌは垂直断面図、（Ｃ１は合成回路ブロック構成
図。 第３図はりッジの形状を変化させた時の遮断周波数の変
化を示ず図。ａ・・・円形導波管の半径、ｆｃｏ・・・
リッジが装荷されていない場合のＴＥ１１モードの遮断
周波数、ｆｃ・・・遮断周波数、ｈ・・・リッジの高さ
、Ｗ・・・リッジの幅、Ａ・・・Ｔ Ｅ ｕモードとＴ
Ｅ２ごモードの遮断周波数が一致する点。 第４図は本発明の実施例で、主導波管が円形導波管の場
合を示す図。ｔａ＋は外観図、（ｂｌはＢ−Ｂ方向の外
観図、（Ｃ）はＢ−Ｂ断面図。 第５図は本発明の実施例で、主導波管が円形テーパ導波
管の場合を示す図。 １・・・主導波管、１′・・・本モード結合器が検出す
る周波数帯より高い周波数帯を給電する端子、２・・・
副導波管、３・・・結合孔、４・・・短絡面、５・・・
リッジ、６・・・ハイブリッド、７・・・９０”移相器
、８・・・無叉射終端器、９・・・ＴＥｕモード右旋円
偏波出力端子、１０・・・Ｔ Ｅ １ｘモ一ド左旋円偏
出力端子、１１・・・ＴＥ１２ モード出力端子。 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 （ａ）ＴＥ＋＋モード （ｂ）ＴＭｏ＋モード（Ｃ）Ｔ
Ｅ２＋モード （ｄ）ＴＥ２１″＋−ド亮 １ 図 Ｍ２図（ｂ） 右２図（Ｃ） Ｏｊ Ｏ，２０，３Ｑ、４ ｏ、ｓ ｈ／ａ ３３ 図 爪 ４ 口（ａ） 第４図（ｂ） 篤４図（Ｃ） 第 ５ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１円形導波管または円形テーパ導波管よりなる主導
波管と、 前記主導波管の周方向に設けられた４個の結合孔を介し
て前記主導波管のまわりに取付けられた４本の幅導波管
と、 前記幅導波管を合成するためのハイブリッドよりなる合
成回路と を備え、 さらに、前記合成回路の出力に、 Ｔ Ｅ ２−モードを検出する端子と、Ｔ Ｅ ｕモー
ドを検出する端子と、 を備えたモード結合器において、 前記主導波管内に、前記Ｔ Ｅ ’ｕモードの遮断周波
数と前記Ｔ Ｅ ２−モードの遮断周波数をほぼ一致さ
せるように構成されたりッジを設けたことを特徴とする
モード結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1749584A JPS60160702A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | モ−ド結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1749584A JPS60160702A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | モ−ド結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60160702A true JPS60160702A (ja) | 1985-08-22 |
| JPH0374842B2 JPH0374842B2 (ja) | 1991-11-28 |
Family
ID=11945578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1749584A Granted JPS60160702A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | モ−ド結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60160702A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4742317A (en) * | 1986-05-23 | 1988-05-03 | General Electric Company | Mode coupler for monopulse antennas and the like |
| JPH0289401A (ja) * | 1988-05-27 | 1990-03-29 | Nec Corp | 直交偏分波器 |
| JP2008219257A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | モノパルス自動追尾アンテナ給電装置 |
| EP2214251A1 (en) * | 2009-02-02 | 2010-08-04 | Centre National D'etudes Spatiales | A waveguide orthomode transducer |
| JP2014502084A (ja) * | 2010-11-08 | 2014-01-23 | ビーエーイー・システムズ・オーストラリア・リミテッド | アンテナシステム |
-
1984
- 1984-02-01 JP JP1749584A patent/JPS60160702A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4742317A (en) * | 1986-05-23 | 1988-05-03 | General Electric Company | Mode coupler for monopulse antennas and the like |
| JPH0289401A (ja) * | 1988-05-27 | 1990-03-29 | Nec Corp | 直交偏分波器 |
| JP2008219257A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | モノパルス自動追尾アンテナ給電装置 |
| EP2214251A1 (en) * | 2009-02-02 | 2010-08-04 | Centre National D'etudes Spatiales | A waveguide orthomode transducer |
| WO2010086442A1 (en) * | 2009-02-02 | 2010-08-05 | Centre National D'etudes Spatiales | A waveguide orthomode transducer |
| US8816930B2 (en) | 2009-02-02 | 2014-08-26 | Centre National D'etudes Spatiales | Waveguide orthomode transducer |
| JP2014502084A (ja) * | 2010-11-08 | 2014-01-23 | ビーエーイー・システムズ・オーストラリア・リミテッド | アンテナシステム |
| US9297893B2 (en) | 2010-11-08 | 2016-03-29 | Bae Systems Australia Limited | Antenna system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0374842B2 (ja) | 1991-11-28 |
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