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公開番号2024120884
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-05
出願番号2024025092
出願日2024-02-22
発明の名称十字交差方向性結合器、及びアンテナ用電力分配装置
出願人AGC株式会社,国立大学法人東京工業大学
代理人個人
主分類H01P 5/12 20060101AFI20240829BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】簡易な構造を備える十字交差方向性結合器を提供する。
【解決手段】本発明の一態様にかかる十字交差方向性結合器1は、第1ポートP1および第3ポートP3を備える第1導波管11と、第2ポートP2を備える第2導波管12と、第4ポートP4を備える第3導波管13と、を備える。第1導波管11と第2導波管12との間には第1スロットSL1が設けられており、第1導波管11と第3導波管13との間には第2スロットSL2が設けられている。第1及び第2スロットSL1、SL2は、第2導波管12の上面および第3導波管13の下面において第2導波管12および第3導波管13の幅方向の中心から所定の距離だけオフセットして配置されている。第2導波管12および第3導波管13は、第1スロットSL1、第1導波管11、及び第2スロットSL2を介して互いに結合している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１ポートおよび第３ポートを備える第１導波管と、
前記第１導波管の下側に配置されるとともに、第２ポートを備え、当該第２ポートと対向する端部が短絡された第２導波管と、
前記第１導波管の上側に配置されるとともに、第４ポートを備え、当該第４ポートと対向する端部が短絡された第３導波管と、を備え、
前記第１導波管と前記第２導波管との間には第１スロットが設けられており、
前記第１導波管と前記第３導波管との間には第２スロットが設けられており、
前記第１スロットおよび前記第２スロットは、前記第１導波管の下面および上面において前記第１導波管の幅方向の中心に配置されており、
前記第１スロットおよび前記第２スロットは、前記第２導波管の上面および前記第３導波管の下面において前記第２導波管および前記第３導波管の幅方向の中心から所定の距離だけオフセットして配置されており、
前記第２導波管および前記第３導波管は、前記第１スロット、前記第１導波管、及び前記第２スロットを介して互いに結合している、
十字交差方向性結合器。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記第１導波管の前記第１ポートに供給された電磁波は前記第１導波管の前記第３ポートから出力され、
前記第２導波管の前記第２ポートに供給された電磁波は、前記第１スロット、前記第１導波管、及び前記第２スロットを経由して前記第３導波管に伝播し、前記第３導波管の前記第４ポートから出力される、
請求項１に記載の十字交差方向性結合器。
【請求項３】
前記所定の距離は、前記第２導波管および前記第３導波管が前記第１スロットおよび前記第２スロットと結合し、前記第１導波管が前記第１スロットおよび前記第２スロットと結合しない距離である、請求項１または２に記載の十字交差方向性結合器。
【請求項４】
前記第１乃至第３導波管が伸びる方向において、前記第２導波管の前記第２ポートと前記第３導波管の前記第４ポートとが互いに反対側に配置されている、請求項１または２に記載の十字交差方向性結合器。
【請求項５】
前記第１乃至第３導波管が伸びる方向において、前記第２導波管の前記第２ポートと前記第３導波管の前記第４ポートとが同一側に配置されている、請求項１または２に記載の十字交差方向性結合器。
【請求項６】
入力信号を入力する複数の入力口がマトリックス状に配置された入力部と、
入力された信号に位相差を与えて等振幅で分配して出力するハイブリッド結合部と、
入力された信号を交差する回路に出力する交差部結合と、
入力された信号に位相差を与えて出力する位相器と、
出力信号を出力する複数の出力口がマトリックス状に配置された出力部と、を有するバトラーマトリックス給電回路と、
前記バトラーマトリックス給電回路の前記出力部から出力された前記出力信号の出力方向を９０度曲げるベンド構造と、を備え、
前記ベンド構造は、請求項１または２に記載の十字交差方向性結合器を複数用いて構成されている、
アンテナ用電力分配装置。
【請求項７】
前記十字交差方向性結合器は、前記第１乃至第３導波管が伸びる方向において前記第２導波管の前記第２ポートと前記第３導波管の前記第４ポートとが互いに反対側に配置されているＡ型十字交差方向性結合器を備え、
前記ベンド構造は、複数の前記Ａ型十字交差方向性結合器の前記第２導波管の前記第２ポートと前記第３導波管の前記第４ポートとを互いに接続して複数の前記Ａ型十字交差方向性結合器を直列に接続した構成を含む、
請求項６に記載のアンテナ用電力分配装置。
【請求項８】
前記十字交差方向性結合器は、前記第１乃至第３導波管が伸びる方向において前記第２導波管の前記第２ポートと前記第３導波管の前記第４ポートとが同一側に配置されているＢ型十字交差方向性結合器を備え、
前記ベンド構造は、複数の前記Ｂ型十字交差方向性結合器の前記第２導波管の前記第２ポートと前記第３導波管の前記第４ポートとを互いに接続して複数の前記Ｂ型十字交差方向性結合器を直列に接続した構成を含む、
請求項６に記載のアンテナ用電力分配装置。
【請求項９】
第１ポートおよび第３ポートを備える第１導波管と、
前記第１導波管の下側に配置されるとともに、第２ポートを備え、当該第２ポートと対向する端部が短絡された第２導波管と、を備え、
前記第１導波管と前記第２導波管との間には第１スロットが設けられており、
前記第１導波管の前記第２導波管側と反対側の表面には第２スロットが設けられており、
前記第１スロットおよび前記第２スロットは、前記第１導波管の下面および上面において前記第１導波管の幅方向の中心に配置されており、
前記第１スロットは、前記第２導波管の上面において前記第２導波管の幅方向の中心から所定の距離だけオフセットして配置されており、
前記第１導波管の前記第１ポートに供給された電磁波は、前記第１導波管の前記第３ポートから出力され、
前記第２導波管の前記第２ポートに供給された電磁波は、前記第２導波管の前記第２ポート、前記第１スロット、前記第１導波管を経由して、前記第２スロットから空間中に放射される、
十字交差方向性結合器。
【請求項１０】
第１ポートおよび第３ポートを備える第１導波管と、
前記第１導波管の下側に配置されるとともに、第２ポートを備え、当該第２ポートと対向する端部が短絡された第２導波管と、
前記第１導波管の上側に配置されるとともに、第４ポートを備え、当該第４ポートと対向する端部が短絡された第３導波管と、
前記第１導波管と前記第３導波管との間に配置されるとともに、第５ポートおよび第６ポートを備える第４導波管と、を備え、
前記第１導波管と前記第２導波管との間には第１スロットが設けられており、
前記第１導波管と前記第４導波管との間には第２スロットが設けられており、
前記第４導波管と前記第３導波管との間には第３スロットが設けられており、
前記第１乃至第３スロットは、前記第１及び第４導波管の下面および上面において前記第１及び第４導波管の幅方向の中心に配置されており、
前記第１及び第３スロットは、前記第２導波管の上面および前記第３導波管の下面において前記第２導波管および前記第３導波管の幅方向の中心から所定の距離だけオフセットして配置されており、
前記第２導波管および前記第３導波管は、前記第１スロット、前記第１導波管、前記第２スロット、前記第４導波管、及び前記第３スロットを介して互いに結合している、
十字交差方向性結合器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、十字交差方向性結合器、及びアンテナ用電力分配装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
アンテナ用電力分配装置の構成要素の一つとして、バトラーマトリックス給電回路が知られている。バトラーマトリックス給電回路は、入力信号を入力する複数の入力口がマトリックス状に配置された入力部と、出力信号を出力する複数の出力口がマトリックス状に配置された出力部とを備え、入力部と出力部との間にハイブリッド結合器、交差結合器、及び位相器が配置されている。
【０００３】
特許文献１には、２次元方向の切り替えをするための装置構成を簡略化できるバトラーマトリックス給電回路に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－１４４１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的にバトラーマトリックス給電回路は、入力信号が入力される方向と出力信号が出力される方向とが同一方向となるように構成されている。例えば、バトラーマトリックス給電回路は、ビーム切替回路を構成する基板と水平な方向に出力信号が出力される。
【０００６】
しかしながらデバイスの構成によっては、バトラーマトリックス給電回路から出力される出力信号の方向を入力信号に対して所定の角度曲げたい場合がある。例えば、窓ガラスや壁面にバトラーマトリックス給電回路を搭載する場合は、ビーム切替回路を構成する基板に対して垂直な方向に出力信号を出力したい場合がある。このような構造は、例えば、バトラーマトリックス給電回路の出力側にベンド構造を設け、バトラーマトリックス給電回路から出力される出力信号の方向を入力信号に対して９０度曲げることで実現できる。
【０００７】
ベンド構造は、例えばビーム切替回路とは別に出力信号を曲げるための曲げ回路を設けることで構成できる。しかしながら、ビーム切替回路と曲げ回路とでは導波管の積層方向が異なるため、各々の導波管をコネクタで接続する必要があり、ベンド構造が複雑になるという問題がある。このような問題は、簡易な構成を備える十字交差方向性結合器を用いることで解決できる。
【０００８】
上記課題に鑑み本発明の目的は、簡易な構造を備える十字交差方向性結合器、及びアンテナ用電力分配装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様にかかる十字交差方向性結合器は、第１ポートおよび第３ポートを備える第１導波管と、前記第１導波管の下側に配置されるとともに、第２ポートを備え、当該第２ポートと対向する端部が短絡された第２導波管と、前記第１導波管の上側に配置されるとともに、第４ポートを備え、当該第４ポートと対向する端部が短絡された第３導波管と、を備える。前記第１導波管と前記第２導波管との間には第１スロットが設けられており、前記第１導波管と前記第３導波管との間には第２スロットが設けられている。前記第１スロットおよび前記第２スロットは、前記第１導波管の下面および上面において前記第１導波管の幅方向の中心に配置されている。前記第１スロットおよび前記第２スロットは、前記第２導波管の上面および前記第３導波管の下面において前記第２導波管および前記第３導波管の幅方向の中心から所定の距離だけオフセットして配置されている。前記第２導波管および前記第３導波管は、前記第１スロット、前記第１導波管、及び前記第２スロットを介して互いに結合している。
【００１０】
上述の十字交差方向性結合器において、前記第１導波管の前記第１ポートに供給された電磁波は前記第１導波管の前記第３ポートから出力され、前記第２導波管の前記第２ポートに供給された電磁波は、前記第１スロット、前記第１導波管、及び前記第２スロットを経由して前記第３導波管に伝播し、前記第３導波管の前記第４ポートから出力されてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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