ブランチライン型偏波分離器
【課題】 確実に偏波分離を行うことができ、しかも簡易な製造方法によって製造可能なブランチライン型偏波分離器を提供すること。
【解決手段】 ブランチライン型偏波分離器において、分岐導波管を構成する溝部５は、入力ポートに入力される電磁波のうち、Ｚ方向に偏波した直線偏波成分のうちの少なくとも一部を通過させるよう形成され、主導波管を構成する溝部において、各分岐導波管が主導波管から分岐するための接続面のうち、少なくとも１つの分岐導波管に係る接続面よりも出力ポート側に、当該溝部の深さを当該溝部の他の部分よりも浅くして所定の深さとした部分を含む狭化部７ａを設けた、ことを特徴とする。
【解決手段】 ブランチライン型偏波分離器において、分岐導波管を構成する溝部５は、入力ポートに入力される電磁波のうち、Ｚ方向に偏波した直線偏波成分のうちの少なくとも一部を通過させるよう形成され、主導波管を構成する溝部において、各分岐導波管が主導波管から分岐するための接続面のうち、少なくとも１つの分岐導波管に係る接続面よりも出力ポート側に、当該溝部の深さを当該溝部の他の部分よりも浅くして所定の深さとした部分を含む狭化部７ａを設けた、ことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブランチライン型偏波分離器に関し、特に、確実に偏波分離を行うブランチライン型偏波分離器を簡易な製造方法で製造するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
導波管を利用した偏波分離器は種々開発されている。図８に、この偏波分離器の一種であるブランチライン型偏波分離器の例を示す。同図に示すように、ブランチライン型偏波分離器は、入出力ポートＰ１０，Ｐ２０を有する主導波管１０と、入出力ポートＰ３０，Ｐ４０を有する副導波管２０とを、複数の分岐導波管３０で接続する構成をとっている。
【０００３】
導波管は、入力された電磁波の電界の振動方向（偏波方向）と直交する方向の管幅Ｌと、電磁波の周波数の周波数ｆとが、ｆ＜ｃ／２Ｌ（ｃは光の速度）を満たす場合、入力された電磁波を通さないという性質を有している（ｆ＝ｃ／２Ｌを満たす周波数は、遮断周波数と呼ばれる）。上記ブランチライン型偏波分離器はこの性質を利用したものである。入出力ポートＰ１０から入力した電磁波は、分岐導波管３０の管幅と上記遮断周波数との関係によって互いに直交する２つの直線偏波波に偏波分離され、それぞれ入出力ポートＰ２０，Ｐ４０から出力される。
【０００４】
なお、特許文献１には、このようなブランチライン型偏波分離器の構成例が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２に示される偏波分離器も種々ある偏波分離器の一つである。特許文献２に記載の偏波分離器では、導波管に入力された電磁波を、ステップ型導波管による反射及び短絡棒による遮断によって、互いに直交する直交偏波波に偏波分離している。
【特許文献１】特開平６−２６０８０２号公報
【特許文献２】特開平７−５８５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記ブランチライン型偏波分離器においては、入出力ポートＰ２０から電磁波を得ようとすると、本来入出力ポートＰ４０から出力されるべき直線偏波成分が残ってしまうという問題がある。このため、特許文献１の図１にも示されているように、確実に偏波分離を行うために、取り出したい直線偏波成分ごとに副導波管を設けていた。
【０００７】
しかしながら、このように取り出したい直線偏波成分ごとに副導波管を設けることによって、上記ブランチライン型偏波分離器の形状は極めて複雑なものとなってしまっており、平板部材上に一定幅の溝部を形成するという簡易な製造方法により製造することができなくなっていた。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、確実に偏波分離を行うことができ、しかも簡易な製造方法によって製造可能なブランチライン型偏波分離器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明に係るブランチライン型偏波分離器は、平板部材の表面に一定幅の溝部を形成してなる主導波管であって、該溝部の一方端部が電磁波を入力する入力ポートであり、該溝部の他方端部が電磁波を出力する出力ポートである主導波管と、前記主導波管を構成する溝部から分岐するための接続面を有する溝部を、それぞれ前記平板部材上に形成してなる少なくとも１つの分岐導波管と、を含むブランチライン型偏波分離器において、前記分岐導波管を構成する溝部は、前記入力ポートに入力される電磁波のうち、該平板部材に対して水平方向に偏波した直線偏波成分のうちの少なくとも一部を通過させるよう形成され、前記主導波管を構成する溝部において、前記各分岐導波管が前記主導波管から分岐するための接続面のうち、少なくとも１つの前記分岐導波管に係る接続面よりも出力ポート側に、当該溝部の深さを当該溝部の他の部分よりも浅くして所定の深さとした部分を含む深さ変化部を設けた、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、主導波管の入力ポートに所定の周波数の電磁波を入力した場合、分岐導波管側に抜けるべき水平方向に偏波した直線偏波成分は、主導波管の深さが浅くなることによって遮断される。このため、主導波管の出力ポートからは垂直方向に偏波した直線偏波成分のみが出力されるようになる。
【００１１】
また、上記ブランチライン型偏波分離器において、前記深さ変化部は、前記出力ポートに向けて徐々に前記溝部の深さを浅くすることにより、前記所定の深さに近づくように形成される、こととしてもよい。
【００１２】
特許文献２にも記載されているように、ステップ型導波管と呼ばれる導波管が知られている。ステップ型導波管は導波管の上記性質を利用した導波管であり、通過させたくない電磁波の周波数が上記遮断周波数以下となる管幅を形成することにより、このような電磁波を通過させないようにしている。
【００１３】
ただし、管幅を急激に狭くすると、通過させたい電磁波まで反射してしまい、損失が発生する。そこでステップ型導波管では、管幅が段階的に狭くなるようにして、通過させたい電磁波の反射が極小になるようにしている。なお、その管幅が滑らかに狭くなるようにしたテーパ型導波管も知られており、テーパ型導波管でもステップ型導波管の上記効果が得られる。本明細書では、ステップ型導波管とテーパ型導波管を総称して狭化導波管と称する。
【００１４】
本発明によれば、主導波管において、出力ポートに向けて徐々に溝部の深さを浅くしている。すなわち、深さ変化部の形状は上記狭化導波管となり、垂直方向に偏波した直線偏波成分の反射が極小になるようにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図は正確なスケールで描かれているものではなく、図面を見やすくするために誇張して描かれている部分がある。
【００１６】
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係るブランチライン型偏波分離器Ａの斜視図である。図２は、ブランチライン型偏波分離器Ａの一部を構成する平板部材１ａの正面図である。図３は、図２に示すIII−III線の断面図の模式図である。
【００１７】
図１に示すように、ブランチライン型偏波分離器Ａは、直方体形状の平板部材１ａと、直方体形状の平板部材２とから構成される。平板部材１ａの一方面には溝部が形成されている。また、平板部材２の表面は平坦である。平板部材１ａの溝部を形成した面と、平板部材２の平坦な表面と、を張り合わせることにより、平板部材１ａに形成された溝部が導波管として機能する。この導波管は、例えば電波望遠鏡において受信される電波の導波管として使用されるものである。
【００１８】
平板部材１ａの一方面に形成する溝部は、図２に示すように、溝部３ａと溝部４と溝部５−ｎ（ｎは１〜Ｎの整数。本実施形態では、Ｎ＝３１）とから構成されている。溝部３ａ及び溝部４は、平板部材１ａの長手方向と平行に形成された溝部であり、平板部材１ａの両端において開放されている。以下では、溝部３ａの平板部材１ａの一方端部における開放部分を入出力ポートＰ１と称し、溝部３ａの平板部材１ａの他方端部における開放部分を入出力ポートＰ２と称し、溝部４の平板部材１ａの一方端部における開放部分を入出力ポートＰ３と称し、溝部４の平板部材１ａの他方端部における開放部分を入出力ポートＰ４と称する。また、平板部材１ａの長手方向であって、入出力ポートＰ１から入出力ポートＰ２に向かう方向をＸ方向、平板部材１ａの長手方向に直交する方向であって、溝部を形成した面の法線方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向をＺ方向と称する。
【００１９】
溝部３ａは、入出力ポートＰ１側の一定長部分において、ブランチラインカプラ部６の一部を構成し、入出力ポートＰ２側の残りの部分において、狭化部７ａを構成する。
【００２０】
溝部４は、入出力ポートＰ３側の一定長部分（溝部３ａのうちブランチラインカプラ部６を構成する部分と同じ長さ）において、ブランチラインカプラ部６の一部を構成する。
【００２１】
溝部５−ｎは、溝部３ａにより構成されるブランチラインカプラ部６の一部分と溝部４により構成されるブランチラインカプラ部６の一部分とを接続する溝により構成される。以下では、溝部５−ｎと溝部３ａとの接続面を分岐入力ポート、溝部５−ｎと溝部４との接続面を分岐出力ポートと称する。溝部５−ｎもブランチラインカプラ部６の一部を構成している。なお、各溝部５−ｎは等間隔に配置されている。また、溝部５−ｎの数Ｎは奇数であることが望ましい。溝部５−ｎの数Ｎが偶数である場合には、後述するように入出力ポートＰ１から電磁波を入力した場合、入出力ポートＰ３に出力される電磁波の成分が大きくなるからである。
【００２２】
以下では、導波管を構成する溝部において、電磁波の進行方向の長さを管長、電磁波の進行方向と直交する方向の幅を管幅と称する。
【００２３】
ブランチライン型偏波分離器Ａは、溝部３ａのＺ方向の管幅をＬＡ、溝部４のＺ方向の管幅をＬＢ、各溝部５−ｎのＺ方向の管長をＬＣ、各溝部５−ｎのＸ方向の管幅をＬＤ、溝部５−ｎの間隔（各溝部５−ｎのＸ方向中心線の間隔）をＬＥ、ブランチライン型偏波分離器Ａの設計中心周波数（ブランチライン型偏波分離器Ａに入力されることが予定される電磁波の周波数）の電磁波の自由空間における波長及び管内波長を、それぞれλ０、λｇとすると、ＬＡ＜λ０＜２ＬＡ、ＬＢ＝ＬＡ／２、ＬＣ＝λｇ／４、ＬＥ＝λｇ／４となるよう構成される。
【００２４】
また、ＬＤとＬＡは、下記の式（１）の関係を満たすよう構成される。図４は、式（１）に示す関係をグラフにより示した図である。同図及び式（１）に示すように、ＬＤは、ＬＡ及び溝部５−ｎの数Ｎ（分岐導波管の本数Ｎ）に応じて決定される。
【００２５】
【数１】
【００２６】
なお、これらの関係は絶対的なものではない。実際には、出力結果に応じた微調節により最適化することが望ましい。
【００２７】
図３に示すように、溝部３ａは、狭化部７ａにおいて、入出力ポートＰ２に向けて徐々にその深さが浅くなる（Ｙ方向の管幅が狭くなる）ように構成されている。狭化部７ａは、より具体的には、複数のステップ８−ｍ（ｍは１〜Ｍの整数。本実施形態では、Ｍ＝１０）を有するステップ状に構成されている。この構成により、狭化部７ａは、上記狭化導波管のうちのステップ型導波管として機能する。
【００２８】
ブランチライン型偏波分離器Ａは、ブランチラインカプラ部６での溝部３ａの深さ（Ｙ方向の管幅）をＬＦ、入出力ポートＰ２における溝部３ａの深さをＬＧとすると、ＬＦ＝ＬＡ、ＬＧ＝ＬＡ／２となるよう構成される。なお、溝部４及び各溝部５−ｎの深さもＬＦとなっている。
【００２９】
各ステップ８−ｍは、ステップ面のＸ方向長さλｇ／４で等間隔に配置されている。また、各ステップ８−ｍのＹ方向の管幅は、式（２）により示される。なお、式（２）では、各ステップ８−ｍにおける溝部３ａの深さＬＨｍにより、各ステップ８−ｍの段高を示している。式（２）から分かるように、各ステップ８−ｍの段高（Ｙ方向の管幅）は一定ではなく、ｍが大きくなるに従い徐々に段高の変化量が小さくなるよう構成される。
【００３０】
【数２】
【００３１】
これらの関係も絶対的なものではなく、実際の出力結果に応じた微調節により最適化することが望ましい。
【００３２】
以下、入出力ポートＰ１から自由空間における波長λ０（ＬＡ＜λ０＜２ＬＡ）の電磁波Ｅを入力した場合のブランチライン型偏波分離器Ａの作用について説明する。以下の説明では、溝部３ａにより構成される導波管を主導波管、溝部４により構成される導波管を副導波管、溝部５−ｎにより構成される導波管を分岐導波管ｎと称する。
【００３３】
まず、入出力ポートＰ１から入力される上記電磁波Ｅの垂直偏波成分ＥＶ（入出力ポートＰ１への入力時においてＹ方向に偏波した偏波成分）に関する作用について説明する。
【００３４】
上述のように、導波管は、入力された電磁波の電界の振動方向（偏波方向）と直交する方向の管幅Ｌと、電磁波の周波数の周波数ｆとが、ｆ＜ｃ／２Ｌ（ｃは光の速度）を満たす場合、入力された電磁波を通さないという性質を有している。この性質は、電磁波の周波数の波長λがλ＞２Ｌを満たす場合、入力された電磁波を通さない、ということと等価である。
【００３５】
主導波管のブランチラインカプラ部６において、Ｙ方向と直交する方向の管幅（Ｚ方向の管幅）はＬＡであるので、主導波管のブランチラインカプラ部６は、その偏波方向がＹ方向である電磁波のうち、その波長λがλ＞２ＬＡを満たす電磁波を遮断する。この点、垂直偏波成分ＥＶの偏波方向はＹ方向であり、その波長λ０はＬＡ＜λ０＜２ＬＡを満たすので、垂直偏波成分ＥＶは主導波管のブランチラインカプラ部６を通過する。
【００３６】
一方、分岐導波管ｎのＸ方向の管幅はＬＤであるので、分岐導波管ｎは、その偏波方向がＹ方向である電磁波のうち、その波長λがλ＞２ＬＤを満たす電磁波を遮断する。この点、式（１）より２ＬＤ＜ＬＡであり、さらに垂直偏波成分ＥＶの偏波方向はＹ方向であり、その波長λ０はＬＡ＜λ０＜２ＬＡを満たすので、垂直偏波成分ＥＶは分岐導波管ｎを通過することはできず、その進路を曲げて分岐導波管ｎに分岐することはない。結果として、垂直偏波成分ＥＶは主導波管のブランチラインカプラ部６を通過し、狭化部７ａに入力される。
【００３７】
狭化部７ａでは、主導波管のＺ方向の管幅は変化しない。このため、垂直偏波成分ＥＶは狭化部７ａを通過し、入出力ポートＰ２に出力される。ただし実際には、狭化部７ａにおいては、垂直偏波成分ＥＶについても若干の反射が発生する。狭化部７ａにおけるステップ数ｍ、各ステップ８−ｍの間隔及び段高は、実験により、この反射が極小になるよう決定される。
【００３８】
次に、入出力ポートＰ１から入力される上記電磁波Ｅの水平偏波成分ＥＨ（入出力ポートＰ１への入力時においてＺ方向に偏波した偏波成分）に関する作用について説明する。
【００３９】
主導波管のブランチラインカプラ部６において、Ｚ方向と直交する方向の管幅（Ｙ方向の管幅）はＬＡであるので、主導波管のブランチラインカプラ部６は、その偏波方向がＺ方向である電磁波のうち、その波長λがλ＞２ＬＡを満たす電磁波を遮断する。この点、水平偏波成分ＥＨの偏波方向はＺ方向であり、その波長λ０はＬＡ＜λ０＜２ＬＡを満たすので、主導波管のブランチラインカプラ部６を通過する。
【００４０】
一方、分岐導波管ｎのＹ方向の管幅はＬＡであり、その偏波方向がＸ方向である電磁波のうち、その波長λがλ＞２ＬＡを満たす電磁波を遮断する。また、水平偏波成分ＥＨが分岐導波管ｎに移動する場合、分岐導波管ｎ内での偏波方向はＸ方向に変化し、その波長λ０はＬＡ＜λ０＜２ＬＡを満たす。このため、水平偏波成分ＥＨは分岐導波管ｎを通過することができ、その進路を曲げて分岐導波管ｎに移動していく。そして、主導波管と複数の分岐導波管との接続面（分岐入力ポート）上を通過するうち、ほとんどの水平偏波成分ＥＨは分岐導波管ｎに移動する。しかし、分岐導波管ｎに移動することなく、主導波管のブランチラインカプラ部６を通過し、狭化部７ａに入力されるものも存在する。なお、分岐導波管の数ｎとそのｘ方向の管幅ＬＤは、実験により、最も効率よく水平偏波成分ＥＨが分岐導波管に移動するように決定される。
【００４１】
狭化部７ａでは、主導波管のＹ方向の管幅は段階的に狭くなり、上述のように最終的にはＬＡ／２となる。このため、いずれの分岐導波管ｎにも移動することなく主導波管のブランチライン部６を通過し、狭化部７ａに入力される水平偏波成分ＥＨは、狭化部７ａにおいて遮断される。すなわち、水平偏波成分ＥＨは狭化部７ａにおいて反射され、最終的にはいずれかの分岐導波管ｎに移動していくこととなる。
【００４２】
入出力ポートＰ１から入力されて分岐導波管ｎに移動した水平偏波成分ＥＨは、分岐出力ポートを通して副導波管に入力され、副導波管を通過して入出力ポートＰ４から出力される。一方、狭化部７ａにおいて遮断・反射され、分岐導波管ｎに移動した微弱な水平偏波成分ＥＨは、分岐出力ポートを通して副導波管に入力され、副導波管を通過して入出力ポートＰ３から出力される。入出力ポートＰ３には電波吸収体が備えられており、上記微弱な水平偏波成分ＥＨは、この電波吸収体により吸収される。なお、上述のように、分岐導波管の本数Ｎを奇数とすれば、偶数とした場合に比べ、入出力ポートＰ３に出力される水平偏波成分ＥＨを少なくすることができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態では、入出力ポートＰ１に周波数ｆの電磁波を入力した場合、分岐導波管ｎ側に抜けるべき水平方向に偏波した直線偏波成分（水平偏波成分ＥＨ）は、主導波管の深さが浅くなる狭化部７ａにおいて遮断される。このため、入出力ポートＰ２からは垂直方向に偏波した直線偏波成分（垂直偏波成分ＥＶ）のみが出力されるようになる。また、入出力ポートＰ４からは水平偏波成分ＥＨのみが出力されるようになる。このように、本実施形態では、確実な偏波分離を実現している。また、狭化部７ａの形状を最適化することによって、垂直方向に偏波した直線偏波成分（垂直偏波成分ＥＶ）の反射が極小になるようにできる。
【００４４】
また、平板部材１ａに形成される各溝部は、いずれもその幅が一定である。このため、これらの溝部は、例えばプレーナ（平削盤）によって平板部材上に一定幅の溝部を削り出し、該溝部を形成した平板部材を張り合わせる、という簡易な製造方法によって製造することが可能になる。狭化部７ａを形成するためには、プレーナによって形成する溝部３ａの深さのみを調節すれば足りる。また、半導体プロセスに類似した微細加工によって形成することも容易にできるようになる。
【００４５】
さらに、狭化部７ａを設けたことによって、主導波管と副導波管からそれぞれ出力される電磁波のインピーダンスを合わせることができる。すなわち、波動のインピーダンスは電界成分の強さと磁界成分の強さの比で表される。これを導波管に当てはめると、該導波管を通過する電磁波の電界方向の管幅と磁界方向の管幅の比が該電磁波のインピーダンスとなる。本実施形態では、入出力ポートＰ２の形状は、入出力ポートＰ４を、Ｘ方向を回転軸として９０°回転させた形状となっている。一方、入出力ポートＰ２から出力される電磁波（垂直偏波成分ＥＶ）と、入出力ポートＰ４から出力される電磁波（水平偏波成分ＥＨ）と、は互いにＸ方向を回転軸として９０°回転させた方向に偏波した直線偏波波となっている。このため、入出力ポートＰ２から出力される電磁波のインピーダンスと、入出力ポートＰ４から出力される電磁波のインピーダンスと、が等しくなっている。
【００４６】
なお、分岐導波管の数Ｎ、分岐導波管のｘ方向の管幅ＬＤ、及び狭化部７ａにおける各ステップ８−ｍの間隔及び段高を最適化することにより、広帯域に対応できる条件を見いだすことも可能である。
【００４７】
［実施形態２］
図５は、本発明の実施形態２に係るブランチライン型偏波分離器Ｂの斜視図である。図６は、ブランチライン型偏波分離器Ｂの一部を構成する平板部材１ｂの正面図である。図７は、図６に示すVII−VII線の断面図の模式図である。
【００４８】
図５に示すように、ブランチライン型偏波分離器Ｂの構成はブランチライン型偏波分離器Ａとほぼ同様であるが、平板部材１ａに代えて平板部材１ｂを使用する点が異なっている。平板部材１ｂは、図６にも示すように、溝部３ａに代えて溝部３ｂを設けた点が平板部材１ａと異なっている。溝部３ｂは、狭化部７ａに代えて狭化部７ｂを設けた点が溝部３ａと異なっている。なお、この狭化部７ｂは、上記狭化導波管のうちのテーパ型導波管として機能する。
【００４９】
すなわち、図７に示すように、溝部３ｂは、狭化部７ｂにおいてテーパ状（スロープ状）に構成されている。本実施形態では、狭化部７ｂを構成するスロープの角度（スロープ角度）は一定であるとしている。
【００５０】
ブランチライン型偏波分離器Ｂの作用効果はブランチライン型偏波分離器Ａの作用効果と同様であるが、狭化部７ｂがテーパ状であるので、電磁波の反射の態様が異なっている。狭化部７ｂの長さ及びスロープ角度を実験により最適化することにより、垂直偏波成分ＥＶの反射を最小にすることが可能である。この最適化のひとつとして、スロープ角度が入出力ポートＰ２に向けて任意に変化する（例えば徐々に増大又は減少する）ようにすることも考えられる。
【００５１】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態において平板部材２の表面は平坦であるとしていたが、平板部材２にも平板部材１同様に溝部を形成することとしてもよい。この場合、平板部材２の溝部と平板部材１の溝部の深さを、それぞれ上記各実施形態における溝部の半分の深さとすることが好適である。このようにすれば、平板部材２の溝部と平板部材１の溝部の両方に狭化部を設けることができるようになる。
【００５２】
また、ブランチライン型偏波分離器の各部のサイズ又は形状は、入力する電磁波の周波数に応じたものを選択することが好適である。具体的には、これらのサイズを以下の要件を満たすように決定することができる。
【００５３】
すなわち、各分岐導波管は、主導波管に入力される電磁波に、主導波管への入力時点において当該各分岐導波管の分岐入力ポートから分岐出力ポートに至る方向と平行な方向に偏波した直線偏波成分である水平偏波成分が含まれる場合に、該水平偏波成分を通過させる一方、主導波管に入力される電磁波に、当該各分岐導波管の入力ポートから出力ポートに至る方向と直交し、かつ主導波管の入力ポートから出力ポートに至る方向と直交する方向に偏波した直線偏波成分である垂直偏波成分が含まれる場合に、該垂直偏波成分の通過を遮断するように、そのサイズ又は形状が決定されればよい。また、主導波管に設ける狭化部（狭化導波管）は、少なくとも１つの分岐入力ポートよりも主導波管の出力ポート側に、他の部分よりも浅い所定の深さ部分を設けることによって、水平偏波成分の通過を遮断するように、そのサイズ又は形状が決定されればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るブランチライン型偏波分離器の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るブランチライン型偏波分離器の正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るブランチライン型偏波分離器のIII−III線断面図の模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るブランチライン型偏波分離器の分岐導波管のＸ方向の管幅と主導波管のＺ方向の管幅との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るブランチライン型偏波分離器の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るブランチライン型偏波分離器の正面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るブランチライン型偏波分離器のVII−VII線断面図の模式図である。
【図８】本発明の背景技術に係るブランチライン型偏波分離器の斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
Ａ，Ｂ ブランチライン型偏波分離器、１ａ，１ｂ，２ 平板部材、３ａ，３ｂ，４，５ 溝部、６ ブランチラインカプラ部、７ａ，７ｂ 狭化部、８ ステップ、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ 入出力ポート。
【技術分野】
【０００１】
本発明はブランチライン型偏波分離器に関し、特に、確実に偏波分離を行うブランチライン型偏波分離器を簡易な製造方法で製造するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
導波管を利用した偏波分離器は種々開発されている。図８に、この偏波分離器の一種であるブランチライン型偏波分離器の例を示す。同図に示すように、ブランチライン型偏波分離器は、入出力ポートＰ１０，Ｐ２０を有する主導波管１０と、入出力ポートＰ３０，Ｐ４０を有する副導波管２０とを、複数の分岐導波管３０で接続する構成をとっている。
【０００３】
導波管は、入力された電磁波の電界の振動方向（偏波方向）と直交する方向の管幅Ｌと、電磁波の周波数の周波数ｆとが、ｆ＜ｃ／２Ｌ（ｃは光の速度）を満たす場合、入力された電磁波を通さないという性質を有している（ｆ＝ｃ／２Ｌを満たす周波数は、遮断周波数と呼ばれる）。上記ブランチライン型偏波分離器はこの性質を利用したものである。入出力ポートＰ１０から入力した電磁波は、分岐導波管３０の管幅と上記遮断周波数との関係によって互いに直交する２つの直線偏波波に偏波分離され、それぞれ入出力ポートＰ２０，Ｐ４０から出力される。
【０００４】
なお、特許文献１には、このようなブランチライン型偏波分離器の構成例が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２に示される偏波分離器も種々ある偏波分離器の一つである。特許文献２に記載の偏波分離器では、導波管に入力された電磁波を、ステップ型導波管による反射及び短絡棒による遮断によって、互いに直交する直交偏波波に偏波分離している。
【特許文献１】特開平６−２６０８０２号公報
【特許文献２】特開平７−５８５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記ブランチライン型偏波分離器においては、入出力ポートＰ２０から電磁波を得ようとすると、本来入出力ポートＰ４０から出力されるべき直線偏波成分が残ってしまうという問題がある。このため、特許文献１の図１にも示されているように、確実に偏波分離を行うために、取り出したい直線偏波成分ごとに副導波管を設けていた。
【０００７】
しかしながら、このように取り出したい直線偏波成分ごとに副導波管を設けることによって、上記ブランチライン型偏波分離器の形状は極めて複雑なものとなってしまっており、平板部材上に一定幅の溝部を形成するという簡易な製造方法により製造することができなくなっていた。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、確実に偏波分離を行うことができ、しかも簡易な製造方法によって製造可能なブランチライン型偏波分離器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明に係るブランチライン型偏波分離器は、平板部材の表面に一定幅の溝部を形成してなる主導波管であって、該溝部の一方端部が電磁波を入力する入力ポートであり、該溝部の他方端部が電磁波を出力する出力ポートである主導波管と、前記主導波管を構成する溝部から分岐するための接続面を有する溝部を、それぞれ前記平板部材上に形成してなる少なくとも１つの分岐導波管と、を含むブランチライン型偏波分離器において、前記分岐導波管を構成する溝部は、前記入力ポートに入力される電磁波のうち、該平板部材に対して水平方向に偏波した直線偏波成分のうちの少なくとも一部を通過させるよう形成され、前記主導波管を構成する溝部において、前記各分岐導波管が前記主導波管から分岐するための接続面のうち、少なくとも１つの前記分岐導波管に係る接続面よりも出力ポート側に、当該溝部の深さを当該溝部の他の部分よりも浅くして所定の深さとした部分を含む深さ変化部を設けた、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、主導波管の入力ポートに所定の周波数の電磁波を入力した場合、分岐導波管側に抜けるべき水平方向に偏波した直線偏波成分は、主導波管の深さが浅くなることによって遮断される。このため、主導波管の出力ポートからは垂直方向に偏波した直線偏波成分のみが出力されるようになる。
【００１１】
また、上記ブランチライン型偏波分離器において、前記深さ変化部は、前記出力ポートに向けて徐々に前記溝部の深さを浅くすることにより、前記所定の深さに近づくように形成される、こととしてもよい。
【００１２】
特許文献２にも記載されているように、ステップ型導波管と呼ばれる導波管が知られている。ステップ型導波管は導波管の上記性質を利用した導波管であり、通過させたくない電磁波の周波数が上記遮断周波数以下となる管幅を形成することにより、このような電磁波を通過させないようにしている。
【００１３】
ただし、管幅を急激に狭くすると、通過させたい電磁波まで反射してしまい、損失が発生する。そこでステップ型導波管では、管幅が段階的に狭くなるようにして、通過させたい電磁波の反射が極小になるようにしている。なお、その管幅が滑らかに狭くなるようにしたテーパ型導波管も知られており、テーパ型導波管でもステップ型導波管の上記効果が得られる。本明細書では、ステップ型導波管とテーパ型導波管を総称して狭化導波管と称する。
【００１４】
本発明によれば、主導波管において、出力ポートに向けて徐々に溝部の深さを浅くしている。すなわち、深さ変化部の形状は上記狭化導波管となり、垂直方向に偏波した直線偏波成分の反射が極小になるようにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図は正確なスケールで描かれているものではなく、図面を見やすくするために誇張して描かれている部分がある。
【００１６】
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係るブランチライン型偏波分離器Ａの斜視図である。図２は、ブランチライン型偏波分離器Ａの一部を構成する平板部材１ａの正面図である。図３は、図２に示すIII−III線の断面図の模式図である。
【００１７】
図１に示すように、ブランチライン型偏波分離器Ａは、直方体形状の平板部材１ａと、直方体形状の平板部材２とから構成される。平板部材１ａの一方面には溝部が形成されている。また、平板部材２の表面は平坦である。平板部材１ａの溝部を形成した面と、平板部材２の平坦な表面と、を張り合わせることにより、平板部材１ａに形成された溝部が導波管として機能する。この導波管は、例えば電波望遠鏡において受信される電波の導波管として使用されるものである。
【００１８】
平板部材１ａの一方面に形成する溝部は、図２に示すように、溝部３ａと溝部４と溝部５−ｎ（ｎは１〜Ｎの整数。本実施形態では、Ｎ＝３１）とから構成されている。溝部３ａ及び溝部４は、平板部材１ａの長手方向と平行に形成された溝部であり、平板部材１ａの両端において開放されている。以下では、溝部３ａの平板部材１ａの一方端部における開放部分を入出力ポートＰ１と称し、溝部３ａの平板部材１ａの他方端部における開放部分を入出力ポートＰ２と称し、溝部４の平板部材１ａの一方端部における開放部分を入出力ポートＰ３と称し、溝部４の平板部材１ａの他方端部における開放部分を入出力ポートＰ４と称する。また、平板部材１ａの長手方向であって、入出力ポートＰ１から入出力ポートＰ２に向かう方向をＸ方向、平板部材１ａの長手方向に直交する方向であって、溝部を形成した面の法線方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向をＺ方向と称する。
【００１９】
溝部３ａは、入出力ポートＰ１側の一定長部分において、ブランチラインカプラ部６の一部を構成し、入出力ポートＰ２側の残りの部分において、狭化部７ａを構成する。
【００２０】
溝部４は、入出力ポートＰ３側の一定長部分（溝部３ａのうちブランチラインカプラ部６を構成する部分と同じ長さ）において、ブランチラインカプラ部６の一部を構成する。
【００２１】
溝部５−ｎは、溝部３ａにより構成されるブランチラインカプラ部６の一部分と溝部４により構成されるブランチラインカプラ部６の一部分とを接続する溝により構成される。以下では、溝部５−ｎと溝部３ａとの接続面を分岐入力ポート、溝部５−ｎと溝部４との接続面を分岐出力ポートと称する。溝部５−ｎもブランチラインカプラ部６の一部を構成している。なお、各溝部５−ｎは等間隔に配置されている。また、溝部５−ｎの数Ｎは奇数であることが望ましい。溝部５−ｎの数Ｎが偶数である場合には、後述するように入出力ポートＰ１から電磁波を入力した場合、入出力ポートＰ３に出力される電磁波の成分が大きくなるからである。
【００２２】
以下では、導波管を構成する溝部において、電磁波の進行方向の長さを管長、電磁波の進行方向と直交する方向の幅を管幅と称する。
【００２３】
ブランチライン型偏波分離器Ａは、溝部３ａのＺ方向の管幅をＬＡ、溝部４のＺ方向の管幅をＬＢ、各溝部５−ｎのＺ方向の管長をＬＣ、各溝部５−ｎのＸ方向の管幅をＬＤ、溝部５−ｎの間隔（各溝部５−ｎのＸ方向中心線の間隔）をＬＥ、ブランチライン型偏波分離器Ａの設計中心周波数（ブランチライン型偏波分離器Ａに入力されることが予定される電磁波の周波数）の電磁波の自由空間における波長及び管内波長を、それぞれλ０、λｇとすると、ＬＡ＜λ０＜２ＬＡ、ＬＢ＝ＬＡ／２、ＬＣ＝λｇ／４、ＬＥ＝λｇ／４となるよう構成される。
【００２４】
また、ＬＤとＬＡは、下記の式（１）の関係を満たすよう構成される。図４は、式（１）に示す関係をグラフにより示した図である。同図及び式（１）に示すように、ＬＤは、ＬＡ及び溝部５−ｎの数Ｎ（分岐導波管の本数Ｎ）に応じて決定される。
【００２５】
【数１】
【００２６】
なお、これらの関係は絶対的なものではない。実際には、出力結果に応じた微調節により最適化することが望ましい。
【００２７】
図３に示すように、溝部３ａは、狭化部７ａにおいて、入出力ポートＰ２に向けて徐々にその深さが浅くなる（Ｙ方向の管幅が狭くなる）ように構成されている。狭化部７ａは、より具体的には、複数のステップ８−ｍ（ｍは１〜Ｍの整数。本実施形態では、Ｍ＝１０）を有するステップ状に構成されている。この構成により、狭化部７ａは、上記狭化導波管のうちのステップ型導波管として機能する。
【００２８】
ブランチライン型偏波分離器Ａは、ブランチラインカプラ部６での溝部３ａの深さ（Ｙ方向の管幅）をＬＦ、入出力ポートＰ２における溝部３ａの深さをＬＧとすると、ＬＦ＝ＬＡ、ＬＧ＝ＬＡ／２となるよう構成される。なお、溝部４及び各溝部５−ｎの深さもＬＦとなっている。
【００２９】
各ステップ８−ｍは、ステップ面のＸ方向長さλｇ／４で等間隔に配置されている。また、各ステップ８−ｍのＹ方向の管幅は、式（２）により示される。なお、式（２）では、各ステップ８−ｍにおける溝部３ａの深さＬＨｍにより、各ステップ８−ｍの段高を示している。式（２）から分かるように、各ステップ８−ｍの段高（Ｙ方向の管幅）は一定ではなく、ｍが大きくなるに従い徐々に段高の変化量が小さくなるよう構成される。
【００３０】
【数２】
【００３１】
これらの関係も絶対的なものではなく、実際の出力結果に応じた微調節により最適化することが望ましい。
【００３２】
以下、入出力ポートＰ１から自由空間における波長λ０（ＬＡ＜λ０＜２ＬＡ）の電磁波Ｅを入力した場合のブランチライン型偏波分離器Ａの作用について説明する。以下の説明では、溝部３ａにより構成される導波管を主導波管、溝部４により構成される導波管を副導波管、溝部５−ｎにより構成される導波管を分岐導波管ｎと称する。
【００３３】
まず、入出力ポートＰ１から入力される上記電磁波Ｅの垂直偏波成分ＥＶ（入出力ポートＰ１への入力時においてＹ方向に偏波した偏波成分）に関する作用について説明する。
【００３４】
上述のように、導波管は、入力された電磁波の電界の振動方向（偏波方向）と直交する方向の管幅Ｌと、電磁波の周波数の周波数ｆとが、ｆ＜ｃ／２Ｌ（ｃは光の速度）を満たす場合、入力された電磁波を通さないという性質を有している。この性質は、電磁波の周波数の波長λがλ＞２Ｌを満たす場合、入力された電磁波を通さない、ということと等価である。
【００３５】
主導波管のブランチラインカプラ部６において、Ｙ方向と直交する方向の管幅（Ｚ方向の管幅）はＬＡであるので、主導波管のブランチラインカプラ部６は、その偏波方向がＹ方向である電磁波のうち、その波長λがλ＞２ＬＡを満たす電磁波を遮断する。この点、垂直偏波成分ＥＶの偏波方向はＹ方向であり、その波長λ０はＬＡ＜λ０＜２ＬＡを満たすので、垂直偏波成分ＥＶは主導波管のブランチラインカプラ部６を通過する。
【００３６】
一方、分岐導波管ｎのＸ方向の管幅はＬＤであるので、分岐導波管ｎは、その偏波方向がＹ方向である電磁波のうち、その波長λがλ＞２ＬＤを満たす電磁波を遮断する。この点、式（１）より２ＬＤ＜ＬＡであり、さらに垂直偏波成分ＥＶの偏波方向はＹ方向であり、その波長λ０はＬＡ＜λ０＜２ＬＡを満たすので、垂直偏波成分ＥＶは分岐導波管ｎを通過することはできず、その進路を曲げて分岐導波管ｎに分岐することはない。結果として、垂直偏波成分ＥＶは主導波管のブランチラインカプラ部６を通過し、狭化部７ａに入力される。
【００３７】
狭化部７ａでは、主導波管のＺ方向の管幅は変化しない。このため、垂直偏波成分ＥＶは狭化部７ａを通過し、入出力ポートＰ２に出力される。ただし実際には、狭化部７ａにおいては、垂直偏波成分ＥＶについても若干の反射が発生する。狭化部７ａにおけるステップ数ｍ、各ステップ８−ｍの間隔及び段高は、実験により、この反射が極小になるよう決定される。
【００３８】
次に、入出力ポートＰ１から入力される上記電磁波Ｅの水平偏波成分ＥＨ（入出力ポートＰ１への入力時においてＺ方向に偏波した偏波成分）に関する作用について説明する。
【００３９】
主導波管のブランチラインカプラ部６において、Ｚ方向と直交する方向の管幅（Ｙ方向の管幅）はＬＡであるので、主導波管のブランチラインカプラ部６は、その偏波方向がＺ方向である電磁波のうち、その波長λがλ＞２ＬＡを満たす電磁波を遮断する。この点、水平偏波成分ＥＨの偏波方向はＺ方向であり、その波長λ０はＬＡ＜λ０＜２ＬＡを満たすので、主導波管のブランチラインカプラ部６を通過する。
【００４０】
一方、分岐導波管ｎのＹ方向の管幅はＬＡであり、その偏波方向がＸ方向である電磁波のうち、その波長λがλ＞２ＬＡを満たす電磁波を遮断する。また、水平偏波成分ＥＨが分岐導波管ｎに移動する場合、分岐導波管ｎ内での偏波方向はＸ方向に変化し、その波長λ０はＬＡ＜λ０＜２ＬＡを満たす。このため、水平偏波成分ＥＨは分岐導波管ｎを通過することができ、その進路を曲げて分岐導波管ｎに移動していく。そして、主導波管と複数の分岐導波管との接続面（分岐入力ポート）上を通過するうち、ほとんどの水平偏波成分ＥＨは分岐導波管ｎに移動する。しかし、分岐導波管ｎに移動することなく、主導波管のブランチラインカプラ部６を通過し、狭化部７ａに入力されるものも存在する。なお、分岐導波管の数ｎとそのｘ方向の管幅ＬＤは、実験により、最も効率よく水平偏波成分ＥＨが分岐導波管に移動するように決定される。
【００４１】
狭化部７ａでは、主導波管のＹ方向の管幅は段階的に狭くなり、上述のように最終的にはＬＡ／２となる。このため、いずれの分岐導波管ｎにも移動することなく主導波管のブランチライン部６を通過し、狭化部７ａに入力される水平偏波成分ＥＨは、狭化部７ａにおいて遮断される。すなわち、水平偏波成分ＥＨは狭化部７ａにおいて反射され、最終的にはいずれかの分岐導波管ｎに移動していくこととなる。
【００４２】
入出力ポートＰ１から入力されて分岐導波管ｎに移動した水平偏波成分ＥＨは、分岐出力ポートを通して副導波管に入力され、副導波管を通過して入出力ポートＰ４から出力される。一方、狭化部７ａにおいて遮断・反射され、分岐導波管ｎに移動した微弱な水平偏波成分ＥＨは、分岐出力ポートを通して副導波管に入力され、副導波管を通過して入出力ポートＰ３から出力される。入出力ポートＰ３には電波吸収体が備えられており、上記微弱な水平偏波成分ＥＨは、この電波吸収体により吸収される。なお、上述のように、分岐導波管の本数Ｎを奇数とすれば、偶数とした場合に比べ、入出力ポートＰ３に出力される水平偏波成分ＥＨを少なくすることができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態では、入出力ポートＰ１に周波数ｆの電磁波を入力した場合、分岐導波管ｎ側に抜けるべき水平方向に偏波した直線偏波成分（水平偏波成分ＥＨ）は、主導波管の深さが浅くなる狭化部７ａにおいて遮断される。このため、入出力ポートＰ２からは垂直方向に偏波した直線偏波成分（垂直偏波成分ＥＶ）のみが出力されるようになる。また、入出力ポートＰ４からは水平偏波成分ＥＨのみが出力されるようになる。このように、本実施形態では、確実な偏波分離を実現している。また、狭化部７ａの形状を最適化することによって、垂直方向に偏波した直線偏波成分（垂直偏波成分ＥＶ）の反射が極小になるようにできる。
【００４４】
また、平板部材１ａに形成される各溝部は、いずれもその幅が一定である。このため、これらの溝部は、例えばプレーナ（平削盤）によって平板部材上に一定幅の溝部を削り出し、該溝部を形成した平板部材を張り合わせる、という簡易な製造方法によって製造することが可能になる。狭化部７ａを形成するためには、プレーナによって形成する溝部３ａの深さのみを調節すれば足りる。また、半導体プロセスに類似した微細加工によって形成することも容易にできるようになる。
【００４５】
さらに、狭化部７ａを設けたことによって、主導波管と副導波管からそれぞれ出力される電磁波のインピーダンスを合わせることができる。すなわち、波動のインピーダンスは電界成分の強さと磁界成分の強さの比で表される。これを導波管に当てはめると、該導波管を通過する電磁波の電界方向の管幅と磁界方向の管幅の比が該電磁波のインピーダンスとなる。本実施形態では、入出力ポートＰ２の形状は、入出力ポートＰ４を、Ｘ方向を回転軸として９０°回転させた形状となっている。一方、入出力ポートＰ２から出力される電磁波（垂直偏波成分ＥＶ）と、入出力ポートＰ４から出力される電磁波（水平偏波成分ＥＨ）と、は互いにＸ方向を回転軸として９０°回転させた方向に偏波した直線偏波波となっている。このため、入出力ポートＰ２から出力される電磁波のインピーダンスと、入出力ポートＰ４から出力される電磁波のインピーダンスと、が等しくなっている。
【００４６】
なお、分岐導波管の数Ｎ、分岐導波管のｘ方向の管幅ＬＤ、及び狭化部７ａにおける各ステップ８−ｍの間隔及び段高を最適化することにより、広帯域に対応できる条件を見いだすことも可能である。
【００４７】
［実施形態２］
図５は、本発明の実施形態２に係るブランチライン型偏波分離器Ｂの斜視図である。図６は、ブランチライン型偏波分離器Ｂの一部を構成する平板部材１ｂの正面図である。図７は、図６に示すVII−VII線の断面図の模式図である。
【００４８】
図５に示すように、ブランチライン型偏波分離器Ｂの構成はブランチライン型偏波分離器Ａとほぼ同様であるが、平板部材１ａに代えて平板部材１ｂを使用する点が異なっている。平板部材１ｂは、図６にも示すように、溝部３ａに代えて溝部３ｂを設けた点が平板部材１ａと異なっている。溝部３ｂは、狭化部７ａに代えて狭化部７ｂを設けた点が溝部３ａと異なっている。なお、この狭化部７ｂは、上記狭化導波管のうちのテーパ型導波管として機能する。
【００４９】
すなわち、図７に示すように、溝部３ｂは、狭化部７ｂにおいてテーパ状（スロープ状）に構成されている。本実施形態では、狭化部７ｂを構成するスロープの角度（スロープ角度）は一定であるとしている。
【００５０】
ブランチライン型偏波分離器Ｂの作用効果はブランチライン型偏波分離器Ａの作用効果と同様であるが、狭化部７ｂがテーパ状であるので、電磁波の反射の態様が異なっている。狭化部７ｂの長さ及びスロープ角度を実験により最適化することにより、垂直偏波成分ＥＶの反射を最小にすることが可能である。この最適化のひとつとして、スロープ角度が入出力ポートＰ２に向けて任意に変化する（例えば徐々に増大又は減少する）ようにすることも考えられる。
【００５１】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態において平板部材２の表面は平坦であるとしていたが、平板部材２にも平板部材１同様に溝部を形成することとしてもよい。この場合、平板部材２の溝部と平板部材１の溝部の深さを、それぞれ上記各実施形態における溝部の半分の深さとすることが好適である。このようにすれば、平板部材２の溝部と平板部材１の溝部の両方に狭化部を設けることができるようになる。
【００５２】
また、ブランチライン型偏波分離器の各部のサイズ又は形状は、入力する電磁波の周波数に応じたものを選択することが好適である。具体的には、これらのサイズを以下の要件を満たすように決定することができる。
【００５３】
すなわち、各分岐導波管は、主導波管に入力される電磁波に、主導波管への入力時点において当該各分岐導波管の分岐入力ポートから分岐出力ポートに至る方向と平行な方向に偏波した直線偏波成分である水平偏波成分が含まれる場合に、該水平偏波成分を通過させる一方、主導波管に入力される電磁波に、当該各分岐導波管の入力ポートから出力ポートに至る方向と直交し、かつ主導波管の入力ポートから出力ポートに至る方向と直交する方向に偏波した直線偏波成分である垂直偏波成分が含まれる場合に、該垂直偏波成分の通過を遮断するように、そのサイズ又は形状が決定されればよい。また、主導波管に設ける狭化部（狭化導波管）は、少なくとも１つの分岐入力ポートよりも主導波管の出力ポート側に、他の部分よりも浅い所定の深さ部分を設けることによって、水平偏波成分の通過を遮断するように、そのサイズ又は形状が決定されればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るブランチライン型偏波分離器の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るブランチライン型偏波分離器の正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るブランチライン型偏波分離器のIII−III線断面図の模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るブランチライン型偏波分離器の分岐導波管のＸ方向の管幅と主導波管のＺ方向の管幅との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るブランチライン型偏波分離器の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るブランチライン型偏波分離器の正面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るブランチライン型偏波分離器のVII−VII線断面図の模式図である。
【図８】本発明の背景技術に係るブランチライン型偏波分離器の斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
Ａ，Ｂ ブランチライン型偏波分離器、１ａ，１ｂ，２ 平板部材、３ａ，３ｂ，４，５ 溝部、６ ブランチラインカプラ部、７ａ，７ｂ 狭化部、８ ステップ、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ 入出力ポート。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板部材の表面に一定幅の溝部を形成してなる主導波管であって、該溝部の一方端部が電磁波を入力する入力ポートであり、該溝部の他方端部が電磁波を出力する出力ポートである主導波管と、
前記主導波管を構成する溝部から分岐するための接続面を有する溝部を、それぞれ前記平板部材上に形成してなる少なくとも１つの分岐導波管と、
を含むブランチライン型偏波分離器において、
前記分岐導波管を構成する溝部は、前記入力ポートに入力される電磁波のうち、該平板部材に対して水平方向に偏波した直線偏波成分のうちの少なくとも一部を通過させるよう形成され、
前記主導波管を構成する溝部において、前記各分岐導波管が前記主導波管から分岐するための接続面のうち、少なくとも１つの前記分岐導波管に係る接続面よりも出力ポート側に、当該溝部の深さを当該溝部の他の部分よりも浅くして所定の深さとした部分を含む深さ変化部を設けた、
ことを特徴とするブランチライン型偏波分離器。
【請求項２】
請求項１に記載のブランチライン型偏波分離器において、
前記深さ変化部は、前記出力ポートに向けて徐々に前記溝部の深さを浅くすることにより、前記所定の深さに近づくように形成される、
ことを特徴とするブランチライン型偏波分離器。
【請求項１】
平板部材の表面に一定幅の溝部を形成してなる主導波管であって、該溝部の一方端部が電磁波を入力する入力ポートであり、該溝部の他方端部が電磁波を出力する出力ポートである主導波管と、
前記主導波管を構成する溝部から分岐するための接続面を有する溝部を、それぞれ前記平板部材上に形成してなる少なくとも１つの分岐導波管と、
を含むブランチライン型偏波分離器において、
前記分岐導波管を構成する溝部は、前記入力ポートに入力される電磁波のうち、該平板部材に対して水平方向に偏波した直線偏波成分のうちの少なくとも一部を通過させるよう形成され、
前記主導波管を構成する溝部において、前記各分岐導波管が前記主導波管から分岐するための接続面のうち、少なくとも１つの前記分岐導波管に係る接続面よりも出力ポート側に、当該溝部の深さを当該溝部の他の部分よりも浅くして所定の深さとした部分を含む深さ変化部を設けた、
ことを特徴とするブランチライン型偏波分離器。
【請求項２】
請求項１に記載のブランチライン型偏波分離器において、
前記深さ変化部は、前記出力ポートに向けて徐々に前記溝部の深さを浅くすることにより、前記所定の深さに近づくように形成される、
ことを特徴とするブランチライン型偏波分離器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−３５２７８１（Ｐ２００６−３５２７８１Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７９４８６（Ｐ２００５−１７９４８６）
【出願日】平成１７年６月２０日（２００５．６．２０）
【出願人】（５０４２３７０５０）独立行政法人国立高等専門学校機構 (656)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２０日（２００５．６．２０）
【出願人】（５０４２３７０５０）独立行政法人国立高等専門学校機構 (656)
【Ｆターム（参考）】
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