偏分波器
【課題】 所望の電気性能の得るためのセプタム板調整や加工性の容易性が担保された偏分波器を得る。
【解決手段】 円形導波管の軸方向に配置され、円形導波管の内径よりも短い長さの短辺を有する方形導波管と円形導波管とを接続する接続導波管と、この接続導波管と円形導波管とに亘って形成され、方形導波管の長辺が延在する方向に対して平行に配置された円形導波管及び接続導波管の内部を分割する平板状の導体壁と、この導体壁の一方の面に対向する位置における接続導波管の内壁に形成され、方形導波管側に向かうにつれ、導体壁側に傾斜した第１傾斜面と、導体壁の他方の面に対向する位置における接続導波管の内壁に形成され、方形導波管側に向かうにつれ、導体壁側に傾斜した第２傾斜面と、円形導波管に形成され、円形導波管が伝播する電磁波のうち、導体壁により偏分波された一方を取り出す結合孔とを備える。
【解決手段】 円形導波管の軸方向に配置され、円形導波管の内径よりも短い長さの短辺を有する方形導波管と円形導波管とを接続する接続導波管と、この接続導波管と円形導波管とに亘って形成され、方形導波管の長辺が延在する方向に対して平行に配置された円形導波管及び接続導波管の内部を分割する平板状の導体壁と、この導体壁の一方の面に対向する位置における接続導波管の内壁に形成され、方形導波管側に向かうにつれ、導体壁側に傾斜した第１傾斜面と、導体壁の他方の面に対向する位置における接続導波管の内壁に形成され、方形導波管側に向かうにつれ、導体壁側に傾斜した第２傾斜面と、円形導波管に形成され、円形導波管が伝播する電磁波のうち、導体壁により偏分波された一方を取り出す結合孔とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主に、ＶＨＦ帯，ＵＨＦ帯，マイクロ波帯，ミリ波帯など、直交した偏波を分離するために用いられる偏分波器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直交偏分波器には、直交した偏波を伝送する円形主導波管、円形主導波管を分岐するために径方向に設けられた結合孔、結合孔を介して円形主導波管の直交方向に直交偏波の垂直成分電磁波を取り出す矩形副導波管、円形主導波管の共軸方向に直交偏波の水平成分電磁波を取り出す矩形副導波管、その共軸方向の矩形副導波管と円形主導波管の整合をとるためのステップ変換部、円形主導波管の結合孔に対して、共軸方向の矩形副導波管側の円形主導波管に形成された直交偏波の水平成分と平行に設けられたセプタム板（短絡板）、又は、ステップ変換部に形成された直交偏波の水平成分と平行に設けられたセプタム板（短絡板）を有するものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１〜３に記載の直交偏分波器は、円形主導波管を伝送する直交偏波はセプタム板により共軸方向と、直交方向に分波される。セプタム板と平行な偏波成分は、セプタム板により反射され、結合孔を介して直交分岐された矩形副導波管に取り出される。また、セプタム板と直交する垂直成分の偏波は、セプタム板の影響をあまり受けずにステップ変換部を介して共軸の矩形副導波管から取り出される。この際、ステップ変換部で円形主導波管のモードから矩形副導波管のモードへとモード変換が行われている。
【０００４】
このような直交偏分波器においては、セプタム板と直交する成分の偏波を取り出す際、電波の一部はセプタム板の端で反射を起こし、反射した電波の一部がさらに逆側のセプタム板の端で反射する。そして、ある周波数においてこの多重反射した波が重なって強めあい、セプタム板の区間内にエネルギーを閉じ込めてしまう場合がある。このような場合、結果として、方形導波管から取り出される電波では、板共振と呼ばれる周期的な共振が生じる。この周期及び板共振が生じる周波数は、共軸方向におけるセプタム板の長さに依存するものである。したがって、直交偏分波器では、所望の帯域で効率よくエネルギーを取り出すために、セプタム板の長さを調整することが不可欠である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２７３４０１号公報（全文、第１図、第２図）
【特許文献２】特開平６−１４０８１０号公報（段落番号０００５、第５図）
【特許文献３】特開平８−１６２８０４号公報（段落番号０００２〜０００４、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１〜３に記載の偏分波器は、円形主導波管と接続されるステップ変換部が、径の異なる導波管となり、円形主導波管に対して側壁に段差が生じるために、円形主導波管側又はステップ変換部側のいずれか一方にしかセプタム板を配置されていないので、セプタム板の長さを調整する調整しろが極端に少なく、所望の性能が得られない場合があるという課題があった。
【０００７】
特許文献１及び２に記載の偏分波器では、円形主導波管側にセプタム板を配置しているので、円形主導波管側とステップ変換部との段差部分を避けて、セプタム板を長くすると、セプタム板の長さ分だけ円形主導波管が長くなってしまい、軸方向に長い大型な構造となってしまう。
【０００８】
特許文献３に記載の偏分波器では、円形主導波管と接続される共軸側矩形副導波管の間をつなぐステップ変換部側にセプタム板を配置しているので、円形主導波管側とステップ変換部との段差部分を避けて、セプタム板を長くすることができる範囲がステップ変換部の長さに依存してしまう。
【０００９】
また、特許文献３に記載の偏分波器では、結合孔から離れたステップ変換部にセプタム板が設置しているので、セプタム板と平行な成分の偏波を取り出す際に、円形主導波管から結合孔を介して直接直交側矩形副導波管に入る電波と、セプタム板で反射された後、結合孔を介して直交側矩形副導波管に入る電波の位相が大きく異なってしまい、広い帯域で整合をとれることが困難である。
【００１０】
円形主導波管側とステップ変換部との段差部分に跨ったセプタム板を配置するためには、偏分波器を製造する上での加工作業が増えるという課題があった。なお、加工自体が困難という場合もある。さらに、円形主導波管側とステップ変換部との段差部分に跨ったセプタム板を配置する加工ができたとしても、円形主導波管側及びステップ変換部の段差部分とセプタム板が密着せず所望の性能が得られない、又は、逆に余分な導体が残ってしまい所望の性能が得られないという課題もあった。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、軸方向に短く小型な構造で、加工が容易であるとともに、セプタム板の長さに対する受容性が高く、直交した２つの偏波それぞれで良好な特性を実現することができる偏分波器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明に係る偏分波器は、円形導波管と、この円形導波管の軸方向に配置され、前記円形導波管の内径よりも短い長さの短辺を有する方形導波管と、この方形導波管と前記円形導波管とを接続する接続導波管と、この接続導波管と前記円形導波管とに亘って形成され、前記方形導波管の長辺が延在する方向に対して平行に配置された前記円形導波管及び前記接続導波管の内部を分割する平板状の導体壁と、この導体壁の一方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記方形導波管側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第１傾斜面と、前記導体壁の他方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記方形導波管側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第２傾斜面と、前記円形導波管に形成され、前記円形導波管が伝播する電磁波のうち、前記導体壁により偏分波された一方を取り出す結合孔とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明に係る偏分波器は、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面が、階段状の形状を有するものである請求項１に記載のものである。
【００１４】
請求項３の発明に係る偏分波器は、前記結合孔が、前記導体壁の一方又は他方の面の一部と対向する位置に形成されるものである請求項１又は２に記載のものである。
【００１５】
請求項４の発明に係る偏分波器は、前記導体壁が、前記一方の面及び前記他方の面が長方形状の形状を有するものである請求項１〜３のいずれかに記載のものである。
【００１６】
請求項５の発明に係る偏分波器は、前記接続導波管が、円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向する円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成されるものである請求項１〜４のいずれかに記載のものである。
【００１７】
請求項６の発明に係る偏分波器は、前記接続導波管が、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成されるものである請求項１〜４のいずれかに記載のものである。
【００１８】
請求項７の発明に係る偏分波器は、前記接続導波管が、前記円形導波管と接続する部分では、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の径が大きくなっていくものである請求項１〜４のいずれかに記載のものである。
【００１９】
請求項８の発明に係る偏分波器は、前記方形導波管の長辺が前記円形導波管の内径よりも短いものである請求項１〜３のいずれかに記載のものである。
【００２０】
請求項９の発明に係る偏分波器は、前記導体壁が、前記接続導波管における前記一方の面及び前記他方の面が台形状の形状を有するものである請求項１〜３、８のいずれかに記載のものである。
【００２１】
請求項１０の発明に係る偏分波器は、前記接続導波管が、前記円形導波管と接続する部分では、円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向する円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の距離が狭まっていくものである請求項８又は９に記載のものである。
【００２２】
請求項１１の発明に係る偏分波器は、前記接続導波管が、前記円形導波管と接続する部分では、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の距離が狭まっていくものである請求項８又は９に記載のものである。
【００２３】
請求項１２の発明に係る偏分波器は、前記接続導波管が、前記円形導波管と接続する部分では、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の距離が狭まっていくと共に、前記第１壁面及び前記第２壁面の径が大きくなっていくものである請求項８又は９に記載のものである。
【００２４】
請求項１３の発明に係る偏分波器は、前記導体壁が、前記第１壁面と前記第２壁面とに形成され、前記接続導波管の内部を分割するものである請求項５〜７、１０〜１２のいずれかに記載のものである。
【００２５】
請求項１４の発明に係る偏分波器は、前記円形導波管と前記接続導波管とが、一体である請求項１〜１３のいずれかに記載のものである。
【００２６】
請求項１５の発明に係る偏分波器は、前記導体壁が、前記円形導波管及び前記方形導波管と一体である請求項１４に記載のものである。
【００２７】
請求項１６の発明に係る偏分波器は、円形導波管と、この円形導波管の一方の開口と連通する接続導波管と、この接続導波管と前記円形導波管とに亘って形成され、前記円形導波管及び前記接続導波管の内部を分割する平板状の導体壁と、この導体壁の一方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記円形導波管と反対側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第１傾斜面と、前記導体壁の他方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記円形導波管と反対側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第２傾斜面と、前記円形導波管に形成され、前記円形導波管が伝播する電磁波のうち、前記導体壁により偏分波された一方を取り出す結合孔とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、請求項１に係る発明によれば、所望の電気性能の得るための導体壁（セプタム板）調整や加工性の容易性が担保され、セプタム板を設けるのが製造上容易かつ、セプタム板の長さを調整可能な範囲が大きくなり広帯域化など電気性能を向上できる偏分波器を得ることができる。
【００２９】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加え、接続導波管の第１傾斜面及び前記第２傾斜面の斜面形状が階段状なので、より加工し易い偏分波器を得ることができる。
【００３０】
請求項３に係る発明によれば、請求項１又は２に係る発明の効果に加え、結合孔を接続導波管側に近づけて設置するので、共軸方向の長さ短くすることができ、より小型化した偏分波器を得ることができる。
【００３１】
請求項４に係る発明によれば、請求項１〜３のいずれかに係る発明の効果に加え、円形導波管と接続導波管との接続部分における導体壁に段差がない偏分波器を得ることができる。
【００３２】
請求項５に係る発明によれば、請求項１〜４のいずれかに係る発明の効果に加え、円形導波管と接続導波管との接続部分の管内に段差が生じにくい偏分波器を得ることができる。
【００３３】
請求項６に係る発明によれば、請求項１〜４のいずれかに係る発明の効果に加え、円形導波管と接続導波管との接続部分の管内に段差が生じない偏分波器を得ることができる。
【００３４】
請求項７に係る発明によれば、請求項１〜４のいずれかに係る発明の効果に加え、円形導波管と接続導波管との接続部分の管内に段差が生ず、方形導波管の断面形状とも親和性が高い接続導波管を有する偏分波器を得ることができる。
【００３５】
請求項８に係る発明によれば、請求項１〜３のいずれかに係る発明の効果に加え、円形導波管の内径よりも短い長辺の長さを有する方形導波管の断面形状とも親和性が高い接続導波管を有する偏分波器を得ることができる。
【００３６】
請求項９に係る発明によれば、請求項１〜３、８のいずれかに係る発明の効果に加え、円形導波管と接続導波管との接続部分における導体壁に大きな段差がない偏分波器を得ることができる。
【００３７】
請求項１０に係る発明によれば、請求項８又は９に係る発明の効果に加え、円形導波管と接続導波管との接続部分の管内に段差が生じない偏分波器を得ることができる。
【００３８】
請求項１１に係る発明によれば、請求項８又は９に係る発明の効果に加え、円形導波管の内径よりも短い長辺の長さを有する方形導波管と親和性が高い接続導波管を有する偏分波器を得ることができる。
【００３９】
請求項１２に係る発明によれば、請求項８又は９に係る発明の効果に加え、円形導波管の内径よりも短い長辺の長さを有する方形導波管の断面形状とも親和性が高い接続導波管を有する偏分波器を得ることができる。
【００４０】
請求項１３に係る発明によれば、請求項５〜７、１０〜１２のいずれかに係る発明の効果に加え、第１壁面及び第２壁面に導体壁を形成するので、外形に大きな段差が生じにくい導体壁を有する偏分波器を得ることができる。
【００４１】
請求項１４に係る発明によれば、請求項１〜１３のいずれかに係る発明の効果に加え、結合孔と導体壁との位置調整が容易な偏分波器を得ることができる。
【００４２】
請求項１５に係る発明によれば、請求項１４のいずれかに係る発明の効果に加え、導体壁を接続導波管と円形導波管とに亘って、より形成しやすい偏分波器を得ることができる。
【００４３】
請求項１６に係る発明によれば、方形導波管が接続可能であって、所望の電気性能の得るための導体壁（セプタム板）調整や加工性の容易性が担保され、セプタム板を設けるのが製造上容易かつ、セプタム板の長さを調整可能な範囲が大きくなり広帯域化など電気性能を向上できる偏分波器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の透視斜視図（立体図）である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の透視側面図及び側方図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の透視上面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の透視上面図及び断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の透視上面図及び断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の透視側面図及び側方図並びに断面図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る偏分波器の透視斜視図（立体図）である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る偏分波器の透視側面図及び側方図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る偏分波器の透視上面図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る偏分波器透視上面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る偏分波器の透視側面図及び側方図並びに断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１〜７を用いて説明する。図１（ａ）は偏分波器の上面図、図１（ｂ）は偏分波器の上面図（導体壁（セプタム板）を点線で表示）、図１（ｃ）は図１（ａ）に記載の一点鎖線ＡＡによる偏分波器の断面図であり、図１における二点鎖線ＢＢは円形導波管と接続導波管との機能の境目を示している。図３（ａ）は偏分波器に透視側面図（導体壁（セプタム板）を点線で表示）、図３（ｂ）は図３（ａ）に記載の矢印Ｂから見た偏分波器の側方図である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００４６】
図５（ａ）は偏分波器の透視上面図（結合孔及び方形副導波管を省略している）、図５（ｂ）（ｅ）は図５（ａ）に記載の一点鎖線ＡＡによる偏分波器の断面図、図５（ｃ）（ｆ）は図５（ａ）に記載の一点鎖線ＢＢによる偏分波器の断面図、図５（ｄ）（ｇ）は図５（ａ）に記載の一点鎖線ＣＣによる偏分波器の断面図、図６（ａ）は偏分波器の透視上面図（結合孔及び方形副導波管を省略している）、図６（ｂ）（ｅ）は図６（ａ）に記載の一点鎖線ＡＡによる偏分波器の断面図、図６（ｃ）（ｆ）は図６（ａ）に記載の一点鎖線ＢＢによる偏分波器の断面図、図６（ｄ）（ｇ）は図６（ａ）に記載の一点鎖線ＣＣによる偏分波器の断面図、図７（ａ）は偏分波器の透視側面図（導体壁（セプタム板）を点線で表示）、図７（ｂ）は図７（ａ）に記載の矢印Ｂから見た偏分波器の側方図、図７（ｃ）は図７（ａ）に記載の点線ＡＡによる偏分波器の断面図である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００４７】
図１〜７において、１は円形導波管（円形主導波管）、２は円形導波管１が延在する軸方向（共軸方向）に配置され、円形導波管１の内径よりも短い長さの短辺を有する方形導波管（矩形導波管，方形主導波管，矩形主導波管，共軸側矩形副導波管）、３は方形導波管２と円形導波管１とを接続する接続導波管、４は接続導波管３と円形導波管１とに亘って形成され、方形導波管２の長辺が延在する方向に対して平行に配置された円形導波管１及び接続導波管３の内部を分割する平板状の導体壁（セプタム板，短絡板）、３ａは導体壁（セプタム板）４の一方の面に対向する位置における接続導波管３の内壁に形成され、方形導波管２側に向かうにつれ、導体壁４側に傾斜した第１傾斜面、３ｂは導体壁（セプタム板）４の他方の面に対向する位置における接続導波管３の内壁に形成され、方形導波管２側に向かうにつれ、導体壁４側に傾斜した第２傾斜面である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００４８】
なお、図１〜図３、図５、図７において、円形導波管１は、略真円のもので、円周に亘って内径が一定で、方形導波管２の長辺の長さが円形導波管１の内径と略同じ又は円形導波管１の内径よりも長いものを図示している（接続導波管３においては、第１傾斜面３ａ、第２傾斜面３ｂ以外の部分の内径に相当する。換言すると、後述する第１壁面３ｃと第２壁面３ｄとによる径に相当する。）。これは、円形導波管１の内径をａとし、方形導波管２の長辺の長さをｂしたとき、ｂ＝ａ＋αとなる。ここで、αは、円形導波管１（接続導波管３）と方形導波管２との接続に支障がない程度のものであればよい。もちろん、図４に記載のように、円形導波管１は、略真円のもので、円周に亘って内径が一定で、方形導波管２の長辺の長さが円形導波管１の内径と略同じ又は円形導波管１の内径よりも短いものでもよい（接続導波管３においては、第１傾斜面３ａ、第２傾斜面３ｂ以外の部分の内径に相当する。換言すると、後述する第１壁面３ｃと第２壁面３ｄとによる径に相当する。）。つまり、円形導波管１の内径をａとし、方形導波管２の長辺の長さをｂしたとき、ｂ＋α＝ａとなる。αは前述のものと同じ定義である。但し、αが許容範囲を超えている場合は、図６に記載のとおり、接続導波管３における後述する第１壁面３ｃと第２壁面３ｄの部分を傾斜状にすればよい。図６では、接続導波管３における後述する第１壁面３ｃと第２壁面３ｄによる径のうち、方形導波管２と接する部分又はその近傍の径は、方形導波管２の長辺の長さよりも短いものを図示しているが、逆でもよいが、その差は前述のαの範囲である必要がある。円形導波管１が楕円の場合に関しては後述する。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００４９】
続いて、図１〜７において、５は円形導波管１に形成され、円形導波管１が伝播する電磁波のうち、導体壁４により偏分波された一方を取り出すために、円形導波管１を分岐し、円形導波管１の径方向に設けられた結合孔である。結合孔５は導体壁４の一方又は他方の面の一部と対向する位置に形成されている。６は結合孔５を介して円形主導波管の直交方向に電磁波を取り出す方形副導波管（矩形副導波管，直交側矩形副導波管）、３ｃは接続導波管２を構成する円弧状の第１壁面、３ｄは接続導波管２を構成し、第１壁面３ｃと対向する円弧状の第２壁面である。第１壁面３ｃと第２壁面３ｄとは、ぞれぞれ、円弧の中心点側を向かえ合わせにした状態で対向している。なお、接続導波管２は第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向する円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成されるものである。
【００５０】
導体壁４は第１壁面３ｃと第２壁面３ｄとに形成され、接続導波管３の内部を分割するものである。導体壁４，第１壁面３ｃ，第２壁面３ｄにより、接続導波管３はＨ字状の形状を成している。さらに、第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂも加えると、接続導波管３はΘ字のような形状を成している。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。図１以外の図においては、構造や位置関係（特に、実施の形態１に係る偏分波器の導波管構造の内壁構造）の分かり易さを優先して、円形導波管１，方形導波管２，接続導波管３，方形副導波管６の導体厚を線分で表記している。
【００５１】
図１〜５を用いて実施の形態１に係る偏分波器を説明する。図１〜３には、円形導波管１は、共軸方向に小判状を分割したような双曲線状の外形を有する面を持つ第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂを有する接続導波管３と接続されているものが記載されている。第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂは、直線状の傾斜（テーパ）を有する面であるが、テーパ（傾斜）は直線形状でなくとも、コサインやサインの三角関数などにより定義される曲線形状であってもよい。接続導波管３は、方形導波管２と接続されている。また、円形導波管１は直交方向に結合孔５が設けられ、結合孔５は方形副導波管６と接続される。
【００５２】
導体壁４は、円形導波管１から接続導波管３に跨って導波管（実施の形態１に係る偏分波器の導波管構造）内に配置されている。なお、図１〜３から、結合孔５は導体壁４の一方（他方）の面の一部と対向する位置に形成されていることが分かる。図１（ａ）（ｂ）に記載の方形副導波管６の開口から導体壁４の一部が見える。同様に、図３（ｂ）に記載の方形導波管２の開口から、方形導波管２の長辺が延在する方向であって、方形導波管２の短辺が延在する方向に直交する方向に、延在する導体板４が、見える。
【００５３】
次に、図４及び図５（図１（ｂ））を用いて、接続導波管３の第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂを結ぶ側壁である第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄに関して説明を行う。なお、図４に記載の偏分波器は、円形導波管１の内径（ａ）が方形導波管２の長辺の長さ（ｂ）よりも長いものを示しており、図５に記載の偏分波器は、円形導波管１の内径（ａ）が方形導波管２の長辺の長さ（ｂ）よりも短いものを示している。まず、図１（ｂ），図４，図５（ａ）から導体壁４は、一方の面及び他方の面が長方形状の形状を有するものであることが分かる。つまり、実施の形態１に係る偏分波器の導波管構造においては、導体壁４が段差状の外形を有する平板ではないことが分かる。これは、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの構造・形状が寄与している。図４及び図５（ａ）並びに図５（ｂ）〜（ｄ）から、接続導波管３は、図５（ｂ）に示す円（円形導波管１）の上下を平行な線で切り取った小判型の断面形状を有し、円形導波管１と同じ径のままで、上下の平行線の間隔を変化させていくものであることがわかる（図５（ｃ）（ｄ））。
【００５４】
つまり、図４及び図５（ａ）並びに図５（ｂ）〜（ｄ）から、接続導波管３は、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向し、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成されるものであるといえる。よって、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの対向する円弧の中心に渡す（円弧の中心をつなぐ）ような形で、導体壁４を接続導波管３と円形導波管１とに亘って形成することで、導体壁４が段差状の外形を有する平板ではなく、長方形状の形状を有するものにすることができる。
【００５５】
図５（ｂ）〜（ｄ）には、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄが、共軸方向に亘って同じ形状のものを記載したが、共軸方向に亘って同じ形状でなくても、接続導波管３と円形導波管１とに亘って形成しても、導体壁４が段差状の外形を有する平板ではなく、長方形状の形状を有するものにすることができる場合を図４及び図５（ａ）並びに図５（ｅ）〜（ｇ）を用いて説明する。
【００５６】
図５（ｅ）〜（ｇ）には、接続導波管３は、円形導波管１と接続する部分では、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向し、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成され、円形導波管１側から方形導波管２側に向かうにつれ、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの円弧の径が大きくなっていくものが記載されている。このような構造でも、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの対向する円弧の中心間の距離が、図５（ｂ）〜（ｄ）に記載の第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄと同様に、一定とすることが容易となる。
【００５７】
これまでは、導体壁４が長方形状の形状を有するものを説明したが、円形導波管１と接続導波管３との接続部分であって、導体壁４が形成されている部分に、大きな段差が生じなれば、実施の形態１に係る偏分波器は実施可能である。つまり、方形導波管２の長辺が円形導波管１の内径よりも短いものである場合も、実施の形態１に係る偏分波器に含まれるといえる。この場合について、図６を用いて説明する。図６を用いて説明するものは、導体壁４が、円形導波管１における一方の面及び他方の面が長方状の形状を有し、接続導波管３における一方の面及び他方の面が台形状の形状を有するものである。
【００５８】
図６（ａ）〜（ｇ）は、前述の図５（ａ）〜（ｇ）にそれぞれ対応する。なお、図６に記載の偏分波器は、円形導波管１の内径（ａ）が方形導波管２の長辺の長さ（ｂ）よりも長いものを示している。図６（ａ）並びに図６（ｂ）〜（ｄ）から、接続導波管３は、図６（ｂ）に示す円（円形導波管１）の上下を平行な線で切り取った小判型の断面形状を有し、円形導波管１の接続部分では、円形導波管１と同じ径で、上下の平行線の間隔を変化させていくと共に、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄが近づいていくものであることがわかる（図６（ｃ）（ｄ））。よって、接続導波管３は、円形導波管１と接続する部分では、円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面と３ｃ対向する円弧状の第２壁面４ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｄとから構成され、円形導波管１側から方形導波管２側に向かうにつれ、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの距離が狭まっていくことから（図６（ｃ）（ｄ））、結果的に、導体壁４が接続導波管３におけて、一方の面及び他方の面が台形状の形状となる。
【００５９】
つまり、図６（ａ）並びに図６（ｂ）〜（ｄ）から、接続導波管３は、円形導波管１と接続する部分では、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向し、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成され、円形導波管１側から方形導波管２側に向かうにつれ、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの距離が狭まっていくものであるといえる。よって、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの対向する円弧の中心に渡す（円弧の中心をつなぐ）ような形で、導体壁４を接続導波管３と円形導波管１とに亘って形成することで、導体壁４が段差状の外形を有する平板ではなく、長方形状及び台形状を組み合わせた形状を有するものにすることができる。なお、図示は省略するが、偏分波器において、円形導波管１の内径（ａ）が方形導波管２の長辺の長さ（ｂ）よりも短い、つまり、ｂ＝ａ＋αであって、前述のαが許容範囲を超えている場合は、接続導波管３が、円形導波管１と接続する部分では、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向し、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成され、円形導波管１側から方形導波管２側に向かうにつれ、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの距離が拡がっていくものとするとよい。この場合、接続導波管３における第１壁面３ｃと第２壁面３ｄによる径のうち、方形導波管２と接する部分又はその近傍の径は、方形導波管２の長辺の長さよりも長くても短くてもよいが、その差は前述のαの範囲である必要がある。
【００６０】
図６（ｂ）〜（ｄ）には、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄが、共軸方向に亘って同じ形状のものを記載したが、共軸方向に亘って同じ形状でなくても、接続導波管３と円形導波管１とに亘って形成しても、導体壁４が段差状の外形を有する平板ではなく、長方形状及び台形状を組み合わせた形状を有するものにすることができる場合を図６（ａ）並びに図６（ｅ）〜（ｇ）を用いて説明する。
【００６１】
図６（ｅ）〜（ｇ）には、接続導波管３が、円形導波管１と接続する部分では、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向し、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成され、円形導波管１側から方形導波管２側に向かうにつれ、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの距離が狭まっていくと共に、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの円弧の径が大きくなっていくものが記載されている。このような構造でも、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの対向する円弧の中心間の距離における縮小率が、図６（ｂ）〜（ｄ）に記載の第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄと同様にすることが容易となる。なお、図示は省略するが、偏分波器において、円形導波管１の内径（ａ）が方形導波管２の長辺の長さ（ｂ）よりも短い、つまり、ｂ＝ａ＋αであって、前述のαが許容範囲を超えている場合は、接続導波管３が、円形導波管１と接続する部分では、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向し、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成され、円形導波管１側から方形導波管２側に向かうにつれ、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの距離が拡がっていくと共に、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの円弧の径が大きくなっていくものとするとよい。この場合、接続導波管３における第１壁面３ｃと第２壁面３ｄによる径のうち、方形導波管２と接する部分又はその近傍の径は、方形導波管２の長辺の長さよりも長くても短くてもよいが、その差は前述のαの範囲である必要がある。
【００６２】
次に、実施の形態１に係る偏分波器の動作を説明する。実施の形態１に係る偏分波器は、直交した偏波を伝送可能な円形主導波管１と径方向に結合孔５を介して接続された方形副導波管６と、円形主導波管１と共軸方向に接続導波管３を介して接続された方形導波管２とから構成されている。接続導波管３は、円形導波管３の上下を平行な直線で切り取った小判状の断面をもち上下の高さがテーパ状に変化し、円形導波管１と接続導波管３にまたがった領域で配置された導体壁（セプタム板）４を具備している。
【００６３】
円形導波管１は直交した偏波を伝送し、接続導波管３を介して方形導波管２に、若しくは結合孔５を介し方形副導波管６に電波（電磁波）を伝送する。また、方形導波管２からの電波は円形導波管１端に出力される。方形副導波管６からの電波は円形導波管１端に出力される。接続導波管３は円形導波管１と方形導波管２との整合を行う。
【００６４】
このような構造から、例えば、図７のように（方形導波管２は接続されていない）、接続導波管３を前述した小判型とすることで、外形が円形となる範囲では、導波管の幅（または径）が変化しないため円形導波管１と接続導波管３とを跨って薄い板状のセプタム板（導体壁）４を容易に配置又は加工することができる。また、外形が円形となる範囲では、導波管の幅（または径）の変化が少ないので、円形導波管１と接続導波管３とを跨って薄い板状のセプタム板（導体壁）４を容易に配置又は加工することができる。
【００６５】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２について図８〜１２を用いて説明する。図９（ａ）は偏分波器に透視側面図（導体壁（セプタム板）を点線で表示）、図９（ｂ）は図９（ａ）に記載の矢印Ｂから見た偏分波器の側方図、図１１（ａ）は偏分波器の透視上面図（結合孔及び方形副導波管を省略している）、図１１（ｂ）は偏分波器の透視上面図（結合孔及び方形副導波管を省略している）、図１２（ａ）は偏分波器の透視側面図（導体壁（セプタム板）を点線で表示）、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に記載の矢印Ｂから見た偏分波器の側方図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）に記載の点線ＡＡによる偏分波器の断面図である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００６６】
図８〜１２を用いて実施の形態２に係る偏分波器を説明する。実施の形態２においては、実施の形態１と異なる点（第１傾斜面３ａ，第２傾斜面３ｂ）に関して説明するが、共通する部分の説明は省略する。実施の形態２に係る偏分波器は、実施の形態１に係る偏分波器において、直線状の傾斜（テーパ）や、コサインやサインの三角関数などにより定義される曲線形状の傾斜を有する面であった第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂが、階段状の形状を有するものとなっている点が異なる。第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂの階段状の傾斜は、実施の形態１における第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂの斜面を模擬したものとなっている。つまり、第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂによる階段部分の一段一段を直線又は曲線で結ぶと概略の形状が、実施の形態１における第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂに近似したものとなる。
【００６７】
図８〜１０は、実施の形態１に係る偏分波器の説明に用いた図２〜４に、それぞれ対応する。図８〜１０には、円形導波管１は、共軸方向に小判状を分割したような双曲線状の外形を有する面の双曲線部分をピラミッド状の段差を持つ第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂを有する接続導波管３と接続されているものが記載されている。第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂは、直線状の傾斜（テーパ）を有する面や、コサインやサインの三角関数などにより定義される曲線形状を模擬した階段状の形状を有しており、加工が容易となっている。なお、階段状の形状は前述のように直線状の傾斜や三角関数などにより定義される曲線形状を模擬しても良いし、１／４波長整合器のようなインピーダンス整合器による階段形状を成してもかまわない。なお、１／４波長とは偏分波器（導波管）の使用周波数（波長）に対するものであることはいうまでもない。
【００６８】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、実施の形態１に係る偏分波器の説明に用いた図５（ａ）及び図６（ａ）に、それぞれ対応する。図１１から、実施の形態２に係る偏分波器においても、導体壁４の形状が長方形状の形状を有するものと、導体壁４の形状が長方形状及び台形状の形状を有するものの両方が許容されることが分かる。
【００６９】
よって、実施の形態２に係る偏分波器は、直交した偏波を伝送可能な円形主導波管１と径方向に結合孔を介して接続された方形副導波管６と、円形導波管１と軸方向に接続導波管３を介して接続された方形導波管２とから構成されていることは、実施の形態１に係る偏分波器と同様であることはいうまでもない。実施の形態２と実施の形態１との相違点は、実施の形態２に係る偏分波器が、接続導波管３の上下を平行な直線で切り取った小判状の断面を有し、上下の高さがステップ状（階段状）に変化することである。
【００７０】
実施の形態１及び２．
実施の形態１及び２に係る偏分波器において、円形導波管１及び接続導波管３は、切削加工やダイキャスト鋳造などの一般的な加工方法で一体成形することが好適である。導体壁４も、円形導波管１及び接続導波管３と共に、切削加工やダイキャスト鋳造などの一般的な加工方法で一体成形することが好適である。また、接続導波管３と方形導波管２との接続は、一般的な導波管接続手法を用いればよい。
【００７１】
円形導波管１及び接続導波管３が一体である場合は、実施の形態１においては、接続導波管３が円形導波管１の方形導波管２と接続される側の端部に設けられたテーパ変換部と解することができ、導体壁（セプタム板）４は、円形導波管１と円形導波管１のテーパ変換部に跨った領域に配置される。実施の形態２においては、接続導波管３が円形導波管１の方形導波管２と接続される側の端部に設けられたステップ変換部と解することができ、導体壁（セプタム板）４は、円形導波管１と円形導波管１のステップ変換部に跨った領域に配置される。
【００７２】
実施の形態１及び２においては、円形導波管１は、略真円のもので、円周に亘って内径が一定で、方形導波管２の長辺の長さが円形導波管１の内径と略同じもの（前述のαの範囲内の径の違い）又は、方形導波管２の長辺の長さが円形導波管１の内径よりも短いもの（前述のαを超える径の違い）を説明したが、円形導波管１が楕円の場合は、内径のうち、長い方に方形導波管２の長辺を合わせ、短い方に方形導波管２の長辺を合わせて、円形導波管１と方形導波管２とを接続すれば（もちろん、接続導波管３を介して接続すれば）、実施の形態１及び２に係る偏分波器が適用できる。具体的には、本願に係る発明における偏分波器の導体壁（セプタム板）４の構造が再現できるので、実施の形態１及び２に係る偏分波器が適用できる。よって、本願に係る発明の趣旨から逸脱していないことは明らかである。
【００７３】
つまり、本願（実施の形態１及び２）に係る偏分波器は、円形導波管１と、この円形導波管１の一方の開口と連通する（接続された、又は、一体の）接続導波管３（円形導波管１と一体の場合は、前述のとおり、円形導波管１のテーパ変換部又は円形導波管１のステップ変換部となる）と、この接続導波管３と円形導波管１とに亘って形成され、円形導波管１及び接続導波管３の内部を分割する平板状の導体壁４と、この導体壁４の一方の面に対向する位置における接続導波管３の内壁に形成され、円形導波管１と反対側に向かうにつれ、導体壁４側に傾斜した第１傾斜面３ａと、導体壁４の他方の面に対向する位置における接続導波管３の内壁に形成され、円形導波管１と反対側に向かうにつれ、導体壁４側に傾斜した第２傾斜面４ｂと、円形導波管１に形成され、円形導波管１が伝播する電磁波のうち、導体壁４により偏分波された一方を取り出す結合孔５とを備えたものであるといえる。よって、接続導波管３における円形導波管１との連通している部分の形状（断面）は、円形導波管１の断面形状と同じもの（円、又は、楕円）である。また、接続導波管３における方形導波管２と接続可能な側の形状（断面）は、楕円、若しくは、方形で角部分（四隅）が円弧状のものとなる。なお、導体壁４は、接続導波管３（円形導波管１）に接続されうる方形導波管２の長辺が延在する方向に対して平行に配置されるものである。円形導波管１のテーパ変換部又は円形導波管１のステップ変換部は、円形導波管１における円形導波管１に接続されうる方形導波管２側に形成されるものである。
【符号の説明】
【００７４】
１・・円形導波管（円形主導波管）、２・・方形導波管（矩形導波管，方形主導波管，矩形主導波管，共軸側矩形副導波管）、３・・接続導波管、３ａ・・第１傾斜面、３ｂ・・第２傾斜面、３ｃ・・第１壁面、３ｄ・・第２壁面、４・・導体壁（セプタム板，短絡板）、５・・結合孔、６・・方形副導波管（矩形副導波管，直交側矩形副導波管）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主に、ＶＨＦ帯，ＵＨＦ帯，マイクロ波帯，ミリ波帯など、直交した偏波を分離するために用いられる偏分波器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直交偏分波器には、直交した偏波を伝送する円形主導波管、円形主導波管を分岐するために径方向に設けられた結合孔、結合孔を介して円形主導波管の直交方向に直交偏波の垂直成分電磁波を取り出す矩形副導波管、円形主導波管の共軸方向に直交偏波の水平成分電磁波を取り出す矩形副導波管、その共軸方向の矩形副導波管と円形主導波管の整合をとるためのステップ変換部、円形主導波管の結合孔に対して、共軸方向の矩形副導波管側の円形主導波管に形成された直交偏波の水平成分と平行に設けられたセプタム板（短絡板）、又は、ステップ変換部に形成された直交偏波の水平成分と平行に設けられたセプタム板（短絡板）を有するものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１〜３に記載の直交偏分波器は、円形主導波管を伝送する直交偏波はセプタム板により共軸方向と、直交方向に分波される。セプタム板と平行な偏波成分は、セプタム板により反射され、結合孔を介して直交分岐された矩形副導波管に取り出される。また、セプタム板と直交する垂直成分の偏波は、セプタム板の影響をあまり受けずにステップ変換部を介して共軸の矩形副導波管から取り出される。この際、ステップ変換部で円形主導波管のモードから矩形副導波管のモードへとモード変換が行われている。
【０００４】
このような直交偏分波器においては、セプタム板と直交する成分の偏波を取り出す際、電波の一部はセプタム板の端で反射を起こし、反射した電波の一部がさらに逆側のセプタム板の端で反射する。そして、ある周波数においてこの多重反射した波が重なって強めあい、セプタム板の区間内にエネルギーを閉じ込めてしまう場合がある。このような場合、結果として、方形導波管から取り出される電波では、板共振と呼ばれる周期的な共振が生じる。この周期及び板共振が生じる周波数は、共軸方向におけるセプタム板の長さに依存するものである。したがって、直交偏分波器では、所望の帯域で効率よくエネルギーを取り出すために、セプタム板の長さを調整することが不可欠である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２７３４０１号公報（全文、第１図、第２図）
【特許文献２】特開平６−１４０８１０号公報（段落番号０００５、第５図）
【特許文献３】特開平８−１６２８０４号公報（段落番号０００２〜０００４、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１〜３に記載の偏分波器は、円形主導波管と接続されるステップ変換部が、径の異なる導波管となり、円形主導波管に対して側壁に段差が生じるために、円形主導波管側又はステップ変換部側のいずれか一方にしかセプタム板を配置されていないので、セプタム板の長さを調整する調整しろが極端に少なく、所望の性能が得られない場合があるという課題があった。
【０００７】
特許文献１及び２に記載の偏分波器では、円形主導波管側にセプタム板を配置しているので、円形主導波管側とステップ変換部との段差部分を避けて、セプタム板を長くすると、セプタム板の長さ分だけ円形主導波管が長くなってしまい、軸方向に長い大型な構造となってしまう。
【０００８】
特許文献３に記載の偏分波器では、円形主導波管と接続される共軸側矩形副導波管の間をつなぐステップ変換部側にセプタム板を配置しているので、円形主導波管側とステップ変換部との段差部分を避けて、セプタム板を長くすることができる範囲がステップ変換部の長さに依存してしまう。
【０００９】
また、特許文献３に記載の偏分波器では、結合孔から離れたステップ変換部にセプタム板が設置しているので、セプタム板と平行な成分の偏波を取り出す際に、円形主導波管から結合孔を介して直接直交側矩形副導波管に入る電波と、セプタム板で反射された後、結合孔を介して直交側矩形副導波管に入る電波の位相が大きく異なってしまい、広い帯域で整合をとれることが困難である。
【００１０】
円形主導波管側とステップ変換部との段差部分に跨ったセプタム板を配置するためには、偏分波器を製造する上での加工作業が増えるという課題があった。なお、加工自体が困難という場合もある。さらに、円形主導波管側とステップ変換部との段差部分に跨ったセプタム板を配置する加工ができたとしても、円形主導波管側及びステップ変換部の段差部分とセプタム板が密着せず所望の性能が得られない、又は、逆に余分な導体が残ってしまい所望の性能が得られないという課題もあった。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、軸方向に短く小型な構造で、加工が容易であるとともに、セプタム板の長さに対する受容性が高く、直交した２つの偏波それぞれで良好な特性を実現することができる偏分波器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明に係る偏分波器は、円形導波管と、この円形導波管の軸方向に配置され、前記円形導波管の内径よりも短い長さの短辺を有する方形導波管と、この方形導波管と前記円形導波管とを接続する接続導波管と、この接続導波管と前記円形導波管とに亘って形成され、前記方形導波管の長辺が延在する方向に対して平行に配置された前記円形導波管及び前記接続導波管の内部を分割する平板状の導体壁と、この導体壁の一方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記方形導波管側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第１傾斜面と、前記導体壁の他方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記方形導波管側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第２傾斜面と、前記円形導波管に形成され、前記円形導波管が伝播する電磁波のうち、前記導体壁により偏分波された一方を取り出す結合孔とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明に係る偏分波器は、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面が、階段状の形状を有するものである請求項１に記載のものである。
【００１４】
請求項３の発明に係る偏分波器は、前記結合孔が、前記導体壁の一方又は他方の面の一部と対向する位置に形成されるものである請求項１又は２に記載のものである。
【００１５】
請求項４の発明に係る偏分波器は、前記導体壁が、前記一方の面及び前記他方の面が長方形状の形状を有するものである請求項１〜３のいずれかに記載のものである。
【００１６】
請求項５の発明に係る偏分波器は、前記接続導波管が、円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向する円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成されるものである請求項１〜４のいずれかに記載のものである。
【００１７】
請求項６の発明に係る偏分波器は、前記接続導波管が、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成されるものである請求項１〜４のいずれかに記載のものである。
【００１８】
請求項７の発明に係る偏分波器は、前記接続導波管が、前記円形導波管と接続する部分では、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の径が大きくなっていくものである請求項１〜４のいずれかに記載のものである。
【００１９】
請求項８の発明に係る偏分波器は、前記方形導波管の長辺が前記円形導波管の内径よりも短いものである請求項１〜３のいずれかに記載のものである。
【００２０】
請求項９の発明に係る偏分波器は、前記導体壁が、前記接続導波管における前記一方の面及び前記他方の面が台形状の形状を有するものである請求項１〜３、８のいずれかに記載のものである。
【００２１】
請求項１０の発明に係る偏分波器は、前記接続導波管が、前記円形導波管と接続する部分では、円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向する円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の距離が狭まっていくものである請求項８又は９に記載のものである。
【００２２】
請求項１１の発明に係る偏分波器は、前記接続導波管が、前記円形導波管と接続する部分では、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の距離が狭まっていくものである請求項８又は９に記載のものである。
【００２３】
請求項１２の発明に係る偏分波器は、前記接続導波管が、前記円形導波管と接続する部分では、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の距離が狭まっていくと共に、前記第１壁面及び前記第２壁面の径が大きくなっていくものである請求項８又は９に記載のものである。
【００２４】
請求項１３の発明に係る偏分波器は、前記導体壁が、前記第１壁面と前記第２壁面とに形成され、前記接続導波管の内部を分割するものである請求項５〜７、１０〜１２のいずれかに記載のものである。
【００２５】
請求項１４の発明に係る偏分波器は、前記円形導波管と前記接続導波管とが、一体である請求項１〜１３のいずれかに記載のものである。
【００２６】
請求項１５の発明に係る偏分波器は、前記導体壁が、前記円形導波管及び前記方形導波管と一体である請求項１４に記載のものである。
【００２７】
請求項１６の発明に係る偏分波器は、円形導波管と、この円形導波管の一方の開口と連通する接続導波管と、この接続導波管と前記円形導波管とに亘って形成され、前記円形導波管及び前記接続導波管の内部を分割する平板状の導体壁と、この導体壁の一方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記円形導波管と反対側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第１傾斜面と、前記導体壁の他方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記円形導波管と反対側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第２傾斜面と、前記円形導波管に形成され、前記円形導波管が伝播する電磁波のうち、前記導体壁により偏分波された一方を取り出す結合孔とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、請求項１に係る発明によれば、所望の電気性能の得るための導体壁（セプタム板）調整や加工性の容易性が担保され、セプタム板を設けるのが製造上容易かつ、セプタム板の長さを調整可能な範囲が大きくなり広帯域化など電気性能を向上できる偏分波器を得ることができる。
【００２９】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加え、接続導波管の第１傾斜面及び前記第２傾斜面の斜面形状が階段状なので、より加工し易い偏分波器を得ることができる。
【００３０】
請求項３に係る発明によれば、請求項１又は２に係る発明の効果に加え、結合孔を接続導波管側に近づけて設置するので、共軸方向の長さ短くすることができ、より小型化した偏分波器を得ることができる。
【００３１】
請求項４に係る発明によれば、請求項１〜３のいずれかに係る発明の効果に加え、円形導波管と接続導波管との接続部分における導体壁に段差がない偏分波器を得ることができる。
【００３２】
請求項５に係る発明によれば、請求項１〜４のいずれかに係る発明の効果に加え、円形導波管と接続導波管との接続部分の管内に段差が生じにくい偏分波器を得ることができる。
【００３３】
請求項６に係る発明によれば、請求項１〜４のいずれかに係る発明の効果に加え、円形導波管と接続導波管との接続部分の管内に段差が生じない偏分波器を得ることができる。
【００３４】
請求項７に係る発明によれば、請求項１〜４のいずれかに係る発明の効果に加え、円形導波管と接続導波管との接続部分の管内に段差が生ず、方形導波管の断面形状とも親和性が高い接続導波管を有する偏分波器を得ることができる。
【００３５】
請求項８に係る発明によれば、請求項１〜３のいずれかに係る発明の効果に加え、円形導波管の内径よりも短い長辺の長さを有する方形導波管の断面形状とも親和性が高い接続導波管を有する偏分波器を得ることができる。
【００３６】
請求項９に係る発明によれば、請求項１〜３、８のいずれかに係る発明の効果に加え、円形導波管と接続導波管との接続部分における導体壁に大きな段差がない偏分波器を得ることができる。
【００３７】
請求項１０に係る発明によれば、請求項８又は９に係る発明の効果に加え、円形導波管と接続導波管との接続部分の管内に段差が生じない偏分波器を得ることができる。
【００３８】
請求項１１に係る発明によれば、請求項８又は９に係る発明の効果に加え、円形導波管の内径よりも短い長辺の長さを有する方形導波管と親和性が高い接続導波管を有する偏分波器を得ることができる。
【００３９】
請求項１２に係る発明によれば、請求項８又は９に係る発明の効果に加え、円形導波管の内径よりも短い長辺の長さを有する方形導波管の断面形状とも親和性が高い接続導波管を有する偏分波器を得ることができる。
【００４０】
請求項１３に係る発明によれば、請求項５〜７、１０〜１２のいずれかに係る発明の効果に加え、第１壁面及び第２壁面に導体壁を形成するので、外形に大きな段差が生じにくい導体壁を有する偏分波器を得ることができる。
【００４１】
請求項１４に係る発明によれば、請求項１〜１３のいずれかに係る発明の効果に加え、結合孔と導体壁との位置調整が容易な偏分波器を得ることができる。
【００４２】
請求項１５に係る発明によれば、請求項１４のいずれかに係る発明の効果に加え、導体壁を接続導波管と円形導波管とに亘って、より形成しやすい偏分波器を得ることができる。
【００４３】
請求項１６に係る発明によれば、方形導波管が接続可能であって、所望の電気性能の得るための導体壁（セプタム板）調整や加工性の容易性が担保され、セプタム板を設けるのが製造上容易かつ、セプタム板の長さを調整可能な範囲が大きくなり広帯域化など電気性能を向上できる偏分波器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の透視斜視図（立体図）である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の透視側面図及び側方図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の透視上面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の透視上面図及び断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の透視上面図及び断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る偏分波器の透視側面図及び側方図並びに断面図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る偏分波器の透視斜視図（立体図）である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る偏分波器の透視側面図及び側方図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る偏分波器の透視上面図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る偏分波器透視上面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る偏分波器の透視側面図及び側方図並びに断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１〜７を用いて説明する。図１（ａ）は偏分波器の上面図、図１（ｂ）は偏分波器の上面図（導体壁（セプタム板）を点線で表示）、図１（ｃ）は図１（ａ）に記載の一点鎖線ＡＡによる偏分波器の断面図であり、図１における二点鎖線ＢＢは円形導波管と接続導波管との機能の境目を示している。図３（ａ）は偏分波器に透視側面図（導体壁（セプタム板）を点線で表示）、図３（ｂ）は図３（ａ）に記載の矢印Ｂから見た偏分波器の側方図である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００４６】
図５（ａ）は偏分波器の透視上面図（結合孔及び方形副導波管を省略している）、図５（ｂ）（ｅ）は図５（ａ）に記載の一点鎖線ＡＡによる偏分波器の断面図、図５（ｃ）（ｆ）は図５（ａ）に記載の一点鎖線ＢＢによる偏分波器の断面図、図５（ｄ）（ｇ）は図５（ａ）に記載の一点鎖線ＣＣによる偏分波器の断面図、図６（ａ）は偏分波器の透視上面図（結合孔及び方形副導波管を省略している）、図６（ｂ）（ｅ）は図６（ａ）に記載の一点鎖線ＡＡによる偏分波器の断面図、図６（ｃ）（ｆ）は図６（ａ）に記載の一点鎖線ＢＢによる偏分波器の断面図、図６（ｄ）（ｇ）は図６（ａ）に記載の一点鎖線ＣＣによる偏分波器の断面図、図７（ａ）は偏分波器の透視側面図（導体壁（セプタム板）を点線で表示）、図７（ｂ）は図７（ａ）に記載の矢印Ｂから見た偏分波器の側方図、図７（ｃ）は図７（ａ）に記載の点線ＡＡによる偏分波器の断面図である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００４７】
図１〜７において、１は円形導波管（円形主導波管）、２は円形導波管１が延在する軸方向（共軸方向）に配置され、円形導波管１の内径よりも短い長さの短辺を有する方形導波管（矩形導波管，方形主導波管，矩形主導波管，共軸側矩形副導波管）、３は方形導波管２と円形導波管１とを接続する接続導波管、４は接続導波管３と円形導波管１とに亘って形成され、方形導波管２の長辺が延在する方向に対して平行に配置された円形導波管１及び接続導波管３の内部を分割する平板状の導体壁（セプタム板，短絡板）、３ａは導体壁（セプタム板）４の一方の面に対向する位置における接続導波管３の内壁に形成され、方形導波管２側に向かうにつれ、導体壁４側に傾斜した第１傾斜面、３ｂは導体壁（セプタム板）４の他方の面に対向する位置における接続導波管３の内壁に形成され、方形導波管２側に向かうにつれ、導体壁４側に傾斜した第２傾斜面である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００４８】
なお、図１〜図３、図５、図７において、円形導波管１は、略真円のもので、円周に亘って内径が一定で、方形導波管２の長辺の長さが円形導波管１の内径と略同じ又は円形導波管１の内径よりも長いものを図示している（接続導波管３においては、第１傾斜面３ａ、第２傾斜面３ｂ以外の部分の内径に相当する。換言すると、後述する第１壁面３ｃと第２壁面３ｄとによる径に相当する。）。これは、円形導波管１の内径をａとし、方形導波管２の長辺の長さをｂしたとき、ｂ＝ａ＋αとなる。ここで、αは、円形導波管１（接続導波管３）と方形導波管２との接続に支障がない程度のものであればよい。もちろん、図４に記載のように、円形導波管１は、略真円のもので、円周に亘って内径が一定で、方形導波管２の長辺の長さが円形導波管１の内径と略同じ又は円形導波管１の内径よりも短いものでもよい（接続導波管３においては、第１傾斜面３ａ、第２傾斜面３ｂ以外の部分の内径に相当する。換言すると、後述する第１壁面３ｃと第２壁面３ｄとによる径に相当する。）。つまり、円形導波管１の内径をａとし、方形導波管２の長辺の長さをｂしたとき、ｂ＋α＝ａとなる。αは前述のものと同じ定義である。但し、αが許容範囲を超えている場合は、図６に記載のとおり、接続導波管３における後述する第１壁面３ｃと第２壁面３ｄの部分を傾斜状にすればよい。図６では、接続導波管３における後述する第１壁面３ｃと第２壁面３ｄによる径のうち、方形導波管２と接する部分又はその近傍の径は、方形導波管２の長辺の長さよりも短いものを図示しているが、逆でもよいが、その差は前述のαの範囲である必要がある。円形導波管１が楕円の場合に関しては後述する。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００４９】
続いて、図１〜７において、５は円形導波管１に形成され、円形導波管１が伝播する電磁波のうち、導体壁４により偏分波された一方を取り出すために、円形導波管１を分岐し、円形導波管１の径方向に設けられた結合孔である。結合孔５は導体壁４の一方又は他方の面の一部と対向する位置に形成されている。６は結合孔５を介して円形主導波管の直交方向に電磁波を取り出す方形副導波管（矩形副導波管，直交側矩形副導波管）、３ｃは接続導波管２を構成する円弧状の第１壁面、３ｄは接続導波管２を構成し、第１壁面３ｃと対向する円弧状の第２壁面である。第１壁面３ｃと第２壁面３ｄとは、ぞれぞれ、円弧の中心点側を向かえ合わせにした状態で対向している。なお、接続導波管２は第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向する円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成されるものである。
【００５０】
導体壁４は第１壁面３ｃと第２壁面３ｄとに形成され、接続導波管３の内部を分割するものである。導体壁４，第１壁面３ｃ，第２壁面３ｄにより、接続導波管３はＨ字状の形状を成している。さらに、第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂも加えると、接続導波管３はΘ字のような形状を成している。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。図１以外の図においては、構造や位置関係（特に、実施の形態１に係る偏分波器の導波管構造の内壁構造）の分かり易さを優先して、円形導波管１，方形導波管２，接続導波管３，方形副導波管６の導体厚を線分で表記している。
【００５１】
図１〜５を用いて実施の形態１に係る偏分波器を説明する。図１〜３には、円形導波管１は、共軸方向に小判状を分割したような双曲線状の外形を有する面を持つ第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂを有する接続導波管３と接続されているものが記載されている。第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂは、直線状の傾斜（テーパ）を有する面であるが、テーパ（傾斜）は直線形状でなくとも、コサインやサインの三角関数などにより定義される曲線形状であってもよい。接続導波管３は、方形導波管２と接続されている。また、円形導波管１は直交方向に結合孔５が設けられ、結合孔５は方形副導波管６と接続される。
【００５２】
導体壁４は、円形導波管１から接続導波管３に跨って導波管（実施の形態１に係る偏分波器の導波管構造）内に配置されている。なお、図１〜３から、結合孔５は導体壁４の一方（他方）の面の一部と対向する位置に形成されていることが分かる。図１（ａ）（ｂ）に記載の方形副導波管６の開口から導体壁４の一部が見える。同様に、図３（ｂ）に記載の方形導波管２の開口から、方形導波管２の長辺が延在する方向であって、方形導波管２の短辺が延在する方向に直交する方向に、延在する導体板４が、見える。
【００５３】
次に、図４及び図５（図１（ｂ））を用いて、接続導波管３の第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂを結ぶ側壁である第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄに関して説明を行う。なお、図４に記載の偏分波器は、円形導波管１の内径（ａ）が方形導波管２の長辺の長さ（ｂ）よりも長いものを示しており、図５に記載の偏分波器は、円形導波管１の内径（ａ）が方形導波管２の長辺の長さ（ｂ）よりも短いものを示している。まず、図１（ｂ），図４，図５（ａ）から導体壁４は、一方の面及び他方の面が長方形状の形状を有するものであることが分かる。つまり、実施の形態１に係る偏分波器の導波管構造においては、導体壁４が段差状の外形を有する平板ではないことが分かる。これは、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの構造・形状が寄与している。図４及び図５（ａ）並びに図５（ｂ）〜（ｄ）から、接続導波管３は、図５（ｂ）に示す円（円形導波管１）の上下を平行な線で切り取った小判型の断面形状を有し、円形導波管１と同じ径のままで、上下の平行線の間隔を変化させていくものであることがわかる（図５（ｃ）（ｄ））。
【００５４】
つまり、図４及び図５（ａ）並びに図５（ｂ）〜（ｄ）から、接続導波管３は、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向し、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成されるものであるといえる。よって、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの対向する円弧の中心に渡す（円弧の中心をつなぐ）ような形で、導体壁４を接続導波管３と円形導波管１とに亘って形成することで、導体壁４が段差状の外形を有する平板ではなく、長方形状の形状を有するものにすることができる。
【００５５】
図５（ｂ）〜（ｄ）には、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄが、共軸方向に亘って同じ形状のものを記載したが、共軸方向に亘って同じ形状でなくても、接続導波管３と円形導波管１とに亘って形成しても、導体壁４が段差状の外形を有する平板ではなく、長方形状の形状を有するものにすることができる場合を図４及び図５（ａ）並びに図５（ｅ）〜（ｇ）を用いて説明する。
【００５６】
図５（ｅ）〜（ｇ）には、接続導波管３は、円形導波管１と接続する部分では、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向し、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成され、円形導波管１側から方形導波管２側に向かうにつれ、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの円弧の径が大きくなっていくものが記載されている。このような構造でも、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの対向する円弧の中心間の距離が、図５（ｂ）〜（ｄ）に記載の第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄと同様に、一定とすることが容易となる。
【００５７】
これまでは、導体壁４が長方形状の形状を有するものを説明したが、円形導波管１と接続導波管３との接続部分であって、導体壁４が形成されている部分に、大きな段差が生じなれば、実施の形態１に係る偏分波器は実施可能である。つまり、方形導波管２の長辺が円形導波管１の内径よりも短いものである場合も、実施の形態１に係る偏分波器に含まれるといえる。この場合について、図６を用いて説明する。図６を用いて説明するものは、導体壁４が、円形導波管１における一方の面及び他方の面が長方状の形状を有し、接続導波管３における一方の面及び他方の面が台形状の形状を有するものである。
【００５８】
図６（ａ）〜（ｇ）は、前述の図５（ａ）〜（ｇ）にそれぞれ対応する。なお、図６に記載の偏分波器は、円形導波管１の内径（ａ）が方形導波管２の長辺の長さ（ｂ）よりも長いものを示している。図６（ａ）並びに図６（ｂ）〜（ｄ）から、接続導波管３は、図６（ｂ）に示す円（円形導波管１）の上下を平行な線で切り取った小判型の断面形状を有し、円形導波管１の接続部分では、円形導波管１と同じ径で、上下の平行線の間隔を変化させていくと共に、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄが近づいていくものであることがわかる（図６（ｃ）（ｄ））。よって、接続導波管３は、円形導波管１と接続する部分では、円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面と３ｃ対向する円弧状の第２壁面４ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｄとから構成され、円形導波管１側から方形導波管２側に向かうにつれ、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの距離が狭まっていくことから（図６（ｃ）（ｄ））、結果的に、導体壁４が接続導波管３におけて、一方の面及び他方の面が台形状の形状となる。
【００５９】
つまり、図６（ａ）並びに図６（ｂ）〜（ｄ）から、接続導波管３は、円形導波管１と接続する部分では、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向し、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成され、円形導波管１側から方形導波管２側に向かうにつれ、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの距離が狭まっていくものであるといえる。よって、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの対向する円弧の中心に渡す（円弧の中心をつなぐ）ような形で、導体壁４を接続導波管３と円形導波管１とに亘って形成することで、導体壁４が段差状の外形を有する平板ではなく、長方形状及び台形状を組み合わせた形状を有するものにすることができる。なお、図示は省略するが、偏分波器において、円形導波管１の内径（ａ）が方形導波管２の長辺の長さ（ｂ）よりも短い、つまり、ｂ＝ａ＋αであって、前述のαが許容範囲を超えている場合は、接続導波管３が、円形導波管１と接続する部分では、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向し、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成され、円形導波管１側から方形導波管２側に向かうにつれ、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの距離が拡がっていくものとするとよい。この場合、接続導波管３における第１壁面３ｃと第２壁面３ｄによる径のうち、方形導波管２と接する部分又はその近傍の径は、方形導波管２の長辺の長さよりも長くても短くてもよいが、その差は前述のαの範囲である必要がある。
【００６０】
図６（ｂ）〜（ｄ）には、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄが、共軸方向に亘って同じ形状のものを記載したが、共軸方向に亘って同じ形状でなくても、接続導波管３と円形導波管１とに亘って形成しても、導体壁４が段差状の外形を有する平板ではなく、長方形状及び台形状を組み合わせた形状を有するものにすることができる場合を図６（ａ）並びに図６（ｅ）〜（ｇ）を用いて説明する。
【００６１】
図６（ｅ）〜（ｇ）には、接続導波管３が、円形導波管１と接続する部分では、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向し、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成され、円形導波管１側から方形導波管２側に向かうにつれ、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの距離が狭まっていくと共に、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの円弧の径が大きくなっていくものが記載されている。このような構造でも、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの対向する円弧の中心間の距離における縮小率が、図６（ｂ）〜（ｄ）に記載の第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄと同様にすることが容易となる。なお、図示は省略するが、偏分波器において、円形導波管１の内径（ａ）が方形導波管２の長辺の長さ（ｂ）よりも短い、つまり、ｂ＝ａ＋αであって、前述のαが許容範囲を超えている場合は、接続導波管３が、円形導波管１と接続する部分では、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第１壁面３ｃ及び第１壁面３ｃと対向し、円形導波管１の内径と同じ径の円弧状の第２壁面３ｄと第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂとから構成され、円形導波管１側から方形導波管２側に向かうにつれ、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの距離が拡がっていくと共に、第１壁面３ｃ及び第２壁面３ｄの円弧の径が大きくなっていくものとするとよい。この場合、接続導波管３における第１壁面３ｃと第２壁面３ｄによる径のうち、方形導波管２と接する部分又はその近傍の径は、方形導波管２の長辺の長さよりも長くても短くてもよいが、その差は前述のαの範囲である必要がある。
【００６２】
次に、実施の形態１に係る偏分波器の動作を説明する。実施の形態１に係る偏分波器は、直交した偏波を伝送可能な円形主導波管１と径方向に結合孔５を介して接続された方形副導波管６と、円形主導波管１と共軸方向に接続導波管３を介して接続された方形導波管２とから構成されている。接続導波管３は、円形導波管３の上下を平行な直線で切り取った小判状の断面をもち上下の高さがテーパ状に変化し、円形導波管１と接続導波管３にまたがった領域で配置された導体壁（セプタム板）４を具備している。
【００６３】
円形導波管１は直交した偏波を伝送し、接続導波管３を介して方形導波管２に、若しくは結合孔５を介し方形副導波管６に電波（電磁波）を伝送する。また、方形導波管２からの電波は円形導波管１端に出力される。方形副導波管６からの電波は円形導波管１端に出力される。接続導波管３は円形導波管１と方形導波管２との整合を行う。
【００６４】
このような構造から、例えば、図７のように（方形導波管２は接続されていない）、接続導波管３を前述した小判型とすることで、外形が円形となる範囲では、導波管の幅（または径）が変化しないため円形導波管１と接続導波管３とを跨って薄い板状のセプタム板（導体壁）４を容易に配置又は加工することができる。また、外形が円形となる範囲では、導波管の幅（または径）の変化が少ないので、円形導波管１と接続導波管３とを跨って薄い板状のセプタム板（導体壁）４を容易に配置又は加工することができる。
【００６５】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２について図８〜１２を用いて説明する。図９（ａ）は偏分波器に透視側面図（導体壁（セプタム板）を点線で表示）、図９（ｂ）は図９（ａ）に記載の矢印Ｂから見た偏分波器の側方図、図１１（ａ）は偏分波器の透視上面図（結合孔及び方形副導波管を省略している）、図１１（ｂ）は偏分波器の透視上面図（結合孔及び方形副導波管を省略している）、図１２（ａ）は偏分波器の透視側面図（導体壁（セプタム板）を点線で表示）、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に記載の矢印Ｂから見た偏分波器の側方図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）に記載の点線ＡＡによる偏分波器の断面図である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００６６】
図８〜１２を用いて実施の形態２に係る偏分波器を説明する。実施の形態２においては、実施の形態１と異なる点（第１傾斜面３ａ，第２傾斜面３ｂ）に関して説明するが、共通する部分の説明は省略する。実施の形態２に係る偏分波器は、実施の形態１に係る偏分波器において、直線状の傾斜（テーパ）や、コサインやサインの三角関数などにより定義される曲線形状の傾斜を有する面であった第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂが、階段状の形状を有するものとなっている点が異なる。第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂの階段状の傾斜は、実施の形態１における第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂの斜面を模擬したものとなっている。つまり、第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂによる階段部分の一段一段を直線又は曲線で結ぶと概略の形状が、実施の形態１における第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂに近似したものとなる。
【００６７】
図８〜１０は、実施の形態１に係る偏分波器の説明に用いた図２〜４に、それぞれ対応する。図８〜１０には、円形導波管１は、共軸方向に小判状を分割したような双曲線状の外形を有する面の双曲線部分をピラミッド状の段差を持つ第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂを有する接続導波管３と接続されているものが記載されている。第１傾斜面３ａ及び第２傾斜面３ｂは、直線状の傾斜（テーパ）を有する面や、コサインやサインの三角関数などにより定義される曲線形状を模擬した階段状の形状を有しており、加工が容易となっている。なお、階段状の形状は前述のように直線状の傾斜や三角関数などにより定義される曲線形状を模擬しても良いし、１／４波長整合器のようなインピーダンス整合器による階段形状を成してもかまわない。なお、１／４波長とは偏分波器（導波管）の使用周波数（波長）に対するものであることはいうまでもない。
【００６８】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、実施の形態１に係る偏分波器の説明に用いた図５（ａ）及び図６（ａ）に、それぞれ対応する。図１１から、実施の形態２に係る偏分波器においても、導体壁４の形状が長方形状の形状を有するものと、導体壁４の形状が長方形状及び台形状の形状を有するものの両方が許容されることが分かる。
【００６９】
よって、実施の形態２に係る偏分波器は、直交した偏波を伝送可能な円形主導波管１と径方向に結合孔を介して接続された方形副導波管６と、円形導波管１と軸方向に接続導波管３を介して接続された方形導波管２とから構成されていることは、実施の形態１に係る偏分波器と同様であることはいうまでもない。実施の形態２と実施の形態１との相違点は、実施の形態２に係る偏分波器が、接続導波管３の上下を平行な直線で切り取った小判状の断面を有し、上下の高さがステップ状（階段状）に変化することである。
【００７０】
実施の形態１及び２．
実施の形態１及び２に係る偏分波器において、円形導波管１及び接続導波管３は、切削加工やダイキャスト鋳造などの一般的な加工方法で一体成形することが好適である。導体壁４も、円形導波管１及び接続導波管３と共に、切削加工やダイキャスト鋳造などの一般的な加工方法で一体成形することが好適である。また、接続導波管３と方形導波管２との接続は、一般的な導波管接続手法を用いればよい。
【００７１】
円形導波管１及び接続導波管３が一体である場合は、実施の形態１においては、接続導波管３が円形導波管１の方形導波管２と接続される側の端部に設けられたテーパ変換部と解することができ、導体壁（セプタム板）４は、円形導波管１と円形導波管１のテーパ変換部に跨った領域に配置される。実施の形態２においては、接続導波管３が円形導波管１の方形導波管２と接続される側の端部に設けられたステップ変換部と解することができ、導体壁（セプタム板）４は、円形導波管１と円形導波管１のステップ変換部に跨った領域に配置される。
【００７２】
実施の形態１及び２においては、円形導波管１は、略真円のもので、円周に亘って内径が一定で、方形導波管２の長辺の長さが円形導波管１の内径と略同じもの（前述のαの範囲内の径の違い）又は、方形導波管２の長辺の長さが円形導波管１の内径よりも短いもの（前述のαを超える径の違い）を説明したが、円形導波管１が楕円の場合は、内径のうち、長い方に方形導波管２の長辺を合わせ、短い方に方形導波管２の長辺を合わせて、円形導波管１と方形導波管２とを接続すれば（もちろん、接続導波管３を介して接続すれば）、実施の形態１及び２に係る偏分波器が適用できる。具体的には、本願に係る発明における偏分波器の導体壁（セプタム板）４の構造が再現できるので、実施の形態１及び２に係る偏分波器が適用できる。よって、本願に係る発明の趣旨から逸脱していないことは明らかである。
【００７３】
つまり、本願（実施の形態１及び２）に係る偏分波器は、円形導波管１と、この円形導波管１の一方の開口と連通する（接続された、又は、一体の）接続導波管３（円形導波管１と一体の場合は、前述のとおり、円形導波管１のテーパ変換部又は円形導波管１のステップ変換部となる）と、この接続導波管３と円形導波管１とに亘って形成され、円形導波管１及び接続導波管３の内部を分割する平板状の導体壁４と、この導体壁４の一方の面に対向する位置における接続導波管３の内壁に形成され、円形導波管１と反対側に向かうにつれ、導体壁４側に傾斜した第１傾斜面３ａと、導体壁４の他方の面に対向する位置における接続導波管３の内壁に形成され、円形導波管１と反対側に向かうにつれ、導体壁４側に傾斜した第２傾斜面４ｂと、円形導波管１に形成され、円形導波管１が伝播する電磁波のうち、導体壁４により偏分波された一方を取り出す結合孔５とを備えたものであるといえる。よって、接続導波管３における円形導波管１との連通している部分の形状（断面）は、円形導波管１の断面形状と同じもの（円、又は、楕円）である。また、接続導波管３における方形導波管２と接続可能な側の形状（断面）は、楕円、若しくは、方形で角部分（四隅）が円弧状のものとなる。なお、導体壁４は、接続導波管３（円形導波管１）に接続されうる方形導波管２の長辺が延在する方向に対して平行に配置されるものである。円形導波管１のテーパ変換部又は円形導波管１のステップ変換部は、円形導波管１における円形導波管１に接続されうる方形導波管２側に形成されるものである。
【符号の説明】
【００７４】
１・・円形導波管（円形主導波管）、２・・方形導波管（矩形導波管，方形主導波管，矩形主導波管，共軸側矩形副導波管）、３・・接続導波管、３ａ・・第１傾斜面、３ｂ・・第２傾斜面、３ｃ・・第１壁面、３ｄ・・第２壁面、４・・導体壁（セプタム板，短絡板）、５・・結合孔、６・・方形副導波管（矩形副導波管，直交側矩形副導波管）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形導波管と、この円形導波管の軸方向に配置され、前記円形導波管の内径よりも短い長さの短辺を有する方形導波管と、この方形導波管と前記円形導波管とを接続する接続導波管と、この接続導波管と前記円形導波管とに亘って形成され、前記方形導波管の長辺が延在する方向に対して平行に配置された前記円形導波管及び前記接続導波管の内部を分割する平板状の導体壁と、この導体壁の一方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記方形導波管側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第１傾斜面と、前記導体壁の他方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記方形導波管側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第２傾斜面と、前記円形導波管に形成され、前記円形導波管が伝播する電磁波のうち、前記導体壁により偏分波された一方を取り出す結合孔とを備えた偏分波器。
【請求項２】
前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面は、階段状の形状を有するものである請求項１に記載の偏分波器。
【請求項３】
前記結合孔は、前記導体壁の一方又は他方の面の一部と対向する位置に形成されるものである請求項１又は２に記載の偏分波器。
【請求項４】
前記導体壁は、前記一方の面及び前記他方の面が長方形状の形状を有するものである請求項１〜３のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項５】
前記接続導波管は、円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向する円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成されるものである請求項１〜４のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項６】
前記接続導波管は、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成されるものである請求項１〜４のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項７】
前記接続導波管は、前記円形導波管と接続する部分では、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の径が大きくなっていくものである請求項１〜４のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項８】
前記方形導波管は、その長辺が前記円形導波管の内径よりも短いものである請求項１〜３のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項９】
前記導体壁は、前記接続導波管における前記一方の面及び前記他方の面が台形状の形状を有するものである１〜３、８のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項１０】
前記接続導波管は、前記円形導波管と接続する部分では、円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向する円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の距離が狭まっていくものである請求項８又は９に記載の偏分波器。
【請求項１１】
前記接続導波管は、前記円形導波管と接続する部分では、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の距離が狭まっていくものである請求項８又は９に記載の偏分波器。
【請求項１２】
前記接続導波管は、前記円形導波管と接続する部分では、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の距離が狭まっていくと共に、前記第１壁面及び前記第２壁面の径が大きくなっていくものである請求項８又は９に記載の偏分波器。
【請求項１３】
前記導体壁は、前記第１壁面と前記第２壁面とに形成され、前記接続導波管の内部を分割するものである請求項５〜７、１０〜１２のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項１４】
前記円形導波管と前記接続導波管とは、一体である請求項１〜１３のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項１５】
前記導体壁は、前記円形導波管及び前記方形導波管と一体である請求項１４に記載の偏分波器。
【請求項１６】
円形導波管と、この円形導波管の一方の開口と連通する接続導波管と、この接続導波管と前記円形導波管とに亘って形成され、前記円形導波管及び前記接続導波管の内部を分割する平板状の導体壁と、この導体壁の一方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記円形導波管と反対側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第１傾斜面と、前記導体壁の他方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記円形導波管と反対側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第２傾斜面と、前記円形導波管に形成され、前記円形導波管が伝播する電磁波のうち、前記導体壁により偏分波された一方を取り出す結合孔とを備えたことを特徴とする偏分波器。
【請求項１】
円形導波管と、この円形導波管の軸方向に配置され、前記円形導波管の内径よりも短い長さの短辺を有する方形導波管と、この方形導波管と前記円形導波管とを接続する接続導波管と、この接続導波管と前記円形導波管とに亘って形成され、前記方形導波管の長辺が延在する方向に対して平行に配置された前記円形導波管及び前記接続導波管の内部を分割する平板状の導体壁と、この導体壁の一方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記方形導波管側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第１傾斜面と、前記導体壁の他方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記方形導波管側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第２傾斜面と、前記円形導波管に形成され、前記円形導波管が伝播する電磁波のうち、前記導体壁により偏分波された一方を取り出す結合孔とを備えた偏分波器。
【請求項２】
前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面は、階段状の形状を有するものである請求項１に記載の偏分波器。
【請求項３】
前記結合孔は、前記導体壁の一方又は他方の面の一部と対向する位置に形成されるものである請求項１又は２に記載の偏分波器。
【請求項４】
前記導体壁は、前記一方の面及び前記他方の面が長方形状の形状を有するものである請求項１〜３のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項５】
前記接続導波管は、円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向する円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成されるものである請求項１〜４のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項６】
前記接続導波管は、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成されるものである請求項１〜４のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項７】
前記接続導波管は、前記円形導波管と接続する部分では、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の径が大きくなっていくものである請求項１〜４のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項８】
前記方形導波管は、その長辺が前記円形導波管の内径よりも短いものである請求項１〜３のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項９】
前記導体壁は、前記接続導波管における前記一方の面及び前記他方の面が台形状の形状を有するものである１〜３、８のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項１０】
前記接続導波管は、前記円形導波管と接続する部分では、円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向する円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の距離が狭まっていくものである請求項８又は９に記載の偏分波器。
【請求項１１】
前記接続導波管は、前記円形導波管と接続する部分では、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の距離が狭まっていくものである請求項８又は９に記載の偏分波器。
【請求項１２】
前記接続導波管は、前記円形導波管と接続する部分では、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第１壁面及びこの第１壁面と対向し、前記円形導波管の内径と同じ径の円弧状の第２壁面と前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面とから構成され、前記円形導波管側から前記方形導波管側に向かうにつれ、前記第１壁面及び前記第２壁面の距離が狭まっていくと共に、前記第１壁面及び前記第２壁面の径が大きくなっていくものである請求項８又は９に記載の偏分波器。
【請求項１３】
前記導体壁は、前記第１壁面と前記第２壁面とに形成され、前記接続導波管の内部を分割するものである請求項５〜７、１０〜１２のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項１４】
前記円形導波管と前記接続導波管とは、一体である請求項１〜１３のいずれかに記載の偏分波器。
【請求項１５】
前記導体壁は、前記円形導波管及び前記方形導波管と一体である請求項１４に記載の偏分波器。
【請求項１６】
円形導波管と、この円形導波管の一方の開口と連通する接続導波管と、この接続導波管と前記円形導波管とに亘って形成され、前記円形導波管及び前記接続導波管の内部を分割する平板状の導体壁と、この導体壁の一方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記円形導波管と反対側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第１傾斜面と、前記導体壁の他方の面に対向する位置における前記接続導波管の内壁に形成され、前記円形導波管と反対側に向かうにつれ、前記導体壁側に傾斜した第２傾斜面と、前記円形導波管に形成され、前記円形導波管が伝播する電磁波のうち、前記導体壁により偏分波された一方を取り出す結合孔とを備えたことを特徴とする偏分波器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１１０４５６（Ｐ２０１３−１１０４５６Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１６６３（Ｐ２０１１−２５１６６３）
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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