i＋（g）2 tan2Gz）
となる．式（5．23a）で式（5．18）より， F》cであるから，
q）＝ FVi一（2％，）2 1r
となり，式（5．23a）は，次式のように表される．
（5．23a）
（5．23b）
7／2 1S（q−r） （＝cost．） （s．23c）
式（5．22），式（5．23c）から明らかなように， ry面内のθ＝θ，方向の位相量φi，および θ＝0。方向の位相量φ2は，伝搬方向（z方向）に対して直線的に変化している．従 って，φ1，φ2をベクトル量として考え，これらを合成すると，伝搬方向zの任意の 位置におけるay面内において，常に同じ方向を持ち，大きさだけがzに比例して増大 する合成ベクトルを得ることができる．
従って，合成ベクトルの方向をX軸から測って，θ、とし，位相量φ1，φ2のその方向 における成分をφ lt，φ2，とすると，図5．14の2枚の位相差板は位相量（φ1，＋φ2，）の1 枚の合成された位相差板に置き換えることができ，これに直線偏波E。が入力した場合，
その出力端におけるx，y方向の電界成分E。。， E。ッは次式により表される［42】．
㈲一墨譜〕ピ劉？／2錨：謝㈲
式（5．24）は，次のように変形することができる．
憂：二〕一蝋型〕けII鵯1器多〕倒 最〕・〔：誰譜r僧〕じ錨謙雛〕
（5．24）
（5．25a）
（5．25b）
y成分である．式（5．25）から明らかなように，図5．14に示す位相差φ1，φ2の2枚の 位相差板は，図5．15に示すように，傾き角θ、を持ち，位相量φ1，，（t・ 2tを持つ2枚の 分離した位相差板に置き換えることができる．
したがって，φ1，φ2の成分のうちで，th lt，φ2，に直交する成分は，それぞれ互いに 打ち消し合う成分であるため，図5．15の2枚の位相差板は，z方向に分離したまま，
位相量φ1，傾き角θ＝θ，および位相量φ2，傾き角θ＝0。のもとの位相差板と等価 であると言える．
このとき，式（5．25）は，次式のように表される．
〔E ox Oア〕一〔6？〕け？）（6？〕
・離譜r♂II雛畿1含〕
（5．26）式（5．26）の電界成分E。。，Ebyを用いて，円形曲り導波管の出力端での楕円偏波率X およびチルトアングルτは，次式で表される【42］．
一bg
・一
ﾏ押割
ここで，
e一
［Eox12 ＋IEoy12 ＋ 21EoxllEoylsin 6P
［Eo．12 ＋ IEoy12 21Eox llEoyl sin 6｝
（5．27）
e tt
伝搬方向
ピ＞ k
r＝；
＿＿＿．一ノ （b lt
z ．一 ハ ／ Nx
y／
＿ノー一一ノ
ノ
＼φ．譲
一トー→！一
1 ！、
≠ ／＼、
！ ＿ノ ＼、
図5．15 等価位相差板の分離
■交差偏波補償器による交差偏波成分の抑圧■
管径の歪みとTM。1モードの発生により生じる交差偏波成分は，所定の楕円偏波率 を持つ楕円導波管と回転導波管を組み合わせた交差偏波補償器により抑圧することが できる［43］．ここでは，この交差偏波補償器の使用による交差偏波成分の抑圧を，図 5．16を検証して数値計算により求める．
交差偏波補償器によって生じる位相差成分を，図5．16に示すように等価位相差板に 置き換えて，その回転角をある特定の周波数において，式（5．27）で求めた楕円偏波を入 力したときに出力の交差偏波成分が最小となるように逆旋の角度に設定する．このよ うに設定された位相差板に，式（5．27）で求めた楕円偏波率とチルトアングルを持つ楕
伝搬方向
∂
1％ 」 ／@ ／Sr鍵Z lζ ／、 ／／ 、！ ＼ y ＼
＿一一一一「／
̲ メ
̲ 嫁く 、 1
@ ｝一q 浴 ＼ト＼／一一一一」、
、
交差偏波補償器 高次モード波
管径歪みによる による位相差板 による位相差板 位相差板
図5．16等価位相差板
以上のようにして求めた管径b69mm，曲げ半径R＝1000㎜，曲げ触90。の円
形曲り導波管と交差偏波補償器を組み合わせた導波管系全体の交差偏波識別度が，4，
5，6GHz帯下帯域で40dB以上となる円形曲り導波管における楕円形歪みの長短軸の
傾きe，と交差偏波補償器の回転角θ，との関係を図5．17（a），（b）に示す．図5．17より，
この導波管では長短軸方向における管径の偏差△が0．1mmのときには，その傾きe，
がどのような場合でも，交差偏波補償器の楕円偏波率が20〜30dBであれば，全体の 交差偏波識別度を40dB以上にすることができる．
しかし，△が0．15mmの場合には，交差偏波補償器の楕円偏波率が20dBのときだけ
A：交差偏波補償器の4．7GHzにおける楕円偏波率 ・！
ミし一40
8
−80
・・
̀鐘盤盤捻＝25dB
㍗i鋤z 一，
A鑑30dB
一越騰、5dB
o
0
。 一40
）v
Φ一80
20 40 60 80
ed（o）
（a） A＝：O．lmm
A＝15dB A＝20dB
測定値
難ラ葬∠
lis／ig−i＄1（；一一 r一：．一ui一一一6FGIi．i
A昌25dB
A富30dB
？グ』A＝25dB一
r 一一A rc 3 0 dB
唱炉5
黷̀鴇15dB一一ノ 一
O 20 40 60 80
ed（o）
（b） A＝O．15nm
■高次モードの発生量■
高次モードの発生量は，図5．18の測定系で測定した．図5．18において，モードカ ップラーは，TMo、モードのみ導波管にプローブを立てた形式のOdBカップラーを用 い，他は結合度一10数dB程度の分布定数形のものを用いた．また，被測定円形曲り導 波管の入力側のTMモードフィルタは，モードカップラーで反射される基本モードが
この導波管によりTM。、モードに変換される成分を吸収するために用いている．測定 した高次モードは，通過可能なすべてのモードで，TMo、モード（4，5，6GHz帯）， TE21 モード（5，6GHz帯）およびTEoi， TMII， TE31モード（6GHz帯）である．
測定で得られた結果の中から，4GHz帯のTMo1モードと5GHz帯のTE21モード発
生部の実測値を図5．19（a），（b）に示す．また，上記各モードの最大発生量を，式（5．8）
〜式（5．11）により求めた理論計算と比較して表5、1に示す．
これらの結果は，6GHz帯のTE21モードの場合を除き非常によく一致している．図 5．19（a）において測定値のリップルがやや大きくなっているが，これは測定系に挿入し たTMモードフィルタの吸収量が不足しているためである．
X−Yレコーダ
モード カップラ
円形曲り導波管
×じ1一円形テ＿管
響導波管／可変抵抗器
TM
モード フィルタ
指示器
o 司d
OMT ̲歯群WG
アノrソレータ
掃引発信器
図5．18 高次モード発生量の測定系
表5．1 高次モードの最大発生量（単位：dB）
ｼ モード TMo1
TE21 TEOl
TMIl
TE314GHz
計算値 一18 測定値 一185GHz
計算値 一14．8 一21．5測定値 一14．5 一22
6GHz
計算値 ．9．6 一15 一27一一IO 一一15 A 一・20
P． 一25凶
v x−30
山 一一35
−40
平行偏波 計算値
！
、
冗 垂直偏波
、 ノ 、軸 鳳 じ ！・！ ＼
辱 覧 ∀ ρ
．6
4．2
周波数（GHz）
（a）TMo1モード