JP2000022408A - 非放射性誘電体ガイド回路 - Google Patents

非放射性誘電体ガイド回路

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JP2000022408A
JP2000022408A JP10183547A JP18354798A JP2000022408A JP 2000022408 A JP2000022408 A JP 2000022408A JP 10183547 A JP10183547 A JP 10183547A JP 18354798 A JP18354798 A JP 18354798A JP 2000022408 A JP2000022408 A JP 2000022408A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 NRDガイド回路−導波管のモード変換器を
小型化する。 【解決手段】 2枚の金属板からなる平行平板1,2の
間に誘電体ストリップ線路3を挟持した非放射性誘電体
ガイド回路において、平行平板1,2の一方に、内側が
誘電体ストリップ線路3で閉じられ外側に導波管12が
結合された導波管形状の貫通孔11を形成し、貫通孔1
1の磁力線面が誘電体ストリップ線路3の磁力線面と平
行になるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導波管との伝送モ
ード変換器を内蔵した非放射性誘電体ガイド回路及び発
振器を内蔵した非放射性誘電体ガイド回路に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】非放射性誘電体ガイド回路(NRDガイ
ド回路:Non Radiative Dielectic Wave Guide)は、マ
イクロ波ストリップ線路に比べて伝搬損失が低く、導波
管に比べて伝搬路の制作が容易であるところから、マイ
クロ波、特に30GHz以上のミリ波帯の伝送線路とし
て注目されている。
【0003】このNRDガイド回路は、電磁波が伝搬す
る誘電体ストリップ線路を金属の2枚の平行平板で挟ん
だ構造であり、この平行平板の対面間隔が使用周波数波
長の1/2以下に設定されているので、この誘電体ストリ
ップ線路以外の場所では、電磁波が遮断されてその放射
が抑制されるため、誘電体ストリップ線路に沿って電磁
波を低損失で伝搬させることができる。
【0004】一方、導波管は前記したように製作が困難
ではあるが、損失が少なく信頼性が高いという長所があ
り、また多くのノウハウの蓄積があるところから、ミリ
波以上の高周波の伝送線路としては主流となっている。
【0005】そこで、NRDガイド回路と導波管を接続
することが要求される場合が多く発生し、NRDガイド
回路−導波管のモード変換器が必要となってくる。
【0006】図5は従来のNRDガイド回路−導波管の
モード変換器の構造を示す図である。ここで、NRDガ
イド回路の伝送モードは現在主流であるLSM01モー
ド、導波管の伝送モードはTE10モードである。NRD
ガイド回路Aは2枚の金属の平行平板1,2の間に誘電
体ストリップ線路3を挟んだ構造であり、この誘電体ス
トリップ線路3には先端がテーパ形状の誘電体ストリッ
プ線路4が連続している。Bはホーン型導波管であり、
その内部にテーパ形状の誘電体ストリップ線路4が挿入
されている。LSM01モードの電磁界分布はTE10モー
ドの電磁界分布を90度ひねったものに似ているので、
平行平板1,2と導波管BのE面が平行になるように設
置すると電磁波はスムーズに変換される。導波管BのH
面と平行平板1,2とを平行にするときは、90度のね
じり導波管Cを使用する。
【0007】このようなNRDガイド回路−導波管のモ
ード変換器では、図6の(a)に示すように、平行平板
1,2に垂直方向の磁力線面S1がNRDガイド回路A
とホーン導波管Bで平行な関係にあり、電気力線S2は
平行平板1,2に平行であり、スムーズに伝搬モードの
変換が行われていることがわかる。
【0008】一方、NRDガイド回路を使用した35G
Hz帯および60GHz帯の発振器として、図7の(a)
に示すようにガンダイオードと組み合わせた構造のもの
がある。これは、平行平板1,2の間のスペースに、誘
電体ストリップ線路3と共にガンダイオード5を搭載し
たマウント6を設置したものであり、ガンダイオード5
で発振した高周波出力が、共振器7を経由して誘電体ス
トリップ線路3に導出される。ガンダイオード5には、
電源系への高周波信号漏洩を遮断するチョーク8を介し
てバイアス電圧が印加される。図7の(b)は共振器7の
代表的な例を示す図であり、テフロン銅張積層基板の銅
箔をエッチングでパターニングした銅箔部分7aを有す
るようにしたものである。この銅箔部分7aの幅や長さ
を調整することにより発振周波数を調整することができ
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記したN
RDガイド回路−導波管のモード変換器では、NRDガ
イド回路Aの誘電体ストリップ線路3から連続して外部
に延長するテーパ状の誘電体ストリップ線路4を設け
て、この部分を導波管Bに結合するものであり、全体形
状が大型化するという問題がある。
【0010】また、NRDガイド回路を使用した発振器
では、一旦組み立ててしまうと周波数を変更する手段が
なく、再度平行平板1,2を開いて共振器7を調整しな
ければならない。また、特定の周波数で発振させたいと
きは、共振器7の銅箔部分7aの調整だけで周波数調整
することは非常に困難であった。
【0011】本発明は以上のような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、NRDガイド回路の内部に導
波管部分を作り込むようにして、全体形状を大幅に小型
化したNRDガイド回路−導波管のモード変換器および
周波数調整が簡単にできるようにした発振器を提供する
ことである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第1の発明は、2枚の金属板からなる平行平板を使用
周波数帯の波長の1/2以下の間隔で配置し、該平行平板
の間に誘電体ストリップ線路を挟持してなる非放射性誘
電体ガイド回路において、前記平行平板の一方に垂直
に、内側が前記誘電体ストリップ線路で閉じられ外側が
開放した導波管形状の貫通孔を形成し、且つ、前記貫通
孔の磁力線面が前記誘電体ストリップ線路の磁力線面と
互いに平行になるように構成した。
【0013】第2の発明は、第1の発明において、前記
誘電体ストリップ線路の一端を開放し、該開放端から前
記貫通孔を閉じる部分までの距離を、インピーダンス整
合条件に合わせて設定して構成した。
【0014】第3の発明は、第1又は第2の発明におい
て、前記貫通孔の前記誘電体ストリップ線路側に、アイ
リス、テーパ構造、1/4波長変成器等からなるインピー
ダンス整合手段を設けて構成した。
【0015】第4の発明は、2枚の金属板からなる平行
平板を使用周波数帯の波長の1/2以下の間隔で配置し、
該平行平板の間に誘電体ストリップ線路を挟持してなる
非放射性誘電体ガイド回路において、前記平行平板の一
方に垂直に、内側が前記誘電体ストリップ線路で閉じら
れる貫通孔を形成し、該貫通孔内に発振素子を装填し、
該貫通孔の外側を周波数調整部材で閉じて構成した。
【0016】第5の発明は、第4の発明において、前記
周波数調整部材が、前記貫通孔に挿入される金属又は誘
電体であるよう構成した。
【0017】第6の発明は、第4又は第5の発明におい
て、前記発振素子がガンダイオードであるよう構成し
た。
【0018】
【発明の実施の形態】[第1の実施の形態]図1は本発
明の第1の実施の形態のNRDガイド回路−導波管のモ
ード変換器の構造を示す図である。NRDガイド回路A
1は2枚の金属の平行平板1,2の間に誘電体ストリッ
プ線路線路3を挟んだ構造であり、従来と同じである。
本実施の形態では、一方(下側)の平板2に垂直方向に
貫通する断面形状が導波管形状の貫通孔11を形成し、
その開口の内側(上側)を誘電体ストリップ線路3の底
面により閉じたものである。貫通孔11の外側の開口に
は別の導波管12が連続するように取り付けられてい
る。
【0019】したがって、このモード変換器では、導波
管12を伝搬してきたTE10モードの電磁波が、同じT
10モードで貫通孔11を通じて誘電体ストリップ線路
3に到達し、ここでNRDガイド回路A1のSLM01
ードに変換されて、その誘電体ストリップ線路3内を伝
搬していく。
【0020】図2は導波管11から誘電体ストリップ線
路3への電磁波の変化の様子を示す図である。まず、図
2の(a)は図1のa−a線断面図であり磁力線面S1の
様子を示し、(b)は図1のb−b線断面図であり電気力
線S2の様子を示している。磁力線S1はNRDガイド
回路A1、貫通孔11、導波管12ともに導波管12の
H面に平行であり、電気力線S2はいずれも平行平板
1,2に平行である。したがって、電磁波は、導波管1
2から誘電体ストリップ線路3にスムーズに伝搬モード
を移行できる。
【0021】なお、NRDガイド回路A1と貫通孔11
の間のインピーダンス整合は、誘電体ストリップ線路3
の一方の端部を開放し(平行平板1,2より短くす
る)、その端部から導波管穴11の形成位置までの距離
L(図2の(a)参照)を調節することによって行う。ま
た、このインピーダンス整合は、貫通孔11と誘電体ス
トリップ線路3との間に、アイリス(絞り板)、テー
パ、あるいはλ/4変成器等のインピーダンス整合調整手
段(図示せず)を設けることにより調整することもでき
る。
【0022】[第2の実施の形態]図3は第2の実施の
形態の発振器の構成を示す図である。ここでは、前記し
た貫通孔孔11内にガンダイオード21を装填してい
る。図4の(a)は図3のa−a線断面図、(b)は図3のb
−b線断面図であり、その部分を具体的に表した図であ
る。ガンダイオード21は台座22と押座23とで挟持
された状態で貫通孔11内に位置し、バイアスポスト2
4からバイアス電圧が押座23を介して印加されるよう
になっている。25は貫通孔11内へ挿入量を調整可能
な金属板(又は誘電体板)である。26はビームリード
型のPINダイオード27をマウントした変調用プリン
ト基板であり、誘電体ストリップ線路3の途中にPIN
ダイオード27が位置するよう、その誘電体ストリップ
線路3に挟持されている。このプリント基板26のPI
Nダイオード27には、図4の(c)に示すように、高周
波信号を遮断するためのチョーク28を介して被変調信
号が印加されるようになっている。
【0023】さて、本実施の形態では貫通孔11に空洞
共振器が構成されるので、ガンダイオード21にバイア
スを印加することにより発振を開始し、そこで発生した
電磁波が貫通孔11から誘電体ストリップ線路3の底面
に到達し、ここでNRD線路の伝搬モードLSM01に変
換されてから、誘電体ストリップ線路3を伝播し、PI
Nダイオード27に到達する。したがって、このPIN
ダイオード27をパルス信号でオン/オフ制御してやれ
ば、この部分を電磁波が透過したり、あるいは反射する
ので、パルス変調された電磁波を誘電体ストリップ線路
3の端部に得ることができるようになる。
【0024】以上において、発振周波数の調整は、貫通
孔11に挿入した金属板25の挿入量の調整によって行
う。貫通孔11はこの金属板25で閉じられた空洞共振
器を構成しており、金属板25の挿入量を調整すること
で空洞共振周波数が変化し、発振周波数が変化する。
【0025】
【発明の効果】以上から本発明によれば、非放射性誘電
体ガイド回路を構成する平板に導波管形状の貫通孔を形
成し、この部分において非放射性誘電体ガイド回路と導
波管のモード変換器を構成したので、そのモード変換器
を小さなスペースで実現できる。また、発振器において
は、この貫通孔に発振素子を装填し、発振周波数はその
空洞容積を周波数調整部材で調整するので、組立後であ
っても周波数調整を連続的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態のNRDガイド回
路−導波管のモード変換器の概略構成を示す図である。
【図2】 (a)は図1のモード変換器の磁界分布の説明
図、(b)は電界分布の説明である。
【図3】 本発明の第2の実施の形態のNRDガイド回
路発振器の概略構成を示す図である。
【図4】 (a)は図3のa−a線断面図、(b)は図3のb
−b線断面図、(c)は変調用プリント基板の平面図であ
る。
【図5】 従来のNRDガイド回路−導波管のモード変
換器の概略構成を示す図である。
【図6】 (a)は図5の磁界分布の説明図、(b)は電界分
布の説明図である。
【図7】 従来のNRDガイド回路発振器の概略構成を
示す図である。
【符号の説明】
1,2:金属の平行平板、3,4:誘電体ストリップ線
路、5:ガンダイオード、6:マウント、7:共振器、
8:チョーク、11:貫通孔、12:導波管、21:ガ
ンダイオード、22:台座、23:受座、24:バイア
スポスト、25:金属板、26:変調用プリント基板、
27:PINダイオード、28:チョーク。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2枚の金属板からなる平行平板を使用周波
    数帯の波長の1/2以下の間隔で配置し、該平行平板の間
    に誘電体ストリップ線路を挟持してなる非放射性誘電体
    ガイド回路において、 前記平行平板の一方に垂直に、内側が前記誘電体ストリ
    ップ線路で閉じられ外側が開放した導波管形状の貫通孔
    を形成し、 且つ、前記貫通孔の磁力線面が前記誘電体ストリップ線
    路の磁力線面と互いに平行になるようにした、 ことを特徴とする非放射性誘電体ガイド回路。
  2. 【請求項2】前記誘電体ストリップ線路の一端を開放
    し、該開放端から前記貫通孔を閉じる部分までの距離
    を、インピーダンス整合条件に合わせて設定したことを
    特徴とする請求項1に記載の非放射性誘電体ガイド回
    路。
  3. 【請求項3】前記貫通孔の前記誘電体ストリップ線路側
    に、アイリス、テーパ構造、1/4波長変成器等からなる
    インピーダンス整合手段を設けたことを特徴とする請求
    項1又は2に記載の非放射性誘電体ガイド回路。
  4. 【請求項4】2枚の金属板からなる平行平板を使用周波
    数帯の波長の1/2以下の間隔で配置し、該平行平板の間
    に誘電体ストリップ線路を挟持してなる非放射性誘電体
    ガイド回路において、 前記平行平板の一方に垂直に、内側が前記誘電体ストリ
    ップ線路で閉じられる貫通孔を形成し、 該貫通孔内に発振素子を装填し、該貫通孔の外側を周波
    数調整部材で閉じた、ことを特徴とする非放射性誘電体
    ガイド回路。
  5. 【請求項5】前記周波数調整部材が、前記貫通孔に挿入
    される金属又は誘電体であることを特徴とする請求項4
    に記載の非放射性誘電体ガイド回路。
  6. 【請求項6】前記発振素子がガンダイオードであること
    を特徴とする請求項4又は5に記載の非放射性誘電体ガ
    イド回路。
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Cited By (6)

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