JP2000216645A - マイクロ波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 個々のマイクロ波回路を外部で調整し、これ
らのマイクロ波回路を金属筐体に組み込む場合、金属筐
体および上蓋の影響により、マイクロ波回路の特性が変
化してしまう場合が多い。このため、マイクロ波装置全
体として、所望の特性を得るために再度調整する必要が
あり、この調整に多大の時間が必要であった。 【解決手段】 金属筐体の部屋が並列に配置されるよう
に隔壁を設け、それぞれのマイクロ波回路の入力端子と
出力端子とが逆方向となるように各部屋の底面にマイク
ロ波回路を装着し、また、各マイクロ波回路の入力端子
および出力端子には金属筐体の外部と電気的に結合する
同軸コネクタを接続するとともに、所定のマイクロ波回
路の出力端子と他のマイクロ波回路の入力端子を接続す
る同軸線路で構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーダあるいは
通信に使用され、マイクロ波信号を増幅、減衰あるいは
周波数変換等を行うマイクロ波装置に関するものであ
り、特に、小形で調整の容易なマイクロ波装置を提供す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に増幅、発振あるいは周波数変換な
どの機能を有するマイクロ波装置は、例えば外部から電
磁波ノイズが入射し半導体が破損することを防ぐような
高い信頼性を得る観点から金属筐体に収納して構成され
る。図６（ａ），（ｂ）は例えば特開平１−３１４４０
８号公報に示された従来のマイクロ波装置の分解斜視図
およびブロック図であり、図中、１は金属筐体、２は隔
壁、３は上蓋、４，５はそれぞれ同軸コネクタ、６は同
軸線路、７，８はそれぞれマイクロ波回路、９はアイソ
レータ、１０は単位増幅器、１１は減衰器、１２は単位
増幅器、１３はアイソレータである。

【０００３】このマイクロ波装置は図６（ａ）に示すよ
うに、隔壁２で分離された金属筐体１の部屋の底面にそ
れぞれ装着されたマイクロ波回路７，８と、金属筐体１
の外周壁に設けられ、マイクロ波回路７の入力端子とマ
イクロ波回路８の出力端子とをそれぞれ金属筐体１の外
部に取り出すための同軸コネクタ４，５と、隔壁２に設
けられ、マイクロ波回路７の出力端子とマイクロ波回路
８とを接続するための同軸線路６と、金属筐体１の上面
を覆うための上蓋３とからなる。マイクロ波回路７，８
は半田あるいは接着材等を用いて、金属筐体１の底面に
装着されており、上蓋３は半田、ネジ等を用いて、金属
筐体１の上面に取り付けられている。また、同軸コネク
タ４とマイクロ波回路７の入力端子間、同軸コネクタ５
とマイクロ波回路８の出力端子間、同軸線路６とマイク
ロ波回路７の出力端子間および同軸線路６とマイクロ波
回路８の入力端子間はそれぞれ半田付け、ボンディング
等により接続されている。さらにマイクロ波回路７と８
との干渉を防ぎ、マイクロ波特性の劣化を避けるための
隔壁２は金属筐体１と一体形成されている。このよう
に、マイクロ波回路７，８を金属筐体１内に収納し、上
蓋３で密閉することにより、このマイクロ波装置は高い
信頼性を得ている。

【０００４】図６（ｂ）はこのマイクロ波装置の一例を
示すブロック図である。ここではマイクロ波装置とし
て、増幅器の場合について示している。このマイクロ波
装置では同軸線路６を介して、マイクロ波回路７とマイ
クロ波回路８とが縦続接続された構成となっており、マ
イクロ波信号は同軸コネクタ４から入力され、同軸コネ
クタ５から出力される。マイクロ波回路７はアイソレー
タ９、単位増幅器１０ａ〜１０ｃおよび減衰器１１とか
らなり、また、マイクロ波回路８は単位増幅器１２ａ〜
１２ｃおよびアイソレータ１３からなる。これらの単位
増幅器１０ａ〜１０ｃおよび１２ａ〜１２ｃには半導体
が用いられており、小形、軽量化のためにマイクロ波集
積回路技術が適用されている。

【０００５】次に動作について説明する。同軸コネクタ
４から入力されたマイクロ波信号はアイソレータ９を介
して、単位増幅器１０ａに供給され、そこで増幅され
る。増幅されたマイクロ波信号は単位増幅器１０ｂ，１
０ｃおよび減衰器１１を介して、さらに増幅され、同軸
線路６に供給される。同軸線路６に供給されたマイクロ
波信号は単位増幅器１２ａ〜１２ｃでさらに高いレベル
まで増幅され、アイソレータ１３を通って同軸コネクタ
５から出力される。

【０００６】以上のように、マイクロ波回路７とマイク
ロ波回路８とを、それぞれ隔壁２で分離された金属筐体
１の部屋に装着することにより、これらのマイクロ波回
路７と８間の結合を防ぐことができ、マイクロ波装置と
して、それぞれのマイクロ波回路７，８の特性の和の特
性が得られる。従って、良好な増幅特性を有し、信頼性
の高いマイクロ波装置を得ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、増幅機能を有
するマイクロ波装置では約５０ｄＢ〜１００ｄＢの高い
利得が要求される。このような高利得なマイクロ波装置
を実現するためには、あらかじめ外部で所望の特性が得
られるように、それぞれ調整されたマイクロ波回路７，
８を金属筐体１内に組み込むのが一般的である。しか
し、マイクロ波の放射の影響により、外部で調整された
マイクロ波回路７，８の特性が金属筐体１内に組み込ん
だ場合、再現されない場合が多い。このため、マイクロ
波回路７，８を組み込んだ後、マイクロ波装置として所
望の特性が得られるように再度調整する必要がある。こ
のような高い利得の状態で、例えば金リボンのカットあ
るいはボンディングの線路長変更により、平坦な利得特
性が得られるように調整することは非常に難しく、調整
に多大な時間がかかってしまう問題点があった。これに
より、マイクロ波装置が高価になってしまう問題点もあ
った。

【０００８】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、マイクロ波装置全体としての調整
を不要あるいは調整時間の著しい短縮を図ることができ
るマイクロ波装置を得ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明によるマイク
ロ波装置は、隔壁で分離された金属筐体の複数個の部屋
が並列に配置されるように設けられるとともに、外周壁
とこの隔壁の上面にそれぞれ設けられた複数個のネジ穴
を有する金属筐体と、隣接した部屋の底面に、それぞれ
入力端子と出力端子が互いに逆方向になるように装着さ
れた複数のマイクロ波回路と、上記ネジ穴に対応して設
けられた貫通孔を有する上蓋と、上記外周壁の側面を貫
通するように設けられ、上記それぞれのマイクロ波回路
の入力端子、出力端子を金属筐体の外部に取り出すため
の同軸コネクタと、この同軸コネクタに接続され、所定
の上記マイクロ波回路の出力端子と他の上記マイクロ波
回路の入力端子とを接続する同軸線路と、上記金属筐体
の上面に、上記上蓋を装着するためのネジで構成したも
のである。

【００１０】また、第２の発明によるマイクロ波装置は
上記隔壁に設けられた複数個のネジ穴の間隔を信号の伝
搬方向に沿って変化させたものである。

【００１１】また、第３の発明によるマイクロ波装置は
ネジ穴間の隔壁に所要周波数帯で１／４波長の深さを有
する溝を設けたものである。

【００１２】また、第４の発明によるマイクロ波装置は
隔壁のネジ穴に対応して設けられた上蓋の貫通孔間に上
記隔壁に沿う方向に溝を設け、この溝には上蓋と隔壁の
上面を接続するための導電性接着材を充填したものであ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は実施の形態
１のマイクロ波装置の分解斜視図を示すものであり、図
中、１４はネジ穴、１５は貫通孔、１６はネジ、１７，
１８はそれぞれ同軸コネクタ、１９は同軸線路である。
このマイクロ波装置は複数個の部屋が隣接して並列に配
置されるように隔壁２で分離された金属筐体１と、それ
ぞれの部屋の底面に装着されたマイクロ波回路７，８
と、マイクロ波回路７の入力端子および出力端子をそれ
ぞれ金属筐体１の外部に取り出すための同軸コネクタ
４，１７と、マイクロ波回路８の入力端子および出力端
子をそれぞれ金属筐体１の外部に取り出すための同軸コ
ネクタ１８，５と、金属筐体１の外周壁と隔壁２との上
面に設けられたネジ穴１４と、このネジ穴１４に対応し
て設けられた貫通孔１５を有する上蓋３と、この上蓋３
を金属筐体１に装着するためのネジ１６と、同軸コネク
タ１７と１８間を接続する同軸線路１９とからなる。

【００１４】このマイクロ波装置では同軸コネクタ１７
と１８間を接続する同軸線路１９の線路長をできる限り
短くし、損失低減を図るために、マイクロ波回路７の出
力端子に接続される同軸コネクタ１７とマイクロ波回路
８の入力端子に接続される同軸コネクタ１８とが隣合う
ように、即ち、マイクロ波回路７の入力端子とマイクロ
波回路８の入力端子とが違いに逆方向になるようにマイ
クロ波回路７およびマイクロ波回路８が金属筐体１内に
装着されている。また、小形、軽量化を図るために隔壁
２の幅はできる限り、狭く保たれている。また、マイク
ロ波回路７，８の金属筐体１への装着は従来のマイクロ
波装置と同様に、半田あるいは接着材を用いており、マ
イクロ波回路７と同軸コネクタ４，１７との接続および
マイクロ波回路８と同軸コネクタ５，１８との接続は半
田付け、ボンディング等で行われている。さらに、同軸
線路１９は同軸コネクタ１７，１８からの着脱を容易に
するために、例えば、同軸コネクタ１７，１８が雌形コ
ネクタである場合は両端に雄形コネクタを取り付けたも
のが使われている。

【００１５】従って、同軸コネクタ４から入力されたマ
イクロ波信号はマイクロ波回路７を通り、一旦、同軸コ
ネクタ１７から金属筐体１の外部に取り出される。取り
出されたマイクロ波信号は同軸線路１９を介して、同軸
コネクタ１８からマイクロ波回路８に入力される。さら
に、マイクロ波回路８を通って、同軸コネクタ５から出
力される。

【００１６】このマイクロ波装置の調整においては、ま
ず、同軸線路１９を同軸コネクタ１７，１８から外し、
上蓋３の取付と開封を繰り返しながら、金属筐体１に取
り付けたままの状態でそれぞれのマイクロ波回路１７，
１８の特性の調整を行った後、再び、同軸線路１９を同
軸コネクタ１７，１８に接続する手法が使用できる。こ
れにより、金属筐体１および上蓋３の影響を含めた最終
的な実装状態でのマイクロ波回路１７，１８の調整が初
めから可能となるため、実装前にあらかじめマイクロ波
回路１７，１８を個別に調整する必要がなく、また金属
筐体１にマイクロ波回路１７，１８を組み込んだ時の特
性変化を避けることができる。従って、マイクロ波装置
としての最終的なマイクロ波特性の調整が著しく簡単に
なるか、省略できる。

【００１７】以上のように、この発明のマイクロ波装置
では最終的な実装状態でのマイクロ波回路１７，１８の
調整が可能となり、最終的な調整時間を著しく短縮でき
るか、省略できる利点がある。これにより、マイクロ波
装置の低価格化が図れる。

【００１８】実施の形態２．図２（ａ），（ｂ）はそれ
ぞれ実施の形態２のマイクロ波装置の分解斜視図および
ブロック図を示すものである。このマイクロ波装置は図
２（ａ）に示すように、図１の実施の形態１で示したも
のと基本的には同じであるが、このマイクロ波装置では
マイクロ波信号の伝搬方向に向かって、隔壁２に設けら
れたネジ穴１４の間隔を変化させている。即ち、同軸コ
ネクタ４から１７に向かって、ネジ穴１４間の間隔Ｌ１
＜Ｌ２＜Ｌ３となるようにしている。

【００１９】例えば、マイクロ波装置として図６に示し
た増幅器である場合、図２（ｂ）のようなブロック図で
表される。即ち、コの字形の構成となる。実際のマイク
ロ波装置を実現する上で、加工精度により上蓋３と隔壁
２とを完全に密着させることが難しく、このためネジ穴
１４間の隔壁２上面と上蓋３間にわずかな隙間が生じ
る。この隙間の影響を図２（ｂ）では結合キャパシタＣ
１，Ｃ２で表している。この結合キャパシタＣ１，Ｃ２
はネジ穴１４の間隔に依存し、間隔が等しい場合はＣ１
＝Ｃ２となり、間隔が狭いほどこれらの値は小さくな
る。このような結合キャパシタＣ１，Ｃ２の影響によ
り、マイクロ波回路７と８とが相互干渉し、マイクロ波
装置の特性が劣化する場合がある。この劣化量は結合キ
ャパシタＣ１，Ｃ２の値が大きいほど、また、マイクロ
波信号のレベル差が大きいほど増加する。即ち、図２
（ｂ）ではＣ２よりもＣ１の方が大きく影響する。

【００２０】このため、この発明のマイクロ波装置では
マイクロ波信号のレベル差が大きい同軸コネクタ４近傍
のネジ穴１４の間隔を狭くし、特性劣化に最も影響する
結合キャパシタＣ１の値を小さくすることで特性劣化を
防いでいる。なお、隔壁２のネジ穴１４の数が一定であ
る場合、同軸コネクタ１７近傍のネジ穴１４の間隔が広
がり、結合キャパシタＣ２がやや増加するがマイクロ波
信号のレベル差が小さいため、マイクロ波装置の特性へ
の影響は小さい。

【００２１】以上のように、この発明のマイクロ波装置
ではネジ穴１４の数を増やさなくとも、ネジ穴１４間の
間隔を変化させることで、上蓋１３と隔壁２間の隙間が
ある場合でも特性劣化を著しく小さくできる。従って、
上蓋３の付け外しの度に着脱するネジの所要数を少なく
できるため、調整が簡単で、高性能なマイクロ波装置を
得ることができる利点がある。なお、この実施例ではマ
イクロ波信号のレベル差が同軸コネクタ４近傍で大きい
場合について述べたが、マイクロ波信号のレベル差が同
軸コネクタ１７近傍で大きくなる場合はネジ穴１４の間
隔をＬ１＞Ｌ２＞Ｌ３に選ぶことにより、同様の効果が
得られる。

【００２２】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３のマイクロ波装置の分解斜視図を示すものであり、
２０は溝である。このマイクロ波装置では実施の形態
１，２で述べたネジ穴１４間の隔壁２に所要周波数帯で
１／４波長の深さを有する溝２０を設けたものである。
図４（ａ），（ｂ）はそれぞれ図３のＡ−Ａ’断面図お
よび等価回路図である。図４（ａ）において、上蓋３と
隔壁２の上面間に隙間がある場合、マイクロ波の電流Ｉ
は図の実線のように流れる。このため、その等価回路は
図４（ｂ）のように、主線路に直列に１／４波長の先端
短絡線路が装荷されたものとして表わすことができる。
従って、溝２０の深さが１／４波長となる周波数帯では
開放となる。即ち、マイクロ波回路７と８間の相互干渉
を電気的に遮断することができる。

【００２３】以上のように、この発明ではネジ穴１４間
の隔壁２上に所要周波数帯で１／４波長の溝２０を設け
ることにより、上蓋３と隔壁２間に隙間がある場合でも
電気的にマイクロ波回路７と８間の結合を著しく低減で
き、より良好な特性を有するマイクロ波装置を得ること
ができるとともに、軽量化も図ることができる利点があ
る。

【００２４】実施の形態４．図５（ａ），（ｂ）はこの
発明の実施の形態４のマイクロ波装置の分解斜視図およ
びＢ−Ｂ’における断面図である。このマイクロ波装置
では隔壁２のネジ穴１４に対応して設けられた上蓋３の
貫通孔１５間にスリット２１を設け、上蓋３を金属筐体
１にネジ１６により装着した後、スリット２１に導電性
接着材２２を充填したものである。

【００２５】このように、スリット２１に接着材２２を
充填することにより、確実に上蓋３と隔壁２間の隙間を
なくすことができ、良好な特性のマイクロ波装置を得る
ことができる。特に、実施の形態３のものでは所要周波
数帯でのみ、マイクロ波回路７と８間の相互干渉を抑え
ることができるのに対して、この発明のものでは周波数
に関係なく抑えることができ、より安定したマイクロ波
装置を得ることができる利点がある。なお、上記実施例
１から４では金属筐体１内に、隔壁２で２個の部屋を設
けた場合について述べたが、この発明ではそれ以上の部
屋を設けた場合であっても同じである。

【００２６】

【発明の効果】第１の発明によれば、金属筐体の部屋が
並列に配置されるように隔壁を設け、それぞれのマイク
ロ波回路の入力端子と出力端子とが逆方向になるよう
に、各部屋の底面にマイクロ波回路を装着し、各マイク
ロ波回路の入力端子および出力端子には金属筐体の外部
と電気的に結合する同軸コネクタを接続し、さらに、所
定のマイクロ波回路の出力端子と他のマイクロ波回路の
入力端子を接続する同軸線路で構成することにより、各
マイクロ波回路の調整を最終的な実装状態で行うことが
できる。

【００２７】また、第２の発明によれば、隔壁に設けた
ネジ穴の間隔をマイクロ波信号の伝搬方向で変化させ、
マイクロ波信号の伝搬方向の位置でマイクロ波回路間の
相互干渉の度合いを変えることにより、ネジ穴を増加さ
せることなく相互干渉による特性劣化を著しく小さく抑
えることができる。このため、低価格で特性の良好なマ
イクロ波装置を得ることができる効果がある。

【００２８】また、第３の発明によれば、隔壁に設けた
ネジ穴間に所要周波数帯で１／４波長の深さを有する溝
を設けることにより、所要周波数帯でマイクロ波回路間
の相互干渉を無くすことができるため、低価格で、より
高性能なマイクロ波装置を得ることができる効果があ
る。

【００２９】また、第４の発明によれば、隔壁のネジ穴
に対応して設けられた上蓋の貫通孔間にスリットを設
け、このスリットに導電性の接着材を充填することによ
り、広帯域にわたってマイクロ波回路間の相互干渉を無
くすことができ、高性能で、より安定なマイクロ波装置
を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による実施の形態１のマイクロ波装
置の分解斜視図を示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態２のマイクロ波装置の
分解斜視図およびブロック図を示す図である。

【図３】 この発明による実施の形態３のマイクロ波装
置の分解斜視図を示す図である。

【図４】 実施の形態３で示したマイクロ波装置のＡ−
Ａ’における断面図および等価回路図を示す図である。

【図５】 この発明による実施の形態４のマイクロ波装
置の分解斜視図および断面図を示す図である。

【図６】 従来のマイクロ波装置の分解斜視図およびマ
イクロ波装置のブロック図の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 金属筐体、２ 隔壁、３ 上蓋、４ 同軸コネク
タ、５ 同軸コネクタ、７ マイクロ波回路、８ マイ
クロ波回路、９ アイソレータ、１０ 単位増幅器、１
１ 減衰器、１２ 単位増幅器、１３ アイソレータ、
１４ ネジ穴、１５ 貫通孔、１６ ネジ、１７ 同軸
コネクタ、１８ 同軸コネクタ、１９ 同軸線路、２０
溝、２１ スリット、２２ 導電性接着材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隔壁で分離され、複数個の部屋が並列に
   配置されるように設けられるとともに、外周壁とこの隔
   壁の上面にそれぞれ設けられた複数個のネジ穴を有する
   金属筐体と、上記金属筐体の隣接する部屋の底面に、入
   力端子と出力端子が互いに逆方向となるように装着され
   た複数のマイクロ波回路と、上記ネジ穴に対応して設け
   られた貫通孔を有する上蓋と、上記外周壁の側面を貫通
   するように設けられ、上記それぞれのマイクロ波回路の
   入力端子、出力端子を上記金属筐体の外部に取り出すた
   めの同軸コネクタと、上記同軸コネクタに接続され、所
   定の上記マイクロ波回路の出力端子と他の上記マイクロ
   波回路の入力端子とを接続する同軸線路と、上記ネジ穴
   に挿入され、上記金属筐体の上面に上記上蓋を装着する
   ためのネジとを具備したことを特徴とするマイクロ波装
   置。
2. 【請求項２】 上記隔壁に設けられたネジ穴の間隔を信
   号の伝搬方向に沿って変化させたことを特徴とする請求
   項１記載のマイクロ波装置。
3. 【請求項３】 上記隔壁のネジ穴間に所要周波数帯で１
   ／４波長の深さを有する溝を設けたことを特徴とする請
   求項１または２記載のマイクロ波装置。
4. 【請求項４】 上記隔壁のネジ穴に対応して設けられた
   貫通穴間の上蓋に上記隔壁に沿う方向に溝を設け、この
   溝に導電性接着材を充填したことを特徴とする請求項１
   記載のマイクロ波装置。