JP2002246813A

JP2002246813A - マイクロ波機器の導波管構造

Info

Publication number: JP2002246813A
Application number: JP2001042133A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kondo; 秀樹近藤
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2002-08-30
Also published as: EP1233471A2; US20020113674A1; EP1233471A3; US6753743B2; KR20020067977A

Abstract

(57)【要約】【課題】設置スペースや部品レイアウトの自由度が高
いマイクロ波機器の導波管構造を提供すること。【解決手段】内部に第１の回路基板３６を収納したメ
イン筐体３０の側壁に第１の導波管用溝部３４を設ける
と共に、内部に第２の回路基板４０を密閉したサブ筐体
３２の側壁に第２の導波管用溝部４０を設け、これら第
１および第２の導波管用溝部３４，４０を連続させる。
そして、メイン筐体３０の一側壁に蓋体３５を取り付け
て第１および第２の導波管用溝部３４，４０を覆い、第
２の回路基板３８に設けたプローブ４２を第２の導波管
用溝部４０内に突出させると共に、第１の導波管用溝部
３４の端部の傾斜面３４ａを蓋体３５に穿設した導波管
用孔部４７に連続させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衛星通信用送信機
等として使用されるマイクロ波機器の導波管構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、マイクロ波機器としての衛星通
信用送信機では、一般的に、１枚の回路基板上に中間周
波増幅回路と局部発振回路および混合電力増幅回路等で
構成される高周波回路が設けられており、この回路基板
は金属製のフレーム内に収納されてカバーで覆われるよ
うになっている。ここで、中間周波増幅回路は入力され
た中間周波信号をある程度のレベルまで増幅し、混合電
力増幅回路はミキサで中間周波増幅回路からの中間周波
信号を局部発振回路から出力される局部発振信号に基づ
いて所定の高周波信号に周波数変換した後、この高周波
信号をバンドパスフィルタによって所定帯域のみ通過さ
せ、さらに電力増幅器（パワーアンプ）で十分な増幅度
が得られるまで増幅して出力するようになっている。

【０００３】このような衛星通信用送信機において、混
合電力増幅回路で増幅された高周波信号はプローブから
導波管内に出力された後、導波管の先端のホーンから空
中に放射される。そこで従来は、プローブの先端をフレ
ームの外側面から突出させると共に、アルミダイキャス
ト等で一体成形された導波管をフレームの外側面に固定
することにより、プローブの先端を導波管内に挿入する
ように構成していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来技術では、一体成形品の導波管をマイクロ波機器
のフレームに固定しているため、導波管に必要とされる
全長によって設置スペースが大きく制限されるという問
題があり、また、導波管の開口端をプローブに一致させ
る必要があるため、導波管の取付位置を含めた部品レイ
アウトも大きく制限されるという問題があった。

【０００５】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、設置スペースや部品
レイアウトの自由度が高いマイクロ波機器の導波管構造
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるマイクロ波機器の導波管構造では、内
部に高周波回路を収納したフレームと、このフレームの
側壁に取り付けられた蓋体とを備え、前記フレームと前
記蓋体の少なくとも一方に両者の接合面に沿って延びる
導波管用溝部を設けた。

【０００７】このように構成されたマイクロ波機器の導
波管構造においては、フレームの側壁に蓋体を取り付け
ることにより、両者の少なくとも一方に設けた導波管用
溝部が蓋閉されて導波管として機能するため、設置スペ
ースや部品レイアウトの自由度を高めることができる。

【０００８】上記の構成において、第１の回路基板を収
納するメイン筐体と第２の回路基板を収納するサブ筐体
とによってフレームを構成し、第２の回路基板に設けら
れたプローブを導波管用溝部内に突出させることが好ま
しく、このようにすると、第２の回路基板に設けられた
プローブを含む回路部品と第１の回路基板に設けられた
他の回路部品とのシールドが確実になる。

【０００９】また、上記の構成において、蓋体に相手側
導波管の取付面となるフランジ部を突出形成し、このフ
ランジ部に導波管用孔部を穿設すると共に、導波管用溝
部を傾斜面を介して導波管用孔部に連続させると、蓋体
の外側面全体に占めるフランジ部の割合が少なくなっ
て、フランジ部の取付面の平坦度が出し易くなるため、
相手側導波管を蓋体のフランジ部に高精度に取り付ける
ことができる。

【００１０】また、上記の構成において、サブ筐体をメ
イン筐体の側壁の内部に配置すると共に、該メイン筐体
にプローブが挿通する貫通孔を穿設すると、プローブを
貫通孔から導波管用溝部内に突出させることができる。
あるいは、メイン筐体の側壁に切欠き部を設け、メイン
筐体の内部に配置したサブ筐体の側壁を切欠き部から露
出させても良く、この場合、メイン筐体とサブ筐体のそ
れぞれの側壁に導波管用溝部を設けると共に、該導波管
用溝部を蓋体の平坦面によって蓋閉することが好まし
い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
図面を参照して説明すると、図１は電子回路ユニットの
全体構成を示す斜視図、図２は電子回路ユニットの内部
構造を示す平面図、図３は電子回路ユニットの分解斜視
図、図４は放熱体の斜視図、図５は放熱体の内部構造を
示す断面図、図６はサブ筐体の内部構造を示す斜視図、
図７はメイン筐体と放熱体の取付け状態を示す説明図、
図８はメイン筐体と放熱体の取付け部分を裏面側から見
た分解斜視図、図９は導波管構造の断面図、図１０は電
子回路ユニットを含む衛星通信システムの全体構成図、
図１１は回路構成の説明図、図１２は導波管構造の変形
例を示す説明図である。

【００１２】本実施形態例に係る電子回路ユニットは衛
星通信システムの中で使用される衛星通信用送信機（マ
イクロ波機器）への適用例であり、図１０に示すよう
に、この衛星通信システムは、モジュレータやチューナ
等を内蔵するインドアユニットと、衛星通信用送信機と
衛星通信用受信機とデュプレクサおよびホーン等を内蔵
するアウトドアユニットとで構成されている。このよう
な衛星通信システムにおいては、モジュレータから入力
された中間周波信号は衛星通信用送信機で所定周波数に
変換され、電力増幅された高周波信号として衛星通信用
送信機から出力された後、導波管とデュプレクサを経て
ホーンから衛星に向けて送信される。一方、衛星から送
信された信号はホーンから入力した後、デュプレクサか
ら別の導波管内を伝播して衛星通信用受信機で受信さ
れ、衛星通信用受信機からインドアユニットのチューナ
に出力される。

【００１３】図１１に示すように、上記した衛星通信用
送信機は中間周波増幅回路１と局部発振回路２および混
合電力増幅回路３とを有し、中間周波増幅回路１にはイ
ンドアユニットのモジュレータから入力端子４を介して
２．５ＧＨｚ〜３ＧＨｚが入力される。中間周波増幅回
路１に入力された中間周波信号は増幅器５である程度の
レベルにまで増幅された後、温度補正器６を介して混合
電力増幅回路３に出力される。この温度補正器６は増幅
器５の増幅度が周囲環境温度によって増減する変化を補
うものであり、周囲環境温度が高くなって増幅器５の増
幅度が減少した場合には中間周波信号を増幅するように
働き、逆周囲環境温度が低くなって増幅器５の増幅度が
増加した場合には中間周波信号を減衰するように働く。
つまり、温度補正器６は周囲環境温度が上／下方向に変
化してもほぼ一定の信号レベルの中間周波信号を混合電
力増幅回路３に出力するように働く。

【００１４】局部発振回路２は電圧制御発振器（ＶＣ
Ｏ）７と発振信号増幅回路部８および基準発振回路部９
とで構成され、電圧制御発振器７から出力された９ＧＨ
ｚの発振信号は発振信号増幅回路部８の増幅器１０に入
力される。この増幅器１０の出力、つまり、９ＧＨｚの
発振信号は３逓倍器１１を介して２７ＧＨｚの発振信号
に変換された後、該２７ＧＨｚの発振信号のみを通過さ
せるバンドパスフィルタ１２を介して混合電力増幅回路
３に出力される。一方、基準発振回路部９の基準発振器
１３から出力された４０ＭＨｚの発振信号は、次段の３
逓倍器１４を介して１２０ＭＨｚの周波数に変換された
後、増幅器１５で増幅されてサンプリングフェ−ズディ
ディクタ（以下、ＳＰＤと称する）１６に入力される。
このＳＰＤ１６には、増幅器１５で増幅された１２０Ｍ
Ｈｚの発振信号と、電圧制御発振器７から増幅器１０を
介して出力された発振信号とが入力され、これら２つの
信号の位相差によって生じる位相比較誤差信号が発生す
る。すなわち、電圧制御発振器７と増幅器１０とＳＰＤ
１６および増幅器１７の閉ル−プによってＰＬＬ回路が
構成され、このＰＬＬ回路により電圧制御発振器７が９
ＧＨｚの信号で安定的に発振するため、前述したよう
に、電圧制御発振器７から出力された９ＧＨｚの発振信
号が増幅器１０で増幅されて３逓倍器１１に入力され
る。なお、基準周波数発振器１３の４０ＭＨｚ発振信号
のうち、一部の発振信号は１／４分周器１８を介して１
０ＭＨｚの発振信号としてＸ−ＴＡＬ信号出力端子１９
に導出され、Ｘ−ＴＡＬ信号出力端子１９から図示しな
い外部回路へ出力されることにより、種々回路の基準発
振信号として使われる。

【００１５】混合電力増幅回路３の周波数変換器２０
（ミキサ）は、中間周波増幅回路１の温度補正器６から
出力された中間周波信号（２．５ＧＨｚ〜３ＧＨｚ）
と、局部発振回路２のバンドパスフィルタ１２から出力
された２７ＧＨｚの発振信号とを入力し、その出力に２
９．５ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの高周波信号を出力するもの
である。この周波数変換器２０から出力された２９．５
ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの高周波信号は、次段のバンドパス
フィルタ２１で所望帯域のみを通過させた後、電力増幅
器２２に入力され、さらにバンドパスフィルタ２３を介
して所望帯域のみを通過させた後、その高周波信号が電
力増幅器２４に入力される。この電力増幅器２４ではあ
る程度の高周波電力レベルになっているが、空中に放射
すべく十分に大電力の増幅度が得られるように、今度は
並列接続されている最終段の電力増幅器２５，２５に入
力され、その出力を十分に高めた状態で出力端子２６
（プローブ）から導波管へと出力される。

【００１６】本実施形態例に係る電子回路ユニットは、
上記のような回路構成を有する衛星通信用送信機として
使用されるものであり、図１〜図３に示すように、この
電子回路ユニットはフレームを構成するメイン筐体３０
と放熱体３１とを備えており、この放熱体３１は互いに
接合・一体化されたサブ筐体３２と放熱プレート３３に
よって構成されている。

【００１７】メイン筐体３０は上面を開放した概略有底
形状に形成されており、このメイン筐体３０はアルミニ
ウム材を用いてダイキャスト成形されている。メイン筐
体３０の一側壁の外表面には第１の導波管用溝部３４が
設けられると共に、その側壁から底面の一部にかけて開
口３０ａが形成されている。また、メイン筐体３０の一
側壁の外表面には第１の導波管用溝部３４を覆うように
蓋体３５がねじ止めされており、この蓋体３５もアルミ
ニウム材を用いてダイキャスト成形されている。メイン
筐体３０の内部には第１の回路基板３６が配設されてお
り、この第１の回路基板３６の一隅部は開口３０ａの形
状に合わせて切り欠かれている。第１の回路基板３６に
は、図１１に示した回路構成のうち混合電力増幅回路３
を除く中間周波増幅回路１と局部発振回路２の回路部品
が実装されている。また、メイン筐体３０の側壁上面に
はカバー３７がねじ止めされており、メイン筐体３０の
上面開放端はこのカバー３７によって覆われている。

【００１８】図４〜図６に示すように、サブ筐体３２は
上面を開放した有底形状に形成されており、その内部に
第２の回路基板３８が配設されている。サブ筐体３２の
上面の開放端にはカバー３９が被着されており、このカ
バー３９によってサブ筐体３２の内部は密閉されてい
る。また、サブ筐体３２の一側面には第２の導波管用溝
部４０が設けられている。サブ筐体３２とカバー３９は
メイン筐体３０の材料であるアルミニウムに比べて熱伝
導性の良い銅材で形成されており、その表面には腐食防
止用として金メッキが施されている。第２の回路基板３
８には図１１に示した回路構成の混合電力増幅回路３が
実装されており、第１の回路基板３６に実装された中間
周波増幅回路１および局部発振回路２と、第２の回路基
板３８に実装された混合電力増幅回路３とは、メイン筐
体３０の内部でサブ筐体３２とカバー３９を介して区画
されている。

【００１９】第２の回路基板３８は金属材からなる複数
の取付体４１をねじ止めすることによりサブ筐体３２の
内底面に固定されており、これら取付体４１によって第
２の回路基板３８は複数の領域に区画されている。図示
省略してあるが、前述した混合電力増幅回路３の回路部
品のうち、周波数変換器２０やバンドパスフィルタ２
１，２３は第２の回路基板３８上の各領域に実装されて
おり、出力端子２６であるプローブ４２は第２の回路基
板３８の端部からサブ筐体３２の第２の導波管用溝部４
０内へ突出している。また、それ以外の回路部品である
電力増幅器２２，２３，２５は大きな増幅度が必要とさ
れる素子であるため、いずれも半導体ベアチップ４３に
よって構成されている。これら半導体ベアチップ４３は
第２の回路基板３８に開設された透孔３８ａ内に挿入さ
れ、導電性接着剤を用いてサブ筐体３２の内底面に固着
されると共に、第２の回路基板３８上の図示せぬ導電パ
ターンにワイヤーボンディングされている。

【００２０】放熱プレート３３もメイン筐体３０の材料
であるアルミニウムに比べて熱伝導性の良い銅材で形成
されており、その表面には腐食防止用としてニッケルメ
ッキが施されている。放熱プレート３３は凸状の突出部
３３ａを有しており、この突出部３３ａの幅寸法はメイ
ン筐体３０の開口３０ａよりも若干小さく設定されてい
る。放熱プレート３３の突出部３３ａ上にはサブ筐体３
２の底面が放熱シート４４を介して接合・一体化されて
おり、前述したように、これらサブ筐体３２と放熱プレ
ート３３の一体品によって放熱体３１が構成されてい
る。放熱シート４４はシリコン系樹脂等の粘着性を有す
るシート状体であり、サブ筐体３２と放熱プレート３３
の接触面の微細な凹凸が放熱シート４４によって均され
れている。図７に示すように、この放熱体３１は開口３
０ａ内に挿入された状態でメイン筐体３０の底面にねじ
止めされているが、その際、放熱プレート３３の突出部
３３ａとメイン筐体３０の開口３０ａとの間に若干の間
隙Ｇを確保し、この間隙Ｇを逃げ部として放熱プレート
３３の突出部３３ａがメイン筐体３０に接触しないよう
になっている。また、図８に示すように、メイン筐体３
０の底面には開口３０ａを介して複数の凹部４５と凸部
４６が連続的に形成されており、メイン筐体３０の底面
と放熱プレート３３が凸部４６を接触面として一体化さ
れるようになっている。すなわち、各凸部４６間に位置
する凹部４５によってメイン筐体３０の底面と放熱プレ
ート３３との接触面積が少なくなっており、放熱プレー
ト３３からメイン筐体３０へ熱を伝わりにくくしてい
る。

【００２１】蓋体３５の外表面には板厚方向へ突出する
フランジ部３５ａが一体形成されており、このフランジ
部３５ａを貫通するように導波管用孔部４７が穿設され
ている。前述したように、蓋体３５は開口３０ａの側部
を覆うようにメイン筐体３０の一側壁の外表面に被着さ
れ、開口３０ａ内に露出するサブ筐体３２とメイン筐体
３０とにそれぞれねじ止めされている。その結果、図９
に示すように、メイン筐体３０の第１の導波管用溝部３
４とサブ筐体３２の第２の導波管用溝部４０が蓋体３５
の平坦な内表面によって覆われ、これら第１および第２
の導波管用溝部３４，４０と蓋体３５によって導波管が
構成されている。ここで、第１の導波管用溝部３４の端
部には導波管の軸芯と略４５度交差する傾斜面３４ａが
形成されており、第１の導波管用溝部３４と蓋体３５の
導波管用孔部４７とはこの傾斜面３４ａの近傍で連続し
ている。したがって、混合電力増幅回路３のプローブ４
２から出力される高周波信号は、第２の導波管用溝部４
０から第１の導波管用溝部３４内を伝播して傾斜面３４
ａで反射した後、導波管用孔部４７内を通って蓋体３５
のフランジ部３５ａから導出される。なお、フランジ部
３５ａの端面には図９の２点鎖線で示す他の導波管４８
が取り付けられ、前述したように、この導波管４８はデ
ュプレクサに接続されている（図１０参照）。

【００２２】このように構成された電子回路ユニット
（マイクロ波機器）では、内部に高周波回路を収納した
メイン筐体３０の一側壁に蓋体３５を取り付け、メイン
筐体３０とサブ筐体３２の側壁に設けた第１および第２
の導波管用溝部３４，４０を蓋体３５の平坦面で覆うこ
とによって導波管が構成されるため、これらメイン筐体
３０と蓋体３５の接合面間に導波管をコンパクトに設け
ることができるのみならず、プローブ４２に対して導波
管を自由に引き回すことができ、設置スペースや部品レ
イアウトの自由度が大幅に高められている。

【００２３】また、メイン筐体３０内に配置した第１の
回路基板３６に中間周波増幅回路１と局部発振回路２の
回路部品を実装し、サブ筐体３２の内部に密閉状態で配
置した第２の回路基板３８に混合電力増幅回路３の回路
部品を実装すると共に、この第２の回路基板３８に設け
プローブ４２を第２の導波管用溝部４０に突出させた
め、混合電力増幅回路３をメイン筐体３０の内部で中間
周波増幅回路１や局部発振回路２に対して確実にシール
ドすることができる。したがって、衛星通信に使用され
る周波数帯域が例えば３０ＧＨｚ程度まで高くなったと
しても、混合電力増幅回路３からの高周波信号が他の回
路に漏れ込むことがなくなり、出力変動の変動を防止す
ることができる。

【００２４】さらに、蓋体３５にその板厚方向へ突出す
るフランジ部３５ａを突出形成すると共に、このフラン
ジ部３５ａに第１の導波管用溝部３４の端部の傾斜面３
４ａに連続する導波管用孔部４７を穿設したため、蓋体
３５の外側面全体に占めるフランジ部３５ａの割合が少
なくな。したがって、その分だけフランジ部３５ａの端
面の平坦度が出し易くなり、フランジ部３５ａの端面に
相手側の導波管４８を高精度に取り付けることができ
る。

【００２５】なお、本発明は上記した実施形態例に限ら
ず、それ以外にも種々の変形例が可能である。例えば、
図１２に示す変形例のように、第２の導波管用溝部４０
を省略してメイン筐体３０の側壁に第１の導波管用溝部
３４のみを設けると共に、サブ筐体３２をメイン筐体３
０の側壁の内部に配置し、サブ筐体３２側のプローブ４
２をメイン筐体３０の側壁に穿設した貫通孔４９から第
１の導波管用溝部３４内に突出させても良い。あるい
は、導波管用溝部をメイン筐体３０やサブ筐体３２に設
ける代わりに蓋体３５の内表面に設け、この蓋体３５を
メイン筐体３０やサブ筐体３２のフラットな側壁面に取
り付けることも可能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２７】内部に高周波回路を収納したフレームの側
壁に蓋体を取り付け、これらフレームと蓋体の接合面間
に設けた導波管用溝部を導波管として機能させることが
できるため、導波管の設置スペースや部品レイアウトの
自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例に係る電子回路ユニットの全体構成
を示す斜視図である。

【図２】該電子回路ユニットの内部構造を示す平面図で
ある。

【図３】該電子回路ユニットの分解斜視図である。

【図４】放熱体の斜視図である。

【図５】放熱体の内部構造を示す断面図である。

【図６】サブ筐体の内部構造を示す斜視図である。

【図７】メイン筐体と放熱体の取付け状態を示す説明図
である。

【図８】メイン筐体と放熱体の取付け部分を裏面側から
見た分解斜視図である。

【図９】導波管構造の断面図である。

【図１０】電子回路ユニットを含む衛星通信システムの
全体構成図である。

【図１１】回路構成の説明図である。

【図１２】導波管構造の変形例を示す説明図である。

【符号の説明】

１中間周波増幅回路２局部発振回路３混合電力増幅回路２０周波数変換器２１，２３バンドパスフィルタ２２，２４，２５電力増幅器２６出力端子３０メイン筐体３０ａ開口３１放熱体３２サブ筐体３３放熱プレート３３ａ突出部３４第１の導波管用溝部３４ａ傾斜面３５蓋体３５ａフランジ部３６第１の回路基板３７カバー３８第２の回路基板３８ａ透孔３９カバー４０第２の導波管用溝部４２プローブ４３半導体ベアチップ４４放熱シート４５凹部４６凸部４７導波管用孔部４９貫通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に高周波回路を収納したフレーム
と、このフレームの側壁に取り付けられた蓋体とを備
え、前記フレームと前記蓋体の少なくとも一方に両者の
接合面に沿って延びる導波管用溝部を設けたことを特徴
とするマイクロ波機器の導波管構造。
【請求項２】請求項１の記載において、前記フレーム
が第１の回路基板を収納するメイン筐体と第２の回路基
板を収納するサブ筐体とで構成され、前記第２の回路基
板に設けられたプローブを前記導波管用溝部内に突出さ
せたことを特徴とするマイクロ波機器の導波管構造。
【請求項３】請求項１または２の記載において、前記
蓋体に相手側導波管の取付面となるフランジ部を突出形
成し、このフランジ部に導波管用孔部を穿設すると共
に、前記導波管用溝部を傾斜面を介して前記導波管用孔
部に連続させたことを特徴とするマイクロ波機器の導波
管構造。
【請求項４】請求項２の記載において、前記サブ筐体
を前記メイン筐体の側壁の内部に配置すると共に、該メ
イン筐体の側壁に前記プローブが挿通する貫通孔を穿設
したことを特徴とするマイクロ波機器の導波管構造。
【請求項５】請求項２の記載において、前記メイン筐
体の側壁に切欠き部を設け、前記メイン筐体の内部に配
置した前記サブ筐体の側壁を前記切欠き部から露出させ
たことを特徴とするマイクロ波機器の導波管構造。
【請求項６】請求項５の記載において、前記メイン筐
体と前記サブ筐体のそれぞれの側壁に前記導波管用溝部
を設けると共に、該導波管用溝部を前記蓋体の平坦面に
よって蓋閉したことを特徴とするマイクロ波機器の導波
管構造。