JP2004235972A - 方向性結合器 - Google Patents

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Yasuo Sato
泰夫 佐藤
Kazuo Suzuki
一夫 鈴木
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Panasonic Holdings Corp
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Abstract

【課題】構造が簡単で安価な方向性結合器を提供する。
【解決手段】方向性結合器30A,30Bにおけるマイクロ波との結合方法として、プリント基板31上に、使用するマイクロ波の1/8波長の長さに形成したマイクロストリップ線路からなる検出部40を設け、この検出部40により導波管内を伝搬するマイクロ波の検出を行う。そして、検出部40で検出された信号を、終端抵抗32とダイオード33と可変抵抗34とコンデンサ35とからなる検波回路36にて検波し、その検波電流からマイクロ波の出力レベルを測定する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導波管内を伝搬するマイクロ波の出力レベルを検出するための方向性結合器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の方向性結合器には、導波管に設けられたスロットから漏れ出るマイクロ波を取り出すための容量板と、この容量板の両端に接続された2本の中心導体とを備えて構成されるものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
図6は、この種の方向性結合器と導波管の構成を示す断面図である。この図において、方向性結合器1は、容量板2と、この容量板2の両端に接続された2本の中心導体3,4とを備えて構成される。
【0004】
導波管には、マグネトロン10を取り付けるランチャ管11と、ランチャ管11への接続側が小径となったテーパ形状のテーパ管12と、テーパ管12に接続するストレート管13とがあり、それぞれ方形状に形成されている。ストレート管13にはスロット14が設けられており、このスロット14上に容量板2が位置するように方向性結合器1が取り付けられる。
【0005】
マグネトロン10からマイクロ波電力が輻射されることで、ストレート管13のスロット14から漏れ出たマイクロ波電力が方向性結合器1の容量板2を介して高周波電流として中心導体3,4を流れる。中心導体3,4を流れる高周波電流はダイオード15により検波される。そして、検波された電流は同軸ケーブル16を介してパワーモニタ17に流れる。このパワーモニタ17の指針の振れにより導波管内のマイクロ波電力の状況をモニタすることができる。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−112211号公報(第4頁、図1)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方向性結合器1においては、容量板2を中空で支持する構造を採るので、構造そのものが複雑で高価であるという問題がある。
【0008】
本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、構造が簡単で安価な方向性結合器を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明の方向性結合器は、マイクロ波の伝送線路として用いられる導波管の壁面に配設され、前記導波管内のマイクロ波の出力を検出する方向性結合器において、前記方向性結合器の前記マイクロ波の検出部が、プリント基板上に形成されたマイクロストリップ線路であることを特徴とする。
【0010】
この構成によれば、マイクロ波との結合方法として、プリント基板上に形成したマイクロストリップ線路を用いるので、従来のような容量板を中空で支持する構造を採るものとは違って、構造が簡単で安価な方向性結合器を提供することができる。
【0011】
請求項2に係る発明の方向性結合器は、請求項1に係る発明の方向性結合器において、前記マイクロストリップ線路は、前記マイクロ波の1/8波長の長さであることを特徴とする。
【0012】
この構成によれば、マイクロストリップ線路の長さを、使用するマイクロ波の1/8波長とすることで、マイクロ波の出力の最大値を検出することができる。
【0013】
請求項3に係る発明の方向性結合器は、請求項1又は請求項2のいずれかに係る発明の方向性結合器において、少なくともダイオードと終端抵抗と可変抵抗とからなる検波回路を有し、前記ダイオードは、そのアノードが前記マイクロストリップ線路の一端に接続され、カソードが前記可変抵抗の固定端子の一端に接続され、前記終端抵抗は、その一端が前記マイクロストリップ線路の他端に接続され、他端が前記可変抵抗の固定端子の他端に接続され、前記可変抵抗の可動端子から検波電流を取り出すことを特徴とする。
【0014】
この構成によれば、マイクロストリップ線路に漏れ出たマイクロ波電力から高周波電流を取り出すことができ、その電流を測定することで導波管内を伝搬するマイクロ波電力の状況をモニタすることができる。
【0015】
請求項4に係る発明の導波管ユニットは、請求項1乃至請求項3のいずれかに係る発明の方向性結合器を2つ具備するとともに、前記マイクロ波を輻射するマグネトロンが配設される壁面と同一の壁面に形成された第1の開口部及び前記第1の開口部と対向する壁面に形成された第2の開口部を有する導波管を具備し、前記2つの方向性結合器のうち一方が前記導波管の前記第1の開口部上に配設され、他方が前記導波管の前記第2の開口部上に配設されたことを特徴とする。
【0016】
この構成によれば、方向性結合器と導波管とを組み合わせた安価で且つ取り扱いが容易な導波管ユニットを実現できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0018】
図1は、本発明の一実施の形態に係る導波管ユニットを示す構成図である。この図において、本実施の形態に係る導波管ユニットは、方形状に形成されたランチャ管20と、このランチャ管20の対向する壁面に取り付けられた2つの方向性結合器30A,30Bとを備えて構成される。
【0019】
2つの方向性結合器30A,30Bが取り付けられたランチャ管20の対向する両壁面には開口部21A,21Bが形成されている。開口部21A,21Bは共に幅7mmの楕円形状をなしている。図2は開口部21Bを矢印50(図1参照)方向より見た断面図であり、この図に示すようにランチャ管20の長さ方向に延びる楕円形状をなしている。なお、図2において、開口部21Bが形成される壁面には、開口部21Bから離間した位置にマグネトロン10の先端部分を通すための円形状の開口部22が形成されている。
【0020】
また、図1において、開口部21A,21Bが設けられる両壁面には、開口部21A,21Bの淵に沿ってスペーサ23A,23Bが形成されている。すなわち、開口部21Aが形成された壁面にはスペーサ23Aが形成されており、開口部21Bが形成された壁面にはスペーサ23Bが形成されている。これらのスペーサ23A,23Bは、方向性結合器30A,30B夫々を構成するプリント基板31を載置するものである。
【0021】
方向性結合器30A,30B夫々は、上述したプリント基板31と、プリント基板31に組み込まれた終端抵抗32と、検波用のダイオード33と、出力調整用の可変抵抗34と、ノイズ吸収用のコンデンサ35とを有して構成される検波回路36と、マイクロ波が外部に漏洩することを防止するための、厚さが例えば1mmのシールドケース37と、シールドケース37に取り付けられ、信号を外部へ伝送するための接続端子38と、接続端子38に接続されたシールドケーブル39とを有している。
【0022】
プリント基板31には、5mm幅でマイクロ波の1/8λgの長さのマイクロストリップ線路からなるマイクロ波の検出部40が設けられている。この場合、λgは導波管内での波長であり、使用する導波管固有の値である。検出部40の長さをマイクロ波の1/8λgにする理由は、マイクロ波の出力の最大値を検出するためであり、マイクロ波の出力の最大値を検出する必要がなく、マイクロ波の出力を検出できるだけでよいのであれば、この値に限定されるものではない。
【0023】
ここで、図3はプリント基板31の上面側(部品取り付け側)を示す図であり、図4は下面側を示す図である。図4において、検出部40であるマイクロストリップ線路の周囲には、アースパターン43が形成されている。また、図5は検波回路36を示す回路図である。この図に示すように、ダイオード33のアノードが検出部40であるマイクロストリップ線路の一端に接続され、カソードが可変抵抗34の固定端子の一端に接続されている。また、終端抵抗32の一端が検出部40であるマイクロストリップ線路の他端に接続され、終端抵抗32の他端が可変抵抗34の固定端子の他端に接続されている。可変抵抗34の可動端子が出力パターン41に接続されているとともに、コンデンサ35を介してアースパターン42に接続されている。
【0024】
方向性結合器30A,30Bは、図1に示すように、検出方向を互いに逆にしてランチャ管20に取り付けられている。これにより、方向性結合器30Aはマイクロ波の入射波を検出し、方向性結合器30Bはマイクロ波の反射波を検出する。このように、方向性結合器30A,30Bを、検出方向を互いに逆にしてランチャ管20に取り付けることで、マイクロ波の入射波と反射波を同時に検出することができる。
【0025】
次に、方向性結合器30A,30Bの動作について図1及び図5を参照して説明する。但し、双方とも同様に動作するので、方向性結合器30Aについて説明する。
【0026】
まず、マグネトロン10からマイクロ波電力が輻射されることで、ランチャ管20の開口部21Aから漏れ出たマイクロ波電力が方向性結合器30Aの検出部40を介して高周波電流としてダイオード33に流れ、ダイオード33により検波される。そして、検波された電流は可変抵抗34で設定された抵抗値に応じた値に減衰されて、出力パターン41から出力される。出力パターン41から出力された検波電流は接続端子38に接続されたシールドケーブル39を介して図示せぬパワーモニタに流れる。このパワーモニタの指針の振れにより導波管内を伝搬するマイクロ波電力の入射波の状況をモニタすることができる。なお、方向性結合器30Bでは、導波管内を伝搬するマイクロ波電力の反射波の状況をモニタすることができる。
【0027】
このように、本実施の形態によれば、方向性結合器30A,30Bにおけるマイクロ波との結合方法として、プリント基板31上に形成したマイクロストリップ線路を用いたので、従来のような容量板を中空で支持する構造を採るものとは違って、構造が簡単で安価な方向性結合器30A,30Bを提供することができる。また、方向性結合器30A,30Bを安価に提供することができることから、ランチャ管20と組み合わせた安価で且つ取り扱いが容易な導波管ユニットを実現できる。
【0028】
なお、本実施の形態では、検出部40であるマイクロストリップ線路の幅を5mmとしたが、この値に限定されるものではなく、任意の値をとることができる。また、ランチャ管20の開口部21A,21Bの幅を7mmとしたが、この値に限定されるものではなく、任意の値をとることができる。この場合、開口部21A,21Bの幅を変えることで、マイクロ波との結合の度合いを調整することが可能である。
【0029】
【発明の効果】
本発明の方向性結合器によれば、マイクロ波との結合方法として、プリント基板上に形成したマイクロストリップ線路を用いるので、従来のような容量板を中空で支持する構造を採るものとは違って、構造が簡単で安価な方向性結合器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る導波管ユニットを示す構成図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る導波管ユニットを構成する導波管の開口部を示す断面図である。
【図3】本発明の一実施の形態に係る導波管ユニットを構成する方向性結合器の検波回路が組み込まれたプリント基板の部品面を示す図である。
【図4】本発明の一実施の形態に係る導波管ユニットを構成する方向性結合器の検波回路が組み込まれたプリント基板の裏面を示す図である。
【図5】本発明の一実施の形態に係る導波管ユニットを構成する方向性結合器の検波回路を示す回路図である。
【図6】従来の方向性結合器と導波管の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
10 マグネトロン
20 ランチャ管
21A,21B,22 開口部
23A,23B スペーサ
30A,30B 方向性結合器
31 プリント基板
32 終端抵抗
33 ダイオード
34 可変抵抗
35 コンデンサ
36 検波回路
37 シールドケース
38 接続端子
39 シールドケーブル
40 検出部
41 出力パターン
42,43 アースパターン

Claims (4)

  1. マイクロ波の伝送線路として用いられる導波管の壁面に配設され、前記導波管内のマイクロ波の出力を検出する方向性結合器において、前記方向性結合器の前記マイクロ波の検出部が、プリント基板上に形成されたマイクロストリップ線路であることを特徴とする方向性結合器。
  2. 前記マイクロストリップ線路は、前記マイクロ波の1/8波長の長さであることを特徴とする請求項1に記載の方向性結合器。
  3. 少なくともダイオードと終端抵抗と可変抵抗とからなる検波回路を有し、前記ダイオードは、そのアノードが前記マイクロストリップ線路の一端に接続され、カソードが前記可変抵抗の固定端子の一端に接続され、前記終端抵抗は、その一端が前記マイクロストリップ線路の他端に接続され、他端が前記可変抵抗の固定端子の他端に接続され、前記可変抵抗の可動端子から検波電流を取り出すことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の方向性結合器。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の方向性結合器を2つ具備するとともに、前記マイクロ波を輻射するマグネトロンが配設される壁面と同一の壁面に形成された第1の開口部及び前記第1の開口部と対向する壁面に形成された第2の開口部を有する導波管を具備し、前記2つの方向性結合器のうち一方が前記導波管の前記第1の開口部上に配設され、他方が前記導波管の前記第2の開口部上に配設されたことを特徴とする導波管ユニット。
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