JP2005175612A - 変換アダプタおよび測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 導波管一次放射器と標準導波管との間を整合よく接続することができ、無線装置等の測定の精密さを向上させる。
【解決手段】 導波管一次放射器１から標準導波管部１５に向けてテーパ状に縮小するテーパ導波管部１４を設けることにより変換アダプタ１１を構成する。また、テーパ導波管部１４は、導波管一次放射器１の開口面を挟んでテーパ形状部３と略対称な形状に形成する。これにより、変換アダプタ１１を用いて導波管一次放射器１と標準導波管との間のインピーダンス整合をとることができ、反射損失等を低減することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば無線装置等の導波管一次放射器に接続され、導波管一次放射器と標準導波管との変換を行う変換アダプタおよび該変換アダプタを用いた測定装置に関する。

一般に、変換アダプタとして、導波管一次放射器と標準導波管とのように断面寸法の異なる複数の導波管同士を接続するテーパ導波管が知られている（例えば、特許文献１参照）。そして、このような変換アダプタでは、使用周波数の波長等に応じてテーパ導波管の形状が設定されていた。

特開２０００−２３２３０３号公報

ところで、変換アダプタとしては、異なる断面積の標準導波管同士を接続するテーパ導波管が知られている。これに対し、導波管一次放射器は無線装置等に応じてその形状が異なるから、導波管一次放射器に対して変換アダプタを接続できない場合があった。また、変換アダプタを導波管一次放射器に接続できた場合でも、導波管一次放射器と変換アダプタとの間の反射や変換アダプタ自体による反射が大きいから、例えば無線装置の特性を測定するとき等には測定値の精密さが低く、無線装置の性能評価を行うことができなかった。この結果、従来技術では、導波管一次放射器を有する無線装置の性能評価は電波暗室内で空間に電磁波を放射させたときの測定結果を用いて行う必要があり、測定時間が長くなると共に、電波暗室内に配置する測定機器からの反射等によって精密さ（測定確度）が低下し易いという問題があった。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、導波管一次放射器と標準導波管との間を整合よく接続することができ、無線装置等の測定の精密さを向上させることができる変換アダプタおよび測定装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、開口端に向けて拡開したテーパ形状部を有する導波管一次放射器の開口端に取り付けられ、前記導波管一次放射器と標準導波管との変換を行う変換アダプタにおいて、前記導波管一次放射器から標準導波管に向けてテーパ状に縮小したテーパ導波管部を有し、該テーパ導波管部は、前記導波管一次放射器の開口面を挟んで前記テーパ形状部と略対称な形状に形成したことを特徴としている。

請求項２の発明では、前記導波管一次放射器のテーパ形状部が電磁波の伝搬方向に延びる長さ寸法をＬ0とし、標準導波管内での電磁波の波長をλgとしたときに、前記テーパ導波管部が電磁波の伝搬方向に延びる長さ寸法は、Ｌ0±０．０８×λgの範囲内の値に設定している。

請求項３の発明では、前記テーパ導波管部の導波管一次放射器側には、前記導波管一次放射器との位置決めを行う位置決め部を備える構成としている。

請求項４の発明では、前記テーパ導波管部の導波管一次放射器側には、前記導波管一次放射器の開口端に接続される接続端面部を設け、該接続端面部には前記導波管一次放射器の開口を取囲むチョーク構造部を設ける構成としている。

請求項５の発明では、前記テーパ導波管部の導波管一次放射器側には、前記導波管一次放射器の開口端に接続される接続端面部を設け、該接続端面部と前記導波管一次放射器との間には開口を取囲む導電性シートを挟設する構成としている。

請求項６の発明では、前記テーパ導波管部と前記導波管一次放射器の開口端との間には、これらの間を接続する接続部を設け、該接続部は前記テーパ導波管部に対して一体に形成している。

請求項７の発明では、前記テーパ導波管部と前記導波管一次放射器の開口端との間には、これらの間を接続する接続部を設け、該接続部は前記テーパ導波管部に対して別体に形成している。

また、請求項８の発明では、無線装置の導波管一次放射器に接続される測定用機器を備え、無線装置の特性を測定する測定装置であって、前記測定用機器と導波管一次放射器との間には、本発明による変換アダプタを接続する構成としている。

請求項１の発明によれば、テーパ導波管部を導波管一次放射器のテーパ形状部と略対称な形状に形成したから、無線装置に応じて導波管一次放射器の形状が異なる場合でも、テーパ導波管部を用いて導波管一次放射器と標準導波管との間のインピーダンス整合を取ることができる。この結果、テーパ導波管部等による反射を低減することができるから、例えば導波管一次放射器を含めた無線装置全体の特性を高い精密さをもって測定することができる。

請求項２の発明によれば、テーパ形状部の長さ寸法Ｌ0と標準導波管内での波長λgに対して、テーパ導波管部の長さ寸法をＬ0±０．０８×λgの範囲内の値に設定したから、使用周波数の周辺帯域の電磁波に対して反射損失を２０ｄＢ以下に低減することができる。

請求項３の発明によれば、テーパ導波管部の導波管一次放射器側には、導波管一次放射器との位置決めを行う位置決め部を備える構成としたから、導波管一次放射器に対してテーパ導波管部を精度よく位置決め固定することができ、導波管一次放射器とテーパ導波管部との位置ずれを防いで反射損失等を低減することができ、測定の精密さを向上することができる。また、位置決め部を用いてテーパ導波管部と導波管一次放射器とを容易に位置決め固定することができるから、取付け作業性の向上や時間の短縮を図ることができる。

請求項４の発明によれば、接続端面部には導波管一次放射器の開口を取囲むチョーク構造部を設けたから、例えば導波管一次放射器と接続端面部との間に隙間が生じるときでも、該隙間から電磁波が漏洩するのをチョーク構造部によって抑制でき、測定の精密さを向上することができる。また、チョーク構造部によって電磁波の漏洩を抑制できるから、導波管一次放射器と接続端面部との間の位置ずれ等を許容することができ、変換アダプタの取付け作業性を向上し、時間短縮を図ることができる。

請求項５の発明によれば、接続端面部と導波管一次放射器との間には開口を取囲む導電性シートを挟設したから、該導電性シートを用いて接続端面部と導波管一次放射器との間から電磁波が漏洩するのを確実に防ぐことができ、測定の精密さを向上することができる。

請求項６の発明によれば、テーパ導波管部と前記導波管一次放射器の開口端との間に接続部を設けたから、例えば接続部として導波管一次放射器の開口とほぼ同一形状の開口をもった導波管を用いることにより、導波管一次放射器からの電磁波をテーパ導波管部に損失なく伝搬させることができる。また、接続部をテーパ導波管部に対して一体に形成したから、これらの間から電磁波が漏洩するのを防止することができる。

請求項７の発明によれば、テーパ導波管部と前記導波管一次放射器の開口端との間に接続部を設けたから、例えば接続部として導波管一次放射器の開口とほぼ同一形状の開口をもった導波管を用いることにより、導波管一次放射器からの電磁波をテーパ導波管部に損失なく伝搬させることができる。また、接続部をテーパ導波管部に対して別体に形成したから、形状の異なる接続部とテーパ導波管部を容易に形成することができる。

また、請求項８の発明によれば、測定用機器と導波管一次放射器との間には本発明による変換アダプタを接続したから、測定用機器と無線装置との間で反射損失等を低減した状態で電磁波を伝搬させることができ、測定用機器を用いて導波管一次放射器を含めた無線装置の特性を高精密さをもって測定することができる。また、変換アダプタを用いて無線装置に測定用機器を直接接続するから、電波暗室等での測定を行う必要がなく、測定に伴うコストを低減できると共に、測定時間を大幅に短縮することができる。

以下、本発明の実施の形態による変換アダプタおよび測定装置を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず、図１ないし図４は第１の実施の形態を示し、図において、１は通信機等の無線装置（図示せず）に取り付けられる導波管一次放射器で、該導波管一次放射器１は、断面四角形の中空の管状をなし規格によって定められた標準導波管（方形導波管）を構成する標準導波管部２と、該標準導波管部２に接続して設けられ開口端３Ａに向けて拡開した中空の角錐からなるテーパ形状部３とによって構成されている。

また、標準導波管部２は、幅寸法Ｗ0と高さ寸法Ｔ0をもった断面四角形状の空洞が形成されると共に、これらの幅寸法Ｗ0と高さ寸法Ｔ0がそれぞれ使用周波数ｆ0（例えばｆ0＝６０ＧＨｚ）に応じて規格によって定められた値（例えば、Ｗ0＝１．８８ｍｍ、Ｔ0＝３．７６ｍｍ）に設定され、ＴＥ１０モードの電磁波が伝搬可能となっている。そして、標準導波管部２は、例えば外部に向けてマイクロ波等の電磁波を送信する送信回路や外部から電磁波を受信する受信回路等に接続されている。

一方、テーパ形状部３は、幅方向と高さ方向とに対してそれぞれ一定の開き角をもって拡開すると共に、電磁波の伝搬方向に対して例えば３ｍｍ程度の長さ寸法Ｌ0をもって延びたホーンアンテナを構成している。また、テーパ形状部３の開口端３Ａには、標準導波管部２の幅寸法Ｗ0と高さ寸法Ｔ0よりも大きな幅寸法Ｗ1と高さ寸法Ｔ1（例えば、Ｗ1＝４．１ｍｍ、Ｔ1＝４．２ｍｍ）をもった四角形の開口４が形成されている。

１１はテーパ形状部３の開口端３Ａに取付けられる変換アダプタで、該変換アダプタ１１は、断面がテーパ形状部３の開口４とほぼ同じ形状の空洞をもって直線状に延びる方形導波管からなる接続部１３と、該接続部１３に連結され導波管一次放射器１から離れるに従ってテーパ状に縮小したテーパ導波管部１４と、該テーパ導波管部１４に連結され標準導波管部２とほぼ同じ標準導波管部１５とによって構成されている。そして、接続部１３は、例えばテーパ導波管部１４に対して一体に形成されている。

ここで、接続部１３は、その開口端１３Ａ側にテーパ形状部３の開口４とほぼ同一形状の四角形の開口１２を有すると共に、電磁波の伝搬方向に対して長さ寸法Ｌ1をもって直線状に延びる角筒を形成している。一方、テーパ導波管部１４は、接続部１３側にテーパ形状部３の開口４とほぼ同じ形状の開口が形成され、標準導波管１５側に標準導波管部２の空洞とほぼ同じ形状の開口が形成されると共に、導波管一次放射器１から標準導波管部１５に向けてテーパ状に縮小している。また、テーパ導波管部１４は、電磁波の伝搬方向に対して長さ寸法Ｌ2の中空の角錐形状をなすと共に、導波管一次放射器１の開口面（開口４）を挟んでテーパ形状部３と略対称な形状に形成されている。このため、テーパ導波管部１４を標準導波管部１５から接続部１３に向けてみたときには、テーパ導波管部１４は、テーパ形状部３とほぼ同じ形状となっている。

なお、変換アダプタ１１の開口端１３Ａ側と導波管一次放射器１の開口端３Ａ側にはこれらの間を接続するために例えばフランジ部（図示せず）がそれぞれ設けられている。そして、これらのフランジ部をボルト等を用いて連結することにより、変換アダプタ１１は導波管一次放射器１に取付けられる。また、変換アダプタ１１の標準導波管部１５には、標準導波管を介して例えばパワーメータ、スペクトラムアナライザ等の測定用機器（いずれも図示せず）が接続されるものである。

本実施の形態による変換アダプタ１１は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について図１ないし図６を参照しつつ説明する。

まず、図２に示すように、変換アダプタ１１を導波管一次放射器１に接続した状態で、導波管一次放射器１の標準導波管部２に対してその側面をＨ面として幅方向に電界ＥをもったＴＥ１０モードの電磁波（マイクロ波等）を入力すると、テーパ形状部３は開口４を通じてＴＥ１０モードに類似したモードの電磁波を放射する。このとき、変換アダプタ１１は、導波管一次放射器１から放射されるＴＥ１０モードに類似したモードの電磁波をテーパ導波管部１４を用いて変換し、標準導波管部１５内にＴＥ１０モードの電磁波を出力する。

ここで、テーパ導波管部１４の長さ寸法Ｌ2と変換アダプタ１１による変換特性との関係を検討するために、長さ寸法Ｌ2の異なる複数種類のテーパ導波管部１４に対して導波管一次放射器１の入力側（標準導波管部２側）と変換アダプタ１１の出力側（標準導波管部１５側）との間の反射係数Ｓ11を電磁界シミュレーション等を用いて算出した。この結果を図５に示す。

図５の結果より、使用周波数ｆ0（ｆ0＝６０ＧＨｚ）およびその周辺帯域では、テーパ導波管部１４の長さ寸法Ｌ2を導波管一次放射器１のテーパ形状部３の長さ寸法Ｌ0と同じ値に近づくに従って変換特性は良く（反射損失が小さく）なっているのに対し、長さ寸法Ｌ2が長さ寸法Ｌ0よりも長くても、短くても変換特性は劣化（反射損失が増大）している。

また、図５の結果から、周波数帯域（ｆ0±０．１×ｆ0）をみたときには、長さ寸法Ｌ2は３ｍｍの長さ寸法Ｌ0に対して±０．５ｍｍの範囲（２．５ｍｍ〜３．５ｍｍ）で、反射係数Ｓ11を−２０ｄＢまで低下可能となることが分かる。このとき、導波管内の波長λgは６．１７ｍｍとなるから、テーパ導波管部１４の長さ寸法Ｌ2は、長さ寸法Ｌ0±０．０８×λgの範囲内の値に設定したときに、反射損失を２０ｄＢ程度まで低下させることができる。

以上の結果より、テーパ導波管部１４は開口面４を挟んで導波管一次放射器１のテーパ形状部３と略対称な形状としたとき、即ち標準導波管部１５からみたときにはテーパ形状部３と略同じ形状としたときに反射損失が低減できることが分かる。

次に、接続部１３の長さ寸法Ｌ1と変換アダプタ１１による変換特性との関係を検討するために、長さ寸法Ｌ1の異なる複数種類の接続部１３に対して導波管一次放射器１の入力側と変換アダプタ１１の出力側との間の反射係数Ｓ11、透過係数Ｓ21を電磁界シミュレーション等を用いて算出した。この結果を図６に示す。なお、図６の結果の算出に際して、テーパ導波管部１４の長さ寸法Ｌ2はテーパ形状部３の長さ寸法Ｌ0と同一（Ｌ2＝Ｌ0）であるもの、即ちテーパ導波管部１４はテーパ形状部３と同じテーパ形状をなすものとした。

図６の結果から、接続部１３の長さ寸法Ｌ1が０〜２．５ｍｍの範囲で変化しても、使用周波数ｆ0（ｆ0＝６０ＧＨｚ）の周辺帯域では長さ寸法Ｌ1に拘わらず反射係数Ｓ11が−２０ｄＢ以下となり、透過係数Ｓ21は０ｄＢ程度の値で変化しないことが分かる。この結果、接続部１３の長さ寸法Ｌ1はどのような値に設定しても変換アダプタ１１の変換特性はほとんど変化せず、変換アダプタ１１の変換特性はテーパ導波管部１４によって決定されることが分かる。

かくして、本実施の形態では、変換アダプタ１１のテーパ導波管部１４を導波管一次放射器１のテーパ形状部３と略対称な形状に形成したから、無線装置に応じて導波管一次放射器１の形状が異なる場合でも、テーパ導波管部１４を用いて導波管一次放射器１と標準導波管部１５との間のインピーダンス整合を取ることができる。この結果、テーパ導波管部１４等による反射を低減することができるから、導波管一次放射器１に変換アダプタ１１を介して測定用機器を接続することができ、例えば導波管一次放射器１を含めた無線装置全体の特性を高い精密さをもって測定することができる。

また、変換アダプタ１１を用いることによって導波管一次放射器１に測定用機器を接続して無線装置等の特性を測定することができるから、従来技術のように電波暗室内で導波管一次放射器１から放射した電磁波を測定するのに比べて、通常の実験室のような狭い空間で測定ができ、測定作業性の向上や測定時間の短縮が図れると共に、ひいては装置のコスト削減に貢献することができる。

さらに、テーパ導波管部１４と導波管一次放射器１の開口端３Ａとの間に接続部１３を設けたから、例えば接続部１３として導波管一次放射器１の開口４とほぼ同一形状の開口１２をもった方形導波管を用いることにより、接続部１３の長さ寸法に拘わらず導波管一次放射器１からの電磁波をテーパ導波管部１４に損失なく伝搬させることができる。また、接続部１３をテーパ導波管部１４に対して一体に形成したから、これらの間から電磁波が漏洩するのを防止することができ、無線装置等の測定を行うときの測定精度等を高めることができる。

なお、前記第１の実施の形態では接続部１３はテーパ導波管部１４に対して一体に形成するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば接続部をテーパ導波管部に対して別体に形成してもよい。この場合、形状の異なる接続部とテーパ導波管部を容易に形成することができ、生産性の向上、製造コストの低減等を図ることができる。

次に、図７ないし図１０は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、テーパ導波管部の導波管一次放射器側には、導波管一次放射器との位置決めを行う位置決め部を設ける構成としたことにある。

２１は本実施の形態による導波管一次放射器で、該導波管一次放射器２１は、略四角形のブロック状に形成されると共に、その内部には電磁波の伝搬方向に沿って貫通穴２２が形成されている。そして、貫通穴２２の一端側は、第１の実施の形態による標準導波管部２とほぼ同様に規格で定められた四角形状をなし、ＴＥ１０モードの電磁波が伝搬可能となった標準導波管部２３を形成している。また、貫通穴２２の他端側は、開口端２４Ａ（他端）に向けて拡開し、第１の実施の形態によるテーパ形状部３とほぼ同様のテーパ形状部２４を形成している。これにより、導波管一次放射器２１はホーンアンテナを構成すると共に、その他端側に標準導波管部２３よりも大きな面積をもった開口２５を形成している。

３１は本実施の形態による変換アダプタで、該変換アダプタ３１は、導波管一次放射器２１よりも大きな略四角形のブロック状に形成され、その内部には貫通穴２２とほぼ同じ形状の貫通穴３２が形成されている。また、変換アダプタ３１のうち導波管一次放射器２１と対面する接続端面３１Ａには、開口２５とほぼ同じ形状の開口３３が形成されている。

これにより、貫通穴３２の一端側は、他端側に向けてテーパ状に縮小し、第１の実施の形態によるテーパ導波管部１４とほぼ同様のテーパ導波管部３４を形成すると共に、貫通穴３２の他端側は、第１の実施の形態による標準導波管部１５とほぼ同様の標準導波管部３５を形成している。そして、テーパ導波管部３４は、導波管一次放射器２１の開口面を挟んでテーパ形状部２４と略対称な形状をなしている。

３６はテーパ導波管部３４の導波管一次放射器２１側に位置して導波管一次放射器２１に接続される接続端面部で、該接続端面部３６には、導波管一次放射器２１を取囲む枠状のガイド突起３７が形成され、該ガイド突起３７は、その枠内に導波管一次放射器２１の開口端２４Ａ側を嵌合することによって変換アダプタ３１と導波管一次放射器２１との位置決めを行う位置決め部を構成している。

なお、位置決め部としては、枠状のガイド突起３７に限らず、例えば導波管一次放射器２１の開口端２４Ａ側にピン挿通穴を設けると共に、変換アダプタ３１の接続端面部３６にピン挿通穴と対応した位置にピンを立設し、該ピンをピン挿通穴に挿入する構成としてもよい。

３８は変換アダプタ３１に接続される標準導波管で、該標準導波管３８の先端側にはフランジ部３８Ａが設けられている。そして、標準導波管３８は、フランジ部３８Ａをボルト３９を用いて変換アダプタ３１にネジ止め固定することによって、変換アダプタ３１に取付けられるものである。

かくして、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の形態では、変換アダプタ３１の接続端面部３６にガイド突起３７を設けたから、該ガイド突起３７を用いて導波管一次放射器２１に対してテーパ導波管部３４を精度よく位置決め固定することができ、導波管一次放射器２１とテーパ導波管部３４との位置ずれを防いで反射損失等を低減することができ、測定の精密さを向上することができる。また、ガイド突起３７を用いてテーパ導波管部３４と導波管一次放射器２１とを容易に位置決め固定することができるから、取付け作業性の向上や時間の短縮を図ることができる。

次に、図１１および図１２は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、導波管一次放射器の開口端に接続される接続端面部には導波管一次放射器の開口を取囲むチョーク構造部を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、第２の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

４１は接続端面部３６に設けられた枠状の凹溝からなるチョーク構造部で、該チョーク構造部４１は、導波管一次放射器２１の開口２５（変換アダプタ３１の開口３３）を取囲む幅寸法Ｗ3、高さ寸法Ｔ3をもった略四角形の枠状をなすと共に、一定の溝幅寸法δと溝深さ寸法ｄとを有している。そして、チョーク構造部４１は、変換アダプタ３１の開口３３の周縁から短絡端をなす溝底までの長さ寸法が貫通穴２２，３２内での管内波長λgの半分（半波長λg／２）となる値に設定されている。これにより、開口２５，３３の周縁（エッジ部分）を仮想的な短絡端にでき、導波管一次放射器２１と変換アダプタ３１との間から電磁波が漏洩するのを防ぐことができる。

ここで、チョーク構造部４１による効果を確認するために、チョーク構造部４１を設けた場合と省いた場合とに対して、変換アダプタ３１による変換特性（反射係数Ｓ11、透過係数Ｓ21）を電磁界シミュレーション等を用いて検討した。この結果を図１３および図１４に示す。

なお、チョーク構造部の溝幅寸法δは０．５ｍｍとし、幅寸法Ｗ3、高さ寸法Ｔ3、溝深さ寸法ｄは２種類の値について計算を行ったが、開口３３のエッジ部分からチョーク構造部４１の溝底までの長さ寸法は、いずれも使用周波数ｆ0を６０ＧＨｚとして管内波長λgの半分の値に設定されている。また、導波管一次放射器２１と変換アダプタ３１との間には例えば１００μｍ程度の隙間が生じているものとし、計算を行った。

図１３および図１４の結果より、チョーク構造部４１を省いた場合には０．３ｄＢ程度の挿入損失が生じているが、チョーク構造部４１を設けた場合には挿入損失を０．１ｄＢ以下に低減できることが分かる。

かくして、本実施の形態でも第１，第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の形態では、変換アダプタ３１の接続端面部３６にチョーク構造部４１を設けたから、チョーク構造部４１によって開口２５，３３のエッジ部分を仮想的に短絡することができる。このため、導波管一次放射器２１と変換アダプタ３１との位置決めが不安定で、導波管一次放射器２１と接続端面部３６との間に隙間が生じるときでも、該隙間から電磁波が漏洩するのをチョーク構造部４１によって抑制でき、測定の精密さを向上することができる。また、チョーク構造部４１によって電磁波の漏洩を抑制できるから、導波管一次放射器２１と接続端面部３６との間の位置ずれ等を許容することができ、変換アダプタ３１の取付け作業性を向上し、時間短縮を図ることができる。

次に、図１５は本発明の第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、接続端面部と導波管一次放射器との間には開口を取囲む導電性シートを挟設したことにある。なお、本実施の形態では、第２の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

５１は接続端面部３６と導波管一次放射器２１との間に挟設された導電性シートで、該導電性シート５１の中央部には、開口２５，３３とほぼ同じ形状の開口５２が設けられ、該開口５２は開口２５，３３に対して位置合わせされている。また、導電性シート５１は接続端面部３６と導波管一次放射器２１とに接触し、これらの間の隙間を埋めている。

かくして、本実施の形態でも第１，第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の形態では、接続端面部３６と導波管一次放射器２１との間には開口２５，３３を取囲む導電性シート５１を挟設したから、該導電性シート５１を用いて接続端面部３６と導波管一次放射器２１との間から電磁波が漏洩するのを防ぎ、測定の精密さを向上することができる。

なお、前記第２ないし第４の実施の形態ではテーパ導波管部３４と導波管一次放射器２１との間から接続部を省く構成としたが、本発明はこれに限らず、第１の実施の形態と同様にテーパ導波管部と導波管一次放射器との間に接続部を設ける構成としてもよい。この場合、接続部のうち導波管一次放射器側に位置して導波管一次放射器に接続される部位に接続端面部が形成されるものである。

次に、図１６は本発明の第５の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、変換アダプタを用いて測定用機器と導波管一次放射器との間を接続する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

６１は本実施の形態による無線装置としての送信装置で、該送信装置６１は、ミキサ６２と導波管一次放射器１とによって大略構成され、ミキサ６２には局発信号Ｌ0を入力する発振器６３と中間周波信号ＩＦを入力する信号発生器６４とが接続されている。そして、送信装置６１は、ミキサ６２を用いて局発信号Ｌ0と中間周波信号ＩＦとを掛け合わせてマイクロ波等の高周波信号ＲＦにアップコンバートし、導波管一次放射器１から外部に向けて放射するものである。

６５は送信装置６１の特性を測定する測定装置で、該測定装置６５は、測定用機器としてのスペクトラムアナライザ６６、パワーメータ６７を備えている。そして、スペクトラムアナライザ６６は標準導波管６８と変換アダプタ１１とを介して送信装置６１の導波管一次放射器１に接続されると共に、パワーメータ６７は分配器６９を介して標準導波管６８および変換アダプタ１１に接続されている。

本実施の形態による測定装置は上述の如き構成を有するもので、送信装置６１の特性を測定するときには、信号発生器６４からミキサ６２に向けて各種の中間周波信号ＩＦを入力する。このとき、導波管一次放射器１には変換アダプタ１１を介してスペクトラムアナライザ６６等が接続されているから、スペクトラムアナライザ６６等を用いて送信装置６１の周波数特性や電力特性を測定することができる。

かくして、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の形態では、スペクトラムアナライザ６６等と導波管一次放射器１との間を変換アダプタ１１を用いて接続したから、スペクトラムアナライザ６６等の測定用機器と送信装置６１との間で反射損失等を低減した状態で電磁波（高周波信号ＲＦ）を伝搬させることができ、測定用機器を用いて導波管一次放射器１を含めた送信装置６１の特性を高精密さをもって測定することができる。また、変換アダプタ１１を用いて送信装置６１に測定用機器（スペクトラムアナライザ６６等）を直接接続するから、電波暗室等での測定を行う必要がなく、測定に伴うコストを低減できると共に、測定時間を大幅に短縮することができる。

なお、前記第５の実施の形態では、送信装置６１、測定装置６５に対して第１の実施の形態による導波管一次放射器１、変換アダプタ１１を適用する構成としたが、第２ないし第４の実施の形態よる導波管一次放射器２１、変換アダプタ３１を適用する構成としてもよい。

また、前記第５の実施の形態では、無線装置として送信装置６１を用い、測定用機器としてスペクトラムアナライザ６６等を用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１７に示す変形例のように、無線装置としてミキサ７２からなる受信装置７１を用いると共に、測定用機器として高周波信号ＲＦを発生させる信号発生器７３を用いる構成としてもよい。この場合、受信装置７１のミキサ７２には、局発信号Ｌ0を入力する発振器６３が接続されると共に、中間周波信号ＩＦを分析するためのスペクトラムアナライザ７４等を接続されるものである。

第１の実施の形態による導波管一次放射器と変換アダプタとを示す斜視図である。 図１中の導波管一次放射器と変換アダプタとを接続した状態で示す斜視図である。 導波管一次放射器と変換アダプタとを図２中の矢示III−III方向からみた断面図である。 導波管一次放射器と変換アダプタとを図２中の矢示IV−IV方向からみた断面図である。 テーパ導波管部の長さ寸法を種々の値に設定した場合について、図１中の変換アダプタ等による反射係数の周波数特性を示す特性線図である。 接続部の長さ寸法を種々の値に設定した場合について、図１中の変換アダプタ等による反射係数、透過係数の周波数特性を示す特性線図である。 第２の実施の形態による導波管一次放射器と変換アダプタ等を分解した状態で示す分解斜視図である。 図７中の変換アダプタを底面側からみた状態で示す拡大斜視図である。 図７中の変換アダプタを導波管一次放射器等に接続した状態を示す拡大斜視図である。 変換アダプタと導波管一次放射器とを図９中の矢示Ｘ−Ｘ方向からみた断面図である。 第３の実施の形態による変換アダプタと導波管一次放射器とを示す図１０と同様位置の断面図である。 第３の実施の形態による変換アダプタを導波管一次放射器を省いた状態で図１１中の矢示XII−XII方向からみた底面図である。 図１１中の変換アダプタ等による透過係数の周波数特性を示す特性線図である。 図１１中の変換アダプタ等による反射係数の周波数特性を示す特性線図である。 第４の実施の形態による変換アダプタと導波管一次放射器とを示す図１０と同様位置の断面図である。 第５の実施の形態による測定装置を送信装置に接続した状態を示すブロック図である。 変形例による測定装置を受信装置に接続した状態を示すブロック図である。

符号の説明

１，２１ 導波管一次放射器
２，２３ 標準導波管部
３，２４ テーパ形状部
３Ａ，２４Ａ 開口端
４，２５ 開口
１１，３１ 変換アダプタ
１２，３３ 開口
１３ 接続部
１４，３４ テーパ導波管部
１５，３５ 標準導波管部
３６ 接続端面部
３７ ガイド突起（位置決め部）
３８，６８ 標準導波管
４１ チョーク構造部
５１ 導電性シート
６１ 送信装置（無線装置）
６５ 測定装置
６６ スペクトラムアナライザ（測定用機器）
６７ パワーメータ（測定用機器）
７１ 受信装置（無線装置）
７３ 信号発生器（測定用機器）

Claims (8)

1. 開口端に向けて拡開したテーパ形状部を有する導波管一次放射器の開口端に取り付けられ、前記導波管一次放射器と標準導波管との変換を行う変換アダプタにおいて、前記導波管一次放射器から標準導波管に向けてテーパ状に縮小したテーパ導波管部を有し、該テーパ導波管部は、前記導波管一次放射器の開口面を挟んで前記テーパ形状部と略対称な形状に形成したことを特徴とする変換アダプタ。
2. 前記導波管一次放射器のテーパ形状部が電磁波の伝搬方向に延びる長さ寸法をＬ0とし、標準導波管内での電磁波の波長をλgとしたときに、前記テーパ導波管部が電磁波の伝搬方向に延びる長さ寸法は、Ｌ0±０．０８×λgの範囲内の値に設定してなる請求項１に記載の変換アダプタ。
3. 前記テーパ導波管部の導波管一次放射器側には、前記導波管一次放射器との位置決めを行う位置決め部を備える構成としてなる請求項１または２に記載の変換アダプタ。
4. 前記テーパ導波管部の導波管一次放射器側には、前記導波管一次放射器の開口端に接続される接続端面部を設け、該接続端面部には前記導波管一次放射器の開口を取囲むチョーク構造部を設けてなる請求項１，２または３に記載の変換アダプタ。
5. 前記テーパ導波管部の導波管一次放射器側には、前記導波管一次放射器の開口端に接続される接続端面部を設け、該接続端面部と前記導波管一次放射器との間には開口を取囲む導電性シートを挟設する構成としてなる請求項１，２または３に記載の変換アダプタ。
6. 前記テーパ導波管部と前記導波管一次放射器の開口端との間には、これらの間を接続する接続部を設け、該接続部は前記テーパ導波管部に対して一体に形成してなる請求項１，２，３，４または５に記載の変換アダプタ。
7. 前記テーパ導波管部と前記導波管一次放射器の開口端との間には、これらの間を接続する接続部を設け、該接続部は前記テーパ導波管部に対して別体に形成してなる請求項１，２，３，４または５に記載の変換アダプタ。
8. 無線装置の導波管一次放射器に接続される測定用機器を備え、無線装置の特性を測定する測定装置であって、前記測定用機器と導波管一次放射器との間には、前記請求項１ないし７のうちいずれかに記載の変換アダプタを接続してなる測定装置。

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