JP2009200591A - 導波管チョーク構造 - Google Patents

Abstract

【課題】導波管の開口縁周囲の全周にわたってチョーク溝を確実に形成可能な導波管チョーク構造を提供する。
【解決手段】導波管プレート２の接合面２ａには、貫通孔（導波管）２１の開口縁からλ／４だけ離れた位置に貫通孔２１の短辺に沿って、長さが貫通孔２１の短辺よりλだけ長く、且つ、貫通孔２１の短辺より両側にλ／２ずつ突出するような位置にチョーク溝２３を設け、導波管プレート３の接合面３ａには、貫通孔（導波管）３１の開口縁からλ／４だけ離れた位置に貫通孔３１の長辺に沿って、長さが貫通孔３１の長辺よりλだけ長く、且つ、貫通孔３１の長辺より両側にλ／２ずつ突出するような位置にチョーク溝３３を設ける。両導波管プレート２，３を接合すると、導波管４（貫通孔２１，３１）からλ／４だけ離れた位置に導波管４の全周を包囲するチョーク溝が形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、それぞれが導波管を有し、該導波管が互いに連通するように接合される一対の高周波部品に適用され、その一対の高周波部品の接合部位に形成される導波管チョーク構造に関する。

従来より、導波管１０４を有する部品１０１，１０２同士を、その導波管が互いに連通するように接合する際には、その接合部位からの電磁波の漏洩を防止するために、図５に示すように、その接合面の一方（図では部品１０２の接合面）に、導波管１０４の開口縁からλ／４（但し、λは導波管で伝搬させる電磁波の自由空間波長）だけ離れた位置にλ／４の深さを有するチョーク溝１０５を、導波管１０４の開口縁にそってその全周（特に図５（ａ）参照）または一部（特に図５（ｂ）参照）に形成することが行われている。

なお、図５（ａ）（ｂ）において、右側の図が、部品１０１，１０２の接合部位における断面図、左側の図が、部品１０２の接合面を示す平面図である。
このようなチョーク溝１０５を設けることによって、部品１０１，１０２同士の接合面に隙間が生じた場合でも、導波管１０４の内壁に沿った地点を、電気的短絡点として扱うことができ、接合面の隙間からの電磁波の漏洩を抑制することができるのである（例えば、特許文献１，２参照）。
特許第３９９５９２９号公報 特開２００７−３３６２９９号公報

しかし、チョーク溝を導波管の開口縁周囲の全周にわたって形成する場合、加工に手間を要するという問題があった。
また、導波管を有する高周波部品がプレート状である場合、チョーク溝の部分を抜き加工して、底壁側をグランドパターンが印刷された誘電体基板で塞ぐことによって、チョーク溝を形成することも考えられる。

しかし、この場合、導波管の内壁となる部位を支持する部位が必要となるため、導波管の全周にわたってチョーク溝を形成することができず、チョーク溝が途切れている部分から電磁波が漏洩することにより、導波管の伝送効率や隣接する導波管とのアイソレーションを劣化させてしまうという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するために、導波管の開口縁周囲の全周にわたってチョーク溝を確実に形成可能な導波管チョーク構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明は、それぞれが導波管を有し、該導波管が互いに連通するように接合される一対の高周波部品に適用され、その一対の高周波部品の接合部位に形成される導波管チョーク構造であって、一対の高周波部品には、互いの接合面のそれぞれに、導波管で伝搬させる電磁波の自由空間波長をλとして、導波管の開口縁に沿い且つ該開口縁からλ／４離れた部位の一部に、λ／４の深さを有する一つ又は複数のチョーク溝が形成され、しかも、チョーク溝は、第１部品及び第２部品の接合時に、チョーク溝により形成される空間が全て連接され且つ導波管の全周を包囲するように配置されていることを特徴とする。

つまり、本発明の導波管チョーク構造では、一対の高周波部品のうち一方の接合面にのみチョーク溝を形成するのではなく、両部品の接合面のそれぞれにチョーク溝の一部を形成し、両部品を接合すると両部品のチョーク溝がつながって、導波管の全周を包囲するチョーク溝が形成されるようにされている。

従って、本発明の導波管チョーク構造によれば、一方の高周波部品のみにチョーク溝を形成する場合と比較して、チョーク溝のレイアウトの自由度が向上するため、導波管の全周を包囲するチョーク溝を確実に形成することができる。

なお、接合部での電磁波の漏洩をより確実に防止するには、チョーク溝の幅はλ／４であることが望ましい。
また、導波管が長方形の断面を有している場合、即ち、方形導波管として形成されている場合、例えば、一対の高周波部品のうち、一方には、チョーク溝を導波管の開口縁の長辺に沿って設け、他方には、チョーク溝を導波管の開口縁の短辺に沿ってチョーク溝を設けることが考えられる。

このように構成された本発明の導波管チョーク構造によれば、チョーク溝をすべて直線的に形成できるため、チョーク溝を形成するために高周波部品に施す加工を容易なものとすることができる。

ところで、本発明の導波管チョーク構造において、高周波部品は、λ／４の板厚を有し、且つ、導波管及びチョーク溝を形成する貫通孔が板厚方向に穿設された金属製の導波管プレートと、導波管プレートの接合面側とは反対側の面に取り付けられ、チョーク溝を形成する貫通孔の開口部位を覆う位置に、そのチョーク溝の底壁となるグランドパターンを有する誘電体基板とによって構成されていてもよい。また、その誘電体基板の代わりに導波管を形成する貫通孔が板厚方向に穿接された金属製の導波管プレートを用いてもよい。つまり、導波管プレート（貫通孔以外の部位）がチョーク溝を形成する貫通孔の開口部位を覆うことで、チョーク溝の底壁を構成することになる。

これらの場合、プレス加工によって高周波部品にチョーク溝を形成することができ、本発明の導波管チョーク構造を適用した高周波部品を簡単に製造することができる。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１は、（ａ）が本発明の導波管チョーク構造を適用した高周波装置１の全体構造を示した斜視図、（ｂ）が高周波装置１を分解して示した斜視図である。

なお、高周波装置１は、ミリ波やマイクロ波を用いるレーダ装置等に適用される。
＜全体構成＞
図１（ａ）に示すように、高周波装置１は、金属板（導体）からなり板厚方向に積層された一対の導波管プレート２，３で構成され、ねじ等によって接合されている。また、高周波装置１には、両導波管プレート２，３を貫通するように、長方形の断面形状を有する複数（本実施形態では３個）の導波管４（４ａ〜４ｃ）が形成されている。

このうち、図１（ｂ）に示すように、導波管プレート２には、導波管４を構成する貫通孔２１（２１ａ〜２１ｃ）が穿設され、特に、導波管プレート３との接合面２ａにおける各貫通孔２１の開口縁の短辺の両外側には、各一対のチョーク溝２３（２３ａ〜２３ｃ）が形成されている。

一方、導波管プレート３には、導波管４を構成する貫通孔３１（３１ａ〜３１ｃ）が穿設され、特に、導波管プレート２との接合面３ａにおける各貫通孔３１の開口縁の長辺の両外側には、各一対のチョーク溝３３（３３ａ〜３３ｃ）が形成されている。

なお、図１（ｂ）において、導波管プレート２上に一点鎖線で示す部分は、導波管プレート３を接合する部位を示し、また、導波管プレート３上に点線で示す部分は、接合面３ａ側に形成されるチョーク溝３３の配置を示すものである。
＜チョーク溝＞
導波管プレート２に形成されたチョーク溝２３は、図２（ａ）に示すように、導波管プレート２の接合面２ａにおいて、貫通孔（導波管）２１の開口縁からλ／４だけ離れた位置に貫通孔２１の短辺に沿って形成され、幅，深さがいずれもλ／４であり、長さが貫通孔２１の短辺よりλだけ長く、且つ、貫通孔２１の短辺より両側にλ／２ずつ突出するような位置に設けられている。但し、λは、導波管４で伝送する電磁波の自由空間波長とする。

また、導波管プレート３に形成されたチョーク溝３３は、図２（ｂ）に示すように、導波管プレート３の接合面３ａにおいて、貫通孔（導波管）３１の開口縁からλ／４だけ離れた位置に貫通孔３１の長辺に沿って形成され、幅，深さがいずれもλ／４であり、長さが貫通孔３１の長辺よりλだけ長く、且つ、貫通孔３１の長辺の両側にλ／２ずつ突出するような位置に設けられている。

なお、導波管プレート２，３は、いずれも板厚がλ／４より大きいものが用いられている。
そして、両導波管プレート２，３の貫通孔２１，３１が連通するように位置合わせをして、両導波管プレート２，３の接合面２ａ，３ａを接合すると、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、両導波管プレート２，３に形成された４個のチョーク溝２３，３３によって形成される空間は各両端部分で互いに連通し、導波管４（貫通孔２１，３１）からλ／４だけ離れた位置で導波管４の全周を包囲するチョーク溝が形成されることになる。

なお、図２（ｃ）は、両導波管プレート２，３を接合した状態における図２（ｂ）のＡ−Ａで示した位置での断面図を示し、また、図２（ｂ）（ｃ）中の一点鎖線は、導波管プレート２のチョーク溝２３の位置を示す。
＜効果＞
以上説明したように、高周波装置１において各導波管プレート２，３は、それぞれ導波管４（貫通孔２１，３１）の周囲に部分的にチョーク溝２３，３３が形成され、導波管プレート２，３を接合することによって、導波管４の全周を包囲するチョーク溝が形成されるようなチョーク構造を有している。

従って、高周波装置１によれば、導波管プレート２，３の接合面２ａ，３ａでの電磁波の漏洩を効率良く抑えることができる。
また、各導波管プレート２，３に形成されたチョーク溝２３，３３は、いずれも直線的な単純な形状をしているため、チョーク溝２３，３３を形成するために導波管プレート２，３に対して施す加工を容易なものとすることができる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。

図３は、（ａ）が本発明のチョーク構造を適用した高周波装置５の全体構造を示した斜視図、（ｂ）が高周波装置５を分解して示した斜視図である。
＜全体構成＞
図３に示すように、高周波装置５は、板厚方向に積層された一対の板状部品６，７からなり、これら板状部品６，７は、ねじ等によって接合されている。

このうち、板状部品６は、金属製の導波管プレート６ａと、導波管プレート６ａの両面にそれぞれ接着された第１基板６ｂ及び第２基板６ｃとからなる。
なお、第１基板６ｂは、板状部品７との接合面に設けられ、板状部品７が接合される接合部位以外の全体を覆うようにロの字型に形成されている。一方、第２基板６ｃは、接合面とは反対側の面（非接合面）に設けられ、その非接合面の全体を覆うように形成されている。

一方、板状部品７は、金属製の導波管プレート７ａと、導波管プレート７ａの一方の面に接着された第３基板７ｂとからなる。なお、第３基板７ｂは、板状部品６との接合面とは反対側の面（非接合面）に設けられ、その非接合面の全体を覆うように形成されている。

そして、導波管プレート６ａ，７ａには、両者を貫通する複数の導波管４が形成されている。なお、図３中の点線は、導波管プレート７ａに形成された導波管４（貫通孔７１）の配置を示す。

また、第３基板７ｂには、高周波信号を発生させる発振器、発振器の出力を各導波管４の開口部位に導く導波路、導波路と導波管４とを接続する変換器などの高周波回路が形成されている。更に、第２基板６ｃには、導波管４を介して供給される高周波信号を空間に放射するアンテナ等が形成され、第１基板６ｂには、高周波信号を変調する変調信号等を生成するベースバンド回路等が形成されている。
＜導波管プレートの構成＞
導波管プレート６ａ，７ａは、板厚がλ／４のものが用いられ、また、導波管プレート６ａ，７ａには、導波管４を形成する貫通孔６１（６１ａ〜６１ｃ），７１（７１ａ〜７１ｃ）と、チョーク溝を形成する貫通孔６３（６３ａ〜６３ｃ），７３（７３ａ〜７３ｃ）とが穿設されている。

つまり、導波管プレート６ａ，７ａは、板厚が異なる点と、チョーク溝が貫通孔になっている点以外は、第１実施形態における導波管プレート２，３と全く同様（特に、チョーク溝用の貫通孔６３，７３のサイズ、及び導波管用の貫通孔６１，７１との位置関係）に構成されている。

そして、第２基板６ｃ及び第３基板７ｂには、チョーク溝用の貫通孔の開口部位を塞ぐ位置に、グランドパターンが形成されており、このグランドパターンと貫通孔とによって、深さλ／４のチョーク溝を形成するように構成されている。
＜作用効果＞
そして、両導波管プレート６ａ，７ａの導波管用の各貫通孔６１，７１がそれぞれ連通するように位置合わせをして、板状部品６，７の接合面を接合すると、第１実施形態の場合と同様に、各導波管４に対して４個ずつ形成されたチョーク溝用の貫通孔６３，７３によって形成される空間は各両端部分で互いに連通し、導波管４（貫通孔３１，５１）からλ／４だけ離れた位置で導波管４の全周を包囲するチョーク溝が形成されることになる。

従って、高周波装置５によれば、高周波装置１と同様の効果を得ることができる。
しかも、チョーク溝用の貫通孔６３，７３を、プレス加工によって形成することができるため、導波管プレート６ａ，７ａの製造をより簡単なものとすることができる。
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施可能である。

上記実施形態では、一方には導波管の開口縁の短辺に沿って、他方には導波管の開口縁の長辺に沿って直線的なチョーク溝を二つずつ形成したが、例えば、図４（ａ）に示すように、両導波管プレート８，９に、導波管４の開口縁の連続する２辺に沿ったＬの字状のチョーク溝８３，９３を一つずつ形成したり、図４（ｂ）に示すように、一方の導波管プレート８には、導波管４の開口縁の３辺に沿ったコの字状のチョーク溝８３を、他方の導波管プレート９には、導波管４の開口縁の残りの１辺に沿った直線状のチョーク溝９３を形成するように構成してもよい。

上記第２実施形態では、導波管プレート６ａの非接合面に第２基板６ｃを設け、導波管プレート６ａに形成された貫通孔６３の一端を、第２基板６ｃに形成されたグランドパターンで塞ぐことによって板状部材６のチョーク溝を形成しているが、図６に示すように、導波管プレート６ａの非接合面に、第２基板６ｃの代わりに、導波管４（４ａ〜４ｃ）を形成する貫通孔６５（６５ａ〜６５ｃ）が形成された金属製の導波管プレート６ｄを設け、この導波管プレート６ｄ（貫通孔６５以外の部分）により導波管プレート６ａに形成された貫通孔６３の一端を塞ぐことによって板状部材６のチョーク溝を形成するようにしてもよい。

同様に、導波管プレート７ａの非接合面に第３基板７ｂの代わりに、導波管４を形成する貫通孔が形成された金属製の導波管プレート（図示せず）を設け、この導波管プレート（貫通孔以外の部分）により導波管プレート７ａに形成された貫通孔７３の一端を塞ぐことによって、板状部材７のチョーク溝を形成するようにしてもよい。

また、上記実施形態においてチョーク溝の位置や大きさを規定する数値は、λ，λ／２，λ／４で表されているが、必ずしもこれらの数値と正確に一致している必要はなく、±２０％程度の範囲内でずれがあってもよい。

第１実施形態の高周波装置の構成を示す斜視図。 導波管（貫通孔）とチョーク溝の詳細を示す説明図。 第２実施形態の高周波装置の構成を示す斜視図。 チョーク溝の形状の変形例を示す説明図。 従来のチョーク構造を示す説明図。 第２実施形態の高周波装置の変形例を示す斜視図。

符号の説明

１，５…高周波装置 ２，３，６ａ，６ｄ，７ａ，８，９…導波管プレート ２ａ，３ａ…接合面 ４…導波管 ６，７…板状部品 ６ｂ…第１基板 ６ｃ…第２基板 ７ｂ…第３基板 ２１，３１，６１，６３，６５，７１，７３…貫通孔 ２３，３３，８３，９３…チョーク溝

Claims (6)

1. それぞれが導波管を有し、該導波管が互いに連通するように接合される一対の高周波部品に適用され、該一対の高周波部品の接合部位に形成される導波管チョーク構造であって、
   前記一対の高周波部品には、互いの接合面のそれぞれに、前記導波管で伝搬させる電磁波の自由空間波長をλとして、前記導波管の開口縁に沿い且つ該開口縁からλ／４離れた部位の一部に、λ／４の深さを有する一つ又は複数のチョーク溝が形成され、
   前記チョーク溝は、前記一対の高周波部品の接合時に、前記チョーク溝により形成される空間が全て連接され且つ前記導波管の全周を包囲するように配置されていることを特徴とする導波管チョーク構造。
2. 前記チョーク溝の幅がλ／４であることを特徴とする請求項１に記載の導波管チョーク構造。
3. 前記導波管は、長方形の断面を有し、
   前記一対の高周波部品の一方には、前記チョーク溝を前記導波管の開口縁の長辺に沿って設け、
   前記一対の高周波部品の他方には、前記チョーク溝を前記導波管の開口縁の短辺に沿って前記チョーク溝を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導波管チョーク構造。
4. 前記高周波部品は、
   λ／４の板厚を有し、且つ、前記導波管及び前記チョーク溝を形成する貫通孔が板厚方向に穿設された金属製の導波管プレートと、
   前記導波管プレートの前記接合面側とは反対側の面に取り付けられ、前記チョーク溝を形成する貫通孔の開口部位を覆う位置に、該チョーク溝の底壁となるグランドパターンを有する誘電体基板と、
   からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の導波管チョーク構造。
5. 前記高周波部品は、
   λ／４の板厚を有し、且つ、前記導波管及び前記チョーク溝を形成する貫通孔が板厚方向に穿設された金属製の導波管プレートと、
   前記導波管プレートの前記接合面側とは反対側の面に取り付けられ、前記導波管を形成する貫通孔が板厚方向に穿設された金属製の導波管プレートと、
   からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の導波管チョーク構造。
6. 前記高周波部品の一方は、
   λ／４の板厚を有し、且つ、前記導波管及び前記チョーク溝を形成する貫通孔が板厚方向に穿設された金属製の導波管プレートと、
   前記導波管プレートの前記接合面側とは反対側の面に取り付けられ、前記チョーク溝を形成する貫通孔の開口部位を覆う位置に、該チョーク溝の底壁となるグランドパターンを有する誘電体基板と、
   からなり、
   前記高周波部品の他方は、
   λ／４の板厚を有し、且つ、前記導波管及び前記チョーク溝を形成する貫通孔が板厚方向に穿設された金属製の導波管プレートと、
   前記導波管プレートの前記接合面側とは反対側の面に取り付けられ、前記導波管を形成する貫通孔が板厚方向に穿設された金属製の導波管プレートと、
   からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の導波管チョーク構造。