JP2010252182A - 高調波遮断フィルタ及びレーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導波管内に突出する構造を持つことなく、簡易な構造でありながら２次高調波を効果的に抑制する。
【解決手段】高調波遮断フィルタは、導波管１１の断面方形の導波路２０１のうち、断面長尺側の一方の内壁面２０１ａ面に凹部３０１を、他方の２０１ａ面に凹部４０１を有する。凹部３０１，４０１は同一形状を有し、それらの管軸方向の長さＬは導波路を伝搬する基本波の管内波長より１桁程度乃至はそれ以上短い。また、凹部３０１，４０１の断面長尺方向の幅寸法は基本波の管内波長の１／２以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、高調波成分の導波管内の伝搬を抑制する高調波遮断フィルタ及びレーダ装置に関する。

従来、マグネトロンから放射されたパルス状のマイクロ波を導波管、サーキュレータ及びアンテナを介して空中へ送波し、一方、物標で反射してアンテナへ帰来した反射波を受波し、サーキュレータを介して受信回路側へ導くレーダ装置が知られている。ところで、マグネトロンは、基本波の発振と同時に２倍波、３倍波等の高調波を発生することが知られている。また、サーキュレータに大電力が入力されると、その非線形動作によって２次高調波を生じることが知られている。

一方、近年、レーダ装置においては、基本波以外のスプリアスエミッションに対する規制が強化されつつあり、マグネトロン自体の改良の他、導波管の改良も検討されてきている。特許文献１には、導波管内での２次高調波の伝搬を抑制するフィルタ技術が提案されている。すなわち、特許文献１には、方形導波管の上下面に伝送路に沿って複数の金属突起を配設することで、広帯域な低域通過フィルタを実現した高域阻止フィルタ（ワッフルアイアン型フィルタ）が記載されている。また、同特許文献１には、入出力側の導波管の両方のフランジ間に金属箔を挟持し、この金属箔に矩形状波形の共振窓が形成されている高域阻止フィルタが記載されている。さらに、特許文献２には、導波管の途中に、板状の誘導性窓と凹凸板状体４とをスペーサを挟んでねじ止めで一体化して形成された、帯域通過フィルタ及び２次高調波の帯域阻止フィルタが記載されている。なお、特許文献３には、主導波管から結合孔を経て分岐された直方体のキャビティーを有してマイクロ波の進行を阻止するようにしたフィルタが記載されているが、このフィルタは基本波反射用であり、スプリアス阻止用とは無関係である。

特開昭６０−１９１５０１号公報 特許第４０３０９００号公報 特開昭５２−１５２５０号公報

特許文献１では、導波管内に挿入されている金属突起に電界が集中するため、耐電力（耐電界強度）が低下し、放電を起こしやすい。また、挿入された金属突起によって電流の集中が起きるため基本波の挿入損失が大きくなる。さらに、接続箇所に金属箔を挟持する構成では、十分な効果を得るためには、金属箔を複数枚重ねて用いることが好ましいが、そうすると加工が複雑となり、高精度の加工が要求され、コストも高くなる。また、特許文献２では、凹凸板、２枚のスペーサ及び２枚の誘導性窓という多数の部材が必要であり、部品点数が増えることで、コストが増加し、製造効率も低下するといった問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、導波管内に突出する構造を持つことなく、簡易な構造でありながら２次高調波を効果的に抑制する２次高調波遮断フィルタ及びレーダ装置を提供することを目的とするものである。

請求項１記載の発明は、断面方形の導波路を有する導波管の断面長尺側の内壁面の少なくとも一方面に凹部を有し、前記凹部は、管軸方向に直交する方向に延設され、かつ管軸方向の寸法が基本波の管内波長に比して短いことを特徴とするものである。

この発明によれば、導波路を伝搬する電磁波のうち２次高調波成分は凹部に入り込み、この凹部の底面で反射して入射波と逆位相となり、伝搬が阻止される。従って、従来のように、導波路内に突出する構造がないため、所望の耐電力の維持が図れ、また、基本波に対する挿入損失の抑制が図れる。さらに構造が簡易であるため、作業性の向上とコストダウンが実現し得る。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の高調波遮断フィルタにおいて、前記凹部は、両方の前記内壁面に対向して設けられていることを特徴とする。この構成によれば、凹部が一方の内壁面に設けられた場合でも、高調波を所定レベルまで抑制することが可能となり、かつ横断面サイズを小型化することが可能となるが、凹部が両方の内壁面に設けられた場合、充分なレベルまで高調波を抑制することが可能となる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の高調波遮断フィルタにおいて、前記凹部は、直方体形状を有する。この構成によれば、ＴＥ１０，ＴＥ２０モードに対しては、凹部が一定の高さであることによってλ／４（λ：第２高調波の管内波長）に一致させ易く、高調波の抑制が効果的に行われる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の高調波遮断フィルタにおいて、前記凹部は、前記導波路の断面長尺方向の一部域に形成されていることを特徴とする。この構成によれば、ＴＥ１０，ＴＥ２０モードにおいて、基本波をそのまま通過させることが可能となる。

請求項５記載の発明は、請求項４に記載の高調波遮断フィルタにおいて、前記凹部は、前記断面長尺方向の幅寸法が前記基本波の管内波長の１／２以下であることを特徴とする。この構成によれば、凹部の幅寸法が基本波の管内波長の１／２以下であるので、凹部に基本波が入り込んで損失を生じるということがなくなり、基本波の損失が低減される。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の高調波遮断フィルタにおいて、前記凹部は、前記断面長尺方向に複数個設けられていることを特徴とする。この構成によれば、ＴＥ２０モードにおける第２高調波を効果的に抑制することが可能となる。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の高調波遮断フィルタにおいて、前記凹部は、前記断面長尺方向の中心に対して左右対称である。この構成によれば、ＴＥ１０モードに対応するべく１個の凹部が形成された態様では、主にＴＥ１０モードにおける第２高調波が抑制され、ＴＥ２０モードに対応するべく２個の凹部が形成された態様では、主にＴＥ２０モードにおける第２高調波が抑制される。

請求項８記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の高調波遮断フィルタにおいて、前記凹部は、第１、第２の凹部を有し、第１の凹部は、前記断面長尺方向の中心に近く、第２の凹部は、前記断面長尺方向の一方端に近いことを特徴とする。この構成によれば、前記第１の凹部、前記第２の凹部の前記断面長尺方向の位置を変更することで、ＴＥ１０モード、ＴＥ２０モードの抑圧量を調整することが可能となる。

請求項９記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の高調波遮断フィルタにおいて、前記凹部は、高さが前記断面長尺方向で異なることを特徴とする。この構成によれば、凹部の高さがＴＭ１１モードにおける電界強度分布に応じることでＴＭ１１モードにおける第２高調波を効果的に抑制することが可能となる。

請求項１０記載の発明は、マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置と、前記マイクロ波発生装置から発生されたマイクロ波の２次高調波の通過を遮断する請求項１〜９のいずれかに記載の高調波遮断フィルタとを空中線部に備えたレーダ装置である。この発明によれば、マイクロ波発生装置から発生されたマイクロ波のうち、第２高調波等のスプリアスがレーダ装置の空中線（アンテナ）から外方に放出されることが抑制される。

本発明によれば、導波管内に突出する構造をなくして所望の耐電力の維持と、基本波に対する挿入損失の抑制を図り、さらに構造簡易にして作業性の向上とコストダウンを実現する高調波遮断フィルタが提供できる。

本発明に係る高調波遮断フィルタの第１実施形態の構成を説明するための図で、（ａ）は導波路と凹部との関係を示す透視状の斜視図、（ｂ）はＩ−Ｉ矢視図、（ｃ）は高調波遮断フィルタを含む導波管の構造の一例を示す斜視図である。 ＴＥ１０モードの減衰特性を示すシミュレーションデータ図表である。 本発明に係る高調波遮断フィルタの第２実施形態の構成を説明するための図で、（ａ）は導波路と凹部との関係を示す透視状の斜視図、（ｂ）はIII−III矢視図、（ｃ）は高調波遮断フィルタを含む導波管の構造の一例を示す分解斜視図である。 ＴＥ２０モードの減衰特性を示すシミュレーションデータ図表である。 本発明に係る高調波遮断フィルタの第３実施形態の構成を説明するための図で、（ａ）は導波路と凹部との関係を示す透視状の斜視図、（ｂ）はＶ−Ｖ矢視図、（ｃ）は高調波遮断フィルタを含む導波管の構造の一例を示す分解斜視図である。 ＴＭ１１モードの減衰特性を示すシミュレーションデータ図表である。 高調波遮断フィルタの第４実施形態の構成を説明するための、導波路と凹部との関係を示す透視状の斜視図である。 高調波遮断フィルタの第５実施形態の構成を説明するための斜視図である。 本発明に係る高調波遮断フィルタが適用されるレーダ装置の一構成例を示すブロック図である。

図９は、本発明に係る高調波遮断フィルタが適用されるレーダ装置の一構成例を示すブロック図である。レーダ装置の空中線部は、例えば９．4ＧＨｚのマイクロ波を基本波として発振するマイクロ波発生源としてのマグネトロン５１を有する。パルス駆動回路５２は、マグネトロン５１を所定周期で間歇駆動させて所定幅を有するパルス状の送信信号を生成するものである。サーキュレータ５３は、マグネトロン５１からのパルス状の送信信号を所定の回路側へ伝搬するものである。終端器５４は、サーキュレータ５３に接続され、不要波長成分を消費させるものである。高周波遮断フィルタ１は、基本波に対する高調波の通過を抑制するものである。高周波遮断フィルタ１で反射された高調波は、サーキュレータ５３を経て終端器５４へ導かれて消費され、これによりマグネトロン５１が保護されている。

サーキュレータ５５は、送信信号を送信側へ伝搬し、受信信号を受信側へ伝搬するためのものである。ロータリージョイント５６は、静止系と回転系とを電気的に接続するためのものである。空中線（アンテナ）５７は、図略のモータで定速回転させられるもので、送信信号を探知用の電波パルスとして空中へ向けて送信するものである。高周波遮断フィルタ１によって高調波が遮断されているため、アンテナ５７から高調波がスプリアスとして放出されることがなくなる。リミッタ５８は、後段の回路を保護するべくアンテナ５７で受波された信号を所定レベルまでリミット処理を施すものである。リミッタ５８は、リミット処理された信号を受信回路５９に導く。なお、マグネトロン５１〜アンテナ５７までは少なくとも導波管で構成された空中線部として構成されている。

図１は、本発明に係る高調波遮断フィルタの第１実施形態の構成を説明するための図で、（ａ）は導波路と凹部との関係を示す透視状の斜視図、（ｂ）はＩ−Ｉ矢視図、（ｃ）は高調波遮断フィルタを含む導波管の構造の一例を示す分解斜視図である。

導波路２０１は、本実施形態では横断面すなわちＥ面が方形状を有し、互いに直交する４つの側面から形成され、矢印Ａ方向に電磁波を伝搬するものである。４つの側面は、断面長尺側の内壁面２０１ａ，２０１ａと断面短尺側の内壁面２０１ｂ，２０１ｂである。両内壁面２０１ａは、互いに対向する位置からそれぞれ外方に立設され、かつ管軸方向に直交する方向に長尺に延設された凹部３０１，４０１を有する。凹部３０１，４０１は、本実施形態では直方体で、同一形状を有している。凹部３０１，４０１は、管軸方向に空隙寸法Ｌを有すると共に、導波路２０１の断面長尺方向に幅Ｗ、内壁面２０１ａからの立直寸法すなわち高さＤを有する。

図１（ｂ）には、導波路２０１を伝搬する電磁波のＴＥ１０モードにおけるＥ面の電界強度分布が破線で示されている。ＴＥ１０モードにおける電界強度は、内壁面２０１ａの断面長尺方向の中心部分が最も高く、左右側に向けて漸次低下している。また、電界強度分布は、断面長尺方向の中心に対して左右対称であるため、凹部３０１，４０１も、断面長尺方向の中心に対して左右対称に形成されている。

図１（ｃ）において、高調波遮断フィルタは、アルミニウム等の導電性金属からなり、空隙寸法Ｌに等しい厚みを有する直方体形状の導波管部１１ａを主体としている。導波管部１１ａは、その内部に図１（ａ），（ｂ）に示す導波路２０１（２０１ａ，２０１ｂ）及び凹部３０１，４０１が穿設されている。そして、導波管部１１ａは、管軸方向の両側で導波管部１１ｂ、１１ｃと接続され、これによって高調波遮断フィルタを有する導波管１１として構成される。

図２は、基本周波数が９．４ＧＨｚ（管内波長４４．４ｍｍ）で、幅Ｗが１１．５ｍｍ、空隙寸法Ｌが２．０ｍｍ、高さＤが４．６ｍｍに設計されたときのＴＥ１０モードの減衰特性を示すシミュレーションデータ図表である。高調波遮断フィルタを前記寸法とすることで、基本周波数の２次高調波（２倍波）である１９．８ＧＨｚ付近の周波数（設計周波数）で効率よくトラップするように設計され、図２に示すように、約−５０ｄＢの減衰が得られている。

空隙寸法Ｌは、減衰量に影響を与える。空隙寸法Ｌが短いときは、２次高調波は減衰する一方、基本波はほとんど影響されない。空隙寸法Ｌが長くなる程、２次高調波をより減衰させることができる一方、長すぎると、基本周波数の電磁波も一層減衰させてしまうため、使用可能な寸法としては、基本波の管内波長の１／８０〜１／１０程度である。好ましい寸法は、製造精度等も加味して略１／２０である。空隙寸法Ｌが前記１／８０より小さいと、２次高調波が凹部３０１，４０１に入り込まなくなって減衰量が必要レベル以上確保できない。一方、空隙寸法Ｌが１／１０より大きいと、基本波の損失が大きくなり過ぎて実用に供し得なくなる。

また、幅Ｗ、高さＤは、減衰量にも多少の影響を与える一方、主には設計周波数を変動させる。すなわち、導波路２０１内に発生する２次高調波の周波数に一致させて幅Ｗ、高さＤが設計されていると、最大効率で２次高調波を減衰させることが可能となる。一方、幅Ｗ、高さＤが、２次高調波の周波数からずれた寸法に設定されていると、その分減衰効率が低下する。具体的には、高さＤを２次高調波の波長の１／４程度に設計すると、凹部３０１（４０１も同じ）に入り込んだ電磁波は凹部３０１の底面で反射され、この反射波が入力波に対して逆位相になるため、導波路２０１内で２次高調波の伝搬が阻止される。また、幅Ｗを基本波に対しては凹部３０１（４０１）への入り込みを抑制し、第２高調波に対しては通過域となるように寸法設定すると、基本波の減衰はより小さく、２次高調波を含む高次高調波のみに効果的な減衰を与えることが可能となる。具体的には、幅Ｗを基本波の管内波長の１／２以下にして基本波の減衰を抑圧し、また、基本周波数の２次高調波（２倍波）の管内波長の１／２以上にして第２高調波に対して通過域とする。

このように、第１実施形態では、導波路２０１の途中に凹部を形成するのみで、簡易な形状、かつ小型の帯域阻止フィルタを構成することができる。従って、製造コスト、部品コストが低廉化される。また、導波路２０１内に突起が存在しないため、耐電力が高く、しかも、基本波の電磁界を乱さないことから、基本波における挿入損失が抑制される。

次に、図３は、本発明に係る高調波遮断フィルタの第２実施形態の構成を説明するための図で、（ａ）は導波路と凹部との関係を示す透視状の斜視図、（ｂ）はIII−III矢視図、（ｃ）は高調波遮断フィルタを含む導波管の構造の一例を示す分解斜視図である。導波路２０１は、主要モードであるＴＥ１０モードで電磁波が伝搬する一方、高調波については主要モード以外のモード、例えばＴＥ２０モードが併存する。従って、このＴＥ２０モードに対しても２次高調波の減衰対策を講じておくことが好ましい。

第２実施形態は、第１実施形態と比べ、導波路２０１は同一形状である一方、図３に示すように、凹部が各内壁面２０１ａに１対設けられている点で相違している。両内壁面２０１ａは、互いに対向する位置からそれぞれ外方に立設された凹部３０２１，３０２２及び凹部４０２１，４０２２を有する。凹部３０２１，３０２２及び凹部４０２１，４０２２は、断面長尺方向にそれぞれ所定間隔を置いて直列に設けられており、本実施形態では直方体で、かつ全て同一形状を有している。

以下、凹部３０２１，３０２２を代表して説明すると、凹部３０２１，３０２２は、管軸方向に空隙寸法Ｌ、導波路２０１の断面長尺方向に幅Ｗ、及び内壁面２０１ａからの立直寸法すなわち高さＤを有する。なお、凹部３０２１，３０２２は、内壁面２０１ａの断面長尺方向の中心位置から互いに逆側へ距離ｄだけ離間している（すなわち、凹部３０２１と凹部３０２２とは距離２ｄだけ離間している。）。

図３（ｂ）には、導波路２０１を伝搬する電磁波のＴＥ２０モードにおけるＥ面の電界強度分布が破線で示されている。電界強度分布は、内壁面２０１ａの断面長尺方向の中心と両端に“節”を、その間に“腹”を有している、すなわち、電界強度は、内壁面２０１ａの断面長尺方向の一端から、１／４の位置と３／４の位置とで高い。従って、凹部３０２１，３０２２は、断面長尺方向の一端から１／４の位置と３／４の位置の２箇所を中心にして各々形成されている。

図３（ｃ）に示す高調波遮断フィルタは、アルミニウム等の導電性金属からなり、空隙寸法Ｌに等しい厚みを有する直方体形状の導波管部１２ａを主体としている。導波管部１２ａは、その内部に図３（ａ），（ｂ）に示す導波路２０１（２０１ａ，２０１ｂ）及び凹部３０２１，３０２２，４０２１，４０２２が穿設されている。そして、導波管部１２ａは、管軸方向の両側で導波管部１２ｂ、１２ｃと接続され、これによって高調波遮断フィルタを有する導波管１２として構成される。

図４は、基本周波数が９．４ＧＨｚ（管内波長４４．４ｍｍ）で、幅Ｗが９．０ｍｍ、空隙寸法Ｌが３．０ｍｍ、高さＤが７．４ｍｍ、離間距離２ｄが２．４５ｍｍに設計されたときのＴＥ２０モードの減衰特性を示すシミュレーションデータ図表である。高周波遮断フィルタを前記寸法とすることで、ＴＥ２０モードでは、基本周波数の２次高調波（２倍波）である１９．８ＧＨｚ付近の周波数（設計周波数）で効率よくトラップするように設計され、図４に示すように、約−４０ｄＢの減衰が得られている。また、周波数１３ＧＨｚ辺りにカットオフ周波数が設定されている。

次に、図５は、本発明に係る高調波遮断フィルタの第３実施形態の構成を説明するための図で、（ａ）は導波路と凹部との関係を示す透視状の斜視図、（ｂ）はＶ−Ｖ矢視図、（ｃ）は高調波遮断フィルタを含む導波管の構造の一例を示す分解斜視図である。導波路２０１は、主要モードであるＴＥ１０モード（高次モード）で電磁波が伝搬する一方、高調波については主要モード以外のモード、例えばＴＭ１１モード（高次モード）が併存する。従って、このＴＭ１１モードに対しても２次高調波の減衰対策を講じておくことが好ましい。

第３実施形態は、第１，２実施形態と比べ、導波路２０１は同一形状である一方、図５に示すように、凹部が階段状である点で相違している。すなわち、凹部３０３，４０３は、本実施形態では、２段階構成を有し、両者は同一形状である。凹部３０３を代表して説明すると、１段目の下凹部３０３１は、ここでは内壁面２０１ａの断面長尺方向の全域に亘って形成されている。２段目の上凹部３０３２は、下凹部３０３１の底面から外方に向けて連通され、その断面長尺方向の一部に設けられている。下凹部３０３１と上凹部３０３２は、本実施形態ではいずれも直方体で、等しい空隙寸法Ｌを有し、かつ高さＤ１，Ｄ２はほぼ等しい。また、本実施形態では、上凹部３０３２は、下凹部３０３１の幅Ｗ１の略１／２の幅Ｗ２を有し、また、断面長尺方向で下凹部３０３１と中心が一致するようにされている。なお、下凹部３０３１及び上凹部３０３２の形状は、上記に限定されず、電界強度分布に則して適宜の形状が採用可能である。また、下凹部３０３１は、内壁面２０１ａの断面長尺方向の全域でなく、両端部分を一部除いて形成されていてもよい。

図５（ｂ）には、導波路２０１を伝搬する電磁波のＴＭ１１モードにおけるＥ面の電界強度分布が破線で示されている。電界強度分布は、導波路２０１の横断面中心から内壁面２０１ａ、２０１ｂに向かって放射状に伸びている。この場合、中心から壁面までの距離が短いほど電界強度が高いことになる。すなわち、内壁面２０１ａの断面長尺方向の中心が最も高く、そこから断面長尺方向の両端に向かうほど漸次低くなる。そこで、この電界強度分布に可及的に沿わせるべく、幅Ｗが内壁面２０１ａの断面長尺方向の寸法に一致する下凹部３０３１が内壁面２０１ａに形成され、さらにその外方に、断面長尺方向の中心を一致させて上凹部３０３２が形成されている。

図５（ｃ）に示す高調波遮断フィルタは、アルミニウム等の導電性金属からなり、空隙寸法Ｌに等しい厚みを有する直方体形状の導波管部１３ａを主体としている。導波管部１３ａは、その内部に図５（ａ），（ｂ）に示す導波路２０１（２０１ａ，２０１ｂ）及び凹部３０３（下凹部３０３１と上凹部３０３２）、４０３（下凹部４０３１と上凹部４０３２）が穿設されている。そして、導波管部１３ａは、管軸方向の両側で導波管部１３ｂ、１３ｃと接続され、これによって高調波遮断フィルタを有する導波管１３として構成される。

図６は、基本周波数が９．４ＧＨｚ（管内波長４４．４ｍｍ）で、空隙寸法Ｌが２．０ｍｍ、幅Ｗ１が２２．９ｍｍ、幅Ｗ２が１１．５ｍｍ、高さＤ１が２．０ｍｍ、高さＤ２が２．５ｍｍに設計されたときのＴＭ１１モードの減衰特性を示すシミュレーションデータ図表である。高周波遮断フィルタを前記寸法とすることで、ＴＭ１１モードでは、基本周波数の２次高調波（２倍波）である１９．８ＧＨｚ付近の周波数（設計周波数）で効率よくトラップするように設計され、図６に示すように、ＴＭ１１モードでは、約−２５ｄＢの減衰が得られている。また、周波数１４ＧＨｚ辺りにカットオフ周波数が設定されている。

なお、図５では、下凹部３０３１と上凹部３０３２との形状関係について、高さＤ１，Ｄ２を略等しくし、また、幅Ｗ１，Ｗ２を１対２として説明したが、これに限定されず、設計周波数及び設計減衰量となるように、高さＤ１、Ｄ２、及び幅Ｗ１、Ｗ２をそれぞれ所定寸法に設定することが好ましい。また、図５では、２段階の凹部３０３を示したが、２段階に限定されず、３段階又はそれ以上の段数でもよい。さらに、階段状に限定されず、高さが断面長尺方向に対して連続する曲面であってもよい。

図７は、高調波遮断フィルタの第４実施形態の構成を説明するための、導波路と凹部との関係を示す透視状の斜視図である。第４実施形態に係る高調波遮断フィルタは、図３に示す、第２実施形態の高調波遮断フィルタを変形したものである。

図３と同様に、両内壁面２０１ａは、互いに対向する位置からそれぞれ外方に立設された凹部３０４１，３０４２及び凹部４０４１，４０４２を有する。凹部３０４１，３０４２及び凹部４０４１，４０４２は、断面長尺方向にそれぞれ所定間隔を置いて直列に設けられており、本実施形態では直方体である。

以下、凹部３０４１，３０４２を代表して説明すると、凹部３０４１，３０４２は、電磁波の伝搬方向に空隙寸法Ｌ、導波路２０１の内壁面２０１ａの断面長尺方向に幅Ｗ、及び内壁面２０１ａからの立直寸法すなわち高さＤを有する。図７に示すように、断面長尺方向の右側の凹部３０４１は、内壁面２０１ａの右端寄りに位置している。一方、図７に示すように、断面長尺方向の左側の凹部３０４２は、凹部３０４１の左端に所与の間隔を置いて近接するように、右寄りに位置している。すなわち、凹部３０４２は、凹部３０４２の右端が内壁面２０１ａの断面長尺方向の中心位置に略一致乃至は右側に進入している。

電界強度分布は、ＴＥ１０モードでは、図１に示すように、内壁面２０１ａの断面長尺方向の中心で最も強く、一方、ＴＥ２０モードでは、図３に示すように右端から１／４の位置と３／４の位置で最も強い。そうすると、いわゆる中心寄りの凹部３０４２は、ＴＥ２０モードに対しては電界強度の高い３／４の位置から外れているため低くなる一方、ＴＥ１０モードに対するトラップ効果は強くなる。また、右端寄りの凹部３０４１は、ＴＥ１０モードに対しては電界強度の高い中心位置から外れているため低くなる一方、ＴＥ２０モードの２次高調波に対するトラップ効果は強くなる。このように各モードに対応させて凹部を断面長尺方向に併設することで、両モードの減衰量が適宜調整された兼用タイプを提供することが可能となる。なお、凹部３０４１，３０４２は必ずしも同一形状である必要はなく、着目するモードに対する設計周波数及び設計減衰量を考慮して適宜形状設計されてもよい。

なお、本発明は、以下の態様が採用可能である。

（１）第１実施形態における凹部３０１，４０１は同一形状でなくてもよく、個別に適宜の形状が採用可能である。

（２）各実施形態では、両側の内壁面２０１ａに凹部を設けたが、少なくとも一方の内壁面２０１ａに設けられていれば足りる。

（３）第２実施形態における凹部３０２１，３０２２は２個も受ける必要は必ずしもなく、いずれか１個であってもよい。

（４）各実施形態では、導波管の中実部を穿設して導波路２０１及び凹部３０１〜４０４を作製したが、これに限らず、内壁面２０１ａ（Ｈ面）に平行な面で均等な半割れ構造として作製してもよい。このように、金属体の内空間に導波路と共に凹部を設ける態様が好ましい。あるいは、導波路が穿設された導波管に凹部を取り付ける構造としてもよい。具体的には、導波路が穿設された導波管の対向する壁面の天井から所定のサイズ（空隙寸法Ｌ、幅Ｗ）で切り込んで導波路からの開口を穿設し、この開口部に空隙寸法Ｌ，幅Ｗ，高さＤみからなる直方体状の箱体であって、空隙寸法Ｌの一面のみが開口した箱体を接合するようにして作成してもよい。

（５）各実施形態では、導波管部１１ａ，１２ａ，１３ａを各モードに対応したものとして構成したが、これらを適宜組み合わせて異なるモードの不要波を除去する構成とすることも可能である。図８は、この組合せ一例を示すもので、高調波遮断フィルタの第５実施形態の構成を説明するための斜視図である。この図８に示すように、一方（上側）の内壁面２０１ａにＴＥ１０モード用の凹部３０１を設けると共に、他方（下側）の内壁面２０１ａにＴＥ２０モード用の凹部４０２１，４０２２を設けてもよい。また、導波管部１１ａ，１２ａ，１３ａを組み合わせる場合、導波管部１１ａ，１２ａ，１３ａを管軸方向において直接連接させず、所定間隔を置いて（間に導波管を挟んで）配置することで、互いに干渉の発生を規制して所望の特性を得るようにすればよい。

１ 高調波遮断フィルタ
１１，１２，１３ 導波管
１１ａ〜１３ｃ，１４ａ 導波管部
２０１ 導波路
２０１ａ，２０１ｂ 内壁面
３０１，３０２１，３０２２，３０４１，３０４２，４０１，４０２１，４０２２，４０４１，４０４２ 凹部
３０３１，４０３１ 下凹部
３０３２，４０３２ 上凹部
Ｌ 空隙寸法
Ｗ 幅
Ｄ 高さ
５１ マグネトロン（マイクロ波発生装置）

Claims (10)

1. 断面方形の導波路を有する導波管の断面長尺側の内壁面の少なくとも一方面に凹部を有し、前記凹部は、管軸方向に直交する方向に延設され、かつ管軸方向の寸法が基本波の管内波長に比して短いことを特徴とする高調波遮断フィルタ。
2. 前記凹部は、両方の前記内壁面に対向して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高調波遮断フィルタ。
3. 前記凹部は、直方体形状を有する請求項１又は２に記載の高調波遮断フィルタ。
4. 前記凹部は、前記導波路の断面長尺方向の一部域に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高調波遮断フィルタ。
5. 前記凹部は、前記断面長尺方向の幅寸法が前記基本波の管内波長の１／２以下であることを特徴とする請求項４に記載の高調波遮断フィルタ。
6. 前記凹部は、前記断面長尺方向に複数個設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の高調波遮断フィルタ
7. 前記凹部は、前記断面長尺方向の中心に対して左右対称である請求項１〜６のいずれかに記載の高調波遮断フィルタ。
8. 前記凹部は、第１、第２の凹部を有し、第１の凹部は、前記断面長尺方向の中心に近く、第２の凹部は、前記断面長尺方向の一方端に近いことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の高調波遮断フィルタ。
9. 前記凹部は、高さが前記断面長尺方向で異なることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の高調波遮断フィルタ。
10. マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置と、前記マイクロ波発生装置から発生されたマイクロ波の２次高調波の通過を遮断する請求項１〜９のいずれかに記載の高調波遮断フィルタとを空中線部に備えたレーダ装置。

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