JP2016040900A - 導波管型電力合成・分配器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導波管型電力合成・分配器Wは、複数のTE10モードの矩形導波管1が、その軸方向が放射状になるように放射状に配置され、放射状の中心にTM01モードの円形導波管2が配置され、複数の矩形導波管1は、それぞれ、一端部が円形導波管2の一端側の外周側面に接続され、矩形導波管1の軸方向と、円形導波管2の軸方向とが垂直になっている。
【選択図】図1
Description
しかしながら、現状では、電力合成・分配器において、複数の入力端が、高電力の伝送路に用いられる導波管で構成されているものは知られていない。
すなわち、本発明によれば、高電力の伝送路となる複数の矩形導波管を入力端とし、円形導波管の他端側を出力端とする電力合成・分配器を構成できるため、入力端が同軸接栓の電力合成・分配器を多段接続する構成を採用することなく、高電力の合成が可能になる。また、本発明によれば、複数の矩形導波管を出力端とし、円形導波管の他端側を入力端とする電力合成・分配器を構成できるため、入力端が同軸接栓の電力合成・分配器を多段接続する構成を採用することなく、高電力の分配が可能になる。
その結果、本発明によれば、上述した従来技術と比べて、設備コストや設置コストが大幅に低減される。
円形導波管への励振の具合等により、円形導波管の内壁面に高周波電流が円周方向に流れるTEmnモードが発生し、TE10モードとの干渉で位相歪みが生じたり、伝送損失が多くなることがある。
そのため、本発明では、上記の構成により、すなわち、円形導波管の軸方向と同一方向に延びる溝を形成し、その溝に電波吸収体を取り付けることにより(溝を電波吸収体で埋めることにより)、円形導波管の内壁面に流れる高周波電流に対する抵抗値を上げ、高周波電流を流れ難くして、TM01モード以外の不要モードの発生を抑制している。
このように構成したのは、通常、伝送路は矩形導波管により構成されているためであり、上記構成により、電力合成・分配器の両端(入力端及び出力端)が矩形導波管になるため、矩形導波管により構成されている伝送路に容易に組み込めるようになる。
例えば、テーパ状に形成された矩形導波管1は、一端部(接続部)の開口寸法が「15×8(mm)」になっており、他端部の開口寸法が「34.85(mm)×15.799(mm)」になっている。また、円形導波管2は、直径が40(mm)で形成されている。また、モード変換器3は、円形導波管部3aの直径が40(mm)、矩形導波管部3bの開口寸法が「34.85×15.799(mm)」に形成されている。
また、図示する例は、矩形導波管1のH面(広辺)及びE面(狭辺)の両方の幅寸法が、矩形導波管1の他端部から接続部に向けて小さくなっているが特にこれに限定されるものではない。矩形導波管1のH面(広辺)及びE面(狭辺)のいずれか一方の幅寸法だけが狭くなるようになっていてもよい。
このように、リッジ11を設けたのは、以下の理由による。具体的には、矩形導波管1のH面及びE面の幅寸法を他端部から接続部に向けて小さくすると(すなわち、矩形導波管1の円形導波管2への接続部の開口寸法を小さくすると)、遮断周波数が高くなり、使用周波数帯の低域帯における伝送が困難になる。そのため、本実施形態では、矩形導波管1のH面にリッジ11を設け、TE10モードの遮断周波数が低くなるようにして、低帯域での使用を可能にしている。例えば、矩形導波管1の接続部の開口寸法が「15×8(mm)」であり、円形導波管2の直径が40(mm)である場合に、円形導波管2との接続面のシングルリッジ11の寸法を、「幅6(mm)×高さ5.2(mm)」とすると、遮断周波数が、「5.714(GHz)」となり、7GHzが通過できるようになる。
なお、図2では、矩形導波管1が、2つのH面のうちの一方にリッジ11を設けた導波管(シングル・リッジ導波管)で構成されているが、2つのH面の両方にリッジ11を設けた導波管(ダブル・リッジ導波管)で構成されていてもよい。
シングル・リッジ導波管の断面(図3(a)参照)及びダブル・リッジ導波管の断面(図3(b)参照)は、いずれも、図4に示す等価回路(図中のSは対称面)で表すことができる。また、リッジ導波管のリッジ11が形成されていな部分の特性インピーダンス(Y1)は下記の[数1]に示す通りであり、リッジ11部分の特性インピーダンス(Y2)は、下記の[数2]に示す通りである。
また、リッジ11を設けることにより、リッジ11部分に電界が集中し、等価的に静電容量が付加されたことになり、特性インピーダンスが低くなるので整合が取りやすくなる。
また、導波管の外壁面を冷却(水冷又は空冷)することでより高電力に対応することも可能である。
また、上述した実施形態では、円形導波管2の他端側の外周側面に、モード変換器3が接続されているが、モード変換器3がない構成であっても、本発明は適用される。
1…矩形導波管
2…円形導波管
3…モード変換器
3a…円形導波管部(モード変換器)
3b…矩形導波管部(モード変換器)
11…リッジ
Claims (3)
- 複数のTE10モードの矩形導波管が、その軸方向が放射状になるように配置され、該放射状の中心にTM01モードの円形導波管が該放射状面に対して垂直に配置され、
複数の前記矩形導波管は、それぞれ、一端部が前記円形導波管の一端側の外周側面に接続され、該矩形導波管の軸方向と、該円形導波管の軸方向とが垂直になっていることを特徴とする導波管型電力合成・分配器。 - 前記円形導波管の内壁には、該円形導波管の軸方向と同一方向に延びる溝が形成され、
前記溝に電波吸収体が取り付けられていることを特徴とする請求項1記載の導波管型電力合成・分配器。 - 前記円形導波管の他端側に、TM01モードをTE10モードに変換するモード変換器が接続されていることを特徴とする請求項1又は2記載の導波管型電力合成・分配器。
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