JP2019080147A - マイクロ波送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マグネトロンをマイクロ波増幅器として用い、且つ広帯域・高速の情報信号の送信を行うマイクロ波送信装置を提供する。また、情報信号の送信を低コストに構成できるようにしたマイクロ波送信装置を提供する。【解決手段】マイクロ波送信装置１０１は、マイクロ波を自励発振するマグネトロン１１と、マグネトロン１１に対して電源電圧を印加する電源回路１０と、送信信号を周波数変調または位相変調して変調信号を発生する変調回路１２と、変調信号をマグネトロン１１に注入して、マグネトロン１１の発振を変調信号に注入同期させる変調信号注入回路９と、マグネトロン１１からの出力波を送信するアンテナ１５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロ波で情報信号を送信する装置に関し、特に発信源にマグネトロンを用いたマイクロ波送信装置に関する。

一般に、マイクロ波発振器としてのマグネトロンは、マイクロ波半導体発振器と比較して、高効率、高出力、安価、軽量といった利点があり、電子レンジに代表されるマイクロ波加熱分野では専らマグネトロンが利用されている（特許文献１）。

一方、マグネトロンをマイクロ波エネルギー伝送におけるマイクロ波電力源として利用する研究が進められている（非特許文献１）。

特開２０１３−２６０２３号公報 特開２００２−４３８４８号公報

三谷 友彦，篠原 真毅，宮田侑是,松嶋 孝明，"民生用CWマグネトロンの高機能化に関する研究開発",信学技報SPS2006-15 (2007-02)，2007年

上述のとおり、従来、マグネトロンはマイクロ波加熱分野やマイクロ波エネルギー伝送におけるマイクロ波電力源として用いられてきたが、マイクロ波を情報送信用の電波として用いるためにマグネトロンを利用することは、これまで事例が無かった。

一般に、自励発振のマグネトロンは発振周波数が不安定、発生される雑音が大きい、位相・振幅の制御が困難、といった問題がある。過去の研究において、注入同期法とPLL(Phase-Locked Loop)によるアノード電流フィードバックを併用して発振周波数と位相を制御する位相制御マグネトロン(PCM : Phase Controlled Magnetron)が開発されている（特許文献２）。

このようなPCMを利用してマイクロ波の情報送信を行おうとしても、移相器の過渡応答特性の制限を受けて、フィードバックループの応答速度が遅いので、高い周波数での周波数変調または位相変調はできない。そのため、広帯域・高速の送信はできない。

また、マグネトロンのアノードに直流高電圧を印加する高電圧直流安定化電源回路を必要とするので、この電源回路が非常に高コストであり、マイクロ波発生装置全体が非常に高価格なものとなる。

本発明の目的は、マグネトロンをマイクロ波増幅器として用い、且つ広帯域・高速の情報信号の送信を行うマイクロ波送信装置を提供することにある。また、情報信号の送信を低コストに構成できるようにしたマイクロ波送信装置を提供することにある。

（１）本発明のマイクロ波送信装置は、
マイクロ波を自励発振するマグネトロンと、
前記マグネトロンに対して直流高電圧の電源電圧を印加する電源回路と、
送信信号を周波数変調または位相変調して変調信号を発生する変調回路と、
前記変調信号を前記マグネトロンに注入して、前記マグネトロンの発振を前記変調信号に注入同期させる変調信号注入回路と、
前記マグネトロンからの出力波を送信するアンテナと、
を備えることを特徴とする。

本発明において、「マイクロ波」はマグネトロンで発振可能な周波数帯である。例えば1GHz以上30GHz以下の周波数の電磁波である。または、ISM用周波数、例えば2.45GHz帯、5.8GHz帯、24.125GHz帯等である。

上記構成によれば、フィードバックループの応答速度の制限を受けないので、高い周波数での周波数変調または位相変調が可能となる。そのため、情報信号を広帯域・高速で送信できる。

（２）前記変調信号注入回路は、
前記変調信号を増幅する増幅回路と、
前記増幅回路の出力信号を前記マグネトロンへ注入し、前記マグネトロンからの出力波を前記アンテナへ導くサーキュレータと、
を備えることが好ましい。

上記構成により、マグネトロンへ変調信号を注入する回路を簡素に構成でき、例えば電子レンジ用やマイクロ波加熱用の一般的なマグネトロンをそのまま利用できるので、低コスト化できる。

（３）前記変調回路は、例えば、映像信号と音声信号を多重化した信号で前記送信信号を変調する回路である。

上記構成によれば、マイクロ波を用いたＴＶ放送局側の装置として用いることができる。

（４）前記電源回路は、
１次側に入力される商用電源電圧を昇圧して２次側へ出力するトランスと、
前記トランスの２次側に接続された、２つのダイオードおよび２つのコンデンサを有する全波倍電圧整流回路と、
前記全波倍電圧整流回路の出力に直列接続されたインダクタと、
で構成されることが好ましい。

上記構成によれば、マグネトロンに対して直流高電圧の電源電圧を印加する電源回路を、高周波でスイッチングするＤＣ／ＤＣコンバータ方式のスイッチング電源回路に比べて非常に低コストに構成でき、且つ連続したマイクロ波を発生させることができるので、そのことでスプリアスの抑制されたマイクロ波で情報信号を送信できる。

本発明によれば、広帯域・高速で情報信号を送信できる。また、マグネトロンに対して直流高電圧の電源電圧を印加する電源回路を非常に低コストに構成でき、且つスプリアスの抑制されたマイクロ波で情報信号を送信できる。

図１は第１の実施形態に係るマイクロ波送信装置１０１の構成を示すブロック図である。 図２は第１の実施形態に係るマイクロ波受信装置２０１の構成を示すブロック図である。 図３は第１の実施形態に係る電源回路１０の回路図である。 図４は、電源回路１０から出力される直流高電圧の波形図である。 図５は、第１の実施形態に係るマグネトロン１１の出力電力とアノード電圧の波形図である。 図６は第２の実施形態に係るマイクロ波送信装置１０２の構成を示すブロック図である。 図７は第２の実施形態に係るマイクロ波受信装置２０２の構成を示すブロック図である。 図８（Ａ）は音声信号の波形図、図８（Ｂ）は映像信号の波形図、図８（Ｃ）は送信電波の周波数スペクトルを示す図である。 図９は、第３の実施形態に係るマイクロ波送信装置のマグネトロンから出力されるマイクロ波の周波数スペクトルを示す図である。 図１０は、PCM方式のデジタル位相変調による通信装置の構成を示す図である。 図１１は、PCM方式のアナログ位相変調による通信装置の構成を示す図である。 図１２は、PCM方式のマイクロ波加熱装置の構成を示す図である。 図１３は、位相制御マグネトロン１１０の構成を示す図である。 図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、比較例としての電源回路の回路図である。 図１５（Ａ）は、図１４（Ａ）に示す電源回路の出力電圧の波形図であり、図１５（Ｂ）は、図１４（Ｂ）に示す電源回路の出力電圧の波形図である。

《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係るマイクロ波送信装置１０１の構成を示すブロック図であり、図２はマイクロ波受信装置２０１の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、マイクロ波送信装置１０１は、マグネトロン１１と、電源回路１０と、変調回路１２と、変調信号注入回路９と、アンテナ１５と、を備える。

マグネトロン１１はマイクロ波を自励発振する。電源回路１０はマグネトロン１１に対して直流高電圧の電源電圧を印加する。

マグネトロン１１は、フィラメント（ヒーター）により加熱されるカソードと、加熱されないアノードとを有する管と、管の軸方向に強力な磁場を形成する永久磁石とを備える。カソードは管の中央に配置され、アノードはカソードを囲むように配置されている。アノードには、カソードに対して正の高電圧が印加される。カソードをフィラメントで加熱すると熱電子が放出され、アノードとカソードとの間の電界により、熱電子はアノード方向へ加速される。このとき、管の軸方向の強力な磁場の影響で、熱電子は進行方向が曲げられる。この作用により、電子はカソードとアノードとの間の作用空間でサイクロイド曲線を描いて振動しながら周回運動を始める。アノードには規則的に形成された複数のキャビティがあるので、キャビティの開口部をサイクロイド振動している電子が通過すると、キャビティの共振周波数で定まるマイクロ波が発生する。こうして発生したマイクロ波は、スリットを介し、導波管型の伝送路で外部へ出力される。

変調回路１２は、送信信号を入力し、この送信信号を周波数変調または位相変調して変調信号を発生する。変調信号注入回路９は、変調信号をマグネトロン１１に注入して、マグネトロン１１の発振を変調信号に同期させる。アンテナ１５はマグネトロン１１からの出力波を送信する。

変調信号注入回路９は、増幅回路１３と、サーキュレータ１４と、で構成されている。増幅回路１３は変調信号を増幅する。サーキュレータ１４は、増幅回路１３の出力信号をマグネトロン１１へ注入し、マグネトロン１１からの出力波をアンテナ１５へ導く。図１中のサーキュレータ１４とマグネトロン１１との間の導波路を介してサーキュレータ１４からマグネトロン１１へ注入信号Ｓｉが注入され、発振出力信号Ｓｏが出力される。

上記電源回路１０は、例えば単相１００Ｖ、単相２００Ｖ、三相２００Ｖ等の商用電源を入力して、マグネトロン１１のアノードに例えば−３．６ｋＶｐ〜−５．５ｋＶｐの直流高電圧を印加する。また、マグネトロンのフィラメントに例えば３Ｖ〜５Ｖの交流電圧を印加する。

マグネトロンの注入同期法は、マグネトロンの自励発振周波数に近い周波数を持った注入信号（基準信号）をマグネトロンに注入することにより、マグネトロンの発振周波数を注入信号の周波数にロックさせる方法である。ここで、周波数ロック幅をΔｆ、注入信号の周波数をｆ、注入信号Ｓｉの電力をＰｉ、出力信号の電力をＰｏ、マグネトロンの外部Ｑ値をＱｅ、でそれぞれ表すと、
Δｆ／ｆ＝（２／Ｑｅ）√（Ｐｉ／Ｐｏ）
と示せる。このように、注入電力が大きい程、マグネトロンの発振周波数のロック幅は大きくなる。

本実施形態のマグネトロン１１はパナソニック株式会社製2M236-M42であり、アノード電圧は−３．６８ｋＶ、アノード電流は１４０ｍＡ、出力電力は３０９Ｗ、注入電力は５Ｗ、発振周波数は２．４５ＧＨｚ帯である。

図２に示すように、マイクロ波受信装置２０１は、アンテナ２１と、増幅回路２２と、復調回路２３と、を備える。アンテナ２１は上記マイクロ波送信装置１０１のアンテナ１５から送信されたマイクロ波を受けて、受波信号を増幅回路２２へ出力する。増幅回路２２は受波信号を所定ゲインで増幅する。復調回路２３はこの増幅された受波信号を上記周波数変調または位相変調に応じた方式で復調することで受信信号を出力する。

本実施形態のマイクロ波送信装置１０１においては、フィードバックループが無く、フィードバックループの応答速度の制限を受けないので、高い周波数での周波数変調または位相変調が可能となる。そのため、情報信号を広帯域・高速で送信できる。

また、マグネトロン１１へ変調信号を注入する回路を簡素に構成でき、例えば電子レンジ用の一般的なマグネトロンをそのまま利用できるので、低コスト化できる。

図３は上記電源回路１０の回路図である。この電源回路１０は、トランスＴと、全波倍電圧整流回路ＶＤＲと、インダクタＬと、を備える。

トランスＴは、１次巻線Ｎ１に入力される商用電源電圧を昇圧して第１の２次巻線Ｎ２１へ出力する。また、トランスＴは、１次巻線Ｎ１に入力される商用電源電圧を降圧して第２の２次巻線Ｎ２２へ出力する。全波倍電圧整流回路ＶＤＲは、トランスＴの２次巻線Ｎ２１の出力電圧を全波倍電圧整流する。インダクタＬは、全波倍電圧整流回路ＶＤＲの出力に直列接続され、その平滑作用によって全波倍電圧整流回路ＶＤＲの出力電圧リプルを抑制する。

図３において、マグネトロン１１の発振開始電圧は−３．６０ｋＶである。コンデンサＣ１，Ｃ２のキャパシタンスはそれぞれ２．０６μＦに設定し、インダクタＬのインダクタンスは１５Ｈに設定した。

図４は、上記電源回路１０から出力される直流高電圧の波形図である。破線はマグネトロン１１の発振電圧を示している。図４に表れているように、マグネトロン１１のアノードに印加される直流高電圧は商用電源周波数の２倍の周波数のリプルを含んでいるが、実質的に常に発振開始電圧を超えている（絶対値で超えている）。したがって、連続発振する。

図５は、マグネトロン１１の出力電力とアノード電圧の波形図である。このように、アノード電圧に、商用電源周波数６０Ｈｚと、その２倍の周波数のリプルが発生するので、マイクロ波の出力電力は６０Ｈｚと１２０Ｈｚの周期で変動するが、アノード電圧のリプル率は５％以下、と小さい。そのため、マイクロ波の長時間の平均出力電力は安定している。また、このように連続発振することで、放送または通信に用いる周波数帯以外の周波数成分（雑音）の発生が抑制される。

図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、比較例としての電源回路の回路図である。図１５（Ａ）は図１４（Ａ）に示す電源回路の出力電圧の波形図であり、図１５（Ｂ）は図１４（Ｂ）に示す電源回路の出力電圧の波形図である。

図１４（Ａ）は電子レンジに多用されている電源回路の例であり、トランスの２次側に半波整流回路が構成されている。図１４（Ｂ）の例は、トランスの２次側に半波倍電圧整流回路が構成されている。

図１４（Ａ）に示す半波整流回路は、コンデンサＣとダイオードＤで構成されている。この半波整流回路の場合、図１５（Ａ）に表れているように、商用電源周波数の周期で発振開始電圧を下回る（絶対値で下回る）期間が生じて間欠発振する。このことで、発振周波数は大きく変化する。これはマグネトロンの発振周波数がアノード電流により変動するためである。つまり、マグネトロンの不連続発振により、マグネトロンのアノード電流が激しく変動することで発振周波数が大きく変動する。

図１４（Ｂ）に示す半波倍電圧整流回路は、コンデンサＣ１０，Ｃ２０とダイオードＤ１０，Ｄ２０で構成されている。この半波倍電圧整流回路の場合、図１４（Ｂ）に示すコンデンサＣ２０のキャパシタンスを所定値以上に大きくすることで、出力電圧を発振開始電圧以上に維持することができる。この場合のコンデンサＣ２０の所要キャパシタンスは
Ｃ＝ΔＱ／ΔＶ＝Ｉ・Δｔ／ΔＶ
で表される。ここで、ΔＱはコンデンサＣ２０に蓄えられる電気量、ΔＶは電源回路の出力リプル電圧、電流Ｉは電源回路の出力電流、ΔｔはコンデンサＣ２０の放電時間である。

商用電源周波数を６０Ｈｚとすると、放電時間は半周期の８ｍｓである。リプル電圧率を５％に設定すれば、マグネトロンのアノード電流が１００ｍＡのとき、コンデンサＣ２０のキャパシタンスは約４．５μＦ必要である。また、このコンデンサＣ２０の耐圧は４ｋＶ以上必要である。

本実施形態の電源回路１０においては、図１４（Ａ）に示した半波整流回路を用いた場合とは異なり、マグネトロンを連続発振させることができる。また、本実施形態の電源回路１０の整流回路は全波整流回路であるので、コンデンサの放電時間が短く、小さなキャパシタンスのコンデンサで、出力電圧のリプルを低減できる。更に、全波倍電圧整流回路の出力にインダクタＬを直列接続しているので、出力電流が平滑化され、出力電圧のリプルは更に抑制される。また、コンデンサＣ１，Ｃ２それぞれの必要耐圧は、図１４（Ｂ）に示したコンデンサＣ２０の必要耐圧の半分に低減される。

本実施形態によれば、次のような効果を奏する。

（１）高い周波数での周波数変調または位相変調が可能となり、情報信号を広帯域・高速で送信できる。

（２）例えば電子レンジ用やマイクロ波加熱用の一般的なマグネトロンをそのまま利用できるので、クライストロン、TWT、マイクロ波半導体発振器等に比べて、高出力のマイクロ波による情報送信装置を低コストに構成できる。また、７０％以上の高いDC-RF変換効率でマイクロ波を発生させることができる。

（３）マグネトロンに対して直流高電圧の電源電圧を印加する電源回路を、高周波でスイッチングするＤＣ／ＤＣコンバータ方式のスイッチング電源回路に比べて非常に低コストに構成できる。例えば、マグネトロンのアノードに印加する直流高電圧を発生するスイッチング電源回路は数十万円から数百万円を要するのに対し、本実施形態の電源回路１０は数千円程度で構成できる。

（４）低コストの電源回路を用いながらも、連続したマイクロ波を発生させることができるので、そのことでスプリアスの抑制されたマイクロ波で情報信号を送信できる。

《第２の実施形態》
第２の実施形態では、映像信号と音声信号の放送および視聴を行うためのマイクロ波送信装置およびマイクロ波受信装置について示す。

図６は第２の実施形態に係るマイクロ波送信装置１０２の構成を示すブロック図であり、図７はマイクロ波受信装置２０２の構成を示すブロック図である。

図６に示すように、マイクロ波送信装置１０２は、マグネトロン１１と、電源回路１０と、周波数変調回路１２と、変調信号注入回路９と、アンテナ１５と、を備える。

周波数変調回路１２は、例えばＮＴＳＣ信号等の映像信号およびステレオ音声信号を入力し、それらを周波数変調した変調信号を出力する。この周波数変調回路１２は、輝度信号とクロマ信号とを合成した映像信号で映像信号搬送波を振幅変調した信号と、周波数変調したステレオ音声信号とを合成した信号である。このステレオ音声信号は、差信号で副搬送波を周波数変調した信号とパイロット信号とを和信号に多重化して周波数変調した信号である。

本実施形態では、マグネトロン１１は、自励発振周波数が５．８ＧＨｚ帯のマグネトロンである。また、アンテナ１５はホーンアンテナである。その他の構成は図１に示したものと同じである。

図７に示すように、マイクロ波受信装置２０２は、アンテナ２１と、増幅回路２２と、周波数復調回路２３と、再生出力装置２４とを備える。

アンテナ２１はホーンアンテナである。周波数復調回路２３は、増幅回路２２で増幅された受波信号を周波数変調に応じた方式で復調することで、映像信号およびステレオ音声信号を出力する。再生出力装置２４は例えばテレビ受像機である。その他の構成は図２に示したものと同じである。

図８（Ａ）は音声信号の波形図、図８（Ｂ）は映像信号の波形図、図８（Ｃ）は送信電波の周波数スペクトルを示す図である。

本実施形態で示したように、複数の信号を多重化して放送および視聴することもできる。

《第３の実施形態》
第３の実施形態では、マグネトロンのフィラメント制御によるスプリアス低減の例について示す。

図９はマグネトロンから出力されるマイクロ波の周波数スペクトルを示す図である。図９において、スペクトルＳＰ１はフィラメントの通電を遮断した状態での発振信号の周波数スペクトルであり、スペクトルＳＰ２は、フィラメントの通電を維持した状態での発振信号の周波数スペクトルである。

マイクロ波送信装置の構成は第１の実施形態で示したとおりである。その第１の実施形態で示したとおり、マグネトロンは連続発振させることができるので、マグネトロンのフィラメントの通電を遮断しても、フィラメント（カソード）の余熱によって発振は維持される。そして、発振後にフィラメントの通電を遮断することでマグネトロンの発振周波数は安定化する。このように、マグネトロンのカソードの温度が、フィラメントの通電を遮断しても電子放出可能な温度に達した後は、フィラメントの通電を遮断することで、送信されるマイクロ波のスプリアスが低減される。

このフィラメントの通電制御は、例えば図１に示した電源回路１０に設ける。例えば、フィラメント用電源出力をスイッチ制御する回路と、フィラメントへの通電開始からの経過時間が所定時間を経過したことを検出して、その出力を遮断する制御回路とを設ける。

《他の実施形態》
以上に示した実施形態では、発振周波数が２．４５ＧＨｚ帯または５．８ＧＨｚ帯のマグネトロンを用いる例を示したが、発振周波数はこれに限らない。その他の発振周波数のマグネトロンを用いることもできる。

以上に示した実施形態では、アナログ信号の周波数変調信号をマグネトロンに注入する例を示したが、搬送波周波数をデジタル信号で周波数変調または位相変調した変調信号をマグネトロンに注入することで、デジタル信号を送信するようにしてもよい。また、変調方式についても、単純な周波数変調や単純な位相変調に限らず、複数の副搬送波を用いるマルチキャリア変調であってもよい。例えば、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)（直交周波数分割多重）であってもよい。

なお、図６等に示した例では、導波管型のサーキュレータ１４とホーンアンテナ１５を用いるので、マグネトロン１１の出力部も導波管型であることが適しているが、マグネトロンに接続される回路が同軸型である場合には、そのマグネトロンの出力部の結合回路は電磁結合（ループ）型であってもよい。

《参考実施形態》
図３に示した電源回路１０は、図１、図６等に示したマイクロ波送信装置のマグネトロンに対する電源回路に限らず、既に述べた位相制御マグネトロン（PCM）方式の電源回路にも適用できる。また、放送や通信に限らず、マイクロ波加熱装置におけるマグネトロンの電源回路にも適用できる。

図１０は、PCM方式のデジタル位相変調による通信装置の構成を示す図である。この通信装置は、マイクロ波送信装置１０４とマイクロ波受信装置２０４とで構成される。マイクロ波送信装置１０４は、マグネトロン１１と、このマグネトロン１１に対する電源回路１０とを備える。基準信号発生器５は基準周波数信号を発生し、分配器６は基準周波数信号の分配信号を第１移相器７および第２移相器８へ与える。第１移相器７は送信すべき二値の情報信号に応じて、分配器６から受けた信号をBPSK変調し、ミキサ（ダブル・バランスド・ミキサ）１７にローカル信号Ｌｏとして与える。

方向性結合器１６はサーキュレータ１４から出力される送信波電力の一部を取り出してミキサ１７へＲＦ信号として与える。これにより、ミキサ１７からはＩＦ信号が出力される。このＩＦ信号のうち、ローパスフィルタ１８を通過する所定周波数帯の信号が制御回路１９へ与えられる。制御回路１９は、マグネトロン１１から出力される信号の周波数と第１移相器７から出力される信号の周波数とが一致するように第２移相器８の移相量を制御する。増幅回路１３は第２移相器８からの出力信号を増幅し、サーキュレータ１４を介してマグネトロン１１へ注入する。マグネトロン１１から出力される主電力は、サーキュレータ１４→方向性結合器１６→アンテナ１５の経路で伝播される。

マイクロ波受信装置２０４は、アンテナ２１、基準信号発生器２５、およびミキサ２６で構成される。基準信号発生器２５は基準周波数信号を発生する。アンテナ２１で受けた受信信号は、ミキサ２６で基準周波数信号と混合されることによって、情報信号に復調される。

図１１は、PCM方式のアナログ位相変調による通信装置の構成を示す図である。この通信装置は、マイクロ波送信装置１０５とマイクロ波受信装置２０５とで構成される。マイクロ波送信装置１０５は、マグネトロン１１と、このマグネトロン１１に対する電源回路１０とを備える。基準信号発生器５は基準周波数信号を発生し、分配器６は基準周波数信号の分配信号を第１移相器７および第２移相器８へ与える。第１移相器７は送信すべきアナログ信号に応じて、分配器６から受けた信号を位相変調し、ミキサ１７にローカル信号Ｌｏとして与える。

ＰＬＬ制御回路４は、ミキサ１７から出力されたＩＦ信号に基づいて、マグネトロン１１から出力される信号の周波数と第１移相器７から出力される信号の周波数とが一致するように第２移相器８の移相量を制御する。その他の構成と作用は図１０に示したものと同じである。

マイクロ波受信装置２０５は、アンテナ２１、基準信号発生器２５、ミキサ２６、およびローパスフィルタ２７で構成される。基準信号発生器２５は基準周波数信号を発生する。アンテナ２１で受けた受信信号は、ミキサ２６で基準周波数信号と混合され、ローパスフィルタ２７で不要周波数帯が除去されることによって、アナログ信号に復調される。

図１０、図１１のいずれの通信装置においても、電源回路１０には、図３に示した全波倍電圧整流回路を備える電源回路を用いることができる。

図１２は、PCM方式のマイクロ波加熱装置の構成を示す図である。このマイクロ波加熱装置は、基準信号発生器５と、複数の位相制御マグネトロン１１０Ａ，１１０Ｂ・・・１１０Ｎと、合成器１１１と、加熱空間とを備えている。

位相制御マグネトロン１１０Ａ，１１０Ｂ・・・１１０Ｎの出力は合成器１１１で電力合成されて、加熱空間内にマイクロ波が照射され、加熱空間内の被加熱物がマイクロ波加熱される。

上記位相制御マグネトロン１１０Ａ，１１０Ｂ・・・１１０Ｎの構成は同じである。図１３は上記位相制御マグネトロン１１０Ａ，１１０Ｂ・・・１１０Ｎのうち一つの位相制御マグネトロン１１０の構成を示す図である。この位相制御マグネトロン１１０は、マグネトロン１１と、このマグネトロン１１に対する電源回路１０とを備える。分配器６は外部から与えられる基準信号を分配してミキサ１７へローカル信号Ｌｏとして与える。また、移相器８へ基準信号を与える。

ＰＬＬ制御回路４は、ミキサ１７から出力されたＩＦ信号に基づいて、マグネトロン１１から出力される信号の周波数と基準信号の周波数とが一致するように移相器８の移相量を制御する。その他の構成と作用は図１１に示したものと同じである。

このようなマイクロ波加熱装置におけるマグネトロンの電源回路１０にも、図３に示した全波倍電圧整流回路を備える電源回路を用いることができる。

Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１０，Ｃ２０…コンデンサ
Ｌ…インダクタ
Ｎ１…１次巻線
Ｎ２１…第１の２次巻線
Ｎ２２…第２の２次巻線
Ｓｉ…注入信号
Ｓｏ…発振出力信号
Ｔ…トランス
ＶＤＲ…全波倍電圧整流回路
４…ＰＬＬ制御回路
５…基準信号発生器
６…分配器
７…第１移相器
８…第２移相器、移相器
９…変調信号注入回路
１０…電源回路
１１…マグネトロン
１２…変調回路，周波数変調回路
１３…増幅回路
１４…サーキュレータ
１５…アンテナ
１６…方向性結合器
１７…ミキサ
１８…ローパスフィルタ
１９…制御回路
２１…アンテナ
２２…増幅回路
２３…復調回路，周波数復調回路
２４…再生出力装置
２５…基準信号発生器
２６…ミキサ
２７…ローパスフィルタ
１０１，１０２，１０４，１０５…マイクロ波送信装置
１１０Ａ，１１０Ｂ・・・１１０Ｎ…位相制御マグネトロン
１１１…合成器
２０１，２０２，２０４，２０５…マイクロ波受信装置

Claims (4)

1. マイクロ波を自励発振するマグネトロンと、
   前記マグネトロンに対して電源電圧を印加する電源回路と、
   送信信号を周波数変調または位相変調して変調信号を発生する変調回路と、
   前記変調信号を前記マグネトロンに注入して、前記マグネトロンの発振を前記変調信号に注入同期させる変調信号注入回路と、
   前記マグネトロンからの出力波を送信するアンテナと、
   を備えるマイクロ波送信装置。
2. 前記変調信号注入回路は、
   前記変調信号を増幅する増幅回路と、
   前記増幅回路の出力信号を前記マグネトロンへ注入し、前記マグネトロンからの出力波を前記アンテナへ導くサーキュレータと、
   を備える、請求項１に記載のマイクロ波送信装置。
3. 前記変調回路は、映像信号と音声信号を多重化した信号で前記送信信号を変調する回路である、請求項１または２に記載のマイクロ波送信装置。
4. 前記電源回路は、
   １次側に入力される商用電源電圧を昇圧して２次側へ出力するトランスと、
   前記トランスの２次側に接続された、２つのダイオードおよび２つのコンデンサを有する全波倍電圧整流回路と、
   前記全波倍電圧整流回路の出力に直列接続されたインダクタと、
   で構成される、請求項１から３のいずれかに記載のマイクロ波送信装置。

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