JP2612125B2 - マイクロ波回路装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波回路装置
に関し、特にその増幅素子への直流電源の供給の改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は例えば特開昭６２−２９２０２
号公報に示された従来のマイクロ波回路装置を示す側面
図、図１５はそのＡ−Ａ線断面図である。図において、
１は管内が短絡隔壁でマイクロ波の入力側と出力側とに
仕切られた導波管であり、２，３はこの導波管１の短絡
隔壁で仕切られた各管内に、その上面にあけられた貫通
孔にて直流的に絶縁された形で挿入される金属棒であ
る。４は導波管１の上面に密着して配置された金属ケー
スで、５はそのベースプレート、６はケースカバーであ
り、ベースプレート５には前記導波管１の貫通孔に連通
して、前記金属棒２または３が貫通する貫通孔があけら
れている。

【０００３】７，８はそれぞれが誘電体基板の上面に上
面導体、下面に下面導体を有し、この金属ケース４内に
配置された平行平板回路であり、それぞれの下面導体は
金属ケース４のベースプレート５に密着し、上面導体は
金属棒２あるいは３の一方の端部に接続されている。９
はマイクロ波入力端子１０、マイクロ波出力端子１１お
よび入出力共通端子を備えて金属ケース４内に配置され
た、増幅素子としての電界効果トランジスタ（以下、Ｆ
ＥＴという）であり、そのマイクロ波入力端子（ゲート
端子）１０は平行平板回路７の上面導体に、マイクロ波
出力端子（ドレイン端子）１１は平行平板回路８の上面
導体にそれぞれ接続されており、入出力共通端子（ソー
ス端子）である金属容器は金属ケース４のベースプレー
ト５に密着している。１２はこれら金属棒２，３、金属
ケース４、平行平板回路７，８、およびＦＥＴ９にて構
成されるマイクロ波増幅器モジュールである。

【０００４】また、図１６はＦＥＴ９へのバイアス用の
直流電源の供給方法を示す斜視図である。図において、
１３および１４は平行平板回路７あるいは平行平板回路
７の上面導体より、マイクロ波の通過を阻止して直流の
みを伝達するように導出されたバイアス供給回路であ
り、１５は同図には表れない金属ケース４のケースカバ
ー６を電気的に絶縁されて貫通するバイアス端子と、こ
れら各バイアス供給回路１３，１４との間を接続し、そ
れらにゲートバイアス電圧、あるいはドレインバイアス
電圧を供給するリード線である。

【０００５】次に動作について説明する。マイクロ波信
号は、第１５図の導波管１の左側から入力され、導波管
１の貫通孔と金属棒２、並びに平行平板回路７から構成
される導波管−同軸−平行平板回路変換器により、ＦＥ
Ｔ９のゲート端子１０とそのソース端子である金属容器
との間に入力される。ＦＥＴ９で増幅されたマイクロ波
信号はＦＥＴ９のドレイン端子１１とその金属容器との
間から出力され、平行平板回路８と金属棒３、並びに導
波管１の貫通孔から構成される平行平板回路−同軸−導
波管変換器により導波管１の右側から出力される。

【０００６】なお、このＦＥＴ９に供給されるゲートバ
イアス電圧とドレインバイアス電圧は、金属ケース４の
ケースカバー６を電気的に絶縁されて貫通するバイアス
端子よりリード線１５を介して、マイクロ波の通過を阻
止して直流のみを伝達するバイアス供給回路１３あるい
は１４に送られ、平行平板回路７あるいは８の上面導体
を経てＦＥＴ９のゲート端子１０あるいはドレイン端子
１１に伝達される。ここで、このようなバイアス供給回
路１３および１４は一般に、マイクロ波を完全に遮断す
ることが困難であるため、マイクロ波に対する損失があ
る程度は発生する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロ波回路
装置は以上のように構成されているので、ＦＥＴ９のゲ
ート端子１０とドレイン端子１１にバイアス電圧を供給
するために、平行平板回路７，８内にマイクロ波の通過
を阻止し、かつ直流のみを通すバイアス供給回路１３，
１４を組み込む必要があり、マイクロ波に対する損失も
多くなるばかりか、その構造も複雑なものとなり、さら
に導波管１にマイクロ波増幅器モジュール１２を取り付
けるため、その放熱が困難であるなどの問題点があっ
た。

【０００８】請求項１に記載の発明は、上記のような問
題点を解消するためになされたものであり、増幅素子へ
の直流電源の供給が簡単で、マイクロ波に対する損失も
小さなマイクロ波回路装置を得ることを目的とする。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、さらにそ
のマイクロ波増幅器モジュールの放熱を効率よく行える
マイクロ波回路装置を得ることを目的とする。

【００１０】さらに、請求項３に記載の発明は、製造
性、保守性にも優れたマイクロ波回路装置を得ることを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係るマイクロ波回路装置は、短絡隔壁によってマイクロ
波の入力側と出力側とに仕切られた導波管の各管内に導
入された金属棒に代えて、導波管とは直流的に絶縁され
た形で、導波管の前記各管内を貫通するように配置され
た同軸−導波管変換導体を用い、その一端をマイクロ波
接続端子としてマイクロ波増幅器モジュールの平行平板
回路の上面導体に接続し、他端を直流電源供給端子とし
て導波管の外部に突出させたものである。

【００１２】また、請求項２に記載の発明に係るマイク
ロ波回路装置は、導波管のマイクロ波増幅器モジュール
の金属ケースの底面密着側の板厚を厚くするとともに、
その放熱面積を増加させたものである。

【００１３】さらに、請求項３に記載の発明に係るマイ
クロ波回路装置は、同軸−導波管変換導体を分割し、そ
の接続部をコネクタ構造としたものである。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の発明における同軸−導波管変
換導体は、短絡隔壁によってマイクロ波の入力側と出力
側とに仕切られた導波管の各管内を貫通し、一端をマイ
クロ波接続端子としてマイクロ波増幅器モジュールの平
行平板回路の上面導体との接続を行い、他端を直流電源
供給端子として導波管の外部に突出させて、バイアス用
の直流電源を当該同軸−導波管変換導体の直流電源供給
端子側に接続し、そのマイクロ波接続端子側を経て平行
平板回路の上面導体より増幅素子に供給することによ
り、増幅素子への直流電源の供給が簡単で、マイクロ波
に対する損失も小さいマイクロ波回路装置を実現する。

【００１５】また、請求項２に記載の発明におけるマイ
クロ波回路装置は、マイクロ波増幅器モジュールの金属
ケースの底面を導波管に密着させ、導波管の金属ケース
密着側の板厚を厚くして、さらにその放熱面積も増加さ
せることにより、マイクロ波増幅器モジュールの放熱も
効率よく行えるマイクロ波回路装置を実現する。

【００１６】さらに、請求項３に記載の発明における同
軸−導波管変換導体は、コネクタ構造によって分割可能
とすることにより、製造性および保守性にも優れたマイ
クロ波回路装置を実現する。

【００１７】

【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例を図につ
いて説明する。図１は請求項１および３に記載した発明
の一実施例を示す平面図であり、図２はそのＢ−Ｂ線断
面図、図３は側面図である。図において、４は金属ケー
ス、５はベースプレート、６はケースカバー、７，８は
平行平板回路、９は増幅素子としてのＦＥＴ、１０はそ
のマイクロ波入力端子としてのゲート端子、１１は同じ
くマイクロ波出力端子としてのドレイン端子、１２はマ
イクロ波増幅器モジュールであり、図１４および図１５
に同一符号を付した従来のそれらと同一、あるいは相当
部分であるため詳細な説明を省略する。

【００１８】また、１６は熱伝導率を考慮して充分な板
厚を持たせた金属板であり、１７はこの金属板１６とと
もに、短絡隔壁によってマイクロ波の入力側と出力側と
に仕切られた導波管を形成する導波管ブロックである。
１８，１９は金属板１６と導波管ブロック１７とで形成
される導波管の各管内を貫通して両端をその導波管の外
部に突出させた、従来の金属棒２，３に代わる同軸−導
波管変換導体であり、その上端はマイクロ波接続端子と
して前記平行平板回路７あるいは８の上面導体に直流的
にもマイクロ波的にも接続されており、下端は直流電源
供給端子として作用して、ゲートバイアス電圧あるいは
ドレインバイアス電圧が供給される。

【００１９】２０は誘電体にて形成され、同軸−導波管
変換導体１８，１９の上端部を保持してそれを金属ケー
ス４のベースプレート５から絶縁する保持部材である。
２１は誘電体にて形成されてフランジ部を有し、同軸−
導波管変換導体１８，１９の下端部を保持してそれを導
波管ブロック１７から絶縁する保持部材、２２はこの保
持部材２１を押さえる金属製の押え金具であり、これら
保持部材２１、押え金具２２、および導波管ブロック１
７にあけられたそれらを挿入するための穴によって、マ
イクロ波の洩れを阻止するチョーク部が形成されてい
る。

【００２０】また、２３はこの金属板１６と導波管ブロ
ック１７とで構成される導波管に結合される導波管側か
らみたインピーダンスの調整のための調整ネジであり、
２４は放熱面積を増加させるために金属板１６に密着し
て取り付けられた放熱フィンである。

【００２１】次に動作について説明する。金属板１６と
導波管ブロック１７とで構成された導波管に、図２の左
側より入力されたマイクロ波信号は、金属板１６と導波
管ブロック１７による導波管、並びに同軸−導波管変換
導体１８と保持部材２０および２１で形成される同軸−
導波管変換器を通して、ＦＥＴ９のゲート端子１０と金
属容器の間に入力されて増幅される。このＦＥＴ９で増
幅されたマイクロ波信号は、ＦＥＴ９のドレイン端子１
１と金属容器の間より出力され、金属板１６と導波管ブ
ロック１７による導波管、並びに同軸−導波管変換導体
１９と保持部材２０および２１で形成される同軸−導波
管変換器を通して、図２の前記導波管の右側より出力さ
れる。

【００２２】ここで、図２の同軸−導波管変換導体１８
と押え金具２２との間にＦＥＴ９のゲートバイアス電圧
を印加し、同軸−導波管変換導体１９と押え金具との間
にＦＥＴ９のドレインバイアス電圧を印加してやれば、
それぞれ同軸−導波管変換導体１８、平行平板回路７の
上面導体を経てＦＥＴ９のゲート端子１０に、また同軸
−導波管変換導体１９、平行平板回路８の上面導体を経
てＦＥＴ９にゲートバイアス電圧とドレインバイアスに
電圧を供給することが可能となるので、図１６に示すよ
うにマイクロ波に対する損失の大きいバイアス供給回路
１３，１４を平行平板回路７，８上に設ける必要がなく
なる。その結果、平行平板回路７，８は単純な回路構成
とすることが可能となり、マイクロ波に対する損失も少
なくすることができる。

【００２３】また増幅器モジュール１２は金属カバー４
で完全にシールドされることとなるので、マイクロ波の
洩れ電力を微小にすることが可能となり、かつ導波管部
分の外に突出している同軸−導波管変換導体１８、１９
からのマイクロ波の洩れ電力は保持部材２１、押え金具
２２および導波管ブロック１７にあけられた穴によるチ
ョークによって阻止することができる。

【００２４】さらに、金属板１６の板厚は厚くしてあ
り、熱伝導の良い材料を使用するとともに、放熱フィン
２４を密着して取り付ける構造にすることで、マイクロ
波増幅器モジュール１２の放熱を効率良く行うことがで
きる。

【００２５】なお、調整ネジ２３は、これに結合される
導波管側からみたインピーダンスを調整するためのもの
で、特に多段結合等を行う場合に有効である。

【００２６】実施例２．なお上記実施例では、金属板１
６と導波管ブロック１７による導波管、並びに同軸−導
波管変換導体１８または１９と保持部材２０および２１
で形成される同軸−導波管変換器を導波管の中心に置い
ているが、この位置は偏心させてもよく、さらに導波管
は偏平導波管でも、リッジ導波管であってもよい。

【００２７】実施例３．また、上記実施例では、マイク
ロ波増幅器モジュール１２を使用することで説明した
が、ＦＥＴ本体がマイクロ波増幅器モジュール１２と同
じ構造のものを使用してもよい。

【００２８】実施例４．さらに、上記実施例１では、同
軸−導波管変換導体１８，１９を一体形成したものを示
したが、それらをコネクタ構造で接続される２つの部分
に分割してもよい。図４は請求項２に記載したそのよう
な発明の一実施例を示す断面図、図５はその要部を拡大
して示す分解断面図で、図２と同一の部分には同一符号
を付して説明の重複をさけている。

【００２９】図において、２５は上端がマイクロ波接続
端子、下端がコネクタプラグ部となった接続導体、２６
は上端が前記接続導体２５のコネクタプラグ部が嵌合す
るコネクタジャック部、下端が直流電源供給端子となっ
た変換導体であり、同軸−導波管変換導体１８および１
９はこれら接続導体２５と変換導体２６とがそのコネク
タ構造で結合されることによって構成されている。２７
はその変換導体２６の上端部を保持してそれを金属板１
６から絶縁する、誘電体にて形成された保持部材であ
る。

【００３０】この実施例４のように、同軸−導波管変換
導体１８，１９を接続導体２５と変換導体２６とに分割
し、それらをコネクタプラグ部とコネクタジャック部と
によるコネクタ構造で着脱可能に結合することにより、
マイクロ波増幅器モジュール１２の取り付け、取り外し
が容易となって、製造性および保守性が大幅に向上す
る。なお、その動作は実施例１の場合と同様であるため
説明は省略する。

【００３１】実施例５．次にこの発明の実施例５を図６
〜図８に示す。この実施例５は実施例１を多段接続した
ものであり、ゲートバイアス電圧、ドレインバイアス電
圧等を供給する電圧供給回路３１と３２を同軸−導波管
変換導体１８，１９の直流電圧供給端子側のすぐ近くに
設けた場合を示している。なお、図中の長さ“Ｌ”は、
マイクロ波増幅器モジュール１２の入出力間の長さに応
じて変えればよい。

【００３２】実施例６．次にこの発明の実施例６を図
９、図１０に示す。この実施例６は図６〜図８に示した
実施例５に比べてより実装密度を上げたい場合に有効で
ある。

【００３３】実施例７．次にこの発明の実施例７を図１
１に示す。この実施例７は図９、図１０に示した実施例
６に比べて、マイクロ波増幅器モジュール１２の入出力
間の距離が長くなった場合に有効である。

【００３４】実施例８．次にこの発明の実施例８を図１
２に示す。この実施例８は導波管の出力方向θを変えた
い場合に有効である。

【００３５】実施例９．次にこの発明の実施例９を図１
３に示す。この実施例９は２個のマイクロ波増幅器モジ
ュール１２の出力電力を合成する場合に有効である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、短絡隔壁によってマイクロ波の入力側と出力側
とに仕切られた導波管の各管内に同軸−導波管変換導体
を貫通させ、その一端をマイクロ波接続端子としてマイ
クロ波増幅器モジュールの平行平板回路の上面導体に接
続し、他端を直流電源供給端子として導波管の外部に突
出させるように構成したので、増幅素子のバイアス用直
流電源は当該同軸−導波管変換導体の直流電源供給端子
側より供給でき、平行平板回路にバイアス供給回路が不
要となって、増幅素子への直流電源の供給が簡単で、マ
イクロ波に対する損失も小さなマイクロ波回路装置が得
られる効果がある。

【００３７】また、請求項２に記載の発明によれば、マ
イクロ波増幅器モジュールの金属ケース底面を導波管に
密着させ、導波管の金属ケース密着側の板厚を厚くする
とともに、その放熱面積も増加させるように構成したの
で、さらに、マイクロ波増幅器モジュールの放熱が効率
よく行える効果がある。

【００３８】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
同軸−導波管変換導体を分割し、それをコネクタ構造に
よって着脱自在に結合するように構成したので、さら
に、製造性および保守性が向上する効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す平面図である。

【図２】そのＢ−Ｂ線断面図である。

【図３】その側面図である。

【図４】この発明の実施例４を示す断面図である。

【図５】その要部を示す分解断面図である。

【図６】この発明の実施例５を示す平面図である。

【図７】その正面図である。

【図８】その底面図である。

【図９】この発明の実施例６を示す平面図である。

【図１０】その正面図である。

【図１１】この発明の実施例７を示す平面図である。

【図１２】この発明の実施例８を示す平面図である。

【図１３】この発明の実施例９を示す平面図である。

【図１４】従来のマイクロ波回路装置を示す側面図であ
る。

【図１５】そのＡ−Ａ線断面図である。

【図１６】その増幅素子へのバイアス用直流電源の供給
方法を示す斜視図である。

【符号の説明】

４ 金属ケース ７，８ 平行平板回路 ９ 増幅素子（ＦＥＴ） １０ マイクロ波入力端子（ゲート端子） １１ マイクロ波出力端子（ドレイン端子） １６ 金属板（導波管） １７ 導波管ブロック（導波管） １８，１９ 同軸−導波管変換導体

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管内が短絡隔壁によってマイクロ波の入
   力側と出力側とに仕切られた導波管と、前記導波管とは
   直流的に絶縁された形で、前記導波管の前記短絡隔壁で
   仕切られた各管内を貫通するように配置され、一端が直
   流電源供給端子として、他端がマイクロ波接続端子とし
   て前記導波管の外部に突出している同軸−導波管変換導
   体と、前記導波管と直流的に接続された形で、その前記
   同軸−導波管変換導体のマイクロ波接続端子側が突出し
   ている面に配置され、前記各同軸−導波管変換導体のマ
   イクロ波接続端子側が直流的に絶縁された形で導入され
   る金属ケースと、前記金属ケース内に配置されて、それ
   ぞれの上面導体が前記同軸−導波管変換導体のマイクロ
   波接続端子側に、下面導体が前記金属ケースに接続され
   た平行平板回路と、前記金属ケース内に配置されて、そ
   のマイクロ波入力端子が一方の前記平行平板回路の上面
   導体に、マイクロ波出力端子が他方の前記平行平板回路
   の上面導体に、入出力共通端子が前記金属ケースにそれ
   ぞれ接続された増幅素子とを備えたマイクロ波回路装
   置。
2. 【請求項２】 前記金属ケースの底面を前記導波管の前
   記同軸−導波管変換導体のマイクロ波接続端子側が突出
   している面に密着させ、前記導波管の前記金属ケース密
   着側の板厚を厚くするとともに、その放熱面積を増加さ
   せたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波回路
   装置。
3. 【請求項３】 前記同軸−導波管変換導体を分割し、分
   割された前記同軸−導波管変換導体の各部材の接続部
   を、着脱可能なコネクタ構造としたことを特徴とする請
   求項１または２に記載のマイクロ波回路装置。