JP2944361B2 - 導波管 - Google Patents

導波管

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JP2944361B2
JP2944361B2 JP5117617A JP11761793A JP2944361B2 JP 2944361 B2 JP2944361 B2 JP 2944361B2 JP 5117617 A JP5117617 A JP 5117617A JP 11761793 A JP11761793 A JP 11761793A JP 2944361 B2 JP2944361 B2 JP 2944361B2
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waveguide
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flexible waveguide
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flexible
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秀樹 古林
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/12Hollow waveguides
    • H01P3/14Hollow waveguides flexible

Landscapes

  • Waveguides (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電磁波の伝送媒体である
導波管に係り、特に衛星等に搭載しても十分に耐え得る
機械的強度を有するミリ波周波数帯以上の導波管に関す
る。
【0002】
【従来の技術】衛星に搭載される装置類は、地上で使用
されるものとは異なり、ロケット打ち上げ時の振動や切
り離し時の衝撃などに十分耐え得る強度が必要である。
一般にランダム波振動レベル19.6grmsに耐え得
る機械的強度が必要であるとされている。このために、
電波の伝送媒体である導波管においても可撓性のあるフ
レキシブル導波管が使用される。
【0003】図10及び図11に、従来の組立フレキシ
ブル導波管の斜視図及びその断面図を例示する。
【0004】図示するように、組立フレキシブル導波管
は、フレキシブル導波管101と、その両端に接続され
た矩形導波管102及び103と導波管フランジ104
及び105と、から構成される。この従来例では周波数
帯26.5〜40GHzで使用される導波管を例示して
おり、導波管の寸法は、長径a=7.1mm、短径b=
3.55mmである。
【0005】ところで、導波管の口径は伝送周波数が高
くなるほど小さくなる。例えば、従来例のように周波数
帯26.5〜40GHzでは寸法は7.1mm×3.5
5mmであるが、周波数帯が40GHz以上になると長
径及び短径は5.7mm×2.85mm以下の小さな口
径寸法となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように衛星に搭載するフレキシブル導波管には、ラン
ダム波振動レベル19.6grmsに耐え得る機械的強
度が必要である。
【0007】従って、40GHzを超えるミリ波帯で使
用されるフレキシブル導波管を衛星に搭載しようとすれ
ば、小さな口径で且つ十分な機械的強度を有するフレキ
シブル導波管を実現するか、あるいは十分な機械的強度
を有する大きな寸法の導波管をそのままミリ波周波数帯
に使用することになる。
【0008】しかしながら、ミリ波周波数帯に対応する
小さな口径寸法を有し、且つ衛星搭載に十分な機械的強
度を有するフレキシブル導波管を製造することは極めて
困難であり、現在までそのような導波管は実現していな
い。
【0009】また、従来の組立フレキシブル導波管を4
0GHz以上のミリ波周波数帯で使用すると、図12に
示すように、43GHz以上の周波数で電波の通過損失
及び帯域幅200MHzの通過損失偏差が大きくなり使
用できなくなる。具体的な測定結果によれば、通過損失
1.5dB、帯域幅200MHzの通過損失偏差1.3
dBであった。
【0010】一般に組立フレキシブル導波管に要求され
る性能は、通過損失が0.5dB以下、帯域幅200M
Hzの通過損失偏差が0.2dB以下であるから、ミリ
波周波数帯における従来の組立フレキシブル導波管の性
能は大きく劣っており、実用に共することができない。
【0011】そこで、本発明の目的は、高い周波数帯に
おいても十分な伝搬性能を有し、且つ衛星等に搭載して
も十分に耐え得る機械的強度を有する導波管を提供する
ことにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明による導波管は、
相対的に低い周波数帯の伝送に使用される導波管部にイ
ンピーダンス整合をとるためのスタブ回路部を直列接続
したことを特徴とする。
【0013】又は、予め定められた周波数帯以下の電磁
波を伝送するための主導波管部と、その両端に接続され
た矩形導波管と、からなる組立導波管において、少なく
とも一方の前記矩形導波管の少なくとも一方の長径部分
に間隙を形成し、その間隙を伸ばした内部空間形状を有
するスタブ回路部を設けたことを特徴とする。
【0014】望ましくは、フレキシブル導波管部と、そ
の両端に接続された矩形導波管部と、からなる組立フレ
キシブル導波管において、前記フレキシブル導波管部は
希望周波数、例えば40GHz帯以下の電磁波伝送に適
した口径寸法を有し、更に、前記矩形導波管部の少なく
とも一方には前記フレキシブル導波管部に直列接続され
たスタブ回路部が設けられている。
【0015】
【作用】低い周波数帯、例えば40GHz以下の周波数
帯の導波管は口径寸法が大きいために衛星搭載用として
も十分な機械的強度を有する。その導波管にスタブ回路
部を直列接続することで前記導波管のインピーダンスが
改善され、40GHz以上のミリ波周波数帯においても
十分な伝搬性能を達成することができる。
【0016】例えば、前記スタブ回路部を設けていない
従来のフレキシブル導波管をミリ波帯で使用すると通過
損失1.5dB、帯域幅200MHzの通過損失偏差
1.3dBであったのに対し、本発明によるスタブ回路
部を有するものでは、それぞれ0.3dB及び0.0d
Bとなり、大幅に改善された。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
【0018】図1は本発明の第1実施例である組立フレ
キシブル導波管の一部破断斜視図、図2は図1における
A−A断面図である。
【0019】図1に示すように、フレキシブル導波管1
の両端には、スタブ回路部6および7を介して矩形導波
管2及び3と導波管フランジ4及び5とがそれぞれ接続
されている。このフレキシブル導波管1は30GHz帯
での使用に適した寸法を有するものである。
【0020】なお、図1におけるスタブ回路部7の一部
は説明のために破断されて示されている。
【0021】スタブ回路部6及び7は、図2に示すよう
に、矩形導波管2及び3の長径部分に形成された間隙を
矩形導波管と直交する方向に伸ばし、先端部を短絡させ
た構造を有している。従って、その内部空間6g及び7
gは、それぞれ矩形導波管2及び3の管内とわずかな間
隙を介して通じている。
【0022】スタブ回路部6及び7の内部空間6g及び
7gの長さLは矩形導波管2及び3の長径部分の内壁か
ら内部空間先端部までの距離として定義され、導波管を
通過する管内波長λgの1/4に選ばれる。
【0023】但し、L=(n/2+1/4)λg (た
だしnは整数)としても同様である。ここでは、一例と
して、間隙d=0.2mm、L=4.3mmである。
【0024】図3は本実施例の等価回路図である。
【0025】同図に示すように、上記のような構造を有
するスタブ回路部6及び7は、フレキシブル導波管1に
対して直列に接続された回路を構成する。
【0026】スタブ回路部のインピーダンスは低インピ
ーダンスであり、間隙d=0.2mm、高さL=4.3
mmとした場合、スタブ回路部のインピーダンスZg
は、0.070×Zoで表される。ここでZoは導波管
規格化インピーダンスである。
【0027】図4は、図3におけるスタブ回路部単体の
反射減衰量特性(Return loss)を示すグラフである。
【0028】同図に示すように、スタブ回路の反射減衰
量は、43.8GHzにおいて−70dB、42〜44
GHzの範囲では−43dB以下となっており、インピ
ーダンス整合が十分に行われることを示している。
【0029】このスタブ回路のインピーダンス整合改善
特性がフレキシブル導波管で発生する寄生リアクタンス
を補償していると考えられる。従って、スタブ回路をフ
レキシブル導波管に直列接続することにより、次に示す
ように導波管の通過損失特性を大幅に改善することがで
きる。
【0030】図5は、本実施例の通過損失特性を示すグ
ラフである。
【0031】同図に示すように、従来43.3GHz及
び43.5GHz付近に発生していた通過損失特性の劣
化現象(図12参照)が本発明によって消滅しているこ
とが分かる。本実施例では、通過損失0.3dB、帯域
幅200MHzの通過損失偏差0.0dBであり、上述
したフレキシブル導波管の要求性能を十分満足してい
る。
【0032】このように、フレキシブル導波管に発生す
る不要モードをスタブ回路部により抑圧することができ
るために、例えば30GHz帯で機械的強度の高いフレ
キシブル導波管を用いて、より高い周波数帯、例えば4
0GHz以上のミリ波周波数帯で使用可能な導波路を実
現することが可能となる。
【0033】図6は、本発明の第2実施例の組立フレキ
シブル導波管の断面図である。
【0034】本実施例では、一方の矩形導波管3のみに
スタブ回路部7が設けられている。このように構成して
も、フレキシブル導波管部1に直列に接続されているこ
とで、フレキシブル導波管1の不要モードを抑圧するこ
とができる。
【0035】図7は、本発明の第3実施例の断面図であ
る。
【0036】同図に示すように、矩形導波管2及び3の
2つの長径部分にそれぞれスタブ回路部6及び7と8及
び9とを設けても同様の効果を得ることができる。
【0037】また、図8に示すように、本発明の第4実
施例として、スタブ回路部10及び11を折り曲げて矩
形導波管2及び3の表面と平行に形成しても同様の効果
が得られる。本実施例では、スタブ回路部が突出してい
ないことによる利点がある。
【0038】図9は、本発明の第5実施例の断面図であ
る。
【0039】本実施例では、先端部が開放されたスタブ
回路部12及び13を設けている。この場合、スタブ回
路部の長さLは、L=1/2×λg×n (nは整数)
に選ばれる。図3で示すように長さλg/4で先端を短
絡した回路と、本実施例のようにλg/2で先端を開放
した回路とが等価になるからである。
【0040】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る導波管は、相対的に低い周波数帯の伝送に使用される
導波管部にインピーダンス整合をとるためのスタブ回路
部を直列接続することによって、衛星搭載用としても十
分な機械的強度が得られ、且つ前記導波管のインピーダ
ンス特性が改善されてより高い周波数帯、例えば40G
Hz以上のミリ波周波数帯においても十分な伝搬性能を
達成することができる。
【0041】伝搬性能に関して、前記スタブ回路部を設
けていない従来の導波管をミリ波帯で使用すると通過損
失1.5dB、帯域幅200MHzの通過損失偏差1.
3dBであったのに対し、本発明によるスタブ回路部を
有するものでは、それぞれ0.3dB及び0.0dBと
なり、大幅に改善された。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である組立フレキシブル導
波管の一部破断斜視図
【図2】図1におけるA−A断面図
【図3】第1実施例の等価回路図
【図4】図3におけるスタブ回路部単体の反射減衰量特
性(Return loss)を示すグラフ
【図5】第1実施例の周波数に対する通過損失特性を示
すグラフ
【図6】本発明の第2実施例の断面図
【図7】本発明の第3実施例の断面図
【図8】本発明の第4実施例の断面図
【図9】本発明の第5実施例の断面図
【図10】従来の組立フレキシブル導波管の一部破断斜
視図
【図11】図10におけるA−A断面図
【図12】従来例における周波数に対する通過損失特性
を示すグラフ
【符号の説明】
1 フレキシブル導波管 2 矩形導波管 3 矩形導波管 4 導波管フランジ 5 導波管フランジ 6 先端部が短絡されたスタブ回路部 7 先端部が短絡されたスタブ回路部 8 先端部が短絡されたスタブ回路部 9 先端部が短絡されたスタブ回路部 10 先端部が短絡されたスタブ回路部 11 先端部が短絡されたスタブ回路部 12 先端部が開放されたスタブ回路部 13 先端部が開放されたスタブ回路部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フレキシブル導波管部と、その両端に接続
    された矩形導波管部と、からなる組立フレキシブル導波
    管において、 前記フレキシブル導波管部は予め定められた周波数帯以
    下の電磁波伝送に適した口径寸法を有し、 前記矩形導波管部は前記周波数帯以上の電磁波伝送に適
    した口径寸法を有し、 前記両端の矩形導波管部のうち少なくとも一方は、前記
    フレキシブル導波管部に直列接続されることで前記周波
    数帯以上の帯域でインピーダンス整合をとるスタブ回路
    部を有する、 ことを特徴とする希望周波数帯以上の電磁波伝送に適し
    た組立フレキシブル 導波管。
JP5117617A 1993-04-22 1993-04-22 導波管 Expired - Lifetime JP2944361B2 (ja)

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Legal Events

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Effective date: 19960827