JP3134950B2 - 円形導波管−同軸線路変換器 - Google Patents
円形導波管−同軸線路変換器Info
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- JP3134950B2 JP3134950B2 JP03243197A JP24319791A JP3134950B2 JP 3134950 B2 JP3134950 B2 JP 3134950B2 JP 03243197 A JP03243197 A JP 03243197A JP 24319791 A JP24319791 A JP 24319791A JP 3134950 B2 JP3134950 B2 JP 3134950B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＴＥ11モードの電磁波
を伝送する円形導波管に互いの中心軸を一致せしめて同
軸線路を接合し、同同軸線路にＴＥＭモードの電磁波と
して伝播せしめる変換器に関する。
を伝送する円形導波管に互いの中心軸を一致せしめて同
軸線路を接合し、同同軸線路にＴＥＭモードの電磁波と
して伝播せしめる変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に示すように、ＴＥ11モードの電磁
波を伝送する円形導波管20の一端を終端し（21）、同終
端面より開口側に同電磁波の四分の一波長の奇数倍の位
置に同円形導波管20の中心軸と直交せしめた同軸線路22
を接合する。前記同軸線路22の中心導体23を前記円形導
波管20内に延長挿入し、同中心導体23と平行なＴＥ11モ
ードの電界と結合せしめ、同円形導波管20のＴＥ11モー
ドの電磁波を同同軸線路23のＴＥＭモードの電磁波に変
換するものであった。
波を伝送する円形導波管20の一端を終端し（21）、同終
端面より開口側に同電磁波の四分の一波長の奇数倍の位
置に同円形導波管20の中心軸と直交せしめた同軸線路22
を接合する。前記同軸線路22の中心導体23を前記円形導
波管20内に延長挿入し、同中心導体23と平行なＴＥ11モ
ードの電界と結合せしめ、同円形導波管20のＴＥ11モー
ドの電磁波を同同軸線路23のＴＥＭモードの電磁波に変
換するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】互いに中心軸の直交す
る円筒管を精度よく接合するものは製作が容易でなく、
高精度の加工は複雑な加工手順を要するため、生産性が
悪く、高価になるものであった。本発明はＴＥ11モード
の電磁波を伝送する円形導波管とＴＥＭモードの電磁波
を伝送する同軸線路を同軸に接合し、製作の容易な変換
器とする手段を提供するものである。
る円筒管を精度よく接合するものは製作が容易でなく、
高精度の加工は複雑な加工手順を要するため、生産性が
悪く、高価になるものであった。本発明はＴＥ11モード
の電磁波を伝送する円形導波管とＴＥＭモードの電磁波
を伝送する同軸線路を同軸に接合し、製作の容易な変換
器とする手段を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】ＴＥ11モードの電磁波を
伝送する円形導波管の一端に、同電磁波の周波数より高
い遮断周波数となる管内内径および中心導体直径を有す
る同軸線路を互いの中心軸を一致せしめて接合し、同接
合面近傍にＴＥ11モードの電界に垂直となる直径を含む
面までの管内断面の半分を遮蔽する遮蔽板を同同軸線路
の中心導体に接着する。
伝送する円形導波管の一端に、同電磁波の周波数より高
い遮断周波数となる管内内径および中心導体直径を有す
る同軸線路を互いの中心軸を一致せしめて接合し、同接
合面近傍にＴＥ11モードの電界に垂直となる直径を含む
面までの管内断面の半分を遮蔽する遮蔽板を同同軸線路
の中心導体に接着する。
【０００５】
【作用】円形導波管10におけるＴＥ11モードの電界分布
は図２（ａ）に示す如く同円形導波管10の中心軸に対し
て反対称であり、一方同軸線路12のＴＥＭモードの電界
分布同図（ｃ）に示す如く同同軸線路12の中心軸に対し
て対称に分布する。前記円形導波管10の管内断面のＴＥ
11モード電界に垂直となる直径で区分する空間の一方の
電界分布は、前記同軸線路12のＴＥＭモード電界分布に
類似し、他方の電界分布は同ＴＥＭモードのそれとは電
界の向きが反対になっている。
は図２（ａ）に示す如く同円形導波管10の中心軸に対し
て反対称であり、一方同軸線路12のＴＥＭモードの電界
分布同図（ｃ）に示す如く同同軸線路12の中心軸に対し
て対称に分布する。前記円形導波管10の管内断面のＴＥ
11モード電界に垂直となる直径で区分する空間の一方の
電界分布は、前記同軸線路12のＴＥＭモード電界分布に
類似し、他方の電界分布は同ＴＥＭモードのそれとは電
界の向きが反対になっている。
【０００６】従って前記円形導波管10の管内断面のＴＥ
11モード電界に垂直となる直径で区分する電界の半分を
遮蔽することにより、図２（ｂ）に示す如く同円形導波
管10のＴＥ11モードの電磁波を同円形導波管10に同軸に
接合した同軸線路12にＴＥＭモードの電磁波として伝播
せしめることができる。しかし、前記同軸線路12のＴＥ
11モードの電磁波に対する遮断周波数が伝送する電磁波
の周波数より低いものであれば、前記遮蔽板13の同同軸
線路12側には、同同軸線路12の中心導体12a を介して非
遮蔽側の電界と同方向の電界および／または反対方向の
電界が発生する。
11モード電界に垂直となる直径で区分する電界の半分を
遮蔽することにより、図２（ｂ）に示す如く同円形導波
管10のＴＥ11モードの電磁波を同円形導波管10に同軸に
接合した同軸線路12にＴＥＭモードの電磁波として伝播
せしめることができる。しかし、前記同軸線路12のＴＥ
11モードの電磁波に対する遮断周波数が伝送する電磁波
の周波数より低いものであれば、前記遮蔽板13の同同軸
線路12側には、同同軸線路12の中心導体12a を介して非
遮蔽側の電界と同方向の電界および／または反対方向の
電界が発生する。
【０００７】一般に円形導波管の半径をＲ1 (mm)とする
と、ＴＥ11モードの電磁波に対する同円形導波管の遮断
周波数Ｆ1 (GHz) は Ｆ1 ≒ 300 ／（3.412 ×Ｒ1 ) と表され、Ｆ1 (GHz) より高い周波数の電磁波を伝送す
る。従って、前記円形導波管10の管内半径ｒ1 (mm)は、
伝送する電磁波周波数Ｆ0(GHz) より低い遮断周波数ｆ1
(GHz) となる如く選定する。つまり Ｆ0 ＞ｆ1 ≒ 300 ／（3.412 ×ｒ1 ) よって、 ｒ1 ≒ 300／( 3.412 ×ｆ1 ) ＞ 300／( 3.412 ×Ｆ0 ) （１） となる管内半径の導波管を使用し、伝送する電磁波の伝
送損失を小さくする。前記円形導波管10の管内半径ｒ1
の上限は、同円形導波管10における不要モードの電界分
布発生を抑圧するように、上記遮断周波数の条件を満た
す範囲で小さい値とする。
と、ＴＥ11モードの電磁波に対する同円形導波管の遮断
周波数Ｆ1 (GHz) は Ｆ1 ≒ 300 ／（3.412 ×Ｒ1 ) と表され、Ｆ1 (GHz) より高い周波数の電磁波を伝送す
る。従って、前記円形導波管10の管内半径ｒ1 (mm)は、
伝送する電磁波周波数Ｆ0(GHz) より低い遮断周波数ｆ1
(GHz) となる如く選定する。つまり Ｆ0 ＞ｆ1 ≒ 300 ／（3.412 ×ｒ1 ) よって、 ｒ1 ≒ 300／( 3.412 ×ｆ1 ) ＞ 300／( 3.412 ×Ｆ0 ) （１） となる管内半径の導波管を使用し、伝送する電磁波の伝
送損失を小さくする。前記円形導波管10の管内半径ｒ1
の上限は、同円形導波管10における不要モードの電界分
布発生を抑圧するように、上記遮断周波数の条件を満た
す範囲で小さい値とする。
【０００８】また同軸線路の外部導体の管内半径をＲ2
(mm)、中心導体の半径をＲ3 (mm)とすると、同同軸線路
のＴＥ11モードの電磁波に対する遮断周波数Ｆ2 (GHz)
は Ｆ2 ≒ 300 ／π（Ｒ2 ＋Ｒ3 ) と表されるが、同同軸線路のＴＥＭモードの電磁波に対
する遮断周波数は存在せず、全ての周波数の電磁波を伝
送する。従って前記同軸線路12をＴＥ11モードで伝播す
る電磁波の周波数Ｆ0 (GHz) より、高い遮断周波数ｆ2
(GHz) となる如く同同軸線路12の外部導体管内半径ｒ2
(mm)および中心導体半径をｒ3 (mm)を選定する。
(mm)、中心導体の半径をＲ3 (mm)とすると、同同軸線路
のＴＥ11モードの電磁波に対する遮断周波数Ｆ2 (GHz)
は Ｆ2 ≒ 300 ／π（Ｒ2 ＋Ｒ3 ) と表されるが、同同軸線路のＴＥＭモードの電磁波に対
する遮断周波数は存在せず、全ての周波数の電磁波を伝
送する。従って前記同軸線路12をＴＥ11モードで伝播す
る電磁波の周波数Ｆ0 (GHz) より、高い遮断周波数ｆ2
(GHz) となる如く同同軸線路12の外部導体管内半径ｒ2
(mm)および中心導体半径をｒ3 (mm)を選定する。
【０００９】すなわち Ｆ0 ＜ｆ2 ≒ 300 ／π×（ｒ2 ＋ｒ3 ) から ｒ2 ＋ｒ3 ≒ 300 ／（π×ｆ2 ) ＜300 ／（π×Ｆ0 ) （２） となる外部導体管内半径ｒ2 および中心導体半径ｒ3 (m
m)の同軸線路を選び、伝送する電磁波の周波数Ｆ0 (GH
z) より同同軸線路12のＴＥ11モードの電磁波に対する
遮断周波数ｆ2 (GHz)を高くし、同同軸線路12にＴＥ11
モードの電磁波の伝送損失を増大せしめて同モードの電
界分布の発生を抑圧し、ＴＥＭモードの電磁波のみを伝
送する。
m)の同軸線路を選び、伝送する電磁波の周波数Ｆ0 (GH
z) より同同軸線路12のＴＥ11モードの電磁波に対する
遮断周波数ｆ2 (GHz)を高くし、同同軸線路12にＴＥ11
モードの電磁波の伝送損失を増大せしめて同モードの電
界分布の発生を抑圧し、ＴＥＭモードの電磁波のみを伝
送する。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を図１により説明すると、
ＴＥ11モードの電磁波を伝送する円形導波管10の一端
に、同軸線路12を互いの中心軸を一致せしめて同軸に接
合する。前記同軸線路12の外部導体12b の管内半径ｒ2
および中心導体の半径ｒ3 は、それぞれ（２）式で表す
条件を満たすものとし、同同軸線路12の外部導体および
中心導体半径ｒ2 、ｒ3 の下限は、同外部導体および中
心導体が細くなるに従って増大する電磁波の伝送損失を
少なくするように、前記遮断周波数の条件を満たす範囲
で大きな値とする。前記外部導体管内半径ｒ2 と中心導
体半径ｒ3 の比率は、同同軸線路12の特性インピーダン
スより決定する。
ＴＥ11モードの電磁波を伝送する円形導波管10の一端
に、同軸線路12を互いの中心軸を一致せしめて同軸に接
合する。前記同軸線路12の外部導体12b の管内半径ｒ2
および中心導体の半径ｒ3 は、それぞれ（２）式で表す
条件を満たすものとし、同同軸線路12の外部導体および
中心導体半径ｒ2 、ｒ3 の下限は、同外部導体および中
心導体が細くなるに従って増大する電磁波の伝送損失を
少なくするように、前記遮断周波数の条件を満たす範囲
で大きな値とする。前記外部導体管内半径ｒ2 と中心導
体半径ｒ3 の比率は、同同軸線路12の特性インピーダン
スより決定する。
【００１１】前記円形導波管10と前記同軸線路12の接合
面において、同円形導波管10の内径と同同軸線路12の外
径差による空隙があるときは、双方の外部導体を電気的
に接続する輪状金属板11により封止する。前記円形導波
管10と前記同軸線路12の接合面に、同円形導波管10断面
の半分を遮蔽する半円形の金属よりなる遮蔽板13を備
え、同遮蔽板13の直線部分が同円形導波管10内のＴＥ11
モード電界と垂直になる如く配置し、同遮蔽板13を同接
合面まで延びた前記同軸線路12の中心導体12a の先端に
接着する。前記遮蔽板13の位置は前記円形導波管10と前
記同軸線路12の接合面近傍、すなわち同接合面と同遮蔽
板13の間隙は同円形導波管10の開口部方向に伝送する電
磁波波長の１／２未満とし、同範囲内の前記中心導体12
a に同電磁波の誘導を妨げるものであればよい。
面において、同円形導波管10の内径と同同軸線路12の外
径差による空隙があるときは、双方の外部導体を電気的
に接続する輪状金属板11により封止する。前記円形導波
管10と前記同軸線路12の接合面に、同円形導波管10断面
の半分を遮蔽する半円形の金属よりなる遮蔽板13を備
え、同遮蔽板13の直線部分が同円形導波管10内のＴＥ11
モード電界と垂直になる如く配置し、同遮蔽板13を同接
合面まで延びた前記同軸線路12の中心導体12a の先端に
接着する。前記遮蔽板13の位置は前記円形導波管10と前
記同軸線路12の接合面近傍、すなわち同接合面と同遮蔽
板13の間隙は同円形導波管10の開口部方向に伝送する電
磁波波長の１／２未満とし、同範囲内の前記中心導体12
a に同電磁波の誘導を妨げるものであればよい。
【００１２】前記円形導波管10と前記同軸線路12の接合
点における極端な内径の変更は伝送する電磁波の損失を
ともなうので、図３に示す例の如く段階的に内径の変化
する複数の同軸線路を同軸に接合したものとすることも
できる。すなわち図３に示す例で説明すると、前記円形
導波管10と同軸に中間同軸線路14を接合し、同同軸線路
14のＴＥ11モードの遮断周波数が伝送する電磁波の周波
数より小さくなる如く前記（２）式で示す外部導体管内
半径ｒ2 と中心導体半径ｒ3 の同軸線路とする。前記中
間同軸線路14が複数個となったものでも同様の条件が適
用されることは言うまでもなく、また前記遮蔽板13以降
の前記同軸線路12も伝送する電磁波の周波数が同同軸線
路12のＴＥ11モードの遮断周波数より低いものであれ
ば、順次管径を細くした複数の同軸線路を同軸に接合し
たものとすることができる。
点における極端な内径の変更は伝送する電磁波の損失を
ともなうので、図３に示す例の如く段階的に内径の変化
する複数の同軸線路を同軸に接合したものとすることも
できる。すなわち図３に示す例で説明すると、前記円形
導波管10と同軸に中間同軸線路14を接合し、同同軸線路
14のＴＥ11モードの遮断周波数が伝送する電磁波の周波
数より小さくなる如く前記（２）式で示す外部導体管内
半径ｒ2 と中心導体半径ｒ3 の同軸線路とする。前記中
間同軸線路14が複数個となったものでも同様の条件が適
用されることは言うまでもなく、また前記遮蔽板13以降
の前記同軸線路12も伝送する電磁波の周波数が同同軸線
路12のＴＥ11モードの遮断周波数より低いものであれ
ば、順次管径を細くした複数の同軸線路を同軸に接合し
たものとすることができる。
【００１３】前記中間同軸線路14の前記円形導波管10と
接合した他端に、最終となる同軸線路12を同軸に接合
し、同中間同軸線路14と同同軸線路12の接合面近傍の中
心導体12a に前記遮蔽板13を接着する。また、図４に示
す如く、前記中間同軸線路14を前記円形導波管10と前記
同軸線路12の内径の差を連続的に変化せしめたテーパ管
18とし、同テーパ管18内の中心導体先端の一部または全
部を円錐柱としたものであってもよい。
接合した他端に、最終となる同軸線路12を同軸に接合
し、同中間同軸線路14と同同軸線路12の接合面近傍の中
心導体12a に前記遮蔽板13を接着する。また、図４に示
す如く、前記中間同軸線路14を前記円形導波管10と前記
同軸線路12の内径の差を連続的に変化せしめたテーパ管
18とし、同テーパ管18内の中心導体先端の一部または全
部を円錐柱としたものであってもよい。
【００１４】前記中間同軸線路14または前記円形導波管
10を接合した前記同軸線路12の他端に、図５に示す如く
同円形導波管10および同同軸線路12の中心軸と直交する
方形導波管15を接合し、同方形導波管15の管壁を貫通し
て同同軸線路12の中心導体12a を延長挿入し、同方形導
波管15のプローブとするとともに同中心導体12a に固着
した絶縁材よりなる中継軸16を介して同方形導波管15の
管外に配置のモータ17の回動軸と固着し、同中心導体12
a とともに同中心導体12a に固着した前記遮蔽板13を回
動するものであってもよい。
10を接合した前記同軸線路12の他端に、図５に示す如く
同円形導波管10および同同軸線路12の中心軸と直交する
方形導波管15を接合し、同方形導波管15の管壁を貫通し
て同同軸線路12の中心導体12a を延長挿入し、同方形導
波管15のプローブとするとともに同中心導体12a に固着
した絶縁材よりなる中継軸16を介して同方形導波管15の
管外に配置のモータ17の回動軸と固着し、同中心導体12
a とともに同中心導体12a に固着した前記遮蔽板13を回
動するものであってもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上のように円形導波管と同軸線路を同
軸に接合するため比較的簡易な加工により高精度を達成
することが可能となり、取り扱い易い形状にするととも
に安価な製品を提供することができる。
軸に接合するため比較的簡易な加工により高精度を達成
することが可能となり、取り扱い易い形状にするととも
に安価な製品を提供することができる。
【図１】本発明の円形導波管−同軸線路変換器の一部切
り欠き斜視図である。
り欠き斜視図である。
【図２】同上の電界分布を示す説明図である。
【図３】本発明の他の実施例の電界分布を示す説明図で
ある。
ある。
【図４】本発明の第３の実施例の構成を示す説明図であ
る。
る。
【図５】同上の遮蔽板回動の構成を示す説明図である。
【図６】従来の円形導波管−同軸線路変換器の一部切り
欠き斜視図である。
欠き斜視図である。
10 円形導波管 11 輪状金属板 12 同軸線路 12a 同上中心導体 13 遮蔽板 14 中間同軸線路 15 方形導波管 16 中継軸 17 モータ 18 テーパ管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−281602（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−13858（ＪＰ，Ａ) 実公 昭18−1495（ＪＰ，Ｙ１) 特表 昭60−500596（ＪＰ，Ａ) 米国特許4841261（ＵＳ，Ａ) 米国特許3758886（ＵＳ，Ａ) 米国特許3594663（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開443526（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 5/103 H01P 1/16 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (4)
- 【請求項１】円形導波管をＴＥ11モードで伝播する電磁
波を同円形導波管に接合した同軸線路にＴＥＭモードの
電磁波で伝播せしめる変換器において、前記円形導波管
の一端に、伝送する電磁波の周波数より同軸線路ＴＥ11
モードの遮断周波数が高くなる管内内径および中心導体
直径を有する同軸線路を同軸に接合し、同接合面近傍の
同同軸線路中心導体の先端にＴＥ11モードの電界と垂直
になる直径までの同同軸線路の外部導体管内断面の半分
を遮蔽する遮蔽板を接着し、同同軸線路にＴＥＭモード
の電磁波を伝播せしめることを特徴とする円形導波管−
同軸線路変換器。 - 【請求項２】前記円形導波管に外部導体内径が順次小さ
くなる複数の同軸線路を同軸に接合し、伝送する電磁波
の周波数よりＴＥ11モードで低い遮断周波数となる径の
前記同軸線路と伝送する電磁波の周波数よりＴＥ11モー
ドで高い遮断周波数となる径の前記同軸線路との接合面
近傍に、前記遮蔽板を同同軸線路の中心導体に接着した
ことを特徴とする請求項１記載の円形導波管−同軸線路
変換器。 - 【請求項３】前記円形導波管と、伝送する電磁波の周波
数よりＴＥ11モードの遮断周波数が高くなる径の同軸線
路の間を、同円形導波管および同同軸線路との中心軸を
互いに一致せしめたテーパ管で接合し、同テーパ管内の
中心導体の先端の一部または全部を円錐柱とし、同テー
パ管と同同軸線路の接合面近傍に、前記遮蔽板を同同軸
線路の中心導体に接着したことを特徴とする請求項１記
載の円形導波管−同軸線路変換器。 - 【請求項４】前記同軸線路の前記円形導波管を接合した
他端に互いの中心軸が直交する方形導波管を接合し、同
同軸線路の中心導体を延長して同方形導波管内に挿入し
励振プローブとするとともに、同中心導体を絶縁材より
なる中継軸でさらに延長して同方形導波管外に備えたモ
ータの回動軸と固着し、同中心導体に固着の前記遮蔽板
を回動可能としたことを特徴とする請求項１乃至請求項
３記載の円形導波管−同軸線路変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03243197A JP3134950B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 円形導波管−同軸線路変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03243197A JP3134950B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 円形導波管−同軸線路変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0583012A JPH0583012A (ja) | 1993-04-02 |
| JP3134950B2 true JP3134950B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=17100279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03243197A Expired - Fee Related JP3134950B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 円形導波管−同軸線路変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3134950B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007221320A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Ricoh Co Ltd | 指向性可変アンテナおよび情報機器 |
| DE102010010299B4 (de) | 2010-03-04 | 2014-07-24 | Astrium Gmbh | Diplexer für eine Reflektorantenne |
-
1991
- 1991-09-24 JP JP03243197A patent/JP3134950B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0583012A (ja) | 1993-04-02 |
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