JP3416070B2 - マイクロ波可変減衰装置 - Google Patents
マイクロ波可変減衰装置Info
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- JP3416070B2 JP3416070B2 JP06408999A JP6408999A JP3416070B2 JP 3416070 B2 JP3416070 B2 JP 3416070B2 JP 06408999 A JP06408999 A JP 06408999A JP 6408999 A JP6408999 A JP 6408999A JP 3416070 B2 JP3416070 B2 JP 3416070B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、大電力のマイク
ロ波電力の出力を可変するマイクロ波可変減衰装置に関
する。
ロ波電力の出力を可変するマイクロ波可変減衰装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図６は特開昭５８−２４２０２号公報に
示された従来のマイクロ波可変減衰器を示す断面図であ
り、図６において、１はマイクロ波を伝送する導波管、
７は導波管１の磁界結合ポストに設けられた光導電材
料、８は小孔、９は小孔８を介して光導電材料７に照射
する光エネルギーを発生する光エネルギー発生装置であ
る。
示された従来のマイクロ波可変減衰器を示す断面図であ
り、図６において、１はマイクロ波を伝送する導波管、
７は導波管１の磁界結合ポストに設けられた光導電材
料、８は小孔、９は小孔８を介して光導電材料７に照射
する光エネルギーを発生する光エネルギー発生装置であ
る。
【０００３】次に図６の従来例の動作を説明する。導波
管１内部を伝送するマイクロ波電力は光導電材料７を通
過する時、光導電材料７が保有する抵抗により、減衰す
る。光導電材料７の抵抗率は、小孔８を介して照射され
る光エネルギーで可変する。従って、光エネルギー発生
装置９より照射する光エネルギーを制御することで、導
波管１内部を伝送するマイクロ波電力を可変できる。
管１内部を伝送するマイクロ波電力は光導電材料７を通
過する時、光導電材料７が保有する抵抗により、減衰す
る。光導電材料７の抵抗率は、小孔８を介して照射され
る光エネルギーで可変する。従って、光エネルギー発生
装置９より照射する光エネルギーを制御することで、導
波管１内部を伝送するマイクロ波電力を可変できる。
【０００４】また、特開平４−１５２５６９号公報に
は、マイクロ波集積回路の半導体層にレーザ光を照射し
てプラズマを発生させ、マイクロ波基板の半導体層の電
気的特性を変化させて、マイクロ波伝送特性を可変する
ようにした技術が開示されている。
は、マイクロ波集積回路の半導体層にレーザ光を照射し
てプラズマを発生させ、マイクロ波基板の半導体層の電
気的特性を変化させて、マイクロ波伝送特性を可変する
ようにした技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図６の従来例（特開昭
５８−２４２０２号公報）では、電力容量が、光導電材
料７の耐電力性能で決定されるので、例えば、ジャイラ
トロン等で発生した数百ＫＷ以上の大電力を可変するこ
とができないという課題があった。また、特開平４−１
５２５６９号公報に示された従来例は、マイクロ波基板
の電気的特性を変化させるものであり、そもそも基板の
耐電力が小さいため、大電力用には使用できないという
課題があった。
５８−２４２０２号公報）では、電力容量が、光導電材
料７の耐電力性能で決定されるので、例えば、ジャイラ
トロン等で発生した数百ＫＷ以上の大電力を可変するこ
とができないという課題があった。また、特開平４−１
５２５６９号公報に示された従来例は、マイクロ波基板
の電気的特性を変化させるものであり、そもそも基板の
耐電力が小さいため、大電力用には使用できないという
課題があった。
【０００６】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、ジャイラトロン等で発生した数百
ＫＷ以上の大電力を可変できるマイクロ波可変減衰装置
を得ることを目的とする。
めになされたもので、ジャイラトロン等で発生した数百
ＫＷ以上の大電力を可変できるマイクロ波可変減衰装置
を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】プラズマ中をマイクロ波
が伝送する場合、プラズマ密度やマイクロ波の周波数に
より、その状況は変化する。一般的な例として、地球上
空に存在する電離層はプラズマの一種であり、電離層に
到達するマイクロ波の周波数により、反射，吸収，透過
等の現象が発生する。この発明のマイクロ波可変減衰装
置は、プラズマ中をマイクロ波が伝送する場合、プラズ
マ密度やマイクロ波の周波数により、その状況は変化す
ることに着目し、マイクロ波を伝送する導波管内あるい
は導波管を介して伝送されてくるマイクロ波を放射する
アンテナの開口端側付近にプラズマ発生手段を設け、こ
のプラズマ発生手段により発生させるプラズマの密度を
可変調整するプラズマ密度可変調整手段を設けた。ま
た、プラズマ発生手段が導波管の延長方向に沿ってマイ
クロ波の波長の１／４の倍数の間隔を隔てて複数設けら
れ、各プラズマ発生手段毎にプラズマ密度可変調整手段
が設けられたものとした。
が伝送する場合、プラズマ密度やマイクロ波の周波数に
より、その状況は変化する。一般的な例として、地球上
空に存在する電離層はプラズマの一種であり、電離層に
到達するマイクロ波の周波数により、反射，吸収，透過
等の現象が発生する。この発明のマイクロ波可変減衰装
置は、プラズマ中をマイクロ波が伝送する場合、プラズ
マ密度やマイクロ波の周波数により、その状況は変化す
ることに着目し、マイクロ波を伝送する導波管内あるい
は導波管を介して伝送されてくるマイクロ波を放射する
アンテナの開口端側付近にプラズマ発生手段を設け、こ
のプラズマ発生手段により発生させるプラズマの密度を
可変調整するプラズマ密度可変調整手段を設けた。ま
た、プラズマ発生手段が導波管の延長方向に沿ってマイ
クロ波の波長の１／４の倍数の間隔を隔てて複数設けら
れ、各プラズマ発生手段毎にプラズマ密度可変調整手段
が設けられたものとした。
【０００８】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を説明する。この実施の形態１によるマイ
クロ波可変減衰装置は、プラズマ中をマイクロ波が伝送
する場合、プラズマ密度やマイクロ波の周波数により、
その状況は変化することに着目し、マイクロ波を伝送す
る導波管内にプラズマを発生させ、マイクロ波をプラズ
マに吸収させることにより、マイクロ波の出力を可変す
るマイクロ波可変減衰方法を使用したマイクロ波可変減
衰装置である。図１はこの発明の実施の形態１によるマ
イクロ波可変減衰装置を示す概略図である。図１におい
て、１はマイクロ波を伝送する導波管、２は導波管１の
内部に設けられたプラズマ発生手段としてのプラズマ電
極、３はプラズマ発生手段２に印加する電圧を変えてプ
ラズマ密度を可変調整するプラズマ密度可変調整手段と
しての可変電圧源である。図２は図１のプラズマ電極部
分の断面図において、マイクロ波Ｍと発生したプラズマ
Ｐとの関係を模式的に示したものである。即ち、対向す
るプラズマ電極２，２間に高周波の電圧を印加すること
によりプラズマを発生させ、プラズマ中にマイクロ波を
伝送してプラズマに吸収させる。尚、図２ではプラズマ
電極２，２を導波管１のＥ面に設けた例を示している
が、Ｈ面に設けてもよいし、Ｅ面及びＨ面の両方に設け
てもよい。
実施の形態１を説明する。この実施の形態１によるマイ
クロ波可変減衰装置は、プラズマ中をマイクロ波が伝送
する場合、プラズマ密度やマイクロ波の周波数により、
その状況は変化することに着目し、マイクロ波を伝送す
る導波管内にプラズマを発生させ、マイクロ波をプラズ
マに吸収させることにより、マイクロ波の出力を可変す
るマイクロ波可変減衰方法を使用したマイクロ波可変減
衰装置である。図１はこの発明の実施の形態１によるマ
イクロ波可変減衰装置を示す概略図である。図１におい
て、１はマイクロ波を伝送する導波管、２は導波管１の
内部に設けられたプラズマ発生手段としてのプラズマ電
極、３はプラズマ発生手段２に印加する電圧を変えてプ
ラズマ密度を可変調整するプラズマ密度可変調整手段と
しての可変電圧源である。図２は図１のプラズマ電極部
分の断面図において、マイクロ波Ｍと発生したプラズマ
Ｐとの関係を模式的に示したものである。即ち、対向す
るプラズマ電極２，２間に高周波の電圧を印加すること
によりプラズマを発生させ、プラズマ中にマイクロ波を
伝送してプラズマに吸収させる。尚、図２ではプラズマ
電極２，２を導波管１のＥ面に設けた例を示している
が、Ｈ面に設けてもよいし、Ｅ面及びＨ面の両方に設け
てもよい。
【０００９】プラズマは、対向する導波管内部に設けた
電極間に高周波を印加して生成する。この場合、電極は
プラズマに曝される。導波管内に希ガスを用いてプラズ
マ発生を容易にする場合は、電極としては、アルミ、ス
テンレス、シリコン、カーボンなどの導体電極やアルミ
アルマイトなどの絶縁体が被覆された電極を用いればよ
い。要は、高周波を印加できる電極を用いればよい。但
し、使用するガス等が電極材料と反応する場合は電極材
料を選ぶ必要がある。
電極間に高周波を印加して生成する。この場合、電極は
プラズマに曝される。導波管内に希ガスを用いてプラズ
マ発生を容易にする場合は、電極としては、アルミ、ス
テンレス、シリコン、カーボンなどの導体電極やアルミ
アルマイトなどの絶縁体が被覆された電極を用いればよ
い。要は、高周波を印加できる電極を用いればよい。但
し、使用するガス等が電極材料と反応する場合は電極材
料を選ぶ必要がある。
【００１０】次に動作について説明する。可変電圧源３
によりプラズマ電極２，２に電圧を印加して導波管１内
にプラズマを発生させ、このプラズマ中にマイクロ波を
伝送させることで、プラズマにマイクロ波を直接吸収さ
せる。プラズマに吸収されるマイクロ波電力の量はプラ
ズマ密度により決定される。従って、導波管１を伝送す
るマイクロ波の周波数，必要な減衰量に応じて、導波管
１内に発生させるプラズマの密度を変化させることによ
り、マイクロ波の出力を細かく可変できる。
によりプラズマ電極２，２に電圧を印加して導波管１内
にプラズマを発生させ、このプラズマ中にマイクロ波を
伝送させることで、プラズマにマイクロ波を直接吸収さ
せる。プラズマに吸収されるマイクロ波電力の量はプラ
ズマ密度により決定される。従って、導波管１を伝送す
るマイクロ波の周波数，必要な減衰量に応じて、導波管
１内に発生させるプラズマの密度を変化させることによ
り、マイクロ波の出力を細かく可変できる。
【００１１】実施の形態１のマイクロ波可変減衰装置に
よれば、マイクロ波を伝送する導波管１内にプラズマを
発生させて、このプラズマ中にマイクロ波を吸収させる
ので、従来技術の光導電材料のような電力容量を制限す
るものがなく、また、マイクロ波可変減衰装置の耐電力
性能は、発生するプラズマに左右されることがなく、導
波管１の耐電力で決定されるため、大電力可変減衰器と
して使用できる。
よれば、マイクロ波を伝送する導波管１内にプラズマを
発生させて、このプラズマ中にマイクロ波を吸収させる
ので、従来技術の光導電材料のような電力容量を制限す
るものがなく、また、マイクロ波可変減衰装置の耐電力
性能は、発生するプラズマに左右されることがなく、導
波管１の耐電力で決定されるため、大電力可変減衰器と
して使用できる。
【００１２】尚、マイクロ波の出力を可変するには、プ
ラズマを発生させる状態と発生させない状態の２つの状
態を作れれば可能であるので、例えば、プラズマ電極
２，２に電圧供給オンオフスイッチを介して所定電圧源
を繋げるよう構成すれば、可変電圧源３（プラズマ密度
可変調整手段）を備えなくともよい。
ラズマを発生させる状態と発生させない状態の２つの状
態を作れれば可能であるので、例えば、プラズマ電極
２，２に電圧供給オンオフスイッチを介して所定電圧源
を繋げるよう構成すれば、可変電圧源３（プラズマ密度
可変調整手段）を備えなくともよい。
【００１３】実施の形態２．図３に示すように、導波管
１の延長方向に沿って、マイクロ波の波長の１／４の倍
数の間隔で複数のプラズマ電極２ａ，２ｂを設けるよう
にすれば、より細かな減衰量の調整が可能となるととも
に、導波管伝送路としても整合が得られる。尚、３ａ，
３ｂはプラズマ密度可変調整手段としての可変電圧源で
ある。
１の延長方向に沿って、マイクロ波の波長の１／４の倍
数の間隔で複数のプラズマ電極２ａ，２ｂを設けるよう
にすれば、より細かな減衰量の調整が可能となるととも
に、導波管伝送路としても整合が得られる。尚、３ａ，
３ｂはプラズマ密度可変調整手段としての可変電圧源で
ある。
【００１４】実施の形態３．図４に示すように、導波管
１の入力側に、出力側に無反射終端５を取り付けたサー
キュレータ４を設けるようにし、プラズマで吸収されず
反射されたマイクロ波を終端することにより、導波管伝
送路としても良好な整合が得られる。
１の入力側に、出力側に無反射終端５を取り付けたサー
キュレータ４を設けるようにし、プラズマで吸収されず
反射されたマイクロ波を終端することにより、導波管伝
送路としても良好な整合が得られる。
【００１５】実施の形態４．導波管を介して伝送されて
くるマイクロ波を放射するアンテナの開口端側付近にプ
ラズマを発生させ、マイクロ波をプラズマに吸収させる
ことにより、マイクロ波の出力を可変するマイクロ波可
変減衰方法を用い、図５に示すように、プラズマ電極２
を、マイクロ波を放射するアンテナ６の開口端６Ｅ側付
近に設けてマイクロ波可変減衰装置を構成すれば、アン
テナ６から放射するマイクロ波エネルギーを可変でき
る。尚、本実施の形態４において、図４に示すような、
導波管１の入力側に、出力側に無反射終端５を取り付け
たサーキュレータ４を設けるようにすれば、導波管１の
部分において良好な整合が得られる装置となる。
くるマイクロ波を放射するアンテナの開口端側付近にプ
ラズマを発生させ、マイクロ波をプラズマに吸収させる
ことにより、マイクロ波の出力を可変するマイクロ波可
変減衰方法を用い、図５に示すように、プラズマ電極２
を、マイクロ波を放射するアンテナ６の開口端６Ｅ側付
近に設けてマイクロ波可変減衰装置を構成すれば、アン
テナ６から放射するマイクロ波エネルギーを可変でき
る。尚、本実施の形態４において、図４に示すような、
導波管１の入力側に、出力側に無反射終端５を取り付け
たサーキュレータ４を設けるようにすれば、導波管１の
部分において良好な整合が得られる装置となる。
【００１６】
【発明の効果】この発明に係るマイクロ波可変減衰装置
によれば、導波管あるいはマイクロ波を放射するアンテ
ナの開口端側付近にプラズマ発生手段を設け、このプラ
ズマ発生手段により発生させるプラズマの密度を可変調
整するプラズマ密度可変調整手段を設けたので、ジャイ
ラトロン等で発生した数百ＫＷ以上の大電力のマイクロ
波出力を細かく可変できる装置が得られる。即ち、導波
管を伝送するマイクロ波の周波数，必要な減衰量に応じ
て、プラズマ密度可変調整手段を調整することで、導波
管内あるいはアンテナの開口端側付近で発生させるプラ
ズマの密度を変化させることができ、これにより、マイ
クロ波の出力を細かく可変できるようになる。 また、プ
ラズマ発生手段が導波管の延長方向に沿ってマイクロ波
の波長の１／４の倍数の間隔を隔てて複数設けられ、各
プラズマ発生手段毎にプラズマ密度可変調整手段が設け
られたものとしたので、より細かな減衰量の調整が可能
となるとともに、導波管伝送路としても整合が得られ
る。
によれば、導波管あるいはマイクロ波を放射するアンテ
ナの開口端側付近にプラズマ発生手段を設け、このプラ
ズマ発生手段により発生させるプラズマの密度を可変調
整するプラズマ密度可変調整手段を設けたので、ジャイ
ラトロン等で発生した数百ＫＷ以上の大電力のマイクロ
波出力を細かく可変できる装置が得られる。即ち、導波
管を伝送するマイクロ波の周波数，必要な減衰量に応じ
て、プラズマ密度可変調整手段を調整することで、導波
管内あるいはアンテナの開口端側付近で発生させるプラ
ズマの密度を変化させることができ、これにより、マイ
クロ波の出力を細かく可変できるようになる。 また、プ
ラズマ発生手段が導波管の延長方向に沿ってマイクロ波
の波長の１／４の倍数の間隔を隔てて複数設けられ、各
プラズマ発生手段毎にプラズマ密度可変調整手段が設け
られたものとしたので、より細かな減衰量の調整が可能
となるとともに、導波管伝送路としても整合が得られ
る。
【図１】 この発明の実施の形態１によるマイクロ波可
変減衰装置の概略構成図である。
変減衰装置の概略構成図である。
【図２】 図１のプラズマ電極部分の断面模式図であ
る。
る。
【図３】 この発明の実施の形態２によるマイクロ波可
変減衰装置の概略構成図である。
変減衰装置の概略構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態３によるマイクロ波可
変減衰装置の概略構成図である。
変減衰装置の概略構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態４によるマイクロ波可
変減衰装置の概略構成図である。
変減衰装置の概略構成図である。
【図６】 従来技術の一例を示す図である。
１ 導波管、２，２ａ，２ｂ プラズマ電極（プラズマ
発生手段）、３，３ａ，３ｂ 可変電圧源（プラズマ密
度可変調整手段）、４ サーキュレータ、５無反射終
端、６ アンテナ、６Ｅ アンテナ開口端。
発生手段）、３，３ａ，３ｂ 可変電圧源（プラズマ密
度可変調整手段）、４ サーキュレータ、５無反射終
端、６ アンテナ、６Ｅ アンテナ開口端。
Claims (2)
- 【請求項１】 マイクロ波を伝送する導波管内あるいは
導波管を介して伝送されてくるマイクロ波を放射するア
ンテナの開口端側付近にプラズマ発生手段を設け、この
プラズマ発生手段により発生させるプラズマの密度を可
変調整するプラズマ密度可変調整手段を設けたことを特
徴とするマイクロ波可変減衰装置。 - 【請求項２】 プラズマ発生手段が導波管の延長方向に
沿ってマイクロ波の波長の１／４の倍数の間隔を隔てて
複数設けられ、各プラズマ発生手段毎にプラズマ密度可
変調整手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記
載のマイクロ波可変減衰装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06408999A JP3416070B2 (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | マイクロ波可変減衰装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06408999A JP3416070B2 (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | マイクロ波可変減衰装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000261208A JP2000261208A (ja) | 2000-09-22 |
| JP3416070B2 true JP3416070B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=13248013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06408999A Expired - Fee Related JP3416070B2 (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | マイクロ波可変減衰装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3416070B2 (ja) |
-
1999
- 1999-03-10 JP JP06408999A patent/JP3416070B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000261208A (ja) | 2000-09-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |