JP4067656B2 - マイクロ波部品 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁波を伝導するためのマイクロ波案内構造と、電磁波と作動的に接続するよう配置されるとともに与えられた強さの磁界によって活かされる磁気回転材料とを備え、前記磁気回転材料、磁界を発生する少なくとも１つの磁石、および幾何学的に変動可能な磁気同調要素が磁気回路内に配置され、前記磁気同調要素が磁界の強さを調整するための変動可能な磁気パーミアンスを有する、独国特許出願第１９７０７１５３．８号に記載されたマイクロ波部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述した主要な特許出願（独国特許出願第１９７０７１５３．８号）に記載されたマイクロ波部品において、幾何学的に変動可能な磁気同調要素は、好ましくは調整自在なねじ、調整自在なピンまたは機械的に変形可能なストリップによって形成され、これによってエアギャップの幅が変動し、その結果、磁気パーミアンスの変動が生じる。このように構成された磁気同調要素は上述したようなマイクロ波部品における磁界の同調を簡単化する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した主要な特許出願（独国特許出願第１９７０７１５３．８号）のように、マイクロ波案内構造がハウジングの底部または底部区域に隣接して配置されることなく他の箇所に配置され、かつその結果として底部に隣接した磁気同調要素の配置が構造的に最も望ましい方法を与える場合において、上述した種類の磁気同調要素の操作に関して幾つかの問題が生じる。すなわち、マイクロ波部品がマイクロ波機器またはその類似物内に収容された後、マイクロ波部品の磁気回路の同調を妨げる程度にこのハウジングの底部に対するアクセスが制限される可能性がある。なおここでは、マイクロ波機器またはその類似物内にマイクロ波部品を収容するときにこのマイクロ波機器の一部と少なくとも局所的に接触するハウジングの部分を底部と呼ぶ。
【０００４】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、上述した種類のマイクロ波部品において、マイクロ波部品の種々の組立て位置に対して磁気同調要素の適当な操作を保障するマイクロ波部品を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上述した種類のマイクロ波部品において、前記磁気同調要素は滑動可能に配置された透磁性ストリップを備え、かつ前記磁気回路の一部をなすとともに前記ストリップよりも小さい磁気パーミアンスを有する空間区域の幾何学的な形状が前記ストリップの滑り運動によって変動するマイクロ波部品によって上述した目的が達成される。
【０００６】
本発明による磁気同調要素の構造のうち「ストリップ」と呼ばれる構造要素は、一般に空間区域中に滑動可能に配置され、かつ磁気回路の一部をなすとともに低磁気パーミアンス値を有する透磁性材料からなる部品をいう。さらに詳しくは、この構造要素、すなわちストリップは、好ましくはストリップの移動に際して特にエアギャップの幅が変動するようエアギャップ中に可動に配置された透磁性金属板片とすることができる。これにより、制御容易な微調整動作により、磁界の強さを非常に正確に同調することが可能である。また、この滑動可能なストリップは例えば調整ねじよりも構造が簡単であり、また湾曲ストリップよりも微細な同調操作が可能である。
【０００７】
好ましくは、本発明によるマイクロ波部品は、前記マイクロ波案内構造、前記磁気回転材料および前記磁石を少なくとも部分的に包囲するハウジングであって、少なくとも局所的に透磁性材料で形成されるとともに前記磁気回路内に配置され、前記磁気回路内に配置されたその少なくとも１つの区域をもって前記磁気同調要素の少なくとも一部をなし、かつ前記ストリップが滑動可能に配置されたハウジングを備えている。この場合、磁気同調要素は特に前記ハウジングの底部に隣接して配置され、この底部は、マイクロ波機器またはその類似物内に装着されたときにマイクロ波部品とその保持要素との間に保持連結を生じさせるためのハウジングの部分となる。従ってハウジングの底部は、マイクロ波部品が用いられるマイクロ波機器またはその類似物に対する機械的および熱的な接続部分をなす。底部そのものが上述したように組み立てられる結果、その平面に沿ってアクセスできない場合でも、ストリップは底部に対して滑動可能であるので、簡単かつ正確に調整することができる。
【０００８】
本発明による磁気同調要素の構造は、マイクロ波案内構造がハウジングの底部から一定の空間距離に配置されているマイクロ波部品内において用いるのに適している。このようなマイクロ波案内構造の配置は、マイクロ波部品がマイクロ波案内構造の他に、ハウジングの底部に隣接して配置することが望ましくかつ必要のある他の構造要素を備えている場合に特に好ましいものである。これは特に、例えば負荷インピーダンス等の熱負荷構造要素を備える場合に関連している。このような熱負荷インピーダンスからの熱の除去はマイクロ波部品の周囲、特にハウジングの底部との間で最適な熱接触が得られる場合にのみ保障される。
【０００９】
なお、本発明の好ましい実施の形態は従属請求項に記載されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、図面において同一部品には同一符号を付している。
【００１１】
図示された２つの実施の形態は、適当な寸法の負荷インピーダンスによりマイクロ波案内構造の３つのゲートのうちの１つが無反射閉鎖によってマイクロ波アイソレータの役割を果たすよう設計されたマイクロ波サーキュレータをなすマイクロ波部品を示す。このマイクロ波部品は、実質的に槽状のハウジング部１と蓋部２とからなるハウジングを備えている。実質的に槽状のハウジング部１は、少なくとも実質的に正方形外周を有する底部３と、底部３の外周に沿った４つの壁部４，５，６，７とを有している。このうち、第１の壁部４は正面図（Ｙ）において見られるハウジング部１の壁体をなす。第２の壁部５は背面図（Ｘ）において見られるハウジング部１の壁体をなし、第３の壁部６は左側面図（Ｚ）において見られるハウジング部１の壁体をなし、また第４の壁部７は視線Ｚと反対方向の右側面図において見られるハウジング部１の壁体をなす。底部３と壁部４乃至７とを有するハウジング部１は、好ましくは実質的に平坦な透磁性材料から切削等によらないプロセスによって一体的に形成され、例えば透磁性金属板からスタンピングされ折り畳まれて製造される。また蓋部２も同様に形成される。
【００１２】
壁部４乃至７は実質的に長方形に形成される。底部３と反対側のそれぞれの縁にはスタッド型突起を有し、ハウジング部１と蓋部２とが相互に接合されるときにこれらの突起が蓋部２の対応する嵌合キャビティに入る。これらの壁部４乃至７のスタッド型突起には参照符号８が付され、また蓋部２中のキャビティには参照符号９が付されている。ハウジング部１と蓋部２とは接着、溶接、ロウ付けまたはスタッド型突起８のフランジ化すなわち曲げによって相互に接合される。ハウジング部１を蓋部２に接合するために同様の結果をもたらすその他の任意の方法を用いることができる。
【００１３】
壁部４乃至７は底部３の実質的に正方形の外周の隅部に達することなく、これらの隅部において切欠きを有する。なお、これら底部３の隅部には孔が設けられ、これらの孔はマイクロ波部品を収容するマイクロ波機器または類似物内にマイクロ波部品を固着するためのねじ孔として役立つ。これらの実施の形態において参照符号１０で示されたこれらの孔は円形外周を有するが、さもなければこれらの孔１０は底部３の外周の溝穴状の凹部として形成されまたは類似の輪郭を有することができる。
【００１４】
上述した構造のハウジング１，２は磁気回路の一部をなし、その中に多数の実質的にディスク状の部品が収容され、これらのディスク状の部品が底部３と蓋部２との間に配置される。これらのディスク状の部品には、蓋部２に隣接する部品からの積層順序で、第１フェライトディスク１１、平坦な内側導体１２、第２フェライトディスク１３、中間要素１４、円形永久磁石１５、サーモフラックスディスク１６、およびエアギャップ１７によって分離されるとともに滑動可能なストリップ１８が含まれる。この実施の形態において、フェライトディスク１１，１３は内側導体１２とともにマイクロ波案内構造をなし、この案内構造に対して蓋部２と中間要素１４とが相互に対称的に配置された外側導体をなす。このため中間要素１４は導電性を持つよう形成される。さらに中間要素１４は透磁性材料からなり、従って同時に永久磁石１５によって発生されて内側導体１２の平面次元に対して垂直方向にマイクロ波案内構造１１，１２，１３を透過する磁界を分布させ均質化する極ディスクをなす。この中間要素１４は対応形状をもって壁部４乃至７の間に挿入される。しかし、この中間要素１４はこれらの壁部４乃至７との磁気短絡を防止するため、これらの壁部４乃至７に隣接するその側面に沿って凹部が設けられ、従って中間要素１４は狭いブリッジ１９のみによってこれらの壁部４乃至７に当接する。さらにこの中間要素１４は切削等によることなく透磁性金属板から製造される。
【００１５】
上述した中間要素１４の代わりに、種々の中間要素、例えばマイクロ波案内構造１１，１２，１３の外側導体としての導電性ホイル型部品または透磁性極ディスク構造を用いることができる。
【００１６】
図示された実施の形態のストリップ１８は平坦な透磁性板からなり、底部３に対して平坦に当接する。ストリップ１８はエアギャップ１７とともに磁気同調要素をなし、これは幾何学的に変動可能であり、また磁気回路内に存在する。ストリップ１８を底部３に沿って線Ａ−Ａに対して平行に移動させると、エアギャップ１７の輪郭、特にその幅が変更され、その結果、磁気パーミアンスが変動する。これが、電磁回路全体の、従ってマイクロ波案内構造区域中の磁界の強さを変動させる。このようにしてマイクロ波部品の簡単かつ正確な同調が可能となる。
【００１７】
ストリップ１８が滑動可能に配置された底部３の区域には細長い開口が配置され、この開口２０は例えば打ち抜かれた部分であって、部分的にストリップ１８によって覆われ、かつ実質的にストリップ１８の滑動方向に延在する。この磁気同調要素の同調特性はこの開口２０の輪郭の選択によって影響される。
【００１８】
例えばマイクロ波部品がマイクロ波機器またはその類似物内に装着されるときにストリップ１８の移動、従って同調操作を容易に行うための開口２１，２２がそれぞれ第１および第２の壁部４，５の底部３と当接する縁に沿って設けられている。ストリップ１８を底部３に固着するための別個の手段は図示されておらず、また実際に存在しなくてもよい。これらの２つの要素は磁気力によってそれぞれの位置に保持されているからである。しかし、ストリップ１８のこの位置は接着やロック塗料（locking paint）などによって固定するようにしてもよい。
【００１９】
内側導体１２はマイクロ波部品の３つのゲートをなすための３つの接続導体２３，２４，２５を有する。これらの接続導体は、ハウジング１，２に対する内側導体１２の絶縁を保障するよう、それぞれマイクロ波部品の第１、第３および第４の壁部４，６，７に適当に配置された凹部２６，２７，２８を通してハウジング１，２から外部に引き出されている。
【００２０】
エアギャップ１７は要素１１乃至１６および要素１８のあらかじめ決められた組立て位置によって生じるが、これらの実質的にディスク状の部品１１乃至１８の相対的な組立て位置は２つの支承要素２９，３０によって固定され、これらの支承要素はそれぞれ第３および第４の壁部６，７に沿って底部３と中間要素１４との間に対応形状をもって（実際上、保持形状をもって）延在する。これらの支承要素２９，３０は導電性であるが、非透磁性であって、好ましくはアルミニウムからなる。これらの支承要素は底部３に対する中間要素１４の空間的な位置を決定する。すなわち、支承要素はこれらの２つの要素間の相対間隔を決定する。さらに、これらの支承要素２９，３０は、底部３、中間要素１４および壁部４乃至７によって画成されるマイクロ波部品内の空間区域の一部を満たす。この空間区域はさらにストリップ１８とこのストリップによって影響されるエアギャップ１７とからなる磁気同調要素とともに永久磁石１５およびサーモフラックスディスク１６を含んでいる。上述した空間区域の内部に配置される上述した各部品によって底部３の一部に隣接する部分的スペース３１が残される。この部分的スペース３１は図５において破線で示されている。底部３に隣接し従って特にこの底部３に対して高い電気的接触と熱接触とを示すこの部分的スペース３１中に、上述した負荷インピーダンスを配置することが好ましく、このインピーダンスによって、内側導体１２の接続導体の１つ、好ましくは第１の接続導体２３が無反射接続される。この部分的スペース３１は、マイクロ波部品のハウジング１，２の寸法に対して高い電力損に対応するよう設計することのできる負荷インピーダンスの構造を可能とする。このようにして高電力クラスの非常にコンパクトな寸法を有するマイクロ波アイソレータが構成される。特に５０乃至２００Ｗの範囲内の電力消費を有する負荷インピーダンスが考慮される。この大負荷インピーダンスは底部３の寸法を増大することなくハウジング１，２内に収容することができる。さらに底部３に隣接する負荷インピーダンスの配置はマイクロ波案内構造１１乃至１３からの断熱を保障する。
【００２１】
本発明によるマイクロ波部品の上述した実施の形態の組立てに際して、まずストリップ１８をハウジング部１内に挿入する。次にハウジング部１内に支承要素２９，３０を挿入する。次に、支承要素２９，３０と底部３またはストリップ１８との間に存在する空間区域中にサーモフラックスディスク１６と永久磁石１５とを配置し、次にこの空間区域を中間要素１４で覆う。エアギャップ１７が存在するようにするため、視線Ｗの方向に見られた支承要素２９，３０の高さはストリップ１８、サーモフラックスディスク１６および永久磁石１５の高さの合計よりも大きくしなければならない。図面の簡略化のため、単一のサーモフラックスディスク１６を示したが、実際には複数のサーモフラックスディスク１６を配置することができる。予組立て段階において永久磁石１５とサーモフラックスディスク１６とを中間要素１４上に例えば接着によって固定し、永久磁石１５とともに準備されたサブアセンブリ１４，１５，１６を、支承要素２９，３０の上に、すなわち底部３の方向に配置する。フェライトディスク１１，１３と内側導体１２とからなるマイクロ波案内構造を順に中間要素１４上に配置し、蓋部２をハウジング部１上に配置して固定することによりマイクロ波案内構造を固定する。
【００２２】
マイクロ波部品全体の組立ては載置ジグの中で積層することによって行われ、このジグは例えば底部３の対応の孔にねじ込まれる３本の組立て用ピン（図示されていない）を有し、これらのピンが各ディスク状の部品１１乃至１６および１８の位置を決定する。蓋部２が固着された後に、マイクロ波要素から上述したピンが取り除かれる。
【００２３】
永久磁石１５は完全磁化状態で組み込まれる。マイクロ波部品の操作に必要な磁界が可動ストリップ１８によって同調される。開口２０がアクセス可能である限り、マイクロ波部品の組立て位置に従ってストリップ１８に対する機械的アクセスのためにこの開口２０を用いることができる。
【００２４】
永久磁石１５についてそれぞれ選択された形状の結果、部分的スペース３１の形状に関して各実施の形態は相違する。図１乃至図７に示す第１の実施の形態においてディスク状の永久磁石１５はフェライトディスク１１，１３に実質的に対応する放射方向の寸法を有するが、図１、図２および図８乃至図１２の第２の実施の形態はこれよりも小直径の永久磁石１５を有する。永久磁石１５の対応する体積を得るため、第２の実施の形態におけるディスク状の永久磁石１５の厚さは第１の実施の形態よりも大きく設定される。同様に、第１の実施の形態における部分的スペース３１はその大部分が永久磁石１５とストリップ１８との間の中間スペース、すなわちエアギャップ１７中に延在する。これに対して、第２の実施の形態における部分的スペース３１は、底部３と中間要素１４との間のスペース区域において、一方において第１の壁部４によって他方において永久磁石１５およびストリップ１８によって画成されて、はるかに広く延在する。さらに、永久磁石１５の半径が小さいので、第１の実施の形態と比較して負荷インピーダンスの収容のための部分的スペース３１を増大することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図４のＷ方向から見た本発明の第１および第２の実施の形態のマイクロ波部品の平面図。
【図２】図１のＸ方向から見たマイクロ波部品の背面図。
【図３】図１のＹ方向から見たマイクロ波部品の第１の実施の形態の正面図。
【図４】図１のＺ方向から見たマイクロ波部品の第１の実施の形態の側面図。
【図５】図１のＡ−Ａ線に沿った図１のマイクロ波部品の第１の実施の形態の横断面図。
【図６】図１のＢ−Ｂ線に沿った図１のマイクロ波部品の第１の実施の形態の横断面図。
【図７】図４のＣ−Ｃ線に沿った図１のマイクロ波部品の第１の実施の形態の横断面図。
【図８】図１のマイクロ波部品の第２の実施の形態の正面図（図１のＹ方向）。
【図９】図１のマイクロ波部品の第２の実施の形態の側面図（図１のＺ方向）。
【図１０】図１のＡ−Ａ線に沿った図１のマイクロ波部品の第２の実施の形態の横断面図。
【図１１】図１のＢ−Ｂ線に沿った図１のマイクロ波部品の第２の実施の形態の横断面図。
【図１２】図９のＣ’−Ｃ’線に沿った図１のマイクロ波部品の第２の実施の形態の横断面図。
【符号の説明】
１ ハウジング部
２ 蓋部
３ 底部
４，５，６，７ 壁部
１０ 孔
１１，１２，１３ マイクロ波案内構造
１１ 第１フェライトディスク
１２ 内側導体
１３ 第２フェライトディスク
１４ 中間要素（極板）
１５ 永久磁石
１６ サーモフラックスディスク
１７ エアギャップ
１８ ストリップ
２３，２４，２５ 導体
２９，３０ 支承要素
３１ 部分的スペース

Claims (5)

1. 電磁波を伝導するためのマイクロ波案内構造と、電磁波と作動的に接続するよう配置されるとともに与えられた強さの磁界によって活かされる磁気回転材料とを備え、前記磁気回転材料、磁界を発生する少なくとも１つの磁石、および幾何学的に変動可能な磁気同調要素が磁気回路内に配置され、前記磁気同調要素が磁界の強さを調整するための変動可能な磁気パーミアンスを有するマイクロ波部品において、
   前記磁気同調要素は滑動可能に配置された透磁性ストリップを備え、かつ前記磁気回路の一部をなすとともに前記ストリップよりも小さい磁気パーミアンスを有する空間区域の幾何学的な形状が前記ストリップの滑り運動によって変動し、
   前記マイクロ波案内構造、前記磁気回転材料および前記磁石を少なくとも部分的に包囲するハウジングであって、少なくとも局所的に透磁性材料で形成されるとともに前記磁気回路内に配置され、前記磁気回路内に配置されたその少なくとも１つの区域をもって前記磁気同調要素の少なくとも一部をなし、かつ前記ストリップが滑動可能に配置されたハウジングを備え、
   前記ストリップが滑動可能に配置されるハウジングの区域は細長い開口を有し、この開口は少なくとも部分的に前記ストリップによって覆われ、かつ実質的に前記ストリップの滑り方向に延在することを特徴とするマイクロ波部品。
2. 前記ハウジングは底部を有する実質的に槽状のハウジング部を有し、前記底部は前記ハウジングの表面区域をカバーし、前記底部は前記磁気同調要素の少なくとも一部をなし、かつ前記底部上に前記ストリップが滑動可能に配置されていることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波部品。
3. 電磁波を伝導するためのマイクロ波案内構造と、電磁波と作動的に接続するよう配置されるとともに与えられた強さの磁界によって活かされる磁気回転材料とを備え、前記磁気回転材料、磁界を発生する少なくとも１つの磁石、および幾何学的に変動可能な磁気同調要素が磁気回路内に配置され、前記磁気同調要素が磁界の強さを調整するための変動可能な磁気パーミアンスを有するマイクロ波部品において、
   前記磁気同調要素は滑動可能に配置された透磁性ストリップを備え、かつ前記磁気回路の一部をなすとともに前記ストリップよりも小さい磁気パーミアンスを有する空間区域の幾何学的な形状が前記ストリップの滑り運動によって変動し、
   変動自在の幅を有するエアギャップが前記ストリップによって形成され、
   前記ストリップが滑動可能に配置されるハウジングの区域は細長い開口を有し、この開口は少なくとも部分的に前記ストリップによって覆われ、かつ実質的に前記ストリップの滑り方向に延在することを特徴とするマイクロ波部品。
4. 請求項１乃至３のいずれか記載のマイクロ波部品を備えたことを特徴とするマイクロ波サーキュレータ。
5. 請求項１乃至３のいずれか記載のマイクロ波部品を備えたことを特徴とするマイクロ波アイソレータ。

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