JP5184561B2 - フィンライン型導波管構造、偏波分離器およびフィンライン型導波管構造の製造方法 - Google Patents

フィンライン型導波管構造、偏波分離器およびフィンライン型導波管構造の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、フィンライン型導波管構造、偏波分離器およびフィンライン型導波管構造の製造方法に関するものである。
単方向通信や双方向通信の伝送容量増を実現する偏波多重方式では、水平偏波と垂直偏波を分離し異なるポートに出力する偏波分離器が必要となる。
図４（ａ）は、従来の偏波分離器の構造を示す断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の符号Ｍで示す部分の拡大図である。
同図の偏波分離器は、フィンライン型導波管構造を有するものであり、フィン体（フィン１０、２０）を導波管用の溝が形成された金属ブロック１、２で挟み込んだ構成である。例えば、水平偏波はフィン間に閉じ込められ、垂直偏波に対して分離される。
IEEE microwave magazine Volume: 7 Issue: 6 Date: Dec. 2006 Page(s): 74-84, Low-noise 6-8 GHz receiver, Pandian, J.D, Baker, L, Cortes, G, Goldsmith, P.F, Deshpande, A.A, Ganesan, R, Hagen, J, Locke, L, Wadefalk, N, Weinreb, S IRE Transactions on microwave theory and techniques Date:October.1956 Page(s): 263-267 Recent Advances in Finline Circuits Sloan D. Robertson
ところで、図４（ｂ）に示すように各フィンの位置が互いにずれることがある。偏波分離器を組み立てる時にフィンへ不用意な外力が加わったことや、偏波分離器を装置へ組み込む時などに偏波分離器に衝撃が加わったことで、フィンが曲がり、各フィンの位置が互いにずれるのである。
この位置ずれにより、従来の偏波分離器にあっては、水平偏波をフィン間に閉じ込める効果が低下し、分離特性（アイソレーション）が悪化する。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フィンライン型導波管構造を有する導波管部品の特性を向上させる技術を提供することにある。
上記の課題を解決するために、第１の本発明に係るフィンライン型導波管構造は、２つのフィンを含むフィン体を備えるフィンライン型導波管構造であって、前記フィン体の一方の表面に設けられるフィルムと、前記フィン体の他方の表面に設けられるフィルムとを備えることを特徴とする。
第２の本発明に係るフィンライン型導波管構造の製造方法は、２つのフィンを含むフィン体を備えるフィンライン型導波管構造の製造方法であって、前記フィン体の一方の表面にフィルムを設ける工程と、前記フィン体の他方の表面にフィルムを設ける工程とを備えることを特徴とする。
例えば、前記表面にフィルムを設ける工程は、前記表面に当該フィルムより大きいフィルムを設ける工程と、当該大きいフィルムを最終的な形状を残して切除する工程とを備える。
例えば、前記表面にフィルムを設ける工程は、当該フィルムより大きいフィルムを最終的な形状を残して切除する工程と、当該残った最終的な形状のフィルムを表面に設ける工程とを備える。
本発明によれば、フィン体の一方の表面に設けられるフィルムと、フィン体の他方の表面に設けられるフィルムとを備えることで、フィルムによりフィンの位置ズレが防止され、特性を向上させることができる。
本発明の実施の形態に係る偏波分離器の概略的な構造を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る偏波分離器の概略的な構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る偏波分離器においてフィンにフィルムを設ける方法を示す説明図である。 従来の偏波分離器の構造を示す断面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１、２は、本発明の実施の形態に係る偏波分離器の概略的な構造を示す図である。図１は、図２のＢＢ線で示す面を矢印の方向に見た平面図である。図２は、図１のＡＡ線で示す面を見た断面図である。以下、かかる偏波分離器を単に偏波分離器という。
偏波分離器は、金属ブロック１、２と、フィン１０、２０（フィン体と総称する）と、フィルムＵ、Ｌとを備える。フィンは電気的抵抗を有する金属板などである。
偏波分離器は、フィンライン型導波管構造を有するものであり、フィン１０、２０を導波管用の溝が形成された金属ブロック１、２で挟み込んだ構成である。
フィルムＵは、フィン体の一方の表面（図２では上側面）の、しかも導波管内部（空間）に対向する部分に設けられている。フィルムＬは、フィン体の他方の表面（図２では下側面）の、しかも導波管内部（空間）に対向する部分に設けられている。
フィルムは、例えば、低誘電率（例えば、比誘電率３以下）、且つ、低ｔａｎδ（例えば、０．００１以下）の誘電体である。フィルムは、例えば、ポリイミド系の５０μｍの厚さのものである。
フィン１０とフィン２０の間の箇所には、最も強い電界が発生するので、その箇所にフィルムが存在しない領域が生じて誘電率が不均一になると、伝播特性が劣化する可能性がある。
そこで、フィルムには流動性の高い材質を用い、そのフィルムでフィン１０、２０を強く挟むことで、フィン１０、２０の間の空隙にフィルムの材料を流れ込ませ、その結果、図２に示すように、フィン１０、２０の間において、フィルムが存在しない領域が生じないようにするのが好ましい。
図１において、符号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３で示す導波管内部の空間をそれぞれポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３という。各ポートの幅は、ミリ波を扱う場合、数ミリメートルである。
次に、偏波分離器の製造方法を説明する。
まず、フィンにフィルムを設ける方法を説明する。フィン体にフィルムを設ける方法としては、２つの方法がある。
図３（ａ）は、一方の方法を示す図である。
まず、例えば、フィン体より大きいフィルムの上にフィン１０、２０を載置し、フィンとフィルムを互いに固着する。これにより、以降は、フィン１０、２０の位置ズレを防止することができる。次に、フィン１０、２０の上にフィン体より大きいフィルムを載置し、フィンとフィルムを互いに固着する。これにより、フィン１０、２０の位置ズレを防止する効果が高まる。なお、上記のように、フィルムでフィン１０、２０を強く挟むことで、フィン１０、２０の間において、フィルムが存在しない領域が生じないようにするのが好ましい。
次に、レーザ光などで一方のフィルムをフィルムＵの形状を残して切除する。フィルムＵは残っているので、フィンの位置ズレを防止する効果は維持される。また、レーザ光などで他方のフィルムをフィルムＬの形状を残して切除する。フィルムＬは残っているので、フィンの位置ズレを防止する効果は維持される。
図３（ｂ）は、他方の方法を示す図である。
まず、フィルムＵより大きいフィルムをフィルムＵの形状を残して切除する。また、フィルムＬより大きいフィルムをフィルムＬの形状を残して切除する。
一方、フィン１０、２０を互いにずれないように治具（図示せず）などで位置決めする。
次に、フィン体におけるフィルムＵの位置にフィルムＵを付し、フィン体とフィルムを互いに固着する。これにより、以降は、フィン１０、２０の位置ズレを防止することができる。また、フィン体におけるフィルムＬの位置にフィルムＬを付し、フィン体とフィルムを互いに固着する。これにより、フィン１０、２０の位置ズレを防止する効果が高まる。なお、上記のように、フィン１０、２０の間において、フィルムが存在しない領域が生じないようにするのが好ましい。
図３（ａ）、（ｂ）に示すいずれかの方法で、フィン体とフィルムは一体化される。これにより、これらを１部品として扱うことができる。よって、フィンを不用意に落下させ、フィンが曲げるというような事故の防止を図ることができる。
次に、一体化されたフィンとフィルムを、フィルムが導波管内に位置するように金属ブロック１、２で挟み込む。こうして、偏波分離器が完成する。
次に、偏波分離器の作用を説明する。
図１のポートＰ１には、方向Ｈの電界を有する水平偏波と方向Ｈに垂直な電界を有する垂直偏波とを含むミリ波などが導入される。垂直偏波は、フィン１０、２０を透過し、ポートＰ２へ伝播される。一方、水平偏波は、フィン１０、２０の間の隙間に閉じ込められ、ポートＰ３へ伝播される。フィルムによりフィンの位置ズレが防止されるので、水平偏波は、フィン１０、２０の間の隙間に確実に閉じ込められ、ポートＰ３へ伝播される。したがって、分離特性を向上させることができる。
以上説明したように、偏波分離器のフィンライン型導波管構造によれば、フィン体の一方の表面に設けられるフィルムＵと、フィン体の他方の表面に設けられるフィルムＬとを備えることで、フィルムによりフィンの位置ズレが防止され、分離特性を向上させることができる。
２つのフィルムに関しては、例えば、その一方だけを設けるようにしてもよいが、両方を設けた方が好ましい。両方のフィルムを設けることで、導波管内部を構造的に対称にできる。フィルムは導波管内部の伝播特性に影響を与える誘電体などであるが、導波管内部が構造的に対称ならば、分離特性への影響を少なくできる。
１、２…金属ブロック
１０、２０…フィン（金属板）
Ｕ、Ｌ…フィルム
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…ポート

Claims (4)

  1. ２つのフィンを含むフィン体を備えるフィンライン型導波管構造であって、
    前記フィン体の一方の表面に設けられるフィルムと、
    前記フィン体の他方の表面に設けられるフィルムと
    を備えることを特徴とするフィンライン型導波管構造。
  2. ２つのフィンを含むフィン体を備えるフィンライン型導波管構造の製造方法であって、
    前記フィン体の一方の表面にフィルムを設ける工程と、
    前記フィン体の他方の表面にフィルムを設ける工程と
    を備えることを特徴とするフィンライン型導波管構造の製造方法。
  3. 前記表面にフィルムを設ける工程は、
    前記表面に当該フィルムより大きいフィルムを設ける工程と、
    当該大きいフィルムを最終的な形状を残して切除する工程と
    を備えることを特徴とする請求項２記載のフィンライン型導波管構造の製造方法。
  4. 前記表面にフィルムを設ける工程は、
    当該フィルムより大きいフィルムを最終的な形状を残して切除する工程と、
    当該残った最終的な形状のフィルムを表面に設ける工程と
    を備えることを特徴とする請求項２記載のフィンライン型導波管構造の製造方法。
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