JP5896447B2

JP5896447B2 - 擬似負荷装置

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Publication number: JP5896447B2
Application number: JP2011128825A
Authority: JP
Inventors: 洋紀西; 幸男森口
Original assignee: NEC Network and System Integration Corp
Current assignee: NEC Network and System Integration Corp
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2031-06-09
Also published as: JP2012257064A

Description

この発明は、擬似負荷装置に係り、特に、それぞれ異なる周波数帯の高周波信号波を大電力で出力する複数種類の高周波信号源（たとえば、高周波増幅器など）に対して擬似負荷を掛ける場合に用いて好適な擬似負荷装置に関する。

それぞれ異なる周波数帯の高周波信号波を大電力で出力する複数種類の高周波信号源（たとえば、高周波増幅器など）に対して導波管を経て擬似負荷を掛ける場合、各周波数帯に対応して導波管のカットオフ周波数を設定し、最適な導波管型の擬似負荷装置を装備する必要がある。

この種の擬似負荷装置では、たとえば図２（ａ）に示すように、Ｘ帯の周波数帯の高周波信号波（たとえば、３０〜３００ＧＨｚ）を出力する高周波増幅器であるＸ帯ＡＭＰ（高周波増幅器）１は、Ｘ帯導波管２を経てＸ帯擬似負荷３が接続されて電力が消費される。また、図２（ｂ）に示すように、Ｘ帯よりも低いＣ帯の周波数帯の高周波信号波を出力する高周波増幅器であるＣ帯ＡＭＰ４は、Ｃ帯導波管５を経てＣ帯擬似負荷６が接続されて電力が消費される。

上記の擬似負荷装置の他、この種の関連技術としては、たとえば、特許文献１に記載された大電力終端器がある。
この大電力終端器では、同時に終端されることのない２つの大電力高周波信号の一方は、第１の開口面から第１の導波管に入力され、その一部の電力は第１の電波吸収体に吸収されてほぼ無反射終端される。残りの電力は、共通Ｅ面体に設けられている方向性結合孔を介して第２の導波管の終端面に実装されている第２の電波吸収体に吸収されてほぼ無反射終端される。第２の開口面から第２の導波管に入力される他方の大電力高周波信号についても、同様に分割されて、一部の電力は第２の電波吸収体に吸収され、残りの電力は方向性結合孔を介して第１の電波吸収体に吸収されてほぼ無反射終端される。

また、特許文献２に記載された大電力高周波用ダミーロードは、導波管の終端に高周波電力吸収体として取り付けられるダミーロードであり、上流側の導波管に比べて電界に平行な面の高さを大きくした矩形状の導波管とされ、かつ、この導波管の開口端と上流側の導波管に接続されるフランジ部との間がテーパ管により接続され、上記矩形状の金属製導波管の電界に平行な内面にＳｉＣタイルがロー付けされている。

特開平０８−０４６４０８号公報特開平０９−１６２６０６号公報

しかしながら、上記関連技術では、次のような課題があった。
すなわち、図２に示す擬似負荷装置では、Ｘ帯擬似負荷３はＸ帯、及び、Ｃ帯擬似負荷６はＣ帯のみでしか使用できず、使用周波数毎に擬似負荷を用意する必要があり、装置の規模が大型化されて煩雑になるという課題がある。

特許文献１に記載された大電力終端器では、通信システム構成上同時に終端されることのない２つの大電力高周波信号に対して、１つの電力終端器を共通使用し、各高周波信号を分割して２つの電波吸収体に吸収してほぼ無反射終端することにより、装置構成の簡素化、実装スペースの効率化及び装置の小形化が行われるが、この発明とはハード構成が異なる。

また、特許文献２に記載された大電力高周波用ダミーロードでは、導波管の内面の電界に平行な面の高さが広げられた構成となり、高周波電力の密度が小さくなり、ＳｉＣタイルでの発熱密度が小さくなるが、この発明とはハード構成が異なる。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、それぞれ異なる周波数帯の高周波信号を出力する複数種類の高周波増幅器などに対して簡単な構成で擬似負荷を掛ける擬似負荷装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、この発明の構成は、擬似負荷装置に係り、断面サイズに応じた所定のカットオフ周波数（Ｘカットオフ周波数という）を有する導波管であって、第１の周波数帯（Ｘ帯という）の高周波信号波を出力する高周波信号源に接続されて、当該Ｘカットオフ周波数以上の前記Ｘ帯の高周波信号波を伝送するＸ帯導波管と、断面サイズが前記Ｘ帯導波管のそれよりも大きく、前記Ｘカットオフ周波数よりも低い所定のカットオフ周波数（Ｃカットオフ周波数という）を有する導波管であって、前記Ｘ周波数帯よりも低い第２の周波数帯（Ｃ帯という）の高周波信号波を出力する高周波信号源に接続されて、当該Ｃカットオフ周波数以上の前記Ｃ帯の高周波信号波を伝送するＣ帯導波管と、断面サイズが前記Ｃ帯導波管のそれよりも大きく、前記Ｃカットオフ周波数よりも低い所定のカットオフ周波数（Ｓカットオフ周波数という）を有する導波管であって、入力端側に導波管切替器を接続し、出力端側に擬似負荷を接続して、当該Ｓカットオフ周波数以上の高周波帯（Ｓ帯という）の高周波信号波を伝送するＳ帯導波管と、入力端の断面サイズが前記Ｘ帯導波管のそれと同等、当該入力端のカットオフ周波数が前記Ｘカットオフ周波数と同等で、かつ、出力端の断面サイズが前記Ｓ帯導波管のそれと同等、当該出力端のカットオフ周波数が前記Ｓカットオフ周波数と同等に形成され、前記Ｘ帯導波管と前記Ｓ帯導波管とを前記導波管切替器を介して接続するＸ帯→Ｓ帯テーパ導波管と、入力端の断面サイズが前記Ｃ帯導波管のそれと同等、当該入力端のカットオフ周波数が前記Ｃカットオフ周波数と同等で、かつ、出力端の断面サイズが前記Ｓ帯導波管のそれと同等、当該出力端のカットオフ周波数が前記Ｓカットオフ周波数と同等に形成され、前記Ｃ帯導波管と前記Ｓ帯導波管とを前記導波管切替器を介して接続するＣ帯→Ｓ帯テーパ導波管と、前記Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管と前記Ｓ帯導波管との間、及び、前記Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管と前記Ｓ帯導波管との間に介挿され、前記Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管、又は、前記Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管から出力される前記Ｓ帯の高周波信号波を切替選択して前記Ｓ帯導波管に出力する前記導波管切替器と、前記Ｓ帯導波管から入力される前記Ｓ帯の高周波信号波の電力を消費するための前記擬似負荷とを有することを特徴としている。

この発明の構成によれば、複数種類の高周波信号源から出力される高周波信号波の電力の消費が１つの擬似負荷により対応可能な擬似負荷装置を提供することができる。

この発明の一実施形態である擬似負荷装置の要部の電気的構成を示す図である。関連技術に係る擬似負荷装置の構成を示す図である。

Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管の出力端側断面サイズと、Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管のそれとを同等に形成し、出力端のカットオフ周波数を同等、すなわち、ともに、Ｓカットオフ周波数とすることで、複数種類の高周波信号源（Ｘ帯導波管、Ｃ帯導波管）から出力されるＸ帯やＣ帯の高周波信号波の電力の消費を、Ｃ帯導波管及びＸ帯導波管のカットオフ周波数の影響を受けることなく、１つの擬似負荷で対応できる擬似負荷装置を実現する。

上記Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管と、上記Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管は、ともに、入力端側から出力端側に向けて、断面サイズが漸次大きくなる構成とされて、カットオフ周波数が漸次低くなる態様に設定されていて、入力端のカットオフ周波数は互いに異なるにもかかわらず、出力端では、共通のカットオフ周波数を有するように形成されている。

また、上記導波管切替器で発生する上記Ｓ帯の高周波信号波の漏れ電力を吸収するための終端器が設けられている。

実施形態

図１は、この発明の一実施形態である擬似負荷装置の要部の電気的構成を示す図である。
この形態の擬似負荷装置は、同図に示すように、Ｃ帯導波管１１と、Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管１２と、Ｘ帯導波管１３と、Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管１４と、導波管切替器１５と、Ｓ帯導波管１６と、Ｓ帯用擬似負荷１７と、Ｓ帯導波管１８と、終端器１９とから構成されている。Ｃ帯導波管１１には、図２（ｂ）と同様のＣ帯ＡＭＰ４が接続されている。Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管１２は、Ｃ帯ＡＭＰ４に対応して設けられ、同Ｃ帯ＡＭＰ４からＣ帯導波管１１を経て入力された高周波信号波の周波数帯（Ｃ帯）を、特定周波数帯（Ｓ帯）を最適に通すカットオフ周波数を有する出力端を介して、特定周波数帯信号波ｍａとして出力する。Ｘ帯導波管１３には、図２（ａ）と同様のＸ帯ＡＭＰ１が接続されている。Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管１４は、Ｘ帯ＡＭＰ１に対応して設けられ、同Ｘ帯ＡＭＰ１からＸ帯導波管１３を経て入力された高周波信号波の周波数帯（Ｘ帯）を特定周波数帯（Ｓ帯）を、特定周波数帯（Ｓ帯）を最適に通すカットオフ周波数を有する出力端を介して、特定周波数帯信号波ｍｂとして出力する。

特に、この実施形態では、上記特定周波数帯（Ｓ帯）は、上記各周波数帯（Ｃ帯、Ｘ帯）よりも低く設定されている。この場合、Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管１２は、入力される高周波信号波の周波数帯（Ｃ帯）を入力通過させるように設定されたカットオフ周波数を漸次低くして特定周波数帯（Ｓ帯）を通過出力させるカットオフ周波数に変化するように形成されている。Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管１４は、入力される高周波信号波の周波数帯（Ｘ帯）を入力通過させるように設定されたカットオフ周波数を漸次低くして特定周波数帯（Ｓ帯）を通過出力させるカットオフ周波数に変化するように形成されている。この特定周波数帯（Ｓ帯）は、この擬似負荷装置が用いられる高周波信号源から出力される高周波信号波の周波数帯のうちの、たとえば最低の周波数帯に設定されている。

導波管切替器１５は、Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管１２から出力される特定周波数帯信号波ｍａ、又は、Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管１４から出力される特定周波数帯信号波ｍｂを選択する。Ｓ帯導波管１６は、導波管切替器１５で選択された特定周波数帯信号波ｍａ又は特定周波数帯信号波ｍｂをＳ帯用擬似負荷１７へ伝送するためのものである。Ｓ帯用擬似負荷１７は、導波管切替器１５で選択された上記特定周波数帯信号波の電力を消費する。Ｓ帯導波管１８は、導波管切替器１５で発生する上記特定周波数帯信号波の漏れ電力を終端器１９へ伝送するためのものである。終端器１９は、導波管切替器１５で発生する上記特定周波数帯信号波の漏れ電力を吸収する。

この擬似負荷装置では、所定の周波数帯（Ｃ帯、Ｘ帯）の高周波信号波を出力する複数種類の高周波信号源（Ｃ帯ＡＭＰ４、Ｘ帯ＡＭＰ１）に対応して設けられたＣ帯→Ｓ帯テーパ導波管１２、Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管１４に入力された上記高周波信号波の周波数帯（Ｃ帯、Ｘ帯）が、各テーパ導波管の同一断面サイズ（同一カットオフ周波数）の出力端から、一種類の特定周波数帯（Ｓ帯）に属する信号波ｍａ，ｍｂとして出力される。導波管切替器１５により、上記Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管１２、Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管１４から出力される特定周波数帯信号波ｍａ，ｍｂから１つの特定周波数帯信号波が選択される。そして、導波管切替器１５で選択された特定周波数帯信号波の電力が擬似負荷（Ｓ帯用擬似負荷１７）により消費される。

すなわち、Ｃ帯ＡＭＰ４から高周波信号波がＣ帯導波管１１を経て伝送され、Ｃ帯を入力させるのに最適なカットオフ周波数を有する入力端から、Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管１２に入力され、当該テーパ導波管１２内を伝送され、Ｓ帯を出力されるのに最適なカットオフ周波数を有する出力端から、Ｓ帯の信号波ｍａとして出力される。また、Ｘ帯ＡＭＰ１から高周波信号波がＸ帯導波管１３を経て伝送され、Ｘ帯を入力させるのに最適なカットオフ周波数を有する入力端から、Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管１４に入力され、Ｓ帯を出力されるのに最適なカットオフ周波数を有する出力端から、Ｓ帯の信号波ｍｂとして出力される。Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管１２から出力される特定周波数帯信号波ｍａ、又は、Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管１４から出力される特定周波数帯信号波ｍｂは、導波管切替器１５により選択される。

導波管切替器１５で選択された特定周波数帯信号波ｍａ又は特定周波数帯信号波ｍｂは、Ｓ帯導波管１６を経てＳ帯用擬似負荷１７へ伝送される。Ｓ帯用擬似負荷１７では、導波管切替器１５で選択されたＳ帯の上記特定周波数帯信号波の電力が、反射電力が発生することなく、消費される。また、導波管切替器１５で発生する上記特定周波数帯信号波の漏れ電力は、Ｓ帯導波管１８を経て終端器１９へ伝送される。終端器１９では、Ｓ帯導波管１８を経て伝送された上記漏れ電力が吸収される。

以上のように、この実施形態では、導波管切替器１５により、Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管１２から出力されるＳ帯の特定周波数帯信号波ｍａ、又は、Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管１４から出力されるＳ帯の特定周波数帯信号波ｍｂが選択されるので、Ｃ帯導波管１１及びＸ帯導波管１３のカットオフ周波数の影響を受けることなく、Ｘ帯ＡＭＰ１又はＣ帯ＡＭＰ４から出力される高周波信号波の電力の消費が１つのＳ帯用擬似負荷１７により対応可能となる。

以上、この発明の実施形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、特定周波数帯（Ｓ帯）は、上記各周波数帯（Ｃ帯、Ｘ帯）よりも低い周波数帯、あるいは、この擬似負荷装置が用いられる高周波信号源から出力される高周波信号波の周波数帯のうちの最低の周波数帯に限定されず、最高の周波数帯や中程度の周波数帯に設定されていても、上記実施形態とほぼ同様の作用、効果が得られる。また、導波管切替器１５は、特定周波数帯信号波ｍａ又は特定周波数帯信号波ｍｂを選択する構成に限定されず、３つ以上の特定周波数帯信号波を選択する構成としても良い。また、高周波信号源は、Ｃ帯ＡＭＰ４及びＸ帯ＡＭＰ１に限定されず、伝送に導波管を必要とする高周波信号波を出力するものであれば良い。

この発明は、それぞれ異なる周波数帯の高周波信号波を出力する複数種類の高周波増幅器などに対して擬似負荷を掛ける擬似負荷装置全般に適用できる。

１Ｘ帯ＡＭＰ（高周波信号源）
４Ｃ帯ＡＭＰ（高周波信号源）
１１Ｃ帯導波管（擬似負荷装置の一部）
１２Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管
１３Ｘ帯導波管（擬似負荷装置の一部）
１４Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管
１５導波管切替器
１６Ｓ帯導波管
１７Ｓ帯用擬似負荷（擬似負荷）
１８Ｓ帯導波管
１９終端器

Claims

断面サイズに応じた所定のカットオフ周波数（Ｘカットオフ周波数という）を有する導波管であって、第１の周波数帯（Ｘ帯という）の高周波信号波を出力する高周波信号源に接続されて、当該Ｘカットオフ周波数以上の前記Ｘ帯の高周波信号波を伝送するＸ帯導波管と、
断面サイズが前記Ｘ帯導波管のそれよりも大きく、前記Ｘカットオフ周波数よりも低い所定のカットオフ周波数（Ｃカットオフ周波数という）を有する導波管であって、前記Ｘ周波数帯よりも低い第２の周波数帯（Ｃ帯という）の高周波信号波を出力する高周波信号源に接続されて、当該Ｃカットオフ周波数以上の前記Ｃ帯の高周波信号波を伝送するＣ帯導波管と、
断面サイズが前記Ｃ帯導波管のそれよりも大きく、前記Ｃカットオフ周波数よりも低い所定のカットオフ周波数（Ｓカットオフ周波数という）を有する導波管であって、入力端側に導波管切替器を接続し、出力端側に擬似負荷を接続して、当該Ｓカットオフ周波数以上の高周波帯（Ｓ帯という）の高周波信号波を伝送するＳ帯導波管と、
入力端の断面サイズが前記Ｘ帯導波管のそれと同等、当該入力端のカットオフ周波数が前記Ｘカットオフ周波数と同等で、かつ、出力端の断面サイズが前記Ｓ帯導波管のそれと同等、当該出力端のカットオフ周波数が前記Ｓカットオフ周波数と同等に形成され、前記Ｘ帯導波管と前記Ｓ帯導波管とを前記導波管切替器を介して接続するＸ帯→Ｓ帯テーパ導波管と、
入力端の断面サイズが前記Ｃ帯導波管のそれと同等、当該入力端のカットオフ周波数が前記Ｃカットオフ周波数と同等で、かつ、出力端の断面サイズが前記Ｓ帯導波管のそれと同等、当該出力端のカットオフ周波数が前記Ｓカットオフ周波数と同等に形成され、前記Ｃ帯導波管と前記Ｓ帯導波管とを前記導波管切替器を介して接続するＣ帯→Ｓ帯テーパ導波管と、
前記Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管と前記Ｓ帯導波管との間、及び、前記Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管と前記Ｓ帯導波管との間に介挿され、前記Ｃ帯→Ｓ帯テーパ導波管、又は、前記Ｘ帯→Ｓ帯テーパ導波管から出力される前記Ｓ帯の高周波信号波を切替選択して前記Ｓ帯導波管に出力する前記導波管切替器と、
前記Ｓ帯導波管から入力される前記Ｓ帯の高周波信号波の電力を消費するための前記擬似負荷とを有することを特徴とする擬似負荷装置。
前記導波管切替器で発生する前記Ｓ帯の高周波信号波の漏れ電力を吸収するための終端器が設けられていることを特徴とする請求項１記載の擬似負荷装置。
前記導波管切替器で発生する前記漏れ電力を前記終端器へ伝送するための、前記Ｓ帯導波管と同一構成の導波管が設けられていることを特徴とする請求項２記載の擬似負荷装置。