JP7345962B2 - waveguide switch - Google Patents
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Description
本発明は、電磁波などを効率よく伝送させるために従来から導波管が用いられ、この導波管を用いた各種装置(送受信機、アンテナ、計測機器など)において電磁波の伝送経路を切り替えるのに用いられる導波管スイッチに関する。 Waveguides have traditionally been used to efficiently transmit electromagnetic waves, and the present invention is useful for switching the transmission path of electromagnetic waves in various devices (transceivers, antennas, measuring instruments, etc.) using waveguides. This invention relates to a waveguide switch used.
この導波管スイッチには、ロータリ方式のものが知られている。 A rotary type waveguide switch is known.
図7~図9はロータリ方式の従来の導波管スイッチを示す。図7(a)は外観を示す正面図、図7(b)は(a)におけるA-A断面図である。図8(a)は要部の側面図、図8(b)は(a)におけるA-A断面図である。 7 to 9 show conventional rotary type waveguide switches. FIG. 7(a) is a front view showing the external appearance, and FIG. 7(b) is a sectional view taken along line AA in FIG. 7(a). FIG. 8(a) is a side view of the main part, and FIG. 8(b) is a sectional view taken along line AA in FIG. 8(a).
導波管スイッチ100のステータ110は、金属製の直方体の本体部の中心に円筒状の空間111を有し、この空間111と本体部の4つの側面とにそれぞれ開口する4つの導波管接続口112、112、・・・が形成され、前記空間111には、後述する円柱状のロータ120が僅かな隙間を介して回動自在に収納されている。
The
ステータ110の本体部の上部にはロータ120を回動するためのロータ駆動部101が設けられ、また、ロータ駆動部101の上部にはロータ120を手動で回動するための手動切替ノブ102が設けられている。
A
ロータ120は、やや扁平な円柱状を呈し、円柱を横切ってロータ120の外周面122に開口する導波路121、121が2つ形成されている。
The
導波路121は平面から見て緩やか屈曲しており、ロータ120の外周面122において中心角でほぼ90度ずれた位置に開口されており、外周面122に4つの開口123、123、・・・が形成されている。
The
ロータ120の外周面122には中心軸に平行に延び、半径方向に所定の深さで形成されたスリット状のチョーク溝124、124、・・・が形成されている(例えば、特許文献1参照)。
Slit-
このチョーク溝124は前記開口123と開口123との間に2本形成され、共に、チョーク溝124の中心から前記開口123の中心軸に平行な開口縁までの距離が伝送電磁波の実効波長λの1/4倍に形成されている。
Two
また、チョーク溝124の半径方向の深さは、伝送電磁波の実効波長λの1/4倍の寸法で形成されている。
Further, the depth of the
このようにチョーク溝124の開口123からの距離、深さを共に伝送電磁波の実効波長λの1/4倍に形成することにより、前記ステータ110と前記ロータ120との間のギャップによる伝送電磁波の漏洩が抑制される。
By forming the distance and depth of the
しかしながら、上記従来の導波管スイッチ100にあっては、ロータ120の直径が比較的小さい場合良いが、ロータ120の直径が大きくなると、前記2つのチョーク溝124、124との間隔が大きくなってしまう。
However, in the
すなわち、これら2つチョーク溝124、124は前記ロータ120の導波路121の開口123からの距離がλ/4倍と一定であるため、ロータ120の直径が大きくなれば、チョーク溝124と124との間隔は大きくなってしまう。
That is, since the distance between these two
そして、2つチョーク溝124、124の間隔が大きくなると、共振が発生してしまい、隣接ポート結合量が劣化する。特に、8.65GHzの伝送電磁波、10.30GHzの伝送電磁波にその劣化が顕著に表れることが分かった(図9(a)参照)。
If the distance between the two
更に、これら周波数帯域の伝送電磁波にあっては耐電力の劣化することも分かった(図9(b)参照)。 Furthermore, it was also found that the power resistance deteriorates when transmitting electromagnetic waves in these frequency bands (see FIG. 9(b)).
そこで本発明は、ロータの直径が大きくなっても、共振による隣接ポート結合量の劣化を防止し、耐電力性能の劣化も防止することができる導波管スイッチを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a waveguide switch that can prevent deterioration of the amount of adjacent port coupling due to resonance and also prevent deterioration of power durability even if the diameter of the rotor increases.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、円柱状を成し、円柱を横切って外周面に開口する導波路が少なくとも2つ以上形成されたロータと、前記ロータを回動自在に支持する円筒状の空間が形成され、該空間の内周面に前記導波路の開口と対向して連通する導波管接続口を有するステータと、を備え、前記ロータの所定角の回動により、前記導波路の開口が前記ステータの導波管接続口に対向するようにして切り替わる導波管スイッチであって、隣接する2つの前記開口の周方向における間隔が伝送電磁波の実効波長λの3/4倍以上の場合に、前記ロータの外周面には、前記ステータと前記ロータとの間のギャップによる伝送電磁波の漏洩を抑制するチョーク溝を、前記ロータの前記開口と該開口に隣接する開口との間の外周面に少なくとも3つ、共振の発生を防止できる間隔で、形成し、前記チョーク溝のうち、前記開口に隣接するチョーク溝をそれぞれ端側チョーク溝、該2つの端側チョーク溝の間に形成されたチョーク溝を中間チョーク溝とし、前記端側チョーク溝の中心から前記開口の開口縁までの距離が、伝送電磁波の実効波長λの1/4倍に設定され、前記2つの端側チョーク溝の間であって前記共振の発生を防止できる間隔で前記中間チョーク溝が形成されている、ことを特徴とする。
In order to solve the above problem, the invention of
請求項1に記載の発明によれば、ロータの直径が大きくなって外周面の周方向の長さが長くなって、隣接する2つの前記開口の周方向における間隔が伝送電磁波の実効波長λの3/4倍以上になった場合でも、少なくとも3つのチョーク溝を、共振の発生を防止できる間隔で、形成したため、ロータとステータとのギャップによる伝送電磁波の漏洩を有効に抑制することができるとともに、共振の発生を防止することができ、その分、隣接ポート結合量の劣化及び耐電力性能の劣化を防止することができる。
According to the invention described in
以下、この発明を図示の各実施の形態に基づいて説明する。 The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
(実施の形態1)
図1~図4はこの発明の実施の形態1に係る導波管スイッチを示すものである。図1(a)は外観を示す正面図、(b)は(a)におけるA-A断面図で、図2は、要部の斜視図で、図3は、図1より拡大して示し、(a)は要部の側面図、(b)は(a)におけるA-A断面図、図4(a)は使用周波数と隣接ポート結合量とを示すグラフ図、図4(b)は使用周波数と耐電力とを示すグラフ図である。
(Embodiment 1)
1 to 4 show a waveguide switch according to
なお、この実施の形態1に係る導波管スイッチ1と上述した図7~図9に示した従来の導波管スイッチ100とが相違する点は、チョーク溝の数であり、他の部分についてはほぼ同様な構成をしている。
Note that the difference between the
導波管スイッチ1は、金属製の直方体の本体部11の中心に円筒状の空間12を有し、この空間12の内周面と本体部11の4つの側面とにそれぞれ開口する4つの導波管接続口13、13、・・・が形成され、前記空間12には、後述する円柱状のロータ20が僅かな隙間(ギャップ)を介して回動自在に収納されている。
The
ステータ10の本体部11の上部にはロータ20を回動するためのロータ駆動部2が設けられ、また、ロータ駆動部2の上部にはロータ20を手動で回動するための手動切替ノブ3が設けられている。
A
導波管接続口13は断面形状は縦長なほぼ矩形を呈し、図示しない各種装置、例えば送受信機とアンテナ、送受信機と測定機器などと接続される。
The
ロータ20は、金属製で全体形状がやや扁平な円柱状を呈し、前記ステータ10の空間12に回動自在に収納され、前記ロータ駆動部2により所定角、適宜回動するようになっている。
The
ロータ20には、円柱を横切ってロータ20の外周面22に開口する導波路21、21が2つ形成され、このような導波路21、21は平面から見て緩やか曲げられており、ロータ20の外周面22において中心角でほぼ90度ずれた位置にそれぞれ開口し、外周面22に4つの開口23、23、・・・が形成されて、これら導波路21、21は互いに重ならないようになっている。
Two
また、導波路21は断面形状は縦長なほぼ矩形を呈し、上記ステータ10の導波管接続口13の断面形状と同じ形状に形成されていて、後述するようにロータ20が回動して導波路21の前記開口23がステータ10の導波管接続口13に対向すると、導波路21と導波管接続口13とが連通するようになっている。
Further, the
ロータ20の隣接する2つの開口23、23の間隔は、伝送電磁波の実効波長λの3/4倍以上で、この実施の形態1ではほぼλと同じ長さに形成されている。
The distance between the two
ロータ20の外周面22には、中心軸に平行に延び、半径方向に所定の深さDで形成されたスリット状のチョーク溝24、24、・・・が形成されている。
Slit-shaped choke grooves 24, 24, . . . are formed on the outer
このチョーク溝24は隣接する2つの前記開口23間に3本形成され、開口23、23にそれぞれ隣接するチョーク溝を端側チョーク溝24a、24aと、また、この2つの端側チョーク溝24a、24a間に形成されたチョーク溝を中間チョーク溝24bと称する。
Three choke grooves 24 are formed between the two
前記端側チョーク溝24aの中心から前記開口23の中心軸に平行な開口縁までの距離aが伝送電磁波の実効波長λの1/4倍に形成されている(図3参照)。
The distance a from the center of the end-
従って、2つの端側チョーク溝24aと24aとの間の間隔は伝送電磁波の実効波長λのほぼ1/2倍となっており、その中間に上記中間チョーク溝24bが形成され、該中間チョーク24bと端側チョーク溝24a、24aとの間の間隔bも伝送電磁波の実効波長λのほぼ1/4倍に形成されている。
Therefore, the interval between the two end-
また、チョーク溝24の半径方向の深さDは、伝送電磁波の実効波長λの1/4倍の寸法で形成されている。 Further, the radial depth D of the choke groove 24 is set to be 1/4 times the effective wavelength λ of the transmitted electromagnetic wave.
このように端側チョーク溝24aの開口23からの距離a、深さDを共に伝送電磁波の実効波長λの1/4倍に形成することにより、前記ステータ10と前記ロータ20との間のギャップによる伝送電磁波の漏洩が抑制される。
By forming both the distance a from the
更に、端側チョーク24aと24aとの間に中間チョーク溝24bを形成したので、端側チョーク24aと24aとの間の間隔が伝送電磁波の実効波長λのほぼ1/2倍となっているが、共振の発生を防止することができ、隣接ポート結合量の劣化及び耐電力性能の劣化をすることができる(図4(a)(b)参照)。
Furthermore, since the
なお、この実施の形態1に係る導波管スイッチ1にあっては、ロータ20の開口23と開口23との間隔を伝送電磁波の実効波長λと同じにしたことで、2つの端側チョーク溝24aと24aとの間隔が伝送電磁波の実効波長λのほぼ1/2倍となったが、ロータ20の開口23と開口23との間隔を伝送電磁波の実効波長λの3/4倍にした場合にもほぼ同様に共振の発生を抑制し、隣接ポート結合量の劣化及び耐電力性能の劣化をすることができた。
In the
(実施の形態2)
この実施の形態2に係る導波管スイッチ30について説明する。図5は要部の断面図である。なお、この実施の形態2に係る導波管スイッチ30が上記実施の形態に係る導波管スイッチ1と相違する点は、ロータの直径が更に大きくなりチョーク溝が増えた点である。
(Embodiment 2)
The
ロータ35には2つの導波路36、36が形成され、これら導波路36、36の外周面に形成された4つの開口37、37、・・・が形成され、ロータ35の直径が大きくなった分、隣接する2つの開口37と37との間の間隔が伝送電磁波の実効波長λのほぼ5/4倍となっている。
Two
ステータ31は、ロータ35が大きくなった分、これを回動自在に支持する空間も実施の形態1における空間12よりも大きく形成され、また、ロータ35の各開口37、37、・・・に対向するように導波管接続口32、32、・・・が形成されている。
In the
ロータ35の隣接する開口37と37との間には4つのチョーク溝38、38、・・・が形成され、4つのチョーク溝のうち開口に隣接する端側チョーク溝38a、38aとこれら端側チョーク溝38aと38aとの間の2つの中間チョーク溝38b、38bが形成されている。
Four choke grooves 38, 38, . Two
このように、隣接する2つの開口37と37との間の間隔が、伝送電磁波の実効波長λのほぼ5/4倍であるところ、4つのチョーク溝38、38、・・・が形成されているため、開口37と端側チョーク溝38aとの間隔、端側チョーク溝38aと中間チョーク溝38bとの間隔及び中間チョーク溝38bと中間チョーク溝38bとの間隔はほぼ伝送電磁波の実効波長λのほぼ1/4倍に形成されている。
In this way, four choke grooves 38, 38, . . . are formed where the distance between two
この実施の形態2に係る導波管スイッチ30にあっても、隣接する2つの開口37と37との間に4つのチョーク溝38a、38b、38b、38aを形成したので、共振の発生を抑制し、隣接ポート結合量の劣化及び耐電力性能の劣化を防止することができる。
Also in the
(実施の形態3)
この実施の形態3に係る導波管スイッチ40について説明する。図6(a)(b)は要部の断面図である。なお、この実施の形態3に係る導波管スイッチ40が上記実施の形態に係る導波管スイッチ1と相違する点は、ロータの直径が更に大きくなりロータに形成された導波路が3本に増えた点である。
(Embodiment 3)
The
ロータ45には3つの導波路46、46、46が形成され、これら導波路46、46、46の外周面に形成された6つの開口47、47、・・・が形成され、隣接する2つの開口47と47との間の間隔は伝送電磁波の実効波長λのほぼ同じ長さとなっている。
Three
ステータ41は、ロータ45が大きくなった分、これを回動自在に支持する空間も実施の形態1における空間12よりも大きく形成され、また、ロータ45の開口47、47、・・・が6つになった分、全体が水平断面形状が六角形を呈し、各側面に内周面と連通する導波管接続口42、42、・・・が形成されている。
In the
ロータ45の隣接する開口47と47との間には3つのチョーク溝48、48、・・・が形成され、3つのチョーク溝のうち、開口47、47に隣接する端側チョーク溝48a、48aとこれら端側チョーク溝48aと48aとの間の1つの中間チョーク溝48bが形成されている。
Three choke grooves 48, 48, . One
このような実施の形態3にかかる導波管スイッチ40にあっても、隣接する開口47と開口47との間に3つのチョーク溝48a、48b、48aを形成したので、共振の発生を抑制し、隣接ポート結合量の劣化及び耐電力性能の劣化を防止することができる。
Even in the
以上、この発明の各実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の各実施の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等があっても、この発明に含まれる。 Although each embodiment of this invention has been described above, the specific configuration is not limited to each of the above embodiments, and the design may be changed without departing from the gist of this invention. , included in this invention.
1 導波管スイッチ
10 ステータ
11 本体部
12 空間
13 導波管接続口
20 ロータ
21 導波路
22 外周面
23 開口
24 チョーク溝
24a チョーク溝
24b チョーク溝
30 導波管スイッチ
31 ステータ
32 導波管接続口
35 ロータ
36 導波路
37 開口
38a チョーク溝
38b チョーク溝
40 導波管スイッチ
41 ステータ
42 導波管接続口
45 ロータ
46 導波路
47 開口
48a チョーク溝
48b チョーク溝
1
Claims (1)
前記ロータを回動自在に支持する円筒状の空間が形成され、該空間の内周面に前記導波路の開口と対向して連通する導波管接続口を有するステータと、を備え、
前記ロータの所定角の回動により、前記導波路の開口が前記ステータの導波管接続口に対向するようにして切り替わる導波管スイッチであって、
隣接する2つの前記開口の周方向における間隔が伝送電磁波の実効波長λの3/4倍以上の場合に、前記ロータの外周面には、前記ステータと前記ロータとの間のギャップによる伝送電磁波の漏洩を抑制するチョーク溝を、前記ロータの前記開口と該開口に隣接する開口との間の外周面に少なくとも3つ、共振の発生を防止できる間隔で、形成し、
前記チョーク溝のうち、前記開口に隣接するチョーク溝をそれぞれ端側チョーク溝、該2つの端側チョーク溝の間に形成されたチョーク溝を中間チョーク溝とし、前記端側チョーク溝の中心から前記開口の開口縁までの距離が、伝送電磁波の実効波長λの1/4倍に設定され、前記2つの端側チョーク溝の間であって前記共振の発生を防止できる間隔で前記中間チョーク溝が形成されている、
ことを特徴とする導波管スイッチ。 A rotor having a cylindrical shape and having at least two waveguides formed across the cylinder and opening on the outer peripheral surface;
a stator in which a cylindrical space rotatably supports the rotor is formed, and a stator has a waveguide connection port facing and communicating with the opening of the waveguide on the inner peripheral surface of the space;
A waveguide switch in which the opening of the waveguide is switched to face the waveguide connection port of the stator by rotation of the rotor at a predetermined angle,
When the distance between two adjacent openings in the circumferential direction is 3/4 times or more the effective wavelength λ of the transmitted electromagnetic waves, the outer peripheral surface of the rotor has a gap between the stator and the rotor that prevents the transmitted electromagnetic waves from being transmitted. at least three choke grooves for suppressing leakage are formed on the outer circumferential surface between the opening of the rotor and an opening adjacent to the opening at intervals that can prevent the occurrence of resonance;
Among the choke grooves, the choke grooves adjacent to the openings are respectively end-side choke grooves, and the choke groove formed between the two end-side choke grooves is an intermediate choke groove. The distance to the opening edge of the opening is set to 1/4 times the effective wavelength λ of the transmitted electromagnetic wave, and the intermediate choke groove is located between the two end choke grooves at an interval that can prevent the resonance from occurring. is formed,
A waveguide switch characterized by:
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JP2019037268A JP7345962B2 (en) | 2019-03-01 | 2019-03-01 | waveguide switch |
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