JPH01251903A - 導波管空胴共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、マイクロ波帯またはミリ波帯における大電
力送信回路部等に使用される導波管空胴共振器の改良に
関する。

（従来の技術） 一般に、マイクロ波帯あるいはミリ波帯で使用される地
上局用大電力送信機や大電力放送衛星用中継器の送信部
においては、導波管空胴共振器が使用される。

空胴共振器はそれ自体が単独で使用されることもあるが
、例えば空胴共振器を２個従属接続し、導波管濾波器等
として構成される。従来の空胴共振器を用いた導波管濾
波器の構造は第３図の横断面図に示すように、通過帯域
周波数特性によって定まる２つの共振周波数Ｆ１及びＦ
２に夫々対応する空胴共振器（１１）（１２）から構成
される。２つの空胴共振器（１１）（１２）の間はアイ
リス（Ｉｒｉｓ）と呼ばれる結合窓（２）を介して結合
されるとともに、各空胴共振器（１１）（１２）には夫
々マイクロ波入出力口でおる開口１　（３）、開口２（
４）が設（プられている。

そこで、放送衛星用の導波管濾波器のように、例えば１
２ＧＨｚ帯でＫＷレベルの大電力を扱う場合には、空胴
内部に高周波表面電流が存在することにより、大量の熱
が発生し、付近の構成機器の温度上昇をもたらしたり、
共振器自身の熱膨張により周波数特性のずれやマイクロ
波伝送特性の歪みを起す等の弊害が生ずる。空胴共振器
で発生する熱は、空胴共振器内部に形成される電磁界の
うち導波管の表面磁界の大きざに比例した表面電流のジ
ュール損失によるものであるが、一般に、第３図に示す
ような導波管濾波器の挿入損失（Ｌ）但し、β１＝Ｑｏ
／ＱＬ１ β２＝ＱＯ／ＱＬ２ Ｑｏ＝空胴共振器の無負荷のＱ ＱＬ１＝開口１の結合のみを考えたときの負荷のＱ ＱＬ２＝開口２の結合のみを考えたときの負荷のＱ とする。

ここで、共振器の高周波損失は、これに接続される送信
回路やアンテナ回路の機能設計上の負担熱の冷却対策も
必要となる。従って、衛星搭載用として使用する場合に
は、空胴共振器の高周波損失が直ちに衛星の機能設計に
大きな影響を与えるとともに、ひいては打上げロケット
への重量負担増につながるので、共振器の高周波損失軽
減化は特に重要な課題である。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、伝送されるマイクロ波の高周波損失を抑え
、共振器自体で発生する熱を少なくし、効率の良い導波
管空胴共振器を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、マイクロ波帯又はミリ波帯で使用される導
波管空胴共振器において、空胴共振器内面を超伝導物質
で形成したことを特徴とする。

（作　用） この発明の導波管空胴共振器は、共振器内面を超伝導物
質で構成した結果、共振器の高周波における抵抗値を極
く小さく抑え得るから、高周波伝送損失並びに発生する
熱も極く少量に抑え１ｑるものである。

（実施例） 以下、この発明による空胴共振器の実施例を図面を参照
し詳細に説明する。

第１図はこの発明による空胴共振器の一実施例を示す断
面図で、特に空胴共振器の２個縦属接続構成により、導
波管濾波器として構成したものを示す。即ち、矩形状の
導波管濾波器は例えば１２０Ｈ２を中心周波数Ｆとして
互いにΔｆ離れた周波数Ｆ１．Ｆ２を共振周波数とした
空胴共振器（１１）（１２）から構成される。入力マイ
クロ波信号は開口１（３）から供給され、導波管結合部
の結合窓（２）を介して開口２（４）から導出される。

導波管濾波器の内面には高周波抵抗値が殆んどゼロの超
伝導物質からなる板材（５）が張付けられている。

従って、板材（５）での熱抵抗、即ちジュール損失は極
めて小ざり、゛ゼロに近い値となる。第２図は導波管濾
波器の共振モードＴＥ１ｏ１による高周波表面電流の分
布の様子をモデル的に示しである。

高周波抵抗がゼロということは、空胴内部における無負
荷のＱが無限大となることを意味し、前記式における導
波管濾波器の挿入損失（Ｌ）はゼロとなり、いわゆる高
いＥＩＲＰ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｌ５ｏｔｒｏｐｉｃ
ａｌｌｙ　Ｒａｄｉａｔｅｄ　ＰＯＷｅｒ）によるアン
テナ等への高周波伝送が実現できる。

このように、空胴共振器の内面を超伝導物質で構成する
ことにより、高周波伝送損失並びにそこから発生する熱
を極めて少なく抑えることが可能となり、共振器自身の
熱膨張もないことから周波数特性も良好で、小形軽量化
が要求される人工衛星搭載に際し、顕著な効果が得られ
る。

なお、上記実施例では空胴共振器内面を超伝導物質で形
成するものとして、超伝導物質からなる板材を共振器内
面に張付けた構成を示したが、要するに表皮効果による
高周波損失を少なくするこ　゛とにあるから、共振器そ
のもの全体を超伝導物質で構成しても良いことは言うま
でもない。また、導波管濾波器に限らず、空胴共振器を
利用したものならば、濾波器を組合わせ構成し、例えば
分波器や合波器にも適用できることは勿論である。

また、空胴共振器は矩形に限らず、円形のものにも同様
に適用できる。

［発明の効果］ 以上説明のように、この発明の空胴共振器は共振器内面
を超伝導物質で形成したので、挿入損失が極めて小さく
、電気的効率特性の良好でしかも熱発生による周辺機器
への悪影響かないなど、実用上の効果大なるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による空胴共振器の一実施例を示す横
断面図、第２図は第１図に示した空胴共振器の高周波特
性を説明する説明図、第３図は従来の空胴共振器を示す
横断面図でおる。 （１１）（１２）空胴共振器 （２）結合窓 （３）　（４）入出力口 （５）板材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マイクロ波帯又はミリ波帯で使用される導波管空胴共振
   器において、空胴共振器内面を超伝導物質で形成したこ
   とを特徴とする導波管空胴共振器。