JPH0130322B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ コルゲートマイクロウエーブ構成部品の製造
方法において、 サンドイツチ構造のスペーサー材２０と電気伝
導性プレート１０とのビレツトを形成する工程
と、 上記ビレツト内に孔４０を形成する工程と、 上記孔内にマンドレル５０を上記孔の内面に接
触するように挿入する工程と、 予め作られた部品５２を上記ビレツトに接触せ
しめる工程と、 上記外側表面にめつき６０を施す工程と、 上記孔４０内に挿入された上記マンドレル５０
が、ビレツト上に外側表面５５を形成する工程と
外側表面５５にめつき６０を施す工程とにおい
て、これを支持する形状をなし、かつ上記孔４０
の内側表面にめつきがされるのを防ぐように形成
する工程と、 上記マンドレル５０を除去する工程と、 スペーサー材２０を化学エツチングで除去する
工程と、 を具備してなるコルゲートマイクロウエーブ構成
部品の製造方法。 ２ 上記ビレツトは、電気伝導性プレート１０を
化学エツチング可能なスペーサー材２０とサンド
イツチ状としており、 上記マンドレル５０は、上記ビレツトの穴の内
側表面に相当する形状を持ち、上記穴内に挿入さ
れて、その内側表面に接触するものである、 特許請求の範囲第１項記載のコルゲートマイク
ロウエーブ構成部品の製造方法。 ３ 内側表面に挿入されるマンドレル５０が内側
表面４０にめつきされるのを防ぐ形状となつてい
る特許請求の範囲第２項記載のコルゲートマイク
ロウエーブ構成部品の製造方法。 ４ 外側表面にめつき６１を施す工程の前に、予
め作られた部品５２をピレツトに隣接せしめる工
程を行なう特許請求の範囲第３項記載のコルゲー
トマイクロウエーブ構成部品の製造方法。 ５ ビレツトに外側表面を形成する工程の前に、
予め作られた部品５２をビレツトに接触せしめる
工程を行なう特許請求の範囲第４項記載のコルゲ
ートマイクロウエーブ構成部品の製造方法。 ６ 電気伝導性プレート１０を化学エツチング可
能なスペーサー材２０と交互にサンドイツチ状に
組立ててビレツトを形成する第１工程と、 上記ビレツトに内側表面４０を形成する第２工
程と、 マンドレル５０を内側表面４０内にそれと接触
するように挿入する第３工程と、 ビレツト上に外側表面５５を形成する第４工程
と、 外側表面５５にめつき６０を施す第５工程と、 マンドレル５０を除去する第６工程と、 スペーサー材２０を化学エツチングで除去する
第７工程と、 を上記順序で行なう特許請求の範囲第１項記載の
コルゲートマイクロウエーブ構成部品の製造方
法。 発明の背景 １ 発明の分野 この発明は、マイクロウエーブ構成部品の製造
に係り、とくにコルゲート状（corrugated）又
はリツジ状（ridged）のマイクロウエーブ構成部
品の製造に関する。 ２ 従来技術の説明 マイクロウエーブには、コルゲート状又はリツ
ジ状の給送体（feeds）、ホーン（horns）、導波管
部、フイルター及び他の機器が広く使用されてい
る。これらコルゲート状の機器は、精密に製造す
ることが難かしく、とくに使用する周波数が高く
なればなるほど所望の精度を得るのが困難にな
る。約10GHzを越える周波数では、フインの寸法
制御、フイン間隔及び壁面厚さを所望のものとす
ることが困難となり、コストがかかるようにな
る。更に衛星通信で使用するような場合には、マ
イクロウエーブ機器の重さが重要なフアクターと
なる。 従来は、コルゲートホーンをマンドレル上に電
気鋳造して製造していた。即ちこのマンドレル
を、所望テーパー状となし、フインに対応する細
長溝を形成せしめ、このマンドレル上に、機器に
相当するものを電気鋳造で製造した後、マンドレ
ルを化学エツチングで除去していた。この方法
は、使用周波数が約10GHzより低い場合には、大
多数満足できるものである。しかし、周波数が上
るとフインの寸法が小さくなるため、マンドレル
中で正確なフインの厚さを得ることが困難とな
る。同様にフインの深さが構造的に制限されるの
で、マンドレルは、ある深さにしか細長溝を形成
することができない。そしてこのような機構的な
制限により、フインの深さに対するフインの幅の
比が制限され、これにより使用しうる最大周波数
が制限される。更にマンドレルが化学エツチング
で除去されるので、これを再利用できず、製造コ
ストが高くなる。またエツチング処理は時間がか
かり、コストが高くなるとともに製造に手間がか
かることになる。 従来の別の方法として、鋳造がある。しかしこ
の方法では、所望の精度を得ることが著しく難か
しく、あるいは不可能であり、高周波数領域のも
のにはほとんど用いられていない。約10GHzを越
える場合、フイン幅を所望の小さなものとするこ
とは、著しく難かしい。また鋳造型は、比較的高
価である。 更に別の方法が以下に示す表題の記事に示され
ている。「広帯域マイクロウエーブコルゲート給
送体の特徴：理論と実際との比較」ドラゴン著、
ベルシステムテクニカルジヤーナル、vol.56、No.
６、７−８月、1977、869〜888頁。ここでは、こ
の方法が100GHz程度の大変高い周波数で使用可
能な新しい製造技術であるとしている（887頁）。
この記事によれば、アルミニウムと黄銅円盤とを
サンドイツチ状と組立てて、ブロツクを構成す
る。次いで機械加工により外側表面を形成し、そ
の上に電気めつきして金属壁を形成する。この後
機械加工により内側表面を形成する。そしてこの
機械加工後アルミニウムを溶媒で除去して、最終
製品であるコルゲートホーンを残す。この記事で
はこの方法で得られたものについて、17GHz〜
35GHzの範囲の周波数における給送効率について
検討している。このドラゴン方法により、100G
Hz程度で使用できるホーンを作ることができると
されている。（887頁）が、これにはいくつかの不
利な点がある。即ちまず外側表面を形成してから
めつきするので、めつき金属が、後に行なう内側
表面の機械加工に十分耐えられる強度でなければ
ならない。このためめつき金属が比較的厚くなけ
ればならず、コルゲートホーンの重量及び寸法が
増加してしまう。同様にドラゴン法を用いるとホ
ーンスロート部、フランジ又は変換部
（transitions）を内側表面と同時に内側方向に機
械加工しなければならない。このような技術は、
約20GHzを越える周波数、即ち開口が大変小さ
く、許容誤差が大変少ない場合には物理的に困難
で、又は実施不可能となる。 この発明の目的は、コルゲートマイクロウエー
ブ構成部品を簡単かつ信頼できる方法で製造で
き、その製造コストが従来のものより低い製造法
を提供することにある。 またこの発明の目的は、従来よりも精度よく寸
法制御できるコルゲートマイクロウエーブ構成部
品の製造法を提供することにある。 またこの発明のの目的は、従来よりも軽いコル
ゲートマイクロウエーブ構成部品の製造法を提供
することにある。 更にまたこの発明の目的は、従来よりも短期間
で製造できるコルゲートマイクロウエーブ構成部
品の製造法を提供することにある。 またこの発明の目的は、100GHz及びこれを越
える周波数領域の高い周波数で有用なコルゲート
マイクロウエーブ構成部品の製造法を提供するこ
とにある。 またこの発明の目的は、スロート部、フランジ
又は変換部の如き予じめ作製された部品を加えて
一体的に組立てうるコルゲートマイクロウエーブ
構成部品の製造方法を提供するものである。 発明の要約 上述した目的は、以下に示す基本的な工程にも
とづいてコルゲートマイクロウエーブ構成部品を
製造することにより達成される。 この発明の基本的な方法では、まず所定厚のス
ペーサで分けられた所定厚の複数枚の板材を一緒
に挾着する。このサンドウイツチ状のビレツトは
内側表面を有し、これはそこに形成されるマイク
ロウエーブ構成部品のフインの深さとなるもので
ある。この内側表面と同じテーパー状となるよう
にマンドレルを形成し、これを内側表面に挿入し
て円盤の挾着と次工程を行なう際の支持とを行な
うようにする。このビレツトにフランジ、変換部
等の予じめ作製された構成部品を所望により加え
ることができる。次いでマイクロウエーブ構成部
品の外側表面を所望形状に形成する。更に、ビレ
ツト（予じめ作製された構成部品を加えた外形の
ビレツトを含む）の外側に所望のめつき壁厚さで
めつきを施こす。ここでマンドレルによりめつき
金属が内側表面に付着するのを阻止している。め
つき後スペーサを除去し、スペーサを化学エツチ
ングで除去して、コルゲートマイクロウエーブ構
成部品が完成される。 しかしてこの発明の新しい特徴を図面を参照し
た次の説明により目的及び利点とともにより容易
に理解することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図、第
６図、第７図及び第８図は、この発明の基本法に
よる製造工程を連続的に示した導波管ホーン構造
の断面図である。このうち第７図及び第８図は、
この発明の製造方法で得られるホーン構造の断面
図である。 第９図は、この発明の基本方法で製造されコル
ゲートホーン構造とフランジとを組合せたものの
斜視図である。 第１０図は、この発明の基本方法で製造される
コルゲートの導波管フイルタにフランジを組合せ
たものの断面図である。

【発明の詳細な説明】

図面とくに第１図を参照すると、図面はブロツ
ク組立体又はサンドウイツチ構造のビレツトを示
し、これは、交互に重ねた材料を一緒に挾着して
いる。第１図に示す実施例では、複数のプレート
１０は、スペーサ２０によりサンドウイツチ構造
となつている。このプレート１０には、任意の適
当な材料、例えば銅、黄銅、金、銀等を選択で
き、また製造上の便宜を考えて任意の形状とする
ことができる。ここでは説明の都合で、円盤形状
のものについて説明する。円盤状プレート１０の
厚さはフインの厚さとなり、スペーサ２０の厚さ
はスペーサーを後に除去したときのフイン間隔を
決めることになる。同様にスペーサの材質は任意
であるが、アルミニウムのように化学エツチング
で容易に除去できる材料でなければならない。こ
の点については、後で述べる。サンドイツチ構造
の材料をロツド３０とナツト３１とで一緒に挾着
して、次の製造工程を行なえるようにする。ここ
でロツド３０とナツト３１に代えて、他の公知の
挾着手段を用いてもよい。 第２図では、ビレツト内には内側表面４０を形
成する。この内側表面４０は、フインの頂部間の
間隔を定め、その寸法は所望の電気的性能にもと
づいて選択される。この表面は施盤にビレツトを
取付け、内側表面を機械加工して製造される。こ
こで施盤の使用と機械加工による表面の形成法
は、説明の便宜上のものであり、内側表面４０の
製造に穴ぐり等の他の公知技術を使用できる。機
械加工法を用いたのは、寸法制御を大変正確に行
なうことができるからである。 このようにしてサンドイツチ構成となつた各プ
レートとスペーサー内にそれぞれ内側表面が形成
される。この場合表面の形のみが、後に必要とな
る。 次にマンドレル５０を機械加工又は他の適当な
方法で作る。これは内側表面４０と同じテーパと
サイズである。次いでこのマンドレル５０を第３
図に示すように内側表面４０内に挿入する。この
実施例では、マンドレル５０は、次の製造工程に
おいて円盤を挾着支持することを目的としてい
る。クランプ５１とテーパ状のマンドレル５０
は、ビレツトを一緒に挾着する。マンドレル５０
は、次のめつき工程に関して第２の目的を持つて
いる。即ちマンドレルは、内側表面４０にめつき
されるのを防止している。このマンドレルは、再
利用でき、またステンレス鋼、アルミニウム等の
任意の材料を用いることができる。このマンドレ
ルは、再利用できるので、これに応じて製造コス
トが低くなり、製造品の再現性が向上する。 この発明の利点の１つに、予じめ作られた付加
部分を組立中において機器に付加できることがあ
る。ここでは、第６図に示すように、フランジ５
２とスロート部５３とをビレツトに付加してい
る。これらは、マンドレル５０内を通るクランプ
５１により、ビレツトに一時的に固着されてい
る。なおビレツトにフランジ５２を固着する手段
として、他の公知方法を使用することもできる。
このようにこの発明では、先のドラゴン方法で指
摘されたスロート部の内面機械加工の問題を防ぐ
ことができる。 第４図では、外側表面５５を形成する。この表
面の外形により、フインの深さ、使用周波数、及
び他の電気的パラメータが決められる。第８図に
示すようにフインの深さがより大きなマツチング
部７０を製造することができる。このマツチング
部７０の外形は、この工程で得られる。 次に第５図に示すように外側表面５５に所望め
つき壁厚６０でめつきする。電気鋳造で銅めつき
することは、この工程で行なわれる方法及び材料
の１例である。ここでは、金、銀、ニツケル等の
他の材料をめつきすることもできる。更に異なる
材料を多層めつきしてもよい。例えば、第１層を
銅とし、第２層に強度付加のためにニツケルを用
いることができる。しかしてこの発明によれば、
このめつき金属６０の厚さを小さくすることがで
きる。衝撃、振動の如き使用環境下では、フイン
１０を支持するに必要な強度にもとづいてめつき
金属の実際の厚さが決められる。先のドラゴン方
法では、このめつき壁６０は内側表面を機械加工
する次の工程を支持しうる厚さでなければならな
い。この機械加工工程を支持するには、この発明
で得られるめつき金属の厚さよりも、かなり厚い
壁厚となる。従つてこのようにめつき壁が厚くな
ると、製造品の重量と寸法とがいずれも増加す
る。人工衛星、ミサイル及び他の用途に用いる場
合、重量と寸法とは、大変重要である。他の例で
は、最終製品が導波管ホーンであり、これは、可
能な限り他の100の同一ホーンを平面的に一列に
ならべたアンテナとして使用されるため、最小の
重量と寸法とが所望する性質である。 第６図では、部品を付加した例が示され、外側
表面５５に沿つてめつき６１がなされ、組立部品
が付加されている。この実施例では、スロート部
５３を有するフランジ５２が加えられた。この発
明によれば、以前に議論された従来技術の問題
点、即ち高周波数機器のためにスロート部の内面
を機械加工することの困難さ及び非実用性という
問題点を解決する。スロート部５３は、ホーン部
に組立てられる前に形成される。同様にマツチン
グ部、及び他の変換部も組立て前に予じめ形成さ
れる。 第７図では、マンドレル５０が除去され、スペ
ーサー２０が除去される。スペーサー２０は、化
学エツチングで除去され、その結果完成されたホ
ーンが残ることとなる。 第８図では、先に述べたように完成されたホー
ン、即ち外側表面５５を形作るマツチング部７０
を備えたホーンを示している。マツチング部７０
の角度とその寸法は、実施条件により、変わる。 第９図は、この発明で製造されたホーン構造物
の組立品を示し、フイン１０とめつき表面６０と
マツチング部７０とを備えている。ホーン構造物
は、フランジ８０に接続している。この発明は、
波形状（corrugation）を必要とする各種マイク
ロウエーブ機器に適用できる。例えば、コルゲー
トフイルター、位相変換器及びこれらを加えた導
波管部、ホーン構造物の全てにこの発明を適用す
ることができる。この発明によるコルゲート導波
管フイルターは、第１０図に示されている。同様
にこれは、フイン１０′、外側表面５５′、めつき
金属６０′及び２個の付加されたフランジ８１を
持つている。ここでは先に述べたマンドレルとは
異なるマンドレルを使用してこの実施品を製造す
る必要があるが、この場合も、この発明の範囲内
であることに、留意すべきである。 第９図に示すものと同様の変換部及びフランジ
を備えた導波管を組立製造した。実施周波数を
94GHzとして行つたところ、成功した。 この発明につき、特定の方法と機器により述べ
たが、各種変形と修正とを発明の範囲内でおこな
えることは勿論である。