JPH0158681B2 - - Google Patents

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JPH0158681B2
JPH0158681B2 JP58097033A JP9703383A JPH0158681B2 JP H0158681 B2 JPH0158681 B2 JP H0158681B2 JP 58097033 A JP58097033 A JP 58097033A JP 9703383 A JP9703383 A JP 9703383A JP H0158681 B2 JPH0158681 B2 JP H0158681B2
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JP
Japan
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conductor
high frequency
hollow cylinder
matching transformer
frequency matching
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JP58097033A
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JPS58220501A (ja
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Shuminke Uoruramu
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ABB AB
Original Assignee
Asea Brown Boveri AB
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Publication date
Application filed by Asea Brown Boveri AB filed Critical Asea Brown Boveri AB
Publication of JPS58220501A publication Critical patent/JPS58220501A/ja
Publication of JPH0158681B2 publication Critical patent/JPH0158681B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/04Coupling devices of the waveguide type with variable factor of coupling

Landscapes

  • Waveguides (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明に属する技術分野; 本発明は固定長を有する同軸線路の形式の高周
波整合変成器であつて、同軸線路は外部導体と内
部導体とを有しかつ少なくとも2つの導体部分に
分けられており、その場合1つの導体部分は第1
の長さと第1の特性インピーダンスとを有しかつ
他方の導体部分は第2の長さと、第1の特性イン
ピーダンスとは異なる第2の特性インピーダンス
とを有し、その場合導体部分の長さが調節可能で
ある高周波整合変成器に関する。
公知技術; 斯様な整合変成器は実際に2段式λ/4変成器
として公知である。整合変成器は動作周波数にお
ける波長λ0の半分に等しい全長を有する導波管で
形成されている。導波管は2つのλ0/4の長さの
導体部分に分割されており、導体部分の異なつた
特性インピーダンスは入力側および出力側への接
続インピーダンスによつて定められ、その場合入
力側と出力側間で整合が行われるべきである。変
成器の長さは直接に動作周波数と結合されている
ので、変成器はそれぞれの寸法を狭い周波数帯域
の動作周波数に対してだけ適合させることができ
る。また例えば同軸線路のように構成と同時に特
性インピーダンスも与えられる場合は、整合状態
が異なれば変成器の構成も変える必要がある。
それ故同調可能な高周波回路で動作周波数およ
び/またはインピーダンス特性を比較的大量に変
化させる場合、回路に挿入接続された変成器を、
構成を変化させて実装する必要がある。これは例
えば高周波信号発生器のように電力回路で時間を
浪費することになる。導波管部分間の電気接点と
動作周波数の変化に基づく長さの調整とに関して
問題が生じ、更に不連続同調が生ずる。
発明の目的; それ故本発明の基礎とする課題は、動作周波数
と伝送特性とを連続的に調節可能でありかつ変成
器の構成を変化させないでもすむ高周波整合変成
器を提供することである。
発明の構成と効果; 本発明によればこの課題は、少なくとも1つの
導体の直径を段付けし、外部導体の内壁上または
内部導体の外壁上に、導体の軸線の方向に摺動可
能な導電性の中空シリンダをその両端部を以て設
けたことによつて解決される。
本発明の実施例によれば、整合変成器は所定の
内径を有する外部導体と段付けされた外径を有す
る内部導体とから成る同軸線路として構成されて
おり、その場合内部導体に、導体軸線の方向に摺
動可能でありかつ相応して段付けされた直径を有
する導電性の中空シリンダを設け、かつ中空シリ
ンダを内部導体と少なくとも高周波的に短絡する
と有利である。
本発明による整合変成器は、導波線路の全長ひ
いては構成を変化させずに動作周波数を変化でき
るので有利である。同時に所定の伝送特性がその
都度の動作周波数に適合するので、調節可能な変
成器の動作範囲で周波数と伝送特性との間に連続
的な特性曲線関係が得られる。この特性曲線は幾
何学的パラメータを適正に選択することによつ
て、他の高周波回路素子の特性曲線に適合させる
ことができる。例えばこのようにして、使用され
た送信管のインピーダンス特性が接続された変成
器の特性曲線に相応する場合、連続的に同調可能
な高周波信号発生器を構成することができる。
実施例の説明; 次に本発明を図示の実施例につき詳しく説明す
る。
本発明による高周波整合変成器の等化回路図を
第1図に示す。長さLの導波線路Wは異なつた特
性インピーダンスZ1とZ2を有する少なくとも2つ
の導体部分W1とW2とを有している。導体部分の
長さL1とL2は、和L1+L2が一定に保持されるよ
うに、例えば第2の長さが増加すると第1の長さ
はその増加量だけ減少するように、調節可能であ
る。作動中変成器には実終端インピーダンスZA
によつて負荷されている。この終端インピーダン
スは実入力インピーダンスZEに変換される。この
変換は種々の導体部分に応じて複数の段階で行わ
れる。導体部分W2で実終端インピーダンスZA
先ず複素中間インピーダンスZMに変換し、複素
中間インピーダンス自体は導体部分W1によつて
実入力インピーダンスZEに変換する。伝送は第1
次近似で減衰のないものと仮定できるので、次の
伝送理論から公知の変換式に従う。
ZM=ZA+jZ2tanβL2/1+j(ZA/Z2)tanβL2 この式は終端インピーダンスZAを、特性イン
ピーダンスZ2および長さL2を有する導体部分W2
の中間インピーダンスZMと関連付けている。β
の大きさは当該の線路部分における波長λで
2π/λに等しく、それ故動作周波数が変換特性
に与える影響が求められる。これと類似の式は
ZE、ZM、Z1、およびZ2の関係を求めるために用
いられる。前述の式から求められた値ZMをこの
類似の式に代入すれば、ZEの、虚数部分の消去に
対する要求にしたがつて同じ波長に対して実数値
ZAからZEに変換される式が得られ、この変換の
簡単な特殊例は公知の2段のλ/4変成器であ
り、その場合2段のλ/4変成器は、正接関数の
変数β−Lが値π/2を有しひいては簡単に定め
られる伝送特性を有することを特徴としている。
導体部分の長さL1とL2が変化すると、実変換
が行われる周波数と伝送特性とが変化する。動作
周波数と、終端インピーダンスが一定の場合の入
力インピーダンスとが導体部分の長さに依存する
変成器の特性曲線領域が生ずる。この場合全長L
は一定に保持されるので、伝送特性を組立てられ
た状態で変化できる連続的に調節可能な高周波整
合変成器が得られる。
第2図は本発明による整合変成器の有利な実施
例を示す。導波線路として、所定の内径D1を有
する外部導体1と段付けされた外径d1およびd2
有する内部導体2とから成る同軸線路が設けられ
ている。直径が段になつた部分で内部導体2に、
導電性の中空シリンダ3が取付けられている。中
空シリンダ3は導体の軸線の方向に移動可能であ
り、かつその直径は内部導体2と同じように段付
けされている。有利には内部導体の壁厚は導体の
他の部分の寸法に比して、内部導体2の特性が波
動の伝播に関して僅かしか損われないように、薄
く選択されていると有利である。例えば中空シリ
ンダ3を薄板で製作しかつ良導電層で被覆するこ
とができる。中空シリンダと他の導体とに例えば
ガラス繊維で強化されたエポキシ樹脂を基体とす
る金属化プラスチツクを用いると重量の点で有利
である。例えば中空シリンダは端部が摺動接点を
介して内部導体2に導電接続されており、かつ同
軸線路内における電波の伝播に関して内部導体に
移動可能な段を形成している。例えば中空シリン
ダ3が破線で示した位置に移動すると、L1およ
びL2の長さの導体部分に相応するのではなく新
たにL′1およびL′2の長さの導体部分に相応する変
成器の伝送特性が得られる。その場合特性インピ
ーダンスZ1およびZ2と全長Lとは変化しないまま
である。
また導体部分の特性インピーダンスZ1およびZ2
は、同軸線路に対して公知の公式にしたがつて直
径D1,d1およびd2から求められる。
Z1=60/εr1nD1/d1(Ω)および Z2=60/εr1nD1/d2(Ω) その場合相対誘電率εrによつて、外部導体と内
部導体間で用いられる誘電体の影響が考慮され
る。導体装置の中間の空間における電波の伝播へ
の妨害作用を回避するために、中空シリンダ3の
摺動を、外部から機械部材を介して行わずに内部
導体の内部に設けられた駆動ユニツトを介して行
うと有利である。例えば駆動ユニツトは電動機と
それに連結された伝動装置とを有し、伝動装置で
電動機の回転運動を導体の軸線方向の摺動運動に
変換しかつ相応する部材を介して中空シリンダ3
に伝達することができる。
本発明による整合変成器のもう1つの実施例を
第3図に示す。この場合も同軸の装置の内部導体
2に段付けされた外径d1およびd2を有して構成さ
れている。また外部導体1も段付けされた内径
D2とD3を有する。摺動可能な中空シリンダ3の
直径は外部導体1に適合しており、かつ外部導体
1とは少なくとも高周波的に短絡されておりかつ
摺動可能な縁部を有する段付けされた外部導体を
形成している。これによつて相応する長さL1
L2およびL3と特性インピーダンスZ1,Z2および
Z3とを有する少なくとも3つの異なつた導体部分
W1,W2およびW3が生ずる。それぞれの導体部
分でインピーダンス変換が行われるので、第2図
に示した実施例に対して、所望の変換特性曲線を
求めるための自由度は増加する。更に中空シリン
ダ3を、電波の伝播に障害を与えることなく外部
から摺動し、その場合例えば外部導体1の狭いス
リツトを通して、中空シリンダ3と固定連結され
た操作部材を突出させ、かつ外部導体1の外部に
設けられた駆動機構によつて操作することができ
る。
第4図に示した実施例において相応する操作機
構を設け、その場合同軸線路を、段付けされた外
径d1およびd2を有する内部導体と所定の内径D1
を有する外部導体1とで構成することができる。
中空シリンダ3は大きい方の直径が外部導体1の
内径D1に適合しており、かつ小さい方の直径D4
は外部導体1の内径D1と内部導体の大きい方の
外径d1との間の大きさを有する。中空シリンダ3
は外部導体と少なくとも高周波的に短絡されてお
り、それと共に同じ方向に摺動可能な2つの面を
有する外部導体を形成している。このようにして
同軸線路は、長さL1,L2,L3およびL4と特性イ
ンピーダンスZ1,Z2,Z3およびZ4とを有する4つ
の導体部分W1,W2,W3およびW4に分割されて
いる。導体部分の長さは中空シリンダ3を摺動す
ることによつて相互に変化し、その場合中空シリ
ンダ3の長さL5と同軸線路の全長Lとを一定に
保持する。第4図の実施例において、中空シリン
ダ3とそれに当接する導体面との間の高周波的な
短絡は、摺動接点によつてではなく、中空シリン
ダ3とそれに当接する導体面との間に設けられた
薄い誘電体シート5によつて行われる。例えばテ
フロンまたはカプトン製(テフロン、カプトンは
いずれも商標名)の誘電体シート5によつて外部
導体1内で移動可能な中空シリンダは殆んど摩擦
を伴わずに摺動できるようになる。誘電体シート
5は中空シリンダと外部導体とで非常に小さなイ
ンピーダンスを有する同軸線路部分6を構成して
いる。その場合注意すべきことは同軸線路部分6
の電気的長さは最大動作周波数に相応する波長λG
の1/4より短かくすることである。
第5図は本発明による第2図に示した整合変成
器の実施例の特性曲線図である。例として全長L
=1m、特性インピーダンスZ1=30ΩおよびZ2
75Ω、また終端インピーダンスZA=50Ωを有す
る導波線路につき、動作周波数f(MHz)の変化
と変換して得られた入力インピーダンスZE(Ω)
の変化とが長さL2(m)に依存して示されてい
る。長さL2の全変化範囲に亘つて見れば、そこ
に単一の明確な特性曲線が定義されるのではな
く、所定の長さ部分に亘つて多数の周波数(f1
f6)と入力インピーダンス(R1…R6)との特性
曲線が存在することがわかる。それ故例えば一対
の特性曲線組f2およびR2からわかるように、0と
0.4mとの間の長さL2で動作周波数は曲線f2により
150MHzと240MHz間を単調に変化するが、入力イ
ンピーダンスZE即ち整合変成器によつて変換され
た終端インピーダンスZAは曲線R2に相応してL2
=0.33mで極大値を有して50Ωと113Ω間で変化
する。利用の際非常に重要なのは特性曲線組R3
f3である。本発明による整合変成器自体は長さL2
の変化によつて変換特性が僅かだけ変化した場
合、150MHz以上の大きな周波数範囲に亘つて連
続的に同調できることが示されている。
また相応する特性曲線図は第3図と第4図の実
施例の動作特性でも得られる。第4図の装置に対
しては第6図に示した特性曲線が生ずる。その場
合曲線組R1,f1は、L1+L2=L3+L4=L5=1.5m
の寸法を有しかつZ1=Z3=30Ω、Z2=10Ωおよび
Z4=ZA=50Ωのインピーダンスを有する実施例
の場合である。曲線組R2,f2に対しては、インピ
ーダンスが変化しない場合、相応する寸法L1
L2=1.25mおよびL3+L4=L5=1.75mが用いられ
る。
以上をまとめると本発明によれば、幾何学的お
よび電気的パラメータを適正に選択しかつ外部導
体および/または内部導体の多数の可動および固
定の直径段階を組合わせることによつて、特性曲
線が高周波回路におけるその都度の使用目的に最
適に対応しかつ特性量としての動作周波数と伝送
特性とを広範囲で連続的に変化でき、その場合変
成器自体の分解と組立とを必要としない整合変成
器を構成できる。
更に本発明による整合変成器を相応して変化す
ることによつて導波管系およびストリツプ導体系
に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による整合変成器の等化回路
図、第2図は本発明による同軸整合変成器の有利
な実施例の上半部を示す断面略図、第3図および
第4図は本発明による同軸整合変成器の他の実施
例の上半部を示す断面略図、第5図は第2図の同
軸整合変成器の特性曲線を示す線図、第6図は第
4図の同軸整合変成器の特性曲線を示す線図であ
る。 1…外部導体、2…内部導体、3…中空シリン
ダ、4…摺動接点、5…誘電体シート、6…同軸
線路部分。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 固定長Lを有する同軸線路の形式の高周波整
    合変成器であつて、前記同軸線路は外部導体1と
    内部導体2とを有しかつ少なくとも2つの導体部
    分W1,W2に分けられており、その場合1つの導
    体部分W1は第1の長さL1と第1の特性インピー
    ダンスZ1とを有しかつ他方の導体部分W2は第2
    の長さL2と、第1の特性インピーダンスZ1とは
    異なる第2の特性インピーダンスZ2とを有し、そ
    の場合導体部分W1,W2の長さL1,L2が調節可能
    である高周波整合変成器において、少なくとも1
    つの導体1,2の直径を段付けし、外部導体1の
    内壁上または内部導体2の外壁上に、導体の軸線
    の方向に摺動可能な導電性の中空シリンダ3をそ
    の両端部を以て設けたことを特徴とする高周波整
    合変成器。 2 外部導体1は所定の内径D1を有しかつ内部
    導体2は段付けされた外径d1,d2を有し、かつ中
    空シリンダ3は、相応して段付けされた直径を有
    し、内部導体2に取付けられており、かつ前記内
    部導体とは少なくとも高周波的に短絡されている
    特許請求の範囲第1項記載の高周波整合変成器。 3 外部導体1は段付けされた内径D2,D3を有
    しかつ内部導体2は段付けされた外径d1,d2を有
    し、かつ中空シリンダ3は、内径D2,D3に相応
    して段付けされた直径を有し、外部導体1に取付
    けられており、かつ前記外部導体とは少なくとも
    高周波的に短絡されている特許請求の範囲第1項
    記載の高周波整合変成器。 4 外部導体1は所定の内径D1を有しかつ内部
    導体2は段付けされた外径d1,d2を有し、中空シ
    リンダ3は所定の長さL5と外部導体1の内径D1
    に等しい外径と内部導体2の外径d1,d2より大き
    な内径D4とを有し、かつ外部導体1とは少なく
    とも高周波的に短絡されている特許請求の範囲第
    1項記載の高周波整合変成器。 5 導体1,2および/または中空シリンダ3は
    金属化されたプラスチツクで形成されている特許
    請求の範囲第1項記載の高周波整合変成器。 6 中空シリンダ3は摺動接点4を介して当接さ
    れた導体面と導電接続されている特許請求の範囲
    第1項記載の高周波整合変成器。 7 中空シリンダ3は誘電体シート5を介して当
    接された導体面と高周波的に短絡されている特許
    請求の範囲第1項記載の高周波整合変成器。 8 誘電体シート5はテフロン(登録商標名)製
    である特許請求の範囲第7項記載の高周波整合変
    成器。 9 中空シリンダ3を、内部導体2に設けられた
    駆動ユニツトに連結した特許請求の範囲第2項記
    載の高周波整合変成器。
JP58097033A 1982-06-04 1983-06-02 高周波整合変成器 Granted JPS58220501A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH346682 1982-06-04
CH3466/82-3 1982-06-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58220501A JPS58220501A (ja) 1983-12-22
JPH0158681B2 true JPH0158681B2 (ja) 1989-12-13

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ID=4256559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58097033A Granted JPS58220501A (ja) 1982-06-04 1983-06-02 高周波整合変成器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4532483A (ja)
EP (1) EP0097112B1 (ja)
JP (1) JPS58220501A (ja)
DE (1) DE3370411D1 (ja)

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