JPH0214601A

JPH0214601A - 歯状結合アイリス

Info

Publication number: JPH0214601A
Application number: JP1035183A
Authority: JP
Inventors: Paul J Tatomir; ポール・ジェイ・タトミア; Martin B Hammond; マーティン・ビー・ハモンド
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1988-02-16
Filing date: 1989-02-16
Publication date: 1990-01-18
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: US4812790A; EP0329090B1; DE68911945D1; DE68911945T2; EP0329090A3; EP0329090A2; CA1302525C; JPH0760964B2

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】［産業上の利用分野］この発明は、一つのマイクロ波構造から別のマイクロ波
構造へ壁を通って電磁波電力を結合するために使用され
る結合アイリスに関するものであり、特に２個のマイク
ロ波構造の間の電磁界の結合係数を増加させるように穴
の磁気偏波能力を増加させるために穴の周辺から内側に
伸びる１以上の歯を有する穴の形態のアイリスに関する
ものである。

［従来の技術］フィルタの導波管および空洞のようなマイクロ波構造は
電磁波を含み、その波の各種モードの振動を維持する閉
じた壁の形態である。このような構造は、共通の壁によ
って分離されている隣接する構造の閉じた領域が互いに
隣接している。２個の隣接するマイクロ波溝造間で電磁
波電力を結合するために共通壁に結合アイリスを設ける
ことが通常行われている。アイリスは例えばスロットの
形態の捕長い穴、または十字スロットのような２個のス
ロットの交差した形態に形成される。穴の形状の別の例
は正方形または円形の穴である。穴の寸法および形状は
所望の大きさの結合係数を与えるように選択され、これ
は入射フィールド成分に対する結合フィールド成分の比
である。穴の形状、寸法および位置はまた電磁波の振動
の特定のモードを選択的に結合させる。

特に重要なマイクロ波構造はマイクロ波フィルタにおけ
る円筒状共振器である。このようなフィルタにおいては
、電磁波の高次の円伝播モード、特にＴＥ１２１を得る
ことが有用である。マイクロ波フィルタへの適用に対し
ては高いＱのＴＥ、□１円筒共振器モードに電磁波を結
合することが望ましい。Ｑは１サイクル当り消費される
エネルギに対する蓄積されたエネルギの比である。

［発明の解決すべき課題］標準結合アイリスの＋１用できるスロット形状はＴＥ１
２１モードおよびその他の高次空洞共振器モードに対し
て所望の高い結Ｑ　Ｗを与えるためには非常に大きくな
ければならないという１７１　ｍが生じる。しかしなが
ら、大きな穴を使用することは空洞壁に設けられた大き
な穴の存在が空洞中の電磁界を崩壊させ、さらに空洞の
Ｑを許容できないような低い値へ低下させる別の問題を
生じる。その結果結合量を増加させるための拡大された
穴の使用は低損失で高次モードで動作するフィルタの有
用性を失わせる。

［課題解決のための手段］上記の問題は、この発明によって、マイクロ波構造間の
共通壁に第１の方向に延在する細長い穴として、結合ア
イリスを構成し、穴の巾へ伸びる歯の形態を穴の周辺の
部分の少なくとも一部で形成することによって解決され
る。２個のマイクロ波構造間の共通壁がアルミニウムま
た真ちゅうでのような金属で作られている典型的なマイ
クロ波構造においては、穴と穴の周辺の１以上の歯は数
値制御ミーリング機によって駆動されるカッターによっ
て容易に形成され、穴の中央部分の方向に向いた１以上
の歯を加工することができる。表面電流が電磁波によっ
て誘起される共通壁の部分にアイリスを配置することに
よって、表面電流はアイリスの歯の部分に入り、磁気ダ
イポールを形成しアイリスの磁気偏波と呼ばれる効果を
生じる。

このような磁気ダイポールはアイリスを通る電磁波電力
の結合係数を増加させる。この発明によれば、多数の歯
のアイリスによって結合が同じ長さおよび幅の標準のス
ロット型アイリスの結合の約２．５倍に増加させること
ができる。

［実施例］第１図はフィルタ１０を示し、このフィルタＬＯは両端
を第１の端壁１４および第２の端壁１６によって閉じら
れた円筒状側壁１２を具備し、直列に配置された複数の
空洞を定めている。説明を簡単にするためにそのような
空洞は図では２個しか示されていない。すなわち、第１
の空洞１８と第２の空′ＩｐＵ２０とは共通の壁２２に
よって分離されている。第１の導波管２４は１対の幅の
広い壁と１対の幅の狭い壁を備えて方形断面を有し、第
１の空洞１８に電磁電力を供給するために第１の端壁１
４と接している。

電力は第１の端壁１４にスロット２Ｂとして形成されて
いる穴により第１の導波管２４から第１の空洞１８に結
合される。スロット２Ｂの長手方向は第１の導波管２４
の幅の広い壁面と平行である。方形断面の第２の導波管
２８は第２の空洞２０から電磁電力を抽出するために第
２の端壁ｌＢと接している。電力は第２の端壁１Ｇにス
ロット３０として形成されている穴を介して第２の空洞
′２０から第２の導波管２８に結合される。スロット３
０の長手方向は第２の導波管２８の幅の広い壁面と平行
である。両方のスロット２０、３０は第１図に示すよう
に歯を有する蛇行形状に形成されてもよく、或いは直線
的な方形スロットとして形成されてもよい（図示せず）
。

この発明によれば、電磁電力は共通壁２２に設けられた
アイリス３２を介して第１の空洞１Ｂから第２の空洞２
０へ結合される。アイリス３２はスロット２６゜３０の
両者と平行なスロットの形態である。アイリス３２は歯
３４を備え、それはアイリス３２のスロット形状の両側
縁からアイリス３２の中心線の方向に向いて突出してい
る。由３４はアイリス３２の中心線の方向に向いた壁２
２の材料の延長部によって形成され、ｌｌ！１Ｊ３４は
自動ミーリング機中のカッターを使用することによって
容易に形成することができる。

壁２２およびフィルタ１０のその他の壁１２．１４．　
ｌ［ｉはアルミニウム、真ちゅうの等の導電材料で製作
される。

第２図はこの発明のアイリスによって結合された２個の
マイクロ波（Ｉ′４造の別の例を示す。第２図においで
、第１の導波管３Ｂは第２の導波管３８に結合され、そ
れら両者は方形断面であり、２個の導波管３６．３８の
間の接合部において共通の幅の広い壁４０を共有してい
る。２個の導波管３Ｂ、　３ｇは互いに平行である。ア
イリス４２はこの発明にしたがって構成され、共通の幅
の広い壁４０に設けられ、第１の導波管３Ｂから第２の
導波管３８に電磁電力を結合させる。第１図および第２
図の両方のマイクロ波構造において、これらの構造が往
復的に動作し、したがって電磁電力は第２の導波管２８
からフィルタｌＯを通って第１の導波管２４に（第１図
）、および同様に第２の導波管３８からアイリス４２を
通って第１の導波管３６に（第２図）送られることもで
きる。アイリス４２はアイリス３２（１１図）と同じ形
状を持ち、導波管３６および３８のそれぞれにおける電
磁電力の流れに垂直の方向に配置されている。

アイリス４２は第１の導波管３Ｇの対向する側壁４４と
４６の間で４＃１定して任意の長さにすることができ、
典型的な゛アイリス４２の長さは２個の側壁４４．４８
間の距離のほぼ２分の１である６図ではアイリス４２は
３個の歯を有するものとして示されているが、これはア
イリス３２の歯と同数であり、所望によりさらに歯を追
加してもよい。

第３図は第１図の共通壁２２の拡大図を示し、穴３２は
！！２２に設けられている。第３図はアイリス３２がミ
ーリング機械の回転カッターを使用して製作できること
を示しており、アイリス３２の穴の幅はそのようなカッ
ターの直径に等しい一定値を有している。

第４図は、第３図のアイリス３２と同様に製作できるが
、５個の歯５０を有するように変形されているアイリス
４８を示している。歯５ｏの個々のものは５０Ａ〜５０
Ｂとして示されている。アイリス４８は中心軸５２に沿
った細長いスロット形状である。ｆｆ１５０はアイリス
４８の周辺領域の、中心軸５２の両側がら中心軸５２の
方向に向かって内方に出ている延長部によって形成され
ている。各歯５ｏは同じ幅を有し、この幅はアイリス４
Ｂの曲りくねった穴の幅に等しい。アイリス４８は、第
３図の構造に関して説明したようにミーリング機械の円
カッターを使用して曲りくねった穴を形成され、その際
カッターは中心軸５２を横切る方向と中心軸５２に平行
な方向との両方の２次元的な曲りくねった経路に沿って
移動し、カッターの通路中の材料が除去されることによ
って歯５０が形成される。その代わりに、アイリスの偏
波性に対する要求に応じて、曲りくねった穴に変化した
幅を持たせることができ、或いは歯の幅よりも広い幅の
穴を形成することもできる。

さらに所望によっては異なった幅の歯を設けることもで
きる。第５図は、第４図とは異なるこの発明の１実施例
を示し、それにおいては同じ数の歯が上および下に向か
って伸び出ている。

第３図および第４図の構造は第４図のものの歯５０の数
が第３図のものの歯３４の数に比較して多いことを除け
ば同じである。ｗｓａｈ　、　５０Ｂ　、　５０Ｃは中
心軸５２の一方の側の３個の歯のアレイであり、−万歳
５００および５０Ｂは中心軸５２の反対側の２個の歯の
アレイである。歯５０Ｄは歯５０＾と５０Ｂの間に挟ま
れており、歯５０Ｂは歯５０Ｂと５００の間に挾まれて
いる。歯５０は互いに平行であり、中心軸５２に垂直で
ある。第３図は壁２２中のアイリス３２の典型的な配置
を示し、この配置は壁２２中のアイリス３２の中心位置
を与える。アイリス３２の長さおよび位置はアイリス３
２を通って結合される電磁波の特定のモードに応じて選
択される。

動作において、アイリス３２は電磁波が表面電流を誘起
する１２２２の部分に位置し、この表面電流は歯に直接
流れるようにアイリスの縦軸を横切る方向に流れる。各
歯３４中に誘起する交流電流に応じて、磁界が誘起され
、それは各歯において磁気ダイポール生成するように耐
３４の対応するものの周囲を円形に巡る。この発明は、
低次モードおよび通常のアイリススロットによって現在
前られる１２．０００のＱではなく　、１９．０００の
共振器のＱを得るために１５次空洞モードと関連して使
用されることができる。アイリス３２および４８は電磁
波の高次および低次モードの両方に結合するために使用
されることができる。多くの歯を有するアイリスは適当
な結合を得ることが困難である任意の通常のアイリスに
置換して使用されることができる。さらに、高Ｑ共振モ
ードへの適用に対して、多数の歯ををするアイリスは高
Ｑ特性を保持する。したがって、従来得られるものより
も低い損失のマイクロ波空洞共振器フィルタが実現でき
る。

上記実施例は単なる例示として説明されたものであり、
その変形、変更は当業者によって容易に行い得ることを
理解すべきである。しかって、この発明はここに説明し
た実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に
記載された発明の技術的範囲によってのみ限定されるべ
きものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、円筒状構造の２藺の空洞よりなるフィルタの
斜視図であり、第２図は、この発明のアイリスによって
結合された２個の導波管を示す。第３図は、第１図の２個の空洞を分離する共通壁の平面
図であり、第４図はこの発明の１実施例のアイリスの穴
の形状を示す。第５図は、第４図のものと異なったアイ
リスの穴の形状を示す。１０・・・フィルタ、１２・・・円筒壁、１４．１８・
・・端壁、１８゜２０・・・空洞、２２・・・共通壁、
２４．２８・・・導波管、３２．４２゜４８・・・アイリス、３４゜５０・・・歯。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電磁波を維持するような形状の複数の容器を有す
るマイクロ波回路において、前記容器の２個のものを分離する壁と、この壁上に配置され、壁に沿った第１の方向に延在する
穴として形成されたアイリスとを具備し、前記壁の少な
くとも一部分は前記穴の一方の側に沿った位置において
前記穴中に向いた歯として構成され、この歯は前記第１
の方向を横切る第２の方向に向いてアイリスの周縁の一
部を形成して前記壁を通る前記アイリスを介する電磁波
電力の結合を増加させていることを特徴とするマイクロ
波回路。
（２）前記アイリスが複数の歯を有する特許請求の範囲
第１項記載のマイクロ波回路。
（３）前記歯が平行である特許請求の範囲第２項記載の
マイクロ波回路。
（４）前記穴が、第１の長い側およびこの第１の長い側
と対向する第２の長い側を定めるために前記第１の方向
に細長い形状であり、前記歯が２つのアレイとして配列
され、その一つは前記第１の側に位置し、第２のものは
前記穴の第２の側に位置している特許請求の範囲第１項
記載のマイクロ波回路。
（５）前記第１のアレイは前記第２のアレイよりも一つ
多い歯を有する特許請求の範囲第４項記載のマイクロ波
回路。
（６）前記穴は前記歯の一つの幅に等しい幅を有する蛇
行形状を有する特許請求の範囲第５項記載のマイクロ波
回路。
（７）前記歯の全ては同じ幅を有し、前記第１のアレイ
における歯の数は前記第２のアレイにおける歯の数に等
しい特許請求の範囲第２項記載のマイクロ波回路。
（８）前記穴は前記第１の方向に細長く、前記壁の対応
する寸法のほぼ半分に等しい距離で延在し、前記アイリ
スは複数の前記歯を有している特許請求の範囲第１項記
載のマイクロ波回路。
（９）前記各容器は空洞を定める円筒であり、前記壁は
円形の周辺を有しており、前記アイリスは前記壁の中央
に位置している特許請求の範囲第８項記載のマイクロ波
回路。
（１０）前記各容器は方形導波管であり、前記壁は前記
２個の導波管の間の共通の側壁であり、前記アイリスは
前記各導波管の両側壁間の中央に位置しており、前記第
１の方向は前記導波管の一つの電磁波電力の伝播方向に
垂直である特許請求の範囲第８項記載のマイクロ波回路
。
（１１）２個のマイクロ波容器の共通の壁を通って電磁
波電力を結合させるアイリスにおいて、前記アイリスは
前記壁に沿った第１の方向に延在する穴として形成され
、前記壁の少なくとも一部分は前記アイリスの周辺部分か
ら前記穴の内方に向いた平行な側面を有する歯として形
成され、この歯は前記壁を通る前記アイリスを介する電
磁波電力の結合を増加させる電磁波電力結合用アイリス
。
（１２）前記アイリスは前記アイリスの第１の周辺部分
に沿った第１のアレイおよび前記アイリスの第２の周辺
部分に沿って配置された第２のアレイとして配置された
複数の歯を有し、前記第１のアレイの歯は前記第２のア
レイの歯と向い合っている特許請求の範囲第１１項記載
のアイリス。
（１３）前記穴は前記歯の一つの幅に等しい幅を有する
曲りくねった形状を有し、前記歯は全て同じ幅を有して
いる特許請求の範囲第１２項記載のアイリス。
（１４）前記第１のアレイの歯は前記第２のアレイの歯
と交互に配置されている特許請求の範囲第１３項記載の
アイリス。