JPH0242254B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の関連する分野 本発明は、同心的に配設された２個の環状導波
管を有し、各導波管は受信アンテナ及び送信アン
テナを具えると共に、その周縁に沿つて結合スロ
ツトを設け、一方のアンテナはそれぞれ結合スロ
ツト内に移動自在に突設すると共に機械的に相互
連結し、他方のアンテナは関連する導波管に固着
した相対的に回転可能な２つの物体間に、マイク
ロ波を伝送する装置に関するものである。

従来技術 この種の装置は、米国特許第3419826号に記載
されており、その適用分野としてアパート及びレ
ーダアンテナすなわち空港管制塔の両方向通信の
ための回線が述べられている。

しかし、情報の無接触伝送も、コンピユータ断
層診断装置に要求されている。この断層診断装置
ではＸ線放射器からのＸ線は患者を透過して、複
数のＸ線検出器により検知され、これらの検出器
はＸ線放射器と共に患者の回りを回線する部材に
固着されている。この回転部材からの検出器の信
号は固定部材に伝送してコンピユータにより処理
し得るようにする必要がある。この状態で放射器
が患者の周りを１回以上回転すると、ケーブルを
経て行なわれる情報伝送はもはや不可能となる。
従つて、伝送速度が十分速く且つデータ量が十分
大きい場合には、情報伝送は上述した装置によつ
て行なう必要がある。

上述した従来の装置では、一方の導波管は半円
形とすると共にその両端を減衰器によつて閉成す
るが、他方の導波管は閉環状とし、この閉環内に
減衰器を設け、これにより波形が閉環内を１回以
上循回するのを防止する必要がある。又、切換ス
イツチを設け、これにより結合スロツト内に突設
された受信アンテナの位置に応じて一方又は他方
の受信アンテナの何れか一方を作動せしめるよう
にする。この場合ある状態のもとでは電磁波を、
これが受信アンテナに到達する前に、閉環状導波
管内をほぼ完全に１回転させる必要があるが、半
円形導波管においては最大経路が閉環状導波管の
１／２であるため、受信アンテナを切換える際高伝
送速度の連続な信号が著しく妨害されるようにな
る急激な変動が伝搬時間中に生じるようになる。

伝搬時間中のこの急激な変動は、米国特許第
3419826号明細書の第６図の実施例には発生しな
いが、この実施例では、２つの送信アンテナの一
方と２つの受信アンテナの一方とを交互に接続す
る２つの切換スイツチを必要とする。これら切換
スイツチは常時正しい瞬時に切換える必要があ
り、従つて複数で高価な電気装置を必要とする。

発明の開示 本発明の目的は、送信アンテナと受信アンテナ
との間の切換えを必要としない構造を具備する上
述した種類のマイクロ波伝送装置を提供せんとす
るにある。

本発明は同心的に配設された２個の環状導波管
を有し、各導波管は受信アンテナ及び送信アンテ
ナを具えると共に、その周縁に沿つて結合スロツ
トを設け、一方のアンテナはそれぞれ結合スロツ
ト内に移動自在に突設すると共に機械的に相互連
結し、他方のアンテナは関連する導波管に固着し
た相対的に回転可能な２つの物体間に、マイクロ
波を伝送する装置において、 (a) 各導波管は、その端部を他方のアンテナに固
着して閉成し、 (b) 各導波管の区分は、減衰器によつて前記アン
テナから分離して、導波管の前記アンテナと減
衰器との間の残りの部分を円のほぼ1/2とし、 (c) 両導波管は、 c1 ２つの移動自在のアンテナの少なくとも一
方が減衰器と導波管に対し固定位置にあるア
ンテナとの間に位置する導波管の結合スロツ
トの部分内に突出し、 c2 送信アンテナから受信アンテナへの電磁波
の伝搬方向が、導波管内で互いに逆向きとな
るよう配置したことを特徴とする。

導波管の終端に設けた固定アンテナと減衰器と
によつて、各導波管を能動区分と受動区分に分割
する導波管に対し移動自在のアンテナが結合スロ
ツト内の能動区分を移動すると、送信アンテナと
受信アンテナとの間で能動区分を移動すると、送
信アンテナと受信アンテナとの間で信号伝送が行
なわれる。逆に導波管の可動アンテナが結合スロ
ツトの受動区分を移動すると、送信及び受信アン
テナ間の信号伝送はほぼ不可能となる。従つて両
導波管の能動及び受動区分を適宜定めて、結合ス
ロツト内に突出するアンテナの各位置で少なくと
も１つのアンテナが導波管の能動区分内を移動し
得るようにする。今、結合スロツトに突出するア
ンテナの所定の位置において、能動区分と受動区
分の２つの導波管を配置する。かかる構成とする
ことによつて、結合スロツト内に突出するアンテ
ナが導波管の周縁に沿つて移動すると、導波管の
送信及び受信アンテナ間の電磁波の伝播時間は、
結合スロツト内に突出する一方のアンテナが減衰
器を固着した領域に達するまで増大するようにな
る。この到達瞬時には結合スロツト内に突出する
他方のアンテナも能動区分に到達し、従つて２つ
の導波管の伝播時間は同一となる。アンテナの回
転が更に継続すると、結合スロツト内に突出する
他方のアンテナはマイクロ波伝送に対して、能動
状態となるが、上記一方のアンテナは、受動区分
に到達して作動しなくなるため伝播時間は最小値
に向つて減少していき、その後、一方のアンテナ
が再び能動区分に到達し他方のアンテナが受動区
分内を移動するようになる。これがためアンテナ
が連続回転する場合に伝播時間は急激に変動せず
徐々に変動するので、伝送速度を実際上高くする
ことができる。

発明の実施例 図を参照して、本発明の詳細な説明を行なう。

第１図では、円形導波管のリング軸方向から見
た平面図である。第２図は、実寸より拡大した斜
視図である。第３図は、送信アンテナに供給する
ブロツク回路図である。第４図は、受信アンテナ
からの信号を処理するブロツク回路である。第１
図及び特に第２図は矩形断面を有する２個の環状
導波管を示す。これら導波管の外側表面の中央部
には、連結スロツト１１，２１を夫々設け、これ
らスロツト内に送信アンテナ１２及び２２を夫々
突設する。送信アンテナ１１及び１２は、摺動部
材１３及び２３に夫々固着し、これら摺動部材
は、関連する導波管１及び２に移動自在に配設す
る。回転部材及び固定部材（図示せず）間で信号
伝送を行なうために、環状導波管１，２及び摺動
部材１３，２３をこれら回転部材及び固定部材に
夫々結合する。以下の説明では、摺動部材１３，
２３は、回転部材に連結し、環状導波管１，２は
固定部材に連結するものとする。しかしこの連結
を逆としても何等支障はない。今、回転部材が回
転すると、摺動部材１３，２３は環状導波管１，
２上を夫々移動し、その結果、送信アンテナ１
２，２２が結合スロツト１１，２１内を夫々摺動
する。

２つの環状導波管１及び２は、円形状に構成さ
れているが、電磁波は導波管内を１回以上伝搬す
ることができない。その理由は、環状導波管がそ
の端部を線図的に示される受信アンテナ１４及び
２４により夫々閉成されており、しかも受信アン
テナ１４が時針方向に回転する電磁波だけを受信
し、受信アンテナ２４が反時計方向に回転する電
磁波だけを受信するように構成されているからで
ある。この目的のため、受信アンテナが夫々設け
られている環状導波管の端部１５及び２５を、環
状円の内側に互いに反対方向に湾曲させるように
する。しかし環状導波管を適切な場所において、
無反射状態で終端させることもできる。この場合
には、２個の受信アンテナは無反射終端の両側に
配置する必要がある。

環状導波管１及び２には減衰器１６及び２６を
夫々設け、これら減衰器によつて環状導波管を互
いに電磁波的に減結合された２個の区分に分割す
ると共に、受信アンテナから到来する電磁波に対
し関連する導波管を無反射状態で終端させるよう
にする。送信アンテナ１２及び２２が、減衰器及
び受信アンテナ間の一方の区分（以下能動区分と
称する）に位置する結合スロツトの部分内を夫々
移動する場合には、送信アンテナ１２及び２２か
ら受信アンテナ１４及び２４に、信号を夫々送信
することができる。これとは逆に、送信アンテナ
１２及び２２が他方の区分（以下受動区分と称
す）に位置する結合スロツト内を移動する場合に
は、送信アンテナ１２及び２２から、関連する受
信アンテナに信号を送信することはできない。従
つて、環状導波管１において能動区分は環状導波
管１のほぼ左半部に位置し、受動区分は導波管１
のほぼ右半部に位置する環状導波管２において
は、能動区分と受動区分の位置は全く逆となる。

摺動部材１３，２３が図面に示す位置に夫々あ
る場合には、送信アンテナ１２は能動区分にある
が、送信アンテナ２２は受動区分にあるので、送
信アンテナ２２から放射されるエネルギーは、関
連する受信アンテナ２４に到達し得ない。摺動部
材１３及び２３を環状導波管１及び２の周縁に沿
つて時針方向に夫々移動すると、送信アンテナ１
２から矢印１７の方向すなわち時針方向に放射さ
れるエネルギーが、受信アンテナ１４に到達する
作動状態は変わらないが、電磁波の伝播時間は
徐々に短くなる。この状態は、摺動部材１３及び
２３が導波管１及び２の終端領域１５及び２５に
夫々到達して、両導波管内の送信アンテナから受
信アンテナまでの距離が等しくなり、両送信アン
テナが能動区分に位置するまで継続される。この
場合電磁波の伝播時間は、最小となる。

摺動部材１３及び２３が、上述した個所を越え
て更に時針方向に回転すると送信アンテナ１２
は、環状導波管１の受動区分に到達するが、送信
アンテナ２２は環状導波管２の能動区分に移動す
るので、電磁波は第１図の矢印２７で示す方向す
なわち反時計方向に導波管内を伝播する。従つて
電磁波の伝播時間は、摺動部材の移動に従つて
徐々に増加する。

両減衰器１６及び２６は、導波管の終端領域１
５及び２５に対向する領域に配置するため、導波
管の能動区分は導波管の円周の少なくとも半分に
亘つて延在するようになる。摺動部材１３及び２
３が減衰器１６及び２６の設けられている領域に
到達すると、両送信アンテナは再び又はいまだ能
動区分にあるので、電磁波の伝播時間は両環状導
波管において同一且つ最大となる。

摺動部材１３及び２３が更に時計方向に回転す
ると、送信アンテナ２２は、環状導波管２の受動
区分に再び到達した後、第１図に示す状態とな
る。

第３図に示すように、送信アンテナ１２及び２
２はマイクロ波電力分割器３に接続し、このマイ
クロ波電力分割器３の入力側をマイクロ波混合器
４の出力側に接続する。マイクロ波混合器４によ
つて、例えば10GHzの好適な搬送周波数を有する
発信器５からの信号とデータ伝送装置６からの信
号とを混合する。データ伝送装置６に送信される
周波数混合された信号の最低周波数を所定の遮断
周波数fg付近の周波数とする。

第４図に示すように受信アンテナ１４及び２４
からの信号は重畳段７で重畳する。重畳段７の出
力側を電力分割器８に接続し、電力分割器８の一
方の出力側を混合段１０の一方の入力側に直接接
続し、電力分割器８の他方の出力側に狭帯域フイ
ルタ９を接続し、狭帯域フイルタの出力側を混合
段１０の他方の入力側に接続する。狭帯域フイル
タ９はその中心周波数を、搬送周波数に一致さ
せ、帯域幅を遮断周波数fgの２倍以下とするた
め、搬送周波数の信号だけが狭帯域フイルタ９を
通過し得るようになる。この信号を混合段１０で
その一方の入力側に受信した信号と混合するの
で、混合段１０の出力側にはデータ伝送装置から
の信号に相当する信号が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のマイクロ波伝送装置を適用
する環状導波管をその軸方向から見た平面図、第
２図は、同じくその斜視図、第３図は、送信アン
テナを給電する回路のブロツク回路図、第４図
は、受信アンテナからの信号を処理する回路のブ
ロツク回路図である。 １，２……環状導波管、１１，２１……結合ス
ロツト、１２，２２……送信アンテナ、１３，２
３……摺動部材、１４，２４……受信アンテナ、
１６，２６……減衰器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同心的に配設された２個の環状導波管を有
   し、各導波管は受信アンテナ及び送信アンテナを
   具えると共に、その周縁に沿つて結合スロツトを
   設け、一方のアンテナはそれぞれ結合スロツト内
   に移動自在に突設すると共に機械的に相互連結
   し、他方のアンテナは関連する導波管に固着した
   相対的に回転可能な２つの物体間に、マイクロ波
   を伝送する装置において、 (a) 各導波管１，２は、その端部を他方のアンテ
   ナ１４，２４に固着して閉成し、 (b) 各導波管の区分は、減衰器１６，２６によつ
   て前記アンテナから分離して、導波管の前記ア
   ンテナと減衰器との間の残りの部分を円のほぼ
   １／２とし、 (c) 両導波管は、 c1 ２つの移動自在のアンテナ１３，２３の少
   なくとも一方が減衰器と導波管に対し固定位
   置にあるアンテナとの間に位置する導波管の
   結合スロツト１１，２１の部分内に突出し、 c2 送信アンテナから受信アンテナへの電磁波
   の伝播方向１７，２７が、導波管内で互いに
   逆向きとなるように配置したことを特徴とす
   るマイクロ波伝送装置。 ２ 前記送信アンテナ１３，２３は前記２個の導
   波管１，２の結合スロツト１１，２１内に突出す
   るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のマイクロ波伝送装置。 ３ 上記導波管をコンピユータ断層診断装置に用
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のマイクロ波伝送装置。