JPH0492341A - ピルボックス型真空窓 - Google Patents
ピルボックス型真空窓Info
- Publication number
- JPH0492341A JPH0492341A JP20993090A JP20993090A JPH0492341A JP H0492341 A JPH0492341 A JP H0492341A JP 20993090 A JP20993090 A JP 20993090A JP 20993090 A JP20993090 A JP 20993090A JP H0492341 A JPH0492341 A JP H0492341A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pillbox
- type vacuum
- vacuum window
- rectangular waveguide
- vswr
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
- Waveguide Connection Structure (AREA)
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。
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〕
本発明はピルボックス型真空窓に関し、特にマイクロ波
管の入出力窓に使用されるピルボックス型真空窓に関す
る。
管の入出力窓に使用されるピルボックス型真空窓に関す
る。
従来のピルボックス型真空窓は、第4図(a)。
(b)に示す様に、その中心にアルミナセラミックス等
からなる誘電体円板6をろう付けすることによって真空
封止されたピルボックス部4と、その両側にろう付けに
よって接合された方形導波管5を有している。そして、
ピルボックス部4は一種の円筒空胴を構成しており、そ
の内半径Rと方形導波管5の長辺aとの間にはR>a/
2の関係がある。なぜならば、一方の方形導波管5に入
射したマイクロ波はピルボックス部4を通過した後、反
対側の方形導波管5へと伝搬して行くことになるので、
円筒空胴部を長さの短い円形導波管と考えるならば、円
形導波管と方形導波管5の通過帯域を一致させる必要が
あり、その為、両導波管の遮断周波数が一致する様に寸
法を決めると、論理的にRは0.59a近辺に選ぶ必要
がある為である。
からなる誘電体円板6をろう付けすることによって真空
封止されたピルボックス部4と、その両側にろう付けに
よって接合された方形導波管5を有している。そして、
ピルボックス部4は一種の円筒空胴を構成しており、そ
の内半径Rと方形導波管5の長辺aとの間にはR>a/
2の関係がある。なぜならば、一方の方形導波管5に入
射したマイクロ波はピルボックス部4を通過した後、反
対側の方形導波管5へと伝搬して行くことになるので、
円筒空胴部を長さの短い円形導波管と考えるならば、円
形導波管と方形導波管5の通過帯域を一致させる必要が
あり、その為、両導波管の遮断周波数が一致する様に寸
法を決めると、論理的にRは0.59a近辺に選ぶ必要
がある為である。
ここで、6GHz帯のピルボックス型真空窓の一例を示
すと、方形導波管5の長辺a=35゜85mm、短辺b
=15.85mmであり、ヒルボックス部4の円筒空胴
の内半径R=20.5mm、誘電体円板6の板厚d=1
.4mm、誘電体円板6の材質はアルミナセラミックス
であり比誘電率ε=9.2である。又、円筒空胴の内壁
と誘電体円板6との間隔S=7.6mmである。この場
合、R″−rO,57aであり、方形導波管5の遮断周
波数fic#4 、18GHz 、円形導波管の遮断周
波数fcc#4.27GHzとなり、両者の遮断周波数
はほとんど一致している。
すと、方形導波管5の長辺a=35゜85mm、短辺b
=15.85mmであり、ヒルボックス部4の円筒空胴
の内半径R=20.5mm、誘電体円板6の板厚d=1
.4mm、誘電体円板6の材質はアルミナセラミックス
であり比誘電率ε=9.2である。又、円筒空胴の内壁
と誘電体円板6との間隔S=7.6mmである。この場
合、R″−rO,57aであり、方形導波管5の遮断周
波数fic#4 、18GHz 、円形導波管の遮断周
波数fcc#4.27GHzとなり、両者の遮断周波数
はほとんど一致している。
このピルボックス型真空窓の特性を電圧定在波比(以下
VSWRと記す)の周波数特性で表わすと第5図に示す
様な特性が得られる。8GHz付近のVSWRの急峻な
立上りは、ゴーストモードと呼ばれピルボックス部4の
共振によって生じるものである。そして、ピルボックス
型真空窓では、このゴーストモードと遮断周波数の間に
使用帯域が設定される。この6GHz帯のピルボックス
型真空窓では5.1〜6.7GHzの範囲で1.2以下
の良好なVSWR特性を有している。
VSWRと記す)の周波数特性で表わすと第5図に示す
様な特性が得られる。8GHz付近のVSWRの急峻な
立上りは、ゴーストモードと呼ばれピルボックス部4の
共振によって生じるものである。そして、ピルボックス
型真空窓では、このゴーストモードと遮断周波数の間に
使用帯域が設定される。この6GHz帯のピルボックス
型真空窓では5.1〜6.7GHzの範囲で1.2以下
の良好なVSWR特性を有している。
この従来のピルボックス型真空窓では、円形導波管と方
形導波管の遮断周波数がほとんど一致する様に、ピルボ
ックス部の円筒空胴の内半径Rの値をR=0.59aの
前後に決めている為に、ピルボックス型真空窓の使用帯
域の上限を制限するゴーストモードは、円筒空胴部のT
Ml、。モードの共振であるから論理的に計算すると、
方形導波管の遮断周波数の2倍よりも若干低い周波数に
発生することになり、上述の6GHz帯ピルボツクス型
真空窓ではゴーストモードが必ず8GHz付近に発生し
てしまい、5〜10GHzといった広帯域なVSWR特
性を実現することが不可能であるという問題があった。
形導波管の遮断周波数がほとんど一致する様に、ピルボ
ックス部の円筒空胴の内半径Rの値をR=0.59aの
前後に決めている為に、ピルボックス型真空窓の使用帯
域の上限を制限するゴーストモードは、円筒空胴部のT
Ml、。モードの共振であるから論理的に計算すると、
方形導波管の遮断周波数の2倍よりも若干低い周波数に
発生することになり、上述の6GHz帯ピルボツクス型
真空窓ではゴーストモードが必ず8GHz付近に発生し
てしまい、5〜10GHzといった広帯域なVSWR特
性を実現することが不可能であるという問題があった。
本発明の目的は、広帯域なVSWR特性を実現すること
が可能なピルボックス型真空窓を提供することにある。
が可能なピルボックス型真空窓を提供することにある。
本発明は、方形導波管と組合わされたピルボックス型真
空窓に於て、ピルボックス部を構成する円筒空胴部の内
半径Rと方形導波管の長辺aとの間にR<a/2なる関
係が存在している。
空窓に於て、ピルボックス部を構成する円筒空胴部の内
半径Rと方形導波管の長辺aとの間にR<a/2なる関
係が存在している。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第1図(a)、(b)は本発明の一実施例の断面図およ
び正面図である。
び正面図である。
第1図(a)、(b)に示す様に、ピルボックス型真空
窓は、中心にアルミナセラミックス等からなる誘電体円
板3をろう付けすることによって真空封止されたピルボ
ックス部1とその両側にろう付けによって接合された方
形導波管2を有している。そして、ピルボックス部1を
構成する円筒空胴の内半径Rと方形導波管2の長辺aと
の間には、R(a/2の関係が成立している。
窓は、中心にアルミナセラミックス等からなる誘電体円
板3をろう付けすることによって真空封止されたピルボ
ックス部1とその両側にろう付けによって接合された方
形導波管2を有している。そして、ピルボックス部1を
構成する円筒空胴の内半径Rと方形導波管2の長辺aと
の間には、R(a/2の関係が成立している。
従来は、円筒空胴部のTM工、0モードの共振によるゴ
ーストモードの周波数f、はRに反比例する為、Rを小
さくすればゴーストモードを従来よりも周波数の高い方
へ移動させることができるが、円形導波管の遮断周波数
で。。もRに反比例する為に、fccもf5と同じ割合
で周波数の高い方へ移動するので、結局、ピルボックス
型真空窓の帯域幅は広くならず、通過帯域全体が周波数
の高い方へ移動するだけであると考えられていた。
ーストモードの周波数f、はRに反比例する為、Rを小
さくすればゴーストモードを従来よりも周波数の高い方
へ移動させることができるが、円形導波管の遮断周波数
で。。もRに反比例する為に、fccもf5と同じ割合
で周波数の高い方へ移動するので、結局、ピルボックス
型真空窓の帯域幅は広くならず、通過帯域全体が周波数
の高い方へ移動するだけであると考えられていた。
ところが、ピルボックス型真空窓のVSWR特性をコン
ピュータシミュレーションすることが最近になって可能
となり、シミュレーシヨンの結果、通過帯域の下限は、
円形導波管の遮断周波数fCCではなく、方形導波管2
の遮断周波数fRCによって決められることがわかった
。その結果、R< a / 2とすることによって、非
常に高帯域な特性を得ることができるということが明ら
かになった。
ピュータシミュレーションすることが最近になって可能
となり、シミュレーシヨンの結果、通過帯域の下限は、
円形導波管の遮断周波数fCCではなく、方形導波管2
の遮断周波数fRCによって決められることがわかった
。その結果、R< a / 2とすることによって、非
常に高帯域な特性を得ることができるということが明ら
かになった。
第2図は第1図(a>、(b)の実施例を6GHz帯の
ピルボックス型真空窓を適用した場合のVSWRの周波
数特性図である。
ピルボックス型真空窓を適用した場合のVSWRの周波
数特性図である。
各部の寸法は、方形導波管2の長辺a=35゜85mm
、短辺b=15.85mm、ピルボックス部1の円筒空
胴の内半径R=14.5mm、アルミナセラミック性の
誘電体円板3の板厚d=0.9mm、比誘電率ε−9,
2,又、円筒空胴の内壁と誘電体円板3との間隔s=3
.0mmである。
、短辺b=15.85mm、ピルボックス部1の円筒空
胴の内半径R=14.5mm、アルミナセラミック性の
誘電体円板3の板厚d=0.9mm、比誘電率ε−9,
2,又、円筒空胴の内壁と誘電体円板3との間隔s=3
.0mmである。
この場合、Rh0.40aであり、fRc#4゜18G
Hz、fcc’i6.06GHzであるが、シミュレー
ションの結果、4.5〜10.4GHzの範囲でVSW
R特性が1.2以下の非常に広帯域な結果を得た他、実
物の測定結果でも同様の広帯域な特性を得ることができ
た。
Hz、fcc’i6.06GHzであるが、シミュレー
ションの結果、4.5〜10.4GHzの範囲でVSW
R特性が1.2以下の非常に広帯域な結果を得た他、実
物の測定結果でも同様の広帯域な特性を得ることができ
た。
第3図は第1図(a)、(b)の実施例を14GHz帯
のピルボックス型真空窓に適用した場合のVSWRの周
波数特性図である。
のピルボックス型真空窓に適用した場合のVSWRの周
波数特性図である。
各部の寸法は、a=15.799mm、b=7.899
mm、R=6.9mm、d=0.4mm、s=1.9m
mあり、誘電体円板3のεは9.2とする。
mm、R=6.9mm、d=0.4mm、s=1.9m
mあり、誘電体円板3のεは9.2とする。
この場合、Rh0.44aであり、fRc=9゜49G
Hz、fcc”12.7GHzであるが、11〜22G
Hzの範囲で1.2以下のVSWR特性がシミュレーシ
ョンの結果得られている。
Hz、fcc”12.7GHzであるが、11〜22G
Hzの範囲で1.2以下のVSWR特性がシミュレーシ
ョンの結果得られている。
以上説明したように本発明は、ピルボックス型真空窓の
ピルボックス部を構成する円筒空胴部の内半径Rとピル
ボックス部の両側に接続されている方形導波管の長辺a
との間にR<a/2なる関係が存在する様にした結果、
非常に広帯域なピルボックス型真空窓を得ることができ
るという効果を有する。
ピルボックス部を構成する円筒空胴部の内半径Rとピル
ボックス部の両側に接続されている方形導波管の長辺a
との間にR<a/2なる関係が存在する様にした結果、
非常に広帯域なピルボックス型真空窓を得ることができ
るという効果を有する。
又、本発明のピルボックス型真空窓をマイクロ波管の入
出力窓に使用することにより、非常に広帯域なマイクロ
波管を得ることができるという効果も有している。
出力窓に使用することにより、非常に広帯域なマイクロ
波管を得ることができるという効果も有している。
第1図(a)、(b)は本発明の一実施例の断面図およ
び正面図、第2図は第1図(a)。 (b)の実施例を6GHz帯ピルボツクス型真空窓に適
用した場合のVSWRの周波数特性図、第3図は第1図
(a)、(b)の実施例を14GHz帯ピルボツクス型
真空窓に適用した場合のVSWRの周波数特性図、第4
図(a)、(b)は従来のピルボックス型真空窓の一例
の断面図および正面図、第5図は従来の6GHz帯ピル
ボツクス型真空窓の一例のVSWRの周波数特性図であ
る。 1・・・ピルボックス部、2・・・方形導波管、3・・
・誘電体円板、4・・・ピルボックス部、5・・・方形
導波管、6・・・誘電体円板。 (α) 第1図 (b)
び正面図、第2図は第1図(a)。 (b)の実施例を6GHz帯ピルボツクス型真空窓に適
用した場合のVSWRの周波数特性図、第3図は第1図
(a)、(b)の実施例を14GHz帯ピルボツクス型
真空窓に適用した場合のVSWRの周波数特性図、第4
図(a)、(b)は従来のピルボックス型真空窓の一例
の断面図および正面図、第5図は従来の6GHz帯ピル
ボツクス型真空窓の一例のVSWRの周波数特性図であ
る。 1・・・ピルボックス部、2・・・方形導波管、3・・
・誘電体円板、4・・・ピルボックス部、5・・・方形
導波管、6・・・誘電体円板。 (α) 第1図 (b)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、方形導波管と組合わされたピルボックス型真空窓に
於て、ピルボックス部を構成する円筒空胴部の内半径R
と方形導波管の長辺aとの間にR<a/2なる関係が存
在することを特徴とするピルボックス型真空窓。 2、請求項1記載のピルボックス型真空窓を入出力窓に
用いたことを特徴とするマイクロ波管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20993090A JPH0492341A (ja) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | ピルボックス型真空窓 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20993090A JPH0492341A (ja) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | ピルボックス型真空窓 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0492341A true JPH0492341A (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=16581013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20993090A Pending JPH0492341A (ja) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | ピルボックス型真空窓 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0492341A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007287382A (ja) * | 2006-04-13 | 2007-11-01 | Nec Microwave Inc | ピルボックス真空窓およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-08-08 JP JP20993090A patent/JPH0492341A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007287382A (ja) * | 2006-04-13 | 2007-11-01 | Nec Microwave Inc | ピルボックス真空窓およびその製造方法 |
US7688163B2 (en) | 2006-04-13 | 2010-03-30 | Nec Microwave Tube, Ltd. | Pillbox vacuum window |
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