JPH052540U - マイクロ波アーク検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導波管からなるマイクロ波回路において、回
路内で発生したマイクロ波のアークを確実に検出でき
る、構成の容易な回路を得ることを目的とする。 【構成】 マイクロ波回路に接続した温度センサと、温
度センサ出力を増幅する増幅回路と、増幅回路出力と遅
延回路を通した増幅回路出力とを減算する引算回路と、
引算回路出力と基準電圧源とを比較する比較回路により
構成する。 【効果】 アークによって発生するマイクロ波回路の局
部的で急激な温度上昇を検出することにより、マイクロ
波回路の負荷変動等に影響されない確実なアークの検出
が行える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はマイクロ波を用いた通信装置やレーダ装置の送信機で、数百ワット 以上の高出力を有する送信機に接続した導波管のマイクロ波回路で発生するマイ クロ波のアークの検出に用いる回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図６は従来のマイクロ波アーク検出回路の構成を示す図であり、図において、 １はマイクロ波回路、１０は反射波結合器、１１は検波器、７は基準電圧源、６ は検波器１１と基準電圧源７に接続した比較回路である。

【０００３】 次に動作について説明する。マイクロ波回路１に入力した高出力のマイクロ波 信号が導波管内の圧力低下や高湿度等の原因によりマイクロ波の電界で電圧破壊 がおこりアークが発生することがある。この時アークが発生した場所でマイクロ 波信号の一部が反射され、信号源側へ戻る。この反射されたマイクロ波信号は反 射波結合器１０により取り出され、検波器１１で検波されて比較回路６に入力す る。比較回路６では検波器出力と基準電圧源７の電圧を比較し、基準電圧より大 きい時にアーク発生検出の出力を出す。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来のマイクロ波アーク検出回路は以上のように構成されているので、アーク 発生の初期段階で反射電力が小さい時や、アーク発生箇所でほとんどのマイクロ 波電力が消費され反射される電力が小さい時はアークの検出ができないという問 題がある。この場合検出感度を上げようとすると導波管内での不整合による反射 により誤動作しやすくなる。また導波管回路部品である反射波結合器を使用しな ければならないために導波管回路の構成が複雑になるという問題点があった。

【０００５】 この考案は上記のような課題を解決するためになされたものである。マイクロ 波回路に取り付けた温度センサでアーク発生による導波管の温度上昇を検出し、 これによりアークの発生を判定することにより従来の回路構成に比べ容易な回路 構成で、かつ確実なアークの発生を検出できる回路を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案にかかわるマイクロ波アーク検出回路は、マイクロ波回路に取り付け られた温度センサと、温度センサに接続された増幅回路と、増幅回路に接続され た遅延回路と、上記の増幅回路と遅延回路に接続された引算回路と、基準電圧源 と、上記の引算回路と基準電圧源に接続された比較回路により構成したものであ る。

【０００７】 また、マイクロ波回路に取り付けられた第一と第二のの温度センサと、第一の 温度センサに接続された第一の増幅回路と、第二の温度センサに接続された第二 の増幅回路と、第一のと第二の増幅回路に接続された引算回路と、基準電圧源と 、上記の引算回路と基準電圧源に接続された比較回路により構成したものである 。

【０００８】

【作用】

上記のように構成されたマイクロ波アーク検出回路は、マイクロ波回路の中で 発生するアークにより送信電力が熱エネルギーに変換され局部的に温度が急激に 上昇した時に、マイクロ波回路に接続された温度センサで検出された出力を増幅 回路で増幅した後引算回路に入力し、遅延回路を通して入力した遅延時間分だけ 前の温度出力との差を求める。この引算回路出力は遅延時間差における温度上昇 が大きい程出力が大きくなり、これを比較回路で基準電圧と比較することにより 、基準電圧に相当する温度差よりも大きい温度差となるような、急激な温度上昇 を検出することができる。

【０００９】 またマイクロ波回路に第一と第二の温度センサを接続した構成では、マイクロ 波のアークにより局所的に温度上昇することから、場所による温度の差異を検出 するようにしており、第一と第二の増幅回路に接続された引算回路の出力が上記 二つのセンサでの温度差になっている。この出力を比較回路で基準電圧源の電圧 と比較し、基準電圧に相当する温度差よりも大きい温度差となるような、局所的 温度上昇を検出することができる。

【００１０】

【実施例】

実施例１． 図１はこの考案の一実施例を示す回路ブロック図であり、１は導波管部品で構 成されるマイクロ波回路、２は熱電対で構成された温度センサでありマイクロ波 回路の導波管表面に取り付けられている。３は温度センサの出力電圧を増幅する ための増幅回路、４は増幅回路３に接続した遅延回路、５は引算回路、６は比較 回路、７は基準電圧源である。 図２はこの実施例でのアークが発生しない場合の各部の電圧波形を示す図であ り、図２ａは増幅回路３の出力電圧波形、図２ｂは遅延回路４の出力波形、図２ ｃは引算回路５の出力波形、図２ｄは比較回路６の出力波形である。 図３はこの実施例でのアークが発生した場合の各部の電圧波形を示す図であり 、図３ａは増幅回路３の出力電圧波形、図３ｂは遅延回路４の出力波形、図３ｃ は引算回路５の出力波形、図３ｄは比較回路６の出力波形である。

【００１１】 上記のように構成されたマイクロ波アーク検出回路ではアークが発生しない場 合は図２に示すような出力となる。図２ａの時間Ｔ１からＴ２までの曲線はマイ クロ波の送信がＴ１から開始され、マイクロ波回路の温度が上昇を始めてから温 度が安定するまでの変化を示しており、通常Ｔ１からＴ２までの時間は数分から 数十分である。この時の温度変化は１秒間ではほとんどなく図２ｃに示す引算回 路の出力はほぼゼロであり、従って図２ｄの比較回路６の出力波形も一定で変化 しない。

【００１２】 しかしアークが発生した場合は図３に示すような波形となる。図３ではＴ１で マイクロ波の送信が始まり、Ｔ３でアークが発生した場合を示しており、Ｔ３で 温度が急激に上昇をはじめる。通常アークが発生すると送信電力の５０％程度は 熱となるため温度上昇は早く、１秒で数度以上変化し遅延回路４を通した出力と の差を示す引算回路５の出力である図３ｃはＴ３で大きくなり、比較回路６の出 力である図３ｄが反転してアークの検出を行う。

【００１３】 実施例２． 図４はこの考案の別の実施例を示す回路ブロック図であり、１は導波管部品で 構成されるマイクロ波回路、２は熱電対で構成された第一の温度センサでありマ イクロ波回路の導波管表面に取り付けられている。３は第一の温度センサの出力 電圧を増幅するための第一の増幅回路、８は熱電対で構成された第二の温度セン サでありマイクロ波回路１の導波管表面に取り付けられている。９は第二の温度 センサの出力電圧を増幅するための第二の増幅回路、５は引算回路、６は比較回 路、７は基準電圧源である。

【００１４】 図５はこの実施例でのアークが発生した場合の各部の電圧波形を示す図であり 、図５ａは第一の増幅回路３の出力電圧波形、図５ｂは第二の増幅回路９の出力 波形、図５ｃは引算回路５の出力波形、図５ｄは比較回路６の出力波形である。

【００１５】 上記図４のように構成された他の実施例では第二の温度センサ８はマイクロ波 回路１の中で最も耐電力的に弱く、アークが発生しやすい回路部品に取り付けら れる。例えばキャビティ構造を持つフィルタ等である。アークが発生しない時に は、第一の温度センサ２と第二の温度センサ８とでは大きな温度差はなく、また 部品の放熱状態や、部品の損失による発熱である程度の温度差が生じる場合もあ るが、その値は既知のものである。アークが発生すると第二の温度センサ８の部 分の温度は急激に上昇するが、アークによる温度上昇はアーク発生部分だけの局 部的なものであるため第一の温度センサ２の部分の温度変化はそれほど大きくな く、図５ａに示すようなものである。従って引算回路５の出力波形は図５ｃに示 すようにアーク発生により大きく変化し、そのため比較回路６の出力は図５ｄの ようにアーク発生時に反転しアーク検出が行われる。

【００１６】

【考案の効果】

この考案は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるよう な効果を奏する。

【００１７】 以上のようにこの考案の一実施例によればマイクロ波回路１の温度が短時間で 急激に上昇するのを検出することができるか、急激な温度上昇は通常の動作状態 で負荷変動等による反射電力の変化では発生せず、アークが発生した時にのみ生 じるため、従来の構成であった誤検出が防止でき、アークのみを確実に検出する ことができるという効果がある。

【００１８】 またこの考案の他の実施例によれば、マイクロ波回路上の２点間の温度差をも とめその大きさがある規定値より大きくなった時にアークを検出するようにして いるため、通常の動作状態で負荷変動等による反射電力の変化では規定値を越え るような温度差は発生せず、アークが発生した時にのみ生じる。従って従来の構 成であった誤検出が防止でき、アークのみを確実に検出することができるという 効果がある。

【００１９】 またこの考案による回路構成では従来の回路構成で使用した導波管部品の反射 波検出器を使用せず、熱電対等の温度センサを使用しているため、導波管部品に よるマイクロ波回路の構成が容易になり、さらに既存のマイクロ波回路へのアー ク検出回路の付加が容易に行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例によるマイクロ波アーク検
出回路の回路ブロック図である。

【図２】この考案の一実施例によるマイクロ波アーク検
出回路の各部の出力波形でアークの発生しない場合の状
況を示す図である。

【図３】この考案の一実施例によるマイクロ波アーク検
出回路の各部の出力波形でアークが発生した場合の状況
を示す図である。

【図４】この考案の他の実施例によるマイクロ波アーク
検出回路の回路ブロック図である。

【図５】この考案の他の実施例によるマイクロ波アーク
検出回路の各部の出力波形でアークが発生した場合の状
況を示す図である。

【図６】従来のマイクロ波アーク検出回路の回路ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ マイクロ波回路 ２ 温度センサ ３ 増幅回路 ４ 遅延回路 ５ 引算回路 ６ 比較回路 ７ 基準電圧源 ８ 第二の温度センサ ９ 第二の増幅回路 １０ 反射波結合器 １１ 検波器

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 導波管かならるマイクロ波回路におい
   て、マイクロ波回路に接続した温度センサと、上記温度
   センサに接続した増幅回路と、増幅回路に接続した遅延
   回路と、上記の増幅回路と遅延回路に接続した引算回路
   と、基準電圧源と、上記の引算回路と基準電圧源に接続
   した比較回路をもつことを特徴とするマイクロ波アーク
   検出回路。
2. 【請求項２】 導波管かならるマイクロ波回路におい
   て、マイクロ波回路に接続した第一の温度センサと、第
   一の温度センサに接続した第一の増幅回路と、上記のマ
   イクロ波回路に接続した第二の温度センサと、第二の温
   度センサに接続した第二の増幅回路と、第一の増幅回路
   と第二の増幅回路に接続した引算回路と、基準電圧源
   と、上記の引算回路と基準電圧源に接続した比較回路を
   もつことを特徴とするマイクロ波アーク検出回路。