JPH07500225A - 可調整整合回路装置 - Google Patents

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】 可調整整合回路装置 本発明は、マイクロ波線路に接続可能な可調整整合回路装置に関する。

１９９０年の９月３日〜７日にかけてロンドンで行われた第１６回フュージョン テクノロジ（ＳＯＦＴ）シンポジウムにおいてのＦ、Ｄｕｒｏｄｉｅによる文献 ”Ｎｅｗ　Ａｎｔｅｎｎａ　ＩｍｐｅｄａｎｃｅＥｖａｌｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ 　ＭａｔｃｈｉｎｇＴｏｏｌｓ　ｆδｒ　ＴＥＸＴＯＲ’　Ｓ　ＩＣＲＨ３ｙｓ ｔｅｍ”からも明らかなように、例えばマイクロ波線路用の調整可能な整合回路 装置がめられている。このマイクロ波線路は核融合炉のプラズマ炉へ高出力のマ イクロ波エネルギを入力結合させるものである。プラズマ炉ではマイクロ波線路 に対して常時変化する負荷インピーダンスが生じ、さらにマイクロ波エネルギを 発生する発生器はマツチングエラーによって生じる反射による損傷は受けないの で、そのつと生じる負荷インピーダンスは線路の波動（特性）インピーダンスに 変成されなければならない。

前記公知の文献によればこの目的のために、正確に選定すべき変成線路長によっ て相互に分離された、調整可能な２つのキャパシタンスがマイクロ波線路に結合 される。キャパシタンスのマツチングは、機械的に複雑でコストのかかる空気力 式装置によって行われる。

しかしながら負荷インピーダンスは非常に迅速に変化し得るものなので、このよ うな装置は、可能な限り遅延の少ないマツチングを実行することには適していな い。

前述した使用例に限らず、変化する負荷インピーダンスがマイクロ波線路に接続 されている場合にも可調整の整合回路装置を使用することができる。　本発明の 課題は、僅かなコストでもって所望のインピーダンスに迅速に調整することので きる整合回路装置を提供することである。

本発明によれば、整合回路装置が電気的に、すなわち機械的な可動部材を用いる ことなく調整可能なことにより、マイクロ波線路において急激に変化する負荷イ ンピーダンスの下でも遅延の少ないインピーダンス整合が保証される。

本発明による装置の別の利点は、冒頭に述べた整合回路装置の２つの可変のりア クタンスの間に変成用線路を必要としないことである。

図面 図１は整合回路装置の縦断面図である。

図２は図１の整合回路装置の斜視図である。

図３は図１の整合回路装置の等価回路図である。

実施例の説明 次に本発明の実施例を図面に基づいて以下に説明する。

図１及び図２には、マイクロ波線路りに接続されている可鰐整整合回路装置の縦 断面図と斜視図がそれぞれ示されている０図示の実施例ではマイクロ波線路りは 内部導体Ｌ１を有する同軸線路である。

既に前記した説明と図３の等価回路図から明らかなように、マイクロ波線路りの 入力側は発生器Ｇによって給電され、この入力側とは反対側の出力側は、変化す る負荷インピーダンスＺＬと接続されている。マイクロ波線路り内へ挿入される インピーダンスＺｌ及びＺ２を有したＴ−等価回路は整合回路装置に対して用い られるものである。このネットワークはそのつどの負荷インピーダンスＺＬを線 路波動インピーダンスに変成するのに用いられる。

整合回路装置は第１の線路Ｌ１と第２の線路Ｌ２を有している。これらの線路の 一方の各端部は、マイクロ波同軸線路の途切れている内部導体ＬＩと接触接続さ れている。反対側の端部においてはこれらの２つの線路Ｌ１及びＬ２は相互に接 続されている。この接続点からは第３の線路が分岐している。図１及び図２に示 されている実施例では線路Ｌｌ、Ｌ２．Ｌ３がストリップ導体として構成されて いる６図中陰影線によって表されているケーシングＧＳは、ストリップ導体Ｌ１ 、Ｌ２．Ｌ３に対する外部導体を形成している。こ特表千７−５００２２５　（ ３） のケーシングＧＳはマイクロ波同軸線路りの外部導体と接続されている１図示の 実施例では２つのストリップ線路Ｌｌ、Ｌ２のディスク状の内部導体の相互に隣 接する側がフェライト層Ｆｌ及びＦ２で被覆されている。第３の線路Ｌ３ではデ ィスク状の内部導体の外側がフェライト層Ｆ３１．Ｆ３２で覆われている。前記 内部導体にフェライト層Ｆｌ、Ｆ２．Ｆ３１．Ｆ３２を設ける代わりに前記３つ の線路の外部導体ＧＳにフェライトを被着してもよい、前記線路Ｌ１．Ｌ２．Ｌ ３が同軸線路で構成されている場合でも同様のことが当てはまる０図中整合回路 装置の外側に示されている矢印により、次のようなことが表されている。すなわ ち第１及び第２の線路は磁界Ｍｌの作用を受け、それとは別に第３の線路は磁界 Ｍ２にさらされていることが表されている。これらの磁界Ｍｌ及びＭ２は相互に 依存することなく可変である。フェライトによる負荷を受けている線路Ｌｌ、Ｌ ２に作用する磁界Ｍｌによって当該２つの線路Ｌｌ、Ｌ２の電気的な長さは可変 である。これと依存することな（第３の線路Ｌ３の電気的な長さも、フェライト Ｆ３１．Ｆ３２に作用する可変の磁界Ｍ２によって可変である。　前述した線路 Ｌｌ、Ｌ２．Ｌ３の配置構成は本来の２つの異なる線路系を表している。第１の 線路Ｌｌと第２の線路Ｌ２からなる第１の線路系はケーシングＧＳと共に、遮蔽 された２線線路を形成する。この線路には２つのモード（同相モード及びプッシ ュプルモード）が存在する。

プッシュプルモードは線路Ｌｌ、Ｌ２内を流れる電流が同じ大きさで逆向きにさ れている場合に生起し、同相モードは線路Ｌｌ、Ｌ２内を流れる電流が同じ大き さで同じ向きにされている場合に生起する。

線路Ｌ３とケーシングＧＳからなる第２の線路系では同相モードのみが伝播可能 である。線路ＬＬ、Ｌ２のフェライト材料は、線路の間に配置されている（図１ 参照）、それによりプッシュプルモードに対してのみ有効である。線路Ｌｌ、Ｌ ２のプッシュプルインピーダンスＺｇは磁界Ｍ１によって調整され、線路Ｌ３の 同相インピーダンスＺｓは磁界Ｍ２によって調整される。

整合回路装置の等価回路図（図３）に示されているインピーダンスＺ１とＺ２は 、同相インピーダンスＺＳとプッシュプルインピーダンスＺｇに対し以下の式に よって表されるような関係を有している。

Ｚ１＝Ｚｇ Ｚ２＝　（ＺＳ−ＺＧ）／２ 当該整合回路装置が非常に高い出力で動作するような場合、有利には諺路Ｌｌ、 Ｌ２．Ｌ３の冷却が行われる・フェライトＦｌ、Ｆ２．Ｆ３１．Ｆ３２内、生ぜ しめられた損失鯰は、（ストリップ線路又は同軸線路として構成される線路Ｌｌ 、Ｌ２．Ｌ３の内部導体及び／又は外部導体に亘って延在している）冷却チャネ ルを経て非常に効果的かつ簡単に抜けていく０図１には符号にで冷却チャネルが 示されている。

可変の磁界Ｍｌ及びＭ２は制御可能な電磁石によって生ぜしめられる。しかしな がら付加的に永久磁石を設けることも可能である。この永久磁石は次のような強 度のスタチックな磁界を生ぜしめる。すなわちフェライトが損失の最も少ない磁 気回転共鳴状態を上回る度合いで作用するような強度の磁界を生ぜしめる。永久 磁石及び電磁石の利用によって得られる利点は、フェライトによる負荷を受ける 線路の調整に対して単に小さな電流しか必要とされないことである。なぜなら永 久磁石の適用により電磁石には所要の磁気化の一部のみしかめられなくなるから である。その他の利点として、電磁石に対する制御電流の予期しない中断の場合 でもフェライト中の損出出力が過度に大きくならない。なぜなら永久磁石により フェライトの磁化が磁気回転共鳴状態を上回る程度に保持されるからである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．マイクロ波線路に結合可能な可調整整合回路装置において、 第１の線路（Ｌ１）と第２の線路（Ｌ２）と第３の線路（Ｌ３）とを有しており 、 前記第１及び第２の線路（Ｌ１，Ｌ２）は、一方の端部において相互に接続され ており、さらに当該２つの線路（Ｌ１，Ｌ２）のそれぞれ他方の端部はマイクロ 波線路（Ｌ）への結合のために用いられるものであり、 前記第３の線路（Ｌ３）はこれ以外の前記２つの線路（Ｌ１，Ｌ２）の接続点か ら分岐しており、前記第１及び／又は第２の線路（Ｌ１，Ｌ２）と前記第３の線 路（Ｌ３）は、フェライト（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３１，Ｆ３２）による負荷を受けて おり、前記第１及び／又は第２の線路（Ｌ１，Ｌ２）のフェライト（Ｆ１，Ｆ２ ）と、前記第３の線路（Ｌ３）のフェライト（Ｆ３１，Ｆ３２）は相互に無関係 に可変の別個の磁界（Ｍ１，Ｍ２）の作用を受けていることを特徴とする、可調 整整合回路装置。
2. ２．前記３つの線路（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）は、同軸導体路であり、前記３つの線 路の内部導体及び／又は外部導体は少なくとも部分的にフェライトによって被覆 されている、請求の範囲第１項記載の可調整整合回路装置。
3. ３．前記３つの線路（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）は、ストリップ導体路であり、前記３ つの線路の内部導体及び／又は外部導体は少なくとも部分的にフェライト（Ｆ１ ，Ｆ２，Ｆ３１，Ｆ３２）によって被覆されている、請求の範囲第１項記載の可 調整整合回路装置。