JPH08195605A - 導波管 - Google Patents

導波管

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JPH08195605A
JPH08195605A JP7005213A JP521395A JPH08195605A JP H08195605 A JPH08195605 A JP H08195605A JP 7005213 A JP7005213 A JP 7005213A JP 521395 A JP521395 A JP 521395A JP H08195605 A JPH08195605 A JP H08195605A
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JP
Japan
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conductor
dielectric rod
thin
flexible
waveguide
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JP7005213A
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English (en)
Inventor
哲夫 ▲廣▼田
Tetsuo Hirota
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロ波あるいはミリ波などの高い周波数
帯においても電気信号の伝送効率を低下させることな
く、かつ可撓性を得られるようにする。 【構成】 誘電体棒の表面に薄い導体をすき間なく張り
付ける。導体には金属テープを用い、この金属テープを
誘電体棒の表面に螺旋状に巻付ける。誘電体棒は可撓性
のあるものを用い、その長手方向に垂直な断面を楕円形
に形成する。 【効果】 屈曲部があっても容易に対応することがで
き、材料費および加工コストを低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高周波電気信号の伝送に
利用する。本発明はミリ波帯以上の超高周波を伝送する
導波管に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波やミリ波の電気信号を伝送す
る手段として、同軸ケーブルあるいは金属の方形導波管
が広く知られている。
【0003】同軸ケーブルは、図6および図7に示すよ
うに、中心に配置された中心導体11と、この中心導体
11を内包する誘電体12と、この誘電体12を内包す
る外部導体13と、この外部導体13を被覆する外被1
4とにより構成されている。誘電体12内の電界の方向
は図7の矢印で示す方向に作用する。電気信号は中心導
体11と外部導体13との間に充填された誘電体12内
に閉じ込められた状態で伝送される。また、誘電体12
により中心導体11と外部導体13との距離が一定に保
たれるとともに、必要な強度を得ることができる。外部
導体13は可撓性を得るために金属テープあるいは金属
線を編んだ網状に形成される。
【0004】方形導波管は、図8に示すように中空の金
属の管で形成される。この方形導波管21を接続する場
合は図9に示すようにフランジ22を設け、このフラン
ジ22を相互に突き合わせてボルト23およびナット2
4により複数個所で締結する。また、ある角度で屈曲さ
せる場合には図10に示すベンド25あるいは図11に
示すコーナ26が用いられ、あるいは可撓性を得るため
に図12に示すような導体壁をじゃばら状の金属で構成
した可撓導波管27が用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述した同軸ケーブル
の特性インピーダンスは、中心導体11の径と外部導体
13の径の比および誘電体12の誘電率で定められる。
中心導体11の径と外部導体13の径の比を一定に保っ
てケーブルの直径を大きくした場合に、図6の矢印で示
した電磁界モードとは異なる高次の電磁界モードが現れ
るので、この高次のモードが現れる寸法以下で使用する
必要がある。また、この寸法は伝送する電気信号の波長
に関係しているために、より高い周波数で用いる場合に
はより細い径にする必要がある。そのために、ミリ波帯
のような極めて高い周波数帯で同軸ケーブルを用いる場
合には中心導体11が極めて細くなってしまい伝送損失
が著しく大きくなる。
【0006】また、方形導波管は、その内部を伝わる最
低次の電磁界モードが図7の矢印で示すように断面方向
に平行で中心ほど大きな電界成分をもっている。この方
形導波管で高次モードが現れないようにするためには断
面の大きさを波長で定まる寸法以下にしなければならな
いが、同軸ケーブルの場合のように極端に細くなる部分
がないためにミリ波帯においても比較的伝送損失が小さ
い。しかし中空に構成するために固い金属板で形成し、
かつ断面が方形であることから可撓性をもたせることが
できない問題がある。
【0007】導体壁をじゃばら状の金属で構成した可撓
導波管の場合は、比較的低い周波数に対しよく用いられ
ているが、周波数が高くなった場合に、管径を細くしな
ければならず、かつじゃばらのひだを微細にしなければ
ならない。これは加工精度および強度の面で高周波化に
限界を与える。
【0008】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、製作しやすい安価な導波管を提供することを目
的とする。損失があっても装置内配線用など簡便に利用
できる導波管を提供することを目的とする。本発明は、
さらに可撓性をもたせるとともに、伝送損失を少くする
ことができる超高周波帯用の導波管を提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、高い周波数帯
においても優れた可撓性を有し、かつ電気信号の伝送損
失を少くすることができることを特徴とする。
【0010】すなわち、本発明は、電磁波を伝搬する導
波管において、誘電体棒の表面に薄い導体がすき間なく
張り付けられたことを特徴とする。
【0011】前記誘電体棒は可撓性であることが望まし
く、前記導体は金属テープであり、この金属テープが前
記誘電体棒の表面に螺旋状に巻付けられるか、または金
属メッキにより形成することができる。さらに、前記誘
電体棒は長手方向に垂直な断面が楕円形であることが望
ましい。
【0012】
【作用】誘電体棒の表面に薄い導体をすき間なく張り付
ける。誘電体棒は高周波損失が少く、かつしなやかで可
撓性のある高分子材料(例えば、ポリフッ化エチレン系
繊維)を用いる。導体には抵抗率の低い金属テープ(例
えば銅)を用い、この金属テープを誘電体棒に螺旋状に
巻付けるか、あるいは誘電体棒の表面に電気メッキを施
し形成する。このように、柔軟性のある誘電体棒と薄い
金属テープあるいは金属メッキ層による導体とで構成さ
れるから、曲げに対して断面形状を大きく変化させるこ
となく対応することができ、かつ電気信号の伝送効率の
低下を抑止することができる。さらに、精度の高い金属
加工が不要となり、一般的な誘電材料を使用できること
から製造コストを低減することができる。
【0013】誘電体棒の長手方向に垂直な断面を扁平な
楕円形状にしておけば、最低次の電磁界モードはその短
径の方向に沿った電界成分をもち、したがってその長径
の寸法をあらかじめ他のモードが発生しない寸法にして
おくことによって、一定の周波数帯域の信号を偏波面を
保存した状態で伝送することができる。
【0014】
【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。
【0015】(第一実施例)図1は本発明第一実施例の
構成を示す斜視図、図2は本発明第一実施例の構成を示
す断面図である。
【0016】本発明第一実施例は、可撓性がありその断
面形状が楕円形である誘電体棒1の表面に導体として金
属テープ2が螺旋状に巻付けられて形成される。誘電体
棒1には、高周波の電磁波の伝送損失が少く、しなやか
な高分子材料(例えば、ポリフッ化エチレン系繊維な
ど)が用いられ、金属テープ2には、抵抗率の低い薄く
圧延された銅箔が用いられる。この金属テープ2として
細い金属線を編んだ網状のテープを用いることもでき
る。巻付けた金属テープ2の外側に保護用の外被を設け
てもよい。
【0017】断面形状は図2に示すように扁平な楕円で
あるため、最低次の電磁界モードは矢印で示すように短
径方向に沿った電界成分をもつ。したがって長径の長さ
をあらかじめ他のモードが発生しない寸法に設定してお
くことにより、従来用いられてきた方形導波管と同様
に、一定の周波数帯域の信号を偏波面が保存された状態
で伝送することができる。
【0018】誘電体棒1は柔軟性があり、金属テープ2
は薄く形成されているので、曲げられても屈曲部の断面
形状が大きく変化することはない。したがって著しく寸
法が小さくなる個所が生じることによる電流の集中はな
く、高い周波数帯の電磁波を伝送させても急激に伝送損
失を増加させることはない。
【0019】また、誘電体棒11は成形加工により得ら
れ、その外周に金属テープを巻付けるだけの工程で製造
することができるので、精度の高い金属加工が不要とな
り、低い製造コストで供給することができる。
【0020】(第二実施例)図3は本発明第二実施例の
構成を示す断面図である。本発明第二実施例は、第一実
施例における断面が楕円形状の誘電体棒1の外周に導体
として電気メッキ層3が施されて形成される。この第二
実施例の場合も、その効果は第一実施例同様であるが、
金属テープを巻付ける工程を電気メッキ工程で行うこと
ができるので、さらに製造工数を減らすことができる利
点がある。
【0021】(第三実施例)図4は本発明第三実施例の
構成を示す断面図である。本発明第三実施例は、断面が
長方形の角部それぞれが円弧状に形成された誘電体棒を
4の外周に導体5が設けられる。銅体5は第一実施例に
おける金属テープであってもよく、第二実施例における
金属メッキ層であってもよい。本第三実施例の場合も第
一実施例および第二実施例同様の効果を得ることができ
る。
【0022】(第四実施例)図5は本発明第四実施例の
構成を示す断面図である。本発明第四実施例は、断面が
長方形の誘電体棒6の外周に導体5が設けられる。導体
5は金属テープであってもよく、金属メッキ層であって
もよい。本第四実施例は屈曲したときにやや変形する
が、直線部分においては超高周波に適する利点がある。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
イクロ波あるいはミリ波などの高い周波数帯においても
電気信号の伝送効率を低下させることなく、かつ屈曲を
必要とする部分ではすぐれた可撓性を得ることができる
効果がある。さらに、高い精度が要求される機械加工が
不要になるとともに、誘電体棒を高分子材料を用いた成
形加工により得ることができるので、材料費および加工
コストを低減することができる。本発明は回路または装
置内部の配線用として適する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第一実施例の構成を示す斜視図。
【図2】本発明第一実施例の構成を示す断面図。
【図3】本発明第二実施例の構成を示す断面図。
【図4】本発明第三実施例の構成を示す断面図。
【図5】本発明第四実施例の構成を示す断面図。
【図6】従来例における同軸ケーブルの構成を示す部分
断面斜視図。
【図7】従来例における同軸ケーブルの構成を示す断面
図。
【図8】従来例における方形導波管の基本形状を示す斜
視図。
【図9】従来例における方形導波管の接続状態を示す斜
視図。
【図10】従来例における屈曲部に用いられるベンドの
形状を示す斜視図。
【図11】従来例における屈曲部に用いられるコーナの
形状を示す斜視図。
【図12】従来例における可撓導波管の形状を示す斜視
図。
【符号の説明】 1、4、6 誘電体棒 2 金属テープ 3 金属メッキ層 5 導体 11 中心導体 12 誘電体 13 外部導体 14 外被 21 方形導波管 22 フランジ 23 ボルト 24 ナット 25 ベンド 26 コーナ 27 可撓導波管

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体棒の表面に薄い導体がすき間なく
    張り付けられてなる導波管。
  2. 【請求項2】 誘電体棒が可撓性である請求項1記載の
    導波管。
  3. 【請求項3】 前記導体は金属テープである請求項1ま
    たは2記載の導波管。
  4. 【請求項4】 この金属テープが前記誘電体棒の表面に
    螺旋状に巻付けられた請求項3記載の導波管。
  5. 【請求項5】 前記導体は金属メッキにより形成された
    請求項1または2記載の導波管。
  6. 【請求項6】 前記誘電体棒の長手方向に垂直な断面が
    楕円形である請求項1ないし5のいずれかに記載の導波
    管。
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