JPH0823201A - Ｎｒｄガイドのコーナ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】伝送周波数帯域が比較的広く、任意の角度に折
れ曲がることができ、しかも比較的狭い面積内に形成す
ることができるＮＲＤガイドのコーナ回路を提供するこ
とにある。 【構成】コーナ回路により曲げられる直線誘電体線路
２、２’端部の少なくとも一方に不要モードサプレッサ
４を接続し、２つの誘電体線路の信号伝送方向に直角な
端部断面の片方の辺を重ねて曲げの中心とし、端部断面
の他方の辺の間を連結する平面上またはそれに平行に、
２つの誘電体線路にほぼ対称に、曲げの中心近傍を外側
から囲む導電性ブロック８を配列し、２つの誘電体線路
の信号伝送方向に直角な端部断面と導電性ブロック８と
に囲まれた部分に、ＮＲＤガイドの線路材と同一または
更に高い比誘電率を有する誘電体ブロック７を埋設し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＲＤガイドを基本と
する回路の中で、伝送周波数帯域が比較的広く、任意の
角度に折れ曲がることができ、しかも比較的狭い面積内
に形成することができるＮＲＤガイドのコーナ回路に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図９は一般的なＮＲＤガイドの概念を説
明するための図である。信号伝送用の線路として幅ｂ、
高さａに誘電体で作った線路２を用い、それを上下導体
板１で挾んである。なお、この図以外のすべての図で
は、図を簡単にするために上下導体板の図示を省略して
ある。ＮＲＤガイドをマイクロ波やミリ波などの超高周
波信号伝送用に用いると、導体板で外部を囲った矩形導
波管などより損失が少なくなる。上下導体板１は損失を
抑制するのに役立ち、その間隔ａは、信号周波数の自由
空間波長の半分以下にしてある。図１０は不要モードサ
プレッサ４を示す図で、誘電体線路２の信号伝送方向
に、不要モードに対するチョークパターン３が金属で形
成されていて、不要モードを抑制し、主モードだけを伝
送させる。

【０００３】従来、ＮＲＤガイドを用いた回路に、コー
ナ回路という概念は存在していなかった。ＮＲＤガイド
以外の一般のマイクロ波やミリ波の回路では、例えば導
波管回路やマイクロストリップ線路では、所謂コーナ回
路（ゆるやかな弧を描く曲がりではなく、折線的な曲が
り）は存在しており、その動作モードは主線路部と同一
のモードであることが特徴であった。しかるにＮＲＤガ
イドでは、何れも非放射性ではあるが、主モードである
ＬＳＭモードと本来不要モードであるＬＳＥモードとは
簡単にモード変換し得るため、線路に何の工夫も施さず
に任意の角度で折り曲げたり、任意の滑らかな円弧で曲
げたりすると、ＬＳＭモードとＬＳＥモードが混在し、
周波数特性に大きなリップルを立たせたり、通過損失が
異様に大きくなったり、通過帯域が極めて狭くなるなど
の現象が現れるという問題があった。これを避けるた
め、線路の方向を変える回路として、ＮＲＤガイドで
は、図７（ａ）に示すＬＳＭ・ＬＳＥ変換クランク回路
や、回路の入出力部ではＬＳＭモードのみに保持される
図７（ｂ）に示す（ＬＳＭモードのみとなる位置の数に
応じて）特定離散数値の曲率半径をとる無損失ベンド回
路が知られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のＬＳＭ・ＬＳＥ変換クランク回路や、無損失ベン
ド回路には下記のような問題があった。すなわち、図７
（ａ）に示すＬＳＭ・ＬＳＥ変換クランク回路では、Ｌ
ＳＥモード変換路の幅ｂ’は主線路幅ｂより小さく、従
って信号の伝送帯域は極めて狭く（比帯域５．６％程
度、図８（ａ）参照）、また無損失ベンド回路において
は、曲率半径Ｒ＞５ｂとかなり大きな寸法になってしま
い、回路の小型化に適さず、かつ図８（ｂ）に示すよう
にベンドの設計周波数ｆ₀以外ではＬＳＥモードのた
め、周波数特性に大きなリップルを有し、その周波数で
の回路の使用には適さず、結果的に狭帯域な回路として
しか使えないという問題点があった。

【０００５】本発明は上記従来の回路のような問題がな
く、直線、折線的に任意の角度に回路を曲げ、かつベン
ド回路に比べると半分以下に小型化でき、かつ、通過周
波数帯域を十分広くとれるＮＲＤガイドのコーナ回路を
提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、ＮＲＤガイドの信号伝送方向を任
意の角度だけ曲げるためのＮＲＤガイドのコーナ回路に
おいて、コーナ回路に接続され互いに異なる方向に曲げ
られる２つの直線誘電体線路端部の、少なくとも一方に
は不要モードサプレッサを接続し、上記２つの誘電体線
路または不要モードサプレッサのそれぞれ信号伝送方向
に直角な端部断面の片方の辺を重ね合わせて曲げの中心
を形成させ、上記端部断面の他方の辺の間を連結する平
面上に、または此の平面に平行に、かつ２つの誘電体線
路をほぼ対称に見込むように、上記曲げの中心近傍を外
側から囲むように導電性ブロックを配列し、上記２つの
誘電体線路または不要モードサプレッサの信号伝送方向
に直角な端部断面と上記導電性ブロックとに囲まれた部
分に、ＮＲＤガイドの線路材と同一または更に高い比誘
電率を有する誘電体ブロックを埋設することにした。

【０００７】

【作用】図６は本発明に係る構造を採るに至った経緯を
説明するための図である。図６（ａ）に示すように、誘
電体ブロックが設けてなく、導電性ブロック８だけが設
けられていると、入射波は不連続部による反射波１１
と、隙間の空間へ放射される波９とにより、大半のエネ
ルギーが失われ、出力側主線路２’へは殆ど信号が伝送
されない。また、図６（ｂ）に示すように、入力側主線
路２、その端部に接続された不要モードサプレッサ４
が、出力側不要モードサプレッサ４’、主線路２’の直
交する個所に、誘電体ブロック７は配設してあるが、導
電性ブロックが配設されていないと、図６（ａ）に示し
た場合と同様に、反射波１１と、図６（ａ）の場合以上
に強力に外部へ放射され減衰する波１０に大別され、や
はり、出力線路２’へは信号が伝送されない。さらに、
図６（ｃ）に示すように、誘電体ブロック７と導電性ブ
ロック８が共に無い場合には、強力に反射される波１
１’と、入力側線路の端面から放射減衰する波１０’に
大別でき、この場合は上記２例以上に出力線路２’へは
信号が伝送されないことになる。

【０００８】本発明は上記実験から、図６（ａ）、
（ｂ）の場合を補完することにより、著しい減衰を生じ
させることなく、信号を入力側から出力側主線路へと導
くことができるようにしたものである。なお、不要モー
ドサプレッサが必要な理由は、誘電体ブロック７の部分
にＬＳＭモードとＬＳＥモードとが混在するためであ
り、両モードとも信号伝送に寄与している点が、従来世
の中に存在するコーナ回路の考え方と大きく異なる点で
ある。なお、本発明コーナ回路では、誘電体で形成され
た主線路２、不要モードサプレッサ４、誘電体ブロック
７、不要モードサプレッサ４’、主線路２’が全て密着
しているため、極めて広帯域な伝送が可能となってい
る。

【０００９】

【実施例】図１は本発明を９０度方向変換させる場合に
実施した第１実施例を示す図である。入力側の誘電体主
線路２、それに接する不要モードサプレッサ４、出力側
誘電体主線路２’、それに接する不要モードサプレッサ
４’が配置してある。入力側不要モードサプレッサ４と
出力側不要モードサプレッサ４’の直交端面の片側の辺
は重なり合っており、これらの端面の他方の辺の間を連
結するように金属等で製作された導電性ブロック８が配
設されている。不要モードサプレッサ４、４’及び導電
性ブロック８に囲まれた空間内には、主線路２、２’と
同等またはそれ以上の比誘電率の誘電体よりなる誘電体
ブロック７が、周囲を囲む各部に密着するように埋設さ
れている。誘電体線路各部が互いに密着しているため
に、極めて広帯域な伝送が可能である。また、導電性ブ
ロック８が、その両端それぞれから入出力線路までの距
離ｄ≧λ_g／２となるように配置されていて、一旦線路
外へ逃げた電波を再度線路内に捕獲できるようになって
いるため、通過損失が減少する効果がある。

【００１０】誘電体ブロック７は種々の異なった形状を
とることができる。図２にそれらの形状の例を示してあ
る。図２（ａ）では、図中にｃと示した部分が容量性と
なるため、コーナの周波数特性を補完し広帯域化でき
る。図２（ｂ）は最も簡単なΔ型構造であるが周波数帯
域がわずかに狭くなる。図２（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は
空間的隙間を意図的に設けた例で、この部分の周波数特
性によりフィルタ効果が期待できる。

【００１１】図３は本発明第２実施例図で、この実施例
では図示の如く、導電性ブロック８の両端に、そこから
主線路２、２’までの距離ｄ≧λ_g／２一定に保持され
る部分が主線路に沿って設置されているので、一旦線路
外へ逃げた電波を再度線路内に捕獲する機能が増強さ
れ、通過損失が一層減少される。

【００１２】図４は折れ角を９０度以外にした第３実施
例を示し、図４（ａ）は鋭角にした場合、図４（ｂ）は
鈍角にした場合である。

【００１３】図５は、折れ線路の一方の幅ｂ’をｂ’＜
ｂ（但しｂは主線路の幅）とし、折れ線路５’内では主
にＬＳＥモードで伝送するように設計した第４実施例で
あり、それ故、折れ線路５’の両端には不要モードサプ
レッサを配設してない。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、２
つの折れ線直線部が、その１辺で接している端面部に誘
電体ブロックを配設して伝導周波数帯域幅を広げ、その
外側に導電性ブロックを配設することにより線路外に逃
げた信号波を捕獲、伝送する通過損失が少ない構造とし
たため、小型な折れ線コーナ回路が構成でき、しかも比
帯域１３％以上の広帯域化（例えば６０ＧＨｚで帯域幅
７．８ＧＨｚ以上）を実現できるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例図である。

【図２】誘電体ブロックの実用に供し得る種々の形状を
示す図である。

【図３】本発明の第２実施例図である。

【図４】本発明の第３実施例図である。

【図５】本発明の第４実施例図である。

【図６】本発明に係る構造を採るに至った経緯を説明す
るための図である。

【図７】ＮＲＤガイドの線路の方向を変えるために従来
用いられていた回路の例を示す図である。

【図８】ＮＲＤガイドの線路の伝送周波数とその通過損
（ｄＢ表示）の関係を、基準直線路について破線で、従
来の方向変換用回路の場合を実線で表した図である。

【図９】一般的なＮＲＤガイドの概念を説明するための
図である。

【図１０】不要モードサプレッサを説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１…ＮＲＤガイドの上下導体板 ２、２’…ＮＲ
Ｄガイドの誘電体線路 ３…不要モードに対するチョークパターン ４、４’…不要モードサプレッサ ５、５’…折れ
線路 ６…無損失ベンド ７、７’…誘電
体ブロック ８、８’…導電体ブロック ９…隙間の空間
へ放射される波 １０、１０’…線路の端面から外部へ放射され減衰する
波 １１、１１’…不連続部による反射波

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号伝送用誘電体線路とそれを信号周波数
   の自由空間波長の半分以下の間隔で挾む上下導体板より
   なるＮＲＤガイドの信号伝送方向を任意の角度だけ曲げ
   るためのＮＲＤガイドのコーナ回路において、コーナ回
   路に接続され互いに異なる方向に曲げられる２つの直線
   誘電体線路端部の、少なくとも一方には不要モードサプ
   レッサを接続し、上記２つの誘電体線路または不要モー
   ドサプレッサのそれぞれ信号伝送方向に直角な端部断面
   の片方の辺を重ね合わせて曲げの中心を形成させ、上記
   端部断面の他方の辺の間を連結する平面上に、または此
   の平面に平行に、かつ２つの誘電体線路をほぼ対称に見
   込むように、上記曲げの中心近傍を外側から囲むように
   導電性ブロックを配列し、上記２つの誘電体線路または
   不要モードサプレッサの信号伝送方向に直角な端部断面
   と上記導電性ブロックとに囲まれた部分に、ＮＲＤガイ
   ドの線路材と同一または更に高い比誘電率を有する誘電
   体ブロックを埋設したことを特徴とするＮＲＤガイドの
   コーナ回路。
2. 【請求項２】曲げの中心近傍の外側に配列した導電性ブ
   ロックの端部から、コーナ回路を挾むＮＲＤガイド信号
   伝送線路までの距離が、使用周波数の線路内波長の半分
   以上であることを特徴とする請求項１記載のＮＲＤガイ
   ドの曲がり角部。
3. 【請求項３】コーナ回路を挾むＮＲＤガイドの少なくと
   も一方の誘電体線路内の動作モードが、主モードである
   ＬＳＭモード以外のＬＳＥモードに設計してあることを
   特徴とする請求項１または２記載のＮＲＤガイドのコー
   ナ回路。