JPS583401B2 - マイクロハカイロ - Google Patents

マイクロハカイロ

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JPS583401B2
JPS583401B2 JP47050993A JP5099372A JPS583401B2 JP S583401 B2 JPS583401 B2 JP S583401B2 JP 47050993 A JP47050993 A JP 47050993A JP 5099372 A JP5099372 A JP 5099372A JP S583401 B2 JPS583401 B2 JP S583401B2
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circuits
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、導波管変換部を要することなく簡単な構成で
種々の機能のマイクロ波回路を実現し得るようにしたマ
イクロ波回路に関するものである。
最近、マイクロ波回路の小形化の研究が進み、マイクロ
波回路のＩＣ化技術が開発されて来ている。
それらのマイクロ波回路は、ストリップ線路またはスロ
ット線路による回路素子を誘電体基板または磁性体基板
上に金属蒸着して小形に構成したものである。
しかし、スｌ−リップ線路やスロット線路は伝送線路と
しては損失の点で導波管に劣るので、一般に、ＩＣ回路
を用いたマイクロ波装置は、伝送線路としての導波管と
ＩＣ化回路との組合わせをもって構成し、両者間を導波
管変換器を用いて接続している。
したがって、装置全体としては、導波管変換器の部分だ
け余分にスペースを取ることになり、しかも、変換器の
損失も加わることになった。
一方、導波管のみによってマイクロ波回路素子を構成す
る場合には、従来、導波管の機械加工にかなり高度の技
術と工程とを要求されるので、量産には適せず、また、
小形化も困難であった。
例えば、上述したような従来のマイクロ波回路としては
米国特許第２，９ ２ ３，９ ０ １号および第２，
９ ２ ４，７ ９ ７号の各明細書に示されたものが
あり、前者は、２個の導波管の相互間を、互いに対向配
置して、中央部においては特に細くした間隙を設けるこ
とにより両端開口部をテーパー状に拡げたスロットライ
ンを相互間に形成した１対の導体薄板の少なくとも一方
に前記スロットラインに近接して空所を設けることによ
り、前記スロットラインを伝搬する電磁波に周波数選択
性を付与するようにしたものであり、また、後者は、前
者と同様の構成において、１対の導体薄板の相互間にお
ける間隙の寸法に限定を加えることにより前記スロット
ラインを伝搬する電磁波の周波数選択性を改善するよう
にしたものである。
しかし、かかる導波管等の立体回路からなるマイクロ波
回路においては、通常の電気回路とは異なり、金属構造
体の形状寸法および金属構造体の組合わせにおける相互
間の構成配置、特に、その構成配置の形状寸法によって
その電気的作用効果、したがって、電気的性能が決定さ
れ、伝送すべきマイクロ波の極めて短かい波長に関連し
て決定されるべき形状寸法に微差があると、この種のマ
イクロ波回路の電気的特性、したがって、この種のマイ
クロ波回路によって得られる電気的性能が甚しく相違す
ることも知られている。
特に、この種のマイクロ波回路の量産時において個々の
製品にかかる形状寸法の微差が生ずれば、同一設計のマ
イクロ波回路相互間に著しい特性の相違が生じ、したが
って、製品の不良率が増大することになる。
また、かかる製品不良率の増大を避けるために個個の製
品について形状寸法の手直しを施すとすれば、これまた
生産性を著しく阻害することになる．したがって、マイ
クロ波回路に必須のかかる観点よりすれば、上述したよ
うにあらかじめ別個に製作した金属薄板を、正確に同一
平面上もしくは同一円周面上に配置して、相互間に極め
て狭い間隔を所定の寸法に正確に保持しながら、その全
長に亘って正確に対向させた状態で細い導波管内の所定
位置に正確に取付けることは、極めて複雑かつ困難な工
程を要し、著しく生産性を低下させるのみならず、得ら
れる電気的特性のばらつきを増大させるという重大な欠
点がある。
また、１対の金属薄板がその中央部のわずかな部分にお
いて互いに連続し、形式的に単一の金属薄板により構成
されているようにした場合においても、電磁波を集中的
に伝送させるべき長いスロットラインの大部分において
は、実質的に別個の個体を対向させたのと異ならず、得
られる形状寸法の精度乃至確度に関しては別個の金属薄
板を対向配置したのと同等と認められる点において、上
述した重大な欠点は除去されていない。
本発明の目的は、かかる導波管によるマイクロ波回路素
子の製作の困難を避け、導波管の加工は極めて簡単で量
産可能な範囲に留め、かかる加工を施した導波管にスロ
ット線路やストリップ線路による回路素子、もしくは、
後述する変形型のスロット線路による回路素子を構成し
た量産可能な平面基板を１枚もしくは複数枚導波管のＥ
面に平行に挿入して、導波管変換部不要のマイクロ波装
置を構成し、構成部品の少ない量産可能でかつ小型のマ
イクロ波回路を提供することにある。
すなわち、本発明マイクロ波回路は、導波管内に、その
導波管のＥ面に平行に導電面を設け、その導電面にスロ
ット回路を含む複数個の回路素子を形成し、それらの回
路素子の相互間およびそれらの回路素子と前記導波管の
伝送域との間をそれぞれ結合させたマイクロ波回路にお
いて、前記導波管の管壁と前記導電面との間に前記導波
管の伝送域に連接するイメージ型スロットラインを設け
たことを特徴とするものである。
したがって、本発明マイクロ波回路においては、ＩＣ化
回路を使用しないので、伝送損失は導波管の壁面電流に
よる損失に限られ、極めて小さくなる利点が得られ、Ｉ
Ｃ化回路のＱ値に比べて４〜５倍程度の高いＱ値が得ら
れる。
一般に、導波管の中央に導体板を挿入すると、導波管モ
ードの電磁波に対して、挿入前における導波管の遮断周
波数の２倍の遮断周波数が得られ、したがって、挿入前
の使用周波数帯における導波管モードの電磁波は、導体
板の挿入によってカットオフの状態となり、出力側に直
接には伝達されなくなる。
本発明マイクロ波回路においては、上述のようにカット
オフ状態となった領域にある導体板もしくは誘電体基板
や磁性体基板と組合わせた導体板上にイメージ型スロッ
トラインを含めて、スロット、ストリップ線路、変形型
のスロット線路等によりマイクロ波回路素子を構成し、
これを導波管内にＥ面に平行に挿入し、その前後におけ
る伝送域を所望の作用を呈するようにして接続している
。
以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
まず、第１図ａ，ｂにより本発明マイクロ波回路の基本
的構成について説明する。
図示の構成においては、導波管端子を２開口として示す
が、回路構成によっては１開口もしくは多開口のものと
することも可能であり、また、入出力は必らずしもすべ
てが導波管でなくともよく、一部分をスロット線路とす
ることも可能である。
導体板もしくは誘電体基板や磁性体基板と組合わせた導
体板１上に種々のマイクロ波回路素子２，３，４を構成
；し、これを導波管５内にＥ面に平行にして挿入する。
つぎに、かかる構成のマイクロ波回路の動作を説明する
と、導波管５の入力電磁界６は挿入した導体板１の端部
１ａにおいて挿入導体板１上に構成した回路素子２と結
合し、その回路素子２を励振する。
挿入板１の中央部１ｂにおいては、挿入板１が金属板で
あるために使用周波数帯の導波管モードの電磁波はカッ
トオフとなっているので、導波管５の人力電磁界モード
の電磁波６は十分に減衰し、導波管５の出力側７と直接
に結合することはない。
挿入板１上の回路素子２を励振した電磁エネルギーは回
路素子３を介して回路素子４に入り、さらに、導波管５
の出力側伝送域７と結合する。
このような構成にすることにより、導波管５には導体板
１を挿入するという簡単な加工を施すのみで済み、また
、挿入板１には、導波管５の管外で加工してマイクロ波
回路素子を設けることができ、例えば、金属板について
は打抜加工、誘電体基板や磁性体基板については蒸着技
術もしくは印刷を利用した厚膜技術により製造すること
ができ、したがって、量産化が可能であって、しかも、
小形化することもできる。
かかるマイクロ波装置は、フィルター回路、方向性結合
器、発振回路、周波数変換回路、スイッチ回路、逓倍回
路、非可逆フエライト回路等として利用することができ
る。
つぎに、それらの各マイクロ波回路を実際に構成する場
合における本発明の実施例について説明する。
（１）帯域通過フィルタ （１−１）導波管との結合部に変形型のスロット線路を
用いた実施例 第２図ａ，ｂには、導波管５と導体板共振器９との間に
導波管の伝送域に連接させて形成した変形型のイメージ
型スロットライン８，１０は、第３図ａに示すように、
２枚の導体板１１，ｌｌ’によるスロットラインにおけ
るスロット部１２の中央に、導波管の底面をなす金属面
１３を第３図ｂに示すようにして挿入した構成のもので
あり、イメージ型のスロットラインを構成する。
このイメージ型スロットラインは、導波管内部において
は薄形のリツジラインと考えることができる。
なお、通常のスロットラインとイメージ型のスロットラ
インとの間の変換は第３図Ｃに示す回路構成によって容
易に行なうことができる。
（１−２）スロットライン型フィルタにより構成した実
施例 第４図は、フィルタとしてすでに開発されているスロッ
ト共振器１４により構成したろ波回路素子を設けた導体
板１を導波管５内に挿入したものである。
なお、第２図に示した場合においても、また、第４図に
示した場合においても、出力側伝送域７は必らずしも導
波管とする必要はなく、スロットラインの形態のままで
つぎのマイクロ波回路に伝送することもできる。
なお、この点は以下の実施例についても同様である。
（２）帯域阻止フィルタ （２−１）狭帯域形帯域阻止フィルタ 第５図ａ，ｂに示す実施例は、導波管５内にＥ面に平行
にして設けた導体板１の側縁に変形型のイメージ型スロ
ットライン１６を形成して薄型のリツジラインと同様に
構成するとともに、導体板１に７長のスロット１５を設
け、そのスロット１５を変形型のイメージ型スロットラ
イン１６に結合させ、極めて狭帯域の阻止フィルタを構
成したものであり、第６図に示す実施例は、スロット１
５を２段にして構成したものであり、第７図ａ，ｂに示
す実施例は、誘電体基板１７を導体板１に密着させて一
層の小形化を図ったものである。
（２−２）比較的帯域の広い帯域阻止フィルタ 第８図に示す実施例は、帯域が比較的広いフィルタを構
成したものであり、第８図には変形イメージ型スロット
を用いた場合を示し、誘電体基板１７を利用したもので
ある。
（３）方向性結合器 第９図ａ，ｂに示す実施例は、変形型のイメージ型スロ
ットラインを用いて方向性結合器としたものである。
第９図ａにおいて、入力端１８の電磁波は出力端１９に
現われるとともに、介挿板２０の結合孔２１を介して出
力端２２にも現われるが、入力端２３には２つの結合孔
２１による電磁波が逆位相に加わるので、入力端１８の
電磁波は現れない。
また、入力端２３においては同様にして互いに逆特性の
電磁波が得られる。
なお、その場合には、結合孔２１の個数を多くすること
によって広帯域化することが可能である。
第９図ａ，ｂに示す実施例においては、開孔１８，１９
，２２，２３がいずれも導波管の管壁に設けた開孔とな
っているが、いずれも、イメージ型スロットラインもし
くは一部分のみイメージ型スロットラインであっても上
述したと同様な特性が得られる。
（４）半導体素子との組合わせ （４−１）発振回路またはミキサ回路 第１０図ａ，ｂ，ｃ，ｄには、発振回路もしくはミキサ
回路とした実施例を示す。
これらの実施例においては、第１０図ａに示すように、
導体板１にはスロット２４を設け、ダイオードとの結合
用のＬ部分２５を設け、あるいは１０図ｂに示すように
、誘電体基板２６−ヒにダイオード２７、長さの同調回
路２８、フィルター２９、出力端子３０を設けるととも
に、基板２６の上下縁部にアース導体帯３１を被着する
。
かかる導体板１に上述した構成の誘電体基板２６を第１
０図Ｃに示すような配置にして積み重ねると、その断面
は第１０図ｄに示すようになる。
なお、端子６は発振回路においては出力端子となり、ミ
キサ回路においては入力信号と局部発振出力信号との入
力端子となる。
また、ミキサ回路においては、ＩＦ出力信号は端子３０
より取出される。
（４−２）アツプコンバータ 第１１図ａ，ｂには、アップコンバータとした実施例を
示す。
マイクロ波入力６は、フィルタ３２を介してダイオード
３３に供給され、そのフィルタ３２としては、前述の第
２図、第５図等に示したフィルタを用いることができる
。
ダイオード３３は同調素子３４とともに誘電体基板３５
にあらかじめ取付けておく。
また、３６はストリップライン型のＩＰフィルタであっ
て、マイクロ波を阻止する。
ＩＦ信号は端子３７から加えられ、ダイオード３３を励
振して周波数変換を行なう。
その変換出力信号は出力フィルタ３８を介して出力端子
３９に現われる。
以上に述べた本発明マイクロ波回路の各実施例から明ら
かなように、本発明によるマイクロ波回路は、構成が簡
単であるから、製造が容易であり、しかも、量産化が可
能となる。
また内部に挿入する金属板も打抜加工のみで形成するこ
とができ、さらに、誘電体基板上の電極も蒸着あるいは
印刷技術利用の厚膜回路により製造することができるの
で、量産に極めて好適である。
また、本発明マイクロ波回路の特性は導波管内部に挿入
する基板上の回路素子により定まるので、導波管をプラ
スチックなど多少は温度により伸縮する材料を用いて形
成しても、特性上の変動は少ない。
更に加えて、導波管の分割面をＥ面に平行でＨ面の中央
とすれば、その分割面における導波管内電流の洩れが少
ないという利点も得られる。
なお、導波管内にＥ面に平行に挿入する導体板は、必要
に応じて導波管の中央位置以外にも配置することができ
るが、その場合には導波管モードの電磁波に対する遮断
周波数が挿入以前における導波管モードの電磁波に対す
る遮断周波数の２倍の周波数にはならない。
また、挿入導体板の枚数は、１枚に限らず、例えば第１
図ｂに示した構成例のように、２枚以上挿入することも
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図ａおよびｂは本発明マイクロ波回路の基本的構成
をそれぞれ示す導波管Ｅ面に平行な断面図および導波管
軸に垂直な断面図、第２図ａおよびｂは同じく変形スロ
ット型帯域通過フィルタの構成例をそれぞれ示す断面図
、第３図ａはスロットラインの説明図、第３図ｂはイメ
ージ型スロットラインの説明図、第３図Ｃはスロットラ
インの変形回路の説明図、第４図は同じく本発明による
スロットライン形帯域通過フィルタの構成例を示す断面
図、第５図ａおよびｂ、第６図、第７図ａおよびｂは本
発明による狭帯域形帯域阻止フィルタの構成例をそれぞ
れ示す断面図、第８図は本発明による帯域が比較的広い
帯域阻止フィルタの構成例を示す断面図、第９図ａおよ
びｂは本発明による方向性結合器の構成例をそれぞれ示
す断面図、第１０図ａおよびｂは本発明による発振回路
もしくはミキサ回路の各構成要素をそれぞれ示す説明図
、第１０図Ｃおよびｄはそれら構成要素を組立てた状態
をそれぞれ示す断面図、第１１図ａおよびｂは本発明に
よるアップコンバータの構成例をそれぞれ示す断面図、
である。 １，１′・・・・・・導体板、１ａ・・・・・・端部、
１ｂ・・・・・・中央部、２，３，４・・・・・・マイ
クロ波回路、５・・・・・・導波管、６・・・・・・入
力電磁界、７・・・・・・出力側、８，１０・・・・・
・変形型のイメージ型スロットライン、９・・・・・・
導体板共振器、１ １ ， １ １’・・・・・・導体
板、１２・・・・・・スロット部、１３・・・・・・金
属面、１４・・・・・・−スロット共振器、１５・・・
・・・スロット、１６・・・・・・変形型のイメージ型
スロットライン、１７・・・・・・誘電体基板、１８，
２３・・・・・・入力端、１９，２２・・・・・・出力
端、２０・・・・・・介挿板、２１・・・・・・結合子
Ｌ２４・・・・・・λスロット、２５・・・・・・Ｌ部
分、２６・・・・・・誘電体基板、２７・・・・・・ダ
イオード、２８・・・・・・同調回路、２９・・・・・
・フィルタ、３０・・・・・・出力端子、３１・・・・
・・アース導体帯、３２・・・・・・入力フィルタ、３
３・・・・・・ダイオード、３４・・・・・・同調素子
、３５・・・・・・誘電体基板、３６・・・・・・ＩＦ
フィルター、３７・・・５・・・端子、３８・・・・・
・出力フィルター、３９・・・・・・出力端子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 導波管内に、その導波管のＥ面に平行に導電面を設
    け、その導電面にスロット回路を含む複数個の回路素子
    を形成し、それらの回路素子の相互間およびそれらの回
    路素子と前記導波管の伝送域との間をそれぞれ結合させ
    たマイクロ波回路において、前記導波管の管壁と前記導
    電面との間に前記導波管の伝送域に連接するイメージ型
    スロットラインを設けたことを特徴とするマイクロ波回
    路
JP47050993A 1972-05-23 1972-05-23 マイクロハカイロ Expired JPS583401B2 (ja)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP47050993A JPS583401B2 (ja) 1972-05-23 1972-05-23 マイクロハカイロ
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