JPS60180302A - 誘電体装荷テ−パ導波管 - 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】 この発明は導波管モードから、表面波線路モードへの変
換部等に用いられる、内部寸法及び内部誘電率が異なる
２つの導波管間の接続回路の改良に関するものである。

従来のこの種の装置の一実施例について説明する。

第１図は従来の接続回路の一部欠載した斜視図であり、
第２図はその断面図である。図において（１）は円形導
波管、（２）は円形導波管（１）と接続され、、るテー
パ導波管、（３）はテーパ導波管（２）と接続され、円
形導波管（１）より小さな直径を有する円形導波管、（
４）は円形導波管（３）内に装荷された円形ｇｔｕ体棒
、（５）は円形誘電体棒（４）の先端部円すい誘電体テ
ーパであり、テーパ導波管（２）内にその一部分、もし
くは全部分が装荷されている。

次に動作について説明する。第１図、第２図において、
円形導波管（１）例を発振源側と仮定する。

発振源より励起された電磁波は、円形導波管（１）を通
り、テーパ導波管（２）を介して、円形誘Ｆｉ１体棒（
４）を装荷した円形導波管（３）へと、図中のＺ方向へ
進行する。

円形導波管（３）では、誘電体による波長短縮効果によ
り、実際の寸法よりＶｌｓｔ−倍（εｒは円形導波？’
ｆｆ　（１）　、　（３）内の比誘電率をε１．ε２と
するとε２／ε１で定められる値）、直径の大きい円形
導波管と類似した電気特性を示す。

このため、円形導波管（１）と整合をとり、使用周波波
４５↑域で高次モードをカットオフとするためには、円
形導波管（１）　、　（３）の直径は異なり、ε２〉ε
ｌの場合、円形導波管（３）の直径は円形導波管（１）
より小さくしなければならず、テーパ導波管（２）が必
要となる。

誘電体棒（４）の先端部は反射ｎ力を小さくするため円
錐誘電体テーパ（５）とし、テーパ導波管（２）内にそ
の一部分もしくは全部分が装荷されている。

従来の形式では以上の構造になっているので円形導波管
（１）　、　（３）のｒｉ’ｊ径が高次モードをカット
オフとするものになっていてもテーパ導波管（２）と円
錐誘電体テーパ（５）より形成される部分で高次モード
のカットオフが解は伝搬モードとなる箇所が生じ、円錐
誘電体テーパ（５）の先端たわみ等で発生した高次モー
ドにより共振を起こすことがあった。また、上記先端た
わみにより反射特性が劣化するなどの欠点があった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたものである。

第８図に示すテーパ部分のＺ軸に垂直な断面形状につい
て円形導波管の基本モードであるＴＥ、？モードの次に
カットオフ周波数が低い′Ｉ″Ｍｏ？モードがカットオ
フとなるテーパ導波管（２）、あるいは誘電体テーパ（
６）の寸法をめることにより、ＴＭｏ’？モードを伝搬
モードとしないテーパ形状を提供することを目的として
いる。

以下、この発明の一実ｈ１［例を図にもとすいて説明す
る。第４図はこの実施例を示す回路の一部を大戦した斜
視図であり、第５図がその断面図である。

第４図において（６）はテーパ導波？！　（２）に沿っ
た外部形状を有し、先端を漏斗形に窪ませた誘電体テー
パである。

この誘電体テーパ（６）の形状を′ｒＭ心モードがカッ
トオフとなる寸法で形成することにより、高次モードに
よる共振が生じないようにするとともに、テーパ形状を
従来のものとは逆にＢ斗状のものとすることで、たわみ
に＜＜、誘電体テーパ先端部の電磁波への影響が小さい
構造とし、反射特性を改善するものである。

なお、′ｒΔ４０１モー　ドがカットオフとなる誘？化
体、導波管ｉｉｘ径は、下記式（１）〜（５）をカット
オフ条件のもとで解くことによりめられる。

Ｘ１＝２ｙｒａ／Ａｃｔ　、　Ｘ２＝２ｙｔａ／λＣ２
１Ｘ３　＝　２πｂ／Ａ　ｃ２　（３）第８図を用い、
上記式（１）〜式（５）内の各記号を説明する。ε、は
導波管内部の比誘電率、ε２は誘’４体俸の比誘１Ｅ率
、ａは比誘電率が６、の部分のＭ４径、ｂは比誘電率が
ε２の部分の半径、λ０は自由空間波ａ、Ｊｎ（ｘ）は
第一種ベノセル関数、Ｎｎ（Ｘ）はノイマン関数である
。

例えば、ε、　＝　１　、　ｅ、、＝　２．１、テーパ
導波管寸法を、長さ４６閂φ１０．８πｍ−φ８．８朋
の直ｘｉテーパ、使用周波数を１９．５　Ｇ　Ｈｚ　と
したとき、テーパ導波管の各位置でＴＭｏ？モードが伝
搬モードとなり＜’Ｊる誘電体テーパの最小形状は第６
図に示すものとなる。したがってこの図よりＺ方向の各
位１１！で、ＭＩＫ体テーパ（５）の内径を大きくし、
例えば、図中に破線で示した形状にすればＴＭｏ＋モー
ドはカットオフとなる。

また、誘電体テーパ先端部は金属テーパ醍面の電界強度
が小さい部分にあるため、γＦ？、磁波に影ぞｌを勾え
にくく反射特性を改善するものとなっている。さらに外
径がテーパ導波管（２）に沿った構造であるため、たわ
みに＜　＜　、十Ｚ方向へずれを生じない安定した形状
をしている。

なお、上記実施例では、漏斗状の誘電体テーパ形状を示
したが、従来の円ΦＩＥテーパに近い形状でも高次モー
ドをカットオフとすることは可能である。例えば同様の
寸法杓質を使用した場合、’Ｉ’Ｍｏ’ｉモードが伝搬
モードとなり得る誘電体テーパの最小形状は第７図に示
すものとなり、例えば破線で示すような形状にすれば高
次モードはカットオフとなる。

また上記実施例では誘電体テーパ変化を同心円状のもの
として説明したが、多角形状のものであってもよい。

また上記実施例では誘電体テーパ形状について説明した
が、誘９体テーパの形状を比較的単純なものとし、テー
パ導波管の形状を、同次モードをカットオフにするもの
としても、上記実施例と同様の効果を持つ 上記実施例では円形導波管どうしの接続について示した
が、導波管及び誘電体線路の形状は矩形、もしくはその
他の形状でもさしつかえない。ただしその場合、式（１
）〜式（５）で表わされる高次モードをカットオフとす
る寸法をめる式は異なったものとなる。

以上のように、この発明によれば誘電体テーパ、あるい
はテーパ導波管を使用周波数帯域で高次モードがカット
オフとなる寸法としたために、高次モードによる共振が
抑制され、さらに”Ａ　屯（＋テーパ形状を漏斗形とし
たため、反射特性が改善され、たわみにくくずれにくい
構造的に安定した誘’ｒＫ体装荷テーパ導波管が得られ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の誘１ｄ体テーパ線路を示す一部欠載した
斜視図、第２図はその断面正面図、第８図はテーパ部の
断面側面図、第４図はこの発明の実施例を示す一部欠載
した斜視図、第５図はその断面正面図、第６図はこの発
明の誘電体テーパ線路形状を詳細に示すテーパ部断面正
面図、第７図はこの発明の他の実施例について誘電体テ
ーパ線路形状を詳細に示すテーバ部断面正面図、である
。 （１）・・・円形導波管、（２）・・・テーパ導波管、
（３）・・・誘電体をそう人した円形導波管、（４）・
・・誘電体棒、（５）・・・従来の誘電体テーパ、（６
）・・・考案した誘電体テーパ、（７）　、　（８）・
・・ＴＭｏｔモードが伝搬モードと成り得る誘電体テー
パの最小形状 第２図 第３図 第１１図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）断面寸法の異なる第１及び第２の導波管と、この
   ２つの導波管を接続するテーパ導波管と、前記２つの導
   波管のうち断面寸法の小さな方の導波管内部に装荷され
   、かつ他方の導波管方向へのびる誘電体テーパを有した
   誘電体棒とより構成されるマイクロ波信号を伝送する回
   路において、上記回路の各部で、使用周波数において高
   次モードがカットオフとなるように上記ＫＪｂ　５４１
   体テーパ寸法を決定したことを特徴とするＭＴｊＭ体装
   荷テーパ導波管。
2. （２）誘電体テーパ形状を漏斗形にしたことを特徴とす
   る、前記特許請求範囲第１項記載の誘電体装荷テーパ導
   波管。