JPS6038882B2 - 帯域阻止炉波器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マイクロ波帯城阻止猿波器に関し、特に、電
磁波のモード変換と帯城阻止機能を同時に行なうように
したマイクロ波帯城阻止櫨波器に関する。

マイクロ波集積回路形式のマイクロ波受信機において導
波管タイプのアンテナ、例えばパラボラアンテナを用い
る場合、入力部のアンテナからの導波管部よりストリッ
プ線路へ電磁波のモードを変換し、かつ受信機の特性要
求として局発の不要幅射と、イメージ信号を抑圧する必
要がある。

従来、導波管型帯域通過猿波器として、第１図および第
２図に示すようなものが知られている。第１図は矩形導
波管型マイクロ波穂波器の素子の部分である。これは導
波管１の内部に複数個の隔壁２，３および４，５で構成
された２つの議導性窓と、２つの窓の間の導波管部との
共振を利用したものである。普通導波管１および隔壁２
，３，４及び５は黄鋼又はアルミニウムでつくられる。
第２図は、それぞれ７，８，９および１０，１１，１２
よりなる２つの３本俸サセプタンスと、２つの３本俸サ
セプタンスの間の導波管部の共振を利用したものである
。また、導波管ーマィクロストリツブ変換器としてよく
知られているのは、ステップ状変換器を用いたもの、テ
ーパ−状変換器を用いたものなどがある。

第３図は、テーパー状変換器を用いたものである。導波
管１３より、マイクロストリップ線路１４に電磁波のモ
ード変換を行うために蓑銅又はアルミニウムよりなるテ
ーバー状変換器１５を用いている。マイクロ波集積回路
形式のマイクロ波受信機を構成するとき、前述の２点の
要求を満足ごせるために、従来の導波管内部で、フィル
夕を構成し／て、その後部に、導波管−ＭＩＣ変換を作
製していた。

しかし、充分なイメージ妨害除去比をとるためには、第
１図あるいは第２図の単一共振器を多段接続しなければ
ならない。したがってこの方法では導波管部が長く必要
であるという欠点があり、またサセプタンス部分を構成
する要素が非常に多くなり、そのため調整が煩雑となる
。特に、導波管部が長くなる欠点は、マイクロ波集積回
路としての長所である小形化構造を著しく損うものであ
る。本発明は、従来の形式における上記のような欠点を
除去し、テーパ状の矩形導波管ーマィクロストリップ変
換器と２本の導電性ポストとにより、モードの変換を容
易に行い、不要幅射、イメージ信号を抑圧させるという
前記２つの要求を同時に満足させるものである。

第４図は、本発明の実施例を示すものである。

図において、導波管１６のＨ面に導電性ポスト１７，１
８を配し、このポストより適当な距離１をおいてテーパ
変換器１９を配し、テーパ変換器１９のテーパ部で電磁
波のモードをＴＥ，。よりＴＥＭに変換し、マイクロス
トリップ線路２０１こ変換する。テーパ変換器の役目を
果たす隔壁１９はアルミニウムの如き金属からなり、マ
イクロストリップ線路２０を形成した譲霞体基板に垂直
（図中Ｙ方向）で、かつ導波管１６の長さ方向（図中Ｘ
方向）に設けられる。また導電性ポスト１７及び１８は
、上記テーパ変換器１９の端から距離１だけ離れ、かつ
マイクロストリップ線路２０の延長線に対して対称の場
所に位置（図中ａ）している。距離１は帯城阻止周波数
での管内波長を入ｇとすれば、１≦入ｇ／４ を満たすように設定する。

またＨ面に形成された導電性ポスト１７及び１８は、ネ
ジを切ってあり上下の移動が可能である。導電性ポスト
１７及び１８はいずれも導波管の他のＨ面と接触させな
いで使用する方が特性が良い。上記構成は基本的にはテ
ーパ変換器１９を利用したりッジ導波管による広帯域な
インピーダンス変換、モード変換部と、２つの導電性ポ
ストから成る直列共振型の帯域阻止フィルタ部とから成
る。

ＩＪッジ導波管は電磁波のモード変換と同時にインピー
ダンス変換の機能を有するもので、その減衰特性は第５
図の実線２１で示される。この特性はリッジ導波管の各
部の寸法形状により変化し、リッジ導波管の先端部をテ
ーパ状に加工すると、第５図の破線２２に示すように特
性は広帯域になり通過域を平坦な特性とすることができ
る。したがって、Ｈ面に垂直に設置したテーパ変換器１
９部は、電磁波をＴＥ，ｏモードよりＴＥＭモードに変
換するモード変換部として動作する。このモード変換は
第５図の破線２２で示されるようにある周波数以下では
効率的に行なわれず、一種の高減速過フィルターとして
動作する。この高域通過フィルターのカットオフ周波数
は上述したようにリッジ導波管の理論に従って変化し、
先端をテーパー状にすると特性が広帯域になりカットオ
フ周波数が低周波側に移動するのはすでに述べたとおり
である。一方日面に垂直に立てた導電性ポスト１７およ
び１８は導波管内を伝搬する電磁波に対しある周波数で
共振する。

これは第６図に示すような直列共振回路として表現でき
、その減衰特性は第７図に示すように共振周波数で大き
く減衰した特性になり帯城阻止フィル夕として動作する
。この共振周波数は導波管内に入り込んだポストの長さ
、太さ、位置により可変できる。ポスト１７および１８
を第４図のように２本用いると、直列共振回路としての
動作は同一であるが共振周波数の可変範囲を大きくする
ことができる。ブーパ変換器１９の前方の距離１だけ離
れた位置にこのポスト１７，１８を設置すると、第５図
に示したテーパ変換器の周波数特性と第Ｔ図に示したポ
スト１７，１８の周波数特性とを合わせた第８図に実線
で示したような特性が得られ、広帯域の帯域阻止櫨波器
として動作する。

阻止帯域はポスト１７，１８による共振周波数近辺であ
る。本発明によれば、導波部は、非常に短くて、所望の
特性を得ることができる。第９図は本発明の炉波器を用
いたＳＨＦ帯マイクロ波受信機における一実施例の特性
を示すものである。図において各曲線は導電性ポスト１
７または１８の管内挿入長を変化させたときのもので、
管内挿入長を長くすると高周波側に移動する。この場合
導電性ポスト１７及び１８は、導波管の幅の１／４の長
さだけ内側の位置に形成してある。帯域阻止の中心周波
数は、第４図における変換部１９と、導電性ポスト１７
．１８との距離１を変えることにより大中に変えること
ができ、さらに導電性ポスト１７，１８のどちらか一方
を導波管内に挿入することにより微妙に、帯域阻止の中
心周波数を第９図の矢印に示す方向に移動できる。

更に、導電性ポスト１７，１８の他方の導波管挿入長に
より減衰量を調整することができる。したがって、２本
の導電性ポスト１７，１８のうちの一方の導電性ポスト
により帯域阻止の中心周波数を調整し、他方の導電性ポ
ストにより導波管−マイクロストリップ変換での通過帯
城幅と通過帯域での減衰量を調整することができる。第
９図はこの様子を示したもので、同図からこれら２本の
導電性ポスト１７，１８の調整により帯城阻止の中心周
波数のみでなく、中心周波数での減衰量、および所定の
減衰量、たとえば３戊旧以上の減衰量を得る帯域幅も中
心周波数の高低両域において大きく変化していることが
わかる。以上、述べたように、本発明はマイクロ波集積
回路構造を有するマイクロ波受信機に、導波管構造のア
ンテナ（たとえば、パラボラアンテナ）を接続して用い
る場合に、マイクロストリップ線路−導波管変換、及び
、帯城阻止特性（たとえばイメージ妨害除去等）の二つ
の機能を、小形に、かっ簡素に実現にするものである。

なお、テーパ型変換のかわりに、ステップ状変換器を用
いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の矩形導波管型マイクロ波櫨波器を示す斜
視図、第２図は３本榛サセプタンスを利用したマイクロ
波猿波器を示す斜視図、第３図はナーパ型導波管−マイ
クロストリップ変換器の例を示す斜視図、第４図は実施
例の一実施例における帯域阻止炉波器の斜視図、第５図
は本発明の動作を説明するための特性図、第６図は本発
明による帯域阻止横波器の一部の等価回路図、第７図は
第６図の等価回路の特性図、第８図は本発明による帯城
阻止猿波器の特性図、第９図は本発明による櫨波器を用
いたＳＨＦ帯マイクロ波受信機の特性例を示す図である
。 １６・・…・導波管、１７，１８・・・・・・導電性ポ
スト、１９・・…・隔壁（変換器）、２０・・・・・・
マイクロストリップ線路。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ マイクロストリツプ線路と矩形導波管とを備え、上
   記マイクロストリツプ線路の延長上の導波管の内部に、
   マイクロストリツプ線路と接触しかつ導波管を二分する
   ようにテーパ状またはステツプ状変換器を設け、上記マ
   イクロストリツプ線路の延長線に対して対称で、かつ上
   記導波管のＨ面を貫通して上下移動可能の２本の導電性
   ポストを設けたことを特徴とする帯域阻止濾波器。