JPS607405B2 - 導波管形移相器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はフェリ磁性体中の熱被散の改善による耐平均
電力の向上「並びにフェリ磁性体中の高周波円偏波磁界
成分を増加させ単位長当りの移相量の増大をはかる導波
管形移相器に関するものである。

まず、最初に熱放散の問題に関連する説明を行つ。

第１図ａは従来の導波管移相器の構造を斜視図で示すも
ので、第１図ｂは第１図ａのＡ−Ａ′断面図である。

なお、以下の説明においては、第１図ｂに示したような
断面図を用いることにする。導波管１の上下壁に接する
ようにフェリ磁性体２を配置し、そのフェリ磁性体２は
孔３を有しており、その孔中央に導線４を通した構造に
なっている。今、この導線にパルス電流を流すとフェリ
磁性体２は磁化されて、孔３をとりかこむような磁化が
フェリ磁性体内に残留する。そしてこの残留磁化の方向
は、パルス電流の方向を逆にすると反転する。一方、導
波管中を電波が通過する時は、よく知られているように
、所定の位置に円偏波が発生している。そしてこの円偏
波に対して上記残留磁化が右ねじの関係にあるか、左ね
じの関係にあるかによって、フェリ磁性体は電波に対し
て正の透磁率仏＋または負の透磁率ムーを示すため、結
局は、パルス電流の方向を切換えることにより、透過位
相量が変化することになり、移相器を構成出来ることに
なる。ところで、この移相器は挿入損失が小さく、その
結果、耐平均電力特性が良好であることに特長がある。

しかし、平均電力の大きさが数百Ｗ程度に大きくなって
くると耐平均電力特性も限界が生じ、なんらかの工夫が
必要になってくる。耐平均電力特性を良くするためには
、フェリ磁性体に発生する熱をいかにうまく逃がしフェ
リ磁性体の温度上昇を抑えるかにかかっている。第１図
に示す構造において、フェリ磁性体中に発生した熱は、
導波管１とフェリ磁性体２の接触部分を通して、導波管
へ逃げるのがほとんどであり、フェリ磁性体と接触して
いる空気に逃げることはほとんどない。そこで、従来は
、第２図ａ，ｂに示すような方法が考えられていた。即
ち、第２図ａは、フェｌ」磁性体の最も温度上昇の大き
い中央部分にべリリアなどの高熱伝導率誘電体５を接触
させて、熱の逃げ道を作ったものであり、第２図ｂは、
フェリ磁性体２側壁全体に、高熱伝導率誘電体５を接触
させて熱の逃げを良くしたものである。この発明は、従
来のような高熱伝導率誘電体を係わずに、耐平均電力特
性の改善をはかることが一つの目的であり「以下この点
に関しこの発明の詳細を説明する。

この発明による導波管移相器の一実施例の構造を第８図
に示す。

第１図と異なるところは、後述のＹ軸方向の磁界強度を
所定値に設定する適当な寸法の金属板６を上下壁より立
ち上らせフェリ磁性体２をかかえこむような形でこれに
接触させて配置していることである。このような構造に
することによって「 フェリ磁性体中で発生した熱は、
導波管１へ直接逃げるだけでなく金属板６を通して逃げ
ることも出釆るために、熱の逃げはそれだけ良くなる。
この発明の他の実施例を第４図ａ，ｂに示すが、第４図
ａは金属板６が薄い場合でミクロン程度のメッキによる
金属板も含むものである。また、第４図ｂは中広い金属
板６を配置した場合で「高さの低い導波管にフェリ磁性
体を埋めたような構造の場合である。第３図、第４図に
示した構造では第１図に示した従来品に比べるとフェリ
磁性体中で発生した熱の放散は金属板６を通して行われ
、耐平均電力特性の改善が得られる。次に、このような
構造にした場合のフェリ磁性体２のまわりの磁界分布を
調べてみる。第４図ｂを書直して示す第６図の説明図に
示すように、導波管１の上下壁６１の中央部に立上つた
金属片６０と「導波管の上下壁６１の中央部分とがフェ
リ磁性体２をコの字状にかかえこむようにしているので
、前記金属片６０とフェリ磁性体２との面する領域に新
しく金属片６０１こよって図示のＹ軸方向の磁界から発
生する。かかる金属片６０がない場合はＹ軸方向の磁界
は導波管１の左右壁６２に近ず〈ほど大きく、中央部に
近ず〈ほど小さいので、金属片６０１こよってフェリ磁
性体２のまわりのＹ軸方向の磁界が著しく増大されるこ
とになる。このＹ軸方向の磁界強度は金属片６０の背の
高さに応じて変化するので以下に説明する高周波円偏波
磁界成分を作る上で×鞠方向の磁界成分とのバランスか
ら適当な高さに設定する必要がある。所で、この導波管
移相器では、その動作原理よりフェリ磁性体中のＸ髄万
向の磁界成分とＹ軸方向の磁界成分の等磁界振幅によっ
てつくられる円形に回転する高周波円偏波磁界成分の大
きさに比例した移相量が得られるので、上記のようにＹ
軸磁界成分が増大すると通過する全ヱネルギに占める位
相制御をうけるエネルギーの割合がふえ、効率のよい移
相制御を行うことができることになる。

第５図は第８図の構造の導波管移相器における諸特性の
測定結果の例であるが、ＶＳＷＲは１０％帯城で１．１
５以下、挿入損は同じく０。ＷＢ以下で共に従来構造の
ものと遜色がないにもかかわらず移相特性については移
相量が大きくなり、周波数特性も改善されている。耐平
均の向上と共に移相量が大きくなると同じ耐電力の移相
量を小型化できることになる。以上の説明では、導波管
と金属板を別々に加工していたが、最初から一体加工す
ることも可能であることはもちろんである。

以上のようにこの発明に係る導波管形移相器はフェリ磁
性体をはめ込むみぞ構造を導波管の上下壁面の中央部に
設けることによりフェリ磁性体と導波管との接触面積を
増大して熱放散が改善されると共に、導波管のみぞ構造
により生ずる磁界分布の変化によってフェリ磁性体中の
高周波円偏波磁界成分を増大させ、効率よい移相制御が
行える効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の導波管形移相器の構造を示す図、第２図
は従来における耐平均電力特性を良好にする導波管形移
相器の構造を示す図、第３図、第４図はこの発明による
導波管形移相器の構造を示す図、第５図は第１図に示し
た導波管形移相器とこの発明による導波管形移相器のマ
イクロ波特性を示す図、第６図はこの発明により導波管
形移相器の磁界分布を説明する図である。 図中、１は導波管、２はフェリ磁性体、３は孔、４は導
緑、５は高譲霞率議電体、６は金属板である。 なお、図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付し
て示してある。第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 導波管の断面短軸の壁面を構成する導波管の上下壁
   の中央部に導波管の軸方向にのびる孔を有するフエリ磁
   性体をはさみ、前記孔も通して流す電流によってフエリ
   磁性体の磁性を制御しこの導波管を通過する高周波信号
   の円偏波磁界成分の移相量を変化させるものにおいて、
   前記導波管の上下壁の形状の前記フエリ磁性体と接触す
   る部分で所定の円偏波磁界成分を発生させるに必要な所
   定の深さのコの字の溝を構成し前記フエリ磁性体の上下
   端面及び左右側面の一部をかこむ構造としたことを特徴
   とする導波管移相器。