JPS62207002A - 導波管−同軸変換器 - 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】 く技術分野〉 未発明は主としてマイクロ波通信機器例えば通信衛星、
放送衛星受信用のマイクロ波低雑音コンバータ等に使用
して有効な導波管−同軸変換器に関するものである。

〈従来技術〉 従来、マイクロ波通信機器においてその機器と接続する
外部入力側の伝送線路は伝送損失を最少とするために一
般的には導波管で構成されている。

また機器の内部回路は小型化９回路構成の容易さ等によ
り同軸線路やストリップ線路が主として使用されている
。従って入力部の導波管と内部の同軸線路との結合部に
導波管−同軸変換器が必要とされる。

さて、従来機器入力の定在波比Ｖ、ＳＷＲ（Ｖｏｌｔａ
ｇｅ　ｓｔａｎｄｉｎｇ　ｗａｖｅ　ｒａｔｉｏ）が悪
ぐ、外部入力側の伝送線路との接続の際に伝送特性の劣
化？：士ねく場合、この人力定在波比改善のためにアイ
ソレータが上記導波管−同軸変換器に接続され念。この
場合、特に通信衛星、放送衛星受部用のマイクロ波低雑
音コンバータなどの通常の機器以上の超低雑音が要求さ
れる機器ではアイソレータ接続時のアイソレータ挿入損
失はやむおえないとしても、これ以外の伝送損失を極力
、低下し受信性能を決定する雑音性能（雑音指数あるい
は雑音温度）の劣化を防止する必要があった。し力）し
ながら矩形導波管を用いた従来構造の導波管−同軸変換
器ではこの同軸出力端にアイソレータを接続しようとす
ると実用上電気的、構造的に大きな問題点が発生した。

以下図面を参照しなから導波管−同軸変換器にアイソレ
ータを接続した従来の構造の問題について説明する。

第２図は従来の矩形導波管を用いた導波管−同軸変換器
の側断面図である。同図で１は矩形導波管、２は該矩形
導波管１の端部に設けられたフランジ、３は矩形導波管
１１７）Ｅ面に対し垂直に挿入したプローブ、４はプロ
ーブ３全固定するための絶縁体、５は同軸線路、６はマ
イクロストリップ線路９を構成する誘電体基板７の裏面
に設けられたアース電極面を示す。８はプローブ３の先
端部であり、マイクロストリップ線路９とハンダ付によ
り接続されている。１０は第３図に示すアイソレータ１
６の同軸ピンであり、該同軸ピンｌＯはマイクロストリ
ップ線路９とハンダ付により接続されている。１１はア
イソレータの金属ケースを示す。ここで第３図のアイソ
レータ１６は同軸ピンｌＯを内導体とし金属ケース１１
を外導体とする誘電体１２を間に挾んだ同軸入出力構造
を有する。１３はアイソレータ１６の金属ケースｚ内に
収用された反射波吸収用の終端抵抗を示し、第８図の矢
印ａは信号の伝搬方向を示す。

第２図においてプローブ３の細径部は、マイクロストリ
ップ線路９に接続する途中で導波管ｌを外導体とする同
軸線路５の中心導体として動作を行なう。ここで、導波
管フランジ２より入力されたマイクロ波信号は矩形導波
管１内を伝搬し、プローブ８で導波管モードふら同軸モ
ードに変換される。この変換された同軸モード波は同軸
線路５を通過してプローブ３の先端部８でマイクロスト
リップ線路９に伝送される。次にマイクロストリップ線
路９に伝送された信号はアイソレータの同軸ピンｌＯを
とおしてアイソレータ側へ導ひかれることとなる。ノｌ
は同軸線路５の線路長を、またｔは誘電体基板７の厚み
を示す。またり。は導波管２の短辺寸法長、！、はプロ
ーブ３からショーＪｉｂまでの距離を示す。

さて、第８図の構造をもつアイソレータ１６は図中の矢
印面ａと反対の底面から同軸ピンＩＯの中心位置までの
高さノ。ｆ、有しているため、第２図に示したように導
波管２からつき出、す同軸線路５の伝送線路長ノ１と誘
電体基板７の厚みｔｋ加えた長さが！０２ノ１＋ｔとな
るようにプローブ３の細径部分を伸ばしである（マイク
ロストリップ線路９およびアース電極面６の厚みは非常
にうすいためここでは無視する。）。又、アイソレータ
１６を極力最短の伝送線路で結ぶために導波管１の上面
にアイソレータ１６をのせている。しかしながらこの構
造においては必然的に同軸線路５を延ばすことで、アイ
ソレータ１６の同軸ピン１０とストリップ線路９が接続
可能となるようにする必要がある。このため同軸線路５
が長くなりこれにより線路損失が増加してしまう。通信
衛星放送衛星受信用のマイクロ波低雑音コンバータなど
の超低雑音が要求される機器においては雑音特性の劣化
となり、大きな欠点となった。

〈発明の目的〉 本発明は以上の欠点を除去するものであり、接続時の線
路損失を最少限に押えることが可能な導波管−同軸変換
器を提供することを目的とするものである。

〈発明の構成〉 本発明の導波管−同軸変換器は導波管モードを同軸モー
ドに変換するプローブを矩形導波管のＥ面に対して垂直
に挿入しプローブの位置を基準として信号入力方向と逆
の先端がショートされた矩形導波管の上面壁をステップ
を使用して入力側矩形導波管の上面壁よりも低くした構
成でありこれによりアイソレータの取付時にアイソレー
タの寸法に比較的依存されることなく最短距離の伝送路
で結ぶことができる。

〈実施例〉 以下本発明に係る導波管−同軸変換器の実施例について
図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の実施例
であり、矩形導波管の短辺方向より見たアイソレータを
取付けた導波管−同軸変換器の断面図である。

同図で１４は矩形導波管、２は該矩形導波管１４の端部
に設けられたフランジ、３は矩形導汎Ｗ　ｌ　４ノＥ面
ｌこ対し垂直に挿入したプローブ、４はプローブ３？固
定するための絶縁体、５は同相線路、６はマイクロスト
リップ線路９を構成子る誘電体基板７の裏面に設けられ
たアース電極面を示す。８はプローブ３の先端部であり
、マイクロストリップ線路９とハンダ付により接続され
ている。１０は第３図に示すアイソレータ１６の同軸ピ
ンであり、該同軸ピンＩＯはマイクロストリップ線路９
とハンダ付により接続されている。１１はアイソレータ
の金属ケース？示す。プローブ３心導体として動作を行
なう。ここで、導波管フランジ２より入力されたマイク
ロ波信号は矩形導波管ｌ内を伝搬し、プローブ８で導波
管モードから同軸モードに変換される。この変換された
同軸モード波は同軸線路５を通過してプローブ３の先端
部８でマイクロストリップ線路９に伝送される。

次にマイクロストリップ線路９に伝送された信号はアイ
ソレータの同軸ピンＩＯをとおしてアイソレータ１６側
へ導ひかれる。

第１図の導波管−同軸変換器において、導波管１４はシ
ョート面すに近め側の短辺寸法のみを短くしている。Ｉ
５はステップを行なう位置のステップ変換面を示す。ま
たり、はステップ変換面１５７５−らステップ導波管１
４のショートｂ迄の短辺寸法を、そしてｈ２はそのステ
ップ切り込み深さ寸法を示す。ステップ変換面１５の位
置はプローブ３の大径部に接触しないように少し距離を
おいである。ここで、上記導波管１４の切り込み形状は
アイソレータ１６の金属ケース１１の底部形状に合わせ
ればよく、金属ケース１１の底部断面形状が円状であれ
ば導波管１４の切り込みの断面も円状に、三角状であれ
は導波管１４の切り込みの断面も三角状にすればよい。

この場合アイソレータＩ６の位置合わせ、及び安定性の
点で利点がある。

さて以上の構成においてプローブ３の中心位置からステ
ップ導波管１４のショート面ｂｔでの距！！ｉ１１３は
、プローブ３の形状１寸法を第２図の従来のものと同一
とすると、変化させる必要があるので、未実施例におい
ては、従来のものと同一シヨード距離を確保するようプ
ローブ３の径および長さを変更しである。但し、その変
更は僅かで済む為図面上は第２図と第１図のものは変わ
らない。

これによりプローブ３の導波管に対する取付位置は従来
と同様で良く、同一の長さをもった、性能を向上させた
導波管−同軸変換器を構成できる。

又、以上の構成においてアイソレータ１６取付時の高さ
を導波管１４上面壁よりもｈ２の距離だけ導波管底面方
向へ引き下げて取付が可能となり非常に大きな利点とな
る。つまり、このことにより同軸線路５の伝送路長を導
波管壁の肉厚分だけの非常に短かい長さとすることがで
きる。−例として４ＧＮＺ帯の信号伝送に使用するＷＲ
Ｊ−４型の矩形導波管の壁面肉厚は約１．６層であり、
この場合の同゛軸線路５の伝送路長も約１．６鰭となる
。

この例のように導波管壁の肉厚分だけの伝送線路長はプ
ローブ８を支持するための必要最少限の寸法である。又
、従来問題となっていたアイソレータ１６取付時の同軸
線路５の伝送線路長さの増加に起因する挿入損失の増加
を最少限に押えることができる。ま念アイソレータの高
さを導波管底面方向へｈ２だけ引き下げ九取付構造とな
るため、小型化設計の観点からしても非常な優位性ｔも
った導波管−同軸変換器をも同時に構成できるという利
点も得るのである。この利点は例えば第４図に示す衛星
放送受信用のマイクロ波低雑音コンバータ（ＢＳコンバ
ータ）に本発明に係る導波管−同軸変換器を適用した場
合顕著である。同図で、１７は放物曲面を有するアンテ
ナ、１８はアンテナ１７の反射鏡面にて反射した電波が
集まる１次輻射器、１９はアンテナＩ７で受信しｆ１２
ＧＨｚ帯の信号を電気的に処理し易い１ＧＨｚ帯の商号
に変換し増幅するコンバータ、２ｏは久方電波、２！は
上記した導波管−同軸変換器である。この導波管−同軸
変換器２１の前述のアイソレータ１６の高さを下げるこ
とができれば、それだけコンバータ１９の大きさを小さ
くできる。その時、コンバータ１９の入力電波２０に対
する障害程度２低くできる。即ち入力電波２０をそれだ
け多くアンテナ１７に吸収できるという利点を有する。

この場合は衛星放送受信用の機器の場合であるが、未発
明に係る導波管−同軸変換器はその他の多くの分野のマ
イクロ波関連機器に適用可能なことは勿論である。

〈発明の効果〉 以上の本発明によれば導波管モードを同軸モードに変換
する際の接続部分の伝送損失を非常に低くすることがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第」図は本発明に係る導波管−同軸変換器の一実施の断
面図、＠２図は従来の導波管−同軸変換器の断面図、第
３図はアイソレータの外観斜視図、第４図は衛星放送受
信機器の説明図を示す。 図中、２二導波管フランジ、３ニブローブ、４：絶縁体
、５：同軸線路、６：アース電極面、７：誘電体基板、
８ニブロ一ブ先端部、９：マイクロストリップ線路、ｌ
Ｏ二二軸軸ピンｌｌ：金属ケース、１４：矩形導波管、
１５ニステップ変換面。 代理人　弁理士　杉　山　毅　至（他１名）第１図 第２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．導波管モードを同軸モードに変換するプローブを導
   波管内に挿入してなる導波管−同軸変換器において、 導波管の上面壁に凹部を形成することで開口部より後端
   のショート面に近い側を低くなし、前記凹部位置に後続
   の回路を設置し、プローブの長さを短くしたことを特徴
   とする導波管−同軸変換器。