JPS63306703A - 大電力高周波用スタブチュ−ナ− - 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】 ａ、産業上の利用分野 本発明は高周波電源装置と負荷との整合を得るために用
いられるスタブチューナー、特に大電力高周波用スタブ
チューナーに関する。

ｂ、従来の技術 ＶＩＩＦ帯において、電源をリアクタンスを含む負荷に
整合させる際、そのリアクタンスが誘導性のときはそれ
を打ち消すキャパシタンス成分を、逆に容量性のときは
インダクタンス成分を負荷に対して並列に挿入するため
に、整合器としてスタブチューナーを使用する場合があ
る。

第３図は、電源ＰＳと負荷りの間にスタブチューナーＳ
Ｔが並列に挿入された時のブロックダイヤグラムである
。

スタブチューナーＳＴのリアクタンスを調整することに
より、負荷りのリアクタンス成分を打ち消す。

第２図は従来技術によるスタブチューナーの概念的断面
図である。

このスタブチューナーは外筒１ａ＋内筒２ａ＋　可動終
端導体３ａからなり、接続端子４ａ、５ａを用いて主回
路（図示せず）に接続される。

スタブチューナー内の位相定数をβ、スタブチューナー
の入力端からスタブチューナーの終端までの長さを２、
スタブチューナーの特性インピーダンスを−〇とすると
き、スタブチューナーの入力端における入力インピーダ
ンスＺは次式で与えられる。

Ｚ＝−０ｔａｎ　β１ ｊａｎ関数はπを周期とする周期関数であり、−■から
＋■まで変動する。したがってβｌをπだけ変化させる
ことにより、任意のりアクタンス成分を有する負荷イン
ピーダンスに整合させることができる。

Ｖ）ＩＦ帯電磁波の周波数ｆの代表値としてｆ＝５０Ｍ
Ｈｚについて計算すると、この電磁波の空気中の波長λ
はλ−６ｍである。この場合、スタブチューナーの長さ
を少くとも３ｍ変化させなければ任意のリアクタンスを
含む負荷に整合させることができない。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 従来技術によるスタブチューナーにおいては内筒および
外筒の長さが長いので、それらの部材の製作が困難であ
った。

またスタブチューナーは共振時には可動終端導体の部分
に大電流が流れる。そして可動終端導体と内筒および外
筒の間に接触抵抗が存在すると、共振電流により可動終
端導体が発熱することがある。したかってスタブチュー
ナーで使用できる最大電力は、この部分における昇温に
よって制限される。

さらにスタブチューナー内部における絶縁破壊現象も、
スタブチューナーの使用可能最大電力を制限する一要因
である。

本発明は、同一周波数で使用する時、従来技術によるも
のより内筒および外筒の寸法が短かいスタブチューナー
であり、かつ終端導体における温度上昇が小さく、さら
に絶縁破壊電圧が高いスタブチューナーを提供すること
を目的とする。

ｄ０問題点を解決するための手段 上記問題点は、金属導体からなる外筒と、上記外筒に包
囲された金属導体からなる内筒と、上記外筒と上記内筒
に接触しかつ移動可能な終端導体で形成される空胴共振
器を備える大電力高周波用スタブチューナーにおいて、 上記空胴内の少くとも一部の領域が誘電率の高い絶縁液
体で満たされていることを特徴とする大電力高周波用ス
タブチューナーによって解決された。

ｅ、　作用 同軸管の特性インピーダンスをＷ、位相定数をβ、負荷
インピーダンスをＲとするとき、負荷インピーダンスか
ら距離ｌの点から負荷側を見た入力インピーダンスＺは
次式で表わされる。

終端短絡の場合Ｒ＝０であるので、＋１）式は次式に変
形される。

Ｚ＝ｊＷｔａｎβＪ　　　　　　　　　−−−＝−スタ
ブチューナー内の液体の比誘電率をε、比透磁率をμ、
真空中の光速を００とするとき、該液体中の光速Ｃは次
式で与えられる。

スタブチューナーの中の液体の比誘電率εはε〉１であ
るので、液体中の光速Ｃは真空中の光速ｃ０より遅い、
すなわちＣ＜Ｃ＠である。周波数ｆに対応する液体中の
波長λはλ＝　ｃ　／　ｆであるので、周波数が同一で
あるとき液体中の波長は真空中の波長より短かい。した
がって電磁波を共振させるために必要なスタブチューナ
ーの長さは、スタブチューナーの内部が真空または空気
の場合より、液体の場合の方が短かくなる。

スタブチューナーの終端導体における発熱熱量は、スタ
ブチューナー内の液体に熱伝導あるいは対流によって伝
達される。したがって終端導体における局所的温度上昇
がなくなる。この結果、終端導体の許容最大電流量が増
大する。

絶縁液体によってスタブチューナー内が満たされている
ので、絶縁破壊電圧が高い。

ｆ、実施例 第１図は本発明に係る大電力高周波用スタブチューナー
の好ましい実施例の概念的断面図である。

金属円筒から成る外筒１と、金属円筒から成り外筒１に
包囲される内筒２が、同軸導波管を形成する。

同軸導波管の終端は、外筒ｌと内筒２に摺動接触する金
属板から成る終端導体３で終端されている。

外筒ｌ、内筒２．終端導体３で囲まれる空間が共振空胴
を形成し、外筒１．内筒２はそれぞれ接続端子４．５を
用いて、図示しない主回路に接続される。

スタブチューナーの内部の液体６を保持するために、ス
タブチューナーの入口部分は、テフロン（ポリテトラフ
ルオルエチレン）から成る封止板７によって封止され、
スタブチューナーの内部はシリコンオイル（例えばジメ
チルジクロルシラン重合体）によって満たされている。

終端導体３は、接続棒８．歯車９を介して、駆動装置１
０に結合され、スタブチューナーの軸方向に移動する。

終端導体３を液体６の中で移動させるために、終端導体
３には液体流通路（図示せず）が適宜設けられている。

したがって駆動装置１０を駆動することによって、終端
導体３をスタブチューナーの軸方向に自由に移動させて
、共振空胴の長さを変えることができる。

スタブチューナー内に満たされる液体はシリコーンオイ
ルに限られず、ポリブテンオイル、エステルオイル等を
使用することができる。

スタブチューナー内に満たされる液体に必要な特性は次
のとおりであり、これらの緒特性を有する液体であれば
使用することができる。

１、誘電率εが大きい（スタブチューナーの長さを短く
する）。

２、誘電正接ｔａｎ　δが小さい（電力損失を少くする
）。

３、体積抵抗率ρが小さい（スタブチューナーを共振器
として機能させる）。

４、絶縁破壊電圧が高い（許容最大電圧を高くする）。

５、融点が低く　（０℃以下）、沸点、引火点が高い（
３００℃以上）。

６、熱伝導度が良い（スタブチューナー内の温度上昇を
防止する）。

７、腐食性が無い。

８、粘性が小さい（終端導体の動きを妨げない程度の粘
度であればよい）。

封止板７の取付は位置は第１図に示す位置に限られず、
スタブチューナーの終端導体を含む領域だけが液体に満
たされる構造とすることもできる。

この場合、液体に満たされた部分における波長だけが短
か（なるだけである。しかしこの場合も共振空胴の長さ
は短かくなり、終端導体の局所的温度上昇が防止される
。

ｇ９発明の効果 （ｉ）同一周波数で使用するとき、従来の技術によるス
タブチューナーに比較して同軸管の長さを短かくできる
。

（ｉｉ　）局所的温度上昇が無いので、許容最大電力が
増加する。

（ｉｉｉ　）スタブチューナーの製作コストおよび維持
コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る大電力高周波用スタブチューナー
の概念的断面図、第２図は従来技術による大電力高周波
用スタブチューナーの概念的断面図、第３図は電源と負
荷の間に並列に挿入されたスタブチューナーを含む整合
回路のブロックダイヤグラムである。 １・・・外筒、　　　　　　　２・・・内筒、３・・・
終端導体、　　　　　４．５・・・接続端子、６・・・
絶縁液体、　　　　　７・・・封止板、８・・・接続棒
、　　　　　　　９・・・歯車、１０・・・駆動装置。 特許出願人　　電気興業株式会社 （ほか２名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属導体からなる外筒と、上記外筒に包囲された
   金属導体からなる内筒と、上記外筒と上記内筒に接触し
   かつ移動可能な終端導体で形成される空胴共振器を備え
   る大電力高周波用スタブチューナーにおいて、 上記空胴内の少くとも１部の領域が誘電率の高い絶縁液
   体で満たされていることを特徴とする大電力高周波用ス
   タブチューナー。
2. （２）上記絶縁液体がシリコンオイルであることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の大電力高周波用
   スタブチューナー。