JP2000277249A - インピーダンス可変ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、構成が簡易でありインピーダンス
可変幅が大きく採れる新規な構成のインピーダンス可変
ユニットを提供するものである。 【解決手段】 金属材料から構成された金属境界部で内
部にマイクロ波の伝搬空間１１を形成した導波管１０
は、伝搬空間１１の終端１２を金属境界として閉じ、他
端１３は開放端１４としている。伝搬空間１１内には平
板形状の誘電体板１４を配置し、その両端には円筒状の
支持部１５，１６で導波管１０のＥ面に設けた孔に挿入
組立てておりこの孔によって回転を支持させている。誘
電体板１４の回転支持角度を可変することで開放端のイ
ンピーダンスを容易かつ広範囲に可変できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波伝送路
やマイクロ波空胴共振器に組込まれて使用されるインピ
ーダンス可変ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のユニットは、マイクロ波
伝送路が導波管の場合にはたとえば導波管のH面から円
筒状金属を挿入する構成が採られ円筒状金属のH面から
の挿入深さを可変して導波管内の容量性成分を可変して
インピーダンスを可変させるものがある。

【０００３】また、導波管どおしを接続する際のそれぞ
れの導波管の接続フランジの組み立てにおいて接続部で
の隙間を皆無にすることが困難なため接続領域にチョー
ク溝を設ける技術がある。このチョーク溝は溝の深さが
使用する周波数に対してその波長寸法の１／２の深さで
構成され導波管管壁に望むチョーク溝の開口のインピー
ダンスを理想的には零にさせる技術である。この技術を
応用するとチョーク溝の深さを可変させることでチョー
ク溝の開口部のインピーダンスを可変させることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インピーダンス可変の構成は可変部材を上下あるいは左
右方向に構造物を機械的に移動させる必要があり、イン
ピーダンス可変の駆動系の構成が複雑であり、また可変
部材と導波管本体との摺動に伴う磨耗対策あるいはスパ
ーク発生の解消など様々な課題を有していた。

【０００５】本発明は、インピーダンスの可変構成が簡
易で、インピーダンス可変幅が大きく採れる新規な構成
のインピーダンス可変ユニットを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のインピーダンス
可変ユニットは上記課題を解決するために、一端が終端
された導波管と、前記導波管内に設け回転駆動される誘
電体板とを備え、誘電体板を回転させることで前記導波
管の他端の開放端のインピーダンスを可変させている。

【０００７】上記発明によれば、誘電体板が終端面に垂
直の場合に導波管を伝搬するマイクロ波に対する導波管
の実効長（以下電気長と記す）を最大にし終端面に平行
の場合に電気長を最小にできる。これにより、誘電体板
を回転させることで開放端のインピーダンスを容易に可
変させることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１のインピーダン
ス可変ユニットは、一端が終端された導波管と、前記導
波管内に設け回転駆動される誘電体板とを備え、誘電体
板を回転させることで前記導波管の他端の開放端のイン
ピーダンスを可変させている。このように誘電体板を回
転駆動させる構成は、誘電体板が終端面に垂直の場合に
導波管の電気長を最大にし終端面に平行の場合に電気長
を最小にできる。これにより、誘電体板を回転させるこ
とで開放端のインピーダンスを容易に可変させることが
できる。

【０００９】本発明の請求項２のインピーダンス可変ユ
ニットは、一端が終端された導波管と、前記導波管内に
設けた複数の誘電体板の少なくとも１つを回転駆動する
ことで前記導波管の他端の開放端のインピーダンスを可
変させている。このように複数の誘電体板を設けた構成
は、各誘電体板の回転位置を組み合わせることで開放端
のインピーダンスを広範囲に可変できる。

【００１０】本発明の請求項３のインピーダンス可変ユ
ニットは、導波管の伝送モードはＴＥｎ０モード（ｎは
正の整数）としている。このように導波管内の伝送モー
ドをTEｎ０とすることで、導波管内の電磁場分布を特定
化でき誘電体板の回転支持角度と開放端とのインピーダ
ンス値とを１対１に対応させることができる。また、ｎ
の値を大きくすることで開放端の面積を拡大しインピー
ダンス可変が作用する領域を大きくすることができる。

【００１１】本発明の請求項４のインピーダンス可変ユ
ニットは、導波管の開放端における反射係数は、反射係
数の位相値が少なくとも±１８０°の位相値を含むこと
を特徴としている。このように開放端の反射係数の位相
値を±１８０°にすることで、開放端は金属壁面と同様
の作用をさせることができインピーダンス可変ユニット
を使用しない場合との特性比較を容易にチェックするこ
とができる。

【００１２】本発明の請求項５のインピーダンス可変ユ
ニットは、導波管の開放端における反射係数は、反射係
数の位相値が少なくとも０°の位相値を含むことを特徴
としている。このように開放端の反射係数の位相値を０
°にすることでインピーダンス可変の作用を最大にする
ことができる。

【００１３】本発明の請求項６のインピーダンス可変ユ
ニットは、導波管の開放端における反射係数は、反射係
数の位相値が０°と±１８０°とを含むことを特徴とし
ている。このように開放端の反射係数の位相の可変幅を
最大にすることでインピーダンス可変に伴う作用全体を
容易に測定することができる。

【００１４】本発明の請求項７のインピーダンス可変ユ
ニットは、誘電体板の幅広面が導波管の終端に略平行な
状態の時に導波管の開放端における反射係数の位相値を
略±１８０°としている。このような構成において誘電
体板を回転させることで開放端の反射係数の位相範囲を
−１８０°から０°の範囲に限定して開放端に容量性成
分のみのインピーダンスを形成できる。また、開放端を
金属面と同様に作用させる場合の誘電体板の支持角度を
容易に確認でき利便性を高めることができる。

【００１５】本発明の請求項８のインピーダンス可変ユ
ニットは、誘電体板の幅広面が導波管の終端に対して略
４５°または略１３５°の状態の時に導波管の開放端に
おける反射係数の位相値を略±１８０°としている。こ
のような構成において誘電体板を回転させることで開放
端に誘導性成分と容量性成分とのインピーダンスを形成
させることができる。

【００１６】本発明の請求項９のインピーダンス可変ユ
ニットは、導波管の終端の面と開放端の面とは略９０°
の関係に構成している。このように終端の面と開放端の
面とを構成することで導波管の長さが長い場合でもイン
ピーダンス可変ユニットを偏平形状として組み込むこと
ができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１８】（実施例１）図１は本発明の実施例１を示
すインピーダンス可変ユニットの構成図、図２は図１の
要部断面構成図である。

【００１９】図１および図２において、インピーダンス
可変ユニットの導波管１０は金属材料から構成された金
属境界部を有しその内部にマイクロ波の伝搬空間１１を
形成している。この伝搬空間１１の終端１２は金属境界
として閉じている。また導波管の他端１３は開放端とし
ている。伝搬空間１１内には平板形状の誘電体板１４を
配置している。この誘電体板１４の両端には円筒状の支
持部１５，１６を構成し、この支持部１５，１６は導波
管１０のＥ面に設けた孔に挿入組立てておりこの孔によ
って回転支持させている。また、１７は誘電体板１４を
回転駆動する駆動手段であるステッピングモータ、１８
は誘電体板１４の支持部１５とステッピングモータ１７
の駆動軸とを連結させる連結部を内蔵させたケースであ
る。誘電体板１４は、導波管１０の開放端１３および終
端１２との間隔をそれぞれＬｉ、Ｌｂとして配置してい
る。１９はインピーダンス可変ユニットを組み込む時に
用いられる接続フランジ（図示していないが取付け孔を
設けてもよい）である。

【００２０】次に本発明のインピーダンス可変ユニット
の基本をなす誘電体板１４について説明する。誘電体板
１４は、その材料の比誘電率と板厚さを最適に選択する
必要がある。このことを理解していただくために極端な
例について以下に説明する。

【００２１】まず比誘電率が１とした場合、導波管１０
の電気長は（Ｌｉ＋Ｌｂ）で一義的に決まる。この場合
誘電体板１４を回転させても導波管の電気長は変化しな
い。したがってインピーダンス可変はできない。

【００２２】一方、比誘電率が非常に大きい値とした場
合、誘電体板１４が図２（ａ）の状態では開放端１３か
ら入射したマイクロ波は誘電体板１４によってほぼ完全
に反射し誘電体板１４を透過できない。この場合の電気
長は（Ｌｉ−ｔ／２）である。ここでｔは誘電体板の板
厚さである。また誘電体板１４が図２（ｂ）の状態で
は、導波管１０内の伝搬空間１１を伝搬するマイクロ波
の伝搬波長が誘電体板１４の存在により若干波長圧縮さ
れるので実質的な導波管１０の電気長は（Ｌｉ＋Ｌｂ＋
α）となる。したがって開放端１３のインピーダンスは
電気長として（Ｌｂ−ｔ／２＋α）相当だけ可変する。
この時のαの大きさは比誘電率の値と誘電体板１４の板
厚さに依存する。誘電体板１４の板厚さを大きくすると
αは大きくなるが板厚さを厚くしすぎると誘電体板１４
によってマイクロ波が反射するので板厚さには上限があ
る。理論上はαを相当大きくできるが、一例として比誘
電率を１００００、板厚さｔを導波管１０の高さＨの１
／３とした場合、空気と誘電体板１４との直列接続であ
るから、誘電体板１４が存在する伝搬空間１１の実効比
誘電率は約１．５である。したがって、開放端１３のイ
ンピーダンス可変に寄与する電気長は略Ｌｂであり、Ｌ
ｂとして導波管１０内のマイクロ波の伝搬波長寸法にす
ればインピーダンスの可変幅を最大にできる。しかし、
たとえばマイクロ波の周波数が２４５０MHz、導波管の
伝搬モードをＴＥ１０モードとし幅寸法を８０mmとする
とＬｂは約１９０mmとなり、導波管１０は大きな形状構
成になる課題を有する。

【００２３】以上の説明は本発明のインピーダンス可変
ユニットの誘電体板１４の比誘電率の選択が重要である
ことを記述したものである。そして本発明のインピーダ
ンス可変ユニットの誘電体板１４に使用する比誘電率の
範囲は実用性を考慮して大よそ５以上３０以下であり、
望ましくは７以上１５以下が好ましい。このような比誘
電率の誘電体板においては、誘電体板を透過するマイク
ロ波と誘電体板の表面で反射するマイクロ波のエネルギ
がそれぞれ無視できない程度の配分となるからである。
そして使用できる誘電体板１４の材料としては、ガラス
系、セラミックス系あるいは樹脂系の中から用途に応じ
て選択できる。

【００２４】そして誘電体板が終端面に垂直の場合は導
波管の電気長を最大にし、終端面に平行の場合に電気長
を最小にする。これにより、誘電体板を回転させる簡易
構成によって開放端のインピーダンスを容易かつ広範囲
に可変させることができる。

【００２５】上記した構成のインピーダンス可変ユニッ
トの具体的な特性例とその応用例について以下に説明す
る。なお、以下の説明で使用する誘電体板１４の回転支
持角度は図２（ａ）に示す角度表現としている。

【００２６】図３は、誘電体板１４の比誘電率が１２．
３、板厚さが６．２mm、導波管１０の開放端の幅寸法と
高さ寸法がそれぞれ８０mmと３０mm、Ｌｂが２０mmとし
た場合の、Ｌｉ寸法の変化に対する開放端１２の反射係
数Ｓ１１の位相値の特性を示す。θ＝０degは誘電体板
１４が図２（ａ）の状態であり、θ＝９０degは図２
（ｂ）の状態である。

【００２７】図３において、矢印２０すなわちＬｉ＝２
０mmの構成とすることで導波管１０の開放端１２の反射
係数Ｓ１１の位相を略±１８０°から略０°の範囲で可
変させることができることが認められる。また、矢印２
１すなわちＬｉ＝３５mmの構成とすることでθ＝４５de
gの時に開放端１３の反射係数Ｓ１１の位相を略０°と
し、誘電体板１４を回転させることで開放端１３には誘
導性成分（位相範囲：＋１８０°から略＋１５０°）と
容量性成分（位相範囲：−１８０°から略−１１５°）
値を存在させることができることが認められる。

【００２８】そして矢印２０で示す特性を備えたインピ
ーダンス可変ユニットを構成することにより、開放端の
反射係数の位相値を±１８０°とすることで開放端を金
属壁面と同様の作用にさせることができ、インピーダン
ス可変ユニットを使用しない場合との特性比較を容易に
チェックできる。また、開放端の反射係数の位相値とし
て０°と±１８０°とを含むように可変させるユニット
構成により、開放端の反射係数の位相の可変幅を最大化
しインピーダンス可変に伴う作用全体を容易に確認でき
るとともに有効かつ広範囲の作用をさせることができ
る。

【００２９】一方矢印２１で示す特性を備えたインピー
ダンス可変ユニットを構成することにより、誘電体板を
回転させることで開放端に誘導性成分と容量性成分との
インピーダンスを形成させることができる。

【００３０】次に上記の構成の応用例を図４から図８を
用いて説明する。

【００３１】図４は図３の矢印２０で示した構成のイン
ピーダンス可変ユニット２２を高周波加熱装置に実装し
た場合を示す。図において、２３は被加熱物が収納され
るマイクロ波空胴共振器であるマイクロ波空間であり、
右側壁面２４、左側壁面２５、奥壁面２６、上部壁面２
７、底部壁面２８及び被加熱物をマイクロ波空間２３内
に出し入れする開閉壁面である前面開閉壁面（図示して
いない）とにより略直方体形状に構成され、給電された
マイクロ波をその内部に実質的に閉じ込めるように形成
している。２９は左側壁面２５に形成した開孔部であ
り、インビーダンス可変ユニット２２の開放端に相当す
る。インピーダンス可変ユニット２２は、その終端面２
２ａと開放端面に相当する開孔部２９とを略９０°の関
係に構成している。これにより、インピーダンス可変ユ
ニット２２搭載による高周波加熱装置の大型化を解消す
るとともに高周波加熱装置使用時の利便性を付与させて
いる。

【００３２】３０はマイクロ波空間２３内に給電するマ
イクロ波を発生させるマグネトロン、３１はマグネトロ
ン３０を一端側に装着し、マグネトロン３０が発生する
マイクロ波を伝送する導波管、３２は導波管３１を伝送
したマイクロ波をマイクロ波空間２３内に放射する給電
部であり、マイクロ波空間２３の右側壁面２４に配設し
ている。また３３は被加熱物が載置される載置皿であ
る。

【００３３】次に図４の高周波加熱装置においてインピ
ーダンス可変ユニット２２を動作させた時の加熱分布特
性を図５に示す。図５は、誘電体板の回転角度に対する
積水樹脂（株）製のアドヘア糊（登録商標）２００gを
用いた加熱分布を示している。マイクロ波空間２３は、
幅３１０mm奥行３１０mm高さ２１５mm、アドヘア糊（登
録商標）を入れた容器の底面積は１００平方mmである。

【００３４】なお、アドヘア合成糊（登録商標）はポリ
ビニールアルコール水溶液で通常の温度では透明である
が４５℃以上になると白濁する性質を有する。

【００３５】マイクロ波出力は５００Ｗとし４０秒間加
熱後の加熱分布を示し、白い領域が加熱された領域であ
る。この応用例で用いたインピーダンス可変ユニットは
開放端すなわち開孔部２９の反射係数Ｓ１１の位相を略
−１８０°から略０°の容量性成分として変化させるも
のであり、開孔部２９に入射したマイクロ波と開孔部２
９から再びマイクロ波空間２３内に反射するマイクロ波
との位相差を最大で略１８０°可変することができる。
これにより、マイクロ波空間２３内に生じる定在波分布
は開孔部２９の反射係数Ｓ１１の位相に応じて移動させ
ることができる。そして誘電体板の支持角度を可変する
ことによりマイクロ波空間内の電界が大きい領域すなわ
ち被加熱物の加熱においては温度上昇が大きい領域（す
なわち、白い領域）を移動させることができる。

【００３６】したがって、高周波加熱装置に本発明のイ
ンピーダンス可変ユニットを搭載することにより、被加
熱物の中央部あるいは周辺部などのユーザが加熱したい
領域を加熱させることを可能にし被加熱物に応じた最適
あるいはユーザお好みの加熱を実行できる装置を提供で
きる。

【００３７】図６は、インピーダンス可変ユニットの開
放端の面積を拡大させる手段を提供するものである。す
なわち、図６（ａ）は上述してきたインピーダンス可変
ユニットであり、導波管１０内のマイクロ波の伝搬空間
１１および開放胆１３の形状が伝搬対象となるマイクロ
波の周波数に対してＴＥ１０モードを伝送させる形状と
している。一方、図６（ｂ）は一実施形態として導波管
３４内のマイクロ波の伝搬空間３５にはＴＥ２０モード
にてマイクロ波を伝搬させるように導波管３４を形成し
ている。すなわち、導波管３４の開放端３６の形状は、
ＴＥ１０モード対応の開放端１３の幅寸法Ｗ１に対して
その幅寸法Ｗ２を２倍としている。なお、図６中の開放
端面には各伝搬モードに対応させた電界分布を電気力線
３７〜３９にて示している。

【００３８】このようにその開放端の形状を大きくした
ことで本発明のインピーダンス可変ユニットが作用でき
る領域を拡大させることができ、たとえば上述した高周
波加熱装置に搭載することで被加熱物の形状や量に対し
てより幅広い形状や量に対して加熱分布を可変させるこ
とができる。

【００３９】なお、伝搬空間内に伝搬させるモードとし
てはＴＥｎ０モード（ｎは正の整数）が実用上最も効果
的である。すなわち、このモードを利用すれば誘電体板
の板厚さはいずれのモードでも同一とすることができる
とともに誘電体板の回転支持角度に基づいて開放端のイ
ンピーダンスを所定の値に制御性よく可変させることが
できる。

【００４０】次に図３の矢印２１で示す構成のインピー
ダンス可変ユニット４０を高周波加熱装置に搭載した応
用例を図７に示す。図７において図４と同一または同一
機能相当の部材は同一番号で示す。

【００４１】図７のインピーダンス可変ユニット４０
は、誘電体板４１の支持角度を終端４０ａに対して略４
５°（略１３５°も同様）の時にマイクロ波空間２３上
側壁面２７に設けた開孔部２９における反射係数Ｓ１１
の位相を略±１８０°としている。このような作用およ
び構成からなるインピーダンス可変ユニット４０の実用
上の効用を図８を用いて説明する。

【００４２】図８は、図７のマグネトロン３０からマイ
クロ波空間２３側を見たときの負荷特性であり、たとえ
ば点Ａは牛乳２００ｃｃを入れたマグカップ１個をマイ
クロ波空間２３の中央に載置した場合の負荷特性であ
り、点Ｂは上述のマグカップを２個並べてマイクロ波空
間２３内に載置した場合の負荷特性を示す。また、領域
Ｃはマグネトロン３０から供給されたマイクロ波を負荷
である被加熱物が効率よく吸収する領域を示す。なお、
上記の負荷特性は開孔部２９がない場合の特性である。

【００４３】このような負荷特性の高周波加熱装置に対
して本発明のインピーダンス可変ユニット４０を装着す
ると以下のような効用が得られる。すなわち、点Ａの負
荷特性に対しては、インピーダンス可変ユニット４０の
誘電体板の支持角度を０°に設定することで負荷特性点
Ａを点Ａ‘に移動させることができ、牛乳へのマイクロ
波吸収を促進し加熱時間を短縮化することができ省エネ
ルギ化を図ることができる。一方、負荷特性点Ｂに対し
ては誘電体板の支持角度を９０°側に制御することで負
荷特性の点Ｂを点Ｂ’に移動させることができる。これ
により、上述と同様の加熱時間短縮および省エネルギ化
を図ることができる。

【００４４】（実施例２）次に本発明の実施例２を図９
から図１３を用いて説明する。実施例２が実施例１と相
違する構成は、誘電体板を複数個備えたことである。

【００４５】このような形態の実施例２の一例を図９に
示す。図９において、４２はマイクロ波を伝送させる汎
用の導波管であり、その導波管４２のＨ面には所定形状
の開孔部４３が設けられている。この開孔部４３を開放
端とした本発明のインピーダンス可変ユニット４４が配
設されている。インピーダンス可変ユニット４４は同一
形状からなる誘電体板４５，４６を所定間隔にて配置し
ている。そしてこれらの誘電体板はそれぞれ独立に回転
制御できるようにしている。なお、以下の説明で使用し
ている誘電体板の支持角度θ１、θ２は図９に示す方向
の角度表現である。

【００４６】二つの誘電体板を備えた実施例２の具体的
構成寸法を図１０をもとに示すと、誘電体板４６と開孔
部４３との間隔Ｌｉは２０mm、各誘電体板４５，４６の
間隔ＬＭは４０mm、誘電体板４５と終端面４７との間隔
は２０mm、開孔部形状は幅寸法および高さ寸法がそれぞ
れ８０mmと３０mm、そして各誘電体板の形状および仕様
は実施例１と同様のものを用いている。

【００４７】また図１０は、二つの誘電体板の回転角度
制御の一例を示すものであり、図１０（ａ）は、誘電体
板４６は支持角度θ２＝０°固定として誘電体板４５を
回転制御させることを示し、図１０（ｂ）は誘電体板４
６を支持角度θ２＝９０°固定として誘電体板４５を回
転制御させることを示している。

【００４８】図１０（ａ）に示す制御に対する開放端で
ある開孔部４３の反射係数Ｓ１１の大きさＭａgを誘電
体板４５の支持角度θ１をパラメータとして図１１に示
す。

【００４９】図１１の特性より、誘電体板４５の支持角
度θ１を特定の角度、すなわち４５°あるいは１３５°
にすることで二つの誘電体板を備えたインピーダンス可
変ユニット４４を共振状態に設定できることが認められ
る。すなわち、図１０（ａ）に示すような制御方法によ
れば、インピーダンス可変ユニットを共振素子あるいは
整合素子として利用できる。

【００５０】また、図１０（ｂ）に示す制御に対し誘電
体板４５の支持角度θ１をパラメータとした時の開放端
である開孔部４３の反射係数Ｓ１１の大きさＭａgおよ
び図９に示した導波管４２の伝送特性Ｓ２１の位相をそ
れぞれ図１２および図１３に示す。

【００５１】図１３の特性より、インピーダンス可変ユ
ニットは誘電体板４５の支持角度θ１を特定の角度、す
なわち４５°あるいは１３５°にすることで導波管４２
を伝送するマイクロ波の伝送量を可変制御できることが
認められる。一方、図１２の特性より、伝送量を大きく
低減できる誘電体板４５の支持角度θ１の反射特性Ｓ１
１の大きさＭａgは０．７以上の大きさであり、インピ
ーダンス可変ユニット内でのマイクロ波の蓄積は少ない
ことから導波管４２を伝送するマイクロ波の電力が１０
０Ｗ以上の大きな電力伝送系にも適用でき、その伝送量
を可変制御することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば以下の効果
を有する。

【００５３】（１）請求項１のインピーダンス可変ユニ
ットによれば、一端が終端された導波管と、前記導波管
内に設け回転駆動される誘電体板とを備え、誘電体板を
回転させることで前記導波管の他端の開放端のインピー
ダンスを可変させたことにより、誘電体板が終端面に平
行の場合に導波管の電気長を最大にし終端面に垂直の場
合に電気長を最小にできる。これにより、誘電体板を回
転させることで開放端のインピーダンスを容易に可変さ
せることができる。

【００５４】（２）請求項２のインピーダンス可変ユニ
ットによれば、一端が終端された導波管と、前記導波管
内に設けた複数の誘電体板の少なくとも１つを回転駆動
することで前記導波管の他端の開放端のインピーダンス
を可変させたことにより、各誘電体板の回転位置を組み
合わせることで開放端のインピーダンスを広範囲に可変
できる。

【００５５】（３）請求項３のインピーダンス可変ユニ
ットによれば、導波管の伝送モードはＴＥｎ０モード
（ｎは正の整数）としたことにより、導波管内の電磁場
分布を特定化でき誘電体板の回転支持角度と開放端との
インピーダンス値とを１対１に対応させることができ
る。また、ｎの値を大きくすることで開放端の面積を拡
大しインピーダンス可変が作用する領域を大きくするこ
とができる。

【００５６】（４）請求項４のインピーダンス可変ユニ
ットによれば、導波管の開放端における反射係数は、反
射係数の位相値が少なくとも±１８０°の位相値を含む
ことにより、位相値が±１８０°の時には開放端を金属
壁面と同様に作用させることができインピーダンス可変
ユニットを使用しない場合との特性比較を容易にチェッ
クすることができる。

【００５７】（５）請求項５のインピーダンス可変ユニ
ットによれば、導波管の開放端における反射係数は、反
射係数の位相値が少なくとも０°の位相値を含むことに
より、位相値を０°にすることでインピーダンス可変の
作用を最大にすることができる。

【００５８】（６）請求項６のインピーダンス可変ユニ
ットによれば、導波管の開放端における反射係数は、反
射係数の位相値が０°と±１８０°とを含むことによ
り、開放端の反射係数の位相の可変幅を最大にすること
でインピーダンス可変に伴う作用全体を容易に測定する
ことができるとともに大きな作用幅とできる。

【００５９】（７）請求項７のインピーダンス可変ユニ
ットによれば、誘電体板の幅広面が導波管の終端に略平
行な状態の時に導波管の開放端における反射係数の位相
値を略±１８０°としたことにより、誘電体板を回転さ
せることで開放端における反射係数の位相範囲を−１８
０°から０°の範囲に限定して開放端に容量性成分のみ
のインピーダンスを形成できる。また、開放端を金属面
と同様に作用させる場合の誘電体板の支持角度を容易に
確認でき利便性を高めることができる。

【００６０】（８）請求項８のインピーダンス可変ユニ
ットによれば、誘電体板の幅広面が導波管の終端に対し
て略４５°の状態において導波管の開放端における反射
係数の位相値を略±１８０°としたことにより、誘電体
板を回転させることで開放端に誘導性成分と容量性成分
とのインピーダンスを形成させることができ、整合素子
として利用できる。

【００６１】（９）請求項９のインピーダンス可変ユニ
ットによれば、導波管の終端面と開放端面とは略９０°
の関係に構成したことにより、導波管の長さが長い場合
でも組み込み状態を偏平にすることができ、本ユニット
の搭載性を高く確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示すインピーダンス可変ユ
ニットの構成図

【図２】同図１のインピーダンス可変ユニットの回転制
御内容を示した断面構成図

【図３】同インピーダンス可変手段の構成寸法に対する
開放端における反射係数の位相特性図

【図４】同インピーダンス可変ユニットの搭載応用例１
を示す高周波加熱装置の構成図

【図５】同図４の高周波加熱装置においてインピーダン
ス可変ユニットの効用を示す加熱分布特性図

【図６】（ａ）本発明の実施例１の展開例を示すインピ
ーダンス可変ユニットの構成図 （ｂ）図６（ａ）のインピーダンス可変ユニットの電界
分布を電気力線で示した図 （ｃ）本発明の実施例１の他の展開例を示すインピーダ
ンス可変ユニットの構成図 （ｄ）図６（ｃ）のインピーダンス可変ユニットの電界
分布を電気力線で示した図

【図７】本発明の実施例１のインピーダンス可変ユニッ
トの搭載応用例２を示す高周波加熱装置の構成図

【図８】同図７の高周波加熱装置においてインピーダン
ス可変ユニットの効用を示す負荷特性図

【図９】本発明の実施例２を示すインピーダンス可変ユ
ニットの搭載応用例を示す導波管の構成図

【図１０】（ａ）同図９のインピーダンス可変ユニット
の回転制御内容を示した断面構成図 （ｂ）同図９のインピーダンス可変ユニットの回転制御
内容を示した断面構成図

【図１１】同図１０（ａ）に示すインピーダンス可変ユ
ニットの開放端における反射係数の特性図

【図１２】同図１０（ｂ）に示すインピーダンス可変ユ
ニットの開放端における反射係数の特性図

【図１３】同図１０（ｂ）に示すインピーダンス可変ユ
ニットを用いた図９の導波管の伝送特性図

【符号の説明】

１０、３４ 導波管 １２、４７ 導波管の終端 １３、３６ 導波管の開放端 １４、４１、４５、４６ 誘電体板 ２２、４０、４４ インピーダンス可変ユニット ２２ａ、４０ａ インピーダンス可変ユニットの終端 ２９、４３ 開孔部（開放端） ３７ ＴＥ１０モード ３８、３９ ＴＥ２０モード

フロントページの続き (72)発明者 福本 明美 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K090 AA02 AA03 AB02 BA01 BB01 BB17 CA02 CA21 DA15 EB03 5J012 GA02 GA04

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端が終端された導波管と、前記導波管内
   に設け回転駆動される誘電体板とを備え、誘電体板を回
   転させることで前記導波管の他端の開放端のインピーダ
   ンスを可変させたインピーダンス可変ユニット。
2. 【請求項２】一端が終端された導波管と、前記導波管内
   に設けた複数の誘電体板の少なくとも１つを回転駆動す
   ることで前記導波管の他端の開放端のインピーダンスを
   可変させたインピーダンス可変ユニット。
3. 【請求項３】導波管の伝送モードはＴＥｎ０モード（ｎ
   は正の整数）とした請求項１または２記載のインピーダ
   ンス可変ユニット。
4. 【請求項４】導波管の開放端における反射係数は、反射
   係数の位相値が少なくとも±１８０°の位相値を含むこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のインピーダンス
   可変ユニット。
5. 【請求項５】導波管の開放端における反射係数は、反射
   係数の位相値が少なくとも０°の位相値を含むことを特
   徴とする請求項１または２記載のインピーダンス可変ユ
   ニット。
6. 【請求項６】導波管の開放端における反射係数は、反射
   係数の位相値が０°と±１８０°とを含むことを特徴と
   する請求項１または２記載のインピーダンス可変ユニッ
   ト。
7. 【請求項７】誘電体板の幅広面が導波管の終端に略平行
   な状態の時に導波管の開放端における反射係数の位相値
   を略±１８０°とした請求項１または２記載のインピー
   ダンス可変ユニット。
8. 【請求項８】誘電体板の幅広面が導波管の終端に対して
   略４５°または略１３５°の状態の時に導波管の開放端
   における反射係数の位相値を略±１８０°とした請求項
   １または２記載のインピーダンス可変ユニット。
9. 【請求項９】導波管の終端の面と開放端の面とは略９０
   °の関係に構成した請求項１または２記載のインピーダ
   ンス可変ユニット。