JPH0129081B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフエライトを用いる高耐電力非可逆回
路（各種サーキユレータや単向管等）のフエライ
ト中の放熱対策および固定方法に関するものであ
る。

フエライトを用いたマイクロ波帯のＹ分岐型サ
ーキユレータの構造を第１図に、単向管の構造を
第２図に示す。

第１図では図ａ，ｂと図ｃ，ｄとで二種類の構
造を示してあり、図ａ及び図ｃが正面図であり、
図ｂ及び図ｄがそれぞれＡ―A′切断面の断面図
である。

第２図では図ａが正面図であり、図ｂに図ａの
Ａ―A′断面の断面図を示してある。

両図を通じて、１はフエライト、２は整合板或
いは整合用突出面、３は導波管部、４はマグネツ
ト部を示す。

第１図は、フエライト板１が導波管の内壁面に
向い合わせで設けられている場合と、フエライト
１が導波管部３のＨ面にはさみ込まれるように固
定される場合との二種類の構造を示している。

これらの場合、フエライト１は接着剤又は半田
付け等により整合板に（整合板が不要の場合には
導波管の管壁に）固定されており、整合板２は導
波管部３にフエライト同様接着剤又は半田付けで
固定される場合もあり、また導波管部の一部突出
面として一体的に作られる場合もある。以下これ
を整合用突出面と呼ぶことにする。

第３図に、これらに用いられるフエライトの形
状の例を示す。ａ，ｂ，ｃ各図の左側の図は平面
図であり、右側は側面図である。

第１図、第２図との関係で用途例を述べると第
３図ａの形状のものは第１図ａの場合に、第３図
ｂの形状のものは第１図ｃの場合に、第３図ｃの
形状のものは第２図の単向管の場合にそれぞれ用
いられる。

フエライト等の磁性材料は熱伝導特性が非常に
悪い。

このため、サーキユレータを例に説明すると、
高電力の信号が通過する際、サーキキユレータ損
失（主としてフエライト部の損失）によりフエラ
イト中に発生する熱は、フエライトの熱伝導の悪
さからフエライト中にこもり、導波管の管軸に垂
直な方向に対しフエライト中に大きな温度勾配が
生じ、ある温度以上になるとフエライト特性が変
化し、挿入損失の増加、アイソレーシヨンの減少
等のサーキユレータ特性の劣化が生じる。さらに
フエライトの温度上昇により、フエライトを固定
している接着剤の強度も低下し、悪い例の場合に
はフエライトが脱落し、その反射電力により増幅
器が破壊されることもある。したがつて、従来フ
エライトの厚みを薄くする方法によりフエライト
の冷却を図つてきた。

単向管についても同様である。

本発明はこれら欠点を除去するため、フエライ
トの主放熱面である金属接触面側に凹凸を設け、
接触面積を拡げ放熱効果を上げ、サーキユレータ
等において、高電力通過時のフエライトの温度上
昇をおさえ、フエライト性能の低下を防ぎ高電力
入力時の挿入損失の増加を無くするとともに、接
着剤等の接着力低下を防ぐことにより、耐電力特
性の向上を図つたもので、以下図面について詳細
に説明する。

第４図は本発明をＹ分岐型サーキユレータに応
用した場合の実施例であり、１はフエライト、２
は導波管と一体的に製作された整合用突出面、３
は導波管部、４はマグネツト、５はフエライトを
固定している接着剤または高温半田である。

本発明ではこの図に示すように、フエライトが
整合用突出面２（導波管の管壁直接の場合や整合
板の場合をも含む。以下同じ。）に接する面に第
４図ａまたはｂの様な溝を設け、その面の表面積
を拡げると同時に、高周波特性を満足する程度に
フエラトの切り込みをできるだけ深くすることに
より、高電力入力時にフエライト損失によりフエ
ライト中に発生する熱をフエライト内部から効果
的に引き出し、導波管を経て外部空間に逃がして
いる。これにより、フエライトの接着面に垂直な
方向に対する熱勾配が小さくなり、高電力に対
し、従来のものよりフエライト性能が満足され、
耐電力特性が向上する。

第５図はフエライト１が固定されている整合用
突出面２にもフエライト部の溝が嵌合するような
溝を設けたもので、第５図ａ，ｂの様にフエライ
トの溝に整合用突出面２の溝を嵌合させることに
より、フエライトと整合用突出面２の間に入るフ
エライト固定用の接着剤または半田等の量を必要
最少限にでき、これにより生ずる熱伝導性の低下
を軽減でき、高電力化に対し一層の効果が得られ
る。

フエラトに設ける溝の形状は回路に組込まれる
フエライト形状等によつても若干異なるが、例え
ば導波管と接する面が円形の場合には、第６図ａ
に示すような直線的な溝の他、多数の同心円状ま
たは図ｂのような放射状と同心円状の組合せ等が
あり、フエライトの金属接触面が方形または三角
形等においても同様の形状が考えられる。

以上、接合型サーキユレータを例にとつて本発
明の実施例を説明して来たが、移相器型その他の
型のサーキユレータにおいても全く同様であり、
また単向管の場合においても効果は同様で、第７
図に示すように、フエライトと導波管が対向する
面に凹凸（図には軸方向の複数の溝を示す。）を
設けることにより、フエライト部で発生する熱の
放散を良くし、耐電力特性を高めることができ
る。図中５′は、フエライトのみに溝を設けた場
合は接着剤又は半田を示し、他の場合にはフエラ
イトの溝に嵌合する管壁側からの突部を示す。

なお、フエライトに設ける溝の形状は、サーキ
ユレータの場合、電気的性能（挿入損失、アイソ
レーシヨン、VSWR、等）の対称性を保つ必要
があることから、各端子から見てその形状が対称
形となる様にすることが望ましく、その各種の例
を第８図に示す。このうち図ｌは４ポートの場合
に適する例である。

また、サーキユレータ等におけるフエライトの
発熱は中心部が最大となることから、溝の間隔は
中心部に行くにしたがい密にして行くと効果的で
ある。

以上説明したように、各種サーキユレータ、単
向管等に設けられるフエライトの導導波管側接触
面、またはフエライトおよびフエライトに接する
導波管側の面の両方に凹凸を設けることにより、
熱放散効果が著しく向上するため、電磁波の通過
時にフエライト中に発生する熱によるフエライト
の損失が減少し、従来構造によるサーキユレー
タ、単向管等に比較して耐電力性が大幅に向上す
る利点がある。

また、放熱効果を改善するために設けた凹凸の
溝が、サーキユレータの場合、どの端子からみて
も同一の形状にみえるため、特性の対称性の良い
サーキユレータが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＹ分岐サーキユレータの構造図
で、ａ，ｃは正面図、ｂ，ｄはその断面図、第２
図ａは従来の単向管の外観（正面）図、ｂは断面
（内部構造）図、第３図は従来用いられている各
種フエライトの形状図、第４図は本発明のＹ分岐
サーキユレータにおける実施例の内部構造断面
図、第５図は本発明のＹ分岐サーキユレータにお
ける他の実施例の内部構造断面図、第６図は本発
明の実施例における各種フエライトに設けた溝の
形状例、第７図は単向管における本発明の実施
例、第８図はフエライトに設ける溝の各種形状例
を示す。 １……フエライト、２……整合板又は整合用突
出面、３……導波管部、４……マグネツト部、５
……フエライト固定剤、５′……フエライト固定
剤又はフエライトの溝に嵌合する管壁側からの突
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フエライトが導波管のＨ面或いはＥ面又は該
   面に設けられた金属整合板或いは整合用突出面等
   の表面に取り付けられる構造のサーキユレータお
   よび単向管において、フエライトの表面のうちそ
   の取付面に凹凸を設け、該取付面と前記導波管側
   のフエライトを取り付けるべき表面との間隙に該
   フエライトと熱伝導特性が同等以上接着材料を充
   填することにより固着せしめたことを特徴とする
   非可逆回路のフエライト固定方法。 ２ フエライトに凹凸を設けると同時にフエライ
   トと接する導波管のＨ面或いはＥ面又は該面に設
   けられた金属整合板或いは整合用突出面にもフエ
   ライトに設けられた凹凸と丁度嵌合する凹凸を設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の非可逆回路のフエライト固定方法。 ３ サーキユレータがマルチポートの場合におい
   て、フエライトに設ける凹凸の形状が、各ポート
   からみた場合相互に同一であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の非可逆回路のフエラ
   イト固定方法。 ４ サーキユレータがマルチポートの場合におい
   て、フエライトに設ける凹凸の形状及び導波管の
   Ｈ面或いはＥ面又は該面に設けられた金属整合板
   或いは整合用突出面に設ける凹凸の形状が、各ポ
   ートからみた場合相互に同一であることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の非可逆回路のフ
   エライト固定方法。