JPH02140001A - 導波管ハイブリッド及びそれを使用した高周波電力増幅器 - 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】 〔概要　〕 高周波数帯での導波管ハイブリッド及び、導波管ハイブ
リッドを使用した高周波電力増幅器に関し、 製作が容易で、かつ小型化、軽量化された導波管ハイブ
リッド、及び小型化、軽量化されたかつ低損失な高周波
電力増幅器を提供することを目的とし、 直列線路及び複数の分岐線路からなる導波管ハイプリッ
１に於いては、 一方のブロックに、直列線路と分岐線路との形状に対応
した溝を形成し、線溝の開放部を平板状の他方のブロッ
クにより閉鎖するよう構成し、導波管バイブリソ１を使
用している分配導波管及び合成導波管と複数の単位増幅
器を有し、該分配導波管及び該合成導波管のそれぞれの
分岐端が、互いにそれぞれ前記単位増幅器の入力及び出
力に接続されている高周波電力増幅器に於いては、−枚
の導波管材料仮に、分配導波管と合成導波管の導波管ハ
イブリット及び接続導波管と、単位増幅器収容スペース
の構成を一体の溝加工により形成し、形成された溝を別
の一枚の導波管材料板で閉鎖して構成する。

〔産業上の利用分野　］ 本発明は、°高周波数帯での導波管ハイブリッド及び、
導波管ハイブリッドを使用した高周波電力増幅器に関す
る。

〔従来の技術　〕

導波管ハイブリッドは例えば第５図に示すように、直列
線路４１．４２間を分岐線路４３〜４５により結合した
ものである。この直列線路４１゜４２の寸法ａ、ｂは使
用周波数帯域に対応して選択され、また管内波長をλ９
とすると分岐線路４３〜４５の長さ及び中心間隔はそれ
ぞれλ、／４に選定される。

この導波管ハイブリッドにおいて例えば、ポートＡから
入力した信号はポートＣ，Ｄには９０゜の位相差を持ち
、等分されて出力されるがポートＢには出力されず、ま
たポートＣ，Ｄからそれぞれ９０°位相差を持ち、等し
いレベルの信号を入力すると、ポートＡには合成されて
出力されるが、ポートＢには出力されないような構成に
なっている。

導波管は例えば、１０〜１５ＧＨｚ帯のＷＲＪ−１２は
、ａ＝１９ｍｍ、ｂ＝９．５ｍｍ、４０〜６０　Ｇ　Ｈ
ｚ帯のＷＲＪ−５０は、ａ＝４．７８ｍｍ、ｂ＝２．３
９ｍｍとなり、導波管ハイブリッドに置いても、数ｍｍ
程度のオーダとなって、方形導波管を用いて製作するこ
とが田川となる。

そこで従来では例えば、第６図の断面図及び第７図の分
解斜視図に示すように、一方と他方のとのブロック５１
．５２に、それぞれ直列線路５４５５を機械加工により
形成し、また中間ブロック５３に分岐線路５６〜５８を
機械加工により形成し、一方と他方とのブロック５１．
５２の対向面の凹部に中間ブロック５３を介在させて締
めつけて固定して、導波管ハイブリッドを構成する。

このような導波管ハイブリッドは例えば高周波電力増幅
器等に使用される。

次に上述した従来の導波管ハイブリッドを使用した高周
波電力増幅器を第８図に示す。図中２１１〜２１６は導
波管ハイブリッド、２４１〜２４４は単位増幅器、２２
１〜２３２は接続導波管、２３３〜２３８は導波管ダミ
ー、２９２は出力端、２８２は入力端、３００は分配導
波管、４００は合成導波管である。第９図は従来の単位
増幅器２４１〜２４４の内部構造を示す図である。

入力端２８２から入力された信号波は、導波管ハイブリ
ッド２１１により等しい大きさの２信号波に分配され、
接続導波管２２１，２２２に出力される。出力された２
信号波は更に導波管ハイブリッド２１２，２１３にてそ
れぞれ等しい大きさの２信号波に分配され、単位増幅器
２４１〜２４４に入力されて増幅される。ここでは、変
換部３１５により導波管モードをマイクロストリップモ
ードに変換し増幅部３１４により増幅する。またこの変
換部３１５．増幅部３１４及び筐体３１３を含めて単位
増幅器としている。増幅された信号波は導波管ハイブリ
ッド２１４〜２１６にて合成され出力端２９２より出力
される。この時使用される導波管ハイブリッド２１１〜
２１６は上述した組立式の従来の導波管ハイブリッドで
あり、接続導波管２２１〜２３２のフランジ２５０によ
り接続導波管２２１〜２３２．導波管ハイブリッド２１
１〜２１６及び単位増幅器２４１〜２４４が接続されて
いた。

〔発明が解決しようとする課題　〕

従来の導波管ハイブリッドは３個の・ブロック５１〜５
３により構成し、かつ中間ブロック５３を挟んで一方と
他方とのブロック５１．５２との位置合わせを行う必要
があるから、部品点数が多くなってしまい小型化、軽量
化が容易でなく、かつ高精度の組立てが要求される欠点
があった。

また従来の高周波電力増幅器では、接続導波管２２１〜
２３２と前述した導波管ハイブリッド２１１〜２１６及
び単位増幅器２４１〜２４４とを別々に構成し接続する
方法がとられてきた。そのため、接続導波管２２１〜２
３２を導波管ハイブリッド２１１〜２１６にフランジ２
５０を介して接続しなければならなかった。しかし、導
波管ハイブリッド２１１〜２１６の分岐線路３１２の長
さ（λｇ／４：λ、は導波管内波長）に比ベフランジ２
５０の幅が広くなっているため、導波管ハイブリッド２
１１〜２１６の直列線路に対し直角方向から両端に接続
導波管２２１〜２３２を接続しなければならなかった。

つまり接続導波管２２１〜２３２を遠回りさせて接続し
ていた。単位増幅器１４も変換部３１５及び筺体３１３
をもっているために装置自体が大きくなってしまい、接
続導波管２２１〜２３２が長くなり、また接続部が複数
あるため小型化できない、損失が大きくなってしまうな
どの問題を生じていた。

そこで本発明は、製作が容易で、かつ小型化。

軽量化された導波管ハイブリッド、及び小型化。

軽量化されたかつ低損失な高周波電力増幅器を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段　〕

本発明の導波管ハイブリッドは２個のブロックにより構
成するものであり、第１図を参照して説明する。

一方のブロック１に、直列線路と分岐線路との形状に対
応した溝２〜４を形成し、その溝２〜４の開放部を、平
板状の他方のブロック５により閉鎖したものであり、一
方と他方とのブロック１゜５は、例えば孔７に挿入した
ねじ６をねじ孔にねしこむことにより固定し、また導波
管部１１をねじ１２により、ねじ孔８，１０にねしこん
で固定する。

また高周波数増幅器は２枚の導波管材料板により構成す
るものであり、接続導波管５人出力端。

導波管ハイブリッド及び単位増幅器収容スペースの構成
を一枚の導波管材料板を使って前述の導波管ハイブリッ
ド同様一体に溝加工し、別の１枚の導波管材料板により
閉鎖して構成する。

〔作用　〕

前記構成により、導波管ハイブリッドでは、２つのブロ
ックで構成されるため小型化、軽量化されかつ製作が容
易となる。また高周波電力増幅器では、接続導波管のフ
ランジ２５０がなくなり、接続導波管を導波管ハイブリ
ッドの直列線路に直線的に構成できる。また、単位増幅
器は筐体が不必要となり従来に比べ小型化、軽量化する
ことができる。

〔実施例　〕

以下図面を参照して実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明の導波管ハイブリッドの実施例分解斜視
図であり、銅やアルミニウム等の導電性金属の一方のブ
ロック１に、直列線路と、その直列線路の間を結合する
分岐線路との形状に従った溝２〜４をミーリング等の機
械加工により形成する。また複数のねじ孔９．ｔｏを形
成する。

またこの一方のブロックｌと同様な金属の他方の平板状
のブロック５に、複数の孔７やねじ孔８を形成する。ま
た一方と他方とのブロック１，５に、必要に応じて鍍金
を施し、一方と他方とのブロック１，５間の接触を良好
とするとともに、導波管の内壁を平滑化することができ
る。

そして、ねじ６を孔７に挿入し、一方のブロックの溝２
〜４の開放部を閉鎖するように他方のブロック５をのせ
て、ねじ６をねじこむことにより、一方と他方とのブロ
ック１．５を固定する。

この場合、他方のブロック５は平板状であるから、一方
のブロックｌに対する位置合わせは、たんにねじ６をね
じ孔９にねしこむことのできる程度で良（、組立てが容
易となる。

また一方と他方とのブロック１．５を固定して、直列線
路を構成する溝２．３の端部に、導波管部１１を取りつ
けるもので、例えば、ねじ１２をねじ孔８，１０にねじ
こむことにより固定することができる。

第２図は本発明の他の実施例の説明図であり、一方のブ
ロック２１に形成した溝２２〜２４の中の直列線路を構
成する溝２２を直線状とした場合を示す。また直列線路
を構成する溝２３も直線状とすることができる。また他
方のブロックは、第１図に示す場合と同様に平板状であ
るから図示を省略している。

第３図は本発明の更に他の実施例の説明図であり、一方
のブロック３１に２個の導波管ハイブリッドを形成する
場合を示し、直列線路を形成する溝３２−１．３３−１
．３２−２　３３−２をそれぞれ平行に形成し１、溝３
２−１．３３−１間及び溝３２−２．３３−２間に分岐
線路を形成する溝３４−１．３４−２をそれぞれ形成し
、図示を省略した平板状の他方のブロックにより溝の開
放部を閉鎖するものである。

従って、ボートＡ１〜Ｄｉからなる導波管ハイブリッド
とボートＡ２〜Ｄ２からなる導波管ハイブリッドとが構
成されることになる。そして、例えばボートＡＩ、Ａ２
にそれぞれ入力した信号は、ボートＣ１，ＤＩとＣ２，
Ｄ２にそれぞれ９０°位相差をもった信号が等分されて
出力されボートＢｌ、Ｂ２には出力されないので、分配
器を構成することができる。

次に前述の導波管ハイブリッドを使用した高周波電力増
幅器の実施例を第４図（ａ）、（ｂ）。

（Ｃ）に示す。（Ｃ）は側面図である。図中１１１〜１
１６は導波管ハイブリッド、１２１〜１２４は単位増幅
器、１５１〜１５６は導波管ダミー、１６１〜１７２は
接続導波管である。また単位増幅器１２１−１２４から
入力端側が分配導波管１００、出力端側が合成導波管２
００である。

同図（ａ）、（ｂ）は、蓋としての導波管材料板（金属
ブロック）２０２を取り除陰た高周波電力増幅器を真上
からみたちである。まず（ａ）について説明する。図の
如く銅またはアルミニウム等の導電性金属の導波管材料
板（金属ブロック）２０１にミーリング等を使用し機械
工程により以下のように溝加工する。分配導波管上は入
力端１８及び導波管ダミー１５１が導波管ハイブリッド
１１２に一方から接続され、導波管ハイブリッド１１２
から２本の接続導波管１６１，１６２が他方に接続され
るよう形成されている。前記接続導波管１６１，１６２
と導波管ダミー１５２，１５３は導波管ハイブリッド１
１．１，１１３にそれぞれ接続されている。更に導波管
ハイブリッド１１１．１１３よりそれぞれ２本づつの接
続導波管１６３〜１６６が形成されている。ここで導波
管ハイブリッド１１１，１１３に関し接続導波管１６１
〜１６６と導波管ダミー１５２，１５３の位置関係は同
じ様に形成されている。また合成導波管２００は分配導
波管１００と導波管材料板（金属ブロック）２０１の中
心に関して対称に形成されている。そして分配導波管１
００と合成導波管又■とともにその間に単位増幅器収容
スペースが一体の溝加工により形成されている。単位増
幅器１２１〜１２４は単位増幅器収容スペース１８１〜
１８４に組み込まれ、マイクロストリップアンテナ１９
０が接続導波管１６３〜１７０に変換器として挿入され
ている。その後第４図（Ｃ）に示されるように導波管材
料板（金属ブロック）２０２により開放部を閉鎖する。

このときの閉鎖の仕方としては、図示していないが前記
導波管ハイブリッド同様に、孔及びねじ孔を設け、ねじ
をねしこむことにより閉鎖できる。

以上、接続導波管１６１〜１７２と導波管ハイブリッド
１１１〜１１６は一体に形成されるためフランジ等が不
要となり、前者と後者の直列線路は遠回りすることなく
直線的に構成できる。よって、装置は従来に比べ小型化
し、装置構成も容易となる。

第４図（ｂ）は接続導波管１６１，１６２，１７１．１
７２の位置関係を変形させたものである。入力端２８１
側では導波管ハイブリッド１１２により分配された２信
号波がそれぞれ導波管ダミー１５２，１５３の外側を伝
送されるよう接続導波管１６１，１６２を形成する。出
力端２９１側では導波管ハイブリッド１１６にて合成さ
れる２信号波が導波管ダミー１５４．１５５の内側を伝
送されるよう接続導波管１７１．１７２を形成する。以
上の構成により、出力端２９１側の導波管ハイブリッド
１１４，１１５後の接続導波管１７１．１７２が短距離
で構成でき、増幅された信号が更に低損失に伝送される
利点をもっている。

以上、実施例に基づいて本発明を説明してきたが、導波
管ハイブリッドにおいては、線路は変更可能であり、ま
た高周波電力増幅器においては、実施例では４分岐であ
るが８，１６分岐にも対応可能であり本発明は実施例に
限られるものではない。

〔効果　〕

以上本発明により導波管ハイブリッドを２つのブロック
により構成することにより、また高周波電力増幅器の接
続導波管と単位増幅器収容スペース及び導波管ハイブリ
ッドの構成を２枚の導波管材料板（金属ブロック）で溝
加工により形成することにより、小型化、軽量化ができ
るとともに、製作が容易となる。また高周波電力増幅器
においては接続導波管を短くできかつ接続部もな（、よ
り低損失に伝送可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はそれぞれ本発明の詳細な説明図第５図は導
波管ハイブリッドの説明図 第６〜９図はそれぞれ従来例の説明図である。 図中 １．５．２ｍ　　３１，５１．５ ２〜４．　３２−１．　３２−２ ３３−２．　３１１．　３４−２ ７・・・孔　　ねし・・・６゜ ８．９．１０・・・ねじ孔 １１・・・導波管部 ４１．４２．５４．５５・・ ４３〜４５．５６〜５８・・ ・直列線路 ・分岐線路 ・ブロック ３３−１゜ ・・溝 ５３・・・中間ブロック １００．３００・・・分配導波管 ２００．４００・・・合成導波管 １１１〜１１６・・・導波管ハイブリッド１２１〜１２
４・・・単位増幅器 １５１〜１５６・・・導波管ダミー １８１〜１８４・・・単位増幅器収容スペース１６１〜
１７２・・・接続導波管 １９０・・・マイクロストリップアンテナ２０１．２０
２・・・導波管材料板 ２１１〜２１６・・・導波管ハイブリッド２２１〜２３
２・・・接続導波管 ２４１〜２４４・・・単位増幅器 ２３３〜２３８・・・導波管ダミー ２５０・・・フランジ ２８１．２８２・・・入力端子 ２９１．２９２・・・出力端子 ３１１・・・直接線路 ３１２・・・分岐線路 ３１３・・・筐体 ・増幅部 ・変換部 素 本発明クヂｊ：１ｅｔｎ寅ネ峡務ｊｄ免明記％３図 皐 目 才疋釆砂ｊα糀面図 ′薬　６　記 従来Ｊｌｎ分解金り見目 算７　図 牟　イ亡乙　ｆｉ−１唱ら　ンコミ 、ネモ　　Ａ（４タリ 第　９　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）直列線路及び複数の分岐線路からなる導波管ハイ
   ブリッドに於いて、 一方のブロック（１）に、直列線路と分岐線路との形状
   に対応した溝（２，３，４）を形成し、該溝（２，３，
   ４）の開放部を平板状の他方のブロックにより閉鎖した
   ことを特徴とする導波管ハイブリッド。
2. （２）導波管ハイブリッドを介して分配または合成を行
   なう分配導波管及び合成導波管と、複数の単位増幅器を
   有し、該分配導波管及び該合成導波管のそれぞれの分岐
   端が、互いにそれぞれ前記単位増幅器の入力及び出力に
   接続されている高周波電力増幅器に於いて、 一枚の導波管材料板（２０１）に、分配導波管（１００
   ）と合成導波管（２００）の導波管ハイブリッド（１１
   １〜１１６）及び接続導波管（１６１〜１７２）と、単
   位増幅器収容スペース（１８１〜１８４）等の構成を一
   体の溝加工により形成し、形成された溝を別の一枚の導
   波管材料板（２０２）で閉鎖して構成することを特徴と
   する高周波電力増幅器。
3. （３）前記請求項２記載の高周波電力増幅器に於いて、 多段階にわたり分配及び合成を行ない、 分配導波管（１００）では、前段の導波管ハイブリッド
   （１１２）の出力に接続される２つの接続導波管（１６
   １，１６２）が、該接続導波管（１６１，１６２）に接
   続される後段の２つの導波管ハイブリッド（１１１，１
   １３）に接続される導波管ダミー（１５２，１５３）の
   外側に配置され、 合成導波管（２００）では、後段の導波管ハイブリッド
   （１１６）の入力に接続される２つの接続導波管（１７
   １，１７２）が、該接続導波管（１７１，１７２）に接
   続される前段の２つの導波管ハイブリッド（１１４，１
   １５）に接続される導波管ダミー（１５４，１５５）の
   内側に配置されることを特徴とする高周波電力増幅器。