JPH051124Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 マイクロ波増幅器の段間整合回路や負荷からの
反射波による損傷を防止したり、また送信波と受
信波を分離するアンテナ回路等に用いられる高電
力サーキユレータに関する。

〔従来の技術〕

１〜2GH_Zにおけるレーダバンドは近年マイク
ロ波トランジスタの出力電力の著しい向上により
送信機の固体化が進んでいる。これら固体化送信
では複数のマイクロ波トランジスタの出力電力を
合成し、既に数KW以上の出力が得られている
が、この高出力マイクロ波トランジスタ増幅器で
は出力回路の反射電力によりトランジスタが破損
することを防止するためにサーキユレータに無反
射終端を接続したアイソレータが必要欠くべから
ざる部品となつている。さらに高電力増幅器用の
サーキユレータでは耐電力性の向上及び小型化が
必要とされるため高電力集中定数形サーキユレー
タが望まれている。

集中定数形サーキユレータの基本構成は第４図
に示されるように対向した２枚の円板状フエライ
ト１−１，１−２の間に３本の導体２−１〜２−
３を網目状に編んだ中心導体３を設け、２枚のフ
エライト１−１，１−２の外側の面に地導体４−
１，４−２を密着配置し、さらにこの地導体４−
１，４−２の外側にフエライト１−１，１−２を
磁化する磁石５−１，５−２が設置されている。
又３本の導体２−１〜２−３のそれぞれの一端に
はコネクタ（図示せず）に接続される接続端子ａ
〜ｃ、他端には地導体４−２に接続される接地端
子ｄ〜ｆが設けられている。さらに接続端子ａ〜
ｃと地導体４−２との間にはそれぞれ並列コンデ
ンサ６−１〜６−３が接続されている。

又第５図は網目状の中心導体４の詳細を示すも
のであり、３本の導体２−１〜２−３はそれぞれ
接続端子ａ〜ｃから２本の分岐導体が分岐したコ
の字形をしていて、各々絶縁の関係を保ちながら
接地端子ｄ〜ｆにより地導体４−２に接地され
る。なお３本の導体２−１〜２−３の絶縁関係は
３つの接続端子ａ〜ｃから見た浮遊容量が全く対
称に分布するように交差絶縁されている。さらに
この絶縁性を保つために各導体２−１〜２−３の
分岐導体を誘電体（例えばテフロン粘着テープ）
で包んで各々の中心導体を構成している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

第６図は、従来の集中定数形サーキユレータを
第５図のＹ−Y′において切断した場合の矢印方
向を見た側面図である。第６図に示すように中心
導体３の一つの導体２−２の接地端子ｅは地導体
４−２と接続するために折り曲げられているが、
この場合導体２−２は接地端子ｅから他の導体２
−１〜２−３との交差部の最短位置（第５図にお
いては破線Ｂによつて囲まれた部分）では他の導
体２−１の上部にあるので、接地端子ｅを折り曲
げて地導体４−２に接地する際に隣接する導体２
−１の一部をまたぐ構成になる。したがつてこの
ような構造では第５図の破線Ｂによつて囲まれた
部分において空間的距離が短くなり電気力線が集
中し、絶縁破壊を起こしてしまう可能性がある。
なお、ここで空間的距離とは導体１２−１または
１２−２または１２−３が２つに分岐されて網ま
れ、各々が上下関係になつた時の接続端子ａまた
はｂまたはｃ側導体と地導体４−２の間の距離で
あり、フエライトで挟まれた部分および、フエラ
イト１の領域から離れた空間部分も含むものであ
る。また、第５図および第６図を参照すると分か
るように従来構造の接地端子ｅ側の導体２−１が
接続端子ａ側の導体２−２の上側に位置すると、
電圧の高い導体２−２から発生する電気力線は、
上側に位置する接地端子ｅ側の導体２−１のみな
らず、下側の地導体４−２へも電気力線が集中し
ます。かつまたフエライト１の領域外における空
間でも地導体４−２と接続端子ａとの距離は、接
続端子ｅ側の導体２−１の厚さ分だけ狭くなり、
耐電力的には弱くなる。

すなわち第７図は中心導体の等価回路図を示す
ものであり、並列コンデンサＣ、フエライト装荷
部の中心導体によるインダクタンスＬ、およびサ
ーキユレータの出力側負荷（図示せず）の終端イ
ンピーダンスを入力側に等価変換した終端抵抗Z_O
が並列に接続されている。動作周波数では並列コ
ンデンサＣとインダクタンスＬとは並列共振状態
であり、入力インピーダンスは整合がとれていて
上記終端抵抗Z_Oに等しい。この場合並列コンデン
サＣとインダクタンスＬとは並列共振状態であ
り、インピーダンスは整合がとれていて終端抵抗
Z_Oに等しい。今、入力電力をＰ(w)，インダクタン
スＬの両端の電圧をＶ(v)とするとＰ＝V²／Z₀と
なりＶ＝√_p・(v)になる。例えばZ_p＝50Ω，Ｐ
＝8KWのときＶ＝632Vの電圧が接続端子ａに加
わることになる。又第８図は中心導体の電圧分布
を示したものであり、接続端子ａから接地端子ｄ
において電圧は直線的に減少する。したがつて特
に第５図の破線Ｂによつて囲まれた部分では高い
電圧が印加されており、わずかな距離の差や空間
的配置の違いによつて電界の集中が生じ放電を招
くことになり、つまりこのような網目状の構造の
中心導体をもつた集中定数形サーキユレータでは
耐電力が十分でないという欠点があつた。

そこで本考案は以上の欠点を除去するもので耐
電力の大きな集中定数形サーキユレーターを提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するための本考案の構成を実
施例に対応する第１図を用いて説明する。なお本
考案の集中定数形サーキユレータでは中心導体の
構造を改良したものであり他の部分は従来の集中
定数形サーキユレータと同一である。

第１図に示すように本考案の集中定数形サーキ
ユレータを構成する中心導体１１は、一端の接続
端子ａ〜ｃから他端に接地端子ｄ〜ｆを有した２
本の分岐導体が分岐したコの字形の３本の導体１
２−１〜１２−３を網目状に編むことにより構成
される。また３本の導体１２−１〜１２−３の中
の一つ、例えば導体１２−２の接地端子ｅから最
短距離の位置にある他の２本の導体１２−１，１
２−３との交差部において、一つの導体１２−２
が他の２つの導体１２−１，１２−３よりも下方
に位置するような関係をすべての導体が満たすよ
うに３本の導体を網目状に編む。

〔作用〕

第２図は第１図に示した中心導体１１を第４図
の従来の集中定数形サーキユレータに設けた場合
の第１図のＸ−X′において切断した場合の矢印
方向を見た側面図である。第２図において導体１
２−２の接地端子ｅが地導体４−２に折り曲げて
接地される場合、導体１２−２の接地端子ｅから
他の導体１２−１，１２−３との最短位置にある
交差部では、導体１２−２は他の導体１２−１，
１２−３の下方にあるために他の導体１２−１，
１２−３をまたいで導体１２−２が接地されない
ので、接地端子ｅと接続端子ａとの空間距離が短
くならず電気力線の集中による絶縁破壊を防ぐこ
とができる。したがつて、本願の構成の様に接地
端子ｅ側の導体１２−１を接続端子ａ側の導体１
２−２の下側に配置すると、電気力線は導体１２
−１のみに集中し、地導体４−５には集中しな
い。さらに、フエライト領域外における地導体４
−２と接続端子ａとの距離は、従来構造に比べて
接地端子ｅ側の導体１２−１の厚さ分だけ広くな
り、耐電力的に向上する。

又このことは他の交差部（第１図における破線
Ａによつて囲まれた部分）においても同様であ
り、したがつて耐電力の大きな集中定数形サーキ
ユレータを構成することができる。

〔実施例〕

以下図面に示した実施例に基づいて本考案を詳
細に説明する。第１図は本考案の集中定数形サー
キユレータを構成する網目状に組まれた中心導体
を示すものであり、この中心導体以外は従来と同
構造により集中定数形サーキユレータが構成され
る。

第１図において、一端に設けられた接続端子ａ
〜ｃから分岐し他端に接地端子ｄ〜ｆを有し誘電
体（例えばテフロン粘着テープ）により包まれた
２本の分岐導体を有したコの字形の３本の導体１
２−１，１２−３をそれぞれの接地端子ｄ〜ｆか
ら最短位置にある交差部（第１図における破線Ａ
によつて囲まれた部分）が接続端子ａ〜ｃに対し
てすべて下方になるように網目状に編むことによ
り中心導体が構成される。

つまり３本の導体１２−１〜１２−３の中の一
つ、例えば導体１２−２の接地端子ｅからの最適
距離の位置にある他の２本の導体１２−１，１２
−３との交差部において、一つの導体１２−２が
他の２つの導体１２−１，１２−３よりも下方に
位置するような関係をすべての導体が満たすよう
に３本の導体を網目状に編むことにより中心導体
を構成する。

なお３本の導体１２−１〜１２−３を網目状に
編む際、各導体１２−１〜１２−３の位置関係は
各導体１２−１〜１２−３の２本の分岐導体の各
接地端子ｄ〜ｆから他の導体の分岐線路との交差
部に対して下／下／下／上と下／上／上／上の関
係を満たしており、いづれの場合でも各導体はそ
の接地端子から他の導体との交差部の最短位置に
おいて他の導体の下方になる。

さらにこの網目状に編まれた中心導体は第４図
に示されたものと同様に中心導体の各接続端子ａ
〜ｃはコネクタ（図示せず）に接続され、各接地
端子ｄ〜ｆは折り曲げられて地導体４−２に接続
されて集中定数形サーキユレータが構成される。

なお第２図は第１図の中心導体を組み込んだ集
中定数形サーキユレータにおいて、Ｘ−X′にて
切断した場合の矢印方向を見た側面図である。第
２図において接続端子ａと接地端子ｅとがまたが
らず並行してコネクタあるいは地導体４−２に接
続されていることがわかる。

又第３図は本考案の集中定数形サーキユレータ
と従来の集中定数形サーキユレータの電力試験結
果を示した図であり、本考案及び従来のサーキユ
レータを各々10個選び周波数1000MHz、パルス幅
1μs、Duty0.001の試験条件で整合負荷をかけ電
圧を徐々に上昇させて計測したものである。第３
図からも明らかなように放電開始電力が従来のサ
ーキユレータの８〜９（KWピーク）に対して本
考案のサーキユレータでは12〜13（KWピーク）
になり本考案のサーキユレータが耐電圧が大きく
なることがわかる。

ところで本考案では３本の導体１２−１〜１２
−３を網目状に編む場合、各導体の位置関係は各
導体の２本の分岐導体の接地端子から他の導体の
分岐導体との交差部に対して下／下／下／上と
下／上／上／上の関係を満たしているが、それぞ
れの分岐導体の接地端子から最短位置にある他の
分岐導体との交差部が接続端子に対してすべて下
方になるようにすれば他の組み合せにより網目状
の中心導体を構成してもかまわない。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案の構成によれば各導体
の接地端子から最短位置にある他の導体の分岐導
体との交差部が接続端子い対してすべて下方にな
るような網目状の中心導体を用いて集中定数形サ
ーキユレータを構成することで、耐電力の向上し
た集中定数形サーキユレータを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の集中定数形サーキユレータに
係る中心導体を示す上面図、第２図は本考案の集
中定数形サーキユレータを第１図Ｘ−X′におい
て切断した場合の矢印の方向を見た側面図、第３
図は本考案の集中定数形サーキユレータと従来の
集中定数形サーキユレータの耐電圧を比較した
図、第４図は従来の集中定数形サーキユレータを
示す分解斜視図、第５図は従来の集中定数形サー
キユレータの中心導体を示す上面図、第６図は第
４図の従来の集中定数形サーキユレータを第５図
のＹ−Y′において切断した場合の矢印の方向を
見た側面図、第７図は中心導体の等価回路図、第
８図は中心導体の電圧分布図である。 １−１，１−２……フエライト、４−１，４−
２……地導体、５−１，５−２……磁石、６−
１，６−２……コンデンサ、１１……中心導体、
１２−１，１２−２……導体、ａ〜ｃ……接続端
子、ｄ〜ｆ……接地端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 対向した２枚の円板状のフエライトと、前記フ
   エライトの対向面の間に設置され、かつ各々が複
   数に分岐された３本の導体のそれぞれの分岐側を
   接続端子、他端側を接地端子とし、互いに120度
   の間隔をおいて網目状に編んで配置されている中
   心導体と、前記２枚のフエライトの外面に密着
   し、かつ前記接続端子とはコンデンサを介し接続
   し、前記接地端子とは直接接続した地導体と、前
   記２枚のフエライトを磁化する磁石とから成る集
   中定数形サーキユレータにおいて、前記３本の導
   体の中の一つの導体の接地端子から最短距離の位
   置にある他の２本の導体との交差部にて、前記一
   つの導体が他の２つの導体よりも下方に位置する
   ような関係をすべての導体が満すように３本の導
   体を網目状に編むことを特徴とする集中定数形サ
   ーキユレータ。