JPH0760964B2 - 歯状結合アイリス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、一つのマイクロ波構造から別のマイクロ波
構造へ壁を通って電磁波電力を結合するために使用され
る結合アイリスに関するものであり、特に２個のマイク
ロ波構造の間の電磁界の結合係数を増加させるように穴
の磁気偏波能力を増加させるために穴の周辺から内側に
伸びる１以上の歯を有する穴の形態のアイリスに関する
ものである。

［従来の技術］ フィルタの導波管および空洞のようなマイクロ波構造は
電磁波を含み、その波の各種モードの振動を維持する閉
じた壁の形態である。このような構造は、共通の壁によ
つて分離されている隣接する構造の閉じた領域が互いに
隣接している。２個の隣接するマイクロ波構造間で電磁
波電力を結合するために共通壁に結合アイリスを設ける
ことが通常行われている。アイリスは例えばスロットの
形態の細長い穴、または十字スロットのような２個のス
ロットの交差した形態に形成される。穴の形状の別の例
は正方形または円形の穴である。穴の寸法および形状は
所望の大きさの結合係数を与えるように選択され、これ
は入射フィールド成分に対する結合フィールド成分の比
である。穴の形状、寸法および位置はまた電磁波の振動
の特定のモードを選択的に結合させる。

特に重要なマイクロ波構造はマイクロ波フィルタにおけ
る円筒状共振器である。このようなフィルタにおいて
は、電磁波の高次の円伝播モード、特にTE₁₂₁を得るこ
とが有用である。マイクロ波フィルタへの適用に対して
は高いＱのTE₁₂₁円筒共振器モードに電磁波を結合する
ことが望ましい。Ｑは１サイクル当り消費されるエネル
ギに対する蓄積されたエネルギの比である。

［発明の解決すべき課題］ 標準結合アイリスの利用できるスロット形状はTE₁₂₁モ
ードおよびその他の高次空洞共振器モードに対して所望
の高い結合量を与えるためには非常に大きくなければな
らないという問題が生じる。しかしながら、大きな穴を
使用することは空洞壁に設けられた大きな穴の存在が空
洞中の電磁界を崩壊させ、さらに空洞のＱを許容できな
いような低い値へ低下させる別の問題を生じる。その結
果結合量を増加させるための拡大された穴の使用は低損
失で高次モードで動作するフィルタの有用性を失わせ
る。

［課題解決のための手段］ 上記の問題は、この発明によつて、マイクロ波構造間の
共通壁に第１の方向に延在する細長い穴として、結合ア
イリスを構成し、穴の中へ伸びる歯の形態を穴の周辺の
部分の少なくとも一部で形成することによつて解決され
る。２個のマイクロ波構造間の共通壁がアルミニウムま
た真ちゅうでのような金属で作られている典型的なマイ
クロ波構造においては、穴と穴の周辺の１以上の歯は数
値制御ミーリング機によつて駆動されるカッターによつ
て容易に形成され、穴の中央部分の方向に向いた１以上
の歯を加工することができる。表面電流が電磁波によつ
て誘起される共通壁の部分にアイリスを配置することに
よつて、表面電流はアイリスの歯の部分に入り、磁気ダ
イポールを形成しアイリスの磁気偏波と呼ばれる効果を
生じる。このような磁気ダイポールはアイリスを通る電
磁波電力の結合係数を増加させる。この発明によれば、
多数の歯のアイリスによつて結合が同じ長さおよび幅の
標準のスロット型アイリスの結合の約2.5倍に増加させ
ることができる。

［実施例］ 第１図はフィルタ10を示し、このフィルタ10は両端を第
１の端壁14および第２の端壁16によつて閉じられた円筒
状側壁12を具備し、直列に配置された複数の空洞を定め
ている。説明を簡単にするためにそのような空洞は図で
は２個しか示されていない。すなわち、第１の空洞18と
第２の空洞20とは共通の壁22によつて分離されている。
第１の導波管24は１対の幅の広い壁と１対の幅の狭い壁
を備えて方形断面を有し、第１の空洞18に電磁電力を供
給するために第１の端壁14と接している。電力は第１の
端壁14にスロット26として形成されている穴により第１
の導波管24から第１の空洞18に結合される。スロット26
の長手方向は第１の導波管24の幅の広い壁面と平行であ
る。方形断面の第２の導波管28は第２の空洞20から電磁
電力を抽出するために第２の端壁16と接している。電力
は第２の端壁16にスロット30として形成されている穴を
介して第２の空洞20から第２の導波管28に結合される。
スロット30の長手方向は第２の導波管28の幅の広い壁面
と平行である。両方のスロット26,30は第１図に示すよ
うに歯を有する蛇行形状に形成されてもよく、或いは直
線的な方形スロットとして形成されてもよい（図示せ
ず）。

この発明によれば、電磁電力は共通壁22に設けられたア
イリス32を介して第１の空洞18から第２の空洞20へ結合
される。アイリス32はスロット26,30の両者と平行なス
ロットの形態である。アイリス32は歯34を備え、それは
アイリス32のスロット形状の両側縁からアイリス32の中
心線の方向に向いて突出している。歯34はアイリス32の
中心線の方向に向いた壁22の材料の延長部によつて形成
され、歯34は自動ミーリング機中のカッターを使用する
ことによつて容易に形成することができる。壁22および
フィルタ10のその他の壁12,14,16はアルミニウム、真ち
ゅうの等の導電材料で製作される。

第２図はこの発明のアイリスによつて結合された２個の
マイクロ波構造の別の例を示す。第２図において、第１
の導波管36は第２の導波管38に結合され、それら両者は
方形断面であり、２個の導波管36,38の間の接合部にお
いて共通の幅の広い壁40を共有している。２個の導波管
36,38は互いに平行である。アイリス42はこの発明にし
たがつて構成され、共通の幅の広い壁40に設けられ、第
１の導波管36から第２の導波管38に電磁電力を結合させ
る。第１図および第２図の両方のマイクロ波構造におい
て、これらの構造が可逆的に動作し、したがつて電磁電
力は第２の導波管28からフィルタ10を通って第１の導波
管24に（第１図）、および同様に第２の導波管38からア
イリス42を通って第１の導波管36に（第２図）送られる
こともできる。アイリス42はアイリス32（第１図）と同
じ形状を持ち、導波管36および38のそれぞれにおける電
磁電力の流れに垂直の方向に配置されている。アイリス
42は第１の導波管36の対向する側壁44と46の間で測定し
て任意の長さにすることができ、典型的なアイリス42の
長さは２個の側壁44,46間の距離のほぼ２分の１であ
る。図ではアイリス42は３個の歯を有するものとして示
されているが、これはアイリス32の歯と同数であり、所
望によりさらに歯を追加してもよい。

第３図は第１図の共通壁22の拡大図を示し、穴32は壁22
に設けられている。第３図はアイリス32がミーリング機
械の回転カッターを使用して製作できることを示してお
り、アイリス32の穴の幅はそのようなカッターの直径に
等しい一定値を有している。

第４図は、第３図のアイリス32と同様に製作できるが、
５個の歯50を有するように変形されているアイリス48を
示している。歯50の個々のものは50A〜50Eとして示され
ている。アイリス48は中心軸52に沿った細長いスロット
形状である。歯50はアイリス48の周辺領域の、中心軸52
の両側から中心軸52の方向に向かって内方に出ている延
長部によつて形成されている。各歯50は同じ幅を有し、
この幅はアイリス48の曲りくねった穴の幅に等しい。ア
イリス48は、第３図の構造に関して説明したようにミー
リング機械の円カッターを使用して曲りくねった穴を形
成され、その際カッターは中心軸52を横切る方向と中心
軸52に平行な方向との両方の２次元的な曲りくねった経
路に沿って移動し、カッターの通路中の材料が除去され
ることによつて歯50が形成される。その代わりに、アイ
リスの偏波性に対する要求に応じて、曲りくねった穴に
変化した幅を持たせることができ、或いは歯の幅よりも
広い幅の穴を形成することもできる。さらに所望によつ
ては異なった幅の歯を設けることもできる。第５図は、
第４図とは異なるこの発明の１実施例を示し、それにお
いては同じ数の歯が上および下に向かって伸び出てい
る。

第３図および第４図の構造は第４図のものの歯50の数が
第３図のものの歯34の数に比較して多いことを除けば同
じである。歯50A,50B,50Cは中心軸52の一方の側の３個
の歯のアレイであり、一方歯50Dおよび50Eは中心軸52の
反対側の２個の歯のアレイである。歯50Dは歯50Aと50B
の間に挟まれており、歯50Eは歯50Bと50Cの間に挟まれ
ている。歯50は互いに平行であり、中心軸52に垂直であ
る。第３図は壁22中のアイリス32の典型的な配置を示
し、この配置は壁22中のアイリス32の中心位置を与え
る。アイリス32の長さおよび位置はアイリス32を通って
結合される電磁波の特定のモードに応じて選択される。

動作において、アイリス32は電磁波が表面電流を誘起す
る壁22の部分に位置し、この表面電流は歯に直接流れる
ようにアイリスの縦軸を横切る方向に流れる。各歯34中
に誘起する交流電流に応じて、磁界が誘起され、それは
各歯において磁気ダイポール生成するように歯34の対応
するものの周囲を円形に巡る。この発明は、低次モード
および通常のアイリススロットによつて現在得られる1
2,000のＱではなく、19,000の共振器のＱを得るために
高次空洞モードと関連して使用されることができる。ア
イリス32および48は電磁波の高次および低次モーの両方
に結合するために使用されることができる。多くの歯を
有するアイリスは適当な結合を得ることが困難である任
意の通常のアイリスに置換して使用されることができ
る。さらに、高Ｑ共振モードへの適用に対して、多数の
歯を有するアイリスは高Ｑ特性を保持する。したがつ
て、従来得られるものよりも低い損失のマイクロ波空洞
共振器フィルタが実現できる。

上記実施例は単なる例示として説明されたものであり、
その変形、変更は当業者によつて容易に行い得ることを
理解すべきである。したがつて、この発明はここに説明
した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲
に記載された発明の技術的範囲によつてのみ限定される
べきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、円筒状構造の２個の空洞よりなるフィルタの
斜視図であり、第２図は、この発明のアイリスによつて
結合された２個の導波管を示す。第３図は、第１図の２
個の空洞を分離する共通壁の平面図であり、第４図はこ
の発明の１実施例のアイリスの穴の形状を示す。第５図
は、第４図のものと異なったアイリスの穴の形状を示
す。 10……フィルタ、12……円筒壁、14,16……端壁、18,20
……空洞、22……共通壁、24,28……導波管、32,42,48
……アイリス、34,50……歯。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−253301（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−172002（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−84551（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−155803（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−65501（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−141101（ＪＰ，Ａ) ＩＲＥ Ｔｒａｎｓ．ＭＴＴ，”ＭＩｃ ｒｏｗａｖｅ Ｂａｎｄ−Ｓｔｏｐ Ｆｉ ｌｔｅｒｓ Ｗｉｔｈ Ｎａｒｒｏｗ Ｓ ｔｏｐ Ｂａｎｄｓ”，（Ｌ．Ｙｏｕｎ ｇ，ｅｔ．ａｌ，ｖｏｌ．ＭＴＴ−10，Ｎ ｏ．６，ＰＰ．416−427)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁波を維持するような形状の複数の容器
   を有するマイクロ波回路において、 前記容器の２個のものを分離する壁と、 この壁上に配置され、第１の長い側およびこの第１の長
   い側と対向する第２の長い側を定める前記壁に沿った第
   １の方向に延在する細長い穴として形成されたアイリス
   とを具備し、 前記壁の少なくとも一部分は前記穴中に向きそして２つ
   のアレイに配列された複数の歯を構成し、前記２つのア
   レイのうち第１のものは前記穴の第１の側に位置し、前
   記２つのアレイのうち第２のものは前記穴の第２の側に
   位置し、前記第１のアレイは前記第２のアレイより１つ
   多い歯を有し、 そして前記歯はアイリスの周縁の一部を形成して前記壁
   を通る前記アイリスを介する電磁波電力の結合を増大さ
   せていることを特徴とするマイクロ波回路。
2. 【請求項２】前記歯が平行である特許請求の範囲第１項
   記載のマイクロ波回路。
3. 【請求項３】前記穴は前記歯の一つの幅に等しい幅を有
   する蛇行形状を有する特許請求の範囲第１項記載のマイ
   クロ波回路。
4. 【請求項４】前記穴は前記第１の方向に細長く、前記壁
   の対応する寸法のほぼ半分に等しい距離で延在している
   特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波回路。
5. 【請求項５】前記各容器は空洞を定める円筒であり、前
   記壁は円形の周辺を有しており、前記アイリスは前記壁
   の中央に位置している特許請求の範囲第４項記載のマイ
   クロ波回路。
6. 【請求項６】前記各容器は方形導波管であり、前記壁は
   前記２個の導波管の間の共通の側壁であり、前記アイリ
   スは前記各導波管の両側壁間の中央に位置しており、前
   記第１の方向は前記導波管の一つの電磁波電力の伝播方
   向に垂直である特許請求の範囲第４項記載のマイクロ波
   回路。