JPH09374U - 大きな高周波出力用の導波管分岐サーキュレータ - Google Patents
大きな高周波出力用の導波管分岐サーキュレータInfo
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- JPH09374U JPH09374U JP012741U JP1274196U JPH09374U JP H09374 U JPH09374 U JP H09374U JP 012741 U JP012741 U JP 012741U JP 1274196 U JP1274196 U JP 1274196U JP H09374 U JPH09374 U JP H09374U
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- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 4
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/32—Non-reciprocal transmission devices
- H01P1/38—Circulators
- H01P1/383—Junction circulators, e.g. Y-circulators
- H01P1/39—Hollow waveguide circulators
Landscapes
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 できる限り小形の構造を持ち、かつ余り費用
の高くない、小容積の磁石系を必要とする、大きな高周
波出力用に設計された導波管分岐サーキュレータを提供
する。 【構成】 この導波管分岐サーキュレータの高さが磁界
によって貫通される範囲内および分岐アーム（１，２，
３）内において分岐アーム（１，２，３）と結合され
た、動作周波数用に設計された接続導波管（４，５，
６）よりも少なくとも２０％減少せしめられており、か
つこの高さを減少せしめられた分岐アーム（１，２，
３）から接続導波管（４，５，６）への移行部における
横断面の段差が分岐アーム（１，２，３）内に配置され
た別のリアクタンス素子（１５，１６，１７）とともに
多回路フィルタを形成している。
の高くない、小容積の磁石系を必要とする、大きな高周
波出力用に設計された導波管分岐サーキュレータを提供
する。 【構成】 この導波管分岐サーキュレータの高さが磁界
によって貫通される範囲内および分岐アーム（１，２，
３）内において分岐アーム（１，２，３）と結合され
た、動作周波数用に設計された接続導波管（４，５，
６）よりも少なくとも２０％減少せしめられており、か
つこの高さを減少せしめられた分岐アーム（１，２，
３）から接続導波管（４，５，６）への移行部における
横断面の段差が分岐アーム（１，２，３）内に配置され
た別のリアクタンス素子（１５，１６，１７）とともに
多回路フィルタを形成している。
Description
【０００１】
本考案は、大きな高周波出力用に設計された導波管分岐サーキュレータであっ て、共振空胴内部に相互間隔を置いて保持されていて、しかも冷却されるように なっている、フェライト板で被覆された多数の金属プレートが上下に配置されて おり、かつ共振空胴外部に磁石系が配置されており、該磁石系がフェライト板に 対して垂直の方向の磁界を発生するようになっている形式のものに関する。
【０００２】
上記形式の導波管分岐サーキュレータは“ＩＥＥＥ・トランスアクションズ・ オン・マグネチックス（ＩＥＥＥ Transactions on Magnetics）”［Vol.Mag− １７、No.６、１９８１年１１月、２９５７〜２９６０頁］から知られている。 このサーキュレータは動作周波数５００ＭＨｚで最大２５０ＫＷの高周波出力用 に設計されたものであり、かつ通過減衰量約０.２〜０.４ｄＢと比較的狭い帯域 幅約０.６４％とを有しており、そのためにこのサーキュレータはきわめて敏感 に出力変動に応答する。その他この公知の導波管分岐サーキュレータの寸法はき わめて大きい。したがってこのサーキュレータはきわめて高い磁気エネルギーを 必要とし、かかる磁気エネルギーは費用の高い、大容積の電磁石を用いてのみ取 出すことができる。
【０００３】
本考案の課題は、できる限り小形の構造を持ち、かつ余り費用の高くない、小 容積の磁石系を必要とする、大きな高周波出力用に設計された導波管分岐サーキ ュレータを提供することである。
【０００４】
上記の課題を解決するための本考案の手段は、冒頭に記載の形式の導波管分岐 サーキュレータにおいて、この導波管分岐サーキュレータの高さが磁界によって 貫通される範囲内および分岐アーム内において分岐アームと結合された、動作周 波数用に設計された接続導波管よりも少なくとも２０％減少せしめられており、 かつ高さを減少せしめられた分岐アームから接続導波管への移行部における横断 面の段差が分岐アーム内に配置された他のリアクタンス素子とともに多回路フィ ルタを形成していることである。
【０００５】
本考案によりサーキュレータの高さが減少せしめられたことによってフェライ ト板で張り合わされた金属プレートの所要数が比較的僅かであるのが有利であり 、かつ比較的僅かな磁化エネルギーで足り、したがってまた必要とする磁石系も 従来技術よりも費用のかからない、しかも容積のより小さなもので足りる。必要 な磁化エネルギーが僅かであるため、電磁石とは異なりエネルギーを消費しない 永久磁石を支承することもできる。
【０００６】
図示の導波管分岐サーキュレータは３００ＫＷを上回る高周波出力、５００Ｍ Ｈｚの動作周波数用に設計されており、例えば加速器の共振器にきわめて高い高 周波エネルギーを供給するために用いられる。サーキュレータはこの高周波出力 を発生する高周波クライストロンを負荷から切り離すので、クライストロンは反 射される出力部分によって破壊されることはない。
【０００７】 かかる導波管分岐サーキュレータは図１から判るようにそれぞれ１２０゜互い にずらされた３つの分岐アーム１，２，３を備えており、これらの分岐アームは それぞれ接続導波管４，５，６と接続される。
【０００８】 サーキュレータの磁石系の内部構造および構成は、分岐アーム１の縦軸線を通 った断面図である図２から明らかである。
【０００９】 分岐アーム１，２，３の始点である共振空胴７内には相互間隔を置いて保持さ れた４つの金属プレート８が上下に配置されている。これらの金属プレート８は 上面と下面にフェライト板９を張り付けるための支持体として働く。すなわちサ ーキュレータの非相反な作用を行なうフェライトは多数の薄いフェライト板９に 分けられていて、高い動作出力によって惹起されるフェライト材料内の温度勾配 をできる限り小さく保つようにされている。フェライト材料を多数のフェライト 板に分割したことによって、“有効占積率”（フェライト板の厚さの総計対総高 さの割合）は、代表的な占積率０.６〜１.０が使用される従来の小出力用の導波 管サーキュレータの場合よりも小さい。占積率と帯域幅とは互いに比例的である ので、この高周波出力サーキュレータ用で達成可能な帯域幅は一般に小信号サー キュレータよりも小さい。以下で詳説する手段は帯域幅を高める働きをする。フ ェライト板内に発生した熱を排出するためには金属プレート８は冷却液によって 貫流される空間を有している。好適なフェライト板（５００ＭＨｚで０.０４ｄ Ｂのきわめて小さい減衰量を特徴とする）は例えば４πＭｓ＝約１０００Ｇの飽 和磁化と半値幅ΔＨ約２０Ｏｅを有している。フェライト板９は金属プレート８ 上に接着された３角形のセグメントから構成されており、セグメント間には小さ な間隙（約５０μｍ）が存在している。
【００１０】 この導波管分岐サーキュレータの高さは動作周波数に関して所定規格の寸法を 持つ接続導波管４，５，６に対して例えばぼお０.６対１の割合を持つが、ただ し少なくとも２０％減少せしめられている。サーキュレータのこの高さの減少に よって、共振空胴７内に取付けられる、フェライト板９を張った金属プレート８ の数は規格高さの共振空胴の場合よりも少なくてよく、また少数のフェライト板 ９が装荷された小容積の共振空胴７に対しては適用すべき磁化エネルギーも小さ くてよい。
【００１１】 適用すべき磁化エネルギーが小さければ小さい程、必要な磁石系も小容積で費 用も低い。この理由から本サーキュレータでは永久磁石を用いるだけでも十分で あり永久磁石が磁化エネルギーの主要部分を発生する。図２から判るように永久 磁石は共振空胴７の上方と下方に配置された２つの磁心１０，１１から成ってお り、その磁界はヨーク１２を介して閉じられる。２つの磁心１０，１１はそれぞ れ電気的な卷線１３，１４によって取巻かれている。卷線１３，１４は第１に磁 心１０，１１をサーキュレータに組付けた後に該磁心１０，１１を磁化するため に用いられる、それというのも磁化された後の磁心を組付けることは磁力が大き いためにきわめて困難であるからである。また卷線１３，１４は磁心１０，１１ と一緒に電磁石を構成しており、その磁界は卷線を流れる電流に関連して制御可 能である。電磁石は永久磁石から生じる磁化エネルギーに付加的に小さな磁化エ ネルギー分を発生するにすぎず、この磁化エネルギー分は電力の変動に起因する 、サーキュレータのストラグリングパラメータの変化が補償されるように調節さ れる。
【００１２】 最適なデータを得るためにはサーキュレータの設計時に一方で伝送すべき高周 波出力（電圧強度）、他方で減衰が考慮されなければならない。共振器範囲にお ける導波管の高さの減少は電圧強度とは逆の関係にある、それというのも高さ単 位当たりの磁界の強さが増大するからである。したがって導波管の高さの最小値 と最大電圧許容度との間の折衷点が求められなければならない。
【００１３】 負荷時のＱの減少にしたがってトランスミッション共振器の損失、したがって また共振の高まりが小さくなり、このことはまた電圧強度を高める。これらの性 質が本考案で利用されている。すなわち高さを減少せしめられたサーキュレータ は広幅変成を採用した場合に狭帯域用に設計された、規格横断面を有するサーキ ュレータと等しい出力を伝送することができる。
【００１４】 高さを減少せしめられたサーキュレータ分岐アーム１，２，３から接続導波管 ４，５，６への移行部における横断面段差と分岐アーム内に設けられた数個のリ アクタンス素子とで多回路フィルタが形成され、この多回路フィルタは接続導波 管への導波管分岐のきわめて広帯域な整合を行なう。導波管の広幅側の側面管に 延びた誘導作用を有する支柱１５，１６，１７がリアクタンス素子としてきわめ て好適であると示された。それというのもこれらは容易に調節可能であり、かつ きわめて高い磁界の強さに耐えるからである。誘導性の支柱の最適な配置（これ によってきわめて高い帯域幅（２０ｄＢ、約６％）と減衰量＜０.１ｄＢが達成 された）は図１に示されているように、横断面の段差からｌ１／λ約０.４６の 距離に並べて配置された２つの支柱１５，１６と横断面の段差からｌ１／λ約０ .１１の距離に位置する支柱１７から構成されている。
【００１５】 これらのデータが示すように、このサーキュレータの帯域幅は公知の技術に対 して係数１０上昇し、かつ０.２〜０.４ｄＢの減衰量は０.１ｄＢに低下せしめ られた。
【図１】本考案による導波管分岐サーキュレータの１実
施例の平面図である。
施例の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
１，２，３， 分岐アーム、 ４，５，６ 接続導波
管、 ７ 共振空胴、８金属プレート、 ９ フェライ
ト板、 １０，１１ 磁心、 １２ ヨーク、１３，１
４ 卷線、 １５，１６，１７ 支柱
管、 ７ 共振空胴、８金属プレート、 ９ フェライ
ト板、 １０，１１ 磁心、 １２ ヨーク、１３，１
４ 卷線、 １５，１６，１７ 支柱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ヴオルフガング ハウト ドイツ連邦共和国 バツクナング カント シユトラーセ 15 (72)考案者 ジクムント レンツ ドイツ連邦共和国 アスパツハ １ イム ミユールフエルト ９
Claims (5)
- 【請求項１】 大きな高周波出力用に設計された導波管
分岐サーキュレータであって、共振空胴内部に相互間隔
を置いて保持されていて、しかも冷却されるようになっ
ている、フェライト板で被覆された多数の金属プレート
が上下に配置されており、かつ共振空胴外部に磁石系が
配置されており、該磁石系がフェライト板に対して垂直
の方向の磁界を発生するようになっている形式のものに
おいて、この導波管分岐サーキュレータの高さが磁界に
よって貫通される範囲内および分岐アーム（１，２，
３）内において分岐アーム（１，２，３）と結合され
た、動作周波数用に設計された接続導波管（４，５，
６）よりも少なくとも２０％減少せしめられており、か
つこの高さを減少せしめられた分岐アーム（１，２，
３）から接続導波管（４，５，６）への移行部における
横断面の段差が分岐アーム（１，２，３）内に配置され
た別のリアクタンス素子（１５，１６，１７）とともに
多回路フィルタを形成していることを特徴とする、大き
な高周波出力用の導波管分岐サーキュレータ。 - 【請求項２】 導波管分岐サーキュレータの高さが動作
周波数用に設計された接続導波管（４，５，６）の高さ
の０.６倍に減少せしめられている、実用新案登録請求
の範囲第１項記載の導波管分岐サーキュレータ。 - 【請求項３】 分岐アーム内のリアクタンス素子として
誘導作用を持つ支柱（１５，１６，１７）が少なくとも
１つ導波管の広幅側の側面間に延びている、実用新案登
録請求の範囲第１項記載の導波管分岐サーキュレータ。 - 【請求項４】 磁界が永久磁石と電磁石とを有する磁石
系（１０，１１，１３，１４）によって生ぜしめられる
ようになっており、永久磁石が所望磁気エネルギーの大
部分を発生するように構成されている、実用新案登録請
求の範囲第１項記載の導波管分岐サーキュレータ。 - 【請求項５】 電磁石が制御可能であり、かつ導波管分
岐サーキュレータのストラグリングパラメータの、電力
に関連した変動を補償するように構成されている、実用
新案登録請求の範囲第４項記載の導波管分岐サーキュレ
ータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853527189 DE3527189A1 (de) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | Hohlleiterverzweigungszirkulator fuer grosse hochfrequenzleistungen |
| DE3527189.2 | 1985-07-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09374U true JPH09374U (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=6277116
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61177912A Pending JPS6229201A (ja) | 1985-07-30 | 1986-07-30 | 大きな高周波出力用の導波管分岐サ−キユレ−タ |
| JP012741U Pending JPH09374U (ja) | 1985-07-30 | 1996-12-13 | 大きな高周波出力用の導波管分岐サーキュレータ |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61177912A Pending JPS6229201A (ja) | 1985-07-30 | 1986-07-30 | 大きな高周波出力用の導波管分岐サ−キユレ−タ |
Country Status (4)
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| JP (2) | JPS6229201A (ja) |
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Families Citing this family (5)
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| US5291290A (en) * | 1989-05-08 | 1994-03-01 | Pesa Micro Communications, Inc. | High power broadcast transmission system with ferrite circulator |
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| DE3939409C1 (ja) * | 1989-11-29 | 1990-11-08 | Ant Nachrichtentechnik Gmbh, 7150 Backnang, De | |
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| JPS499143B1 (ja) * | 1967-03-22 | 1974-03-02 | ||
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Family Cites Families (5)
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| DE3026257C2 (de) * | 1980-07-11 | 1985-02-21 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Millimeterwellen-Zirkulator |
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1985
- 1985-07-30 DE DE19853527189 patent/DE3527189A1/de active Granted
-
1986
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- 1986-07-29 US US06/890,452 patent/US4717895A/en not_active Expired - Lifetime
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-
1996
- 1996-12-13 JP JP012741U patent/JPH09374U/ja active Pending
Patent Citations (4)
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Also Published As
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| JPS6229201A (ja) | 1987-02-07 |
| US4717895A (en) | 1988-01-05 |
| CH671117A5 (ja) | 1989-07-31 |
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