JPS5830205A - フアラデ−旋波子形可逆移相器 - 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】 この発明はフェイズドアレイレーダに使用するファラデ
ー旋波子形可逆移相器の改良に関するものである。

まず、従来のファラデー旋波子形可逆移相器の構造と動
作を説明し１次いでこの発明の詳細な説明をおこなう。

＠１図はファラデー旋波子形可逆移相器の構造断面図を
示すものである。

フェリ磁性体＋１１とはぼ等しい比誘電率を持つ誘電体
（２）の広い一面に所定の抵抗値で、かつ。

適当な形状の抵抗膜（３１ヲ蒸着し、そしてこの抵抗膜
（３１ヲ挾むように２枚の誘電体を張り合せる。

この誘電体とフェリ磁性体（１１ヲ挾着した後。

両端の二面を除く他の全面を無電解メッキ法。

蒸着法などの手法により、メッキあるいは蒸着導波管（
４）（以下説明の便宜上メッキ導波管と呼ぶ）を形成す
る。

そして、このメッキ導波管（４）上に永久磁石（５１と
コイル（６）およびフェリ磁性体ヨーク（７１ヲ図示の
ように配置する。

さらに全体をシールドパイプ（８１および入出力導波管
（９）を導電性接着剤および構造接着剤等を用いて電気
的および機械的に接着する。そして整合誘電体αｌｔ−
両端に接着することにょつて移相器は組立てられる。

次に、第１図に示す移相器の動作原理について説明する
と以下のよう忙なる。

第１英英文字記号は同断面図の各部の動作機能を説明す
る為のものであり６Ｍ１．’！はインピーダンス整合部
、Ｇ、、Ｇ、は円偏波発生器、Ｌｌ。

−はリニアポラライザー、Ｆはファラデー旋波子である
。

同図にシ込で、左側からの直線偏波入カ波組ｎ、右側へ
の出力波をＥｏｕｔとし無損失を仮定すると 石、　＝　、−ｊ　（″を手用、Ｉｆ　　　　＝（１１
の関係が成立する。ここで＃Ｖはラッチング。

７アラデ一旋波子部の電気長で、＃！はその他の部分で
の固定電気長である。従ってａｖ　ｔ−適当に変えるこ
とｋようて適当な移相量を得ようトスるのがこの移相器
の動作原理である。フェリ磁性体中の残留磁化の強さと
方向はコイルに流すパルス電流の強さと方向を制御する
ことによって変化し、その結果としてｏｖヲ変化出来る
。

第２図は円偏波発生部Ｇ、　、　Ｇ、部を説明する為の
図である。第２図においていま（１）に示すようにメッ
キ導波管（４）に磁石（５）が装着され破線で示すよう
に磁化されているものとし、そこに紙面から紙背に進む
電波（直線偏波Ｋｏ）が入射したとすると、これは同図
（ｂ）および（、）に示す如（Ｅｘ。

１７モードに分解することができる。

Ｅｘモードに対しては磁力線ｐは負円偏波的に（１１−
）Ｋ”作用し位相は遅れｅ　　ＩＣ７モードに対しては
磁力１１ｑは正円偏波的（μ＋）ＶＣ作用し位相は進む
。上記μ＋０μｍは正負円偏波それぞれに対する透磁率
を示して訃シその大きさは磁石１５）の表面磁界の強さ
、フェリ磁性体＋１１の磁化程度。

周波数の関数で与えられる。従つて第１図に示す磁石（
５）の電流の伝播方向忙対する長さｄと磁石（５１０表
面磁界の強さを適切に選択することによりｌｘとＲ７の
位相ｔ−９００に保つことができる。

その結果、直線偏波を円偏波に変換することが可能とな
る。

第２図に示す構成では１円偏波発生器部Ｇｌを通過した
直線偏波は左旋円偏波に変換される。

ところが、このような構成を有する円偏波発生器部Ｇｌ
ｊ？よびＧ、を装着したファラデー旋波子形可逆移相器
の磁石（５１Ｋよる磁力線は、前述の１８２図（、）あ
るいはｍｓ図（、）の破線ｐおよびｑの如く、フェリ磁
性体１１１の断面内に分布するだけでなく、その他に第
１図（ｂ）および（、）に示す如く磁石（５１→フ工リ
磁性体（１１→ヨーク（７１→シールドパイプ（８１→
磁石（５１という経路でフェリ磁性体［１１の軸方向に
も分布する。但し第３図（ｂ）（第３図（、）のＢ−Ｂ
断面）に示す磁力線Ｂ１と同図（Ｃ）（第３図（、）の
ｃ−ｃ’断面）に示す磁力ｉｉＲ，とは方向が反対とな
る。

従うて４つの磁石＋５１　’にフェリ磁性体（１）に実
装し友場合の実効的な表面磁界が、理想的に等しい場合
は磁力１１ＲｔおよびＲ８は大きさが等しく方向が反対
であるので互いに打ち消し合い軸方向の磁束は残らない
。

ところが、現実には磁石（５１の表面磁界およびその分
布のバラツキ、実装時の磁石の位＆ｆれ。

磁石（５１とメッキ導波管（４）の間隙のバラツキ等が
あり、上記理由により消し残りの磁束がフェリ磁性体（
１１の軸方向に残りその磁束の向きと大きさによりファ
ラデー旋波子形可逆移相器の透過位相がバラツクことに
なる。

一方）、す磁性体＋１１に巻かれたコイル（６１に流す
パルス電流によって生ずるラッチング磁束φは本来フェ
リ磁性体ヨーク（７１→フ工リ磁性体（１１という径路
でフェリ磁性体（１１の軸方向に分布すべきものが、微
少ではあるが、フェリ磁性体（１）→磁石（５）→シー
ルドパイプ（８１→フユリ磁性体田−り（７）→フェリ
磁性体（１１という径路で残留している。

この残留成分はフェリ磁性体（１）あるいはフェリ磁性
体（７１がパルス電流により飽和に近づくにつれて増大
する性質を有しており、これが、ＩＧｓ図（、）に示し
たフェリ磁性体＋１１の断面内の磁力線Ｐ１訃よびｑＩ
ｌｃ影響を及はし０円偏波発生器部Ｇ０シよびＧ：が最
適状態からずれる。

その結果従来のファラデー旋波子形移相器ではパルス電
流によりフェリ磁性体（１１が飽和に近づくにつれ即ち
、移相状態により挿入損失が変動し、上記条件のもとで
は円偏波発生器部Ｇ１およびＧ２が最適状態からずれ挿
入損失の変動幅が増大する。

このような従来の欠点はフェイズドアレイアンテナ等に
この移相器を用いようとした場合重要な問題でありこの
問題の解決衣〈シて実用化はあり得ない。

この発明はこのような澗題点を解決しようとするもので
あり、以下この発明の一実施例を図により詳述する。

第４図はこの発明によるファラデー旋波子形可逆移相器
の構造断面図を示すものである。

第４図におい−［ｔｌ＋はフェリ磁性体、（２）は誘電
体、（３１は抵抗膜、（４）はメッキ導波管、（５１は
磁石。

（６１はコイル、（７１はフェリ磁性体ヨーク、（８１
はシールドパイプ、（９）は入出力導波管、側は整合誘
電体、αＢは不用磁束抑圧用誘電体である。

以上のような構造にしておけば不用磁束抑圧用誘電体α
υの効果により、第３図（ｂ）および（ｃ）Ｋ示した磁
石（５）→フェリ磁性体＋１１→ヨーク（７１→シール
ドパイプ（８１→磁石（５１という経路で構成される磁
路の磁気抵抗を従来の構造のファラデー旋波子形移相器
に比較して大幅にふやすことができ磁力線Ｒ１およびＲ
２をなくすことが可能になると同時にラッチング磁束φ
の円偏波発生部Ｇ□およびＧ２への漏れごみをなくすこ
とが可能となる。

上記不用磁束抑圧用誘電体Ｉは特殊なものでなく、ごく
普通の誘電体でよく、上記経路で構成される磁気抵抗は
第４図に示す不用磁束抑圧用誘電体（Ｉｎの厚みＴによ
り決定される。

この発明は以上のようになっているから前述の如く磁力
線Ｒ１およびＲ２０本数の差即ち磁化の差による軸方向
の消え残りの磁化の程度を極端によりめることができ、
少々表面磁界が異なる磁石（５１ヲ用いても透過位相の
バラツキをなくすことができる。

またラッチング磁束φが第３図（、）に示したフェリ磁
性体（１１の断面内の磁力線ｐおよびｑの本数即ち磁化
状態に及ぼす影響を前記理由により極端に減らすことが
てき、移相状態に訃ける挿入損失の変動幅を小さくする
ことができフェイズドアレイアンテナ用に適した移相器
を実現することができ、工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のファラデー旋波子形可逆移相器の構造断
面図、１ｇ２図は非可逆円偏波発生器の動作を説明する
為の図、第３図は従来のファラデー旋波子形可逆移相器
の欠点を説明する為の図、第４図はこの発明によるファ
ラデー旋波子形可逆移相器の構造断面図である。 図中、（１）はフェリ磁性体、（２）は誘電体、（３１
は抵抗膜、（４）はメッキ導波管、（５）は永久磁石、
（６）はコイル、（７１は）、り磁性体ヨーク、　ｔＳ
＋ａシールドパイプ、（９）は入出力導波管、αＧは整
合誘電体、αＤは本発明による不用磁束抑圧誘電体であ
る。 なお図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。 代理人　葛　野　信　− 第１ＷＪ ｑ ＦｈＬｔ　　Ｇｔ　　　　　　　　ＦＧｚ　　ＬｚＭｚ
（αン 。８、　　　　　　　　　　′の 第３図 に

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 フ、り磁性体、誘電体、抵抗膜、永久磁石。 コイル、７工リ磁性体ヨーク、メッキ導波管。 シールドパイプ、整合誘電体および入出力導波管とから
   なるファラデー旋波子形可逆移相器において、上記フェ
   リ磁性体、メッキ導波管および磁石から構成される円偏
   波発生器部とフｘり磁性体、メッキ導波管、コイルおよ
   びフェリ磁性体ヨークとからなるファラデー旋波子部と
   を構成するそれぞれのフェリ磁性体の間に不用磁束抑圧
   用誘電体を配置して一体化しそれによりメッキ導波管を
   構成したことを特徴とするファラデー旋波子形可逆移相
   器。