JPS5856287B2 - 無線周波エネルギ−送信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には無線周波発振器ｔこ関し、更に具体
的には、複数の固体装置からの出力を結合するようにな
っているそのような型の発振器で用いる無線周波エネル
ギー送信装置に関する。

長年前から複数の発振器回路の各々からの無線周波信号
をいわゆる「結合装置」内で実効上加え合わせて大きな
振幅の単一の無線周波信号を発生することができること
が知られている。

発振回路内の能動素子としてのインバットダイオードな
どの固体装置の発達と共に、結合回路への関心は増して
いる。

これらの装置の平均レベルおよびピークレベルは充分に
高く、実用的な数の装置を適当な結合回路内で結合する
ことによって有効な送信装置出力レベルが達成される。

固体装置を用いる例示的結合回路は米国特許第３６２７
１７１号（クロカワ他）の明細書および米国特許第３９
３１５８７号（バーブ（Ｈａｒｐ）他）明細書に示され
ている。

これらの米国特許明細書の両方は連続波（ＣＷ）発振器
として動作させられる複数のインバットダイオードを備
えかつこれらのダイオードの各１つが共通の空胴に結合
されるｌっの発振回路内にあるようになっている結合回
路を示す。

異なる連続波発振器の無線周波発振間に必要な周波数お
よび位相関係は動作をこおいてその共通空胴の特性によ
って定められる。

上記２つの米国特許明細書に示された結合回路のいずれ
も「定常状態」すなわち連続波発振を生ぜしめていると
きは満足であるけれども、いずれも無線周波エネルギー
のパルスを発生するのに用いられたときは幾分具なる状
況が得られる。

パルス発生用の設計は動作の安定性、結合効率およびス
ペクトルの純粋性を同時に達成するように最適化するこ
とができる。

パルス動作インバットダイオード発振器に関するもう１
つの問題であって上記２つの米国特許明細書のいずれで
も述べられていないものは、このような装置は最良の動
作を行うためには特定の方法で有効に電流制御される電
源を必要とするということである。

特にこの電源は各パルスのスペクトルの純粋さが維持さ
れるべき場合は各パルス発生期間中インバットダイオー
ドの接合の温度増加を補償するようになっていなければ
ならない。

加うるに、パルス発生動作が希望されるときは、各パル
スの立上り時間および立下り時間は各無線周波パルスの
スペクトルを希望するように整形するのを可能ならしめ
るように制御可能でなければならない。

上記の米国特許第３６２８１７１号に係る発明者である
クロカワ他によって、ＴＥｏＩＮモード（Ｎは結合され
る装置の数の半分に対応する整駒以外のモードで動作す
る共通の長方形空胴を備える結合回路をつくりうろこと
が述べられている。

クロカワ他によって与えられる特定の例はＴＥｏ２Ｎモ
ードで動作する共通の長方形雲胴である。

クロカワ他はまたこの共通空胴がＴＥ０２Ｎ”−ドまた
はそれよりも高次のモードを維持するように寸法づけら
れたときは従来のモード抑制器を用いうろことを述べて
いる。

上記の米国特許第３９３１５８７号に係る発明者である
ハープ他によって示される共通の円筒形空胴はＴＭｏ１
ｏモードで動作させられるが、但しおそらくは例えばＴ
Ｍ０２０モードなどのより高次のモードを維持するのを
可能ならしめるためにモード抑制器を合体しようと思え
ば合体できる。

いずれの場合であれ、ダイオード発振器の縦軸およびハ
ープ他によって示される空胴は互に平行であるという事
実のため）こ、与えられた１つの環境について共通の１
つの円筒形空胴に結合され得るダイオード発振器の最大
数はその寸法の１つのダイオード発振器の外径に対する
比によって定められる。

ダイオード発振器の最大数（こ対するこのような制限は
、代って、結合され得る無線周波エネルギーの量に対し
不所望な上限を与える。

従って、本発明の主要な目的は１つの結合回路内で結合
される出力を有する複数のパルス動作インバットダイオ
ード（または他のそのような装置）を用いる改良された
「固体」送信装置を提供すること。

本発明の他の目的は、インバットダイオードに対する結
合回路であって、このようなダイオードが動作する周波
数が「挿入ロック（１ｎｊｅｃｔｉｏｎｌｏｃｋ ）技
術によって定められ、これによりその周波数か水晶発振
器によって制御されるようになった改良された結合回路
を提供することである。

本発明の他の目的は、インバットダイオードに対する結
合回路であってこのようなダイオードの数が従来技術に
より配列されるインバットダイオードの数の少くとも２
倍にされうるようになった改良された結合回路を提供す
ることである。

本発明の他の目的は、インバットダイオードに対する結
合回路であって動作周波数がこれらのダイオードの接合
における温度の変化によって実質上影響を受けないよう
な仕方でこれらのダイオードが動作中バイアスされるよ
うになった結合回路を提供することである。

本発明のこれらおよび他の目的は、概略的ｔこ言えば、
固体送信装置内に、１つの円筒形空胴に結合される複数
のパルス動作ダイオード発振器を用いる結合回路を設け
、この空胴内の無線周波エネルギーが各パルスの期間中
に水晶制御発振器（これは連続的に動作させられる）か
らの無線周波エネルギーに挿入ロックされるようをこす
ることによって達成される。

これらのパルス動作ダイオード発振器からの無線周波エ
ネルギーパルスは各パルス動作ダイオード発振器内のイ
ンバットダイオードに直流信号を加えることによって周
期的に発生され、これらの信号はインバットダイオード
を適当にバイアスするようになっている変調器から得ら
れる。

本発明は更（こパルス動作ダイオード発振器の数を最大
にしうるような結合回路をも提供する。

以下図面を参照しながら本発明を説明する。

第１図を参照すれば、本発明（こ従う固体送信装置１１
は従来の構成の一対のサーキュレータ１３．１５の１つ
とそれぞれ概略的に関連でけられている２つの段（参照
番号はつけず）を有するのが知られる。

サーキュレータ１３と関連づけられている第１の段すな
わち低出力段は空胴１７を有し、この空胴１７に対して
同軸発振器１９が磁気的に結合されている（破線で示さ
れている）。

サーキュレータ１５と関連づけられている第２の段すな
わち高出力段は空胴２１を有し、この空胴２１に対し複
数（ここでは９つ）の同軸発振器２３の各１つが磁気的
に結合されている（破線で示されている）。

同軸発振器１９および同軸発振器２３（第２図（こ詳細
に示されている）は変調器２５からの出力信号によって
作動され、これらの変調器２５は同期装置２９からの作
動信号が供給されたときにはいつでも同軸発振器１９お
よび同軸発振器２３に対し直流電源２７からのバイアス
電圧を加えるようになっている。

空胴１７および２１はここでは円筒形空胴であり、これ
は後により詳しく説明される。

ここではこれらの空胴は伝播させられるべき無線周波数
においてＴＭ、ＱＩＱ発振モードを維持するように寸法
つけられるのが好ましいということを述べれば充分であ
る。

更に、これらの空胴は最適のＱを有するように調和させ
られており、それらの内壁は高伝導性材料で被覆される
か或いはオーム損失を減らすようにみがかれる。

図示した送信装置を完成するために、水晶制御発振器３
１は図示されたようにサーキュレータ１３に接続され、
アンテナ組立体３３は図示されたようにサーキュレータ
１５に接続されている。

水晶制御発振器３１は空胴１７および２１のロッキング
帯域幅の範囲内の周波数にある連続的発振を生じさせる
任意のありふれた構成のものにしうる。

アンテナ組立体３３もありふれた構成のものとしうる。

しかしながら、アンテナ組立体３３をモノパルス・アレ
イ・アンテナとするのが好ましく、その場合サーキュレ
ータ１５の出力はアイソレータ（図示せず）を介してそ
のアレイ・アンテナの演算装置（図示せず）の和端子に
接続される。

このときにはその演算装置の差端子はモノパルス受信機
（図示せず）の差チャンネルに接続され、アイソレータ
の適当な端子はモノパルス受信機の和チャンネル（こ接
続されることになろう。

動作において水晶制御発振器３１の出力はサーキュレー
タ１３を介して空胴１７に連続的に供給されるのが認め
られよう。

従って、水晶制御発振器３１の周波数にある発振が空胴
１７内に連続的ｌこ誘起される。

従って、同軸発振器１９がパルス動作するときにはいつ
でも、結果的に生ずるパルス動作発振は水晶制御発振器
３１によって生ぜしめられるものにロックされるという
ことになる。

すなわち、同軸発振器１９のパルス動作のスペクトルの
中心線は水晶制御発振器３１によって定められる周波数
にロックされる。

空胴１７の出力はサーキュレータ１３，１５を介して空
胴２１に送られる。

同軸発振器２３は空胴２１の共振周波数において互に同
位相で強制的に共振させられる。

従って、同軸発振器２３の出力エネルギーは空胴２１に
おいて結合される。

空胴１７からのこれらのパルス動作発振が存在するとき
は、これが「挿入ロッキング１ｎｊｅｃｔ ｉｏｎｌｏ
ｃｋｉｎｇ）信号」として作用するので、空胴２１から
の高エネルギースペクトルはこれらの発振のスペクトル
と自動的に揃えられる。

このときには空胴２１からのパルス動作発振は近似的に
は空胴１７からのパルス動作発振を増幅した複製の形に
ある。

当業者には、固体送信装置１１で用いられる空胴１７，
２１の共振周波数は最良の動作に対しては水晶制御発振
器３１の出力の周波数と同じになるべきであることは明
白であろう。

更に、任意の実際的場合において経験されるいかなる不
揃いも空胴１７の同軸発振器１９との組合せおよび空胴
２１の同軸発振器２３との組合せのロッキング帯域幅よ
りも小さくなければならないことは明白である。

田ンキング周波数はロッキング利得に逆比例する。

固体送信装置１１で用いられる典型的利得（１段あたり
１０−１５デシベル）に対しては空胴１７の同軸発振器
１９との組合せの帯域幅は数十分の一φであり、空胴２
１の同軸発振器２３との組合せのそれは３％以下である
。

当業者には広範囲の周囲温度の変化および最大温度は送
信装置に影響を及ぼす２つの要因であることは明らかで
あろう。

ターンオンしたとき同軸発振器１９．２３の各々内のイ
ンバットダイオードの接合の温度は数分の一秒内に２０
００Ｃだけ周囲よりも高く上昇する。

２２０℃よりも高い接合の温度においてはこのインバッ
トダイオードの信頼性は温度のｉｏ’ｃの増加毎に約２
分の１だけ減少させられる。

前述のことは成る型の温度制御装置が用いられるべきこ
とを示唆するけれども、単Ｉこ空胴１７および２１を並
置させそして冷却剤（水など）が同軸発振器１９．２３
内のインバットダイオードの接合で発生される熱を消散
させるようにありふれた型の冷却コイル（第１図には示
さず）を設けるのが適当であることが見出された。

ここで第２図を参照すれば、第１図の同軸発振器１９．
２３の各１つは一区分の同軸線路（参照番号をつけず）
内をこ装着されたインバットダイオード４０を含むこと
が知られる。

この同軸線路の各々はここではアルミニウムブロック（
参照番号をつけず）内に実質上円筒形の開口を形成して
外部側導体４２内に中心導体４４が後述するような仕方
で支えられる状態にて外部側導体４２をつくることによ
ってつくられる。

インバットダイオード４０はヒートシンク４６（これは
図示されたように外部側導体４２によって支えられる）
と中心導体４４上に摺動可能に支えられている金属キャ
ップ４８との間に装着されている。

インバットダイオード４０は金属キャップ４８のくぼみ
（図示せず）内に導電性エポキシを用いて接着しそして
ヒートシンク４６の開口（参照番号をつけず）内にはん
だ付けすることによっであるべき位置に維持するのが好
ましい。

絶縁スリーブ５０が図示されたように配置されていて金
属キャップ４８を外部側導体４２およびヒートシンク４
６から階離する。

スプリング５４が金属キャップ４８と中心導体４４との
間に配置される。

ここでは金属キャップ４８からつくりあげられる第１の
インピーダンス変成器（参照番号をつけず）、絶縁スリ
ーブ５０およびスリーブ（ここではべＩＪ ＩＪウム銅
からなる）が図示されたようｌこインバットダイオード
４０に隣接して配置される。

ここでは中心導体４４に接着させられた任意の適当な誘
電材料からなりかつ外部側導体４２内に摺動可能に配置
されているスリーブ５６からなる第２のインピーダンス
変成器（参照番号をつけず）も図示されたように配置さ
れている。

これら２つのインピーダンス変成器の目的は後に詳細に
説明される。

ここではテーパをつけられかつ図示されたようｆこ外部
側導体４２の相応肩部（参照番号をつけず）によりかか
るように配置されている終端用負荷５８が中心導体４４
上に摺動可能に装着されている。

この終端用負荷５８は絶絶キャップ６０によって相応肩
部によりかかるようにあるべき位置に維持され、この絶
縁キャップ６０はねじ山つき金属部材６２によって終端
用負荷５８によりかかるようにさせられている。

終端用負荷５８の材料はここでは「エツコソーブ（、Ｅ
ＣＣ０８ＯＲＢ）ｌ（マサチューセッツ州カントンのマ
イクロウェーブ・プロダクト・デビジョンのエマーツン
・アンド・カミング・インコーホレイテッドの商標であ
る）として知られている材料である。

ねじ山つき金属部材６２のねじ山は中心導体の対応する
ねじ山部分（参照番号をつけず）と組をなすようにされ
ている。

絶縁隣接部材６４は中心導体４４に形成された端部（参
照番号をつけず）に配置されている。

バイアス用電線６６が図示されたように外部側導体４２
を通して通過するフィードスルー（ｆｅｅｄｔｈｒｏｕ
ｇｈ） ６８に支えられている。

バイアス用電線６６の内端は任意のありふれた方法（例
えば、はんだ付け）でねじ山つき金属部材６２に接続さ
れている。

外部側導体４２は空胴７０中へと開放している。

前述したことから、（イ）バイアス用電線６６が電源（
第１図の変調器２５の１つなど）に接続された場合は電
圧がねじ山つき金属部材６２を通して中心導体４４、ス
プリング５４、およびインバットダイオード４０の１つ
の電極に対する金属キャップ４８に加えられること、お
よび（ロ）スリーブ５６とスリーブ５５との間の距離は
絶縁隣接部材６４を回転することによって変えられるこ
と、が知られよう。

この場合バイアス用電線６６を通して最終的にインバッ
トダイオード４０に加えられる電圧は後述するような仕
方で変調器２５（第１図）の１つから得られる。

ここではこの要素は（イ）インバットダイオード４０を
なだれ降服ｌこ必要なレベルよりも幾分低いレベルにバ
イアスするためのペデスタル電圧（一定の直流電圧を意
味する）、および（ロ）成る選択されたパルス繰返し周
波数において、このペデスタル電圧（こ加算されてイン
バットダイオード４０の両端間のバイアスのレベルをな
だれ降服が生ずるレベルよりも高いレベルにまで周期的
に上昇させる電圧、を発生することを述べれば充分であ
る。

典型的には、カルフォルニヤ州パロアルトのヒユーレッ
ド・パラカード・カンパニーによる０パート・ナンバー
５０８２−０７１０（Ｘ帯ダブル・ドリフト・インバッ
ト・ダイオード）という名称のものなどのインバット・
ダイオードを用いたときは、このペデスタル電圧は１２
５ボルト（直流）の程度であり、パルスは３０φの衝撃
係数をもち１００ないし１００ナノ秒の期間に対し２５
ボルトの程度である。

変調器２５（第１図）から以き出される電流は各パルス
の期間中におけるインバットダイオードの接合の加熱に
よるインバットダイオードの出力の周波数変化を補償す
るように制御される。

このようにして、現在の場合（そこでは９つの同軸発振
器を用いる結合回路からの無線周波出力のレベルは最小
の周波数掃引をもって１００ワツトの程度のはずである
）同軸発振器の各１つに対する各パルスにおける電流は
各電圧パルスがペデスタル電圧に加えられるとき増加さ
せられる（第３図（こ関連して説明される）。

任意のパルス動作発振回路からの無線周波信号のスペク
トルの純粋さはこのような回路内の変調信号の前縁およ
び後縁の形状によって影響を受けるので、変調器２５（
第１図）は可調整の立上り時間および立下り時間を有す
る前縁および後縁をもつパルスを提供するように構成さ
れている（第３図に関連して説明される）。

第１および第２のインピーダンス変成器の目的は希望す
る動作周波数ｆこおいて、空胴７０の比較的に高いイン
ピーダンスに対する各パルスの期間中にインバットダイ
オード４０の比較的に低いインピーダンスと整合するこ
とである。

このようなインピーダンス整合が行われる方法の基礎と
なる原理は１９７１年１０月のアイ・イー・イー・イー
・トランスアクションズ・オン・マイクロウェーブ・シ
オリイ・アンド・テクニックスＭＴＴ１９巻第１０号に
示されているカネユキ・クロカワによる「ザ・シングル
・キャビティ・マルチプル・デバイス・オシレータ」と
いう表題の文献に明確に示されている。

今述べた文献の要旨は、各インバットダイオードに対す
る明確に定められたアドミッタンスを仮定すれば、単一
段のインピーダンス変成器のパラメータは発振に対し必
要な条件を満たすように定められる。

すなわち、この発振に必要な条件とは、（１）希望する
動作周波数におけるダイオードのインピーダンスの負の
数に等しい負荷を与えること、（１１）負荷およびダイ
オードのインピーダンス特性間に正しい位相角を与える
こと、および曲）不所望周波数における発振を防止する
こと、である。

上述した文献でとられている技術は複数の同軸発振器の
出力を結合するための空胴を用いるワーキング結合回路
を設計するのを可能ならしめるけれども、そのような設
計は実際上実施するのが困難である。

１つの単一段インピーダンス変成器（これは本来的に狭
帯域の装置である）の使用はそれの限られた融通性のた
めに満足な動作を行うのに必要な基準の全てを同時に満
足するのを困難ならしめる。

この困難は複数のインバットダイオードが複数の同軸発
振器内でパルス動作モードで動作させられるときは混合
させられて大きくなる。

すなわち、複数のインバットダイオード（各々は無線周
波出力および直流バイアス電流と共に非線形に変化する
種々のアドミッタンスを有する）の各１つからの出力が
周期的に結合させられるべきときは（ここでのように）
、不満足な動作を生じさせる諸条件を避けるのは殆んど
不可能である。

発振に対するタロカワが挙げた基準を満足させかつ個々
のダイオードの同調の調整を行うのを可能ならしめるた
め扱われるべき付加的同調手段を提供するために、１つ
の可動変成器を含みた一組の縦続接続された同軸変成器
が各ダイオード線路に用いられ鼻。

インパッドダイオード４０および第１のインピーダンス
変成器は同軸発振器内に配置されたとき単一サブアッセ
ンブリの部分であるということが思い起こされる。

この第１のインピーダンス変成器に対する第２のインピ
ーダンス変成器の位置は調整可能であるということが思
い起こされる。

この上うな構成では、インバットダイオード４０の実際
のインピーダンスの公称値からの偏差が第１のインピー
ダンス変成器の出力におけるインピーダンスに対応する
変化を含むとしても、第１のインピーダンス変成器（こ
対する第２のインピーダンスの位置を調整することによ
って補償が行われる。

このような調整は勿論第２のインピーダンス変成器に対
する入力インピーダンスを変えるように作用し、これに
より最終的にはこのインピーダンス変成器の出力インピ
ーダンスと空胴７０の入力インピーダンスとの間に正し
い整合を生じきせる。

ここで、第１のインピーダンス変成器に対する第２のイ
ンピーダンス変成器の位置の調整は簡単に調整部材６４
を回転することによって行われることが注目される。

これはスリーブ５６への接近のために外側４２に開口を
設けることを必要としないことを意味する。

仮にこのような開口が必要だとしたら、その開口は同軸
発振器の内側の電界を乱す不連続部を構成してしまうで
あろう。

ここで第３図を参照すれば、変調器２５（第１図）の例
示的な１つは、同期装置２９（第１図）からの制御パル
スに応答して電流源“Ａ”および電流源１１ Ｂ ｌｌ
を駆動する電圧増幅器ＶＡを含むのが知られる。

電圧増幅器ＶＡはその内部に能動素子として２つのトラ
ンジスタＱ１およびＱ２（ここではそれぞれタイプ２Ｎ
３８６６およびタイプ２Ｎ２２２Ａである）を有する温
度補償された縦続接続増幅器である。

これらの制御パルス（これはここでは典型的には３６５
ＫＨｚと４３５ＫＨｚとの間の繰返し周波数において
長さが８００ナノ秒の程度にある）は結合抵抗ＲＩＡを
介してトランジスタＱ１のベースに供給される。

トランジスタＱ１のエミッタはバイアス抵抗ＲＩＢなら
びにコンデンサＣ５とダイオードＤ５との並列組合せを
介して大地に接続されている。

ダイオードＤ５はここではタイプｌＮ３６１１のダイオ
ードであって希望する温度補償が行われるようにする。

トランジスタＱ１のコレクタは結合抵控Ｒ２Ｂを介して
トランジスタＱ２のエミッタに接続されている。

トランジスタＱ２のベースはダイオードＤ３（ここでは
タイプｌＮ４１４８のダイオード）に接続され、電圧降
下抵抗Ｒ３は直流電源２７（第１図）内の４０ボルトの
タップ（図示せず）に接続されている。

ダイオードＤ３と抵抗Ｒ３との接続点はツェナーダイオ
ードＤ１およびＤ２を介して大地に接続されている。

ダイオードＤ１およびＤ２はここではタイプｌＮ７５１
Ａのツェナーダイオードである。

側路コンデンサＣ１がダイオードＤ２の両端間に接続さ
れている。

ダイオードＤ１とＤ２の接続点はスイッチングダイオー
ドＤ４を介してトランジスタＱ１のコレクタと結合抵抗
Ｒ２Ｂとの間の接続点に接続されている。

加うるに、抵抗Ｒ２ＡとコンデンサＣ３との並列組合せ
がダイオードＤ３とトランジスタＱ２のベースとの接続
点から大地までの間に接続されている。

トランジスタＱ２のコレクタは直流電源２７（第１図）
の４０ボルトのタップに戻るポテンショメータＲ５Ａ、
Ｒ５Ｂおよび抵抗Ｒ６の並列組合せに接続されている。

トランジスタＱ２のコレクタはコンデンサＣ６に接続さ
れると共に直流２７（第１図）の４０ボルトのタップに
戻るコンデンサＣＩとポテンショメータＲ７との直列組
合せに接続されている。

ポテンショメークＲ５ＡおよびＲ５Ｈのタップは図示さ
れたようにそれぞれ抵抗Ｒ８ＡおよびＲ２Ｈを介して電
流源“Ａ”および電流源”Ｂ ｊｊに接続されている。

これらの電流源は構成が同じなので、一方のみについて
説明する。

抵抗Ｒ８Ａの第２のリード線はここではタイプ２Ｎ３４
６８のトランジスタであるトランジスタＱ３Ａのベース
に接続されている。

トランジスタＱ３Ａのエミッタは電圧降下抵抗Ｒ（３Ｅ
Ａ）を介して直流電源２７（第１図）の４０ボルトのタ
ップに接続されると共に直接トランジスタＱ４Ａのベー
スに接続されている。

トランジスタＱ４Ａはここではタイプ２Ｎ５１６１のト
ランジスタである。

トランジスタＱ４Ａのエミッタは電圧降下抵抗Ｒ（４Ｅ
Ａ）を介して直流電源２７（第１図）の４０ボルトのタ
ップに接続されると共にここではタイプ２Ｎ５１６２の
トランジスタであるトランジスタＱ５Ａのベースに直接
に接続されている。

トランジスタＱ５Ａのエミッタは電圧降下抵抗Ｒ（５Ｅ
Ａ）を介して直流電源２７（第１図）の４０ボルトのタ
ップに接続されると共に図示されたような極性のツェナ
ーダイオードＤ（Ａ）に接続されている。

ツェナーダイオードＤ（Ａ）はここではタイプｌＮ４７
５７のツェナーダイオードＤ（Ａ）はここではタイプｌ
Ｎ４７５７のツェナーダイオードである。

トランジスタＱ３Ａ、Ｑ４Ａ、Ｑ５Ａのコレクタおよび
ツェナーダイオードＤ（Ａ）の第２の電極は１．１の巻
線比を有するパルス変成器Ｔ（Ａ）の入力端子に図示さ
れたように一緒に接続されている。

パルス変成器Ｔ （Ａ）の第２の入力端子は大地に接続
されている。

抵抗Ｒ（ＦＡ）とダイオードＤ（ＦＡ）との直列組合せ
が逆極性を有するようにされたダイオードＤ（ＰＡ）お
よびＤ（ＬＡ）と共にパルス変成器Ｔ（Ａ）の二次巻線
端子両端間（こ接続されている。

すぐ上に述べたダイオードは全てタイプｌＮ４４５４の
ダイオードである。

抵抗Ｒ（ＦＡ）とダイオードＤ（ＬＡ）との接続点は以
後「１２０ボルトタツプ」と称する直流電源２７（第１
図）の１タツプ（図示せず）ｌこ接続されている。

最後に、電流源゛Ａ″′の出力（記号を付された出力″
ＩＡｔ”）はダイオードＤ（ＰＡ）および（ＬＡ）間の
接続点で取り出される。

すぐ上に述べた回路の説明を行う前に、成る簡略化が行
われていることを述べる。

特に、電流源°°Ａ′”および電流源”Ｂ ｊｌを保護
するためのヒユーズ、試験を行うための装置および素子
の並列組合せは省略されている。

トランジスタＱ１への信号はトランジスタＱ２を通る電
流をポテンショメータＲ７の設定に従って変えるように
作用する。

このポテンショメータＲ７の設定はコンデンサＣＩおよ
びポテンショメータＲ７の組合せの時定数を制御する。

このトランジスタＱ２を通る電流の変化はポテンショメ
ータＲ５Ａの設定のお陰でトランジスタＱ３Ａのベース
に対する駆動の変化として反映される。

トランジスタＱ３Ａ、Ｑ４ＡおよびＱ５Ａの組合せは実
際上その動作においてありふれたターリントン回路と同
様である。

トランジスタＱ３Ａのベースに対する駆動はこのような
回路によって最終的に達成される電流レベルを決定する
。

ダイオードＤ（ＰＡ）および（ＬＡ）は２方向クランプ
を構成し、これにより、出力″Ａ”の電圧は同期装置２
９（第１図）からの制御パルスが存在するときを除き全
ての時間において直流電源２７（第１図）の１２０ボル
トタツプのレベルに維持される。

抵抗Ｒ（ＦＡ）とダイオードＤ（ＦＡ）との直列組合せ
は同期装置２９（第１図）からの各制御パルスの終りに
生ずるかも知れないいかなる過渡信号をも抑えつけるよ
うに作用する。

ここで第４図を参照すれば、同軸発振器１９（第１図）
はここでは第２図に示された同軸発振器と実質上回じな
ので、同軸発振器１９を構成する素子の詳細な説明は本
発明の理解には不必要であることが知られる。

更に、空胴１７（第１図）は空胴７０と対応することが
知られる。

上記のことを心（こ留めて、空胴７０はここでは上側本
体ブロック７１および下側本体ブロック７３（これら２
つのブロックは図示されたようにフランジ付きにされか
つアルミニウムからつくられるのが好ましい）をボルト
によりとめ合わせることによって形成されることが知ら
れる。

空胴７０の下面は上側本体ブロック７１内に示された中
央に位置する対抗孔（参照番号はつけず）によって規定
される下側本体ブロック７３の部分（参照番号はつけず
）である。

説明しつつある本発明のこの実施例においては、上側本
体ブロック７１内のこの対抗孔は問題とする周波数にお
いてＴＭｏ□。

モードを維持するように寸法づけられる。上側本体ブロ
ック７１および下側本体ブロック７３の縦軸に平行であ
る円筒形孔（参照番号はつけず）はこれらのブロックを
通して孔あけされ、この円筒形孔の軸は円Ｃと交差する
。

円Ｃの半径はここでは上側本体ブロック７１の対抗孔の
半径と同じである。

上側本体ブロック７１および下側本体ブロック７３を通
る円筒形孔を取囲む上側本体ブロック７１および下側本
体ブロック７３の部分および空胴７０を規定する表面は
高度にみがくか、或いはオーム損を減らすために高度に
導電性の銅或いは銀などの材料を用いて任意のありふれ
た仕方でめっきするのがよい。

下側本体ブ田ツク７３は図示されたように伸長させられ
て環状スロット７５に対する余地を与える。

次いでカバー板７５Ａが環状スロット７５の開放した細
土に配置され任意のありふれた仕方で固定される。

入口管１７および出力管７９が図示されたように任意の
ありふれた仕方で接続されて冷却材（水など）をポンプ
（図示せず）の圧力側から環状スロット７５を通り同ポ
ンプの吸引側へと送られるようにする。

当業者には、今述べた図示冷却装置の目的はインバット
ダイオード４０内で発生される熱を除去でることである
ことが理解されよう。

これに関連して、中心導体４４およびヒートシンク４６
はインバットダイオード４０の近傍にある。

この理由で、両者は酸素のない高伝導性（ＯＦＨＣ）銅
からつくられる。

知られているように、０ＦＨＣ銅は熱によるひび割れに
対抗するのに特によく適している。

プローブおよび同調装置８０がここでは上側本体ブロッ
ク７１の縦軸に沿って配置される。

このような装置はここでは同調区分８４内にプローブ区
分８２を含み、これら２つの区分は後述する方法で調整
可能なように（一緒にまたは独立に）取り付けられる。

プローブ区分８２は一区分のありふれた同軸線路すなわ
ち空胴７０の縦軸上（こ回転可能かつ摺動可能に支えら
れた中心導体８３と誘電体スペーサ８５と外被８７とを
有する同軸線路を含む。

プローブ区分８０をそのように支えるために（そしてま
た同調区分８４に対しての同様の支持を行うために）こ
こでは図示された形状に機械加工された金属体からなる
プローブ調整部材８９が同調調整部材９１にある相当と
なるねじ山にねじ込まれる。

同調調整部材９１も図示されたように機械加工された金
属体であって、上側本体ブロック７１にある相当となる
ねじ山にねじ込まれそして上側本体ブロック７１に形成
された軸受（参照番号はつけず）にジャーナル軸受され
る。

ここで、チョーク区分９３は同調調整部材９１に形成さ
れるのが好ましいことが理解される。

図示されたように同調調整部材９１はある相当となるね
じ山にねじ込まれるロッキングねじ９５が希望するよう
に配置されてプローブ調整部材８９および同調調整部材
９１を一緒に固定するか或いはこれらの部材が互に独立
に移動させられるようにする。

中心導体８３の下端は同調区分８４から電気的に絶縁さ
れていなければならないことが知られよう。

このような絶縁は図示されたように誘電体スペーサ８５
の下部によって与えられ、この誘電体スペーサ８５は外
被８７の下部が取外されるとき取外されない。

また、プローブ調整部材８９内の同軸線路（回器番号は
つけず）は例えばロッキング信号を空胴７０中に入れか
つ無線周波エネルギーを空胴７０から取り出すのを可能
ならしめるために伝送線路（図示せず）に接続されねば
ならないことも理解される。

これを果すため、中心導体８３の上端は露出されそして
ありふれた同軸コネクタ９７が図示されたようにプロー
グ調整部材に装着される。

このときにはありふれた２電離アダプタ（図示せず）が
用いられて同軸コネクタ９７と類似する同軸コネクタで
終端される伝送線路への必要な接続を完成する。

今述べたロッキング空胴およびロッキング発振器構成体
の３つの調整点は全て頂部から接近し得ることは明ろか
である。

従って、空間が貴重である応用において、装着の問題は
解決する困難さが少なくなる。

第４図に示されたものと同様の複数の同軸発振器を円Ｃ
の円周のまわりに配置することもできることが理解され
よう。

このような発振の合計数は勿論円Ｃの円周に対する同軸
発振器の最大直径の比によって制限される。

これらの同軸発振器がＸ帯で動作しかつ空胴がＴＭＯＩ
Ｏモードを維持する状態では第１図に示されたように１
５ないし１６までもの同軸共振器を配置することができ
ることが見出された。

第５Ａ図を参照すれば、円筒形空胴の周辺のまわりに結
合関係で配置されるダイオード（または同軸）発振器の
数の希望する増加はここでは各ダイオード発振器の形状
を変えかつ円筒形空胴が形成される方法を変更すること
によって行われることが知られる。

このようにして、第５Ａ図において、一対のダイオード
発振器Ｕ、Ｌの各１つのものの中心導体は、任意のあり
ふれた方法で接続されかつ上側本体ブロック７１Ｕまた
は下側本体ブロック７１Ｌのいずれかにある直交関係に
設けられた孔（参照番号はつけず）内の中央に支持され
る２つの直交関係に配置される区分、例えばダイ発振器
Ｕに対する中心導体４４ＡＵおよび中心導体４４ＢＵな
らびにダイオード発振器りに対する中心導体４４ＡＬお
よび中心導体４４ＢＬから構成されるのが知られる。

中心導体４４ＡＵおよび４４ＡＬを支える孔は空胴７０
Ａの縦軸に対し平行であり、モして空胴７０Ａの周囲上
の共通の一点に中心づけられるのが好ましい。

中心導体４４ＢＵおよび４４ＢＬを装着する孔は空胴７
０Ａに対し半径方向にありそしてそれぞれ中心導体４４
ＡＵおよび４４ＡＬに対する孔と交差するように図示さ
れたように中心づけられている。

空胴７０Ａはここでは上側ブロック７１Ｕおよび下側プ
ロツり７１Ｌに向い合う対抗孔を形成することによって
形成されている。

空胴７０Ａの半径を空胴７０（第４図）の半径と同じに
しかつダイオード発振器Ｕ、Ｌの直径を第４図に示され
た同軸発振器の直径と同じにすれば、空胴７０とではな
くて空胴７０Ａと結合関係に２倍の数のこのような発振
器を配置し得ることは明らかである。

説明しつつあるダイオード発振器の中心導体は曲ってい
るので、このような発振器の各々を構成する要素が装着
される仕方は第４図に関連して説明される同軸発振器の
対応要素が装着される仕方と必然的に異なるものでなけ
ればならない。

前述のことを心に留めて、ダイオード発振器Ｕでは中心
導体４４ＢＵは終端６０′に設けた適当な大きさの孔（
参照番号はつけず）を通過させられるだけであることが
知られる。

このような負荷は図示されたような形にされそして上側
本体ブロック７１Ｕにある半径方向の孔にセメント固定
される。

このときには中心導体４４ＢＵの自由端はバイアス電線
６６（第４図）と同じ目的を果す。

中心導体４４ＡＵは構成および目的の点でスリーブ５６
（第４図）と類似するスリーブ５６′を通過させられる
。

しかしながら、この場合中心導体４４ＡＵとスリーブ５
６′との間には摺動関係の取付けが与えられる。

また、スリーブ５６′に隣接して上側本体ブロック７１
Ｕの壁部を通る孔（参照番号はつけず）が形成される。

従って、中心導体４４ＡＵの長さｌこ沿うスリーブ５６
′の位置はこのような導体および空胴７０Ａの相対位置
を変えることなしに調整できることが知られる。

インバットダイオード４０の一端子を収容するため（こ
中心導体４４ＡＵの自由端にはくぼみ（図示せず）が形
成される。

このときには中心導体４４ＡＵとインバットダイオード
４０との間に低抵抗の接触を与えるために導電性エポキ
シを用いることができる。

インバットダイオード４０の第２の電極は第２図に示さ
れたのと同じ仕方で接続され、この第２の電極はヒート
シンク４６にある開口（参照番号はつけず）にはんだ付
けさ札 これはねじ山つき部材５２によっであるべき位
置に維持される。

ヒートシンク４６１こ接着されかつ中心導体４４ＡＵの
まわりに取付けられている絶縁スリーブ５０′は図示し
たダイオード発振器を完成する。

絶縁スリーブ５０′、スリーブ５６′および終端負荷６
０／はバイアス電圧がインバットダイオード４０に加え
られるように中心導体４４ＡＵ。

４４ＢＵを支える役目をすることが認められる。

加うるに、絶縁スリーブ５０′およびスリーブ５６′は
第２図に関連して説明した２つのインピーダンス変成器
と同じ機能を果す。

しかしながら、現在の場合スリーブ５６′の位置は調整
部材６４（第２図）を回転させることによってではなく
て上側本体ブロック７１Ｕの開口により調整される。

ダイオード発振器りはダイオード発振器Ｕと同じ方法で
つくられる。

中心導体４４ＡＵおよび４４ＡＬを装着する孔は共通に
線形であるものとして示されているけれども、このよう
な構成は変更し得ることは明らかである。

すなわち、ここでの要件とは孔が空胴７ＯＡの縦軸に平
行でありかつ中心導体４４ＡＵが中心導体４４ＡＬから
ずれているようにそれらの中心線が円と交差していると
いうことだけである。

特に５Ａ、５Ｂおよび５Ｃ図を参照する前に、冷却装置
は示されていないということおよび第２図と第４図に示
された要素と同じである同軸発振器内の要素は第２図に
おけるのと同じ参照番号で示されていることが注目され
る。

ここで第５Ｂおよび５Ｃ図を参照すれば、与えられた１
つの大きさの円筒形空胴に結合し得るダイオード発振器
の数を増すためのもう１つの変形が示されている。

この場合ダイオード発振器の数は空胴の円周πＲよりも
大きな円の円周２πＲ′に対する各ダイオード発振器の
直径ｄの比によって制限される。

前述のことを行うために、１つの同軸線路の寸法（内部
側導体および外部側導体の半径を意味する）を該同軸線
路の特性インピーダンスに影響を及ぼすことなしくこ変
えることができるというよく知られた事実を利用する。

すなわち、外部側導体の内径と内部側導体の半径との間
の比が一定である限り、同軸線路の特性インピーダンス
は一定である。

従って、同軸線路の一部（ここでは終端負荷から空胴を
越えて延びる部分）が比較的ｌこ小さくかつ第２の部分
（ここではインバットダイオードを含む部分）がこのよ
うなダイオードを発振回路内に収容するように寸法づけ
られるように同軸線路の内部側および外部側導体の半径
を調和させることが可能である。

前述のことを心ｔこ留め、第５Ｂおよび５Ｃ図において
上側本体ブロック７１Ｕ′はプローブおよび同調装置８
０（これは前述したのと同じものにしうる）を支えるよ
うに機械加工されそして複数の孔（参照番号はつけず）
が半径Ｒの円上に中心づけされ上側本体ブランク７１Ｕ
′の縦軸に平行であるのが知られる。

これらの孔は示されているように下側本体ブロック７１
Ｌ′中にまで延びる。

各社の半径はインバットダイオード４０の直径によって
定められる直径ｄの２分の１よりも小さい。

空胴７０Ｂの壁部および底部側は下側本体ブロック７１
Ｌ′にある半径Ｈの対抗孔によって形成される。

このブロックはそれの縦軸に対して成る好都合な角度例
えば４５°の角度をもってフレアをつけられている。

下側本体ブロック７１Ｌ′のこのフレアをつけた部分に
は複数の整形された孔（参照番号はつけず）が形成され
、これらの整形された孔の各１つは上側本体ブロック７
１Ｕ′および下側本体ブロック７１Ｌ′の一部を通して
これらの複数の孔の対応する１つと交差する。

ここで、これらの整形された孔の各々の孔およびそれに
対応する孔の表面は同軸線路の外部側導体をつくり上げ
ていることは明らかである。

各整形された孔の外方部分は第５Ａ図に関連して説明し
たのと同じ方法でインバットダイオード４０ならびに第
１および第２のインピーダンス変成器を収容するように
機械加工されている。

各整形された孔の内方部分はそれと仲間をなす孔と同じ
大きさである。

各整形された孔の内方部分と外力部分との間（こは截頭
円錐形をなす遷移部がある。

第５Ｃ図に示された断面形状を有する中心導体４４Ｂは
各対の孔および整形された孔内に空胴７ＯＢと結合関係
に支えられる。

中心導体４４Ｂの上端は終端負荷６０′によって支えら
れそして中心導体４４Ｂの下端はスリーブ５８′および
絶縁スリーブ５６′によって支えられる。

中心導体４４Ｂは、それの長さの任意の点ｌこおいて、
整形された孔（またはその孔）の半径に対するそれの半
径の比が一定となるように整形される。

ここでは、インバットダイオード４０および１つの与え
られた円周の空胴７０Ｂによって定められる１つの与え
られた直径ｄについて、仮にダイオード発振器が第２図
および第４図に示すような形状ｔこされたと仮定したな
らば結合しうるであろうものよりも多くの数のダイオー
ド発振器を空胴７０Ｂに結合できることは明らかである
。

本発明の好ましい実施例について説明したが、当業者に
は本発明の路囲内で種々の変形をなしうろことが理解さ
れよう。

例えば、能動素子としてインバットダイオードだけが述
べられたが、説明した発振回路は他の既知の型の固体ダ
イオード発振装置に用いるようにもしうる。

更に、第１図に示された水晶制御ロッキング発振器はこ
こでは連続波装置であるけれども、このような発振器を
パルス発振器で置き換え得ることは明らかである。

また、第１図の固体送信装置は２つの発振器段からの出
力を結合するものとして示されているが、３段以上から
の出力を結合することもできることは明らかである。

更には、第５Ａ図終端負荷およびインバットダイオード
の位置を交換することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う固体送信装置を幾分簡単化して示
すブロック図、第２図は第１図１こ示された送信装置に
用いられるダイオード発振器の例示的な１つのものの断
面図、第３図は第１図に示された送信装置に用いられる
変調器の例示的な１つのものの回路図、第４図は第１図
に示された出力結合装置および同軸発振器間の物理的関
係を示す幾分簡単化された斜視図、第５Ａ、５Ｂおよび
５Ｃ図は第２図および第４図に示されたダイオード発振
器が第１図に示されたもののような出力空胴と関連して
用いられるべきインバットダイオードの数を増すために
どのようにして変更しうるかを示す図である。 １１：固体送信装置、１３，１５：サーキュレータ、１
７，２１：空胴、１９，２３：同軸発振器、２５：変調
器、２７：直流電源、２９：同期装置、３１：水晶制御
発振器、３３：アンテナ組立体、４０：インバットダイ
オード、４２：外部側導体、４４：中心導体、４６：ヒ
ートシンク、４８：金属キャップ、５０：絶縁スリーブ
、５２：ねじ山つき部材、５５，５６：スリーブ、５８
：終端負荷、６０：絶縁キャップ、６２：ねじ山つき金
属部材、６４：絶縁性調整部材、６６：バイアスミ線、
６８：フィードスルー、７０：空胴、７１：上側本体ブ
ロック、７３：上側本体ブロック、７５：環状スロット
、７７：入口管、７９：出口管、８０ニブローブおよび
同調装置、８２ニブロ一ブ区分、８４：同調区分、８５
：誘電体スペーサ、８７：外被、８９ニブロ一ブ調整部
材、９１：同調調整部材、９３：チョーク区分、９５：
ロッキングねじ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のダイオード発振器の各１つからの無線周波エ
   ネルギーパルスが結合され、これらのパルスの周波数が
   １つの水晶制御発振器からの連続波信号の周波数によっ
   て定められ、これらのパルス間の長さおよびパルス繰返
   し間隔が１つの変調器からの周期的信号によって定めら
   れるようになった無線周波エネルギー送信装置であって
   、第１の共振空胴とそれに結合された少くとも１つのダ
   イオード発振器と第１の組合せが設けられ、この第１の
   組合せは前記水晶制御発振器からの連続波信号および前
   記変調器からの周期的信号に応答して該連続波信号を周
   期的に増幅するようになっており、更に、第２の共振空
   胴と複数のダイオード発振器との第２の組合せが設けら
   れ、この第２の組合せは前記第１の組合せからの連続波
   信号の増幅された部分および前記変調器からの周期的信
   号に応答して該増幅された部分を送信されるべき無線周
   波エネルギーパルスに結合するようになっている無線周
   波エネルギー送信装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の無線周波エネルギー送
   信装置において、第１および第２の共振空胴の共振周波
   数が水晶制御発振器からの連続波信号の周波数と同じで
   ある無線周波エネルギー送信装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の無線周波エネルギー送
   信装置において、第２の組合せのＱが第１の組合せのＱ
   よりも小さい無線周波エネルギー送信装置。