JPS5927481B2 - 多岐線導波管結合器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多岐線溝波管結合器の製造方法に関するもので
ある。

このような結合器は、極超短波領・ 域の電磁波を導く
２つの方形導波管を結合するのに使用される。

通常の多岐線結合器は長い間良く知られている。

モントゴメリイの著書（Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ Ｃｏｌ
−Ｉｅｃｔｉｏｎ ＭＩＴ、 Ｖｏｌ 、２．８９７
〜９０５ページ）には２つの並列な主導波管６および８
（第１図参照）を接続する２つの結合アーム２および４
を備えた形式の結合器が記載されている。

その後の１９５８年に、リードはチェビシェフの多項式
を使用して、「多岐線溝波管結合器」１周期型」を計算
している（ １．Ｒ，Ｅ、ＴＲＡＮＳ、Ｍ、１．Ｔ。

３９８〜４０３ページ、１９５８年１０月、Ｊ ｏｈｎ
Ｒｅｅｄ）。

この結合器の１つの変形例は、Ｍｃ ＧｒａｗＨｉｌｌ
出版書ＪＭｉｃｒｏｗａｖｅ ｆｉｌｔｅｒｓ ａｎｄ
Ｃｏｕｐｌ ｉｎｇＪ （８１９〜８４１ページ）にお
いてＭａｔｔｅｉにより［５ｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｂ
ｒａｎｃｈ −１ｉｎｅ ｃｏｕｐｌｅｒＪ なる題
目で論議されている。

これら２つの場合において、２つの方形（Ｔ Ｅ １０
モード）導波管はＥ平面Ｔ−接続により共に結合されて
いる。

結合アームは主導波管に直角である。

各結合アームの長さおよびアームの軸線間の間隔はλｇ
／４に近いものであり、ここでλｇは、伝送しようとす
る周波数帯内で導かれる電磁波の平均長さである。

与えられた周波数帯で必要な結合アームの数は、所要の
結合値、許容定在波比ＳＷＲおよび所要の方向性による
。

これらの結合器は通常、主導波管の長辺の中心と結合ア
ームを成す導波管の中心とを通る接合面において組立ら
れる２つの金属胴によって構成される。

これら２つの胴は、主導波管と結合アームとを形成する
ようこの接合面からくり抜くよう機械加工された２つの
ブロックから形成される。

更に詳しくは、半分の第１の主導波管およびこれに平行
で同じ幅すおよび深さａ ／ ２を有する半分の第２の
主導波管を、最初にこれらのブロックのそれぞれにおい
て形成し、次いで、複数の半分の結合アームを互いに平
行かつ同じ長さλｇ／４で形成する。

２つの胴は、それから、半分の主導波管を互いに向き合
わせ、また半分の結合アームを互いに向き合わせるよう
して組立てられる。

高い電気的特性を得るため、特に受動または線形損失を
低くするためには、ＴＥ１ｏモードの方形導波管の接合
平面は主導波管の長辺の中心と結合アームを形成する導
波管の長辺の中心とを通ること、すなわち大きな表面の
中心線を通ることが必要である。

実際、これらの中心線付近には長手方向の電磁電流は存
在しないので、２つのブロックの間の接触は機械的にも
電気的にも完全でなくとも何ら不都合はない。

これが、このタイプの結合器を作る技術者がこれら結合
器を２つの胴から形成している理由で゛ある。

このように半分づつ作るようにしたことは、適当な機械
加工をした後２つの胴でもって完全に作ることのできる
同じ金属組立部品において、多くの極超短波成分に渡っ
て一貫生産しなければならないことから、なお一層好ま
しいことである。

スペクトルがＩＧＨｚないし数百ＧＨｚの極超短波の分
野においては、多くの機械加工法が使用できるが、１０
ＧＨｚ以上においては、半分の結合アームは主導波管
の寸法が小さいために作るのは容易ではない。

そんなときには次の方法が使用できる。（１）電食法で
主導波管に直角な結合アームを形成する。

この方法では壁の厚さの厚いことが良好な再生産性を得
ることを不可能にしている。

（２）複数刃平けずり機を使用して結合アームを除く。

この方法は機械的に正確であるが、その設備は高価であ
る。

工場設備を調節し正しく機械加工するのに時間がかかる
。

本発明の好適な実施例によれば、寸法が小さく、周波数
帯域が広く、定在波比が低く、方向性が高く、そして非
常に簡単な機械加工方法および標準工場設備を使え、加
工時間が非常に短かな多岐線導波管用結合器が提供され
る。

本発明によれば、互いに成る間隔を置いて平行に延びて
いる２つの主導波管の長辺とこれら主導波管の間を互い
に平行に延びている導波管の形の複数の結合アームの長
辺との中心を通る結合平面で組立てられる２つの導電胴
によって構成され、これら導電胴のそれぞれはその結合
平面よりくり抜かれて同じ幅すおよび前記長辺の半分に
相描する深さａ ／ ２を有する第１および第２の半分
の主導波管および互いに平行な複数の半分の結合アーム
が形成される、多岐線導波管結合器の製造方法において
、前記複数の半分の結合アームの形成を、円形鋸を使っ
て前記第１および第２の半分の主導波管の間の壁をこれ
ら第１および第２の半分の主導波管の方向に対して９０
°より小さな角度Ａで切ることによって行ない、前記鋸
の直径を、ｋを前記半分の結合アームの長さとするとき
に＋２ｂ／５ｉｎＡより小さいが前記主導波管の長辺ａ
よりは大きくしたことを特徴とする、多岐線導波管結合
器の製造方法が提供される。

角度Ａは好適には２５°ないし５０°にするとよい。

角度Ａを選択することにより、回転軸が接合平面に平行
でこの平面の上に半分の結合アームと直角に配置されて
いる円形スリット切り鋸によって半分の結合アームの加
工を容易にすることができ、しかもスリット切り鋸が２
つの半分の主導波管のそれぞれ両方の大きな表面を同時
に加工してしまうという危険はない。

以下第２図ないし第７図に例示した本発明の好適な実施
例について詳述する。

第２図に示された本発明による結合器は従来の多岐線方
形導波管結合器を変形したものである。

この結合器は、結合アームが主導波管１２および１４に
直角とした従来のＴ状結合アームに関して大きく傾けら
れている（４５°、６０°またはそれ以上）点で従来と
異なっている。

第２図の鎖線は半分づつ作られた２つの胴の接合平面を
表わしている。

結合器は２種類作られた。

１つは傾きＡ＝４５°の３ｄＢ結合器、他はＡ＝３０°
の３ｄＢ結合器である。

漂遊容量およびインダクタンスは従来の多岐線結合器よ
り小さいらしく、従って電気特性は非常によい。

さらに、結合アームの傾斜は単純であり高速生産が可能
である。

各導波管の長辺の各々にあるアームの対応する開口位置
はλｇ／４づつずれて配置されており、それらのアーム
の長さｋはλｇ／４より少し短かくしである。

アームの傾斜のため、２つの主導波管１２および１４（
第４図および第５図）の間（こは比較的薄い壁１１が使
用でき、傾斜が大きい程、すなわち角度Ａが小さい程、
壁は薄くできる。

この性質は、特に極超短波スペクトルの低周波数におい
て、小型軽量にしたいときに、有利である。

壁１１の厚さｋｓｉｎＡは約０．２３λｇｓｉｎＡであ
る。

特に、３ｄＢハイブリッド結合器は３１ないし４８ Ｇ
Ｈｚの周波数帯用に作られている。

主導波管の辺ａおよびｂは ａ＝７．１１２ｍｍおよび ｂ ＝ ３．５５６ｍｍである。

この周波数帯の帯域幅は広く、導かれた電磁波の長さに
関する限り約４０％である。

定在波比１．０５以下の方向性結合器では、８つの結合
アームが必要である。

そのアームの傾斜角は６０°、すなわちＡ＝３０°であ
る。

このタイプの結合器においては、２つの主導波管の出力
における位相平面が結合アームの傾斜に比例してシフト
される、吉いう１つの特徴がある。

結合値がどのようなものでも、そのような結合器は標準
工具により簡単かつ迅速に機械加工される。

これは１０ ＧＨｚないし１００ ＧＨｚさらには導波
管が非常に小さいそれ以上の場合の極超短波スペクトル
においで特に重要である。

傾斜アームを有するこの結合器を作るには、標準のスリ
ット切り鋸が使用される。

例えばａ ＝ ７．１１２ｍｍおよび ｂ＝３．５５６７７２７１ のＷＲ２８形導波管の結合器では直径２０ｍｍのスリッ
ト切り鋸が使用される。

第４図および第５図は結合アーム１０を加工していると
きのスリット切り鋸１６の位置を示している。

傾斜しているために中央壁だけが加工されているのが認
められよう。

従来の多岐線結合器の場合には、このような加工は特別
に小さなスリット切り鋸でも不可能であった。

鋸の軸１８は精密加工のために大きな直径を有すること
ができることも認められよう。

標準高精度フライス盤は３０分以下の加工時間をもって
結合器を量産加工するのに使用できる。

第５図は、胴を加工するときに軸１８を接合平面より上
に位置し、かつ半分の結合アームが中間壁１１と向合っ
ている主導波管１２および１４の長辺の側面に触れるこ
となしに一端から他端へ加工できるようにしたいならば
、鋸１６の直径はに＋２ｂｓｉｎＡより小さくなければ
ならないことを示している。

また鋸１６の軸１８の直径の寸法を考えると鋸１６の直
径は接合平面からの深さａ／２の２倍、すなわち主導波
管１２．１４の長辺ａより大きくなければならない。

実際、加工精度向上のため接合平面より上に位置される
軸１８の直径が大きい鋸１６を使用したければ少なくと
もそれよりａだけ大きな直径の鋸が必要となるので、角
度Ａを小さくせざるをえなくなる。

第６図および第７図は本発明方法によって作られた２つ
の−３ｄＢハイブリツド結合器の周波数ダイプレクサ（
単向三路通信）回路への応用を示している。

原理は知られているこの装置は、各主導波管に１つづつ
で計２つの帯域通過形フィルタを有し、これらは仕切板
２６，２８，３０，３２で範囲を定められた空胴２０
２２ ２４によって構成され、かつ各シリカ棒３６をそ
の空胴に挿入させる符号３４のような調節ねじが取付け
られている。

これら２つのフィルタは既述したタイプの２つの一３ｄ
Ｂ結合器Ｃ１およびＣ２の間に挿入される。

２つの周波数帯Ｂ１およびＢ２は、主導波管の１つを構
成するチャンネル■１に入る。

結合器Ｃ２はそれらのエネルギ゛を２等分する。

Ｂ１に同調された帯域通過フィルタは帯域Ｂ１を通過さ
せ、そのＢ１のエネルギは結合器Ｃ２により再結合され
て、チャンネル■４より出ていく。

これに対し、帯域Ｂ２はこの帯域通過フィルタにより反
射され、結合器Ｃ１の位相特性のためにＢ２のエネルギ
はチャンネル■２を経て出て行く。

結合アームの傾斜角は６０°、すなわちＡ−３０゜であ
る。

２つのフィルタはＬ４２ｍｍずつずらされていて、傾斜
アームの結合器によって生ずる位相差を補償し、主導波
管の一方のアームの開口は他方の導波管のアームの対応
する開口に関して２．０８ｍｍずつずらされている。

どうも、このフィルタは常に、アームの開口より小さい
が、その半分よりは大きくずらさなければならないらし
い。

この帯域通過フィルタは、どのような装置に必要なのか
によって、高域通過または低域通過形のフィルタに置き
換えることができる。

このタイプのダイプレクサは、極超短波ビーム装置にお
ける円形導波管側帯接続用のフィルタ装置に、あるいは
数個の送信器のエネルギを単一アンテナへ接続するよう
に設計された電力用フィルタとして使用することができ
る。

本発明による傾斜アーム式の結合器は、広い周波数帯に
わたって優れた電気的特性を得ることができる。

これらの結合器は、３２ないし４０ ＧＨｚの周波数帯
において３０ ｄＢ以上の方向性、■、０５以下の定在
波比、そして、０．１５ｄＢ以下の挿入損失を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来型の多岐線導波管結合器の斜視図で主導波
管の方形断面の長辺ａと短辺すとの位慟を示した図、第
２図は本発明方法による結合器Ｃ斜視図、第３図は本発
明方法による結合器が接糾平面に関して対称的な別な胴
と組合せることにより構成できる例を示したものであっ
て接続平面力・ら掘り抜かれた導電用の斜視図、第４図
および第５図は接合平面に平行な平面ＩＶ−ＩＶおよび
半分の結合アームの軸を通る平面に直角な平面Ｖ−■を
通る第３図の胴の断面図、第６図は本発明により作るこ
とができるグイプレクサの胴の平面図、および第７図は
第６図の平面に直角で主導波管の（２）を通る前記胴の
断面図である。 １０・・・・・・結合アーム、１１・・・・・・壁、１
２，１４・・・・・・主導波管、１６・・・・・・スト
ソト切り鋸、１８・・・・・・鋸の軸、２０，２２，２
４・・・・・・空胴、２６，２８゜３０．３２・・・・
・・仕切板、３４・・・・・・調節ねじ、３６・・・・
・・シリカ棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに成る間隔を置いて平行に延びている２つの主
   導波管の長辺さこれら主導波管の間を互いに平行に延び
   ている導波管の形の複数の結合アームの長辺との中心を
   通る結合平面で組立てられる２つの導電胴によって構成
   され、これら導電胴のそれぞれはその結合平面よりくり
   抜かれて同じ幅すおよび前記長辺の半分に相当する深さ
   ａ／２を有する第１および第２の半分の主導波管および
   互いに平行な複数の半分の結合アームが形成される、多
   岐線溝波管結合器の製造方法において、前記複数の半分
   の結合アームの形成を、円形鋸を使って前記第１および
   第２の半分の主導波管の間の壁をこれら第１および第２
   の半分の主導波管の方向に対して９０°より小さな角度
   Ａで切ることによって行ない、前記鋸の直径を、ｋを前
   記半分の結合アームの長さとするときに＋２ｂ／５ｉｎ
   Ａより小さいが前記主導波管の長辺ａよりは大きくした
   ことを特徴とする、多岐線溝波管結合器の製造方法。 ２ 前記角度Ａは２５°ないし５０°の間にあることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方法。