JPS60500596A - 同軸線路と導波管を結合するアダプタ - 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】 同軸線路と導波管を結合するアダプタ 発明の背景 この発明は、導電性の板に機械加工によって形成された溝、すなわちチャンネル を設けられた同軸伝送線路、特に同軸伝送線路又はロードランチャを有する導波 管を板の平面に形成されたポートを接続するアダプタに関する。

発明の分野 同軸伝送線路はマイクロ波回路に広く用いられる。

それは広いバンド幅のマイクロ波エネルギを伝送するＴＥＭ波金伝えるからであ る。同軸伝送線路の特別の使用は地球表面上のステーションの間の情報の伝達す るために、地球をめぐる人工衛星の構造に見出される。

このような人工衛星は、該人工衛星がステーションからステーションに通信の内 容を受けて送り返すことができるように、ステーションに指向したアンテナを有 しなければならない。

先行技術の説明 マイクロ波回路の′１つの作用は、アンテナで受信した信号を処理することであ シ、特殊な作用は、たとえばアンテナの指向方向を定める信号を２つのディメン ション、すなわち方位角及び仰角に関して形成することである。マイクロ波回路 が最も軽く、かつ最高の信頼性を有するように、金桝板を加工してチャンネルを 削シ出すことによって回路を形成するのが好ましい。

この場合柔かくて軽い金属、たとえばアルミニウムを用いるのが好ましい。それ は柔軟であればフライス加工が容易であるし、軽ければ人工衛星全体の重量を減 少できるからである。アルミニウムは導電性が良いので、チャンネルの側壁は同 軸線路の側壁として使用できる。同軸線路の中心導体はチャンネル内に設けられ た絶縁体に支持された棒体として形成される。上記絶縁体は同軸線路の側壁又は 外部導体からほぼ等距離に棒体を離隔配置するように働く。上記マイクロ波回路 の１つの利点は、内部導体と外部導体が双とも方形の横断面形状を有することで ある。

しかしマイクロ波エネルギとアンテナから板で形成された回路に結合する場合に 問題が生じた。その代表的な例は、アンテナは板から距離をへだてて配置され、 導波管接続はアンテナと板製のマイクロ波回路の間に形成される。従って板肉の 伝送線路の同軸構造とアンテナのポートとの間の推移部（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ）を設けなければならない。たとえば、アンテナはモノパルス源に接続され、そ のポートは導波管を介してマイクロ波回路に接続される。

しかし、マイクロ波回路の導波管と同軸伝送線路との間に必要な推移部に加えて 、導波管部分のマイクロ波回路に、代替される同軸接続部を設けるのが有利であ る。上記同軸接続部はこれに導波管を接続する前に、マイクロ波回路を取外すこ とを可能とする。このようにして、上記推移部の部分の面から直角に延出する導 波管、又は推移部の部分の面から立設される可撓性ケーブルと接続する同軸コネ クタを配置するのが望ましいことがすぐにわかる。

従って、前述の場合には、導波管の接続と、同軸取付又は可撓性を有する同軸ケ ーブルの接続を可能とする推移部が要求される。

発明の概要 導波管又は可撓性を有する同軸ケーブルと接続するために、上記プレートの中に 加工されたマイクロ波回路の方形伝送同軸線路の間に、推移部すなわちアダプタ を設けることによシ、上記欠点は克服され、又その他の利点を得ることができる 。

この発明によれば、板の底部それ自身の中又は板のカバーの中に、円形開口が形 成される。上記カバーは同軸線路のチャンネルの上部を閉鎖する作用をなす。

又内部導体は上記円形開口を通って、板に垂直に向かい、方形同軸線路の内部導 体と接触する。推移部の内部導体及び上記開口の直径は可撓性を有する同軸ケー ブルの接続素子の対応する寸法に適合するように選ばれている。

この発明の重要な特徴に（れば、推移部の内部導体は、ねじをもどすことによっ て方形同軸伝送線路の内部導体の部分への取付けからゆるめられ、方形同軸伝送 線路の内部導体にねじ止めされたモードランチャ−とともに取外される。これに 加えて、導波管はデルト及びオーバーサイズの孔を用いて板又はカバーに、導波 管の内部に延びるモードランチャ−と共に取付けられる。上記オーバーサイズの 孔を有することによって、導波管は該導波管の広い壁とモードランチャ−の中心 部材との間に比較的小さな間隔を形成するように整合される。そのために中心部 材はＴＥＭ波を方形同軸伝送線路から導波管の中に、はぼ３／８波長に和尚する 距離挿入することができる。このことにより、モードランチャ−のグイボール部 分はＴ　ＫＭ波を導波管に沿って伝送可能な態様に変換することができる。又モ ードランチャ−の中心部材に対する導波管位置の調整はモードランチャ一部分の インピーダンスに対して設けられておシ、該インピーダンスは方形同軸伝送線路 のインピーダンスに整合される。その結果推移部に於て反射は最小となシパワー の結合は最大となる。モードランチャ−のグイボール部分は導波管の軸と直角に 向けられた板の形を々し、その縁部に於てモードランチャ−の前述の中心部材に 取付けられている。グイポールと導波管の端部との間の間隔は、グイポールの放 射特性と組合わされるインピーダンスの誘導成分を形成するために設けられ、又 導波管に沿った波のランチングのため及びグイビールのインピーダンスを広い波 長領域に於て中心部材のインピーダンスに整合させるために用いられる。

図面の説明 この発明の詳細な説明及びその他の特徴は以下に記載する記述、及びこれに添付 する図面によって開示される。

第１図は絶縁性ブッシングによって、チャンネルの側壁に対して支持された同軸 伝送線路の内部導体を示すために、カバー板を取外された基板の中に形成された マイクロ波回路の部分の正面図、 第２図は、第１図の内部導体の端部を通る断面図であり、該第２図は、取付けら れたカバー板、該カバー板に取付けられた導波管の部分及びこの発明のモードラ ンチャ−を示す断面図、 第３図は第２図の導波管の軸に沿って見た上記モードランチャ−の平面図である 。

実施例の説明 マイクロ波回路２０の部分は第１乃至第３図に示され、回路２０は機械加工され たチャンネル２４を有する基板２２を具備する。板２２は軽くて導電性の高い材 料、たとえばアルミニウムによって形成される。

上記チャンネル２４の内壁は、同軸線路２６の外部導体として作用する。上記内 部導体は絶縁ブッシング３０で支持された棒体２８によって形成され、上記ブッ シング３ｏは棒体２８を、同軸線路２６の土壁と底壁の間に支持する。蓋３２（ 第１図には取除かれ、第２図及び第３図には描かれている）は基板２２と同じく アルミニウムで形成され、開放したチャンネル２４を閉じるように用いられる。

このようにし−同軸線路２６の完全な形が形成される。溝３４はチャンネル２４ の開口と間隔をおいて形成され、内部に周知のガスケット３６を収められる。ガ スケット３６はゴムに金属粒を混じた市販のものである。カバー３２を板２２に 固く取付けるととによシ、該ガスケットはマイクロ波エネルギの放射を閉鎖する 働きをなす。絶縁性を有するスペーサ３８は棒体２８の周囲に配置され、該棒体 ２８がチャンネル２４の中に正しい位置をとるように作用する。チャンネル２４ の横断面及び棒体２８の横断面は、ともに方形、好ましくは正方形に形成されて いる。

この発明によれば、アダプタ４（７（第２図及び第３図）は、板２２の面にほぼ 直角な長手方向軸を有する導波管４２を具備する。導波管４２はねじ部を有する スタッド４４とナツト４６を用いて蓋３２に取付けられ、蓋３２は第１図のチャ ンネル２４に沿って設けられたねじ付′き孔４８にボルト（図示せず）によって 固定される。導波管４２にはスタッド４４を通すオーバサイズの孔５２を有する フランジ５０を設けられ、該孔５２の存在によって周知のように導波管の精密な 位置決めが可能となる。モードランチャ−５４は円形の開口５６を経て蓋３２の 中に延出し、導波管の端部に挿入される。ランチャ−５４は中心部材５８と該中 心部材５８の外側端から横方向に延出するダイポール素子６０を具備する。

アダプタ４０の位置′に於て、方形断面の棒体２８は段部６２を形成されて厚さ を減じ、方形横断面の舌部６４が残部に形成されている。幹部５８は舌部６４に 、ねじを施された結合部６６、舌部６４から上記結合部６６の中に延びるねじ６ ８、及び中心部材５８を通って上記結合部６６内に上記ねじ６８と反対方向に延 出するねじ７０によシ固く取付けられる。

誘電体からなりシリンダ状に形成された絶縁ブッシング７２は、アダプタ４０の 位置でチャンネル２４の底部に立設され、ねじ６８の頭部及び舌部６４を支持す る。誘電体製の絶縁スリーブ７４は開口５６の中に配置され、結合部６６をとり まき、結合部６６と中心部材５８を固く結合する。導波管４２のフランジ５０に 設けられたオーバーサイズの孔５２は、中心部材５８の接平面と導波管４２の内 壁との間に、狭い間隔を形成するために用いられる。上記間隔の代表的な値は、 周波数が４ギガサイクルの擢合はぼ０．８　ｍ＋ｎ　（０，０３１インチ）のオ ーダーである。上記の狭い間隔により、５０オームのインピーダンスを持つ伝送 線路７６の構造は、ＴｇＭ波の伝播が中心部材５８に沿って、ダイポール素子６ ０に達するものと女る。伝送線路７６の中の上記間隔は、ＴＥＭ波がダイポール 素子６θに達する丑で、導波管の中に著しい放射が無いように１／４波長のほぼ ５％以下に定められている。

モードランチャ−５４の動作の際、電界を示す力線は中心部材５８と導波管４２ の壁の間に形成されている。上記ダイポール素子６θは中心部材５８に載置され 、５０オームのインピーダンスの線路はことで終るとともに、導波管モードの励 起を生ずる源泉となる電界及び磁界を決定する。ダイポール素子６０と導波管の 端部との距離は、蓋３２に於て、導波管の波長の１／８乃至１／４の範囲に選ば れる。調理用のポスト７８は導波管の下方に設けられ、導波管のりアクティブ成 分を調整するためにほぼ導波管の波長の約１／８の長さに形成されている。上述 の諸寸法及び上記間隔の値は概略であり、精密な値は設計上定められているとと もに、周知のように実験的にも決定できる。

ランチャ−５４を調節できる構造を使用することにより、外周に設けられた溝８ ０は中心部材５８の外端部に形成される。該ｍｓｏはダイポール素子６０の同軸 のアダプタを収容可能な寸法を有する。上述のアグプクーの例はダンベリのアム フェノール（コネチカソト）　（Ａｍｐｈｅｎｏｌ　ｏｆ　Ｄａｎｂｕｒｙ、Ｃ ｏｎｎｅｔｉｃｕｔ　）製の市販のＡＰＣ−７型アダプターである。この場合、 マイクロ波回路２０は可撓性ケーブルとアダプタ４０の側に結合される接続器に 接続された標準的実験装置（図示せず）を用いて試験を行うことができる。

以上の説明はこの発明の例であわ、多くの代替例や変形例が画業者により提供さ れ得る。従ってこの発明は請求の範囲に含まれる領域内の上述のようなすべての 代替例及び変形例を包含するものとする。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　同軸伝送線路を導波管に結合するアダプタで下記（ａ）〜（ｆ）Ｋ記載 の特徴を有するもの、（、）　導電体からなる板の中に配置され、上記板の中に 切シ込まれた方形のチャンネルと方形断面を有する棒形の内部導体で形成された 同軸伝送線路を含むマイクａ波回路と； （ｂ）　上記板上に載置され、上記チャンネルを閉じて上記同軸伝送線路の外部 導体を形成する導電性材料からなるカバーと； （ｃ）　一方の上記伝送線路の外部導体に設けられた開口と； （ｄ）　上記開口に設けられ、上記一方の伝送線路の外部導体に取付けられた導 波管と； （、）　上記伝送線路の内部導体から、上記開口を経て導波管の内部に延び、上 記内部導体を上記開口を経て導波管に結合するモードランチャ（ｍｏｄｅ　１ａ ｕｎｃｈｅｒ）を具備し、 （ｆ）　上記モードランチャは、上記導波管の内壁に接近しかつ該内壁と間隔を おいて通過し、ＰＥＭ波の伝播を可能とする中心部材を有し、又該モードランチ ャは上記導波管の中に、該導波管の伝送軸と直角に配置された板状のダイポール 素子を有し、該ダイポール素子はその縁部に於て、上記中心部材の端部に支持さ れている。 （２、特許請求の範囲第（１）項に記載のアダプタに於て、上記中心部材を上記 内部導体の端部に固着する結合部を更に有するアダプタ。 （３）上記導体が端部に段部を設けられ、横断面が縮小された舌部が形成されて いる、請求の範囲第（２）項に記載のアダプタ。 （４）上記結合部がねじによって上記舌部に取付けられている、請求の範囲第（ ３）項のアダプタ。 （５）上記結合部の寸法及び上記開口の寸法が、可撓性を有する同軸線路のコネ クタを受け入れるように選ばれている請求の範囲第（４）項のアダプタ。 （６）請求の範囲第（５）項のアダプタに於て、上記導波管の内壁から、上記ダ イポール素子の面と平行な面内に於て、上記グイ？−＾素子からの距離に比べて 、上記導波管からの距離が大きいように離隔して延出する調整用のＩストを更に 有するアダプタ。 （７）上記導波管が、方形横断面を形成する長寸法の広い壁と短寸法の狭い壁を 有し、上記ダイポール素子が上記短寸法の大きな部分および長寸法の小さな部分 を離れて覆うように延びている、請求の範囲第（６）項に記載のアダプタ。