(57)【要約】【課題】簡便かつ安価な構造を維持しながら、導波管内に挿入されるプローブ及びその周辺部の熱抵抗を低下させ、高い電力を扱うことができるようにする。【解決手段】短絡面２が設けられた導波管１内に、この導波管１のＨ面からマイクロストリップ線路４の先端のプローブ４ａを挿入する変換器において、プローブ４ａを、短絡用導体１０を介して導波管１のＥ面に短絡させる。同軸線路の場合も同様の構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
短絡面が設けられた導波管と、
この導波管内へ導波管Ｈ面から挿入された非導波管線路のプローブと、を有し、上記非導波管線路と上記導波管との間の伝送モード変換を行う非導波管線路−導波管変換器において、
上記プローブを短絡用導体を介して上記導波管のＥ面に短絡させたことを特徴とする非導波管線路−導波管変換器。
【請求項２】
上記短絡用導体と上記プローブの連結部の角部、上記短絡用導体と上記導波管Ｅ面の連結部の角部又は短絡用導体自体の角部は、緩やかな曲線となるように形成したことを特徴とする請求項１記載の非導波管線路−導波管変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非導波管線路−導波管変換器、特にマイクロ波回路に使用される分布定数線路又は同軸線路等の非導波管線路と導波管の間の変換に使用され、高入力電力耐性を有する変換器の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マイクロ波回路として増幅器や周波数変換器等が用いられており、これらの回路から外部回路へのマイクロ波信号の伝送には、伝送損失の少ない導波管を利用することが多い。そして、このマイクロ波回路内では、その回路構成や使用部品の都合上、マイクロストリップ線路等に代表される分布定数伝送線路や同軸線路が使用されるため、これら伝送線路と導波管の伝送モードを変換する非導波管線路−導波管変換器が必要であり、その変換器としては、例えば下記特許文献１，２に開示される技術がある。
【０００３】
図３には、特許文献１と同様に、前置回路からの伝送線路であるマイクロストリップ線路を導波管内に挿入し先端開放プローブとして利用する一般的な構造が示されている。即ち、図３に示されるように、導波管１には短絡面（ショート面）２が設けられ、この導波管１のＨ面（図の上面で磁界に平行な面）から、誘電体基板３及びこの基板３に形成されたマイクロストリップ線路４が導波管内まで延長挿入され、この線路の先端がプローブ４ａとなる。このような構造によれば、非導波管線路−導波管変換器が簡便かつ安価に実現できるという利点がある。
【０００４】
一方、特許文献２（第５図）に示されるように、階段状突起を有するリッジを変換部に設ける特殊な構造を持つ同軸導波管変換器も存在する。
【０００５】
【特許文献１】実開昭６１−９３００５号公報
【特許文献２】実開昭６２−７７９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の非導波管線路−導波管変換器では、回路を構成する材料やその材料の表面状態等に起因する伝送損失が存在するため、特に使用する信号電力が大きくなった場合は、その部位での発熱が増大し、構成材料によっては、材料の溶融や変形、炭化といった破損を引き起こすという問題があった。しかも、発熱により高温になることで発生する熱電子放出や整合条件の著しい変化による高電界部位の発生等を起因として、放電に至るといった不具合も起こることがある。
【０００７】
上述のように、分布定数伝送線路としてのマイクロストリップ線路（４）の先端部（４ａ：開放部）や同軸線路の中心導体の先端開放部をプローブとして導波管内に挿入する一般的で簡便かつ安価に実現できる構造の変換器においては、細い線状のプローブを空間内に配置する等の構造上、等価熱抵抗が大きくなることから、上述した不具合が発生し易く、高電力を扱えないという問題があった。
【０００８】
また、従来例としての上記特許文献２は、特許文献１とは異なりプローブ部の熱抵抗を低く抑えることが可能であるが、その反面、階段状のリッジを持つ変換部の構造が複雑となり、製作コストがかかるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡便かつ安価な構造を維持しながら、導波管内に挿入されるプローブ及びその周辺部の熱抵抗を低下させ、高い電力を扱うことのできる非導波管線路−導波管変換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、短絡面が設けられた導波管と、この導波管内へ導波管Ｈ面（磁界に平行な面）から挿入された非導波管線路のプローブと、を有し、上記非導波管線路と上記導波管との間の伝送モード変換を行う非導波管線路−導波管変換器において、上記プローブを短絡用導体（放熱用導体）を介して上記導波管のＥ面（電界に平行な面）に短絡させたことを特徴とする。
請求項２の発明は、上記短絡用導体と上記プローブの連結部の角部、上記短絡用導体と上記導波管Ｅ面の連結部の角部又は短絡用導体自体の角部は、緩やかな曲線（弧状）となるように形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項１の構成によれば、プローブと導波管Ｅ面とを連結する短絡用導体によって、プローブ部から周辺部への等価熱抵抗が大幅に減少し、プローブ部から発生する熱が放出される。
請求項２の構成によれば、短絡用導体とプローブの連結部、短絡用導体と導波管Ｅ面の連結部又は短絡用導体自体の角部が鋭い角となっていないため、この角部に電界が集中することが避けられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の非導波管線路−導波管変換器によれば、プローブ部から周辺部への等価熱抵抗を大幅に減少させることができ、その結果、プローブ部で発生する熱を効率よく放出でき、材料の溶融や変形、炭化といった一次破損や、これらを引き金とする放電等の二次的破損が発生することがなく、またこれらの破損を生じさせる入射電力が相対的に向上し、簡便かつ安価な構造でありながら高い大きな電力を取り扱うことができるという効果がある。
【００１３】
また、短絡用導体と各部との連結部や短絡用導体自体の角部を緩やかな曲線とすることで、短絡用導体を設けた場合でも、電界の集中を緩和する効果があるため、高入力電力耐性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施例に係る非導波管線路（マイクロストリップ線路）−導波管変換器の構成を示し、図（Ａ）は導波管開口側から見た正面図、図（Ｂ）は図（Ａ）の中央断面図である。
【図２】第２実施例の非導波管線路（同軸線路）−導波管変換器の構成を示し、図（Ａ）は導波管開口側から見た正面図、図（Ｂ）は図（Ａ）の中央断面図、図（Ｃ）は導波管内から上側を見た図である。
【図３】従来の非導波管線路（マイクロストリップ線路）−導波管変換器の構成を示し、図（Ａ）は導波管開口側から見た正面図、図（Ｂ）は図（Ａ）の中央断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１（Ａ），（Ｂ）には、本発明の第１実施例に係る非導波管線路−導波管変換器の構成が示されており、この第１実施例は、非導波管線路としてマイクロストリップ線路を用いたものである。
図１において、図３でも説明したように、１は導波管、２は短絡面（ショート面）、３は誘電体基板、４はこの基板３に形成された前置回路からのマイクロストリップ線路（分布定数線路）、４ａが導波管１内に突出挿入されたマイクロストリップ線路４の先端のプローブ、５はスルーホールである。
【００１６】
そして、実施例では、プローブ４ａの先端側に短絡用（放熱用）導体１０が一体に形成され、この短絡用導体１０は、プローブ４ａの挿入方向、即ち電界方向に対し直交する方向へ長くなるように設けられ、その左右両端部が導波管１の左右のＥ面（図の左右壁面で電界方向に平行な面）に接触して短絡される。
【００１７】
また、矢示（ｇ）で示したように、短絡用導体１０とプローブ４ａとの連結部の角部、短絡用導体１０と導波管１の左右Ｅ面との連結部の角部、そして短絡用導体１０自体の角部は、尖った角を取って丸くし、緩やかな曲線（弧状）となるようにしている。
【００１８】
上記の第１実施例の構成によれば、プローブ４ａと導波管１の左右のＥ面が短絡用導体１０によって連結されるので、プローブ４ａの部分から周辺部への等価熱抵抗が大幅に減少することになり、プローブ部分からの発生熱が良好に放出される。そして、短絡用導体１０がプローブ４ａの挿入方向（電界Ｅ方向）と直交し、導波管内伝送波の磁界（Ｈ）の向きと並行に配置されるため、プローブ４ａが導波管１に対し短絡状態となっていても、導波管内の伝送波に影響を与えることはない。
【００１９】
しかし、この変換部はマイクロストリップ線路４を伝送してきた準ＴＥＭ波が導波管伝送モードであるＴＥ波にモード変換される部分であり、故に完全なＴＥ波にはなっていないため、この短絡用導体１０の影響を完全に無視することはできない。そこで、実施にあたっては、下記のような条件に留意し、電磁界シミュレータ等を使用して最適なプローブ４ａと短絡用導体１０の形状を設定することが好ましい。
１．導波管Ｅ面への短絡用導体１０の幅は、プローブ４ａで発生する熱を効率よく逃がすという観点では、可能な限り太い方が望ましい。
２．より高電力での耐性を得るためには、プローブ４ａ及び短絡用導体１０の導体形状は、電界の集中し易い鋭い角は避けた形状とする。
なお、上記説明は、信号がマイクロストリップ線路４側から入力され、導波管１に向かって伝送する方向で説明したが、この変換回路は、可逆性を有しているので、信号が導波管１側から入力され、マイクロストリップ線路４に向かって進む場合でも、上記説明が成立することになる。
【００２０】
また、実施例では、上述のように、短絡用導体１０とプローブ４ａとの連結部（ｇ）、短絡用導体１０と導波管１の左右Ｅ面との連結部の角部（ｇ）、そして短絡用導体１０自体の角部（ｇ）を鋭くせず、緩やかな曲線としたので、各角部における電界の集中が減少し、高電力入力に対する耐性が向上するという利点がある。
【００２１】
図２には、第２実施例に係る非導波管線路−導波管変換器の構成が示されており、この第２実施例は、非導波管線路として同軸線路を用いたものである。
図２に示されるように、短絡面２が設けられた導波管１のＨ面へ向けて同軸部誘電体７を介して同軸線路８が配置され、この中心導体がプローブ９としてＨ面から導波管内へ挿入される。
【００２２】
そして、このプローブ９はその挿入方向（電界方向）に対し直交する方向へ長くなる短絡用導体１２に接続され（一体的に取り付けられ）、この短絡用導体１２の左右両端部が導波管１の左右のＥ側面（電界方向に平行な面）に接触して短絡される。また、短絡用導体１２とプローブ９や導波管１の左右Ｅ側面との連結部の角部（ｇ）、そして短絡用導体１２自体の角部が緩やかな曲線に形成される。
【００２３】
このような同軸線路の第２実施例においても、第１実施例と同様に、プローブ９の部分から周辺部への等価熱抵抗が大幅に減少し、プローブ部分からの発生熱が良好に放出され、また各角部（ｇ）においての電界の集中も緩和されるという利点がある。
【００２４】
以上のように、第１及び第２実施例においては、材料の溶融、変形又は炭化等の一次破損、これらを引き金とする放電等の二次的破損が発生せず、また高入力電力耐性により高電力を扱う機器への使用が有用となる。
【００２５】
上記各実施例では、方形導波管の構成について説明したが、円形導波管の場合も同様に適用でき、電界（Ｅ）方向へ向けて挿入配置したプローブに上記実施例と同様の短絡用導体を連結し、この短絡用導体を電界（Ｅ）に略平行となる側面に短絡するように構成すればよい。
【符号の説明】
【００２６】
１…導波管、              ２…短絡面（ショート面）、
３…誘電体基板、          ４…マイクロストリップ線路、
４ａ，９…プローブ、      ８…同軸線路、
１０，１２…短絡用導体。
【図１】
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【図２】
2015103886.tif 000004
【図３】
2015103886.tif 000005