(57)【要約】  本発明はコンパクトな導波管における自動インピーダンスアダプタに関する。インピーダンスがプランジャにより制御され、電磁場を変更するマジックＴカプラ面Ｅ/面Ｈで導波管全体を満たすことを特徴する。１のプランジャが導波管の電場（Ｅ）を変更し、第２のプランジャが磁場（Ｈ）を変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インピーダンスが複数プランジャにより制御されることを特徴とする導波管における自動インピーダンスアダプタであって、
前記プランジャは電磁場を変更するマジックＴ型カプラで導波管全体を満たし、１のプランジャが導波管の電場（Ｅ）を変更し、第２のプランジャが磁場（Ｈ）を変更するものである、導波管における自動インピーダンスアダプタ。
【請求項２】
各プランジャは１つのリニアジャッキにより駆動されることを特徴とする請求項１に記載の導波管における自動インピーダンスアダプタ。
【請求項３】
前記複数ジャッキは滑りジョイントを介して前記複数プランジャに連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の導波管における自動インピーダンスアダプタ。
【請求項４】
少なくとも１つの前記プランジャが少なくとも１つの前記プランジャの一般断面より小さい断面部分を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の導波管における自動インピーダンスアダプタ。
【請求項５】
前記２プランジャは少なくとも１つの前記プランジャの一般断面より小さい断面部分を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の導波管における自動インピーダンスアダプタ。
【請求項６】
前記部分は縦方向に導波管を伝播する波長の１/４に等しい幅を持つ請求項４，５に記載の導波管における自動インピーダンスアダプタ。
【請求項７】
前記部分は実質的に前記プランジャの端部に位置していることを特徴とする請求項４，５に記載の１の導波管における自動インピーダンスアダプタ。
【請求項８】
前記複数プランジャ/前記１のプランジャは前記複数プランジャの一般断面部分より小さい複数の断面部分を有していることを特徴とする請求項４乃至７の何れか一項に記載の導波管における自動インピーダンスアダプタ。
【請求項９】
前記複数ブランジャ/前記１のプランジャは前記複数プランジャの一般断面より小さい２の断面部分をもつことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の導波管における自動インピーダンスアダプタ。
【請求項１０】
水平軸において如何なる移動をしないことを特徴する請求項１乃至９の何れか一項に記載の導波管における自動インピーダンスアダプタ。
【請求項１１】
前記複数リニアジャッキはリターンメカニズムに連結していることを特徴する請求項１乃至１０の何れか一項に記載の導波管における自動インピーダンスアダプタ。
【請求項１２】
１ＧＨｚより高い周波数で使用されることを特徴する請求項１乃至１１の何れか一項に記載の導波管における自動インピーダンスアダプタ。
【請求項１３】
８００ＧＨｚより低い周波数で使用されることを特徴する請求項１乃至１１の何れか一項に記載の導波管における自動インピーダンスアダプタ。
【請求項１４】
複数プランジャの前記マジックＴ型カプラの選択と前記マジックＴ型カプラの導波管への挿入のステップを有する、
波を伝播する導波管のためにマジックＴ型カプラ面Ｅ/面Ｈの形状のインピーダンスアダプタの製造方法。
但し、各プランジャは、少なくとも１の、前記プランジャの一般断面より小さく断面部分を有し、縦方向幅において前記導波管を伝播する波長の１／４に適合されている、縦方向部分を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子と通信技術の分野に関連する。更に具体的にいえば、導波管におけるコンパクトな自動インピーダンス アダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
導波技術はMaury社 と Focus-Microwave社との２社により、現在40Ghzを超える帯域で使用されている。
【０００３】
これら２社はOｘ軸とOｙ軸に沿って移動するプランジャを使用している。プランジャの位置がスリットガイドの内部でOｙ軸に沿って変化するとき、後者は局所的に定在波比を変更する。次に、プランジャの位置（Ox,Oy）に従って、チューナは４つのパラメータＳijを有している。両軸に沿って移動するプランジャは２つの高精度のステップーバイ-ステップ エンジン（バスGPIBにより駆動される）により駆動される。Oｘ軸に沿う動きに関して、全ブロック（モータ + プランジャ）は商用的に利用可能な同軸チューナの場合と同じ様にガイド軸（guiding axle）を使って導波管に沿って移動する。
【０００４】
従来技術として、インピーダンスの適用のための高さの低いウェーブガイドのためのチューナは公知である（US5910754（Maury Microwave））。
【０００５】
同軸チューナに関する導波管におけるチューナの主要な長所は電力消費の小ささである。このようなチューナは同軸均等物より５−１０倍電力消費が少ない。これは主として同軸チューナで使用される標準コネクタに起因する。同軸チューナの大きさは小さく、高周波のロスが小さい。従って、電力消費が数ワットを超えない。
【０００６】
同一周波数帯域では、導波管におけるチューナのアクセスは同軸のそれよりロスが少ない。その結果、スミスチャートのデッドゾーンは導波管のチューナの場合と比較して、より狭い。
【０００７】
しかしながら、このようなチューナは回転モータを使用している。商用として利用できる同軸チューナにおける場合のように、同モータは、部品のアクセスとマイクロ波先端（microwave tips）（マイクロ波先端の下で測定が行われる場合）との間の接触の質にダメージを与える振動を引き起こす。上記のとおり部品と先端にダメージを与える危険性がある。一般的に、一体化された偏波回路（polarization circuit）を持つこれら先端へのアクセスは、導波管において直接行われる。これにより、短い導波管を介してチューナを結合することを可能になる。しかし、導波管は極めて硬質であるので、チューナの振動が部品の入り口に到達するまで伝播することを可能にする。チューナブロックがOx軸に沿って移動するので、慣性動きは部品の入り口で往復する動きを課す（部品の劣化）。
【０００８】
このようなチューナは重く、大きい。このためにマイクロ波先端の近傍にチューナを配置することは不可能である。この結果、部品アクセスとチューナアクセス（入出力適応）の間の損失の増大が起こる。このために、スミスチャートのデッドゾーンが大きくなり、チューナの能力が制限される。
【０００９】
同軸チューナの場合のように、その価格は高価である。
【００１０】
マジックＴ型カプラ平面Ｅ／平面Ｈ（magic tee-coupler plane E/plane H）の形状を有する導波管のインピーダンス アダプタはUSP-5939953で公知である。このようなアダプタには従来技術の前記解決法と同様に、プランジャの導波管において電磁場の一部分での損失に由来する重要な効率の損失がある。以下に述べるように、このような損失はプランジャとハウジング（プランジャが配置される）の間の自由空間に部分的に由来する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、数ＧＨｚから８００ＧＨｚの周波数領域を走査する波の導波管において、完全に自動化されたチューナ平面Ｅ／Ｈを実現することである。商用のものとして、性能の高い手動のチューナ平面Ｅ／Ｈが存在している。本発明の考え方はこの技術を使って、多くの変更を行いながら、それを自動的で既存の手動システムより効率的にすることにある。本発明の目的は部品の特性解析（characterization）に関する時間を減らすことであり、測定の質と反復可能性（repeatability）の実質的な向上させることである。上記の市販の、自動的導波管におけるチューナは平面E／平面Hチューナではないことに留意されたい。
【００１２】
本発明の目的は更にコンパクトな、軽い、ウェーファ上の測定(弱い振動)に適合し、導波管の大きさにより規定される周波数帯域における周波数に制限のないインピーダンスアダプタを提供し、従来技術の欠点を改善することである。
【００１３】
この目的のために、広い意味で本発明は導波管におけるインピーダンスアダプタに関するものである。このアダプタにおいて、インピーダンスはマジックＴ型カプラ平面Ｅ/平面Ｈ（電磁場を変化させる）の全導波管を満たしている複数プランジャにより制御されている。プランジャは導波管の電場（Ｅ）を変化させ、磁場（Ｈ）を変化させる。
【００１４】
「全導波管を満たしているプランジャ」は、形状、大きさに関係する限り、導波管の内部キャビティと形状、大きさが実質的に同一である全般的断面(general section)を有しているプランジャを意味する。プランジャは導波管内をスライドすることができ、重要な空間を残す（従来技術の場合このようになる）ことなく、空気で充満し、インピーダンスアダプタの効率の損失を起こす。
【００１５】
従って、本発明はプランジャの幾何学的な形状を導波管の形状ｄに適応させることを提案する（±100μm、製造の許容誤差と導波管において要求される滑りのために）。
【００１６】
従来技術の解決法に関し、本発明によるチューナはコンパクトで、軽量であり、反復可能性とインピーダンス合成の正確性を提供する。
【００１７】
有利なことには、前記インピーダンスアダプタは水平軸では如何なる動きをも示さない。両プランジャ平面Ｅ／平面Ｈは、それらの内の１つの移動を必要とすることなく、導波管の適応を調整することを可能にする。こうして、振動を起こす回転モータの存在を回避することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
１つの実施例によると、前記インピーダンスアダプタは、リターン機構を持ち、スライディング接続を介してプランジャに接続されている２つのリニアジャッキ(linear jacks)を有している。
【００１９】
インピーダンスアダプタは１GHzより高い周波数で使用されることが好ましい。
【００２０】
インピーダンスアダプタは800GHzより低い周波数で使用されることが好ましい。
【００２１】
種々の実施例によると、
―前記プランジャの少なくとも１つは、前記プランジャの全般的断面より小さい少なくとも１つの部分を有している。
―両プランジャは前記プランジャの全般的断面より小さい少なくとも１つの断面部分を有している。
―前記部分は縦方向に導波管を伝播する波長の１/４に等しい幅を有している。
―前記部分は実質的に前記プランジャの端部に位置する。
―前記１つのプランジャ／複数のプランジャは、前記プランジャの全般的部分より小さい複数の断面部分を有している。
―前記１つのプランジャ／複数のプランジャは、前記プランジャの全般的部分より小さい２つの断面部分を有している。
【００２２】
この種々の構成により、プランジャ−共振器導波管におけるチャージの損失を低減させることが可能になる。
【００２３】
本発明の別の目的は、波を伝播させる導波管用の、マジックＴ型カプラ平面Ｅ/平面Ｈの形状のインピーダンスアダプタの製造方法であり、同方法は選択、マジックＴの導波管への挿入のステップを有している。各プランジャは少なくとも、部分の縦方向部分は前記プランジャの全般的断面より小さく、縦方向幅が前記導波管を伝播する波長の１/４に調整されている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の主たる特長は以下のとおりである。
【００２５】
＊  本チューナの独創性は、インピーダンスが電磁場を変化させるマジックＴ型カプラ平面Ｅ/平面Ｈの全導波管を満たすプランジャにより制御されるという点にある。従って、マイクロ波の性能はかなり良く（インピーダンスが50オームのときに60ＧＨｚにおける挿入損失が、既存のシステムではー3.7ｄＢであるのに対し、我々のシステムでは-0.3ｄＢである）、導波管の大きさにより規定される周波数バンドにおける周波数について制限はない（平面Ｅ/平面Ｈ75-110ＧＨｚチューナに対し、75-95ＧＨｚ帯域だけが本システムでカバーされる）。
【００２６】
＊  このチューナは水平軸に沿って移動しない（重心及び、チューナの外部要素における剪断トルクの問題は無い）。この点はウェーハ上でのマイクロ波測定の時に重要である。
【００２７】
＊  このシステムは既存のシステムよりコンパクトである。知りうる限りの、自動化された導波管内の全てのチューナは水平軸上で移動するもので、大きなゆとり状態を生成するからである（体積に対する比が３）。これはウェーハ上におけるマイクロ波の測定の際に重要である。
【００２８】
＊  このシステムは既存の自動システムより軽量である（重量に対する比が少なくとも３）。これはウェーハ上におけるマイクロ波の測定の際に重要である。
【００２９】
＊  マイクロ波特性がかなりよい（60Ｈｚにおける挿入損失は、既存のシステムが-3.7ｄＢであるのに比して本件システムでは-0.3ｄＢ。但しインピーダンスが50Ω）。
【００３０】
＊  これらの条件の下で、製造コストは極めて低い。
【００３１】
＊  使用するモータの特性のお陰で振動問題はない。これはウェーハ上におけるマイクロ波の測定の際に重要である。
【００３２】
＊  設計（slugモータ接続）と機械化のお陰で、インピーダンスについての分解能（resolution）はかなりよい（プランジャの移動は0.5μｍオーダー）。
【００３３】
＊  設計（プランジャ−モータ連結）と機械化のお陰で、インピーダンスの反復可能性はかなりよい。
【００３４】
本発明は以下の説明でより良く理解される。以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
【００３５】
―  図１は本発明によるチューナである。
―  図２は本発明のためのプランジャー共振器である。
―  図３は図１と２のプランジャを駆動させるための構成の例を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１を参照する。この種のチューナのタイプはOｘ軸に沿った移動はしない。これは２つのプランジャを有している。１つの移動はOｙ軸に沿ったもので、他の１つの移動はOｚ軸に沿ったものである。これら２つのプランジャは導波管内に閉じ込められている。（「突起」が導波管の側面と上面に存在する）。それぞれの軸に沿ったそれらの移動は導波管の実効長さを変化させる。１つのプランジャは導波管における電場（Ｅ）を変化させ、他のプランジャは磁場（Ｈ）を変化させる。このために平面Ｅ/平面Ｈの名称が付けられている。従って、プランジャの移動は導波管の入口、出口でインピーダンスを変化させることを可能にする。
【００３７】
しかし、チューナの挿入損失はプランジャの位置と共に変化する。従って、自動チューナ無しで電力トランジスタの特徴解析（characterization）の期間に、チューナ損失が減少するか又は、プランジャの位置が調整されたときに充電されたトランジスタによる供給電力が増加するか否かを決めることは困難である。
【００３８】
図２を参照すると、「レゾネータ」を呼ばれる変形プランジャが記載されており、このプランジャは正方形部分と複数短絡回路２０と複数開回路（open circuits）２１の連続物を有している。前記複数開回路２１は正方形部分Ｓ（該プランジャの一般断面(general section)の形状と同一である）を持つレゾネータの縦方向の一部であり、前記プランジャ−レゾネータの一般断面より小さい。図２には、２の開回路２１を有するレゾネータが示されている。該レゾネータは短絡回路（Ｓに等しい部分を持つ）で終端しており、マジックＴ型カプラの導波管の全幅を満たしている。しかし、レゾネータの縦方向の最後の開回路は実質的に後者の端部に位置している。例えば、波長の１/４以下で。
【００３９】
このような複数開回路はレゾネータの縦方向に所望する波長の１/４に一致する幅を有している。
【００４０】
実験によれば、２の開回路を持つレゾネータの構成の効率が示されたが、唯１つの開回路を有するレゾネータ（より簡単な製造）又は２より多い、例えば、３の開回路を有するレゾネータを提案することができる。
【００４１】
所望の使用及び修正周波数に合わせて、波長の1／４に適合するように種々のレゾネータを入れ替えることができる。
【００４２】
最後に、複数の波長に適合する複数の開回路を有し、第１回路は６ｍｍ幅（50GHzに適合する）、第２回路は３ｍｍ幅（100GHzに適合する）多数波レゾネータを提案することができる。
【００４３】
図３を参照すると、本発明の実施である複数プランジャ３０の駆動がリニア平行移動システム（モータ化されたジャッキタイプ）を介して実行される。マジックＴ型のアームにおいてプランジャ３０の平行移動を実行させるために、プランジャとモータ化システム３１との連結が圧縮バネ３２を介して行われる。圧縮バネは、ジャッキが上の位置に位置するときに、プランジャが上の位置に戻ることを可能にする。
【００４４】
リニアジャッキ３１はMicro-Control（商標名）社が供給するNSA１２ジャッキであってよい。このジャッキは移動距離１０ｍｍで、精度０．１μｍとすることが可能である。アセンブリの反復可能性は２μｍと推定されるが、実質的に製造仕上げと組み立ての許容誤差によって決まる。
【００４５】
圧縮バネ３２の大きさはリニアジャッキに対して許容されている軸のストレス（ジャッキNSA12に対し１８Ｎである）より大きなストレスをかけないように選ばれる。しかし、少なくともミクロンのオーダの移動を確保しければならない。この条件を満たすためには、バネ上にプレロードΔｘをかける必要がある。このプレロードは前記プランジャの重量に起因するストレスを補償するものである。よって、自由長さ（free length）３３ｍｍｍ、最小長さ８．７mm、剛性度５６mＮ.ｍｍ−１を持つバネが選ばれる。
【００４６】
これまで、本発明は例示として説明した。当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、本発明の範囲で種々の変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明によるチューナの斜視図である。
【図２】本発明のためのプランジャー共振器の外形図である。
【図３】図１と２のプランジャを駆動させるための構成を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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