(57)【要約】  放射パワー結合システムであって：  ・周縁上に方形導波管（１６）の形態のポートを備える放射分割器（１０）と；  ・放射分割器に重ねられ、周縁上に方形導波管（１６’）の形態のポートを備える放射結合器（１０’）と；  ・第１の信号を放射分割器の中心に送信する第１の入力遷移部（１１）と；  ・放射結合器（１０’）の出力に増幅された第１の信号を捕捉する第２の出力遷移部（１１’）と；  ・少なくとも２つの増幅チャネル（１５）であって：    ○導波管（１６）と相互作用可能な第３の入力遷移部（２２）と；    ○導波管（１６’）と相互作用可能な第４の出力遷移部（２３）と；    ○少なくとも１つの増幅器（２４）と；を備える、増幅チャネル（１５）と；を備える放射パワー結合システム。  本発明によるシステムは、増幅チャネルの位置決めを調整するための手段を備え、これにより様々なチャネルの位相シフトの調整を可能にする。【選択図】      図３Ｂ
2011508492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波フィールドにおける位相分散補償機能付き放射パワー結合システムであって：
・中心に入力を有するとともに周縁上に複数の出力を有する放射分割器と呼ばれる第１の放射導波管（１０）であって、前記出力の各々は金属導波管（１６）であり、前記第１の放射導波管（１０）は、１つの入力信号をいくつかの出力信号に分割することを可能にする、第１の放射導波管（１０）と；
・前記放射分割器（１０）に重ねられ、中心に出力を有するとともに周縁上に複数の入力を有する放射結合器と呼ばれる第２の放射導波管（１０’）であって、前記入力の各々は金属導波管（１６）であり、前記第２の放射導波管（１０’）は、複数の入力信号を１つの出力信号に結合することを可能にする、第２の放射導波管（１０’）と；
・第１の信号を前記放射分割器（１０）内に送信する第１の入力遷移部（１１）と；
・前記放射結合器の前記出力に増幅された前記第１の信号を捕捉する第２の出力遷移部（１１’）と；
・複数の増幅チャネル（１５）であって、各々が：
○前記放射分割器（１０）の前記金属導波管（１６）の１つと相互作用可能な第３の入力遷移部（２２）と；
○前記放射結合器（１０’）の前記金属導波管（１６’）の１つと相互作用可能な第４の出力遷移部（２３）と；
○前記第３および第４の遷移部（２２、２３）に固定された少なくとも１つの増幅器（２４）と；を備える、増幅チャネル（１５）と；を備え、
前記システムは、前記金属導波管（１６、１６’）における少なくとも１つの増幅チャネル（１５）の位置決めを調整するための手段（２９）を備えることを特徴とする、放射パワー結合システム。
【請求項２】
前記調整手段（２９）は、スペーサのセットを備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
各増幅チャネルは、各増幅チャネル（１５）をスペーサ（２９）を用いて前記結合器および前記分割器に固定することを可能にする固定手段（２５）を備えることを特徴とする、請求項１および２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４】
前記スペーサのセットは、前記増幅チャネルと前記放射導波管との間の熱伝達に貢献することを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
シェル（２６）が前記増幅チャネルを覆うとともに、前記増幅器と前記システムの外部との間の熱交換を促進することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記分割器の前記出力および前記結合器の前記入力の前記金属導波管は、前記増幅チャネルの接続が放射軸において行われるように直線状であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記分割器の前記出力および前記分割器の前記入力の前記金属導波管は、前記増幅チャネルの接続が放射軸に対して垂直に行われるように屈曲していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記放射分割器および前記放射結合器は、前記チャネル間を隔離するための吸収材または放散手段を備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記２つの放射導波管（１０、１０’）の前記周縁上の前記金属導波管（１６、１６’）は、方形導波管であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記分割器（２８）の前記入力および／または前記結合器（２８’）の前記出力は、円筒導波管であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記分割器（２８）の前記入力および／または前記結合器（２８’）の前記出力は、同軸導波管であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
少なくとも１つの遷移部（１１、１１’）は、放射導波管（１０、１０’）の下部（１０３）に接触する中心コア（１１２）を備えることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記放射導波管の中心に配置された同軸導波管の少なくとも１つのポートは、同軸コネクタ（２８）、中心リング（１１１）、中心コア（１１２）を受けるように設計され、このポートは、上部キャップ（１００）に直接機械加工された円錐の形態の外側導体（１０１）により前記放射導波管（１０、１０’）内に部分的に延在することを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
方形導波管伝播モード（１６）とマイクロ波ストリッパ伝播モード（６３）との間の前記遷移部（２２、２３）は：
・前記遷移部の方形導波管側の端部におけるプロファイルがゼロ勾配に対して余弦関係を有する金属被覆（６３）と；
・前記遷移部の反射係数を最小化するように前記金属被覆の前記余弦プロファイルに従って切断された基板（６１）と；を備えることを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体を有するマイクロ波増幅器の分野に関し、より詳細にはパワー結合システムに関する。各種の結合手法のうち、本発明の分野は、放射パワー結合システムに位置付けられる。
【背景技術】
【０００２】
半導電性素子の出力パワーは動作周波数の増加とともに低下するため、例えば衛星の高ビットレート計器の遠隔測定送信機などの特定のアプリケーションにより要求される出力パワーを達成するためには、いくつかの個々の半導電性増幅器を結合する必要がある。
【０００３】
現今、宇宙フィールドにおいて用いられるパワー結合システムは、ミリメートル周波数で５つ以上の個々の増幅器を真に効果的に結合するには適していない。この制限の結果、出力パワーに重点が置かれ、パワー収率の追加および設計の臨界が損なわれた半導体素子が、時として設計されている。
【０００４】
さらに、これらの結合は、アプリケーションの真の要件を満たすために要求されるＳＳＰＡＳ（「固体パワー増幅器」を意味する）の出力パワーを得るためには、時として不十分であるとともに制限が大きい。
【０００５】
パワー結合システムは、通常、分割器、増幅器、および入力信号から増幅された出力信号を供給することを可能にする結合器を備える。これらのシステムは、通常、例えば平面構造から方形導波管または同軸導波管などへの伝播構造の変更を可能にする遷移部を備える。
【０００６】
今日、主なパワー結合技術は、樹枝状と呼ばれる第１のパワー結合カテゴリと、空間と呼ばれる第２のパワー結合カテゴリと、放射と呼ばれる第３のパワー結合カテゴリとに分割される。
【０００７】
平面樹枝状結合手法は、２つまたは４つの増幅器を効果的に結合することを可能にする。しかし、結合段階の数が増加し、結合器の加算器間のリンク線路が長くなると、結合損失により信号が著しく劣化するため、これらの手法は、多数の増幅器を結合するには適していない。
【０００８】
これらの結合損失を最小化するため、平面伝播線路の代わりに金属導波管を用いることが可能である。この状況では、個々の増幅器の平面線路と結合器の金属導波管との間で信号を伝播するため、結合器と個々の増幅器との間に遷移部を追加する必要がある。これらの遷移部の追加、およびとりわけ用いられる金属導波管の大きさにより、この種の結合器の空間要件は著しいものとなる。従って、多数の増幅器を結合するには適していない。
【０００９】
図１に示すように、樹枝状結合は、通常、入力信号５を様々な増幅チャネル２に分割することを可能にする分割器１を備える。増幅チャネルから出た様々な増幅された信号は、様々な２進加算器段階において、遷移部３から方形導波管４、４’、４”において伝播および結合させることが可能である。増幅および結合された信号６は、下流において処理することが可能である。
【００１０】
米国特許第５７３６９０８号明細書において展開されている解決策などの空間結合手法は、増幅装置が、通常は板の形態の、重ねられたいくつかの増幅チャネルを備えることを特徴とする。入力信号は、信号のエネルギーの空間分布により増幅チャネルにわたって広がり、同じ原理により増幅された後に出力において再結合される。これらの手法には、いくつかの欠点が存在する。
【００１１】
第１の欠点は、この手法で多くの増幅器を結合させた結果生じるものである。すべての増幅チャネルを均一に励起および結合させることを可能にするため、補助装置を追加することが必要である。これらの補助装置により損失が付加されるため、この種の結合器の結合効果は低下する。
【００１２】
第２の欠点は、様々な重ねられた増幅チャネルにより放散されるパワーを効果的に除去することが困難な点である。この結果、この種の結合手法では、多くの増幅器を結合させた場合に、半導体を有するコンポーネントを接合するために超えてはならない最高温度についての、宇宙フィールドにより課される要件に適合することが困難になる。
【００１３】
最後に、増幅チャネルの１つにおいて生じた故障が増幅装置の動作全体を大きく乱す可能性があるため、増幅チャネルの相対的依存が１つの欠点である。
【００１４】
米国特許第４７００１４５号明細書、米国特許第４６４１１０６号明細書、および米国特許第４９３１７４７号明細書において提案されている解決策などの放射結合手法は、増幅装置がいくつかの増幅チャネルを備え、各増幅チャネルが２つの放射導波管の各端部に接続され、各端部が分割器と結合器との間に位置し、２つの放射導波管が重ねられていることを特徴とする。この接続により、第１の放射導波管のポートの１つから発せられた第１の信号を増幅し、それを第２の放射導波管のポートの１つに再注入し、それを結合器の放射導波管のその他のポートから発せられたその他の信号と再結合することが可能になる。
【００１５】
これらの手法は多くの利点を有し、とりわけ、方形導波管を有する樹枝状構造を用いる結合手法と比較して増幅装置の空間要件が低減される、という利点がある。さらに、放射導波管の壁部に配置された吸収材または放散手段によって増幅チャネル間の隔離性を向上させることにより、１つ以上の増幅チャネルの故障によりもたらされる出力パワーの低下に対する制御性の向上が可能である、という別の利点がある。
【００１６】
さらに、放射増幅装置は、いくつかの個々の増幅器を単一ステップで結合することを可能にする。従って、樹枝状結合手法と比較して結合損失が低減される。
【００１７】
他方、これらの解決策の現時点での制限は、出力信号を再結合する際に様々な結合される増幅チャネルの位相分散を補償するための簡単かつ効果的なシステムが存在しない、という事実から生じている。この欠点により、増幅チャネルの位相分散を補償するため、透過係数の位相に基づいて増幅チャネルを選別する、または増幅チャネルに可変移相器を追加することが必要である。後者の解決策は、適用するには複雑であり、扱いづらく、新たな損失を導入し、場合によりさらなるパワーを消費する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の１つの目的は、上記の欠点を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、様々なチャネルの位相シフトを調整し、位相が合った状態で出力信号を結合することを可能にするように、増幅チャネルの位置決めを調整するための手段を備える放射増幅装置を提案する。
【００２０】
マイクロ波フィールドにおける位相分散補償機能付き放射パワー結合システムは：
・中心に入力を有するとともに周縁上に複数の出力を有する放射分割器と呼ばれる第１の放射導波管であって、出力の各々は金属導波管であり、第１の放射導波管は、１つの入力信号をいくつかの出力信号に分割することを可能にする、第１の放射導波管と；
・放射分割器に重ねられ、中心に出力を有するとともに周縁上に複数の入力を有する放射結合器と呼ばれる第２の放射導波管であって、入力の各々は金属導波管であり、第２の放射導波管は、複数の入力信号を１つの出力信号に結合することを可能にする、第２の放射導波管と；
・第１の信号を放射分割器内に送信する第１の入力遷移部と；
・放射結合器の出力に増幅された第１の信号を捕捉する第２の出力遷移部と；
・複数の増幅チャネルであって、各々が：
○放射分割器の金属導波管の１つと相互作用可能な第３の入力遷移部と；
○放射結合器の金属導波管の１つと相互作用可能な第４の出力遷移部と；
○第３および第４の遷移部に固定された少なくとも１つの増幅器と；を備える、増幅チャネルと；を備え、有益である。
【００２１】
システムは、金属導波管における少なくとも１つの増幅チャネルの位置決めを調整するための手段を備え、有益である。
【００２２】
調整手段は、スペーサのセットを備えるのが有益である。
【００２３】
各増幅チャネルは、各増幅チャネルをスペーサを用いて結合器および分割器に固定することを可能にする固定手段を備えるのが有益である。
【００２４】
スペーサのセットは、増幅チャネルと放射導波管との間の熱伝達に貢献するのが有益である。
【００２５】
シェルが増幅チャネルを覆うとともに、増幅器とシステムの外部との間の熱交換を促進するのが有益である。
【００２６】
分割器の出力および結合器の入力の金属導波管は、増幅チャネルの接続が放射軸において行われるように直線状であるのが有益である。
【００２７】
分割器の出力および分割器の入力の金属導波管は、増幅チャネルの接続が放射軸に対して垂直に行われるように屈曲しているのが有益である。
【００２８】
放射分割器および放射結合器は、チャネル間を隔離するための吸収材または放散手段を備えるのが有益である。
【００２９】
２つの放射導波管の周縁上の金属導波管は、方形導波管であるのが有益である。
【００３０】
分割器の入力および／または結合器の出力は、円筒導波管であるのが有益である。
【００３１】
分割器の入力および／または結合器の出力は、同軸導波管であるのが有益である。
【００３２】
少なくとも１つの遷移部は、放射導波管の下部に接触する中心コアを備えるのが有益である。
【００３３】
放射導波管の中心に配置された同軸導波管の少なくとも１つのポートは、同軸コネクタ、中心リング、中心コアを受けるように設計され、このポートは、上部キャップに直接機械加工された円錐の形態の外側導体により放射導波管内に部分的に延在するのが有益である。
【００３４】
方形導波管伝播モードとマイクロ波ストリッパ伝播モードとの間の遷移部は：
・遷移部の方形導波管側の端部におけるプロファイルがゼロ勾配に対して余弦関係を有する金属被覆と；
・遷移部の反射係数を最小化するように金属被覆の余弦プロファイルに従って切断された基板と；を備えるのが有益である。
【００３５】
本発明の他の特長および利点は、下記の添付図面を参照してなされる後続の説明において明白になろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来技術による樹枝状構造を有する増幅装置を示す。
【図２Ａ】放射増幅装置を表す。
【図２Ｂ】スペーサのセットを備える放射増幅装置を表す。
【図２Ｃ】スペーサのセットを備える屈曲した放射増幅装置を表す。
【図３Ａ】本発明による放射増幅装置の上面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの放射増幅装置の断面図である。
【図４Ａ】増幅チャネルおよび位置を調整するための手段の第１の変形実施形態を示す。
【図４Ｂ】増幅チャネルおよび位置を調整するための手段の第２の変形実施形態を示す。
【図４Ｃ】増幅チャネルおよび位置を調整するための手段の第３の変形実施形態を示す。
【図５Ａ】同軸導波管と放射導波管との間の遷移部の例の断面図である。
【図５Ｂ】同軸導波管と放射導波管との間の遷移部の実施形態の断面図および上面図である。
【図６Ａ】方形導波管とマイクロ波ストリップ線路との間の遷移部の実施形態を示す。
【図６Ｂ】方形導波管とマイクロ波ストリップ線路との間の遷移部の実施形態を示す。
【図６Ｃ】方形導波管とマイクロ波ストリップ線路との間の遷移部を達成するためいくつかの回路を備える遷移部の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下の説明において、「遷移部」とは、最小の透過損失で１つの伝播構造から別の伝播構造へ、例えば同軸線路から放射導波管へ、または方形導波管からマイクロ波ストリップタイプ、共面、スロット、もしくは他の任意の媒体の１つ以上の平面線路へ、電磁波を遷移させる任意の装置である。
【００３８】
図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ、従来技術の装置および本発明による増幅装置の断面図をブロックの形態で表す。
【００３９】
装置は、入力信号が遷移部１１により進入する第１の放射導波管１０を含む分割器を備え、遷移部１１は、例えば同軸導波管、円筒導波管、または方形導波管タイプのポート２８と放射導波管１０との間で信号を伝播する。
【００４０】
増幅装置の分割器は、図２Ｂの例において、周縁上に方形導波管１６の形態のポートを有する放射導波管１０を備える。分割された信号は、固定のため製造方法によって方形導波管にプラグ接続されるか、または接続された増幅チャネル１５の入力遷移部に到達するように、方形導波管１６の各々に伝播される。増幅チャネル１５は、方形導波管１６から発せられた信号の捕捉を可能にすることでそれらを増幅器２４により増幅させるとともに、それらを方形導波管１６’内に送信することで信号を結合器１０’において再結合させる。結合された信号は、放射導波管１０’と例えば同軸導波管、円筒導波管、または方形導波管タイプの第２のポート２８’との間で信号を伝播させる遷移部１１’を介して装置の外部に送信される。
【００４１】
増幅チャネル１５は、図３Ａに示す方向１７において方形導波管１６および１６’にプラグ接続するか、または固定装置により固定することが可能である。
【００４２】
例えば、図２Ｂに示すように、増幅チャネル１５と方形導波管１６、１６’との間にスペーサ２９を追加することが可能である。後者すなわち方形導波管１６、１６’は、各増幅チャネル１５に特有の位相シフトに適合するため、方形導波管１６、１６’のチャネルによって異なる厚さを有するのが有益である。
【００４３】
図２Ｃに示す別の実施形態において、方形導波管１６、１６’は、増幅チャネル１５の接続が遷移部１１、１１’の軸心の方向において行われるように、例えば９０°で屈曲させることが可能である。
【００４４】
残りの説明において、少なくとも１つの送信遷移部、１つの受信送信部、および少なくとも１つの増幅器を備えるチャネルを増幅チャネルと呼ぶ。
【００４５】
本発明は、記載の実施形態を越えてより一般に、放射導波管の周縁上の金属導波管の形態のポートに適用される。
【００４６】
図３Ａは、ポート２８から発せられた信号を送信する遷移部１１（本図では図示せず）を介して入力信号が進入する第１の放射導波管１０を含む分割器を備える、本発明による装置の上面図である。
【００４７】
増幅装置の分割器は、図３Ａの例において、周縁上に方形導波管１６の形態のポートを有する放射導波管１０を備える。本実施形態において、本発明による装置は、放射導波管１０の周縁に対称的に配置された８つの方形導波管を有する。分割された信号は、方形導波管にプラグ接続されるかまたは接続された増幅チャネル１５の入力遷移部に到達するように、方形導波管の各々において伝播される。
【００４８】
本発明による増幅装置は、方形導波管１６における遷移部の各々の位置を調整するための手段２９を有することを可能にする。図３Ａに示す実施形態におけるこれらの調整手段２９は、適応方形導波管２９により構成可能なスペーサのセットである。
【００４９】
２つの方形導波管１６の交点における角度を形成する部分１４により、信号を金属導波管の形態の様々なポートに十分に分配することができ、有益である。
【００５０】
本発明による装置は、方形導波管の形態のポートを有する放射導波管を備える、分割器に重ねられた結合器を備えるが、図３Ａの上面図には図示しない。
【００５１】
図３Ｂは、図３Ａの増幅装置の軸心２１に沿う断面図を示す。後者すなわち増幅装置は、周縁上に配置された方形導波管１６および１６’とそれぞれ相互作用する２つの重ねられた放射導波管１０、１０’を備える。
【００５２】
遷移部１１は、ポート２８から発せられた信号を放射導波管１０内に送信する。ポート２８は、本発明の実施形態によって円筒導波管、同軸導波管、または他の方形導波管とすることが可能である。放射導波管１０のジオメトリおよび方形導波管１６のジオメトリにより、送信された信号を方形導波管１６の各々に分配することが可能になる。
【００５３】
また、装置は、実施形態によってプラグ接続されるか、または接続されるとともに固定手段の補助により固定された増幅チャネル１５を備える。増幅チャネル１５の各々は、方形導波管から例えばマイクロ波ストリップタイプの平面伝播線路に信号を伝播させる受信遷移部２２を備える。さらに、各増幅チャネル１５は、少なくとも１つの増幅器２４と、増幅された信号を送信するための遷移部２３とを備える。受信遷移部と同様に、送信遷移部２３は、例えばマイクロ波ストリップタイプの平面伝播線路から方形導波管への単純な遷移部とすることが可能である。
【００５４】
結合器は、周縁上に方形導波管の形態のポートを有する、放射結合器と呼ぶことが可能な放射導波管１０’を備える。放射導波管１０’は、各増幅チャネル１５から発せられ方形導波管１６’により伝播された各信号を受信する。放射導波管１０’は、結合された出力信号を遷移部１１’を介してポート２８’に送信することを可能にする。
【００５５】
本発明の解決策の主な利点は、方形導波管１６’から発せられ放射導波管１０’において再結合された様々な信号の位相を調整することが可能である、という点である。この調整は、方形導波管１６および１６’において増幅チャネル１５が配置される深さを調整するための手段の補助により行われる。
【００５６】
変形実施形態では、図４Ｃに示すように、これらの手段を、方形適応導波管の形態の方形導波管１６および１６’と相互作用する当接スペーサ２９とすることが可能である。
【００５７】
スペーサは、増幅チャネル１５により導入される位相シフトの関数として選択することが可能である。
【００５８】
別の利点は、増幅装置への設置前に増幅チャネル１５の特性を確認するため、増幅チャネル１５を２つの重ねられた方形導波管において別々に試験することが可能である、という点である。
【００５９】
増幅チャネルにより導入される位相シフトを測定することにより、すべての増幅チャネルが位相が合った状態で再結合されるように、方形導波管１６、１６’における各増幅チャネルの位置を決定することが可能である。
【００６０】
シェル２６により、増幅チャネルと図３Ｂにおいて当接により表す固定手段２５とを覆うのが有益である。
【００６１】
増幅器２４は、増幅器とシステムの外部との間の熱交換を促進するため、シェル２６に接触させるのが有益である。
【００６２】
本発明の装置は、他の実施形態において、結合される増幅器の数を増加させることが可能である。３つの解決策を同時にまたは独立して用いることが可能である。
【００６３】
第１の解決策は、方形導波管の形態のポートの数を増加させることである。第２の解決策は、各増幅チャネルに対する増幅器の数を増加させることである。最後に、第３の解決策は、各方形導波管にプラグ接続可能な増幅チャネルの数を増加させることである。
【００６４】
本発明による装置は、例えば米国特許第４２６３５６８号明細書に記載のように、結合器および分割器に吸収材または放散手段を有益に配置することにより、結合器および分割器のチャネル間の隔離性を向上させることを提案する。この向上により、増幅チャネルはより独立したものになる。
【００６５】
本発明による装置の利点、とりわけ説明した実施形態の利点には、受動部の位相分散が少ない点、導入される結合損失が少ない点、およびセンチメートル帯からミリメートル帯までの使用範囲を可能にする点がある。
【００６６】
さらに、増幅チャネルが容易に取り外し可能である点、増幅チャネルが増幅器と遷移部との両方を備えることが可能である点、そして、とりわけ増幅チャネルにより導入される位相シフトの固有パラメータにより、増幅チャネルを容易に特徴付けることが可能である点などの利点がある。
【００６７】
さらに、装置がコンパクトであることにより、熱的制約の効果的な管理を保持しつつ、フットプリントが小さいアセンブリの製造を可能にする。
【００６８】
図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃは、とりわけ増幅器２４の内蔵を可能にするとともに基板５０上の金属線路により送信および受信遷移部の形成を可能にする増幅チャネル１５の、様々な実施形態を示す。増幅チャネル１５は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように導波管１６、１６’に接続するか、または図４Ｃに示すように方形導波管にプラグ接続することが可能である。
【００６９】
これらの変形実施形態において、スペーサ２９のセットは、図４Ｃに示すように単純な当接スペーサとするか、または図４Ａに示すように適応方形導波管とすることが可能である。
【００７０】
好適な実施形態において、これらのスペーサのセットは、増幅チャネルと、大きい表面エリアにわたり熱を放散可能な放射導波管のポートとの間の効果的な熱交換を可能にする。さらに、増幅チャネルが構造の周縁上に位置決めされているため、放散されたパワーが周縁を介して除去されることも見込まれる。
【００７１】
図４Ａは、増幅器とシステムの外部との間の熱交換（３０）を促進するためのシェル（２６）の有益な使用法を示す。
【００７２】
図５Ａは、同軸コネクタとも呼ばれる同軸ポート２８と放射導波管１０との間の遷移部１１の例の断面図である。
【００７３】
図５Ｂは、図５Ａの遷移部に類似の遷移部の例示的実施形態を示す。
【００７４】
同軸ポートと放射導波管との間の遷移部は、２つの金属部、すなわち放射導波管１０を形成する上部キャップ１００と下部キャップ１０３とで構成される。放射構造の中心に配置された同軸導波管は、上部キャップ１００に直接機械加工された円錐の形態の外側導体１０１により放射導波管１０内に部分的に延在する。このように形成された同軸導波管は、上部キャップ１００に固定された同軸コネクタ２８と同じ内側寸法を有する。延在する同軸コネクタの中心コア１１０は、一方では同軸コネクタ２８のメス部と呼ばれる部分１１０に挿入されるとともに、他方では放射導波管１０の下部キャップ１０３に設けられたレセプタクル１０２に挿入される金属ステム１１２により形成される。また、金属ステム１１２の直径は、コネクタ２８のコア１１０の直径と同じでなければならない。従って、コネクタ２８から放射導波管１０内に延在する同軸導波管への通過中に、同軸部の寸法は変化しない。この寸法の連続性により、遷移部の最適な適応性能を保証することが可能になる。
【００７５】
構造の中心に対するコアの正確な位置決めは、一方では下部キャップ１０３におけるレセプタクル１０２により、他方では円錐１０１に挿入される誘電リング１１１により、保証される。しかし、このリングが、空気、または真空、または遷移部に含まれる材料の誘電率と異なる誘電率を有する誘電体から形成されている場合は、この誘電率における差を補償するため、外側導体の直径および／または同軸導波管の中心コアの直径における不連続性を導入してもよい。
【００７６】
下部キャップ１０３の穴１０２にバネまたは圧縮性材料を挿入することにより、コアとも呼ばれる金属ステム１１２をコネクタ２８のメス部１１０に挿入するため金属ステム１１２に印加される十分な垂直方向の圧力を維持することが可能である。
【００７７】
図５Ｂに示すこの遷移部により、以下が可能になる：
・中心コアの機械加工を単純化し、幾何学寸法の正確性を向上させる；従って、コネクタから構造への電磁波の通過中における誤適応の低減が可能になる。
・上部キャップ１００上に機械加工された円錐１０１により達成される漸進的適応により、幅広い周波数帯域にわたり良好な適応が得られる。
・同軸導波管の外側導体上に複雑な形状のプロファイルを機械加工することに関連する制約が、直線状円錐の使用により緩和される。
・中心コアおよびコネクタ１１０を位置決めするための様々なシステムにより完璧な回転対称が得られる。
・円錐の２つの幾何学寸法、すなわち高さと基部の幅とを再最適化することにより、同軸導波管から放射導波管への任意の高さの遷移部の製造が可能になる。
・同軸導波管の中心コアが構造の底部（下部キャップ１０３）に接触し、装置の良好なパワー挙動が得られる。
【００７８】
この遷移部を分割器および／または結合器に組み込むことにより、以下が可能になる：
・導波管が下部キャップ１０３および上部１００における円錐１０１に機械加工され、機械加工に関連する制約が緩和される。
・円錐１０１のフットプリントが削減された遷移部により、同軸導波管と、構造の周縁上に存在する方形導波管の高さに対応する高さを有する放射導波管との間の適応が達成される。
【００７９】
本発明による装置の増幅チャネルにより、遷移部２２により捕捉された信号を増幅し、増幅後のそれらを遷移部２３を介して方形導波管１６に再注入することが可能になる。これらの遷移部は、本発明による装置において有益な特長を有し、例えば図６Ａおよび図６Ｂに従って製造することが可能である。
【００８０】
図６Ａおよび図６Ｂに異なる視点で示す方形導波管１６からマイクロ波ストリップ線路６４への遷移部は、方形導波管の内部に基本モードの電界の伝播に対して平行に配置された回路で構成される。この回路の支持物は、任意の誘電率の基板６１であり、そのいずれかの側に金属面６０と金属線路６３とが刻印されている。金属面６０は、遷移部２２の方形導波管１６側の端部において、ゼロ勾配の余弦の形状にトレースされている。余弦の高さは方形導波管１６の高さに対応し、その長さは最適化により決定される。また、反対面にトレースされた金属線路６３も、余弦部分を備える。後者の部分すなわち余弦部分の長さも、最適化により決定される。金属面６０および金属線路６３の余弦をトレースするために用いられるパラメータ、とりわけ「周期」および「高さ」は、同じである。マイクロ波ストリップ線路６４を遷移部２２の上部に接続するセグメント６２は、直線状に形成されているが、円、余弦、または他の弧状に形成してもよい。線路の位置およびこのセグメント６２の幾何学値は、最適化により決定される。基板６１の切断は、金属被覆にできるだけ近い線路および金属面６０の余弦プロファイルに追従することにより達成される。
【００８１】
いくつかの回路を備える一実施形態において、導波管１６からいくつかのマイクロ波ストリップ線路への遷移部を達成するため、遷移部を方形導波管において互いに平行に配置することが可能である。
【００８２】
図６Ｃは、３つのマイクロ波ストリップ線路から、平行に位置決めされた３つの回路２２０、２２１、および２２２で構成される方形導波管への遷移部の例を示す。
【００８３】
この種の遷移部により、以下が可能になる：
・方形導波管における伝播モードからマイクロ波ストリップタイプの伝播モードへ直接通過させられる。
・中間の遷移部を取り除くことにより損失が最小化され、製造の複雑さが低減される。
・遷移部の方形導波管側の端部におけるゼロ勾配を有する線路および金属面上の余弦プロファイルを用いることにより、低減されたフットプリントが得られる。
・幅広い帯域幅および良好な適応レベルが得られる。
・いくつかの回路が導波管に存在するときであっても、方形導波管から見て、構造の入力において非常に低い反射係数が得られる。
【００８４】
この構造を完成した結合器に組み込むことにより、以下が可能になる：
・そのフットプリントが削減される。
・その性能が最大化される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【国際調査報告】
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