(57)【要約】【課題】構造が簡単で安価な方向性結合器を提供する。【解決手段】方向性結合器３０Ａ，３０Ｂにおけるマイクロ波との結合方法として、プリント基板３１上に、使用するマイクロ波の１／８波長の長さに形成したマイクロストリップ線路からなる検出部４０を設け、この検出部４０により導波管内を伝搬するマイクロ波の検出を行う。そして、検出部４０で検出された信号を、終端抵抗３２とダイオード３３と可変抵抗３４とコンデンサ３５とからなる検波回路３６にて検波し、その検波電流からマイクロ波の出力レベルを測定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波の伝送線路として用いられる導波管の壁面に配設され、前記導波管内のマイクロ波の出力を検出する方向性結合器において、前記方向性結合器の前記マイクロ波の検出部が、プリント基板上に形成されたマイクロストリップ線路であることを特徴とする方向性結合器。
【請求項２】
前記マイクロストリップ線路は、前記マイクロ波の１／８波長の長さであることを特徴とする請求項１に記載の方向性結合器。
【請求項３】
少なくともダイオードと終端抵抗と可変抵抗とからなる検波回路を有し、前記ダイオードは、そのアノードが前記マイクロストリップ線路の一端に接続され、カソードが前記可変抵抗の固定端子の一端に接続され、前記終端抵抗は、その一端が前記マイクロストリップ線路の他端に接続され、他端が前記可変抵抗の固定端子の他端に接続され、前記可変抵抗の可動端子から検波電流を取り出すことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の方向性結合器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の方向性結合器を２つ具備するとともに、前記マイクロ波を輻射するマグネトロンが配設される壁面と同一の壁面に形成された第１の開口部及び前記第１の開口部と対向する壁面に形成された第２の開口部を有する導波管を具備し、前記２つの方向性結合器のうち一方が前記導波管の前記第１の開口部上に配設され、他方が前記導波管の前記第２の開口部上に配設されたことを特徴とする導波管ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導波管内を伝搬するマイクロ波の出力レベルを検出するための方向性結合器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の方向性結合器には、導波管に設けられたスロットから漏れ出るマイクロ波を取り出すための容量板と、この容量板の両端に接続された２本の中心導体とを備えて構成されるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、この種の方向性結合器と導波管の構成を示す断面図である。この図において、方向性結合器１は、容量板２と、この容量板２の両端に接続された２本の中心導体３，４とを備えて構成される。
【０００４】
導波管には、マグネトロン１０を取り付けるランチャ管１１と、ランチャ管１１への接続側が小径となったテーパ形状のテーパ管１２と、テーパ管１２に接続するストレート管１３とがあり、それぞれ方形状に形成されている。ストレート管１３にはスロット１４が設けられており、このスロット１４上に容量板２が位置するように方向性結合器１が取り付けられる。
【０００５】
マグネトロン１０からマイクロ波電力が輻射されることで、ストレート管１３のスロット１４から漏れ出たマイクロ波電力が方向性結合器１の容量板２を介して高周波電流として中心導体３，４を流れる。中心導体３，４を流れる高周波電流はダイオード１５により検波される。そして、検波された電流は同軸ケーブル１６を介してパワーモニタ１７に流れる。このパワーモニタ１７の指針の振れにより導波管内のマイクロ波電力の状況をモニタすることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１１２２１１号公報（第４頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方向性結合器１においては、容量板２を中空で支持する構造を採るので、構造そのものが複雑で高価であるという問題がある。
【０００８】
本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、構造が簡単で安価な方向性結合器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の方向性結合器は、マイクロ波の伝送線路として用いられる導波管の壁面に配設され、前記導波管内のマイクロ波の出力を検出する方向性結合器において、前記方向性結合器の前記マイクロ波の検出部が、プリント基板上に形成されたマイクロストリップ線路であることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、マイクロ波との結合方法として、プリント基板上に形成したマイクロストリップ線路を用いるので、従来のような容量板を中空で支持する構造を採るものとは違って、構造が簡単で安価な方向性結合器を提供することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明の方向性結合器は、請求項１に係る発明の方向性結合器において、前記マイクロストリップ線路は、前記マイクロ波の１／８波長の長さであることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、マイクロストリップ線路の長さを、使用するマイクロ波の１／８波長とすることで、マイクロ波の出力の最大値を検出することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明の方向性結合器は、請求項１又は請求項２のいずれかに係る発明の方向性結合器において、少なくともダイオードと終端抵抗と可変抵抗とからなる検波回路を有し、前記ダイオードは、そのアノードが前記マイクロストリップ線路の一端に接続され、カソードが前記可変抵抗の固定端子の一端に接続され、前記終端抵抗は、その一端が前記マイクロストリップ線路の他端に接続され、他端が前記可変抵抗の固定端子の他端に接続され、前記可変抵抗の可動端子から検波電流を取り出すことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、マイクロストリップ線路に漏れ出たマイクロ波電力から高周波電流を取り出すことができ、その電流を測定することで導波管内を伝搬するマイクロ波電力の状況をモニタすることができる。
【００１５】
請求項４に係る発明の導波管ユニットは、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る発明の方向性結合器を２つ具備するとともに、前記マイクロ波を輻射するマグネトロンが配設される壁面と同一の壁面に形成された第１の開口部及び前記第１の開口部と対向する壁面に形成された第２の開口部を有する導波管を具備し、前記２つの方向性結合器のうち一方が前記導波管の前記第１の開口部上に配設され、他方が前記導波管の前記第２の開口部上に配設されたことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、方向性結合器と導波管とを組み合わせた安価で且つ取り扱いが容易な導波管ユニットを実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る導波管ユニットを示す構成図である。この図において、本実施の形態に係る導波管ユニットは、方形状に形成されたランチャ管２０と、このランチャ管２０の対向する壁面に取り付けられた２つの方向性結合器３０Ａ，３０Ｂとを備えて構成される。
【００１９】
２つの方向性結合器３０Ａ，３０Ｂが取り付けられたランチャ管２０の対向する両壁面には開口部２１Ａ，２１Ｂが形成されている。開口部２１Ａ，２１Ｂは共に幅７ｍｍの楕円形状をなしている。図２は開口部２１Ｂを矢印５０（図１参照）方向より見た断面図であり、この図に示すようにランチャ管２０の長さ方向に延びる楕円形状をなしている。なお、図２において、開口部２１Ｂが形成される壁面には、開口部２１Ｂから離間した位置にマグネトロン１０の先端部分を通すための円形状の開口部２２が形成されている。
【００２０】
また、図１において、開口部２１Ａ，２１Ｂが設けられる両壁面には、開口部２１Ａ，２１Ｂの淵に沿ってスペーサ２３Ａ，２３Ｂが形成されている。すなわち、開口部２１Ａが形成された壁面にはスペーサ２３Ａが形成されており、開口部２１Ｂが形成された壁面にはスペーサ２３Ｂが形成されている。これらのスペーサ２３Ａ，２３Ｂは、方向性結合器３０Ａ，３０Ｂ夫々を構成するプリント基板３１を載置するものである。
【００２１】
方向性結合器３０Ａ，３０Ｂ夫々は、上述したプリント基板３１と、プリント基板３１に組み込まれた終端抵抗３２と、検波用のダイオード３３と、出力調整用の可変抵抗３４と、ノイズ吸収用のコンデンサ３５とを有して構成される検波回路３６と、マイクロ波が外部に漏洩することを防止するための、厚さが例えば１ｍｍのシールドケース３７と、シールドケース３７に取り付けられ、信号を外部へ伝送するための接続端子３８と、接続端子３８に接続されたシールドケーブル３９とを有している。
【００２２】
プリント基板３１には、５ｍｍ幅でマイクロ波の１／８λｇの長さのマイクロストリップ線路からなるマイクロ波の検出部４０が設けられている。この場合、λｇは導波管内での波長であり、使用する導波管固有の値である。検出部４０の長さをマイクロ波の１／８λｇにする理由は、マイクロ波の出力の最大値を検出するためであり、マイクロ波の出力の最大値を検出する必要がなく、マイクロ波の出力を検出できるだけでよいのであれば、この値に限定されるものではない。
【００２３】
ここで、図３はプリント基板３１の上面側（部品取り付け側）を示す図であり、図４は下面側を示す図である。図４において、検出部４０であるマイクロストリップ線路の周囲には、アースパターン４３が形成されている。また、図５は検波回路３６を示す回路図である。この図に示すように、ダイオード３３のアノードが検出部４０であるマイクロストリップ線路の一端に接続され、カソードが可変抵抗３４の固定端子の一端に接続されている。また、終端抵抗３２の一端が検出部４０であるマイクロストリップ線路の他端に接続され、終端抵抗３２の他端が可変抵抗３４の固定端子の他端に接続されている。可変抵抗３４の可動端子が出力パターン４１に接続されているとともに、コンデンサ３５を介してアースパターン４２に接続されている。
【００２４】
方向性結合器３０Ａ，３０Ｂは、図１に示すように、検出方向を互いに逆にしてランチャ管２０に取り付けられている。これにより、方向性結合器３０Ａはマイクロ波の入射波を検出し、方向性結合器３０Ｂはマイクロ波の反射波を検出する。このように、方向性結合器３０Ａ，３０Ｂを、検出方向を互いに逆にしてランチャ管２０に取り付けることで、マイクロ波の入射波と反射波を同時に検出することができる。
【００２５】
次に、方向性結合器３０Ａ，３０Ｂの動作について図１及び図５を参照して説明する。但し、双方とも同様に動作するので、方向性結合器３０Ａについて説明する。
【００２６】
まず、マグネトロン１０からマイクロ波電力が輻射されることで、ランチャ管２０の開口部２１Ａから漏れ出たマイクロ波電力が方向性結合器３０Ａの検出部４０を介して高周波電流としてダイオード３３に流れ、ダイオード３３により検波される。そして、検波された電流は可変抵抗３４で設定された抵抗値に応じた値に減衰されて、出力パターン４１から出力される。出力パターン４１から出力された検波電流は接続端子３８に接続されたシールドケーブル３９を介して図示せぬパワーモニタに流れる。このパワーモニタの指針の振れにより導波管内を伝搬するマイクロ波電力の入射波の状況をモニタすることができる。なお、方向性結合器３０Ｂでは、導波管内を伝搬するマイクロ波電力の反射波の状況をモニタすることができる。
【００２７】
このように、本実施の形態によれば、方向性結合器３０Ａ，３０Ｂにおけるマイクロ波との結合方法として、プリント基板３１上に形成したマイクロストリップ線路を用いたので、従来のような容量板を中空で支持する構造を採るものとは違って、構造が簡単で安価な方向性結合器３０Ａ，３０Ｂを提供することができる。また、方向性結合器３０Ａ，３０Ｂを安価に提供することができることから、ランチャ管２０と組み合わせた安価で且つ取り扱いが容易な導波管ユニットを実現できる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、検出部４０であるマイクロストリップ線路の幅を５ｍｍとしたが、この値に限定されるものではなく、任意の値をとることができる。また、ランチャ管２０の開口部２１Ａ，２１Ｂの幅を７ｍｍとしたが、この値に限定されるものではなく、任意の値をとることができる。この場合、開口部２１Ａ，２１Ｂの幅を変えることで、マイクロ波との結合の度合いを調整することが可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の方向性結合器によれば、マイクロ波との結合方法として、プリント基板上に形成したマイクロストリップ線路を用いるので、従来のような容量板を中空で支持する構造を採るものとは違って、構造が簡単で安価な方向性結合器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る導波管ユニットを示す構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る導波管ユニットを構成する導波管の開口部を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る導波管ユニットを構成する方向性結合器の検波回路が組み込まれたプリント基板の部品面を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る導波管ユニットを構成する方向性結合器の検波回路が組み込まれたプリント基板の裏面を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る導波管ユニットを構成する方向性結合器の検波回路を示す回路図である。
【図６】従来の方向性結合器と導波管の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  マグネトロン
２０  ランチャ管
２１Ａ，２１Ｂ，２２  開口部
２３Ａ，２３Ｂ  スペーサ
３０Ａ，３０Ｂ  方向性結合器
３１  プリント基板
３２  終端抵抗
３３  ダイオード
３４  可変抵抗
３５  コンデンサ
３６  検波回路
３７  シールドケース
３８  接続端子
３９  シールドケーブル
４０  検出部
４１  出力パターン
４２，４３  アースパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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