(57)【要約】【課題】整合回路の伝送損や同軸線路を用いる場合の二段階の変換損失をなくしたインピーダンス整合、及び増幅器の個体差等に対応した整合を行う。【解決手段】導波管２０に隣接させて増幅器２４を設けると共に、この導波管２０の電界Ｅと平行となる向きでプローブ２５を配置し、このプローブ２５から導波管２０のショート面までの距離Ｄを調整する可動ネジ２６を設け、上記プローブ２５の長さ及び太さの設定と上記可動ネジ２６による上記距離Ｄの調整によって導波管２０と増幅器２４とのインピーダンスの整合を図るようにする。【選択図】      図１
2004254223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショート面を有する導波管を本体内に形成し、マイクロ波の入出力を行う導波管入出力マイクロ波回路において、
上記導波管に隣接させた位置でマイクロストリップ線路に接続された増幅器と、
上記マイクロストリップ線路に接続され、上記導波管の電界と平行となる向きでこの導波管内へ突出配置されたプローブと、
このプローブから上記導波管のショート面までの距離を可変調整するための調整機構とを設け、
上記プローブの長さ及び太さの設定と上記調整機構の調整により上記導波管と増幅器とのインピーダンス整合を図るようにしたことを特徴とする導波管入出力マイクロ波回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は導波管入出力マイクロ波回路、特にマイクロ波やミリ波の高周波を送受信する通信装置の受信機及び送信機の回路として用いられ、導波管部から初段又は最終段の増幅器までの回路構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２には、整合回路を用いた受信機（導波管入出力マイクロ波回路）の第１の従来例が示されている。この第１の従来例の回路では、図２に示されるように、本体１の外側に金属枠２が配置され、この本体１と金属枠２との間に導波管３が形成されており、この導波管３の上面がショート面３Ｓとなる。上記本体１の上側には、金属枠２に渡って誘電体基板５が形成され、この誘電体基板５の上にマイクロストリップ線路６が形成されており、このマイクロストリップ線路６の先端側に、導波管３内へ突出するプローブ７が設けられる。また、このマイクロストリップ線路６には増幅器８が接続され、この増幅器８と上記プローブ７との間に、所定のインダクタンスとキャパシタを持つ整合回路９が設けられる。
【０００３】
このような第１例の構成によれば、このショート面３Ｓとプローブ７の距離設定等によって導波管３とマイクロストリップ線路６とをインピーダンス整合した上で、それらと増幅器８とのインピーダンス整合が整合回路９により図られることになり、これによって導波管―マイクロストリップ線路間における電磁波と信号の変換及び信号増幅が良好に行われる。
【０００４】
図３には、整合回路を用いない受信機の第２の従来例が示されている。この第２の従来例の回路では、図３に示されるように、導波管１０をショート面１０Ｓと共に形成した本体１１の上側に、誘電体基板１２が設けられ、この誘電体基板１２の上にマイクロストリップ線路１３及び増幅器１４が配置される。また、上記の誘電体基板１２とマイクロストリップ線路１３に接続して、同軸線路となる誘電体１５及びプローブ１６が垂直方向に配置され、このプローブ１６は導波管１０内へ突出形成される。
【０００５】
このような第２例の構成では、マイクロストリップ線路１３と誘電体１５及びプローブ１６からなる同軸線路とのインピーダンス整合が図られると共に、それらと増幅器１４との整合は、プローブ１６の突出の長さ、太さ、そしてこのプローブ１６のショート面１０Ｓまでの距離を適切な値に設定することにより行われる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１３６６０９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１の従来例で示した整合回路９を用いる導波管入出力マイクロ波回路の場合は、上記の整合回路９による伝送損により受信波が減衰することから、雑音指数が劣化するという問題があった。
また、上記第２例の従来例の場合は、誘電体１５及びプローブ１６からなる同軸線路を用いるため、導波管１０と同軸線路の間の変換と、この同軸線路とマイクロストリップ線路１３の間の変換の２つのモード変換が必要となる。従って、２段階で変換損失が生じ、増幅器１４の性能を最大限に発揮できないという問題がある。
【０００８】
更に、この種の導波管入出力マイクロ波回路では、上記の増幅器８，１４の個体差や組立のばらつき等に起因するインピーダンス不整合が生じる場合があるが、上記の第１及び第２の従来例ではこのような不整合の調整が容易にできないという問題があった。
【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、整合回路の伝送損による受信波の減衰をなくすことができ、また同軸線路を用いる場合の二段階の変換損失をなくして増幅器性能を最大限に発揮させ、更には増幅器の個体差や組立のばらつき等に対するインピーダンス整合の調整を容易に行うことができる導波管入出力マイクロ波回路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ショート面を有する導波管を本体内に形成し、マイクロ波の入出力を行う導波管入出力マイクロ波回路において、上記導波管に隣接させた位置でマイクロストリップ線路に接続された増幅器と、上記マイクロストリップ線路に接続され、上記導波管の電界と平行となる向きでこの導波管内へ突出配置されたプローブと、このプローブから上記導波管のショート面までの距離を可変調整するための調整機構とを設け、上記プローブの長さ及び太さの設定と上記調整機構の調整により上記導波管と増幅器とのインピーダンス整合を図るようにしたことを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、調整機構として、例えば導波管の基準ショート面から突出させた可動ネジ等の可動部品が配置されることになり、導波管とこれに隣接させた増幅器とのインピーダンス整合は、プローブの長さや太さを最適な値に設定することと、上記可動ネジの突出量を調整することにより良好に行われる。そして、この可動ネジによるプローブと導波管ショート面の距離の調整によれば、上記導波管と増幅器とのインピーダンス整合を行うだけでなく、増幅器自体の個体差や組立のばらつきによる不整合も同時に調整できることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の実施例に係り、受信機として用いられる導波管入出力マイクロ波回路の構成が示されており、実施例の回路は、図１に示されるように、本体（基体）１８の外側に金属枠１９が配置される（この本体１８と金属枠１９を合わせて筐体ともいう）。この本体１８と金属枠１９との間に導波管２０が形成されており、この金属枠１９側に導波管２０の基準ショート面２０Ｓが設けられる。また、上記本体１８の上側には、金属枠１９に渡って誘電体基板２１［この誘電体基板２１は、図１（Ａ）では金属枠１９と同じ面積を占める］が形成され、この誘電体基板２１の上にマイクロストリップ線路２２が形成される。このマイクロストリップ線路２２に接続して、導波管２０内へ突出するプローブ２５が設けられ、このプローブ２５は、導波管２０内の電界Ｅの方向と平行に配置される。
【００１３】
また、実施例では、図１のように上記プローブ２５に近接しかつ上記導波管２０に隣接する位置において増幅器２４がマイクロストリップ線路２２に接続される。また、この導波管２０の基準ショート面２０Ｓから内部へ突出し、その突出量を変化させることができる可動ネジ（又はその他の可動部品）２６が金属枠１９に設けられる。この可動ネジ２６の先端は、ショート面となってこのショート面とプローブ２５との距離Ｄ［図１（Ｂ）］を調整する調整機構となり、実施例ではこの距離をλ／４以下（λ：使用周波数の波長）の範囲で調整する。
【００１４】
そして、上記導波管２０内へ突出するプローブ２５の長さと太さは、可動ネジ２６の存在を考慮した上で、導波管２０と増幅器２４とのインピーダンス整合が良好となる値に設定され、特にプローブ２５の長さはλ／４以下の値に設定される。
【００１５】
実施例は以上の構成からなり、上記の導波管２０へ入射した受信波は、導波管−マイクロ波ストリップ線路間の変換が行われ、受信信号として増幅部２４の入力部へ導かれ、この増幅器２４で信号増幅される。
【００１６】
このような実施例では、上記の増幅器２４が導波管２０に隣接して配置されるので、上記第１の従来例のように、整合回路で伝送損が生じることはなく、受信信号の減衰を抑制するができる。また、上記第２の従来例のように、導波管と同軸線路の間の変換、同軸線路とマイクロストリップ線路の間の変換というような２つのモード変換を行わないので、２段階変換の損失がなく、増幅器２４の性能を最大限に発揮させることができる。
【００１７】
更に、プローブ２５の長さをλ／４以下の値とし、かつプローブ２５とショート面との距離Ｄを可動ネジ２６でλ／４以下の短い範囲で調整するので、例えば増幅器２４の雑音指数が最小となるように導波管２０側のインピーダンスを整合することができると共に、増幅器２４の個体差や回路の組立のばらつき等による不整合を容易に調整・修正することができる。
【００１８】
上記実施例では、増幅器２４の雑音指数が最小となるように導波管２０側のインピーダンス整合を行ったが、これに限らず、回路の種類、機能に応じて、増幅器２４のリターンロス（ＶＳＷＲ）、パワー及びゲイン等が最適となるインピーダンスへ整合させることも可能である。
【００１９】
また、上記実施例は、受信機に適用した回路について説明したが、送信機に用いる導波管入出力マイクロ波回路の場合の構成も同様であり、上記と同等の効果を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、導波管に隣接させて増幅器を設けると共に、導波管電界と平行となる向きで配置されたプローブから導波管のショート面までの距離を調整機構で可変調整できるように構成し、上記プローブの長さ及び太さの設定と上記調整機構の調整によって導波管と増幅器とのインピーダンス整合を図るようにしたので、整合回路の伝送損による受信波の減衰をなくすことができ、また同軸線路を用いる場合の二段階の変換損失をなくして増幅器性能を最大限に発揮させることができる。しかも、増幅器の個体差や回路組立のばらつき等に対するインピーダンス整合の調整も容易に行うことが可能となる。
【００２１】
また、プローブの長さ及び太さの設定と上記調整機構による適宜の調整により、雑音指数、リターンロス、パワー及びゲイン等が最適となるインピーダンスへ整合させることができるので、仕様に応じた各種の製品の製作が容易になる。更に、上記第２の従来例との比較でいえば、同軸／導波管変換器をなくした構成となるので、回路の部品コスト、組立コストを削減できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る導波管入出力マイクロ波回路（受信機）の構成を示し、図（Ａ）は平面図、図（Ｂ）は側面断面図である。
【図２】第１の従来例としての導波管入出力マイクロ波回路（受信機）の構成を示し、図（Ａ）は平面図、図（Ｂ）は側面断面図である。
【図３】第２の従来例としての導波管入出力マイクロ波回路（受信機）の構成を示し、図（Ａ）は平面図、図（Ｂ）は側面断面図である。
【符号の説明】
３，１０，２０…導波管、
３Ｓ，１０Ｓ…ショート面、
２０Ｓ…基準ショート面、
６，１３，２２…マイクロストリップ線路、
７，１６，２５…プローブ、
８，１４，２４…増幅器、
２６…可動ネジ（調整機構）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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