(57)【要約】【課題】低コストでマイクロ波、ミリ波電力の損失が小さく温度や圧力変化に対しても耐性の強い高信頼性の導波管気密窓構造を提供する。【解決手段】マイクロ波、ミリ波の伝送路として用いられる導波管の開口部を誘電体蓋で被蓋した気密用導波管であって、導波管開口部の内壁面に段部を設け、誘電体蓋を段差の平面部に設置し、導波管開口部垂直壁面と誘電体蓋の上面側周辺部とを弾力性を有する接着剤で接合し、気密封止した構造とする。【選択図】　図１
2004072447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波管の開口部に誘電体蓋を接着し、導波管を気密封止する導波管気密窓構造において、導波管開口部の内壁面に段部を設け、前記誘電体蓋の一方の面を該段部に、側面を前記内壁面にそれぞれ当接し、前記誘電体蓋の他方の面と前記内壁面とを弾力性を有する接着部材で接合し、導波管を気密封止することを特徴とする導波管気密窓構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波の伝送路として用いられる導波管の気密窓構造に関し、特にマイクロ波、ミリ波に使用される広い温度範囲で安定に動作する導波管気密窓構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
導波管開口部に誘電体蓋を接着した気密窓構造は、従来からいくつか知られている。図３は従来の導波管気密窓構造の説明図で、図３（ａ）は導波管開口部の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＹ−Ｙ’面の断面図である。導波管１３は、開口部に垂直な内壁面に段部が設けられており、この段部に誘電体蓋１１の下面を当接すると共に、誘電体蓋１１の側面と導波管開口部の内壁面とが当接するように配置されている。さらに段部１６と誘電体蓋１１との間は、接着剤１８により気密封止されている。
【０００３】
このような従来の気密窓構造では、気圧の変化、特に、周囲の気圧低下や、導波管内部の温度上昇により、導波管内部の圧力が上昇し、誘電体蓋１１に導波管１３の内部から力が加わると、段部１６と誘電体蓋１１の接着性が低下し、気密性が維持できなくなる場合があった。一方、誘電体蓋１１と段部１６との接着強度を保つため、接着面積を広くすることも考えられるが、接着面積を広くすると、マイクロ波、ミリ波電力の反射損失が増大してしまい接着面積には限度がある。さらに、誘電体蓋と導波管開口部の段差平面部を接着剤で接合する場合は、接着剤が誘電体蓋を覆いマイクロ波、ミリ波電力の損失の原因となってしまう。
【０００４】
このような不具合を解消する技術が特願平５−２２６９０３号に開示されている。図４はその導波管気密窓構造の説明図で、図４（ａ）は導波管開口部の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＺ−Ｚ’断面図である。図４に示す構造では、図３と異なり導波管開口部に、導波管内断面１７と同一形状の貫通孔を有する金属からなる低膨張部材１４と誘電体蓋１１を備えたフランジ１２を設けている。誘電体蓋１１と低膨張部材１４はハンダ付け等で気密封止され、ゴム製のＯリングのような弾性部材１５を介して上記フランジの段差平面部１６にネジ１９で固定されて気密性が保たれている。このような構造とすることにより、誘電体蓋１１とフランジ１２の熱膨張率の相違による影響は、弾性部材１５によって吸収され、さらに低膨張部材１４によっても軽減される。しかしこのような構造では、使用する部品点数が多く組み立て工数が増え、コスト高になってしまうという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、図３に示す導波管開口部に段差を設けて、誘電体蓋の下面を段差の平面部に直接接合する構造では、気圧の変化、特に、周囲の気圧の低下，導波管内部温度の上昇による圧力変化により接着面の気密性が維持できなくなるという問題点があった。また、接合部分の接着強度を保つためには誘電体蓋の接着面積を広くとる必要があるが、面積を広くした場合導波管開口部周辺の窓拡大によるマイクロ波、ミリ波電力の反射損失が増大するという問題点もあった。さらに、誘電体蓋と導波管開口部の段差平面部を接着剤で接合する場合は、接着剤が誘電体蓋を覆いマイクロ波、ミリ波電力損失の原因となっていた。
【０００６】
また図４に示す誘電体蓋と導波管開口部の段差平面部との間に低膨張部材と弾性部材を用いた構造では、使用する部品点数が多く組み立て工数が増え、コスト高になるという問題点があった。本発明は上記問題点を解消し、低コストでマイクロ波、ミリ波電力の損失が小さく、温度や圧力変化に対しても耐性の強い導波管気密窓構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、導波管の開口部に誘電体蓋を接着し、導波管を気密封止する導波管気密窓構造において、導波管開口部の内壁面に段部を設け、前記誘電体蓋の一方の面を該段部に、側面を前記内壁面にそれぞれ当接し、前記誘電体蓋の他方の面と前記内壁面とを弾力性を有する接着部材で接合し、導波管を気密封止するよう構成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例の構造図で、図１（ａ）は導波管開口部の平面図、図１（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’断面図である。誘電体蓋１は図１（ｂ）に示すように、誘電体蓋１の一方の面が平面部６に、誘電体蓋１の側面が導波管の内壁面２にそれぞれ接するように配置され、導波管開口部の内壁面２と誘電体蓋１の他方の面側周辺部、すなわち導波管開口部の周辺部を弾力性を有する接着剤８で固定する。このような構造とすると、平面部６は誘電体蓋を支持するだけの寸法で十分となる。そのため、その寸法を小さくすることができ、段部によるマイクロ波、ミリ波電力の反射損失を小さく抑えることができる。
【０００９】
本発明の導波管気密窓構造において、温度上昇による内圧の増加、または外部気圧の低下時には、図２に示すように導波管内部から導波管外部に向かって矢印方向に圧力が加わる。その結果、接着剤８には横せん断方向の力が加わることになる。一般に接着剤の接着強度は、垂直方向の引張り強度より横せん断方向に対する方が高い。本発明は、接着剤塗布位置を誘電体蓋１の導波管内部ではなく導波管外部の開口部周辺部に形成することによって、接着強度の強い方向に力が加わるようにして、少ない接着面積でもより高い耐久性を得ることができるように構成したものである。
【００１０】
具体的には、段部の平面部６と誘電体蓋１との当接部分の寸法を開口部全周にわたって１．０ｍｍとし、シリコーン系接着剤を導波管の外側に塗布し、接着させた本発明の構造の気密窓構造と、同じ接着剤で平面部６と誘電体蓋１の間に塗布し、接着させた従来構造の気密窓構造を作製し、導波管側から圧力を加えて接着強度を比較した。その結果、従来構造では０．２ｋｇｆ／ｃｍ２で気密構造が破損するのに対し、本発明の構造では、２．０ｋｇｆ／ｃｍ２でも気密構造の破損がないことが確認された。
【００１１】
また本発明の構造を形成する際には、誘電体蓋１の上面周辺部に接着剤を塗布するため、接着剤の量を確認しながら作業できる。そのため、必要以上に接着剤で誘電体蓋を覆うことがなくなり、接着剤によるマイクロ波、ミリ波電力の損失を抑えて歩留りよく形成することが可能である。
【００１２】
なお、接着剤８に要求される性能は、第一に広い温度範囲で誘電体蓋１と導波管３に対し安定した接着強度が得られること、第二に熱膨張率が誘電体蓋１と導波管３より大きく、かつ適度な弾性があること、第三に経時変化による接着強度の劣化が少ないこと、第四に硬化前の状態で導波管内側まで流れ過ぎない程度の粘性があることなどである。これらを満たすものとしてシリコーン樹脂系、変性シリコーン樹脂系、エポキシ系接着剤などを選択することができる。
【００１３】
硬化後も一定の弾性を有する接着剤を用いることは、気密性を維持しながら温度変化による誘電体１と導波管３の熱膨張率の違いから生じる歪などの影響を防止することに役立っている。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、導波管開口部の内壁面に段部を設け、その平面部上に誘電体蓋を当接し、誘電体蓋の上面側周辺部を導波管開口部の内壁面に接着剤で接合した構造は、組み立てが簡単で、部品点数も少なく低コストである。しかも高周波電力の損失が少なく、かつ気圧の変化、特に周囲の気圧低下、導波管内部温度の上昇による圧力変化に対しても耐性の強い気密構造を提供することができる。
【００１５】
この構造は導波管開口部段部の平面部の面積を小さく抑えることができるため、マイクロ波帯、ミリ波帯の電力の損失低減に効果がある。また、導波管内部の温度上昇による圧力上昇に強い構造であるから、密閉筐体の入出力部分、特に筐体内部での発熱のおおきい大出力の発信器、増幅器などで気密構造にする必要がある場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す導波管気密窓構造の説明図であり、（ａ）は導波管開口部の平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’断面図である。
【図２】気密窓構造部に加わる力の方向を説明する図である。
【図３】従来実施例の説明図で、（ａ）は導波管開口部の平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ’断面図である。
【図４】従来実施例の別の説明図で、（ａ）は導波管開口部の平面図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ’断面図である。
【符号の説明】
１：誘電体蓋、　２：内壁面、　３：導波管、　６：平面部　　８：接着剤　　１１：誘電体蓋、　１２；フランジ、　１３：導波管、　１４：低膨張部材、　１５：弾性部材、　１６：段差平面部、　１７：導波管内断面、　１８：接着剤　　１９：ネジ
【図１】
2004072447.tif 000003
【図２】
2004072447.tif 000004
【図３】
2004072447.tif 000005
【図４】
2004072447.tif 000006