(57)【要約】【課題】広帯域な高周波信号を伝搬することができるロータリージョイントおよびレーダ装置を提供する。【解決手段】円筒形状をなす第１の金属空洞１の内部に軸対称な第１の誘電体共振器２を配置すると共に、金属空洞１の筒部１Ａに第１の導波管４を取付ける。また、円筒形状をなす第２の金属空洞６の内部に軸対称な第１の誘電体共振器７を配置すると共に、金属空洞６の筒部６Ａに第２の導波管９を取付ける。そして、第１，第２の金属空洞１，６を互いに円形開口１Ｄ，６Ｄが対向した状態で同軸上に配置し、第２の金属空洞６をモータによって回転可能に取付ける。これにより、同軸上に配置された第１，第２の誘電体共振器２，７は偶モードと奇モードの２つの軸対称モードで結合可能となり、広帯域な高周波信号を第１，第２の導波管４，９間で伝搬させることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸対称な共振モードを有する第１の共振器と、
該第１の共振器に結合する第１の伝送線路と、
前記第１の共振器と同一軸線上に位置して軸対称な共振モードを有する第２の共振器と、
該第２の共振器に結合する第２の伝送線路とからなり、
前記第１，第２の伝送線路のうち少なくともいずれか一方の伝送線路は前記第１，第２の共振器の軸を中心に回転する構成としてなるロータリージョイント。
【請求項２】
前記第１，第２の伝送線路は前記第１，第２の共振器にそれぞれ取付けられ、前記第１，第２の伝送線路のうち少なくともいずれか一方の伝送線路は当該伝送線路が取付けられた共振器と一緒に軸を中心として回転する構成としてなる請求項１に記載のロータリージョイント。
【請求項３】
前記第１，第２の共振器は、ＴＥ０１δモードまたはその高次モードで共振する誘電体共振器によって構成してなる請求項１または２に記載のロータリージョイント。
【請求項４】
前記第１，第２の共振器はＴＥ０１δモードまたはその高次モードで共振する誘電体共振器によって構成し、該第１，第２の誘電体共振器は円形開口を有する軸対称な金属空洞の内部にそれぞれ配置し、これら２つの金属空洞はその円形開口が互いに対向して配置してなる請求項１または２に記載のロータリージョイント。
【請求項５】
前記第１，第２の共振器は、円形開口を有する軸対称な金属空洞によって形成されＴＥ０１１モードまたはその高次モードで共振する空洞共振器によって構成し、該第１，第２の空洞共振器はその円形開口が互いに対向して配置してなる請求項１または２に記載のロータリージョイント。
【請求項６】
使用周波数帯の真空中の波長をλとしたときに、前記２つの金属空洞の間隔寸法はλ／２未満に設定し、前記２つの金属空洞のうち少なくともいずれか一方の開口側には不要波の漏洩を抑圧するチョークを設けてなる請求項４または５に記載のロータリージョイント。
【請求項７】
前記第１，第２の伝送線路は非放射性誘電体線路、導波管、同軸線路またはマイクロストリップ線路によって構成してなる請求項１，２，３，４，５または６に記載のロータリージョイント。
【請求項８】
前記第１，第２の共振器は、ＴＥ０１０共振器またはその高次モード共振器によって構成してなる請求項１または２に記載のロータリージョイント。
【請求項９】
前記第１，第２の伝送線路は、誘電体基板の両面に互いに対向したスロットが形成された平面誘電体線路または片面にスロットが形成されたスロット線路によって構成し、前記第１の共振器と第１の伝送線路とは第１の誘電体基板に一緒に形成し、前記第２の共振器と第２の伝送線路とは第２の誘電体基板に一緒に形成してなる請求項８に記載のロータリージョイント。
【請求項１０】
使用周波数帯の真空中の波長をλとしたときに、前記第１，第２の誘電体基板の間隔寸法はλ／２未満に設定し、該第１，第２の誘電体基板には共振器と伝送線路とを除いた部分に不要モードを抑圧する不要モード伝搬阻止回路を設けてなる請求項９に記載のロータリージョイント。
【請求項１１】
前記第１の伝送線路は、前記第１の共振器の軸に対して固定して設けられると共に、その端部側に高周波回路が接続され、
前記第２の伝送線路は、前記第２の共振器の軸に対して回転可能に設けられると共に、その端部側にアンテナが接続される構成としてなる請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９または１０に記載のロータリージョイント。
【請求項１２】
前記第１の誘電体基板は、前記第１の共振器の軸に対して固定して設けられると共に、前記第１の伝送線路の端部側に高周波回路を形成し、
前記第２の誘電体基板は、前記第２の共振器の軸に対して回転可能に設けられると共に、前記第２の伝送線路の端部側にアンテナを形成する構成としてなる請求項９または１０に記載のロータリージョイント。
【請求項１３】
前記第１の伝送線路はアンテナと一緒に連続的または任意の角度ステップで回転する構成としてなる請求項１１または１２に記載のロータリージョイント。
【請求項１４】
前記請求項１３に記載のロータリージョイントを用いたレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばマイクロ波、ミリ波等の高周波信号を伝送し、輻射ビームを全方位にスキャンするのに用いて好適なロータリージョイントおよび該ロータリージョイントを用いて構成されるレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、高周波信号の入力方向と出力方向との角度を自由に変えるロータリージョイントとして、円筒状の空洞共振器の側面に第１の導波管を接続すると共に、空洞共振器の上方端面に第２の導波管を接続したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３２２１０１号公報
【０００４】
そして、このような従来技術によるロータリージョイントでは、空洞共振器が軸対称となるＴＥ０１１モードで共振すると共に、該空洞共振器の円筒軸を中心として第２の導波管を回転可能に取付けている。これにより、第１の導波管から入力されたマイクロ波は、空洞共振器内で共振状態となると共に、回転可能となった第２の導波管から出力され、全方位方向に輻射可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術によるロータリージョイントでは、１段の空洞共振器を用いて第１，第２の導波管を接続すると共に、該空洞共振器は単一のＴＥ０１１モードで共振する構成となっているから、第１の導波管から第２の導波管に伝搬される高周波信号は、空洞共振器内でＴＥ０１１モードで共振可能な周波数帯のものに限られる。このため、伝搬可能な高周波信号の帯域が狭く、広帯域な高周波信号を輻射するレーダ装置には適用し難いという問題があった。
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、広帯域な高周波信号を伝搬することができるロータリージョイントおよびレーダ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明によるロータリージョイントは、軸対称な共振モードを有する第１の共振器と、該第１の共振器に結合する第１の伝送線路と、前記第１の共振器と同一軸線上に位置して軸対称な共振モードを有する第２の共振器と、該第２の共振器に結合する第２の伝送線路とからなり、前記第１，第２の伝送線路のうち少なくともいずれか一方の伝送線路は前記第１，第２の共振器の軸を中心に回転する構成としたことにある。
【０００８】
このように構成したことにより、第１の伝送線路は第１の共振器に結合し、第２の伝送線路は第２の共振器に結合すると共に、第１，第２の共振器が軸対称モードで互いに結合するから、第１，第２の共振器を通じて第１，第２の伝送線路間で高周波信号を伝搬させることができる。また、第１，第２の伝送線路のうち回転可能な伝送線路は、結合対象となる共振器の軸を中心に回転するから、伝送線路がいずれの位置に回転移動しても軸対称モードで共振する共振器と結合することができる。このため、共振器と伝送線路との電気的接続を保持した状態で共振器の軸を中心として全方位に亘って伝送線路を配置でき、該伝送線路を通じて全方位に対して高周波信号を入出力することができる。
【０００９】
さらに、第１，第２の共振器は同一軸線上に配置するから、２段からなる第１，第２の共振器は、軸方向に対して互いに同じ方向の磁界が形成される偶モードと、互いに異なる方向の磁界が形成される奇モードとの２つのモードで結合する。このため、第１，第２の共振器は共振周波数の異なる２つのモードで結合可能となっているから、１段の共振器を用いた場合に比べて第１，第２の共振器を通じて伝搬可能となる高周波信号の帯域を広げることができる。
【００１０】
請求項２の発明では、第１，第２の伝送線路は第１，第２の共振器にそれぞれ取付けられ、第１，第２の伝送線路のうち少なくともいずれか一方の伝送線路は当該伝送線路が取付けられた共振器と一緒に軸を中心として回転する構成としたことにある。
【００１１】
この場合、第１，第２の共振器が軸対称モードで互いに結合するから、伝送線路が共振器と一緒に回転しても、第１，第２の共振器を通じて第１，第２の伝送線路を電気的に接続することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、第１，第２の共振器をＴＥ０１δモードまたはその高次モードで共振する誘電体共振器によって構成したことにある。
【００１３】
これにより、誘電体内では高周波信号の波長が短縮する波長短縮効果が生じるから、第１，第２の共振器を小型化することができる。
【００１４】
請求項４の発明では、第１，第２の共振器はＴＥ０１δモードまたはその高次モードで共振する誘電体共振器によって構成し、該第１，第２の誘電体共振器は円形開口を有する軸対称な金属空洞の内部にそれぞれ配置し、これら２つの金属空洞はその円形開口が互いに対向して配置している。
【００１５】
これにより、第１，第２の誘電体共振器は金属空洞の円形開口側を通じて互いに結合する。また、誘電体共振器周辺の電磁波（高周波信号）を金属空洞内に閉じ込めることができ、誘電体共振器の周囲から電磁波が漏洩するのを防止することができる。
【００１６】
請求項５の発明では、第１，第２の共振器は、円形開口を有する軸対称な金属空洞によって形成されＴＥ０１１モードまたはその高次モードで共振する空洞共振器によって構成し、該第１，第２の空洞共振器はその円形開口が互いに対向して配置したことにある。
【００１７】
これにより、第１，第２の空洞共振器は金属空洞の円形開口側を通じて互いに結合する。また、互いに対向して配置された第１，第２の空洞共振器内に電磁波（高周波信号）を閉じ込めることができ、空洞共振器の内部から電磁波が漏洩するのを防止することができる。
【００１８】
請求項６の発明では、使用周波数帯の真空中の波長をλとしたときに、２つの金属空洞の間隔寸法はλ／２未満に設定し、２つの金属空洞のうち少なくともいずれか一方の開口側には不要波の漏洩を抑圧するチョークを設ける構成としている。
【００１９】
これにより、金属空洞の間隔寸法はＴＥモードのカットオフとなるλ／２未満に設定するから、金属空洞間の隙間からＴＥモードの電磁波が外部に漏洩することがなくなる。また、２つの金属空洞のうち少なくともいずれか一方の開口側にはチョークを設けるから、該チョークによって２つの金属空洞の円形開口端を仮想的の短絡することができる。このため、２つの金属空洞の軸ずれによって平行平板モードの電磁波が生じる傾向があっても、この平行平板モードの電磁波が外部に漏洩するのを防止することができる。
【００２０】
請求項７の発明では、第１，第２の伝送線路は非放射性誘電体線路、導波管、同軸線路またはマイクロストリップ線路によって構成している。
【００２１】
これにより、複数種類の線路を用いることができ、設計自由度が向上すると共に、既存の線路に対しても接続することができ、適用範囲を広げることができる。
【００２２】
請求項８の発明では、第１，第２の共振器は、ＴＥ０１０共振器またはその高次モード共振器によって構成している。
【００２３】
この場合、ＴＥ０１０共振器またはその高次モード共振器は、例えば誘電体基板の両面に電極を形成すると共に、該両面に電極に互いに対向した円形開口を形成することによって構成されるから、誘電体基板の波長短縮効果によって小型化、低背化することができる。また、ＴＥ０１０共振器等は誘電体基板に平板状（薄膜状）の電極を形成することによって構成されるから、導波管、空洞共振器等の立体的な回路を用いる場合に比べて、簡略な平面的な構造となり、低コスト化できると共に、量産性を向上させることができる。
【００２４】
請求項９の発明では、第１，第２の伝送線路は、誘電体基板の両面に互いに対向したスロットが形成された平面誘電体線路または片面にスロットが形成されたスロット線路によって構成し、第１の共振器と第１の伝送線路とは第１の誘電体基板に一緒に形成し、第２の共振器と第２の伝送線路とは第２の誘電体基板に一緒に形成している。
【００２５】
これにより、例えば誘電体基板に両面に電極を形成すると共に、該電極にスロット、円形開口等を形成することによって伝送線路や共振器を構成することができるから、１枚の誘電体基板に伝送線路と共振器を容易に一体化して形成することができ、製造コストを低くし量産性を向上できると共に、伝送線路と共振器との間から電磁波が漏洩するのを防ぐことができる。また、誘電体基板の波長短縮効果によって伝送線路および共振器を小型化することができる。
【００２６】
請求項１０の発明では、使用周波数帯の真空中の波長をλとしたときに、第１，第２の誘電体基板の間隔寸法はλ／２未満に設定し、該第１，第２の誘電体基板には共振器と伝送線路とを除いた部分に不要モードを抑圧する不要モード伝搬阻止回路を設けている。
【００２７】
これにより、２つの誘電体基板間の間隔寸法はＴＥモードのカットオフとなるλ／２未満に設定するから、誘電体基板間の隙間からＴＥモードの電磁波が外部に漏洩することがなくなる。また、第１，第２の誘電体基板には不要モード伝搬阻止回路を設けるから、各誘電体基板内に発生する不要モードとなる平行平板モードの電磁波が外部に漏洩するのを防止できる。さらに、第１，第２の誘電体基板のうち互いに対向する面に不要モード伝搬阻止回路を設けることによって、２つの誘電体基板の軸ずれによって平行平板モードの電磁波が生じる傾向があっても、この平行平板モードの電磁波が２つの誘電体基板間の隙間から外部に漏洩するのを防止することができる。
【００２８】
請求項１１の発明では、第１の伝送線路は、第１の共振器の軸に対して固定して設けられると共に、その端部側に高周波回路が接続され、第２の伝送線路は、第２の共振器の軸に対して回転可能に設けられると共に、その端部側にアンテナが接続される構成としている。
【００２９】
これにより、高周波回路は第１の伝送線路を高周波信号を出力することができると共に、回転可能な第２の伝送線路に設けられたアンテナを通じて任意の一方向に対して高周波信号を放射することができる。
【００３０】
請求項１２の発明では、第１の誘電体基板は、第１の共振器の軸に対して固定して設けられると共に、第１の伝送線路の端部側に高周波回路を形成し、第２の誘電体基板は、第２の共振器の軸に対して回転可能に設けられると共に、第２の伝送線路の端部側にアンテナを形成する構成としている。
【００３１】
これにより、高周波回路は第１の伝送線路を高周波信号を出力することができると共に、回転可能な第２の伝送線路に設けられたアンテナを通じて任意の一方向に対して高周波信号を放射することができる。また、第１の誘電体基板に高周波回路を形成すると共に、第２の誘電体基板にアンテナを形成するから、装置全体を小型化、低背化でき、構成を簡略化して低コスト化できると共に、量産性を向上することができる。
【００３２】
請求項１３の発明では、第１の伝送線路はアンテナと一緒に連続的または任意の角度ステップで回転する構成としている。これにより、任意の角度範囲または全方位に対して電磁波を放射することができる。
【００３３】
さらに、請求項１４の発明のように、本発明によるロータリージョイントを用いたレーダ装置を構成してもよい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による伝送線路を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３５】
まず、図１ないし図６は第１の実施の形態によるロータリージョイントを示し、図において、１は軸Ｏを中心として軸対称な有底円筒状をなす第１の金属空洞で、該金属空洞１は、円筒状をなす筒部１Ａと筒部１Ａの一端側（図２中の下端側）を閉塞する円板状の底部１Ｂとによって構成され、筒部１Ａの他端側（図２中の上端側）は開口端１Ｃとなって円形開口１Ｄが形成されている。
【００３６】
２は軸対称な略円柱状をなし、軸対称モードとしてＴＥ０１δモードで共振する第１の誘電体共振器で、該誘電体共振器２は、棒状をなす低誘電率の支持部材３を介して金属空洞１の底部１Ｂに取付けられ、金属空洞１の軸Ｏと同軸上に位置して金属空洞１の内部に配置されている。そして、誘電体共振器２は、例えば樹脂材料、セラミックス材料、またはこれらを混合して焼結した複合材料によって形成され、その誘電率は支持部材３の誘電率よりも高い値に設定されている。
【００３７】
４は金属空洞１の筒部１Ａに取付けられた第１の伝送線路をなす第１の導波管で、該第１の導波管４は、断面四角形の金属角筒からなる導波管によって形成されている。また、導波管４は、その一端側が筒部１Ａに貫通して設けられた結合孔５を取囲んだ状態で筒部１Ａの外周面に固着され、他端側が軸Ｏを中心にして径方向外側に向けて延びている。そして、導波管４は、ＴＥモードの高周波信号を伝搬すると共に、誘電体共振器２と磁界結合する構成となっている。
【００３８】
６は軸対称な有底円筒状をなす第２の金属空洞で、該金属空洞６は、第１の金属空洞１と同様に、円筒状をなす筒部６Ａと筒部６Ａの他端側（図２中の上端側）を閉塞する円板状の底部６Ｂとによって構成され、筒部６Ａの一端側（図２中の下端側）は開口端６Ｃとなって円形開口６Ｄが形成されている。また、第２の金属空洞６は、第１の金属空洞１とほぼ同じ内径寸法、高さ寸法等をもって形成されている。そして、金属空洞６は、金属空洞１の軸Ｏと同軸上に配置され、後述のモータ１２によって軸Ｏを中心として全周に亘って回転可能となっている。
【００３９】
また、金属空洞６と金属空洞１とは、その円形開口６Ｄ，１Ｄ同士が互いに対向するように配置されている。そして、使用周波数帯（動作周波数帯）の真空中の波長をλとしたときに、金属空洞６の開口端６Ｃと金属空洞１の開口端１Ｃ間の間隔寸法Ｌ１は、λ／２未満（Ｌ１＜λ／２）に設定されている。さらに、金属空洞６の開口端６Ｃには、後述のチョーク１１が設けられている。
【００４０】
７は第１の誘電体共振器２とほぼ同じ材料、大きさをもって形成された第２の誘電体共振器で、該誘電体共振器７は、軸対称な略円柱状をなし、軸対称モードとしてＴＥ０１δモードで共振する。また、誘電体共振器７は、棒状をなす低誘電率の支持部材８を介して金属空洞６の底部６Ｂに取付けられ、金属空洞１，６および誘電体共振器２の軸Ｏと同軸上に位置して金属空洞６の内部に配置されている。そして、誘電体共振器７は、例えば樹脂材料、セラミックス材料、またはこれらを混合して焼結した複合材料によって形成され、その誘電率は支持部材８の誘電率よりも高い値に設定されている。
【００４１】
９は金属空洞６の筒部６Ａに取付けられた第２の伝送線路をなす第２の導波管で、該第２の導波管９は、第１の導波管４とほぼ同様に断面四角形の金属角筒からなる導波管によって形成されている。また、導波管９は、その一端側が筒部６Ａに貫通して設けられた結合孔１０を取囲んだ状態で筒部６Ａの外周面に固着され、他端側が軸Ｏを中心にして径方向外側に向けて延びている。そして、導波管９は、ＴＥモードの高周波信号を伝搬すると共に、誘電体共振器７と磁界結合する構成となっている。
【００４２】
１１は金属空洞６の開口端６Ｃに形成されたチョークで、該チョーク１１は、略リング状をなす円形溝によって形成され、円形開口６Ｄの最外周縁から例えばλ／４程度の離間寸法Ｌ２（Ｌ２≒λ／４）をもった位置に配置されている。また、チョーク１１は、例えばλ／４程度の深さ寸法Ｌ３（Ｌ３≒λ／４）をもって金属空洞６の開口端６Ｃから底部６Ｂに向けて凹設されている。これにより、チョーク１１は、金属空洞１，６のうち円形開口１Ｄ，６Ｄの最外周縁付近の部位（図２中のｂ部）を仮想的に短絡している。
【００４３】
１２は金属空洞６の底部６Ｂに取付けられたモータで、該モータ１２は、例えば金属空洞１と一緒にケーシング（図示せず）等に固定され、金属空洞６と共に誘電体共振器７、導波管９等を軸Ｏを中心として全方位に亘って連続的に回転させる構成となっている。これにより、図４に示すように軸Ｏを中心として導波管４，９がなす角度θは０°〜３６０°に亘って変化するものである。
【００４４】
本実施の形態による導波管は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００４５】
まず、第１の導波管４にマイクロ波等の高周波信号を入力すると、この高周波信号はＴＥモードをなして導波管４内を伝搬し、金属空洞１の結合孔５に到達する。このとき、第１の導波管４と第１の誘電体共振器２は結合孔５を通じて磁界結合するから、第１の誘電体共振器２はＴＥ０１δモードで共振する。ここで、第１，第２の誘電体共振器２，７は同軸上に配置されているから、軸対称モードで互いに結合する。このため、第１の誘電体共振器２が共振状態となったときには、第２の誘電体共振器７もＴＥ０１δモードで共振する。そして、第２の誘電体共振器７は、結合孔１０を通じて第２の導波管９と磁界結合するから、第２の導波管９にはＴＥモードの高周波信号が励起される。これにより、第１，第２の導波管４，９は、第１，第２の誘電体共振器２，７を通じて電気的に接続されるものである。
【００４６】
然るに、本実施の形態では、第２の導波管９は磁界結合する第２の誘電体共振器７の軸Ｏを中心に回転するから、導波管９がいずれの位置に回転移動しても軸対称モードで共振する誘電体共振器７と結合することができる。このため、誘電体共振器７と導波管９との電気的接続を保持した状態で誘電体共振器７の軸Ｏを中心として全方位に亘って導波管９を配置でき、該導波管９を通じて全方位に対して高周波信号を入出力することができる。
【００４７】
また、第１，第２の誘電体共振器２，７は同一軸線Ｏ上に配置するから、２段からなる第１，第２の誘電体共振器２，７は、図５に示すように軸Ｏを中心に同じ方向に周回する電界Ｅと軸方向に対して互いに同じ方向の磁界Ｈが形成される偶モードと、図６に示すように軸Ｏを中心に互いに異なる方向に周回する電界Ｅと互いに異なる方向の磁界Ｈが形成される奇モードとの２つのモードで結合可能する。このため、第１，第２の誘電体共振器２，７は共振周波数の異なる２つのモードで結合可能となっているから、従来技術のように１段の共振器を用いた場合に比べて第１，第２の誘電体共振器２，７を通じて伝搬可能となる高周波信号の帯域を広げることができる。
【００４８】
また、第１，第２の誘電体共振器２，７が軸対称モードで互いに結合するから、第２の誘電体共振器７と第２の導波管９とが軸Ｏを中心として一緒に回転しても第１，第２の誘電体共振器２，７の結合状態を維持することができ、固定側の誘電体共振器２、導波管４と分離して、回転側の誘電体共振器７、導波管９等を一体化し、組み立てることができる。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、誘電体材料からなる誘電体共振器２，７を用いるから、誘電体内では高周波信号の波長が短縮する波長短縮効果を利用することができ、第１，第２の誘電体共振器２，７およびロータリージョイント全体を小型化することができる。
【００５０】
また、第１，第２の誘電体共振器２，７は、金属空洞１，６の内部にそれぞれ配置し、これら２つの金属空洞１，６はその円形開口１Ｄ，６Ｄが互いに対向して配置する構成としたから、第１，第２の誘電体共振器２，７を金属空洞１，６の円形開口１Ｄ，６Ｄ側を通じて互いに結合させることができる。また、円形開口１Ｄ，６Ｄが互いに対向した２つの金属空洞１，６によって略円柱状の１つの空間を画成することができるから、誘電体共振器２，７周辺の電磁波（高周波信号）を２つの金属空洞１，６内に閉じ込めることができ、誘電体共振器２，７の周囲から外部に向けて電磁波が漏洩するのを防止することができる。
【００５１】
特に、本実施の形態では、２つの金属空洞１，６の間隔寸法Ｌ１はＴＥモードのカットオフとなるλ／２未満に設定したから、金属空洞１，６間の隙間からＴＥモードの電磁波が外部に漏洩することがなくなる。
【００５２】
また、金属空洞６の開口端６Ｃにはチョーク１１を設けたから、チョーク１１によって２つの金属空洞１，６のうち円形開口１Ｄ，６Ｄの外周端縁側（図２中のｂ部）を仮想的の短絡することができる。このため、２つの金属空洞１，６の軸ずれによって平行平板モードの電磁波が生じる傾向があっても、この平行平板モードの電磁波が外部に漏洩するのを防止することができる。
【００５３】
なお、前記第１の実施の形態では、第１，第２の誘電体共振器２，７は、ＴＥ０１δモードで共振するものとしたが、例えばＴＥ０２δモード、ＴＥ０３δモード、ＴＥ０１１＋δモード等のようにＴＥ０１δモードの高次モードで共振する誘電体共振器を用いる構成としてもよい。
【００５４】
また、モータ１２は第２の金属空洞６を全方位に亘って連続的に回転させるものとしたが、例えば１８０度等の任意の角度範囲に亘って金属空洞６を往復動作させる構成としてもよく、任意の角度ステップで回転させるものとしてもよい。
【００５５】
また、モータ１２は第２の金属空洞６と一緒に第２の誘電体共振器７、第２の導波管９を回転させるものとしたが、例えば金属空洞６の筒部６Ａと底部６Ｂとを分離し、導波管９と一緒に筒部６Ａだけを回転させる構成としてもよい。
【００５６】
また、第１，第２の導波管４，９のうち第２の導波管９を回転させる構成としたが、第１の導波管４を回転させる構成としてもよく、第１，第２の導波管４，９の両方を互いに独立して回転させる構成としてもよい。
【００５７】
さらに、前記第１の実施の形態では、伝送線路として導波管４，９を用いる構成としたが、例えば断面四角形の棒状をなした誘電体線路の周囲を四角形の導波管によって覆った非放射性誘電体線路を用いる構成としてもよい。
【００５８】
また、前記第１の実施の形態では、第２の金属空洞６の開口端６Ｃにチョーク１１を設ける構成としたが、第１の金属空洞１の開口端１Ｃにチョークを設けてもよく、第１，第２の金属空洞１，６の両方にチョークを設ける構成としてもよい。
【００５９】
次に、図７および図８は本発明の第２の実施の形態によるロータリージョイントを示し、本実施の形態の特徴は、金属空洞による空洞共振器を用いたことにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６０】
２１は軸対称モードとしてＴＥ０１１モードで共振する第１の空洞共振器で、該空洞共振器２１は、軸Ｏを中心として軸対称な有底円筒状をなす金属空洞によって形成されている。そして、空洞共振器２１は、円筒状をなす筒部２１Ａと筒部２１Ａの一端側を閉塞する円板状の底部２１Ｂとからなる金属空洞によって構成されている。
【００６１】
また、筒部２１Ａの他端側は開口端２１Ｃをなすと共に、開口端２１Ｃの内周側には、後述の第２の空洞共振器２３との結合量を調整するリング部材２１Ｄが軸Ｏに向けて突出して設けられている。そして、リング部材２１Ｄの内周側には、円形開口２１Ｅが形成されている。さらに、空洞共振器２１の筒部２１Ａには結合孔２２が貫通して設けられると共に、該結合孔２２を取囲んで第１の導波管４が取付けられている。
【００６２】
２３は軸対称モードとしてＴＥ０１１モードで共振する第２の空洞共振器で、該第２の空洞共振器２３は、第１の空洞共振器２１とほぼ同じ形状、大きさをもった軸対称な有底円筒状をなす金属空洞によって形成されている。そして、空洞共振器２３は、円筒状をなす筒部２３Ａと筒部２３Ａの他端側を閉塞する円板状の底部２３Ｂとからなる金属空洞によって構成されている。
【００６３】
また、筒部２３Ａの一端側は開口端２３Ｃをなすと共に、開口端２３Ｃの内周側にはリング部材２３Ｄが軸Ｏに向けて突出して設けられている。そして、リング部材２３Ｄの内周側には、円形開口２３Ｅが形成されている。さらに、空洞共振器２３の筒部２３Ａには結合孔２４が貫通して設けられると共に、該結合孔２４を取囲んで第２の導波管９が取付けられている。
【００６４】
そして、第２の空洞共振器２３は、第１の空洞共振器２１の軸Ｏと同軸上に配置され、底部２３Ｂに取付けられたモータ１２によって軸Ｏを中心として全周に亘って回転可能となっている。
【００６５】
また、第１，第２の空洞共振器２１，２３とは、その円形開口２１Ｅ，２３Ｅ同士が互いに対向するように配置されている。そして、使用周波数帯の真空中の波長をλとしたときに、空洞共振器２１，２３の開口端２１Ｃ，２３Ｃ間の間隔寸法は、λ／２未満に設定されている。
【００６６】
２５は空洞共振器２３の開口端２３Ｃに形成された第１の実施の形態によるチョーク１１とほぼ同様のチョークで、該チョーク２５は、略リング状をなす円形溝によって形成され、円形開口２３Ｅの最外周縁から例えばλ／４離間した位置に配置されている。また、チョーク２５は、例えばλ／４程度の深さ寸法をもって開口端２３Ｃから底部２３Ｂに向けて凹設されている。
【００６７】
かくして、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の形態では、ＴＥ０１１モードで共振する第１，第２の空洞共振器２１，２３を用いたから、円形開口２１Ｅ，２３Ｅ側を通じて２つの空洞共振器２１，２３を互いに結合させることができる。また、円形開口２１Ｅ，２３Ｅが互いに対向した２つの空洞共振器２１，２３によって略円柱状の１つの空間を画成することができるから、空洞共振器２１，２３内の電磁波（高周波信号）をこれらの内部に閉じ込めることができ、空洞共振器２１，２３の内部から外部に向けて電磁波が漏洩するのを防止することができる。
【００６８】
なお、第２の実施の形態では、第１，第２の空洞共振器２１，２３は、ＴＥ０１１モードで共振するものとしたが、例えばＴＥ０２１モード、ＴＥ０１２モード等のようにＴＥ０１１モードの高次モードで共振する空洞共振器を用いる構成としてもよい。
【００６９】
また、第１，第２の空洞共振器２１，２３の内部には空気等が充填された空間を画成するものとしたが、第１，第２の空洞共振器２１，２３の内部には部分的に誘電体を装荷する構成としてもよい。これにより、誘電体の波長短縮効果を用いて空洞共振器を小型化することができる。
【００７０】
次に、図９および図１０は本発明の第３の実施の形態によるロータリージョイントを示し、本実施の形態の特徴は、第１，第２の伝送線路として同軸線路（同軸ケーブル）を用いたことにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７１】
３１は第１の伝送線路をなす第１の同軸線路で、該同軸線路３１は同軸芯線３１Ａと該同軸芯線３１Ａを絶縁材料を挟んで同軸上に取囲む同軸外導体（図示せず）とを有する構成となっている。また、同軸線路３１は、その先端が筒部１Ａに設けられた貫通孔３２内に挿入されて金属空洞１に取付けられている。そして、同軸線路３１の先端は、同軸芯線３１Ａが金属空洞１の内部に突出して結合用ループをなす輪を作ると共に、結合用ループをなす同軸芯線３１Ａの先端は同軸外導体に接続されている。これにより、同軸線路３１は、結合用ループによる磁界形状と誘電体共振器２の磁界形状とを近付けることができ、誘電体共振器２のＴＥモードと磁界結合し易い構成となっている。
【００７２】
３３は第２の伝送線路をなす第２の同軸線路で、該第２の同軸線路３３も、第１の同軸線路３１とほぼ同様に、同軸芯線３３Ａと該同軸芯線３３Ａを絶縁材料を挟んで同軸上に取囲む同軸外導体（図示せず）とを有する構成となっている。また、同軸線路３３は、その先端が筒部６Ａに設けられた貫通孔３４内に挿入されて金属空洞６に取付けられている。さらに、同軸線路３３の先端は、同軸芯線３３Ａが金属空洞６の内部に突出して結合用ループをなす輪を作ると共に、結合用ループをなす同軸芯線３３Ａの先端は同軸外導体に接続されている。
【００７３】
かくして、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７４】
なお、第３の実施の形態では、第１，第２の同軸線路３１，３３の先端は、同軸芯線３１Ａ，３３Ａが金属空洞１，６の内部に突出して結合用ループを形成するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１１に示す変形例のように、第１，第２の同軸線路３１′，３３′の先端は、同軸芯線３１Ａ′，３３Ａ′が第１，第２の誘電体共振器２，７の外周側円弧面に沿って円弧状に延びると共に、該同軸芯線３１Ａ′，３３Ａ′の先端が開放端となって結合用芯線をなす構成としてもよい。このように、同軸芯線３１Ａ′，３３Ａ′を誘電体共振器２，７に沿って円弧状に延ばした場合でも、誘電体共振器２，７のＴＥモードと同軸線路３１′，３３′を磁界結合し易くすることができる。
【００７５】
次に、図１２は本発明の第４の実施の形態によるロータリージョイントを示し、本実施の形態の特徴は、第１，第２の伝送線路としてマイクロストリップ線路を用いたことにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７６】
４１は第１の伝送線路をなす第１のマイクロストリップ線路で、該マイクロストリップ線路４１は誘電体基板４１Ａと該誘電体基板４１Ａの表面に帯状に延びて形成されたストリップ導体４１Ｂとによって構成されている。
【００７７】
また、ストリップ線路４１の先端は、筒部１Ａに設けられた貫通孔４２内に挿通されて金属空洞１に取付けられると共に、軸Ｏから偏心した位置として誘電体共振器２と金属空洞１との間に配置され、円形状をなす誘電体共振器２の接線方向に沿って延びている。これにより、誘電体共振器２の軸対称モード（ＴＥモード）の軸Ｏを通る面内の磁界とマイクロストリップ線路４１のストリップ導体４１Ｂの方向に垂直な面内の磁界とが近付き、相互に結合し易くなっている。
【００７８】
そして、マイクロストリップ線路４１内での高周波信号の波長をλｇとしたときに、マイクロストリップ線路４１の先端は、誘電体共振器２に最接近した位置から例えばλｇ／４だけ突出している。これにより、誘電体共振器２に最接近した位置で磁界が最大となるから、誘電体共振器２とマイクロストリップ線路４１との結合強度を高めることができる。
【００７９】
４３は第２の伝送線路をなす第２のマイクロストリップ線路で、該マイクロストリップ線路４３も、第１のマイクロストリップ線路４１と同様に、誘電体基板４３Ａと該誘電体基板４３Ａの表面に帯状に延びて形成されたストリップ導体４３Ｂとによって構成されている。また、ストリップ線路４３の先端は、筒部６Ａに設けられた貫通孔４４内に挿通されて金属空洞６に取付けられると共に、軸Ｏから偏心した位置として誘電体共振器７と金属空洞６との間に配置され、円形状をなす誘電体共振器７の接線方向に沿って延びている。そして、マイクロストリップ線路４３の先端は、誘電体共振器７に最接近した位置から例えばλｇ／４だけ突出している。
【００８０】
かくして、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００８１】
次に、図１３は本発明の第５の実施の形態によるロータリージョイントを示し、本実施の形態の特徴は、回転可能となった第２の導波管の自由端側にはアンテナ（放射器）を取付ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８２】
５１は第２の導波管９の自由端（他端）側に取付けられたホーンアンテナで、該ホーンアンテナ５１は、基端側が導波管９に接続されると共に、先端側に向うに従って漸次拡開した角錐状をなしている。そして、ホーンアンテナ５１には、第１の導波管４に接続された高周波回路（図示せず）から出力された高周波信号が第１，第２の誘電体共振器２，７および導波管９を通じて入力され、この高周波信号を外部に向けて放射（送信）する。また、ホーンアンテナ５１は、外部から入力された高周波信号を受信し、第１，第２の導波管４，９、第１，第２の誘電体共振器２，７を通じて高周波回路に入力するものである。
【００８３】
かくして、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、回転可能な第２の導波管９にホーンアンテナ５１を取付けたから、第２の導波管９等と一緒にホーンアンテナ５１を回転させることによって、全方位に亘って高周波信号を放射することが可能となる。
【００８４】
次に、図１４ないし図１６は本発明の第６の実施の形態によるロータリージョイントを示し、本実施の形態の特徴は、第１，第２の共振器を誘電体基板の電極に円形開口を形成したＴＥ０１０共振器によって構成したことにある。
【００８５】
６１は第１の誘電体基板で、該誘電体基板６１は、例えば樹脂材料、セラミックス材料、またはこれらを混合して焼結した複合材料によって平板状に形成され、その両面（表面と裏面）には、導電性の金属薄膜からなる電極６１Ａ，６１Ｂが略全面に亘って形成されている。
【００８６】
６２は第１の誘電体基板６１の中央部側に形成された第１のＴＥ０１０共振器で、該ＴＥ０１０共振器６２は、電極６１Ａ，６１Ｂに互いに対向して形成された円形開口６２Ａ，６２Ｂによって構成されている。そして、ＴＥ０１０共振器６２は、円形開口６２Ａ，６２Ｂの中心軸Ｏに対して軸対称なＴＥ０１０モードで共振する。
【００８７】
６３は第１の誘電体基板６１に形成された第１の伝送線路としての第１の平面誘電体線路（以下、ＰＤＴＬ６３という）で、該ＰＤＴＬ６３は、電極６１Ａ，６１Ｂに互いに対向して形成された帯状のスロット６３Ａ，６３Ｂによって構成されている。そして、ＰＤＴＬ６３は、その一端側がＴＥ０１０共振器６２の近傍に位置すると共に、他端側が外部に向かって延びている。
【００８８】
６４は第２の誘電体基板で、該誘電体基板６４は、第１の誘電体基板６１とほぼ同様に誘電体材料によって平板状に形成され、その両面（表面と裏面）には、導電性の金属薄膜からなる電極６４Ａ，６４Ｂが略全面に亘って形成されている。そして、使用周波数帯の真空中の波長をλとしたときに、第１，第２の誘電体基板６１，６４はλ／２未満の間隔をもって離間して配置されている。
【００８９】
６５は第２の誘電体基板６４の中央部側に形成された第２のＴＥ０１０共振器で、該ＴＥ０１０共振器６５は、電極６４Ａ，６４Ｂに互いに対向して形成された円形開口６５Ａ，６５Ｂによって構成され、これらの円形開口６５Ａ，６５Ｂは第１のＴＥ０１０共振器６２の円形開口６２Ａ，６２Ｂとほぼ同じ内径寸法を有している。
【００９０】
また、第１，第２のＴＥ０１０共振器６２，６５は、中心軸Ｏが同軸となる位置に配設されている。そして、ＴＥ０１０共振器６５は、円形開口６５Ａ，６５Ｂの中心軸Ｏに対して軸対称なＴＥ０１０モードで共振すると共に、ＴＥ０１０共振器６２と軸対称モードで結合する。
【００９１】
６６は第２の誘電体基板６４に形成された第２の伝送線路としての第２の平面誘電体線路（以下、ＰＤＴＬ６６という）で、該ＰＤＴＬ６６は、電極６４Ａ，６４Ｂに互いに対向して形成された帯状のスロット６６Ａ，６６Ｂによって構成されている。そして、ＰＤＴＬ６６は、その一端側がＴＥ０１０共振器６５の近傍に位置すると共に、他端側が外部に向かって延びている。
【００９２】
６７は第１，第２の誘電体基板６１，６４に形成された不要モード伝搬阻止回路で、該不要モード伝搬阻止回路６７は、第１，第２の誘電体基板６１，６４の内部で誘電体基板６１，６４と水平な方向に伝搬する不要モード（スプリアスモード）または第１，第２の誘電体基板６１，６４の間で誘電体基板６１，６４と水平な方向に伝搬する不要モードにそれぞれ結合し、不要モードの伝搬を阻止する導体パターンによって形成されている。
【００９３】
そして、この導体パターンは、例えば特開２０００−１０１３０１号公報に記載されたように、不要モードの電磁波の波長よりも短い間隔を隔てた複数のマイクロストリップ状線路によって構成される。
【００９４】
また、他の導体パターンとして、静電容量を生じさせる電極と、該電極に接続されインダクタを構成する複数の線路とによって構成したものを用いてもよい。この場合、電極の静電容量と線路のインダクタンスとを組合せることによって導体パターンが低域通過フィルタとして作用するものである。
【００９５】
そして、不要モード伝搬阻止回路６７は、基本となる導体パターンを多数個敷き詰めることによって形成され、第１，第２のＴＥ０１０共振器６２，６５および第１，第２のＰＤＴＬ６３，６６の周囲を除いて第１，第２の誘電体基板６１，６４の両面にそれぞれ配置されている。
【００９６】
６８は支持部材６９を介して第２の誘電体基板６４に取付けられたモータで、該モータ６８は、第１，第２のＴＥ０１０共振器６２，６５の軸Ｏを中心として第２の誘電体基板６４を全方位に亘って回転させるものである。ここで、支持部材６９は、誘電体基板６４と略平行な状態で離間した支持板６９Ａと支持板６９Ａと誘電体基板６４を接続する支持脚６９Ｂとによって構成されている。そして、モータ６８は、支持板６９Ａのほぼ中心位置に取付けられている。
【００９７】
かくして、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、誘電体基板６１，６４の電極６１Ａ，６１Ｂ，６４Ａ，６４Ｂに円形開口６２Ａ，６２Ｂ，６５Ａ，６５Ｂを形成したＴＥ０１０共振器６２，６５を用いる構成としたから、誘電体基板６１，６４の波長短縮効果によって小型化、低背化することができる。また、ＴＥ０１０共振器６２，６５は誘電体基板６１，６４に円形開口６２Ａ，６２Ｂ，６５Ａ，６５Ｂを有する電極６１Ａ，６１Ｂ，６４Ａ，６４Ｂを形成することによって構成されるから、導波管、空洞共振器等の立体的な回路を用いる場合に比べて、簡略な平面的な構造となり、低コスト化できると共に、量産性を向上させることができる。
【００９８】
特に、本実施の形態では、１枚の誘電体基板６１，６４に共振器６２，６５とＰＤＴＬ６３，６６を容易に一体化して形成することができるから、製造コストを低くし量産性を向上できると共に、共振器６２，６５とＰＤＴＬ６３，６６との間から電磁波が漏洩するのを防ぐことができる。
【００９９】
また、誘電体基板６１，６４間の間隔寸法はＴＥモードのカットオフとなるλ／２未満に設定するから、誘電体基板６１，６４間の隙間からＴＥモードの電磁波が外部に漏洩することがなくなる。
【０１００】
さらに、第１，第２の誘電体基板６１，６４には不要モード伝搬阻止回路６７を設けるから、各誘電体基板６１，６４内に発生する不要モードとなる平行平板モードの電磁波が外部に漏洩するのを防止できる。
【０１０１】
特に、本実施の形態では、第１，第２の誘電体基板６１，６４のうち互いに対向する面（第１の誘電体基板６１の表面と第２の誘電体基板６４の裏面）に不要モード伝搬阻止回路６７を設けるから、２つのＴＥ０１０共振器６２，６５の軸ずれによって平行平板モードの電磁波が生じる傾向があっても、この平行平板モードの電磁波の伝搬を不要モード伝搬阻止回路６７によって阻止することができ、平行平板モードの電磁波が２つの誘電体基板間６１，６４の隙間から外部に漏洩するのを防止することができる。
【０１０２】
なお、第６の実施の形態では、第１，第２の誘電体基板６１，６４の両面に電極６１Ａ，６１Ｂ，６４Ａ，６４Ｂを形成する構成としたが、例えば裏面側の電極６１Ｂ，６４Ｂを省く構成としてもよい。
【０１０３】
また、第６の実施の形態では、伝送線路として両面にスロット６３Ａ，６３Ｂ，６６Ａ，６６Ｂが形成されたＰＤＴＬ６３，６６を用いる構成としたが、片面のみにスロットが形成されたスロット線路を用いる構成としてもよい。
【０１０４】
さらに、第６の実施の形態では、ＴＥ０１０モードで共振するＴＥ０１０共振器６２，６５を用いる構成としたが、例えばＴＥ０２０モード等のようにＴＥ０１０モードの高次モードで共振する共振器を用いる構成としてもよい。
【０１０５】
次に、図１７および図１８は本発明の第７の実施の形態によるロータリージョイントを示し、本実施の形態の特徴は、回転可能となった第２の誘電体基板にはアンテナ（放射器）を形成する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、第６の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１０６】
７１は第２の誘電体基板６４に形成されたテーパスロットアンテナで、該テーパスロットアンテナ７１は、誘電体基板６４の両面にそれぞれ形成された略三角形状のテーパスロット７１Ａ，７１Ｂによって形成され、その基端側がＰＤＴＬ６６に接続されると共に、先端側に向うに従って漸次拡開したテーパ形状をなしている。
【０１０７】
そして、テーパスロットアンテナ７１には、第１のＰＤＴＬ６３に接続された高周波回路（図示せず）から出力された高周波信号が第１，第２のＴＥ０１０共振器６２，６５およびＰＤＴＬ６６を通じて入力され、この高周波信号を外部に向けて放射（送信）する。また、テーパスロットアンテナ７１は、外部から入力された高周波信号を受信し、第１，第２のＰＤＴＬ６３，６６、第１，第２のＴＥ０１０共振器６２，６５を通じて高周波回路に入力するものである。
【０１０８】
かくして、本実施の形態でも第６の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、回転可能な第２の誘電体基板６４にテーパスロットアンテナ７１を一体的に形成したから、第２のＰＤＴＬ６６等と一緒にテーパスロットアンテナ７１を回転させることによって、全方位に亘って高周波信号を放射することが可能となる。
【０１０９】
なお、本実施の形態では、回転可能な第２の誘電体基板６４にテーパスロットアンテナ７１を形成するものとしたが、固定された第１の誘電体基板６１に高周波回路を形成する構成としてもよい。これにより、ロータリージョイント全体を小型化、低背化でき、その構成を簡略化して低コスト化できると共に、量産性を向上することができる。
【０１１０】
次に、図１９は本発明の第８の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、本発明のロータリージョイントを用いてレーダ装置を構成したことにある。
【０１１１】
８１はレーダ装置で、該レーダ装置８１は、電圧制御発振器８２と、該電圧制御発振器８２に増幅器８３、サーキュレータ８４を介して接続されたアンテナ８５と、該アンテナ８５から受信した信号を中間周波信号ＩＦにダウンコンバートするためにサーキュレータ８４に接続されたミキサ８６とによって概略構成されている。また、増幅器８３とサーキュレータ８４との間には方向性結合器８７が接続して設けられ、この方向性結合器８７によって電力分配された信号は、ミキサ８６にローカル信号として入力される。
【０１１２】
そして、これら電圧制御発振器８２、増幅器８３、サーキュレータ８４、ミキサ８６等の間は、例えば導波管、同軸線路、マイクロストリップ線路、平面誘電体線路（ＰＤＴＬ）等の伝送線路８８によって接続され、サーキュレータ８４とアンテナ８５との間には、第１ないし第７の実施の形態によるロータリージョイント８９が取付けられている。
【０１１３】
本実施の形態によるレーダ装置は上述の如き構成を有するもので、電圧制御発振器８２から出力された発振信号は増幅器８３によって増幅され、方向性結合器８７およびサーキュレータ８４を経由して、送信信号としてアンテナ８５から送信される。一方、アンテナ８５から受信された受信信号はサーキュレータ８４を通じてミキサ８６に入力されると共に、方向性結合器８７によるローカル信号を用いてダウンコンバートされ、中間周波信号ＩＦとして出力される。
【０１１４】
かくして、本実施の形態によれば、アンテナ８５にロータリージョイント８９を接続したから、ロータリージョイント８９を用いてアンテナ８５を回転させることによって全方位に対して高周波信号を送信または受信することができる。また、本発明によるロータリージョイント８９を用いるから、送信または受信できる高周波信号の帯域を広げることができ、広帯域の高周波信号を用いて対象物を検索することができる。
【０１１５】
なお、前記第８の実施の形態では、サーキュレータ８４とアンテナ８５との間に本発明によるロータリージョイント８８を取付ける構成としたが、例えば第７の実施の形態による第１の誘電体基板６１に高周波回路として電圧制御発振器８２、増幅器８３、サーキュレータ８４、ミキサ８６および方向性結合器８７を形成し、これらをＰＤＴＬを用いて接続する構成としてもよい。
【０１１６】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１の発明によれば、第１，第２の共振器に第１，第２の伝送線路がそれぞれ結合し、軸対称な共振モードを有する第１，第２の共振器を同軸上に配置すると共に、前記第１，第２の伝送線路のうち少なくともいずれか一方の伝送線路は前記第１，第２の共振器の軸を中心に回転する構成としたから、軸対称モードで互いに結合する第１，第２の共振器を通じて第１，第２の伝送線路間で高周波信号を伝搬させることができる。また、第１，第２の伝送線路のうち回転可能な伝送線路は、結合対象となる共振器の軸を中心に回転するから、共振器と伝送線路との電気的接続を保持した状態で共振器の軸を中心として全方位に亘って伝送線路を配置でき、該伝送線路を通じて全方位に対して高周波信号を入出力することができる。
【０１１７】
さらに、第１，第２の共振器は同一軸線上に配置するから、第１，第２の共振器は偶モードと奇モードとの２つのモードで結合する。このため、第１，第２の共振器は共振周波数の異なる２つのモードで結合可能となっているから、１段の共振器を用いた場合に比べて第１，第２の共振器を通じて伝搬可能となる高周波信号の帯域を広げることができる。
【０１１８】
この場合、請求項２の発明のように、第１，第２の伝送線路は第１，第２の共振器にそれぞれ取付けられ、第１，第２の伝送線路のうち少なくともいずれか一方の伝送線路は当該伝送線路が取付けられた共振器と一緒に軸を中心として回転する構成としてもよい。
【０１１９】
請求項３の発明によれば、第１，第２の共振器をＴＥ０１δモードまたはその高次モードで共振する誘電体共振器によって構成したから、誘電体内では高周波信号の波長が短縮する波長短縮効果が生じるから、第１，第２の共振器を小型化することができる。
【０１２０】
請求項４の発明によれば、第１，第２の誘電体共振器は円形開口を有する軸対称な金属空洞の内部にそれぞれ配置し、これら２つの金属空洞はその円形開口が互いに対向して配置したから、誘電体共振器周辺の電磁波（高周波信号）を金属空洞内に閉じ込めることができ、誘電体共振器の周囲から電磁波が漏洩するのを防止することができる。
【０１２１】
請求項５の発明によれば、第１，第２の共振器は、円形開口を有する軸対称な金属空洞によって形成されＴＥ０１１モードまたはその高次モードで共振する空洞共振器によって構成し、該第１，第２の空洞共振器はその円形開口が互いに対向して配置したから、第１，第２の空洞共振器内に電磁波（高周波信号）を閉じ込めることができ、空洞共振器の内部から電磁波が漏洩するのを防止することができる。
【０１２２】
請求項６の発明によれば、第１，第２の金属空洞の間隔寸法はＴＥモードのカットオフとなるλ／２未満に設定するから、２つの金属空洞間の隙間からＴＥモードの電磁波が外部に漏洩することがなくなる。また、２つの金属空洞のうち少なくともいずれか一方の開口側にはチョークを設けるから、該チョークによって２つの金属空洞の円形開口端を仮想的の短絡することができる。このため、２つの金属空洞の軸ずれによって平行平板モードの電磁波が生じる傾向があっても、この平行平板モードの電磁波が外部に漏洩するのを防止することができる。
【０１２３】
請求項７の発明によれば、第１，第２の伝送線路は非放射性誘電体線路、導波管、同軸線路またはマイクロストリップ線路によって構成したから、複数種類の線路を用いることができ、設計自由度が向上すると共に、既存の線路に対しても接続することができ、適用範囲を広げることができる。
【０１２４】
請求項８の発明によれば、第１，第２の共振器は、ＴＥ０１０共振器またはその高次モード共振器によって構成したから、ＴＥ０１０共振器またはその高次モード共振器は、例えば誘電体基板の両面に電極を形成すると共に、該両面に電極に互いに対向した円形開口を形成することによって構成することができ、誘電体基板の波長短縮効果によって小型化、低背化することができる。また、ＴＥ０１０共振器等は誘電体基板に平板状（薄膜状）の電極を形成することによって構成されるから、導波管、空洞共振器等の立体的な回路を用いる場合に比べて、簡略な平面的な構造となり、低コスト化できると共に、量産性を向上させることができる。
【０１２５】
請求項９の発明によれば、第１，第２の伝送線路は、誘電体基板の両面に互いに対向したスロットが形成された平面誘電体線路または片面にスロットが形成されたスロット線路によって構成し、第１の共振器と第１の伝送線路とは第１の誘電体基板に一緒に形成し、第２の共振器と第２の伝送線路とは第２の誘電体基板に一緒に形成したから、例えば誘電体基板に両面に電極を形成すると共に、該電極にスロット、円形開口等を形成することによって伝送線路や共振器を構成することができる。このため、１枚の誘電体基板に伝送線路と共振器を容易に一体化して形成することができ、製造コストを低くし量産性を向上できると共に、伝送線路と共振器との間から電磁波が漏洩するのを防ぐことができる。また、誘電体基板の波長短縮効果によって伝送線路および共振器を小型化することができる。
【０１２６】
請求項１０の発明によれば、第１，第２の誘電体基板間の間隔寸法はＴＥモードのカットオフとなるλ／２未満に設定するから、２つの誘電体基板間の隙間からＴＥモードの電磁波が外部に漏洩することがなくなる。また、第１，第２の誘電体基板には不要モード伝搬阻止回路を設けるから、各誘電体基板内に発生する不要モードとなる平行平板モードの電磁波が外部に漏洩するのを防止できる。さらに、第１，第２の誘電体基板のうち互いに対向する面に不要モード伝搬阻止回路を設けることによって、２つの誘電体基板の軸ずれによって平行平板モードの電磁波が生じる傾向があっても、この平行平板モードの電磁波が２つの誘電体基板間の隙間から外部に漏洩するのを防止することができる。
【０１２７】
請求項１１の発明によれば、第１の伝送線路は、第１の共振器の軸に対して固定して設けられると共に、その端部側に高周波回路が接続され、第２の伝送線路は、第２の共振器の軸に対して回転可能に設けられると共に、その端部側にアンテナが接続される構成としたから、高周波回路は第１の伝送線路を高周波信号を出力することができると共に、回転可能な第２の伝送線路に設けられたアンテナを通じて任意の一方向に対して高周波信号を放射することができる。
【０１２８】
請求項１２の発明によれば、第１の誘電体基板は、第１の共振器の軸に対して固定して設けられると共に、第１の伝送線路の端部側に高周波回路を形成し、第２の誘電体基板は、第２の共振器の軸に対して回転可能に設けられると共に、第２の伝送線路の端部側にアンテナを形成する構成としたから、高周波回路は第１の伝送線路を高周波信号を出力することができると共に、回転可能な第２の伝送線路に設けられたアンテナを通じて任意の一方向に対して高周波信号を放射することができる。また、第１の誘電体基板に高周波回路を形成すると共に、第２の誘電体基板にアンテナを形成するから、装置全体を小型化、低背化でき、構成を簡略化して低コスト化できると共に、量産性を向上することができる。
【０１２９】
請求項１３の発明によれば、第１の伝送線路はアンテナと一緒に連続的または任意の角度ステップで回転する構成としたから、任意の角度範囲または全方位に対して電磁波を放射することができる。
【０１３０】
請求項１４の発明のように、本発明によるロータリージョイントを用いたレーダ装置を構成したから、送信または受信できる高周波信号の帯域を広げることができ、広帯域の高周波信号を用いて対象物を検索することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態によるロータリージョイントを示す斜視図である。
【図２】図１中のロータリージョイントを示す縦断面図である。
【図３】図２中のａ部を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図４】図２中の矢示ＩＶ−ＩＶ方向からみた横断面図である。
【図５】第１，第２の誘電体共振器が偶モードで結合している状態を示す斜視図である。
【図６】第１，第２の誘電体共振器が奇モードで結合している状態を示す斜視図である。
【図７】第２の実施の形態によるロータリージョイントを示す斜視図である。
【図８】図２中のロータリージョイントを示す縦断面図である。
【図９】第３の実施の形態によるロータリージョイントを示す斜視図である。
【図１０】図９中の矢示Ｘ−Ｘ方向からみた横断面図である。
【図１１】変形例によるロータリージョイントを図１０と同様位置からみた横断面図である。
【図１２】第４の実施の形態によるロータリージョイントを図１０と同様位置からみた横断面図である。
【図１３】第５の実施の形態によるロータリージョイントを示す斜視図である。
【図１４】第６の実施の形態によるロータリージョイントを示す斜視図である。
【図１５】図１４中のロータリージョイントを分解して示す分解斜視図である。
【図１６】図１４中の第２の誘電体基板を示す平面図である。
【図１７】第７の実施の形態によるロータリージョイントをモータ等を省略して示す斜視図である。
【図１８】図１７中の第２の誘電体基板を示す平面図である。
【図１９】第８の実施の形態によるレーダ装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  第１の金属空洞
２  第１の誘電体共振器
４  第１の導波管
６  第２の金属空洞
７  第２の誘電体共振器
９  第２の導波管
１１，２５  チョーク
１２  モータ
２１  第１の空洞共振器
２３  第２の空洞共振器
３１，３１′  第１の同軸線路
３３，３３′  第２の同軸線路
４１  第１のマイクロストリップ線路
４３  第２のマイクロストリップ線路
５１  ホーンアンテナ
６１  第１の誘電体基板
６２  第１のＴＥ０１０共振器
６３  第１の平面誘電体線路
６４  第２の誘電体基板
６５  第２のＴＥ０１０共振器
６６  第２の平面誘電体線路
６７  不要モード伝搬阻止回路
７１  テーパスロットアンテナ
８１  レーダ装置
８９  ロータリージョイント
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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