(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の金属板からなる平行平板を使用周波数帯の波長の1/2以下の間隔で配置し、該平行平板の間に誘電体ストリップ線路を挟持してなる非放射性誘電体ガイド回路において、
前記平行平板の一方に垂直に、内側が前記誘電体ストリップ線路で閉じられる貫通孔を形成し、
該貫通孔内に発振素子を装填し、該貫通孔の外側を周波数調整部材で閉じた、
ことを特徴とする非放射性誘電体ガイド回路。
【請求項２】
前記周波数調整部材が、前記貫通孔に挿入される金属又は誘電体であることを特徴とする請求項１に記載の非放射性誘電体ガイド回路。
【請求項３】
前記発振素子がガンダイオードであることを特徴とする請求項１又は２に記載の非放射性誘電体ガイド回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発振器を内蔵した非放射性誘電体ガイド回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非放射性誘電体ガイド回路（ＮＲＤガイド回路：Non Radiative Dielectic Wave Guide）は、マイクロ波ストリップ線路に比べて伝搬損失が低く、導波管に比べて伝搬路の制作が容易であるところから、マイクロ波、特に３０ＧＨｚ以上のミリ波帯の伝送線路として注目されている。
【０００３】
このＮＲＤガイド回路は、電磁波が伝搬する誘電体ストリップ線路を金属の２枚の平行平板で挟んだ構造であり、この平行平板の対面間隔が使用周波数波長の1/2以下に設定されているので、この誘電体ストリップ線路以外の場所では、電磁波が遮断されてその放射が抑制されるため、誘電体ストリップ線路に沿って電磁波を低損失で伝搬させることができる。
【０００４】
一方、導波管は前記したように製作が困難ではあるが、損失が少なく信頼性が高いという長所があり、また多くのノウハウの蓄積があるところから、ミリ波以上の高周波の伝送線路としては主流となっている。
【０００５】
そこで、ＮＲＤガイド回路と導波管を接続することが要求される場合が多く発生し、ＮＲＤガイド回路−導波管のモード変換器が必要となってくる。
【０００６】
図５は従来のＮＲＤガイド回路−導波管のモード変換器の構造を示す図である。ここで、ＮＲＤガイド回路の伝送モードは現在主流であるＬＳＭ01モード、導波管の伝送モードはＴＥ10モードである。ＮＲＤガイド回路Ａは２枚の金属の平行平板１，２の間に誘電体ストリップ線路３を挟んだ構造であり、この誘電体ストリップ線路３には先端がテーパ形状の誘電体ストリップ線路４が連続している。Ｂはホーン型導波管であり、その内部にテーパ形状の誘電体ストリップ線路４が挿入されている。ＬＳＭ01モードの電磁界分布はＴＥ10モードの電磁界分布を９０度ひねったものに似ているので、平行平板１，２と導波管ＢのＥ面が平行になるように設置すると電磁波はスムーズに変換される。導波管ＢのＨ面と平行平板１，２とを平行にするときは、９０度のねじり導波管Ｃを使用する。
【０００７】
このようなＮＲＤガイド回路−導波管のモード変換器では、図６の(a)に示すように、平行平板１，２に垂直方向の磁力線面Ｓ１がＮＲＤガイド回路Ａとホーン導波管Ｂで平行な関係にあり、電気力線Ｓ２は平行平板１，２に平行であり、スムーズに伝搬モードの変換が行われていることがわかる。
【０００８】
一方、ＮＲＤガイド回路を使用した３５ＧＨｚ帯および６０ＧＨｚ帯の発振器として、図７の(a)に示すようにガンダイオードと組み合わせた構造のものがある。これは、平行平板１，２の間のスペースに、誘電体ストリップ線路３と共にガンダイオード５を搭載したマウント６を設置したものであり、ガンダイオード５で発振した高周波出力が、共振器７を経由して誘電体ストリップ線路３に導出される。ガンダイオード５には、電源系への高周波信号漏洩を遮断するチョーク８を介してバイアス電圧が印加される。図７の(b)は共振器７の代表的な例を示す図であり、テフロン銅張積層基板の銅箔をエッチングでパターニングした銅箔部分７ａを有するようにしたものである。この銅箔部分７ａの幅や長さを調整することにより発振周波数を調整することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記したＮＲＤガイド回路−導波管のモード変換器では、ＮＲＤガイド回路Ａの誘電体ストリップ線路３から連続して外部に延長するテーパ状の誘電体ストリップ線路４を設けて、この部分を導波管Ｂに結合するものであり、全体形状が大型化するという問題がある。
【００１０】
また、ＮＲＤガイド回路を使用した発振器では、一旦組み立ててしまうと周波数を変更する手段がなく、再度平行平板１，２を開いて共振器７を調整しなければならない。また、特定の周波数で発振させたいときは、共振器７の銅箔部分７ａの調整だけで周波数調整することは非常に困難であった。
【００１１】
本発明は以上のような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＮＲＤガイド回路の内部に導波管部分を作り込むようにして、周波数調整が簡単にできるようにした発振器を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、２枚の金属板からなる平行平板を使用周波数帯の波長の1/2以下の間隔で配置し、該平行平板の間に誘電体ストリップ線路を挟持してなる非放射性誘電体ガイド回路において、前記平行平板の一方に垂直に、内側が前記誘電体ストリップ線路で閉じられる貫通孔を形成し、該貫通孔内に発振素子を装填し、該貫通孔の外側を周波数調整部材で閉じて構成した。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、前記周波数調整部材が、前記貫通孔に挿入される金属又は誘電体であるよう構成した。
【００１７】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記発振素子がガンダイオードであるよう構成した。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［参考例］
図１は本発明の参考例のＮＲＤガイド回路−導波管のモード変換器の構造を示す図である。ＮＲＤガイド回路Ａ１は２枚の金属の平行平板１，２の間に誘電体ストリップ線路線路３を挟んだ構造であり、従来と同じである。本実施の形態では、一方（下側）の平板２に垂直方向に貫通する断面形状が導波管形状の貫通孔１１を形成し、その開口の内側（上側）を誘電体ストリップ線路３の底面により閉じたものである。貫通孔１１の外側の開口には別の導波管１２が連続するように取り付けられている。
【００１９】
したがって、このモード変換器では、導波管１２を伝搬してきたＴＥ10モードの電磁波が、同じＴＥ10モードで貫通孔１１を通じて誘電体ストリップ線路３に到達し、ここでＮＲＤガイド回路Ａ１のＬＳＭ01モードに変換されて、その誘電体ストリップ線路３内を伝搬していく。
【００２０】
図２は導波管１１から誘電体ストリップ線路３への電磁波の変化の様子を示す図である。まず、図２の(a)は図１のａ−ａ線断面図であり磁力線面Ｓ１の様子を示し、(b)は図１のｂ−ｂ線断面図であり電気力線Ｓ２の様子を示している。磁力線Ｓ１はＮＲＤガイド回路Ａ１、貫通孔１１、導波管１２ともに導波管１２のＨ面に平行であり、電気力線Ｓ２はいずれも平行平板１，２に平行である。したがって、電磁波は、導波管１２から誘電体ストリップ線路３にスムーズに伝搬モードを移行できる。
【００２１】
なお、ＮＲＤガイド回路Ａ１と貫通孔１１の間のインピーダンス整合は、誘電体ストリップ線路３の一方の端部を開放し（平行平板１，２より短くする）、その端部から導波管穴１１の形成位置までの距離Ｌ（図２の(a)参照）を調節することによって行う。
【００２２】
［実施例］
図３は本発明の実施例の発振器の構成を示す図である。ここでは、前記した貫通孔１１内にガンダイオード２１を装填している。図４の(a)は図３のａ−ａ線断面図、(b)は図３のｂ−ｂ線断面図であり、その部分を具体的に表した図である。ガンダイオード２１は台座２２と押座２３とで挟持された状態で貫通孔１１内に位置し、バイアスポスト２４からバイアス電圧が押座２３を介して印加されるようになっている。２５は貫通孔１１内へ挿入量を調整可能な金属板（又は誘電体板）である。２６はビームリード型のＰＩＮダイオード２７をマウントした変調用プリント基板であり、誘電体ストリップ線路３の途中にＰＩＮダイオード２７が位置するよう、その誘電体ストリップ線路３に挟持されている。このプリント基板２６のＰＩＮダイオード２７には、図４の(c)に示すように、高周波信号を遮断するためのチョーク２８を介して被変調信号が印加されるようになっている。
【００２３】
さて、本実施の形態では貫通孔１１に空洞共振器が構成されるので、ガンダイオード２１にバイアスを印加することにより発振を開始し、そこで発生した電磁波が貫通孔１１から誘電体ストリップ線路３の底面に到達し、ここでＮＲＤ線路の伝搬モードＬＳＭ01に変換されてから、誘電体ストリップ線路３を伝播し、ＰＩＮダイオード２７に到達する。したがって、このＰＩＮダイオード２７をパルス信号でオン／オフ制御してやれば、この部分を電磁波が透過したり、あるいは反射するので、パルス変調された電磁波を誘電体ストリップ線路３の端部に得ることができるようになる。
【００２４】
以上において、発振周波数の調整は、貫通孔１１に挿入した金属板２５の挿入量の調整によって行う。貫通孔１１はこの金属板２５で閉じられた空洞共振器を構成しており、金属板２５の挿入量を調整することで空洞共振周波数が変化し、発振周波数が変化する。
【００２５】
【発明の効果】
以上から本発明によれば、非放射性誘電体ガイド回路を構成する平板に導波管形状の貫通孔を形成し、この部分において非放射性誘電体ガイド回路と導波管のモード変換器を構成したので、そのモード変換器を小さなスペースで実現できる。また、発振器においては、この貫通孔に発振素子を装填し、発振周波数はその空洞容積を周波数調整部材で調整するので、組立後であっても周波数調整を連続的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例のＮＲＤガイド回路−導波管のモード変換器の概略構成を示す図である。
【図２】  (a)は図１のモード変換器の磁界分布の説明図、(b)は電界分布の説明である。
【図３】  本発明の実施例の形態のＮＲＤガイド回路発振器の概略構成を示す図である。
【図４】  (a)は図３のａ−ａ線断面図、(b)は図３のｂ−ｂ線断面図、(c)は変調用プリント基板の平面図である。
【図５】  従来のＮＲＤガイド回路−導波管のモード変換器の概略構成を示す図である。
【図６】  (a)は図５の磁界分布の説明図、(b)は電界分布の説明図である。
【図７】  従来のＮＲＤガイド回路発振器の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１，２：金属の平行平板、３，４：誘電体ストリップ線路、５：ガンダイオード、６：マウント、７：共振器、８：チョーク、
１１：貫通孔、１２：導波管、
２１：ガンダイオード、２２：台座、２３：受座、２４：バイアスポスト、２５：金属板、２６：変調用プリント基板、２７：ＰＩＮダイオード、２８：チョーク。
【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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