(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形導波管と、
前記方形導波管の幅広面である側壁に連結され、前記方形導波管内の伝搬波の出力を検出するための検出座とを備え、
前記検出座は、前記方形導波管の前記側壁上に配置される検出座底部本体、および該検出座底部本体上に配置される検出座上部本体を有し、
前記検出座内には、前記方形導波管のスロットから漏れ出た伝搬波の出力を検出するための容量板及び該容量板に接続された中心導体が設けられ、
前記検出座底部本体は、前記方形導波管の前記側壁に当接する底面と、該底面に対向し、勾配加工された第１斜面と、該底面および該第１斜面に略直交する側面と、を有するとともに、前記検出座上部本体の側面から外方に突出してフランジ部を形成し、
前記方形導波管の前記側壁には、前記フランジ部の前記第１斜面に当接する第２斜面と、前記方形導波管の該側壁および該第２斜面に略直交する案内面と、を有する保持部材が設けられ、
前記検出座の前記検出座底部本体の前記フランジ部が、前記方形導波管の前記保持部材に対して挿脱自在であることを特徴とする方向性結合器。
【請求項２】
前記フランジ部は前記導波管の側壁に当接する底面と、この底面に対して勾配加工された第１斜面とを有し、前記保持部材は前記第１斜面に当接する第２斜面を有することを特徴とする請求項１記載の方向性結合器。
【請求項３】
前記フランジ部は前記底面および前記第１斜面に略直交する側面を有し、前記保持部材は前記フランジ部の前記側面を案内する案内面を有することを特徴とする請求項１または２記載の方向性結合器。
【請求項４】
前記伝搬波はマイクロ波であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の方向性結合器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は方向性結合器に係り、とりわけマイクロ波応用装置のパワーモニタ等に利用される方向性結合器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
方向性結合器は一般に、導波管等を伝搬する入射波および反射波の出力を検出するために用いられ、具体的には例えば図４に示すようなマイクロ波応用装置のパワーモニタに利用されている。
【０００３】
図４に示すマイクロ波応用装置は、マイクロ波発振機２１と、マイクロ波オーブン等の負荷２２とを備え、これらマイクロ波発振機２１と負荷２２とは、方形導波管２３、整合器２４およびパワーモニタ２５を介して接続されている。なお、整合器２４はマイクロ波発振機２１と負荷２２とのマッチングを図りマイクロ波電力を有効利用するためのものである。また、パワーモニタ２５はマイクロ波電力の入射電力および反射電力をモニタするためのものであり、具体的には例えば、整合器２４を用いて負荷２２からの反射電力を小さくするよう調整する場合等に利用される。
【０００４】
ここでパワーモニタ２５は、方形導波管１と、方形導波管１の幅広面である側壁１ａに連結され方形導波管１内のマイクロ波電力を検出するための検出座６と、検出座６に接続されたクリスタルマウント２６および無反射終端器２７と、クリスタルマウント２６に同軸ケーブル２８を介して接続された指示計２９とを備えている。なお、クリスタルマウント２６は通常数十ｍＷ程度の耐電力しかないので、方形導波管１内を伝搬する数百Ｗ〜５ｋＷ程度のマイクロ波電力は方形導波管１および検出座６からなる方向性結合器によりクリスタルマウント２６の耐電力まで低減されるようになっている。
【０００５】
図５は方形導波管１および検出座６からなる方向性結合器の詳細な構成を示す断面図である。図５に示すように、方向性結合器は、方形導波管１と、方形導波管１の側壁１ａに連結され方形導波管１内のマイクロ波電力を検出するための検出座６とからなっている。
【０００６】
このうち方形導波管１の側壁１ａの中央にはスロット２が形成されている。また検出座６は、方形導波管１の側壁１ａ上に固着される検出座底部本体６ａおよび検出座上部本体６ｂを有している。
【０００７】
ここで、検出座底部本体６ａは方形導波管１のスロット２に対応して設けられた中央孔３を有し、また検出座上部本体６ｂは中央孔３から分岐して斜め方向に延びるとともに検出座上部本体６ｂの上端で終わる透孔４，５を有している。
【０００８】
また、検出座底部本体６ａの中央孔３内には方形導波管１のスロット２から漏れ出たマイクロ波電力を検出するための容量板７が配置され、また検出座上部本体６ｂの透孔４，５内にはその中心軸に沿って延びる中心導体８，９が配置されている。なお中心導体８，９の各々は、その一端が容量板７に接続され、他端が検出座上部本体６ｂの上端から突出している。
【０００９】
さらに、検出座上部本体６ｂの上端には中心導体８，９の突出部を覆うようにＮ形レセプタクル（コネクタ）１０，１１が突設されている。なお、Ｎ形レセプタクル１０，１１にはクリスタルマウント２６および無反射終端器２７がそれぞれ接続される（図４参照）。
【００１０】
図４および図５に示すマイクロ波応用装置のパワーモニタ２５において、方形導波管１のスロット２から漏れ出たマイクロ波電力は容量板７を介して高周波電流として中心導体８，９を流れ、クリスタルマウント２６に組み込まれたダイオードにより検波される。そして、クリスタルマウント２６により検波された電流は同軸ケーブル２８を介して指示計２９に流れ、この指示計２９の指針の振れにより方形導波管１内のマイクロ波電力の状況がモニタされる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のマイクロ波応用装置においては、方形導波管１および検出座６からなる方向性結合器を備えたパワーモニタ２５により、マイクロ波発振機２１と負荷２２との間のマイクロ波電力の状況がモニタされている。
【００１２】
ところで、マイクロ波応用装置には、１つの負荷２２に１つのマイクロ波発振機２１が接続される図４に示すようなものだけでなく、１つの負荷２２に複数のマイクロ波発振機２１が接続されるもの（本発明を示す図３参照）もある。
【００１３】
ここで、１つの負荷２２に複数のマイクロ波発振機２１が接続される場合には、各マイクロ波発振機系列ごとにマイクロ波電力の状況をモニタする必要があるが、検出座６および指示計２９等からなるパワーモニタ２５は一般に高価であるので、全てのマイクロ波発振機系列にパワーモニタ２５を固定的に設置すると設備費の増大を招いてしまう。
【００１４】
なお、このような問題点を解消するために、パワーモニタ２５のうち方形導波管１および検出座６からなる方向性結合器のみを全てのマイクロ波発振機系列に設置しておき、検出座６に接続される同軸ケーブル２８および指示計２９等をマイクロ波発振機系列間で適宜繋ぎ替えるという方法も考えられるが、検出座６自体がかなり高価であるので、この方法では設備費の削減効果がそれほど期待できないという問題がある。
【００１５】
また、このような方法以外にも、方向性結合器を構成する方形導波管１および検出座６をねじ等により着脱自在に連結し、検出座６、同軸ケーブル２８および指示計２９等からなる検出機器をマイクロ波発振機系列間で適宜移し替えるという方法も考えられるが、方形導波管１および検出座６がねじ等により連結されているので、検出座６の取外しおよび取付けにかなりの手間および時間を要してしまうという問題がある。
【００１６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、導波管に対する検出座の取付けおよび取外しを容易かつ確実に行うことができる方向性結合器を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、方形導波管と、前記方形導波管の幅広面である側壁に連結され、前記方形導波管内の伝搬波の出力を検出するための検出座とを備え、前記検出座は、前記方形導波管の前記側壁上に配置される検出座底部本体、および該検出座底部本体上に配置される検出座上部本体を有し、前記検出座内には、前記方形導波管のスロットから漏れ出た伝搬波の出力を検出するための容量板及び該容量板に接続された中心導体が設けられ、前記検出座底部本体は、前記方形導波管の前記側壁に当接する底面と、該底面に対向し、勾配加工された第１斜面と、該底面および該第１斜面に略直交する側面と、を有するとともに、前記検出座上部本体の側面から外方に突出してフランジ部を形成し、前記方形導波管の前記側壁には、前記フランジ部の前記第１斜面に当接する第２斜面と、前記方形導波管の該側壁および該第２斜面に略直交する案内面と、を有する保持部材が設けられ、前記検出座の前記検出座底部本体の前記フランジ部が、前記方形導波管の前記保持部材に対して挿脱自在であることを特徴とする方向性結合器である。
【００１８】
本発明によれば、検出座は導波管の側壁に当接するくさび状のフランジ部を有し、導波管の側壁にはフランジ部を保持する保持部材が設けられているので、作業者は検出座を導波管に容易かつ確実に取り付けることができ、また導波管に取り付けられた検出座を特別な工具等を用いることなく手で容易に取り外すことができる。このため、複数のマイクロ波発振機系列を備えたマイクロ波応用装置等において、検出座および指示計等からなる検出機器をマイクロ波発振機系列間で容易かつ確実に移し替えることができるようになり、このため設備費の削減を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１乃至図３は本発明による方向性結合器の一実施の形態を示す図である。
【００２０】
まず、図３により、本発明による方向性結合器の一実施の形態が適用されるマイクロ波応用装置について説明する。図３に示すように、マイクロ波応用装置は、負荷２２と、負荷２２に接続された２つのマイクロ波発振機系列Ａ，Ｂとを備え、各マイクロ波発振機系列Ａ，Ｂはそれぞれ１つのマイクロ波発振機２１を有している。なお、２つのマイクロ波発振機系列Ａ，Ｂではいずれもマイクロ波発振機２１と負荷２２との間に方形導波管２３および整合器２４が配置されている。また、マイクロ波発振機系列Ａ，Ｂではいずれも方形導波管２３と整合器２４との間に方形導波管１が配置され、このうちマイクロ波発振機系列Ａでは方形導波管１に検出座６が取り付けられて方形導波管１および検出座６等からなるパワーモニタ２５が構成されている。
【００２１】
ここで、整合器２４はマイクロ波発振機２１と負荷２２とのマッチングを図りマイクロ波電力を有効利用するためのものである。また、パワーモニタ２５はマイクロ波電力の入射電力および反射電力をモニタするためのものであり、具体的には例えば、整合器２４を用いて負荷２２からの反射電力を小さくするよう調整する場合等に利用される。
【００２２】
図３に示すように、パワーモニタ２５は、方形導波管１と、方形導波管１の幅広面である側壁１ａに連結され方形導波管１内のマイクロ波電力（図２（ｂ）参照）を検出するための検出座６と、検出座６に接続されたクリスタルマウント２６および無反射終端器２７と、クリスタルマウント２６に同軸ケーブル２８を介して接続された指示計２９とを備えている。
【００２３】
次に、図１（ａ）（ｂ）および図２（ａ）（ｂ）により、方形導波管１および検出座６からなる方向性結合器の詳細な構成について説明する。ここで、図１（ａ）は方形導波管１に検出座６が取り付けられて方向性結合器が構成された様子を示す断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線についての断面図、図２（ａ）は方形導波管１から検出座６が取り外された様子を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線についての断面図である。
【００２４】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、方向性結合器は、方形導波管１と、方形導波管１の側壁１ａに連結され方形導波管１内のマイクロ波電力を検出するための検出座６とからなっている。
【００２５】
このうち方形導波管１の側壁１ａの中央にはスロット２が形成されている（図２（ａ）参照）。また検出座６は、方形導波管１の側壁１ａ上に配置される検出座底部本体６ａおよび検出座上部本体６ｂを有している。
【００２６】
ここで、検出座底部本体６ａは方形導波管１のスロット２に対応して設けられた中央孔３を有し、また検出座上部本体６ｂは中央孔３から分岐して斜め方向に延びるとともに検出座上部本体６ｂの上端で終わる透孔４，５を有している。
【００２７】
また、検出座底部本体６ａの中央孔３内には方形導波管１のスロット２から漏れ出たマイクロ波電力を検出するための容量板７が配置され、また検出座上部本体６ｂの透孔４，５内にはその中心軸に沿って延びる中心導体８，９が配置されている。なお中心導体８，９の各々は、その一端が容量板７に接続され、他端が検出座上部本体６ｂの上端から突出している。
【００２８】
さらに、検出座上部本体６ｂの上端には中心導体８，９の突出部を覆うようにＮ形レセプタクル（コネクタ）１０，１１が突設されている。なお、Ｎ形レセプタクル１０，１１にはクリスタルマウント２６および無反射終端器２７がそれぞれ接続される（図３参照）。
【００２９】
ここで、図１（ａ）（ｂ）および図２（ａ）（ｂ）に示すように、検出座底部本体６ａは、検出座上部本体６ｂの側面位置から外方に向けて突出したくさび状のフランジ部１４，１５を有し、フランジ部１４，１５は方形導波管１の側壁１ａにスロット２を挟んで設けられた勾配付きガイド（保持部材）１２，１３により保持されるようになっている。
【００３０】
なおフランジ部１４，１５は、導波管１の側壁１ａに当接する底面１４ａ，１５ａと、この底面１４ａ，１５ａに対して勾配加工された第１斜面１４ｂ，１５ｂと、底面１４ａ，１５ａおよび第１斜面１４ｂ，１５ｂに略直交する側面１４ｃ，１５ｃとを有している。また勾配付きガイド１２，１３は、フランジ部１４，１５の第１斜面１４ｂ，１５ｂに当接する第２斜面１２ａ，１３ａと、フランジ部１４，１５の側面１４ｃ，１５ｃを案内する案内面１２ｂ，１３ｂとを有している。
【００３１】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について図３により説明する。
【００３２】
図３に示すように、マイクロ波発振機系列Ａでは方形導波管１に検出座６が取り付けられて方形導波管１、検出座６および指示計２９等からなるパワーモニタ２５が構成され、マイクロ波発振機系列Ｂでは方形導波管１に検出座底部本体６ａと略同一の外形をしたくさび状の閉塞プレート１６が取り付けられて方形導波管１の側壁１ａのスロット２が塞がれているものとする。
【００３３】
この状態で、まず、マイクロ波発振機系列Ａのマイクロ波発振機２１を動作させ、パワーモニタ２５によりマイクロ波発振機系列Ａの方形導波管１内のマイクロ波電力の状況を検出しつつ、整合器２４を用いて負荷２２からの反射電力を小さくするよう調整する。なお、このパワーモニタ２５において、方形導波管１のスロット２から漏れ出たマイクロ波電力は容量板７を介して高周波電流として中心導体８，９を流れ、クリスタルマウント２６に組み込まれたダイオードにより検波される。そして、クリスタルマウント２６により検波された電流は同軸ケーブル２８を介して指示計２９に流れ、この指示計２９の指針の振れにより方形導波管１内のマイクロ波電力の状況がモニタされる（図１（ａ）参照）。
【００３４】
次に、このようにしてマイクロ波発振機系列Ａのマイクロ波電力の調整が行われた後、マイクロ波発振機系列Ａ，Ｂにそれぞれ取り付けられた検出座６および閉塞プレート１６をマイクロ波発振機系列Ａ，Ｂの方形導波管１から取り外し、このうち検出座６はマイクロ波発振機系列Ｂの方形導波管１に取り付け、閉塞プレート１６はマイクロ波発振機系列Ａの方形導波管１に取り付ける。
【００３５】
ここで、方形導波管１に対する検出座６の取付けまたは取外しは、方形導波管１の側壁１ａに設けられた勾配付きガイド１２，１３に対して検出座底部本体６ａのフランジ部１４，１５を挿脱することにより行われる（図１（ｂ）の符号Ｃ参照）。
【００３６】
なおここで、方形導波管１に検出座６が取り付けられたときには、検出座底部本体６ａのフランジ部１４，１５の第１斜面１４ｂ，１５ｂと勾配付きガイド１２，１３の第２斜面１２ａ，１３ａとが互いに当接し、これによりフランジ部１４，１５と勾配付きガイド１２，１３とはくさびを打ち込んだような状態で嵌合する。また、方形導波管１に検出座６が取り付けられ、または方形導波管１から検出座６が取り外されるときには、検出座底部本体６ａのフランジ部１４，１５は勾配付きガイド１２，１３により案内され、特に検出座底部本体６ａのフランジ部１４，１５の側面１４ｃ，１５ｃが勾配付きガイド１２，１３の案内面１２ｂ，１３ｂにより案内される。
【００３７】
なお、検出座底部本体６ａと略同一の外形をした閉塞プレート１６の取付けおよび取外しも上述した検出座６の場合と同様に行われる。
【００３８】
その後、このようにして検出座６および閉塞プレート１６がマイクロ波発振機系列Ａ，Ｂ間で移し替えられた後、マイクロ波発振機系列Ｂのマイクロ波発振機２１を動作させ、上述したマイクロ波発振機系列Ａの場合と同様にマイクロ波発振機系列Ｂのマイクロ波電力を調整する。
【００３９】
このように本実施の形態によれば、検出座６は方形導波管１の側壁１ａに当接するくさび状のフランジ部１４，１５を有し、方形導波管１の側壁１ａにはフランジ部１４，１５を保持する勾配付きガイド１２，１３が設けられているので、作業者は検出座６を方形導波管１に容易かつ確実に取り付けることができ、また方形導波管１に取り付けられた検出座６を特別な工具等を用いることなく手で容易に取り外すことができる。このため、複数のマイクロ波発振機系列Ａ，Ｂを備えたマイクロ波応用装置等において、検出座６および指示計２９等からなる検出機器をマイクロ波発振機系列Ａ，Ｂ間で容易かつ確実に移し替えることができるようになり、このため設備費の削減を図ることができる。
【００４０】
また、方形導波管１に検出座６が取り付けられたときには、検出座底部本体６ａのフランジ部１４，１５の第１斜面１４ｂ，１５ｂと勾配付きガイド１２，１３の第２斜面１２ａ，１３ａとが互いに当接し、これによりフランジ部１４，１５と勾配付きガイド１２，１３とがくさびを打ち込んだような状態で嵌合するので、取付け時における検出座６の位置決めを確実に行うことができるとともに、方形導波管１と検出座６との間の接触状態を良好に保つことができる。
【００４１】
さらに、方形導波管１に検出座６が取り付けられ、または方形導波管１から検出座６が取り外されるときには、検出座底部本体６ａのフランジ部１４，１５の側面１４ｃ，１５ｃが勾配付きガイド１２，１３の案内面１２ｂ，１３ｂにより案内されるので、検出座６の取付けおよび取外し時における作業効率を高めることができる。
【００４２】
なお上述した実施の形態においては、複数のマイクロ波発振機系列を備えたマイクロ波応用装置において、検出座６および指示計２９等からなる検出機器をマイクロ波発振機系列Ａ，Ｂ間で移し替える場合について説明したが、１つのマイクロ波発振機系列のみを備えたマイクロ波応用装置が複数設けられているような場合にも同様にして適用することができる。
【００４３】
また上述した実施の形態においては、一対のくさび状のフランジ部１４，１５が一対の勾配付きガイド（保持部材）１２，１３により保持されているが、フランジ部および保持部材の数および形状等はこれに限定されるものではなく、例えばくさび状のフランジ部を検出座の前面に１つだけ設け、このくさび状のフランジ部を保持する保持部材をスロット２の手前に１つだけ設けるようにしてもよい。
【００４４】
さらに上述した実施の形態においては、マイクロ波応用装置のパワーモニタ２５に方向性結合器が利用される場合について説明したが、方向性結合器が利用される装置等はこれに限定されるものではく、既存の各種の装置にも同様にして適用することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、作業者は検出座を導波管に容易かつ確実に取り付けることができ、また導波管に取り付けられた検出座を特別な工具等を用いることなく手で容易に取り外すことができる。このため、複数のマイクロ波発振機系列を備えたマイクロ波応用装置等において、検出座および指示計等からなる検出機器をマイクロ波発振機系列間で容易かつ確実に移し替えることができるようになり、このため設備費の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方向性結合器の一実施の形態を示す図。
【図２】導波管から検出座が取り外された様子を示す図。
【図３】複数のマイクロ波発振系列を備えたマイクロ波応用装置の一例を示す概略図。
【図４】従来のマイクロ波応用装置を示す概略図。
【図５】図４に示すマイクロ波応用装置のパワーモニタに利用される方向性結合器を示す図。
【符号の説明】
１  導波管
１ａ  側壁
６  検出座
６ａ  検出座底部本体
６ｂ  検出座上部本体
１２，１３  勾配付きガイド（保持部材）
１２ａ，１３ａ  第２斜面
１２ｂ，１３ｂ  案内面
１４，１５  フランジ部
１４ａ，１５ａ  底面
１４ｂ，１５ｂ  第１斜面
１４ｃ，１５ｃ  側面
【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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