JPH018002Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はフインラインで構成するダイオード
スイツチの高性能化に関するものである。

第１図に従来のフインラインを用いて構成する
ダイオードスイツチの構造の一例を示す。

導波管１の幅広面の概略中央に電界に平行に誘
導体板２を配置し、誘電体板２の表面には電波伝
搬方向に沿つて細隙３を設けた金属膜４が被着し
ている。また、ダイオード５が上記細隙を橋渡し
するように所定の間隔で金属膜４にボンデイン
グ、またはハンダ付け等により接続されている。

第１図に示した構成例のダイオードスイツチ
は、ダイオード５に印加するバイアスの極性を順
逆切り換えることにより、フインラインを伝搬す
る電波を遮断、通過状態に切り換えるものであ
る。

すなわち、順バイアス状態ではダイオード５の
呈するインピーダンスが低インピーダンスとなる
ため細隙３に沿つて流れるマイクロ波電流を短絡
し遮断状態を、一方、逆バイアス状態では逆にダ
イオード５が高インピーダンスとなるため上記マ
イクロ波電流に影響を与えず、通過状態を得てい
る。

また、通常、ダイオード５は所定の間隔で複数
個接続され（図では２個）アイソレーシヨン特性
及び反射特性の改善を図つている。

ところで、フインラインで構成したダイオード
スイツチは、ダイオード５の装着が容易、導波管
との変換が容易、比較的低損失な特徴があるため
高周波数帯で用いられる場合が多い。しかし、周
波数が高くなるに従い、逆バイアス状態において
ダイオード５がマイクロ波に対して呈するインピ
ーダンスは低くなる。そのため、スイツチの通過
状態における反射特性が劣化するという欠点があ
つた。

この考案は、この欠点を除去するため、ダイオ
ードを装着した側の誘電体板面に対向する面で、
かつダイオード装着部と対向する位置に金属膜を
被着したもので、ダイオードと金属膜を並列共振
させてインピーダンスを高くし、スイツチにおい
て良好な反射特性を得ようとするものである。

第２図にこの考案の一実施例を示す。

第２図ａは斜視図、第２図ｂは第２図ａの電波
伝搬方向に垂直な面でのBB′位置における断面
図、第２図ｃは第２図ｂの電波伝搬方向に沿つた
面のCC′位置における断面図である。

誘電体板２の一方の面には細隙３を設けた金属
膜４が被着されており、細隙３を橋渡しするよう
にダイオード５が所定の間隔で２個装着されてい
る。誘電体板２の他方の面には、ダイオード５の
装着位置と対向する位置に金属膜からなるストリ
ツプ導体６が被着されている。このストリツプ導
体６はフインラインの金属膜４を地導体とするマ
イクロストリツプ線路を構成する。このマイクロ
ストリツプ線路をフインラインに装荷した状態の
等価回路は第３図で示される。このときフインラ
インとマイクロストリツプ線路接続部からマイク
ロストリツプ線路側を見たサセプタンスＢは Ｂ＝−jN²・２／Yom_tao（θm／２＋Δθm） (1) で与えられる。ここで、Yomはマイクロストリ
ツプ線路の特性アドミタンス、θmはマイクロス
トリツプ線路の電気長、Δθmは線路端容量Cocに
よる等価的な電気長の増分である。また、Ｎは結
合状態を表わす変成器の変成比である。

このマイクロストリツプ線路の呈するアドミタ
ンスＢの値は、線路の特性アドミタンスYomお
よび電気長θmだけで決まり、形状に依存しない。
すなわち、ストリツプ導体の幅Ｗ、長さｌによつ
て決まり形状にはよらない。

このストリツプ導体６がフインラインに対して
示すサセプタンスを、ミリ波のＷ帯用導波管
WRJ−900に誘電体基板を装着して構成したフイ
ンラインを用いて実測した。この実測値と計算値
を第４図に示す。ここで実測値は設計周波数での
フインラインの波長をλとし、細隙３の間隔Ｓは
波長で規格化して0.016、ストリツプ導体６の幅
Ｗは波長で規格化して0.063とした場合にストリ
ツプ導体の全長ｌに対して測定した結果である。
なお、誘電体板２の厚みは波長で規格化して
0.037である。

この図よりｌ／λが０から0.35まではストリツ
プ導体は容量性を示し、ｌ／λが0.35以上では誘
導性を示すことがわかる。

次に、フインラインに接続したダイオード５の
92〜98GHz帯でのアドミタンス実測値をフインラ
インの特性インピーダンスYoで規格化し第５図
に示す。用いたダイオード５は、ビームリード形
ダイオードである。順バイアスとして10mA、逆
バイアスとして10Vを印加した。順バイアスにお
いては、大きい誘導性を示し、逆バイアスにおい
てはＢ／Yoとして約1.5の容量性サセプタンスが
線路に並列に装荷された状態を示す。

したがつて、このダイオード５の接続されたフ
インラインの細隙部に、誘導性サセプタンスを並
列に接続すれば、ダイオード５の順バイアス状態
ではさらに大きい誘導性を示してより短絡状態に
近づき、逆バイアス状態ではダイオード５の容量
性と、打ち消しあつて、並列装荷サセプタンスを
０に近づけることができる。これは、ダイオード
の容量性サセプタンス1.5に等しい誘導性サセプ
タンスを接続した場合であり、第４図よりｌ／λ
を0.5にすれば実現できる。

第６図は、ダイオード５を２個約3/4λ間隔で
フインラインに接続し、ストリツプ導体６をダイ
オード５に対向する位置に設けた場合のＷ帯にお
ける比帯域６％での挿入損失、アイソレーシヨ
ン、VSWRの実測値を示す。

Ｗ帯において比帯域６％にわたりVSWR1.5以
下の広帯域特性が得られ、また、40bB近傍の高
アイソレーシヨンが得られた。

このように、フインラインを構成する誘電体板
２のダイオード５の装着部と対向する位置に金属
膜からなるストリツプ導体６を設け、この長さを
誘導性サセプタンスを示す値に設定することによ
り、逆バイアス状態のダイオードの容量性サセプ
タンスと並列共振させ、サセプタンスを小さくす
ることができる。

したがつて、ミリ波帯におけるフインラインダ
イオードスイツチの反射特性が広帯域に低
VSWRとできる効果を有している。

また、第２図では、ダイオード５を２個用いた
例を示したが、この考案は、これに限らずダイオ
ード５を１個あるいは３個以上用いた場合でも有
効である。ストリツプ導体６の効果により、ダイ
オード５は逆バイアス状態において低サセプタン
スかつ、順バイアス状態において高サセプタンス
を呈するため、１個用いた場合も中心周波数にお
いて低反射のスイツチを実現できる。

また、第７図に示すようにストリツプ導体６を
配置する位置は、ダイオード５に対向する位置か
ら若干ずらしても良い。ストリツプ導体６の金属
膜の一部がダイオード５に対向していれば同様の
効果を実現できる。

この考案に係るフインラインダイオードスイツ
チでは、ダイオードを装着した誘電体板に概略対
向する位置に金属膜からなるストリツプ導体を設
けることにより、スイツチの通過状態における良
好な特性を得るとともに、スイツチの遮断状態に
おける高アイソレーシヨンを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフインラインダイオードスイツ
チの構造を示した斜視図、第２図はこの考案の一
実施例によるフインラインダイオードスイツチの
構造を示した図、第３図はフインラインに装荷し
たストリツプ導体の等価回路図、第４図はフイン
ラインに装荷したストリツプ導体の呈するＷ帯に
おけるサセプタンスの実測値を示した図、第５図
はダイオードをフインラインに並列接続した状態
の92〜98GHzにおけるアドミタンス特性実測値を
示した図、第６図は、ダイオードを２個3/4波長
間隔でフインラインに接続した本考案によるフイ
ンラインダイオードスイツチのＷ帯におけるスイ
ツチ特性の実測値を示した図、第７図はこの考案
によるフインラインダイオードスイツチの他の実
施例の構造を示した図である。 図中、１は導波管、２は誘電体板、３は細隙、
４は金属膜、５はダイオード、６はストリツプ導
体である。なお図中、同一あるいは相当部分には
同一符号を付して示してある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 導波管の幅広面の概略中央に電界に平行に誘電
   体板を配置し、上記誘電体板の一方の面に電波伝
   搬方向に沿つて細隙を設けた金属膜を被着すると
   ともに上記細隙に橋渡しするようにダイオードを
   装着し、上記ダイオードのバイアス状態を変える
   ためのバイアス回路を具備して成るフインライン
   ダイオードスイツチにおいて、ダイオード装着部
   と対向する面の誘電体板面に形成されかつ上記ダ
   イオード装着部に対向する部分を有する金属膜か
   ら成り、上記ダイオードが逆バイアス状態におい
   て並列共振するストリツプ導体を形成したことを
   特徴とするフインラインダイオードスイツチ。