高周波装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は高周波装置に関し、特にたとえば、近接する複数の周波数の入力信号を合成して出力し、また近接する周波数が合成された入力信号を分離して出力することができる高周波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高周波装置としては、たとえば、２つの周波数の信号を通過させるフィルタを並列に接続し、これらのフィルタを通過した信号を合成出力として取り出す高周波装置があった。また、空洞共振器を利用した高周波装置があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィルタを用いた高周波装置では、一方のフィルタを通過した信号が、出力端側と他のフィルタ側の両方に進むため、約３ｄＢの損失がある。また、空洞共振器を利用した高周波装置は大型であり、小型化の要請に応えることができない。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、小型で、かつ損失の少ない高周波装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、近接する複数の周波数の入力信号を合成して出力し、または近接する複数の周波数が合成された入力信号を分離して出力する高周波装置であって、外部導体と、外部導体の内部に形成される複数の内部導体とからなり、ＴＥＭモードで共振する共振器、共振器による共振モードと結合する複数の第１の入出力端、および共振器による共振モードと結合する第２の入出力端を含み、それぞれの複数の第１の入出力端は外部導体内の共振器による共振モードの磁界と鎖交する複数のループを有するとともに、第２の入出力端は外部導体内の共振器による共振モードの磁界と鎖交するループを有し、複数の第１の入出力端は、ループが全て同方向に形成された第１の入出力端と、ループが逆方向に形成された第１の入出力端を含んで構成される、高周波装置である。また、この発明は、近接する複数の周波数の入力信号を合成して出力し、または近接する複数の周波数が合成された入力信号を分離して出力する高周波装置であって、外部導体と、外部導体の内部に形成される複数の内部導体とからなり、ＴＥＭモードで共振する共振器、共振器による共振モードと結合する複数の第１の入出力端、および共振器による共振モードと結合する第２の入出力端を含み、それぞれの複数の第１の入出力端は外部導体内の共振器による共振モードの磁界と鎖交する複数のループを有するとともに、第２の入出力端は外部導体内の共振器による共振モードの磁界と鎖交するループを有し、第１の入出力端の一部に移相回路を接続した、高周波装置である。
【０００６】
【作用】複数の第１の入出力端と第２の入出力端とが、共振器の共振モードと結合し、信号の授受が行われる。このとき、高周波装置には、全てのループが同方向に形成された第１の入出力端と、複数のループが逆方向に形成された第１の入出力端とが形成される。これらの第１の入出力端のループと共振器による共振モードの磁界とが鎖交することにより、第１の入出力端と共振器の共振モードとが結合する。
【０００７】
【発明の効果】この発明によれば、信号の授受が行われるときに、信号が不要な部分に伝達されないため、損失が少ない。しかも、この高周波装置は、空洞共振器を用いた高周波装置に比べて、小型化することができる。
【０００８】この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す図解図である。高周波装置１０は、矩形の箱状の外部導体１２を含む。外部導体１２の内部には、２つの円柱状の内部導体１４ａ，１４ｂが形成される。これらの内部導体１４ａ，１４ｂは、図２に示すように、その一端が外部導体１２の内壁に接続されるように形成される。これらの外部導体１２と内部導体１４ａ，１４ｂとで、共振器が形成される。この共振器は、ＴＥＭモードで共振する周波数を有する。
【００１０】外部導体１２には、２つの第１の入出力端１６，１８が取り付けられる。第１の入出力端１６は２つに分割され、内部導体１４ａ，１４ｂに対応する位置に接続される。この場合、外部導体１２の内壁側に２つのループ２０ａ，２０ｂが形成される。これらのループ２０ａ，２０ｂは、図３に示すように、第１の入出力端１６の内導体１６ａをループ状に形成して外部導体１２の内壁に接続し、第１の入出力端１６の外導体１６ｂを外部導体１２に接続することによって形成される。これらのループ２０ａ，２０ｂが含まれる平面は、それぞれ内部導体１４ａ，１４ｂの縦断面と一致するように配置される。そして、ループ２０ａ，２０ｂは、それぞれ同じ方向に内導体１６ａを曲げることによって形成される。なお、第１の入出力端１６の分割部分からループ２０ａ，２０ｂまでの電気長は、等しくなるように形成される。
【００１１】さらに、もう１つの第１の入出力端１８についても、同様に、２つのループ２２ａ，２２ｂが形成される。これらのループ２２ａ，２２ｂは、ループ２０ａ，２０ｂと同様にして形成されるが、内導体１８ａを曲げる方向は逆になるように形成される。この第１の入出力端１８についても、その分割部分からループ２２ａ，２２ｂまでの電気長は、同一となるように形成される。
【００１２】また、外部導体１２には、第２の入出力端２４が取り付けられる。この第２の入出力端２４は、第１の入出力端１６，１８の形成された面と異なる面に形成される。第２の入出力端２４は１つのループ２６を有し、このループ２６を含む平面は、内部導体１４ａ，１４ｂの縦断面と一致するように配置される。したがって、第１の入出力端１６，１８と第２の入出力端２４とは、共振器と直交モードで結合する。
【００１３】この高周波装置１０は、たとえば電力合成装置として使用される。この場合、第１の入出力端１６，１８が入力端として使用され、第２の入出力端２４が出力端として使用される。したがって、第１の入出力端１６，１８に、異なる周波数を有する信号が入力される。一方の第１の入出力端１６のループ２０ａ，２０ｂは、それぞれ同じ方向に内導体１６ａを曲げて形成されているため、図４に示すように、発生する磁界の向きが等しくなり、ｅｖｅｎモードとなる。また、他方の第１の入出力端１８のループ２２ａ，２２ｂは、それぞれ逆方向に内導体１８ａを曲げて形成されているため、発生する磁界の向きが逆になり、ｏｄｄモードとなる。
【００１４】これらのｅｖｅｎモードの磁界とｏｄｄモードの磁界とは、両方とも第２の入出力端２４のループ２６に鎖交する。したがって、第２の入出力端２４からは、一方の第１の入出力端１６に入力された信号と他方の第１の入出力端１８に入力された信号とが、合成されて出力される。
【００１５】この高周波装置１０では、第１の入出力端１６，１８に入力された信号による磁界が、第２の入出力端２４のループ２６に鎖交しているため、入力信号の漏れが少なく、損失が少ない。しかも、この高周波装置１０は、空洞共振器を利用した高周波装置に比べて小型である。
【００１６】なお、ｏｄｄモードの磁界を発生させるために、第１の入出力端１８のループ２２ａ，２２ｂを逆向きに形成したが、これらのループ２２ａ，２２ｂを同じ向きに形成して、たとえば１８０°の移相回路を用いることによってｏｄｄモードの磁界を発生させてもよい。
【００１７】また、上述の実施例では、周波数の異なる入力信号を合成して出力していたが、合成された入力信号から異なる周波数の信号に分離して出力することもできる。この場合、第２の入出力端２４に入力信号を入力し、第１の入出力端１６，１８から出力信号を取り出せばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】図１に示す高周波装置の断面図である。
【図３】図１に示す高周波装置のループを示す図解図である。
【図４】図１に示す高周波装置の磁界分布を示す図解図である。
【符号の説明】
１０ 高周波装置
１２ 外部導体
１４ａ 内部導体
１４ｂ 内部導体
１６ 第１の入出力端
１８ 第１の入出力端
２０ａ ループ
２０ｂ ループ
２２ａ ループ
２２ｂ ループ
２４ 第２の入出力端
２６ ループ
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は高周波装置に関し、特にたとえば、近接する複数の周波数の入力信号を合成して出力し、また近接する周波数が合成された入力信号を分離して出力することができる高周波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高周波装置としては、たとえば、２つの周波数の信号を通過させるフィルタを並列に接続し、これらのフィルタを通過した信号を合成出力として取り出す高周波装置があった。また、空洞共振器を利用した高周波装置があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィルタを用いた高周波装置では、一方のフィルタを通過した信号が、出力端側と他のフィルタ側の両方に進むため、約３ｄＢの損失がある。また、空洞共振器を利用した高周波装置は大型であり、小型化の要請に応えることができない。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、小型で、かつ損失の少ない高周波装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、近接する複数の周波数の入力信号を合成して出力し、または近接する複数の周波数が合成された入力信号を分離して出力する高周波装置であって、外部導体と、外部導体の内部に形成される複数の内部導体とからなり、ＴＥＭモードで共振する共振器、共振器による共振モードと結合する複数の第１の入出力端、および共振器による共振モードと結合する第２の入出力端を含み、それぞれの複数の第１の入出力端は外部導体内の共振器による共振モードの磁界と鎖交する複数のループを有するとともに、第２の入出力端は外部導体内の共振器による共振モードの磁界と鎖交するループを有し、複数の第１の入出力端は、ループが全て同方向に形成された第１の入出力端と、ループが逆方向に形成された第１の入出力端を含んで構成される、高周波装置である。また、この発明は、近接する複数の周波数の入力信号を合成して出力し、または近接する複数の周波数が合成された入力信号を分離して出力する高周波装置であって、外部導体と、外部導体の内部に形成される複数の内部導体とからなり、ＴＥＭモードで共振する共振器、共振器による共振モードと結合する複数の第１の入出力端、および共振器による共振モードと結合する第２の入出力端を含み、それぞれの複数の第１の入出力端は外部導体内の共振器による共振モードの磁界と鎖交する複数のループを有するとともに、第２の入出力端は外部導体内の共振器による共振モードの磁界と鎖交するループを有し、第１の入出力端の一部に移相回路を接続した、高周波装置である。
【０００６】
【作用】複数の第１の入出力端と第２の入出力端とが、共振器の共振モードと結合し、信号の授受が行われる。このとき、高周波装置には、全てのループが同方向に形成された第１の入出力端と、複数のループが逆方向に形成された第１の入出力端とが形成される。これらの第１の入出力端のループと共振器による共振モードの磁界とが鎖交することにより、第１の入出力端と共振器の共振モードとが結合する。
【０００７】
【発明の効果】この発明によれば、信号の授受が行われるときに、信号が不要な部分に伝達されないため、損失が少ない。しかも、この高周波装置は、空洞共振器を用いた高周波装置に比べて、小型化することができる。
【０００８】この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す図解図である。高周波装置１０は、矩形の箱状の外部導体１２を含む。外部導体１２の内部には、２つの円柱状の内部導体１４ａ，１４ｂが形成される。これらの内部導体１４ａ，１４ｂは、図２に示すように、その一端が外部導体１２の内壁に接続されるように形成される。これらの外部導体１２と内部導体１４ａ，１４ｂとで、共振器が形成される。この共振器は、ＴＥＭモードで共振する周波数を有する。
【００１０】外部導体１２には、２つの第１の入出力端１６，１８が取り付けられる。第１の入出力端１６は２つに分割され、内部導体１４ａ，１４ｂに対応する位置に接続される。この場合、外部導体１２の内壁側に２つのループ２０ａ，２０ｂが形成される。これらのループ２０ａ，２０ｂは、図３に示すように、第１の入出力端１６の内導体１６ａをループ状に形成して外部導体１２の内壁に接続し、第１の入出力端１６の外導体１６ｂを外部導体１２に接続することによって形成される。これらのループ２０ａ，２０ｂが含まれる平面は、それぞれ内部導体１４ａ，１４ｂの縦断面と一致するように配置される。そして、ループ２０ａ，２０ｂは、それぞれ同じ方向に内導体１６ａを曲げることによって形成される。なお、第１の入出力端１６の分割部分からループ２０ａ，２０ｂまでの電気長は、等しくなるように形成される。
【００１１】さらに、もう１つの第１の入出力端１８についても、同様に、２つのループ２２ａ，２２ｂが形成される。これらのループ２２ａ，２２ｂは、ループ２０ａ，２０ｂと同様にして形成されるが、内導体１８ａを曲げる方向は逆になるように形成される。この第１の入出力端１８についても、その分割部分からループ２２ａ，２２ｂまでの電気長は、同一となるように形成される。
【００１２】また、外部導体１２には、第２の入出力端２４が取り付けられる。この第２の入出力端２４は、第１の入出力端１６，１８の形成された面と異なる面に形成される。第２の入出力端２４は１つのループ２６を有し、このループ２６を含む平面は、内部導体１４ａ，１４ｂの縦断面と一致するように配置される。したがって、第１の入出力端１６，１８と第２の入出力端２４とは、共振器と直交モードで結合する。
【００１３】この高周波装置１０は、たとえば電力合成装置として使用される。この場合、第１の入出力端１６，１８が入力端として使用され、第２の入出力端２４が出力端として使用される。したがって、第１の入出力端１６，１８に、異なる周波数を有する信号が入力される。一方の第１の入出力端１６のループ２０ａ，２０ｂは、それぞれ同じ方向に内導体１６ａを曲げて形成されているため、図４に示すように、発生する磁界の向きが等しくなり、ｅｖｅｎモードとなる。また、他方の第１の入出力端１８のループ２２ａ，２２ｂは、それぞれ逆方向に内導体１８ａを曲げて形成されているため、発生する磁界の向きが逆になり、ｏｄｄモードとなる。
【００１４】これらのｅｖｅｎモードの磁界とｏｄｄモードの磁界とは、両方とも第２の入出力端２４のループ２６に鎖交する。したがって、第２の入出力端２４からは、一方の第１の入出力端１６に入力された信号と他方の第１の入出力端１８に入力された信号とが、合成されて出力される。
【００１５】この高周波装置１０では、第１の入出力端１６，１８に入力された信号による磁界が、第２の入出力端２４のループ２６に鎖交しているため、入力信号の漏れが少なく、損失が少ない。しかも、この高周波装置１０は、空洞共振器を利用した高周波装置に比べて小型である。
【００１６】なお、ｏｄｄモードの磁界を発生させるために、第１の入出力端１８のループ２２ａ，２２ｂを逆向きに形成したが、これらのループ２２ａ，２２ｂを同じ向きに形成して、たとえば１８０°の移相回路を用いることによってｏｄｄモードの磁界を発生させてもよい。
【００１７】また、上述の実施例では、周波数の異なる入力信号を合成して出力していたが、合成された入力信号から異なる周波数の信号に分離して出力することもできる。この場合、第２の入出力端２４に入力信号を入力し、第１の入出力端１６，１８から出力信号を取り出せばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】図１に示す高周波装置の断面図である。
【図３】図１に示す高周波装置のループを示す図解図である。
【図４】図１に示す高周波装置の磁界分布を示す図解図である。
【符号の説明】
１０ 高周波装置
１２ 外部導体
１４ａ 内部導体
１４ｂ 内部導体
１６ 第１の入出力端
１８ 第１の入出力端
２０ａ ループ
２０ｂ ループ
２２ａ ループ
２２ｂ ループ
２４ 第２の入出力端
２６ ループ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 近接する複数の周波数の入力信号を合成して出力し、または近接する複数の周波数が合成された入力信号を分離して出力する高周波装置であって、外部導体と、前記外部導体の内部に形成される複数の内部導体とからなり、ＴＥＭモードで共振する共振器、前記共振器による共振モードと結合する複数の第１の入出力端、および前記共振器による共振モードと結合する第２の入出力端を含み、それぞれの前記複数の第１の入出力端は前記外部導体内の前記共振器による共振モードの磁界と鎖交する複数のループを有するとともに、前記第２の入出力端は前記外部導体内の前記共振器による共振モードの磁界と鎖交するループを有し、前記複数の第１の入出力端は、前記ループが全て同方向に形成された第１の入出力端と、前記ループが逆方向に形成された第１の入出力端を含んで構成される、高周波装置。
【請求項２】 近接する複数の周波数の入力信号を合成して出力し、または近接する複数の周波数が合成された入力信号を分離して出力する高周波装置であって、外部導体と、前記外部導体の内部に形成される複数の内部導体とからなり、ＴＥＭモードで共振する共振器、前記共振器による共振モードと結合する複数の第１の入出力端、および前記共振器による共振モードと結合する第２の入出力端を含み、それぞれの前記複数の第１の入出力端は前記外部導体内の前記共振器による共振モードの磁界と鎖交する複数のループを有するとともに、前記第２の入出力端は前記外部導体内の前記共振器による共振モードの磁界と鎖交するループを有し、前記第１の入出力端の一部に移相回路を接続した、高周波装置。
【請求項１】 近接する複数の周波数の入力信号を合成して出力し、または近接する複数の周波数が合成された入力信号を分離して出力する高周波装置であって、外部導体と、前記外部導体の内部に形成される複数の内部導体とからなり、ＴＥＭモードで共振する共振器、前記共振器による共振モードと結合する複数の第１の入出力端、および前記共振器による共振モードと結合する第２の入出力端を含み、それぞれの前記複数の第１の入出力端は前記外部導体内の前記共振器による共振モードの磁界と鎖交する複数のループを有するとともに、前記第２の入出力端は前記外部導体内の前記共振器による共振モードの磁界と鎖交するループを有し、前記複数の第１の入出力端は、前記ループが全て同方向に形成された第１の入出力端と、前記ループが逆方向に形成された第１の入出力端を含んで構成される、高周波装置。
【請求項２】 近接する複数の周波数の入力信号を合成して出力し、または近接する複数の周波数が合成された入力信号を分離して出力する高周波装置であって、外部導体と、前記外部導体の内部に形成される複数の内部導体とからなり、ＴＥＭモードで共振する共振器、前記共振器による共振モードと結合する複数の第１の入出力端、および前記共振器による共振モードと結合する第２の入出力端を含み、それぞれの前記複数の第１の入出力端は前記外部導体内の前記共振器による共振モードの磁界と鎖交する複数のループを有するとともに、前記第２の入出力端は前記外部導体内の前記共振器による共振モードの磁界と鎖交するループを有し、前記第１の入出力端の一部に移相回路を接続した、高周波装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【特許番号】特許第３１６８６５３号（Ｐ３１６８６５３）
【登録日】平成１３年３月１６日（２００１．３．１６）
【発行日】平成１３年５月２１日（２００１．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−３５３８１２
【出願日】平成３年１２月１７日（１９９１．１２．１７）
【公開番号】特開平５−１６７３１２
【公開日】平成５年７月２日（１９９３．７．２）
【審査請求日】平成１０年１２月９日（１９９８．１２．９）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【参考文献】
【文献】特開 昭４９−７９７５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実公 昭４７−１０５１８（ＪＰ，Ｙ１）
【登録日】平成１３年３月１６日（２００１．３．１６）
【発行日】平成１３年５月２１日（２００１．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成３年１２月１７日（１９９１．１２．１７）
【公開番号】特開平５−１６７３１２
【公開日】平成５年７月２日（１９９３．７．２）
【審査請求日】平成１０年１２月９日（１９９８．１２．９）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【参考文献】
【文献】特開 昭４９−７９７５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実公 昭４７−１０５１８（ＪＰ，Ｙ１）
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