特許 7478130 導波管接続構造、その決定方法、その製造方法、及びそれを用いた導波管スイッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-23

(45)【発行日】2024-05-02

(54)【発明の名称】導波管接続構造、その決定方法、その製造方法、及びそれを用いた導波管スイッチ

(51)【国際特許分類】

   H01P 1/04 20060101AFI20240424BHJP

   H01P 1/12 20060101ALI20240424BHJP

   H01P 11/00 20060101ALI20240424BHJP

【ＦＩ】

H01P1/04

H01P1/12

H01P11/00 101

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021202418

(22)【出願日】2021-12-14

(65)【公開番号】P2023087885

(43)【公開日】2023-06-26

【審査請求日】2023-01-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000000572

【氏名又は名称】アンリツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003694

【氏名又は名称】弁理士法人有我国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】武元 佑紗

(72)【発明者】

【氏名】待鳥 誠範

【審査官】佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－３３６２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１６０１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｐ １／０４

Ｈ０１Ｐ １／１２

Ｈ０１Ｐ ５／００－ ５／２２

Ｈ０１Ｐ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの導波路（１１，２１）がそれぞれ形成された２つの導波管（１０，２０）の端面（１０ｂ，２０ａ）が、所定の隙間を開けて平行に対向する導波管接続構造（１）であって、
前記２つの導波管の少なくとも一方の前記端面において、前記少なくとも１つの導波路の長方形の開口の周囲を囲む帯状領域（Ｒ）内に、漏出防止対象周波数に対応する管内波長の１／４に相当する深さのチョーク溝（２５）が設けられ、
前記帯状領域は、前記長方形の中心を中心とするとともに、長軸方向が前記長方形の長辺に平行な内周楕円及び外周楕円を境界とする領域であり、
前記内周楕円の短半径は、前記管内波長の１／４に相当し、
前記外周楕円の短半径は、前記内周楕円の短半径よりも前記管内波長の１／４に相当する長さだけ長く、
前記チョーク溝は、
前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の長辺側に位置する２つの溝部（２５ａ，２５ｂ）と、
前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の短辺側に位置する２つの溝部（２５ｃ，２５ｄ）と、を含み、
４つの前記溝部は、前記帯状領域内において、前記長方形の対角線方向に沿った４つの非溝部（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ）で互いに分離されていることを特徴とする導波管接続構造。

【請求項2】

少なくとも１つの導波路（１１，２１）がそれぞれ形成された２つの導波管（１０，２０）の端面（１０ｂ，２０ａ）が、所定の隙間を開けて平行に対向する導波管接続構造（１）であって、
前記２つの導波管の少なくとも一方の前記端面において、前記少なくとも１つの導波路の長方形の開口の周囲を囲む帯状領域（Ｒ）内に、漏出防止対象周波数に対応する管内波長の１／４に相当する深さのチョーク溝（２５）が設けられ、
前記帯状領域は、前記長方形の中心を中心とするとともに、長軸方向が前記長方形の長辺に平行な内周楕円及び外周楕円を境界とする領域であり、
前記内周楕円の短半径は、前記管内波長の１／４に相当し、
前記外周楕円の短半径は、前記内周楕円の短半径よりも前記管内波長の１／４に相当する長さだけ長く、
前記チョーク溝は、
前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の長辺側に位置する２つの溝部（２５ａ，２５ｂ）と、
前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の短辺側に位置する２つの溝部（２５ｃ，２５ｄ）と、を含み、
４つの前記溝部は、前記帯状領域内において、前記長方形の対角線方向に沿った４つの非溝部（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ）で互いに分離されていることを特徴とする導波管接続構造の決定方法であって、
前記導波路と同一の形状の導波路をそれぞれ有し、チョーク溝が形成されていない２つの解析用導波管の端面が、前記所定の隙間を開けて平行に対向する解析用導波管接続構造を解析モデルとして、前記チョーク溝が形成されていない２つの解析用導波管の一方から他方に前記漏出防止対象周波数の電磁波が伝搬する際に、前記所定の隙間から漏出する電磁波の等位相面の形状を電磁界解析で取得する電磁界解析ステップ（Ｓ１）と、
前記電磁界解析ステップで取得された等位相面のうち、前記長方形の中心から前記長方形の長辺に垂直な方向に前記管内波長の１／４に相当する距離だけ離れた等位相面の短半径及び長半径を取得する楕円形状取得ステップ（Ｓ２）と、
前記楕円形状取得ステップにより取得された前記等位相面の短半径及び長半径を前記内周楕円の短半径及び長半径として決定する内周楕円形状決定ステップ（Ｓ３）と、
前記内周楕円形状決定ステップにより決定された前記内周楕円の短半径及び長半径にそれぞれ前記管内波長の１／４に相当する距離を加えた値を前記外周楕円の短半径及び長半径として決定する外周楕円形状決定ステップ（Ｓ４）と、を含む導波管接続構造の決定方法。

【請求項3】

少なくとも１つの導波路（１１，２１）がそれぞれ形成された２つの導波管（１０，２０）の端面（１０ｂ，２０ａ）が、所定の隙間を開けて平行に対向する導波管接続構造（１）であって、
前記２つの導波管の少なくとも一方の前記端面において、前記少なくとも１つの導波路の長方形の開口の周囲を囲む帯状領域（Ｒ）内に、漏出防止対象周波数に対応する管内波長の１／４に相当する深さのチョーク溝（２５）が設けられ、
前記帯状領域は、前記長方形の中心を中心とするとともに、長軸方向が前記長方形の長辺に平行な内周楕円及び外周楕円を境界とする領域であり、
前記内周楕円の短半径は、前記管内波長の１／４に相当し、
前記外周楕円の短半径は、前記内周楕円の短半径よりも前記管内波長の１／４に相当する長さだけ長く、
前記チョーク溝は、
前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の長辺側に位置する２つの溝部（２５ａ，２５ｂ）と、
前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の短辺側に位置する２つの溝部（２５ｃ，２５ｄ）と、を含み、
４つの前記溝部は、前記帯状領域内において、前記長方形の対角線方向に沿った４つの非溝部（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ）で互いに分離されていることを特徴とする導波管接続構造の製造方法であって、
前記導波路と同一の形状の導波路をそれぞれ有し、チョーク溝が形成されていない２つの解析用導波管の端面が、前記所定の隙間を開けて平行に対向する解析用導波管接続構造を解析モデルとして、前記チョーク溝が形成されていない２つの解析用導波管の一方から他方に前記漏出防止対象周波数の電磁波が伝搬する際に、前記所定の隙間から漏出する電磁波の等位相面の形状を電磁界解析で取得する電磁界解析ステップ（Ｓ１）と、
前記電磁界解析ステップで取得された等位相面のうち、前記長方形の中心から前記長方形の長辺に垂直な方向に前記管内波長の１／４に相当する距離だけ離れた等位相面の短半径及び長半径を取得する楕円形状取得ステップ（Ｓ２）と、
前記楕円形状取得ステップにより取得された前記等位相面の短半径及び長半径を前記内周楕円の短半径及び長半径として決定する内周楕円形状決定ステップ（Ｓ３）と、
前記内周楕円形状決定ステップにより決定された前記内周楕円の短半径及び長半径にそれぞれ前記管内波長の１／４に相当する距離を加えた値を前記外周楕円の短半径及び長半径として決定する外周楕円形状決定ステップ（Ｓ４）と、
前記内周楕円形状決定ステップ及び前記外周楕円形状決定ステップにより決定された前記内周楕円及び前記外周楕円の短半径及び長半径によって規定される前記帯状領域内に前記チョーク溝を形成するチョーク溝形成ステップ（Ｓ５）と、
前記２つの導波管の前記端面が前記所定の隙間を開けて平行に対向するように、前記２つの導波管を配置する導波管配置ステップ（Ｓ６）と、を含む導波管接続構造の製造方法。

【請求項4】

ベース部（３１）と、
前記ベース部に固定され、金属壁で囲まれた少なくとも１つの導波路（４１，４２，４３）が第１の端面（４０ａ）から第２の端面（４０ｂ）まで貫通して形成された第１の固定導波管ブロック（４０）と、
前記ベース部に固定され、前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面に平行な第３の端面（５０ａ）を有し、金属壁で囲まれた少なくとも１つの導波路（５１）が前記第３の端面から第４の端面（５０ｂ）まで貫通して形成された第２の固定導波管ブロック（５０）と、
前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面に所定の隙間を開けて平行に対向する第５の端面（６０ａ）と、第２の固定導波管ブロックの前記第３の端面に所定の隙間を開けて平行に対向する第６の端面（６０ｂ）とを有し、金属壁で囲まれた複数の導波路（６１，６２，６３）が、前記第５の端面から前記第６の端面まで貫通して形成され、前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面及び第２の固定導波管ブロックの前記第３の端面に対して平行にスライド移動可能な状態で前記ベース部に支持された可動導波管ブロック（６０）と、
前記ベース部に設けられ、前記可動導波管ブロックをスライド移動させる駆動装置（７０）と、を有し、
前記可動導波管ブロックは、前記第１の固定導波管ブロック及び前記第２の固定導波管ブロックに対してスライド移動し、異なる複数の位置で、前記可動導波管ブロックの前記複数の導波路のいずれかが、前記第１の固定導波管ブロックの少なくとも１つの導波路のいずれかと前記第２の固定導波管ブロックの少なくとも１つの導波路のいずれかとの間を選択的に接続し、
前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面側における前記少なくとも１つの導波路の開口、前記第２の固定導波管ブロックの前記第３の端面側における前記少なくとも１つの導波路の開口、前記可動導波管ブロックの前記第５の端面側及び第６の端面側における前記複数の導波路の開口のうちの、少なくとも１つの長方形の開口の周囲を囲む帯状領域（Ｒ）内に、漏出防止対象周波数に対応する管内波長の１／４に相当する深さのチョーク溝（２５）が設けられ、
前記帯状領域は、前記長方形の中心を中心とするとともに、長軸方向が前記長方形の長辺に平行な内周楕円及び外周楕円を境界とする領域であり、
前記内周楕円の短半径は、前記管内波長の１／４に相当し、
前記外周楕円の短半径は、前記内周楕円の短半径よりも前記管内波長の１／４に相当する長さだけ長く、
前記チョーク溝は、
前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の長辺側に位置する２つの溝部（２５ａ，２５ｂ）と、
前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の短辺側に位置する２つの溝部（２５ｃ，２５ｄ）と、を含み、
４つの前記溝部は、前記帯状領域内において、前記長方形の対角線方向に沿った４つの非溝部（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ）で互いに分離されていることを特徴とする導波管スイッチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、導波管接続構造、その決定方法、その製造方法、及びそれを用いた導波管スイッチに関する。

【背景技術】

【0002】

今後更なる増大が予想されるモバイルトラフィックに対応するため、数十Ｇｂｐｓ級の伝送速度を実現することが可能なミリ波・テラヘルツ波帯を無線通信に利用することが強く求められており、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．３ｄでは、２５２～３２５ＧＨｚの使用が検討されている。

【0003】

例えば、ＷＲ－３帯域（２２０～３２５ＧＨｚ）の電磁波を伝搬させる伝搬経路としては、内寸が０．８６４ｍｍ×０．４３２ｍｍの方形導波管が用いられる。このような方形導波管同士を結合するためのチョークフランジとしては、導波管開口からの電磁波の漏れを防ぐために、長方形のチョーク溝が形成された構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

図１３は、フランジ面において導波路９１の開口の周囲に長方形のチョーク溝９２－１～９２－３が形成されたＷＲ－３帯域用の導波管９０を、フランジ面が平坦な導波管８０に所定の隙間ｇを設けて結合する従来の導波管接続構造を示している。

【0005】

図１４は、図１３に示した３重のチョーク溝９２－１～９２－３の拡大図である。各チョーク溝９２－１～９２－３は、所定幅と所定深さを有する矩形枠状に連続した溝であり、導波路９１の開口の中心位置に対して互いに同心に設けられている。各チョーク溝９２－１～９２－３の深さと、導波路９１の開口の端から最も近いチョーク溝９２－１の内側までの距離は、管内波長をλｇとすると、それぞれλｇ／４に設定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第６１８５４５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

図１５（ａ）は、チョーク溝が形成されていない２つの方形の導波管８０'，９０'を、所定の隙間ｇを開けて平行に対向させた従来の導波管接続構造を示す斜視図である。導波管８０'には導波路８１'が形成され、導波管９０'には導波路９１'が形成されている。導波管８０'，９０'は、ＷＲ－３帯域を透過帯域とするＷＲ－３導波管に相当する。

【0008】

図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の構造において、使用周波数を２８０ＧＨｚとし、隙間ｇを３００μｍとした場合の電界の面内分布のシミュレーション結果を示している。なお、図１５（ｂ）では、シミュレーション結果の画像に、導波路９１'の位置を示す長方形と、電磁波の等位相面（波面）の位置を示す楕円及び円を重ね合わせている。

【0009】

図１５（ｂ）のシミュレーション結果によれば、導波路９１'から放射されて隙間ｇの空隙へ漏れ出る電磁波の等位相面は、導波路９１'の中心から１波長以上離れるとほぼ円形（例えば、図中のｗｆ１）となるが、導波路９１'の中心付近では楕円に近い形状（例えば、図中のｗｆ２）となる。また、隙間ｇの空隙へ漏れ出る電磁波の電界は、扇状に広がっており、導波路９１'の長方形の開口の長辺に垂直な方向が最も強いことが分かる。

【0010】

しかしながら、図１３及び図１４に示したような従来のチョークフランジは、チョーク溝９２－１～９２－３の形状が、扇状に広がる電界に対応したものではなかったため、ＷＲ－３帯域において、不要な共振モードの存在により、電磁波の漏出を実用上の許容範囲内に抑えることができないという問題があった。このチョークフランジにおける不要な共振モードは、直線的なチョーク溝９２－１～９２－３により反射された電磁波が、チョーク溝９２－１～９２－３への入射波と打ち消し合うことなく、導波路９１'とチョーク溝９２－１～９２－３の間で互いに干渉することで生じるものと考えられる。

【0011】

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、対向する２つの導波管の接続箇所からの電磁波の漏出を効果的に抑えることができる導波管接続構造、その決定方法、その製造方法、及びそれを用いた導波管スイッチを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するために、本発明に係る導波管接続構造は、少なくとも１つの導波路がそれぞれ形成された２つの導波管の端面が、所定の隙間を開けて平行に対向する導波管接続構造であって、前記２つの導波管の少なくとも一方の前記端面において、前記少なくとも１つの導波路の長方形の開口の周囲を囲む帯状領域内に、漏出防止対象周波数に対応する管内波長の１／４に相当する深さのチョーク溝が設けられ、前記帯状領域は、前記長方形の中心を中心とするとともに、長軸方向が前記長方形の長辺に平行な内周楕円及び外周楕円を境界とする領域であり、前記内周楕円の短半径は、前記管内波長の１／４に相当し、前記外周楕円の短半径は、前記内周楕円の短半径よりも前記管内波長の１／４に相当する長さだけ長く、前記チョーク溝は、前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の長辺側に位置する２つの溝部と、前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の短辺側に位置する２つの溝部と、を含み、４つの前記溝部は、前記帯状領域内において、前記長方形の対角線方向に沿った４つの非溝部で互いに分離されている構成である。

【0013】

つまり、本発明に係る導波管接続構造は、２つの導波管の間の所定の隙間に漏れる電磁波の電界の強い領域をカバーする形状のチョーク溝が、２つの導波管の少なくとも一方の端面に形成された構造である。この構成により、本発明に係る導波管接続構造は、対向する２つの導波管の接続箇所からの電磁波の漏出を効果的に抑えることができる。

【0015】

この構成により、本発明に係る導波管接続構造は、管内波長の１／１０波長程度までの所定の隙間に対して、例えばＷＲ－３導波管の動作周波数範囲全体（比帯域約４０％）にわたり、電磁波の漏出を－２５ｄＢ未満に抑えることができる。

【0016】

また、本発明に係る導波管接続構造の決定方法は、少なくとも１つの導波路がそれぞれ形成された２つの導波管の端面が、所定の隙間を開けて平行に対向する導波管接続構造であって、前記２つの導波管の少なくとも一方の前記端面において、前記少なくとも１つの導波路の長方形の開口の周囲を囲む帯状領域内に、漏出防止対象周波数に対応する管内波長の１／４に相当する深さのチョーク溝が設けられ、前記帯状領域は、前記長方形の中心を中心とするとともに、長軸方向が前記長方形の長辺に平行な内周楕円及び外周楕円を境界とする領域であり、前記内周楕円の短半径は、前記管内波長の１／４に相当し、前記外周楕円の短半径は、前記内周楕円の短半径よりも前記管内波長の１／４に相当する長さだけ長く、前記チョーク溝は、前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の長辺側に位置する２つの溝部と、前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の短辺側に位置する２つの溝部と、を含み、４つの前記溝部は、前記帯状領域内において、前記長方形の対角線方向に沿った４つの非溝部で互いに分離されていることを特徴とする導波管接続構造の決定方法であって、前記導波路と同一の形状の導波路をそれぞれ有し、チョーク溝が形成されていない２つの解析用導波管の端面が、前記所定の隙間を開けて平行に対向する解析用導波管接続構造を解析モデルとして、前記チョーク溝が形成されていない２つの解析用導波管の一方から他方に前記漏出防止対象周波数の電磁波が伝搬する際に、前記所定の隙間から漏出する電磁波の等位相面の形状を電磁界解析で取得する電磁界解析ステップと、前記電磁界解析ステップで取得された等位相面のうち、前記長方形の中心から前記長方形の長辺に垂直な方向に前記管内波長の１／４に相当する距離だけ離れた等位相面の短半径及び長半径を取得する楕円形状取得ステップと、前記楕円形状取得ステップにより取得された前記等位相面の短半径及び長半径を前記内周楕円の短半径及び長半径として決定する内周楕円形状決定ステップと、前記内周楕円形状決定ステップにより決定された前記内周楕円の短半径及び長半径にそれぞれ前記管内波長の１／４に相当する距離を加えた値を前記外周楕円の短半径及び長半径として決定する外周楕円形状決定ステップと、を含む構成である。

【0017】

この構成により、本発明に係る導波管接続構造の決定方法は、２つの解析用導波管の一方から他方に伝搬する漏出防止対象周波数の電磁波の等位相面の形状を電磁界解析で取得することにより、２つの導波管の少なくとも一方の端面における帯状領域Ｒの範囲を決定することができる。

【0018】

また、本発明に係る導波管接続構造の製造方法は、少なくとも１つの導波路がそれぞれ形成された２つの導波管の端面が、所定の隙間を開けて平行に対向する導波管接続構造であって、前記２つの導波管の少なくとも一方の前記端面において、前記少なくとも１つの導波路の長方形の開口の周囲を囲む帯状領域内に、漏出防止対象周波数に対応する管内波長の１／４に相当する深さのチョーク溝が設けられ、前記帯状領域は、前記長方形の中心を中心とするとともに、長軸方向が前記長方形の長辺に平行な内周楕円及び外周楕円を境界とする領域であり、前記内周楕円の短半径は、前記管内波長の１／４に相当し、前記外周楕円の短半径は、前記内周楕円の短半径よりも前記管内波長の１／４に相当する長さだけ長く、前記チョーク溝は、前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の長辺側に位置する２つの溝部と、前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の短辺側に位置する２つの溝部と、を含み、４つの前記溝部は、前記帯状領域内において、前記長方形の対角線方向に沿った４つの非溝部で互いに分離されていることを特徴とする導波管接続構造の製造方法であって、前記導波路と同一の形状の導波路をそれぞれ有し、チョーク溝が形成されていない２つの解析用導波管の端面が、前記所定の隙間を開けて平行に対向する解析用導波管接続構造を解析モデルとして、前記チョーク溝が形成されていない２つの解析用導波管の一方から他方に前記漏出防止対象周波数の電磁波が伝搬する際に、前記所定の隙間から漏出する電磁波の等位相面の形状を電磁界解析で取得する電磁界解析ステップと、前記電磁界解析ステップで取得された等位相面のうち、前記長方形の中心から前記長方形の長辺に垂直な方向に前記管内波長の１／４に相当する距離だけ離れた等位相面の短半径及び長半径を取得する楕円形状取得ステップと、前記楕円形状取得ステップにより取得された前記等位相面の短半径及び長半径を前記内周楕円の短半径及び長半径として決定する内周楕円形状決定ステップと、前記内周楕円形状決定ステップにより決定された前記内周楕円の短半径及び長半径にそれぞれ前記管内波長の１／４に相当する距離を加えた値を前記外周楕円の短半径及び長半径として決定する外周楕円形状決定ステップと、前記内周楕円形状決定ステップ及び前記外周楕円形状決定ステップにより決定された前記内周楕円及び前記外周楕円の短半径及び長半径によって規定される前記帯状領域内に前記チョーク溝を形成するチョーク溝形成ステップと、前記２つの導波管の前記端面が前記所定の隙間を開けて平行に対向するように、前記２つの導波管を配置する導波管配置ステップと、を含む構成である。

【0019】

つまり、本発明に係る導波管接続構造の製造方法は、上記の決定方法により決定された２つの導波管の少なくとも一方の端面の帯状領域内にチョーク溝を形成し、２つの導波管の端面が所定の隙間を開けて平行に対向するように、２つの導波管を配置するようになっている。この構成により、本発明に係る導波管接続構造の製造方法は、対向する２つの導波管の接続箇所からの電磁波の漏出を効果的に抑えた導波管接続構造を製造することができる。

【0020】

また、本発明に係る導波管スイッチは、ベース部と、前記ベース部に固定され、金属壁で囲まれた少なくとも１つの導波路が第１の端面から第２の端面まで貫通して形成された第１の固定導波管ブロックと、前記ベース部に固定され、前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面に平行な第３の端面を有し、金属壁で囲まれた少なくとも１つの導波路が前記第３の端面から第４の端面まで貫通して形成された第２の固定導波管ブロックと、前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面に所定の隙間を開けて平行に対向する第５の端面と、第２の固定導波管ブロックの前記第３の端面に所定の隙間を開けて平行に対向する第６の端面とを有し、金属壁で囲まれた複数の導波路が、前記第５の端面から前記第６の端面まで貫通して形成され、前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面及び第２の固定導波管ブロックの前記第３の端面に対して平行にスライド移動可能な状態で前記ベース部に支持された可動導波管ブロックと、前記ベース部に設けられ、前記可動導波管ブロックをスライド移動させる駆動装置と、を有し、前記可動導波管ブロックは、前記第１の固定導波管ブロック及び前記第２の固定導波管ブロックに対してスライド移動し、異なる複数の位置で、前記可動導波管ブロックの前記複数の導波路のいずれかが、前記第１の固定導波管ブロックの少なくとも１つの導波路のいずれかと前記第２の固定導波管ブロックの少なくとも１つの導波路のいずれかとの間を選択的に接続し、前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面側における前記少なくとも１つの導波路の開口、前記第２の固定導波管ブロックの前記第３の端面側における前記少なくとも１つの導波路の開口、前記可動導波管ブロックの前記第５の端面側及び第６の端面側における前記複数の導波路の開口のうちの、少なくとも１つの長方形の開口の周囲を囲む帯状領域内に、漏出防止対象周波数に対応する管内波長の１／４に相当する深さのチョーク溝が設けられ、前記帯状領域は、前記長方形の中心を中心とするとともに、長軸方向が前記長方形の長辺に平行な内周楕円及び外周楕円を境界とする領域であり、前記内周楕円の短半径は、前記管内波長の１／４に相当し、前記外周楕円の短半径は、前記内周楕円の短半径よりも前記管内波長の１／４に相当する長さだけ長く、前記チョーク溝は、前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の長辺側に位置する２つの溝部と、前記帯状領域内において、前記内周楕円及び前記外周楕円に接するとともに、前記長方形の短辺側に位置する２つの溝部と、を含み、４つの前記溝部は、前記帯状領域内において、前記長方形の対角線方向に沿った４つの非溝部で互いに分離されている構成である。

【0021】

この構成により、本発明に係る導波管スイッチは、上記の導波管接続構造を可動導波管ブロックに用いることで、スイッチの反射損失及び挿入損失を広帯域にわたって改善し、第１の固定導波管ブロックと可動導波管ブロックの間の隙間と、第２の固定導波管ブロックと可動導波管ブロックの間の隙間における意図しない電磁波の漏出を抑えることができる。

【0022】

また、本発明に係る導波管スイッチは、上記の導波管接続構造を可動導波管ブロックに用いることで、第１の固定導波管ブロックと可動導波管ブロックの間の隙間と、第２の固定導波管ブロックと可動導波管ブロックの間の隙間を従来よりも広く取れるため、機械加工精度が緩和され、経年変化への耐性も高くなる。

【発明の効果】

【0023】

本発明は、対向する２つの導波管の接続箇所からの電磁波の漏出を効果的に抑えることができる導波管接続構造、その決定方法、その製造方法、及びそれを用いた導波管スイッチを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態に係る導波管接続構造を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る導波管接続構造における帯状領域を説明するための図である。

【図3】帯状領域に形成されるチョーク溝の溝部の配置例を示す図であって、（ａ）はチョーク溝が２つの溝部を含む例を示し、（ｂ）はチョーク溝が４つの溝部を含む例を示し、（ｃ）はチョーク溝が帯状領域全体に形成される例を示している。

【図4】図３（ｂ）のチョーク溝の寸法の一例と、導波管接続構造の導波路の開口の中心を含む断面を示す図である。

【図5】（ａ）は導波管接続構造の反射損失及び挿入損失のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）の０ｄＢ付近を拡大したグラフであり、（ｃ）は導波管接続構造の隙間からの電磁波の漏出を示している。

【図6】導波管接続構造の対向する両端面にチョーク溝を設けた構造の反射損失及び挿入損失のシミュレーション結果を示すグラフであって、（ａ）は反射損失を示し、（ｂ）は挿入損失を示している。

【図7】導波管接続構造の決定方法及び製造方法の一例を示すフローチャートである。

【図8】本発明の実施形態に係る導波管接続構造を備える導波管スイッチの分解斜視図である。

【図9】本発明の実施形態に係る導波管接続構造を備える導波管スイッチの側面図である。

【図10】本発明の実施形態に係る導波管接続構造を備える導波管スイッチの平面図である。

【図11】本発明の実施形態に係る導波管スイッチの動作説明図（その１）である。

【図12】本発明の実施形態に係る導波管スイッチの動作説明図（その２）である。

【図13】従来の導波管接続構造を示す斜視図である。

【図14】従来の導波管接続構造におけるチョーク構造を示す拡大正面図である。

【図15】（ａ）は従来の導波管接続構造の他の例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の導波管接続構造の隙間における電界の面内分布のシミュレーション結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明に係る導波管接続構造、その決定方法、その製造方法、及びそれを用いた導波管スイッチの実施形態について、図面を用いて説明する。

【0026】

図１に示すように、本実施形態の導波管接続構造１は、２つの導波管１０，２０の端面１０ｂ，２０ａが、所定の隙間ｇを開けて平行に対向する構造である。導波管１０には導波路１１が形成され、導波管２０には導波路２１が形成されている。例えば、導波管１０と導波管２０は、内寸が０．８６４ｍｍ×０．４３２ｍｍであり、ＷＲ－３帯域（２２０～３２５ＧＨｚ）を透過帯域とするＷＲ－３導波管に相当する。なお、後述する第１の固定導波管ブロック４０や可動導波管ブロック６０のように、導波管１０，２０には複数の導波路が形成されていてもよい。

【0027】

導波管１０の端面１０ｂ又は導波管２０の端面２０ａのいずれか一方又は両方には、導波路２１の長方形の開口の周囲を囲む帯状領域Ｒ内に、端面１０ｂ，２０ａ間の隙間ｇからの電磁波漏出を防止するためのチョーク溝２５が設けられている。以下では、主に、導波管２０の端面２０ａに設けられたチョーク溝２５について説明する。帯状領域Ｒとは、図２において斜線で示すように、長軸方向が導波路２１の長方形の開口の長辺に平行な内周楕円ｅ１及び外周楕円ｅ２を境界とする領域である。内周楕円ｅ１及び外周楕円ｅ２の中心は、導波路２１の長方形の開口の中心に等しい。

【0028】

チョーク溝２５を構成する溝部２５ａ～２５ｄの内壁面は、端面２０ａに対して垂直である。また、溝部２５ａ～２５ｄの深さは、漏出防止対象周波数に対応する管内波長λｇの１／４に相当する。本実施形態においては、漏出防止対象周波数は、ＷＲ－３帯域（２２０～３２５ＧＨｚ）の中心周波数である２７２．５ＧＨｚとする。このとき、管内波長λｇは、約１．４３ｍｍである。ここで、管内波長λｇの１／４に相当する深さとは、管内波長λｇの１／４の±２０％の範囲の深さを指すものとする。なお、漏出防止対象周波数は、上記の値に限定されるものではなく、導波管１０及び導波管２０のサイズに応じたＷＲ－３帯域又はそれ以外の所望の周波数帯域内の任意の周波数であってもよい。

【0029】

内周楕円ｅ１の短半径ｒｓ１は、管内波長λｇの１／４に相当する長さである。また、外周楕円ｅ２の短半径ｒｓ２は、内周楕円ｅ１の短半径ｒｓ１よりも管内波長λｇの１／４に相当する長さだけ長い。ここで、管内波長λｇの１／４に相当する長さとは、管内波長λｇの１／４の±２０％の範囲の長さを指すものとする。

【0030】

図３は、帯状領域Ｒに形成されるチョーク溝２５の配置例を示す図である。幾何光学的には、電磁波の等位相面に沿った曲面鏡を電磁波の伝搬経路上に置けば、曲面鏡で反射された電磁波の反射波は、曲面鏡に入射した電磁波の入射波の進行方向を逆向きにたどる。このため、導波路２１の開口の中心から位相推移がπ／２（１／４波長）となる位置に、導波路２１から空隙に漏れて導波路１１に直接入射しない放射波の等位相面に沿った楕円形状の曲面鏡（チョーク溝２５）を形成すれば、チョーク溝２５での放射波の反射波は、放射波の入射波と逆相になり打ち消し合う。つまり、チョーク溝２５により不要な放射波を抑圧できると推測される。

【0031】

図３（ａ）は、チョーク溝２５が、２つの溝部２５ａ，２５ｂを含む例を示している。２つの溝部２５ａ，２５ｂは、帯状領域Ｒ内において、内周楕円ｅ１及び外周楕円ｅ２に接するとともに、導波路２１の長方形の開口の長辺側に位置する。これら２つの溝部２５ａ，２５ｂは、帯状領域Ｒ内において、導波路２１の長方形の開口の短辺側に位置する２つの非溝部２６ａ，２６ｂで互いに分離されている。つまり、図３（ａ）に示したチョーク溝２５は、図１５（ｂ）のシミュレーション結果で示した、扇状に広がる電界の強い領域をカバーした形状となっている。図３（ａ）に示した構成は、図３（ｂ）及び（ｃ）に示す構成と比較して、チョーク溝２５を掘る面積が少ないため、製造コストや製造工数を抑えることができる。

【0032】

図３（ｂ）は、チョーク溝２５が、４つの溝部２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを含む例を示している。これは、図１に示したチョーク溝２５の構成に等しい。２つの溝部２５ａ，２５ｂは、図３（ａ）に示したものと同様に、帯状領域Ｒ内において、内周楕円ｅ１及び外周楕円ｅ２に接するとともに、導波路２１の長方形の開口の長辺側に位置する。また、２つの溝部２５ｃ，２５ｄは、帯状領域Ｒ内において、内周楕円ｅ１及び外周楕円ｅ２に接するとともに、導波路２１の長方形の開口の短辺側に位置する。これら４つの溝部２５ａ～２５ｄは、帯状領域Ｒ内において、導波路２１の長方形の開口の対角線方向に沿った４つの非溝部２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄで互いに分離されている。

【0033】

図３（ｃ）は、チョーク溝２５が、帯状領域Ｒ全体に形成される例を示している。チョーク溝２５が帯状領域Ｒ全体に形成される構成では、チョーク溝２５が帯状領域Ｒの一部のみに形成される図３（ａ）又は（ｂ）の構成と比較して、より狭い周波数範囲でより良好な周波数特性（反射損失Ｓ_１１や挿入損失Ｓ_２１）を得ることができる。

【0034】

図４の上段は、図３（ｂ）に示したチョーク溝２５の寸法の一例を示している。図４の下段は、導波管接続構造１の導波路１１，２１の開口の中心を含む断面を示している。

【0035】

内周楕円ｅ１の短半径ｒｓ１は０．４ｍｍであり、これはＷＲ－３帯域の管内波長λｇの１／４に相当する距離である。内周楕円ｅ１の長半径は０．６ｍｍである。外周楕円ｅ２の短半径ｒｓ２は、０．７６（＝０．４＋λｇ／４）ｍｍである。外周楕円ｅ２の長半径は０．９６（＝０．６＋λｇ／４）ｍｍである。４つの非溝部２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの延伸方向が内周楕円ｅ１及び外周楕円ｅ２の長軸に対して成す角度は、いずれも２６．５°である。４つの非溝部２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの幅は０．１ｍｍである。４つの溝部２５ａ～２５ｄの深さは、いずれも０．３６（＝λｇ／４）ｍｍである。端面１０ｂ，２０ａ間の隙間ｇは、０．１ｍｍである。

【0036】

図５（ａ）及び（ｂ）は、図４の構造における導波路１１と導波路２１の間の反射損失Ｓ_１１と挿入損失Ｓ_２１のシミュレーション結果を示している。図５（ｂ）は図５（ａ）の０ｄＢ付近を拡大したグラフである。このシミュレーションでは、図４（ｂ）に示すポートＰ１側の導波管１０から、ポートＰ２側の導波管２０に向かって電磁波が入射するとしている。

【0037】

図５（ａ）に示すように、反射損失Ｓ_１１が－１５ｄＢ未満となる周波数範囲は、２００．０～３３６．４ＧＨｚであり、ＷＲ－３帯域（２２０～３２５ＧＨｚ、比帯域約４０％）を含む広い周波数範囲にわたって、反射損失Ｓ_１１が－１５ｄＢ未満に抑えられることが確認できた。また、図５（ｂ）に示すように、挿入損失Ｓ_２１については、ＷＲ－３帯域にわたって、－０．５ｄＢよりも高い（０ｄＢに近い）良好な値を示すことが確認できた。さらには図５（ｃ）に示すように、図４の構造における導波路１１と導波路２１の間からの電磁波の漏出については、ＷＲ－３帯域にわたって、－２５ｄＢ未満に抑えられることが確認できた。

【0038】

なお、ポートＰ１側を導波管２０とし、ポートＰ２側を導波管１０とした場合も、導波路１１と導波路２１の間の反射損失Ｓ_１１と挿入損失Ｓ_２１に変化はなかった。

【0039】

上記のシミュレーションでは、端面１０ｂ，２０ａ間の隙間ｇを０．１ｍｍであるとしたが、ＷＲ－３帯域の中心周波数である２７２．５ＧＨｚでの管内波長λｇ（＝１．４３ｍｍ）の１／１０波長程度に相当する０．１５ｍｍの隙間ｇであっても、ＷＲ－３帯域を含む周波数範囲での反射損失Ｓ_１１を－１５ｄＢ未満に抑えられることを確認している。

【0040】

図６（ａ）及び（ｂ）は、導波管２０の端面２０ａだけでなく導波管１０の端面１０ｂにも同様のチョーク溝を設けた構造における、導波路１１と導波路２１の間の反射損失Ｓ_１１と挿入損失Ｓ_２１のシミュレーション結果を示している。なお、図６（ａ）及び（ｂ）には、比較のために、導波管２０の端面２０ａのみにチョーク溝２５を設けた構造の反射損失Ｓ_１１と挿入損失Ｓ_２１を破線で再掲している。

【0041】

導波管１０の端面１０ｂと導波管２０の端面２０ａの両方にチョーク溝を設けた構成については、導波管２０の端面２０ａのみにチョーク溝を設けた構成よりも、更に広い周波数範囲で、反射損失Ｓ_１１が－１５ｄＢ未満に抑えられるとともに、挿入損失Ｓ_２１が－０．５ｄＢよりも高い良好な値を示すことが確認できた。

【0042】

以下、図７を参照しながら、導波管接続構造の決定方法（以下のステップＳ１～Ｓ４）及び製造方法（以下のステップＳ１～Ｓ６）の一例を説明する。なお、本実施形態の決定方法は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどを含むマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータ等の制御装置で実行される。

【0043】

まず、２つの導波管１０，２０の導波路１１，２１と同一の形状の導波路をそれぞれ有し、チョーク溝が形成されていない２つの解析用導波管の端面が、所定の隙間ｇを開けて平行に対向する解析用導波管接続構造を解析モデルとして、チョーク溝が形成されていない２つの解析用導波管の一方から他方に漏出防止対象周波数の電磁波が伝搬する際に、所定の隙間ｇから漏出する電磁波の等位相面の形状を電磁界解析で取得する（電磁界解析ステップＳ１）。例えば、２つの解析用導波管は、図１５（ａ）に示した導波管８０'，９０'に相当する。以下では、導波管９０'がチョーク溝が形成される前の導波管２０であり、その導波路９１'は導波路２１と同一の形状であるとして説明する。

【0044】

次に、電磁界解析ステップＳ１で取得された等位相面のうち、導波管９０'の導波路９１'の長方形の開口の中心から長方形の長辺に垂直な方向に管内波長λｇの１／４に相当する距離だけ離れた等位相面の短半径及び長半径を取得する（楕円形状取得ステップＳ２）。

【0045】

次に、楕円形状取得ステップＳ２により取得された等位相面の短半径及び長半径を内周楕円ｅ１の短半径及び長半径として決定する（内周楕円形状決定ステップＳ３）。

【0046】

次に、内周楕円形状決定ステップＳ３により決定された内周楕円ｅ１の短半径及び長半径にそれぞれ管内波長λｇの１／４に相当する距離を加えた値を外周楕円ｅ２の短半径及び長半径として決定する（外周楕円形状決定ステップＳ４）。

【0047】

次に、内周楕円形状決定ステップＳ３及び外周楕円形状決定ステップＳ４により決定された内周楕円ｅ１及び外周楕円ｅ２の短半径及び長半径によって規定される導波管９０'の帯状領域Ｒ内にチョーク溝２５を形成して、導波管２０が完成する（チョーク溝形成ステップＳ５）。

【0048】

次に、導波管１０の端面１０ｂと導波管２０の端面２０ａが所定の隙間ｇを開けて平行に対向するように、２つの導波管１０，２０を配置する（導波管配置ステップＳ６）。これにより、導波管接続構造が完成する。

【0049】

以下、本発明の実施形態の導波管接続構造１を備える導波管スイッチ１００の構成について説明する。一般に、導波管スイッチなどの可動部の周りには隙間が必要であるが、機械加工精度の制約から、許容される隙間の大きさには下限がある。また、可動部を支持している機構の摺動部の摩耗などによって隙間が広がることもある。使用周波数が高い（波長が短い）ほど、同じ大きさの隙間でも波長に対して実質的に広くなるため、電磁波の漏出が増加することになる。本実施形態の導波管スイッチ１００は、このような可動部の周りの隙間における電磁波の漏出を抑制するものである。

【0050】

図８は、本発明の実施形態の導波管接続構造１を備える導波管スイッチ１００の分解斜視図、図９は側面図、図１０は平面図である。なお、これらの図には各部の方向が分かりやすいように、Ｘ、Ｙ、Ｚの直交軸を示している。

【0051】

これらの図に示しているように、導波管スイッチ１００は、ベース部３１、第１の固定導波管ブロック４０、第２の固定導波管ブロック５０、可動導波管ブロック６０、及び駆動装置７０を有している。第１の固定導波管ブロック４０、第２の固定導波管ブロック５０、及び可動導波管ブロック６０は、図１等に示したＷＲ－３帯域を透過帯域とする導波管１０又は導波管２０に相当する。

【0052】

ベース部３１は外形が矩形の板状に形成され、その上面３１ａの一端側には第１の固定導波管ブロック４０が固定され、他端側には第２の固定導波管ブロック５０が固定されている。

【0053】

第１の固定導波管ブロック４０は直方体状に形成され、金属壁で囲まれた所定口径の少なくとも１つ（この例では３つ）の導波路４１，４２，４３が、第１の端面４０ａからその反対側の第２の端面４０ｂまで貫通するように形成されている。ここで、導波路４１～４３は、ベース部３１の上面３１ａから同一の高さで、第１の端面４０ａ及び第２の端面４０ｂに直交する向きで、所定間隔をあけて平行に形成されている。

【0054】

これらの導波路４１～４３の口径及び高さは、後述する第２の固定導波管ブロック５０の導波路５１と同一である。導波路４２は、導波路５１の中心を通過する線上に形成されている。また、他の２つの導波路４１，４３は、それらの開口の中心位置を通る延長線が導波路５１の開口の中心位置を通る延長線を対称に挟むように配置される。

【0055】

一方、第２の固定導波管ブロック５０は、第１の固定導波管ブロック４０と外形が同等の直方体状に形成され、第１の固定導波管ブロック４０の第２の端面４０ｂに、第３の端面５０ａを所定距離開けて平行に対向させた状態でベース部３１に固定されており、金属壁で囲まれた少なくとも１つ（この例では１つ）の導波路５１が第３の端面５０ａからその反対側の第４の端面５０ｂまで貫通するように形成されている。この導波路５１の口径及び高さは、第１の固定導波管ブロック４０の導波路４１～４３と同一である。また、導波路５１は、第３の端面５０ａ及び第４の端面５０ｂに直交する向きで、導波路４２の中心を通過する線上に形成されている。

【0056】

ベース部３１の上面３１ａで、第１の固定導波管ブロック４０の第２の端面４０ｂと第２の固定導波管ブロック５０の第３の端面５０ａの間には、第２の端面４０ｂ及び第３の端面５０ａに対して平行にスライド移動可能な状態で可動導波管ブロック６０が支持されている。可動導波管ブロック６０は、第１の固定導波管ブロック４０の第２の端面４０ｂと第２の固定導波管ブロック５０の第３の端面５０ａとの距離より僅か（例えば２００μｍ）に短い長さと、第１及び第２の固定導波管ブロック４０，５０の高さとほぼ同じ高さの直方体状に形成され、金属壁で囲まれた複数（この例では、第１の固定導波管ブロック４０に形成された導波路４１～４３の数に対応した３つ）の導波路６１，６２，６３が、第５の端面６０ａから第６の端面６０ｂまで貫通するように形成されている。ここで、第５の端面６０ａは、第１の固定導波管ブロック４０の第２の端面４０ｂに対して隙間ｇ（例えばｇ＝１００μｍ）を開けて平行に対向し、第６の端面６０ｂは、第２の固定導波管ブロック５０の第３の端面５０ａに対して隙間ｇ（例えばｇ＝１００μｍ）を開けて平行に対向している。

【0057】

可動導波管ブロック６０の導波路６１～６３の口径及び高さは、第１の固定導波管ブロック４０の導波路４１～４３及び第２の固定導波管ブロック５０の導波路５１と同一である。導波路６２は、第５の端面６０ａ及び第６の端面６０ｂに直交する向きで形成されている。また、他の２つの導波路６１，６３は、第５の端面６０ａ及び第６の端面６０ｂに対して斜めに形成されている。金属壁で囲まれたこれら複数の導波路６１～６３は、内部に共振板や誘電体共振器を配置するなどの公知の方法で、ミリ波帯内で異なる通過帯域特性が付与されている。

【0058】

図１０に示した位置（以下、「中立位置」という）において、中央の導波路６２の第５の端面６０ａ側の開口は、第１の固定導波管ブロック４０の導波路４２の第２の端面４０ｂ側の開口と同心に並び、中央の導波路６２の第６の端面６０ｂ側の開口は、第２の固定導波管ブロック５０の導波路５１の第３の端面５０ａ側の開口と同心に並ぶ。したがって、図１０の中立位置では、第１の固定導波管ブロック４０の導波路４２と第２の固定導波管ブロック５０の導波路５１の間が、可動導波管ブロック６０の導波路６２を介して接続される。

【0059】

また、中立位置において、第５の端面６０ａ側の導波路６１～６３の開口位置は、第１の固定導波管ブロック４０の導波路４２の開口位置からそれぞれ外側にＬだけ離間し、第６の端面６０ｂ側の導波路６１～６３の開口位置は、第２の固定導波管ブロック５０の導波路５１の開口位置から両側にそれぞれＬだけ離間するように設けられている。

【0060】

したがって、図１１に示すように、中立位置から可動導波管ブロック６０を幅方向（Ｘ方向）に－Ｌだけスライド移動させた第１の位置では、第１の固定導波管ブロック４０の第２の端面４０ｂ側の導波路４１の開口位置と可動導波管ブロック６０の第５の端面６０ａ側の一方の導波路６１の開口位置とが一致し、第２の固定導波管ブロック５０の第３の端面５０ａ側の導波路５１の開口位置と可動導波管ブロック６０の第６の端面６０ｂ側の導波路６１の開口位置とが一致して、第１の固定導波管ブロック４０の導波路４１と第２の固定導波管ブロック５０の導波路５１の間が、導波路６１を介して接続される。

【0061】

また、図１２に示すように、中立位置から可動導波管ブロック６０を幅方向にＬだけスライド移動させた第２の位置では、第１の固定導波管ブロック４０の第２の端面４０ｂ側の導波路４３の開口位置と可動導波管ブロック６０の第５の端面６０ａ側の導波路６３の開口位置とが一致し、第２の固定導波管ブロック５０の第３の端面５０ａ側の導波路５１の開口位置と可動導波管ブロック６０の第６の端面６０ｂ側の導波路６３の開口位置とが一致して、第１の固定導波管ブロック４０の導波路４３と、第２の固定導波管ブロック５０の導波路５１の間が、導波路６３を介して接続される。

【0062】

このようにして、可動導波管ブロック６０は、第１の固定導波管ブロック４０及び第２の固定導波管ブロック５０に対してスライド移動し、異なる複数の位置（中立位置、第１の位置、及び第２の位置）で、導波路６１～６３のいずれかが、第１の固定導波管ブロック４０の導波路４１～４３のいずれかと、第２の固定導波管ブロック５０の導波路５１とを選択的に接続させる。

【0063】

なお、この例では、第１の固定導波管ブロック４０の導波路４２の中心を通る線の延長線上に第２の固定導波管ブロック５０の導波路５１が位置し、中立位置において可動導波管ブロック６０の３つの導波路６１～６３もその延長線に対して線対称となる構造となっている。一方、第２の固定導波管ブロック５０の導波路５１が、第１の固定導波管ブロック４０の導波路４２の中心を通る線の延長線上にない非対称な構造も可能であり、その場合、可動導波管ブロック６０の３つの導波路６１～６３も非対称な配置となる。

【0064】

可動導波管ブロック６０は、ベース部３１に設けられた駆動装置７０によってスライド移動可能に支持されている。この駆動装置７０の構造は任意であるが、例えば、ベース部３１の下面側から可動導波管ブロック６０を支持する支持部材に対し、ステッピングモータの回転運動を直進運動に変換して伝達する構造になっている。この場合、可動導波管ブロック６０の位置と移動距離をセンサやエンコーダ等で検出して、少なくとも図１０の中立位置、図１１の第１の位置、及び図１２の第２の位置に選択的に移動できるように制御すればよい。

【0065】

第１の固定導波管ブロック４０の第２の端面４０ｂ側における導波路４１～４３の開口、第２の固定導波管ブロック５０の第３の端面５０ａ側における導波路５１の開口、可動導波管ブロック６０の第５の端面６０ａ側及び第６の端面６０ｂ側における複数の導波路６１～６３の開口のうちの、少なくとも１つの開口の周囲を囲む帯状領域Ｒ内には、図３（ａ）～（ｃ）のいずれかに示したようなチョーク溝２５が設けられている。

【0066】

以上説明したように、本実施形態に係る導波管接続構造１は、導波管１０と導波管２０の間の所定の隙間ｇに漏出する電磁波の電界の強い領域をカバーする形状のチョーク溝２５が、端面１０ｂ及び端面２０ａのいずれか一方又は両方に形成された構造である。この構成により、本実施形態に係る導波管接続構造１は、対向する２つの導波管１０，２０の接続箇所からの電磁波の漏出を効果的に抑えることができる。

【0067】

また、本実施形態に係る導波管接続構造１は、チョーク溝２５を構成する４つの溝部２５ａ～２５ｄが、帯状領域Ｒ内において、導波路１１又は導波路２１の長方形の開口の対角線方向に沿った４つの非溝部２７ａ～２７ｄで互いに分離された構造であってもよい。この構成により、本実施形態に係る導波管接続構造１は、管内波長λｇの１／１０波長程度までの所定の隙間ｇに対して、例えばＷＲ－３導波管の動作周波数範囲全体（比帯域約４０％）にわたり、反射損失Ｓ_１１を－１５ｄＢ未満に抑えることができる。

【0068】

また、本実施形態に係る導波管接続構造１の決定方法は、２つの解析用導波管の一方から他方に伝搬する漏出防止対象周波数の電磁波の等位相面の形状を電磁界解析で取得することにより、２つの導波管１０，２０の端面１０ｂ及び端面２０ａのいずれか一方又は両方における帯状領域Ｒの範囲を決定することができる。

【0069】

また、本実施形態に係る導波管接続構造１の製造方法は、上記の決定方法により決定された端面１０ｂ及び端面２０ａのいずれか一方又は両方の帯状領域Ｒ内にチョーク溝２５を形成し、端面１０ｂ，２０ａが所定の隙間ｇを開けて平行に対向するように、２つの導波管１０，２０を配置するようになっている。この構成により、本実施形態に係る導波管接続構造１の製造方法は、対向する２つの導波管１０，２０の接続箇所からの電磁波の漏出を効果的に抑えた導波管接続構造１を製造することができる。

【0070】

また、本実施形態に係る導波管スイッチ１００は、上記の導波管接続構造１を可動部（可動導波管ブロック６０）に用いることで、スイッチの反射損失及び挿入損失を広帯域にわたって改善し、第１の固定導波管ブロック４０と可動導波管ブロック６０の間の隙間と、第２の固定導波管ブロック５０と可動導波管ブロック６０の間の隙間における意図しない電磁波の漏出を抑えることができる。

【0071】

また、本実施形態に係る導波管スイッチ１００は、上記の導波管接続構造１を可動部（可動導波管ブロック６０）に用いることで、第１の固定導波管ブロック４０と可動導波管ブロック６０の間の隙間と、第２の固定導波管ブロック５０と可動導波管ブロック６０の間の隙間を従来よりも広く取れるため、機械加工精度が緩和され、経年変化への耐性も高くなる。

【符号の説明】

【0072】

１ 導波管接続構造
１０，２０ 導波管
１０ｂ，２０ａ 端面
１１，２１ 導波路
２５ チョーク溝
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ 溝部
２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ 非溝部
３１ ベース部
３１ａ 上面
４０ 第１の固定導波管ブロック
４０ａ 第１の端面
４０ｂ 第２の端面
４１，４２，４３ 導波路
５０ 第２の固定導波管ブロック
５０ａ 第３の端面
５０ｂ 第４の端面
５１ 導波路
６０ 可動導波管ブロック
６０ａ 第５の端面
６０ｂ 第６の端面
６１，６２，６３ 導波路
７０ 駆動装置
１００ 導波管スイッチ
Ｒ 帯状領域
λｇ 管内波長

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】