JP2009158483A - 同軸コネクタ接続構造および同構造を備えた高周波装置ならびに同軸コネクタ接続構造の組立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハウジング全体へのめっきを必要とせず、屋外での使用時に腐食の発生が少ない同軸コネクタ接続構造および同構造を備えた高周波装置を提供する。
【解決手段】 高周波回路のハウジングに取り付けた同軸コネクタと、ハウジング内に収容したモジュールケース内のモジュールとを接続した同軸コネクタ接続構造であって、モジュールケースの同軸コネクタ側の側壁を所定の厚さに形成すると共に側壁の同軸コネクタの位置に貫通孔を形成することにより、同軸空間形成部をパイプ構造として別体化した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高周波回路のハウジングに取り付けた同軸コネクタとハウジングに収容した高周波回路モジュールケースとを接続した同軸コネクタ接続構造および同構造を備えた高周波装置ならびに同軸コネクタ接続構造の組立て方法に関する。

無線送受信装置、無線送信機、無線受信機、リニアアンプ等の高周波信号（例えば、マイクロ波）を処理する高周波回路の同軸構造部分は、表皮効果による損失を低減させて高い信号特性を確保するために中心導体周囲の内壁にめっき処理しなければならない場合がある。

しかし、めっき処理の製法上、本来めっきが不要な部分であっても空間を構成している部材全体にめっき処理することになり、処理代が高価となっていた。また、部材全体にめっき処理が施されることにより、装置が屋外機器である場合、雨水等の水分がめっき材料と接触される他の金属間の電位差部分に付着し腐蝕を発生させることから、水分が入らないように防水処理を施す必要があった。

上記の問題を解決するため、めっき処理部分を最小限にしつつ、信号特性に優れた構造を実現する必要があった。

特許文献１の高周波信号接続ユニットは、 箱型の金属ケースに設けられた同軸コネクタの外面にテーパを形成したスリーブ構造を開示している。このスリーブは金属ケースの側面を貫通して、ケース内に位置するナットで固定されており、かつ同軸ケーブルの絶縁体と外部導体の間に嵌挿される。この結果、同軸ケーブルの中心導体は、金属ケースの外部では、外部導体と全面で接触したスリーブにより完全に覆われ、金属ケースの内部では、その箱型の金属ケースによって完全に覆われる構造としている。

特許文献２の高周波回路筐体間接続構造は、２つの高周波回路筐体間を接続する構造において、２つの筐体の相対向する側壁間の接続位置に、厚肉円筒導体よりなる接続具が挿入され、ナットで固定されている。この接続具端面が当接するそれぞれの筐体側壁には、接続具内部空間の内径に等しいかまたはこれより幾分大きめの直径の穴が明けられていて、接続具内部空間には、特性インピーダンスがＺ₀となる直径の中心導体を有する絶縁被覆線が嵌合貫通しているものである。

特許文献３は、金属ケースに設けた取付孔に電子部品類を挿入して半田付け固定してなる電子部品類の固定構造を開示している。金属ケースは、表面にメッキ処理を施した金属板で形成され、電子部品類は、その挿入部が筒状の取付孔に挿入されて接触片により弾性的に保持され、半田により金属ケースに固着されている。

特許文献４には、高周波送受信装置が開示され、ベースプレートの下面と上面側に送受信回路基板と、アンテナ基板とをそれぞれ備え、送受信回路とアンテナとはベースプレートを貫通する同軸線路により接続されている。

ベースプレートによりアンテナと送受信回路とを分割することにより、送受信回路の面積がアンテナの面積に比べ十分小さな場合に、全体の組立時の作業性を良くすることが出来る。

特許文献５には、マイクロ波回路用電子部品の実装構造が開示されている。
電子部品の外部接続用ピンを内導体とし、金属シャーシおよびスルーホールの導体めっき部を外導体とした同軸線路を形成している。これにより、電子部品はこの同軸線路を介して外部接続用部材接続される構造としている。

特許文献６には、貫通コンデンサが開示されている。外筒電極と貫通電極に、合成樹脂の表面に導電性の金属膜を設けたものを用いるものである。
外筒電極内に充填した複合誘電体と弾性率及び線膨張率がほぼ等しくなり、冷熱サイクル時の熱応力によっても複合誘電体と両電極間に隙間の発生がなく、静電容量の低下が生じないと共に複合誘電体のクラック発生も防止できるとしている。

実案第２５６１０３８号公報 実開昭５９−０４１９８０号公報 実公平０６−０４８９２０号公報 特開２０００−０５９１４０号公報 特開平０２−１３５９０１号公報 特開平０４−０６９９１３号公報

しかしながら、上述した関連技術は、いずれもコネクタと導体とが直接接続されるため、ハウジング全体へのめっきが必要となり、また、屋外で使用した場合、雨水等の水分が付着しやすく、しかも水分が付着した場合には腐食が発生しやすくなる恐れがある。

そこで、本発明の目的は、ハウジング全体へのめっきを必要とせず、屋外での使用時に腐食の発生が少ない同軸コネクタ接続構造を提供することにある。

本発明の構造は、高周波回路のハウジングに取り付けた同軸コネクタと、ハウジング内に収容したモジュールケース内のモジュールとを接続した同軸コネクタ接続構造であって、モジュールケースの同軸コネクタ側の側壁を所定の厚さに形成すると共に側壁の同軸コネクタの位置に貫通孔を形成することにより、同軸空間形成部をパイプ構造として別体化したことを特徴とする。

本発明によれば、モジュールケースの同軸コネクタ側の側壁を所定の厚さに形成すると共に側壁の同軸コネクタの位置に貫通孔を形成することにより、同軸空間形成部をパイプ構造として別体化したので、ハウジング全体へのめっきを必要とせず、屋外での使用時に腐食の発生が少ない同軸コネクタ接続構造および同構造を備えた高周波装置の提供を実現することができる。

〔特徴〕
本発明は、高周波信号（例えば、マイクロ波信号）を処理する無線送受信装置等の高周波回路装置の同軸構造部分において、信号特性を確保するため、めっき処理を施さなければならないハウジング部に対し、めっき必要部分であり、同軸構造の空間を形成する部分（同軸空間形成部と称す）のみをパイプ構造として別体化することにより、ハウジング全体へのめっき処理を不要とすることを可能としている。

図１は、本発明に係る同軸コネクタ接続構造の一実施の形態を示す構造断面図である。図２は、図１に示した同軸コネクタ接続構造の拡散分解断面図である。

同軸コネクタ接続構造は、無線送受信機、無線送信機、無線受信機、中継器、リニアアンプ等の高周波回路装置のハウジング１１に取り付けた装置インターフェースである同軸コネクタ１２と、ハウジング１１内に収容したモジュールケース１０内の図示しない高周波回路モジュールのアンテナもしくは同軸ケーブルとを接続した同軸コネクタ接続構造であって、モジュールケース１０の同軸コネクタ１２側の側壁１０ａを所定の厚さ（水分が浸入しない程度の厚さ、例えば、４０ｍｍ）に形成すると共に側壁１０ａの同軸コネクタ１２の位置に貫通孔１４を形成することにより、同軸空間形成部１４ａをパイプ構造としてハウジングおよびモジュールケースから別体化したものである。この場合、図１に示すように、モジュールケース１０の同軸コネクタ１２側の側壁１０ａの厚みはハウジング１１の側壁の厚みより大きくなる。

ハウジング１１の材質は、例えば、銅、アルミニウム、鉄の他、樹脂が挙げられる。

モジュールケース１０の材質は、例えば銅、アルミニウムが挙げられる。

同軸コネクタ１２は例えば、Ｎ型コネクタのレセプタが挙げられる。同軸コネクタ１２のハウジング１１と接触する側には、図示のとおりフランジ１２ｂを有している。 このフランジ１２ｂを固定ネジ１２ｃを使ってハウジング１１へネジ止めしている。

同軸空間形成部１４ｂは、一端がモジュールケース１０の側壁１０ａの内壁１０ｂから外壁１０ｃにわたって形成された貫通孔１４と、ハウジング１１に形成された貫通孔１１ａを通して貫通孔１４に連結されるフランジ付きのパイプ１３とで構成したものである。

貫通孔１４の内周にはネジ溝（例えば雌ねじであるが、雄ねじでもよい。）１４ａが形成され、パイプ１３の外周には雌ねじ１４ａと螺合する他のネジ溝（この場合は雄ねじであるが、雌ねじでもよい。）１３ａが形成され、かつハウジング１１のコネクタ側にはフランジ１３ｂを収容する凹部１１ｂ（図２参照）が形成されている。これにより同軸コネクタ１２のフランジ１２ｂと接触するハウジング１１の表面が平滑になる。パイプ１３には図２に示すように、ドライバーの先端で締めるための溝１３ｃが形成されている。パイプ１３の材質は、例えば銅、アルミニウムが挙げられる。

モジュールケース１０、貫通孔１４、及びパイプ１３の内側及び外側にはそれぞれ銀めっき（金めっきでもよい）を施した。表皮効果による損失を最小限に抑えるためである。

パイプ１３内において同軸コネクタ１２のモジュールケース１０側のピン１２ａには信号用中心導体１５の一端（図では左端）が接続され、他端には信号用中心導体１５の長さの１／８〜１／１０の長さのアンテナ１６が接続され、モジュールケース内の図示しないモジュール（電子回路）のアンテナもしくは図示しない同軸ケーブルとで接続するようになっている。

尚、信号用中心導体１５の外径と貫通孔１４の内径とは同軸コネクタ１２に接続される同軸ケーブルのインピーダンス（例えば、５０Ωもしくは７５Ω）に対応できるような値に設定されている。反射損失を最小限にするためである。

図２は、図１に示した同軸コネクタ接続構造の拡散分解断面図である。図３は、図２に示した部品のうちハウジング１１内にモジュールケース１０を収容した状態を示す断面図である。図４は、図３に示した部品のうち貫通孔１４にパイプ１３を接続した状態を示す断面図である。図５は、図４に示した部品のうち同軸コネクタ１２をハウジング１１に固定した状態を示す断面図である。図６は、図５に示した部品のうち信号用中心導体１５を同軸コネクタ１２に接続した状態を示す断面図である。

同軸コネクタ接続構造を有する高周波回路の組立について説明する。

図３に示すように、ハウジング１１内にモジュールケース１０を収容し、ハウジング１１の開口部１１ａとモジュールケース１０の貫通孔１４の開口部とが向かい合うように位置合わせをする。

図４に示すようにハウジング１１の外側からパイプ１３をハウジング１１の開口部１１ａに挿入し雄ねじ１３ａと雌ねじ１４ａとが螺合するように図示しないドライバーで締める。このときハウジング１１の凹部１１ｂにパイプ１３のフランジ１３ｂが収容され、ハウジング１１の表面が平滑な面になる。

図５に示すようにハウジング１１の開口部１１ａに挿入されたパイプ１３の開口部にピン１２ａが挿入されるように、同軸コネクタ１２をハウジング１１にネジ１２cで固定する。

図６に示すように信号用中心導体１５の一端（先端部）の孔１５ａが同軸コネクタ１２のピン１２ａに嵌め込み（もしくは半田付けする）、信号用中心導体１５の他端にアンテナ１６を接続（半田付）することで、図１に示した同軸コネクタ構造が形成される。

図７は、高周波回路のハウジング、モジュール、及び同軸コネクタの位置関係を示す外観斜視図である。

同図に示すようにモジュールケース１０を収容したハウジング１１に複数の同軸コネクタ１２が取り付けられている。同軸コネクタの数は図では７個であるが限定されるものではない。

このように信号用中心導体１５の周囲は信号特性を確保するため、内面が銀めっき処理されたパイプ１３および貫通孔１４で形成された空間１４ｂがあり、ハウジング１１と別体化されている。パイプ１３と無線送受信回路用のモジュールケース１０とは信号特性的に同電位とする必要があるため、それぞれに雄雌構造のタップを設け機械的な接続を行って連続的な銀メッキ部分を形成し、同電位を確保している。

図７に示すように、ハウジング１１は外側に同軸コネクタ１２を取り付け、内側に無線送受信回路用のモジュールケース１０を取り付けている。

尚、図１〜図７に示しためっき部別体化同軸構造において、実施状態での機械的な動作は無い。

〔効果の説明〕
以上において、本実施形態においては以下に記載するような効果を奏する。

めっき必要部分である同軸空間形成部のみをパイプ構造として別体化することでハウジング全体へのめっき処理を不要とし、処理費用を安価とすることを実現出来る。装置が屋外機器である場合、雨水等の水分がハウジング部のめっき材料と同軸コネクタ間の電位差部分に付着し腐蝕を発生させるが、別体化することにより水分の付着しない場所での中心導体間の接続を可能とする構造が実現出来る。なお、本発明の一実施形態によれば、ハウジング全体へのめっき処理を全く不要とする効果を奏するが、一部にめっき処理を施した場合が本発明の適用範囲外となることを妨げるものではない。

すなわち、このようなことにより、モジュールケース内に設けられ同軸コネクタに接続される同軸空間形成部をパイプ構造で別体化したことにより、ハウジング全体へのめっきを必要とせず、屋外での使用時に腐食の発生が少ない同軸コネクタ接続構造の提供を実現することができる。

なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

（１）本実施形態においては、同軸空間形成部を円筒（パイプ）型形状で説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく角形状であっても良い。

（２） 本実施形態においては、信号用中心導体は断面形状が丸形状としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、角形状であっても良い。また、丸棒形状に複数の径違いの丸突起がある形状であっても良い。

（３）本実施形態においては、めっき部別体化同軸構造箇所はハウジングの一側壁であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の側壁へもめっき部別体化同軸構造箇所を追加しても良い。

（４）本実施形態においては、空間形成用材料を金属での実施の場合で説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の信号特性に優れた材料（例えば、導電性樹脂）を用いても良い。

（５）本実施形態においては、パイプと無線送受信回路用モジュールケースとは雄雌タップによる接続での実施の場合で説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく図８に示すように、圧入構造であっても良い。
図８においては、パイプ１３０の外形寸法が図１のパイプ１３よりやや大きく形成されており、ハウジング１１０の貫通孔の内径とモジュールケース１００の貫通孔に圧入固定されるように形成されている。パイプ１３０およびモジュールケースの貫通孔にはネジが形成されていない。また、圧入の代わりに別途、ネジ止めとしてもよい。

本発明は、製造産業上の通信分野において、通信機器である無線送受信装置等の高周波回路装置の実装構造部分として利用することができる。

本発明に係る同軸コネクタ接続構造の一実施の形態を示す構造断面図である。 図１に示した同軸コネクタ接続構造の拡散分解断面図である。 図２に示した部品のうちハウジング１１内にモジュールケース１０を収容した状態を示す断面図である。 図３に示した部品のうち貫通孔にパイプを接続した状態を示す断面図である。 図４に示した部品のうち同軸コネクタ１２をハウジング１１に固定した状態を示す断面図である。 図５に示した部品のうち信号用中心導体１５を同軸コネクタ１２に接続した状態を示す断面図である。 高周波回路のハウジング、モジュール、及び同軸コネクタの位置関係を示す外観斜視図である。 本発明に係る同軸コネクタ接続構造の他の実施の形態を示す構造断面図である。

符号の説明

１０ モジュールケース
１０ａ 側壁
１０ｂ 内壁
１０ｃ 外壁
１１ ハウジング
１１ａ 開口部
１１ｂ 凹部
１２ 同軸コネクタ
１２ａ ピン
１２ｂ フランジ
１２ｃ 固定ネジ
１３ パイプ
１３ａ 雄ねじ
１３ｂ フランジ
１３ｃ 溝
１４ 貫通孔
１４ａ 雌ねじ
１４ｂ 空間
１５ 信号用中心導体
１５ａ 孔
１ アンテナ

Claims (11)

1. 高周波回路のハウジングに取り付けた同軸コネクタと、前記ハウジング内に収容したモジュールケース内のモジュールとを接続した同軸コネクタ接続構造であって、前記モジュールケースの前記同軸コネクタ側の側壁を所定の厚さに形成すると共に前記側壁の前記同軸コネクタの位置に貫通孔を形成することにより、同軸空間形成部をパイプ構造として別体化したことを特徴とする同軸コネクタ接続構造。
2. 前記同軸コネクタと前記貫通孔との間に、前記ハウジングと前記モジュールケースとを接続するためのパイプを設けたことを特徴とする請求項１記載の同軸コネクタ接続構造。
3. 前記パイプの前記同軸コネクタ側にはフランジが形成され、前記ハウジングの前記同軸コネクタ側には前記フランジを収容する凹部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の同軸コネクタ接続構造。
4. 前記貫通孔の内周にはねじ溝が形成され、前記パイプの外周には前記ねじ溝と螺合する他のねじ溝が形成されていることを特徴とする請求項２または３記載の同軸コネクタ接続構造。
5. 前記パイプ、前記ハウジング、及び前記モジュールケースとは圧入により固定されることを特徴とする請求項２又は３記載の同軸コネクタ接続構造。
6. 前記パイプ、前記ハウジング、及び前記モジュールケースとはネジ止めにより固定されることを特徴とする請求項２又は３記載の同軸コネクタ接続構造。
7. 前記モジュールケース、及び前記パイプの内側及び外側にはそれぞれ金めっきまたは銀めっきを施したことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項記載の同軸コネクタ接続構造。
8. 前記同軸コネクタの前記モジュール側のピンに前記貫通孔内の中心を通るように信号用中心導体の一端を接続し、前記信号用中心導体の他端にアンテナもしくは同軸ケーブルを接続したことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項記載の同軸コネクタ接続構造。
9. 高周波回路モジュールと、同軸空間形成部を形成するように第１の貫通孔を備えた第１の側壁を有して前記高周波回路モジュールを収容するモジュールケースと、第２の貫通孔を備えた第２の側壁を有して前記モジュールケースを収容するハウジングと、前記第２の貫通孔の近傍の前記ハウジングの外壁に取り付けた同軸コネクタと、前記同軸コネクタと前記モジュールケースとの間に延在するように前記第２の貫通孔内に設けられたパイプとを有し、前記第１の側壁の厚さが前記第２の側壁の厚さより厚いことを特徴とする同軸コネクタ接続構造。
10. 同軸コネクタを外面に備え、前記同軸コネクタに連通する第１の貫通孔を有する高周波回路と、前記ハウジング内に収容されて、前記第１の貫通孔に連通する第２の貫通孔を有する高周波回路のモジュールケースと、前記第１の貫通孔に勘合して前記同軸コネクタと前記第２の貫通孔とを連結する中空部材（パイプ）と、前記モジュールケース内に収容された高周波回路のモジュールと、前記同軸コネクタの中心導体に接続されて前記パイプおよび前記第２の貫通孔を通して前記モジュールに電気的に接続される信号用中心導体とを有するとともに、前記モジュールケースは前記モジュールケースの側壁厚は前記第１の貫通孔が設けられた前記ハウジングの側壁より厚くなるように構成されていることを特徴とする同軸コネクタを備えた高周波装置。
11. ハウジング内にモジュールケースを収容し、前記ハウジングの開口部と前記モジュールケースの貫通孔の開口部とが向かい合うように位置合わせをする工程と、前記ハウジングの外側からパイプを前記ハウジングの開口部に挿入し互いを固定する工程と、前記ハウジングの開口部に挿入された前記パイプの開口部にピンが挿入されるように、同軸コネクタを前記ハウジングに固定する工程と、信号用中心導体の一端の孔が前記同軸コネクタのピンに接続し、前記信号用中心導体の他端にアンテナを接続する工程とを有することを特徴とする同軸コネクタ構造の組立て方法。

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