JP2011029684A - 円筒型外導体カプラ - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタの種類の変更が容易で、小型、軽量化を図った円筒型外導体カプラを提供する。
【解決手段】高周波線路と、前記高周波線路の周囲に配置される円筒型外導体と、前記円筒型外導体の両端に配置されるコネクタとを有する円筒型外導体カプラであって、前記コネクタは、中心導体に切り込みを有し、前記コネクタの中心導体の切り込みで、前記高周波線路を挟み込むことで、前記コネクタの中心導体と前記高周波線路とは電気的に接続され、前記円筒型外導体の内部で、前記高周波線路を挟むように設けられる第１の半円形導体と第２の半円形導体を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、円筒型外導体カプラに係り、特に、コネクタの種類の変更が容易で、小型、軽量化を図った３ｄＢハイブリッドカプラに関する。

図１１は、従来の３ｄＢハイブリッドカプラの概略構成を示す斜視図である。図１１に示すように、従来の３ｄＢハイブリッドカプラは、カプラ回路を構成する回路素子を、直方体形状の筐体５０２内に収納した後、開口面を蓋で覆い、筐体５０２と蓋とをネジ止めしている。
また、４個のコネクタ（Ｎ型コネクタ）（１０２〜４０２）は、筐体５０２のそれぞれの側面にネジ止めされる。なお、図示はしていないが、各コネクタ（１０２〜４０２）のの中心導体は、内部の回路素子に半田付けされている。

前述した従来の３ｄＢハイブリッドカプラでは、カプラ回路を構成する回路素子や、コネクタの種類を変更する場合には、筐体５０２を分解、または、筐体５０２とコネクタ（１０２〜４０２）との接続部を分解、あるいは、コネクタ（１０２〜４０２）の中心導体と回路素子との半田付けを外す必要があり、困難であった。
また、従来の３ｄＢハイブリッドカプラの直方体形状の筐体５０２は、中の回路素子に対して無駄なスペースが多いという問題点もあった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、コネクタの種類の変更が容易で、小型、軽量化を図った円筒型外導体カプラを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）高周波線路と、前記高周波線路の周囲に配置される円筒型外導体と、前記円筒型外導体の両端に配置されるコネクタとを有する円筒型外導体カプラであって、前記コネクタは、中心導体に切り込みを有し、前記コネクタの中心導体の切り込みで、前記高周波線路を挟み込むことで、前記コネクタの中心導体と前記高周波線路とは電気的に接続され、前記円筒型外導体の内部で、前記高周波線路を挟むように設けられる第１の半円形導体と第２の半円形導体を有することを特徴とする。
（２）（１）において、前記円筒型外導体は、第１の円筒型外導体と第２の円筒型外導体とに分割されており、前記第１の円筒型外導体と前記第２の円筒型外導体とは両端面の雌ネジ、雄ネジ加工部により固定され、前記円筒型外導体の両端に、それぞれ直方体形状のコネクタ部が配置され、前記コネクタは、前記直方体形状のコネクタ部の所定の面にネジ止めされていることを特徴とする。
（３）（１）または（２）において、第１の高周波線路と、第２の高周波線路と、前記第１の高周波線路と前記第２の高周波線路との間に配置される第１の絶縁体と、前記第１の高周波線路と前記第１の半円形導体との間に配置される第２の絶縁体と、前記第２の高周波線路と前記第２の半円形導体との間に配置される第３の絶縁体と、前記第１の高周波線路の両端に電気的に接続される第１のコネクタと第４のコネクタと、前記第２の高周波線路の両端に電気的に接続される第２のコネクタと第３のコネクタとを有することを特徴とする。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、コネクタの種類の変更が容易で、小型、軽量化をはかることが可能となる。

本発明の実施例の円筒型外導体カプラの概略構成を示す斜視図である。 図１に示す円筒型外導体カプラの分解斜視図である。 図１に示す円筒型外導体カプラにおける、カプラ回路を構成する回路素子の概略構成を示す斜視図である。 図１に示す円筒型外導体カプラにおける、円筒型の筐体の断面構造を示す断面図である。 図１に示すカプラにおける、高周波線路−コネクタの中心導体との接続状態を示す断面図である。 図１に示すカプラにおける、高周波線路−コネクタの中心導体との接続状態を示す断面図である。 本発明の実施例の円筒型外導体カプラの変形例を示す図である。 本発明の実施例の円筒型外導体カプラの他の変形例を示す図である。 図１に示す円筒型外導体カプラにおける、周波数（ＧＨｚ）とＶＳＷＲとの関係を示すグラフである。 図１に示す円筒型外導体カプラにおける、周波数（ＧＨｚ）と挿入損失（ｄＢ）との関係を示すグラフである。 図１に示す円筒型外導体カプラにおける、周波数（ＧＨｚ）と端子間アイソレーション（ｄＢ）との関係を示すグラフである。 従来のカプラの概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施例の円筒型外導体カプラの変形例の概略構成を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
本発明の実施例の円筒型外導体カプラは、筐体が円筒型の３ｄＢハイブリッドカプラある。
図１は、本発明の実施例の円筒型外導体カプラ（以下、単に、カプラという。）の概略構成を示す斜視図、
図２は、図１に示すカプラの分解斜視図、
図３は、図１に示すカプラにおける、カプラ回路を構成する回路素子の概略構成を示す斜視図である。
図１、図２、図３において、１０１，２０１，３０１，４０１、Ａ１０５はコネクタ（Ｎ型コネクタ）、５０１は筐体、６０１は筐体５０１の両側に設置されるコネクタ接続部、Ａ１０１は円筒型ボデイ部、Ａ１０２−１は第１の半円形導体，Ａ１０２−２は第２の半円形導体、Ａ１０３―１は第２の絶縁体、Ａ１０３―２は第３の絶縁体、Ａ１１０は第１の絶縁体、Ａ１１１は溝、Ｂ１０１−１は第１の高周波線路（ストリップライン）、Ｂ１０１−２は第２の高周波線路（ストリップライン）、Ｂ１０２はコネクタ中心導体である。
図１、図２に示すように、２つの円筒型ボデイ部Ａ１０１が、両端面に形成された雌ネジと、雄ネジ加工部により固定されて、円筒型の筐体５０１を構成している。また、図１２に示すように、２つの円筒型ボデイ部Ａ１０１、コネクタ接続部Ｂ１０６の両端面に接続用フランジＡ１０５を設けて接続する事も可能である。
本実施例のカプラは、直方体形状の筐体に代えて、円筒型の筐体５０１を使用する点と、コネクタ（１０１〜４０１）の各中心導体に切り込みを設け、当該切り込みで、カプラ回路を構成する回路素子の高周波線路Ｂ１０１を挟み込むことで電気的に接続した点である。

本実施例のカプラによれば、円筒型の筐体５０１を使用することにより、筐体自体に無駄なスペーサがなくなるので、小型、軽量化を図ることが可能となる。しかながら、このままでは、カプラの所望の偶モードインピーダンスが得られないため、円筒型の筐体５０１の内部に、第１の半円形導体（Ａ１０２−１）と第２の半円形導体（Ａ１０２−２）の一対の半円形導体を配置している。
図３に示すように、本実施例において、カプラ回路を構成する回路素子は、第１の絶縁体Ａ１１０を挟んで対向して配置される第１と第２の高周波線路（Ｂ１０１−１，Ｂ１０１−２）と、第１の高周波線路（Ｂ１０１−１）と第１の半円形導体（Ａ１０２−１）との間に配置される第２の絶縁体（Ａ１０３−１）と、第２の高周波線路（Ｂ１０１−２）と第２の半円形導体（Ａ１０２−２）との間に配置される第３の絶縁体（Ａ１０３−２）とを有する。
第２の絶縁体（Ａ１０３−１）と第３の絶縁体（Ａ１０３−２）とは、それぞれの高周波線路（Ｂ１０１−１，Ｂ１０１−２）が挿入される溝Ａ１１１が形成される。
ここで、第１の高周波線路（Ｂ１０１−１）の一方の端部は、コネクタ１０１に接続され、他方の端部は、コネクタ３０１に接続される。また、第２の高周波線路（Ｂ１０１−２）の一方の端部は、コネクタ４０１に接続され、他方の端部は、コネクタ２０１に接続される。さらに、高周波線路（Ｂ１０１−１）と高周波線路（Ｂ１０１−２）の対向している部分の電気長は、１／４波長とされる。

図４は、図１に示すカプラにおける、円筒型の筐体５０１の断面構造を示す断面図である。図４において、Ａ１０５はコネクタ（Ｎ型コネクタ）、Ａ１０４は、高周波線路である。ここで、高周波線路Ａ１０４は、第１の絶縁体Ａ１１０を挟んで対向して配置される一対の高周波線路（Ｂ１０１−１，Ｂ１０１−２）を表している。
図５−１、図５−２は、図１に示すカプラにおける、高周波線路−コネクタの中心導体との接続状態を示す断面図であり、図５−１は、円筒型の筐体５０１の延長方向と直交する方向で切断した断面図、図５−２は、円筒型の筐体５０１の延長方向と同じ方向で切断した断面図を示す。
図５−１、図５−２において、Ｂ１０３はコネクタ外導体、Ｂ１０４はコネクタ内の絶縁体、Ｂ１０６はコネクタ接続部、Ｂ１１０は切り込みである。
図５−１に示すように、本実施例では、各コネクタのコネクタ中心導体Ｂ１０２に、切り込みＢ１１０が設けられる。そして、図５−２に示すように、本実施例では、コネクタ中心導体Ｂ１０２に形成された切り込みＢ１１０により、第１の高周波線路（Ｂ１０１−１）と第２の高周波線路（Ｂ１０１−２）を挟み込むことで、コネクタの中心導体Ｂ１０２と、一対の高周波線路（Ｂ１０１−１，Ｂ１０１−２）とは電気的に接続される。

このように、本実施例では、コネクタの中心導体Ｂ１０２と、第１の高周波線路（Ｂ１０１−１，Ｂ１０１−２）との接続が着脱式となっているので、例えば、Ｎ型コネクタから、ＤＩＮ型コネクタ、あるいは、２０Ｄ形コネクタへの変更が容易である。
図６は、本実施例のカプラの変形例を示す図であり、図１に示すカプラにおいて、Ｎ型コネクタをＤＩＮ型コネクタに変更した状態を示す図である。図６において、１０３，２０３，３０３，４０３はＤＩＮ型コネクタである。
また、図７は、本実施例のカプラの他の変形例を示す図であり、図１に示すカプラにおいて、Ｎ型コネクタを２０Ｄ型コネクタに変更した状態を示す図である。図７において、１０４，２０４，３０４，４０４は２０Ｄ型コネクタである。

図８は、図１に示すカプラにおける、周波数（ＧＨｚ）とＶＳＷＲとの関係を示すグラフである。
図８において、Ａは、コネクタ（２０１，３０１，４０１）に無反射抵抗を接続した状態において、コネクタ１０１に信号を入力した時のＶＳＷＲを、Ｂは、コネクタ（１０１，３０１，４０１）に無反射抵抗を接続した状態において、コネクタ２０１に信号を入力した時のＶＳＷＲを、Ｃは、コネクタ（１０１，２０１，４０１）に無反射抵抗を接続した状態において、コネクタ３０１に信号を入力した時のＶＳＷＲを、Ｄは、コネクタ（１０１，２０１，３０１）に無反射抵抗を接続した状態において、コネクタ４０１に信号を入力した時のＶＳＷＲを示す。
図８に示すグラフから、図１に示すカプラでは、ＶＳＷＲが１．２以下となっていることが分かる。

図９は、図１に示すカプラにおける、周波数（ＧＨｚ）と挿入損失（ｄＢ）との関係を示すグラフである。
図９において、Ａは、コネクタ１０１からコネクタ３０１へ伝搬する信号の挿入損失を、Ｂは、コネクタ１０１からコネクタ４０１へ伝搬する信号の挿入損失を、Ｃは、コネクタ２０１からコネクタ３０１へ伝搬する信号の挿入損失を、コネクタ２０１からコネクタ４０１へ伝搬する信号の挿入損失を表している。
図９のグラフから分かるように、図１に示すカプラでは、１．５ＧＨｚ以上、２．１ＧＨｚ以下の周波数範囲で、挿入損失が、−２．８ｄＢ以下、−３．４ｄＢ以上となっていることが分かる。

図１０は、図１に示すカプラにおける、周波数（ＧＨｚ）と端子間アイソレーション（ｄＢ）との関係を示すグラフである。
図１０において、Ａは、コネクタ１０１とコネクタ２０１との間の端子間アイソレーション（ｄＢ）を、Ｂは、コネクタ３０１とコネクタ４０１との間の端子間アイソレーション（ｄＢ）を表している。
図１０のグラフから分かるように、図１に示すカプラでは、１．５ＧＨｚ以上、２．１ＧＨｚ以下の周波数範囲で、端子間アイソレーション（ｄＢ）が、−２５ｄＢ以下となっていることが分かる。

以上説明したように、本実施例のカプラによれば、円筒型の筐体５０１を使用することにより、筐体自体に無駄なスペースがなくなるので、同素材で構成した場合、本実施例のカプラは、従来のカプラよりも、重量を１／２とすることができる。
また、従来のカプラでは、防水機構を持たせるために、筐体５０１と蓋との間に専用のパッキンを挿入しているが、周波数変更のたびに、この専用のパッキンを製作する必要があり、コストを低減するのが困難であった。
これに対して、本実施例のカプラでは、防水機構を持たせるために、一対の円筒型ボデイ部Ａ１０１の間にパッキンを挿入しているが、周波数変更があったとしても、円筒型の筐体５０１の直径に変更がないので、パッキンを共通化することができ、周波数変更があったとしても、専用のパッキンを製作する必要がないので、コストを低減することが可能となる。
なお、前述の説明では、ブロードサイドカップル型のカプラを例に挙げて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明は、サイドカップル型、オフセットカップル型の全てに適用可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

１０１，２０１，３０１，４０１，１０２，２０２，３０２，４０２，Ａ１０５ Ｎ型コネクタ
１０３，２０３，３０３，４０３ ＤＩＮ型コネクタ
１０４，２０４，３０４，４０４ ２０Ｄ型コネクタ
５０１，５０２ 筐体
６０１，Ｂ１０６ コネクタ接続部
Ａ１０１ 円筒型ボデイ部
Ａ１０２−１ 第１の半円形導体
Ａ１０２−２ 第２の半円形導体
Ａ１０３−１ 第２の絶縁体
Ａ１０３−２ 第３の絶縁体
Ａ１０４ 高周波線路（ストリップライン）
Ａ１０５ 接続用フランジ
Ａ１１０ 第１の絶縁体
Ａ１１１ 溝
Ｂ１０１−１ 第１の高周波線路（ストリップライン）
Ｂ１０１−２ 第２の高周波線路（ストリップライン）
Ｂ１０２ コネクタ中心導体
Ｂ１０３ コネクタ外導体
Ｂ１０４ コネクタ内の絶縁体
Ｂ１１０ 切り込み

Claims (3)

1. 高周波線路と、
   前記高周波線路の周囲に配置される円筒型外導体と、
   前記円筒型外導体の両端に配置されるコネクタとを有する円筒型外導体カプラであって、
   前記コネクタは、中心導体に切り込みを有し、
   前記コネクタの中心導体の切り込みで、前記高周波線路を挟み込むことで、前記コネクタの中心導体と前記高周波線路とは電気的に接続され、
   前記円筒型外導体の内部で、前記高周波線路を挟むように設けられる第１の半円形導体と第２の半円形導体を有することを特徴とする円筒型外導体カプラ。
2. 前記円筒型外導体は、第１の円筒型外導体と第２の円筒型外導体とに分割されており、前記第１の円筒型外導体と前記第２の円筒型外導体とは両端面の雌ネジ、雄ネジ加工部により固定され、
   前記円筒型外導体の両端に、それぞれ直方体形状のコネクタ部が配置され、
   前記コネクタは、前記直方体形状のコネクタ部の所定の面にネジ止めされていることを特徴とする請求項１に記載の円筒型外導体カプラ。
3. 第１の高周波線路と、
   第２の高周波線路と、
   前記第１の高周波線路と前記第２の高周波線路との間に配置される第１の絶縁体と、
   前記第１の高周波線路と前記第１の半円形導体との間に配置される第２の絶縁体と、
   前記第２の高周波線路と前記第２の半円形導体との間に配置される第３の絶縁体と、
   前記第１の高周波線路の両端に電気的に接続される第１のコネクタと第４のコネクタと、
   前記第２の高周波線路の両端に電気的に接続される第２のコネクタと第３のコネクタとを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の円筒型外導体カプラ。

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