JP2012520992A

JP2012520992A - 高周波測定用のテストプロッド

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Publication number: JP2012520992A
Application number: JP2012500104A
Authority: JP
Inventors: ティースシュテファン
Original assignee: ローゼンベルガーホーフフレクベンツテクニークゲーエムベーハーウントツェーオーカーゲー
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2012-09-10
Anticipated expiration: 2030-03-01
Also published as: HK1168903A1; WO2010105736A1; JP5352734B2; CN102422167B; US20120038381A1; CN102422167A; EP2409166B1; TWM387251U; US8854071B2; DE202009003966U1; CA2755915A1; CA2755915C; EP2409166A1; KR20120007003A; KR101634258B1

Abstract

【解決手段】本発明は、平面構造物（３８）と電気的に接触するための接触側端部（１６）と、ケーブル、特に同軸ケーブルに接続するためのケーブル側端部（１２）、特に同軸ケーブル側端部とを有し、接触側端部（１６）とケーブル側端部（１２）との間に、少なくとも２つの導体（１８，２０）、特に３つの導体を有する共平面導体構造物が配設され、共平面導体構造物（１８，２０）に対して、ケーブル側端部（１２）と接触側端部（１６）との間の所定区間にわたって共平面導体構造物（１８，２０）を支持する誘電体（２４）が片側または両側に配設され、共平面導体構造物の導体（１８，２０）が空間内で自由に、支持誘電体（２４）に対して懸架された状態で配設されるように、誘電体（２４）と接触側端部（１６）との間にテストプロッドが設計され、平面構造物（３８）との接触時に平面構造物（３８）に面するテストプロッドの片側（３２）には、誘電体（２４）と接触側端部（１６）との間で、空間内で自由に、支持誘電体（２４）に対して懸架された状態で配設された共平面導体構造物（１８，２０）の領域（２６）へとシールドエレメント（３４）が延出するように、シールドエレメント（３４）が配設および設計される、高周波測定用のテストプロッドに関する。

Description

本発明は、平面構造物と電気的に接触するための接触側端部と、ケーブル、特に同軸ケーブルに接続するためのケーブル側端部、特に同軸ケーブル側端部とを有し、接触側端部とケーブル側端部との間に、少なくとも２つの導体、特に３つの導体を備える共平面導体構造物が配設され、共平面導体構造物に対して、共平面導体構造物を支持する誘電体が、ケーブル側端部と接触側端部との間の所定区間にわたって、片側または両側に配設され、共平面導体構造物の導体が、空間内で自由に、支持誘電体に対して懸架された状態で配設されるように、テストプロッドが誘導体と接触側端部との間に設計された、請求項１のプレアンブルに記載の高周波測定用のテストプロッドに関する。

このようなテストプロッドは、例えば特許文献１から周知である。これは、大量生産においても経済的で高精度な製造が可能であるインピーダンス制御を伴うテストプロッドが得られるため、測定目的で平面構造と接触している間に発生する反射が最少となるという長所を持つ。同発明による構成は、４０〜６０ＧＨｚ以上もの動作周波数を特徴とし、同発明の設計により、共平面導体構造物の全体にわたってインピーダンスは実質的に分散なし、つまり動作周波数と無関係である。誘電体と同軸ケーブル側端部との間における共平面導体構造物の導体の自由な懸架構成は、共平面導体構造のすべての導体と測定される装置における対応する接触点との間に、高い接触品質が保証されることを意味し、テストプロッドが平面構造物の接触点に角度を持って載置されることに関して接触品質が影響を受けない。

独国特許発明第１９９４５１７８ A１号明細書

本発明は、電気的性質に関して、上述タイプのテストプロッドをさらに改良するという問題に基づいている。

本発明によれば、請求項１に明記された特徴を持つ上述のタイプのテストプロッドによって、この問題が解決される。本発明の好都合な実施例は、他の請求項に記載される。

上述タイプのテストプロッドにおいて、本発明では、テストプロッドの片側にシールドエレメントが配設および設計され、シールドエレメントが誘電体と接触側端部との間で、支持誘電体に対して弾性的に、かつ空間内で自由に懸架された共平面導体構造物の領域へと延出するように、平面構造物と接触するシールドエレメントが、平面構造物と対面する。

これは、支持誘電体に対して弾性的に、かつ空間内で自由に懸架される共平面導体構造物が、平面構造物から電気的にシールドされるため、平面導体構造物から共平面導体構造物の自由懸架部分への電気信号の不都合なクロストークが効果的に防止され、同時に、共平面導体構造物と平面構造物との間の近接のため、特にキャリブレーションに関して不都合な電気的影響が回避される、少なくとも著しく軽減されるという長所を有する。

共平面導体構造物のシールドエレメントの厚さがわずかであることと組み合わされた平面構造の特に良好な電気シールドは、シールドエレメントが導電性材料で製造されることで達成される。

好適な実施形態では、シールドエレメントは、支持誘導体に対して弾性的に、且つ空間内で自由に懸架された状態で配設された共平面導体構造物の少なくとも１つの導体に、電気的に接続される。

好適には、シールドエレメントは、テストプロッドの接触側端部に面する端部において、支持誘電体に対して弾性的に、かつ空間内で自由に懸架された状態で配設された共平面導体構造物の少なくとも１つの導体と電気的に接続される。

シールドエレメントと共平面導体構造物の導体との間における電気的接触の特に簡単な確立は、シールドエレメントは、付加的に、支持誘電体に対して弾性的に、かつ空間内で自由に懸架された状態で配設された共平面導体構造物の少なくとも１つの導体と、付加的に、機械的に接続されることで達成される。

好適な実施形態において、シールドエレメントがまたは機械的に接続される共平面導体構造物の導体は、接地導体である。

シールドエレメントによるシールド機能のさらなる改良のため、テストプロッドは、導電性材料で製作されたハウジングを備え、シールドエレメントはハウジングに電気的に接続される。

好適な実施形態では、共平面導体構造物は３つの導体を備え、中央導体は信号導体であり、２つの導体は接地導体である。

シールドのさらなる改良のため、誘電体と接触側端部との間において、付加的シールドエレメントが支持誘電体に対して弾性的に、かつ空間内で自由に懸架される共平面導体構造物のエリアへと延出するように、テストプロッドの側と反対の側に付加的エレメントが配設および設計される。

図面を参照して、本発明を以下でより詳細に説明する。
平面導体構造物に面する側の下から見た、本発明によるテストプロッドの好適な実施形態を示す。図１によるテストプロッドの側面図を示す。図２のエリアＡの拡大詳細図を示す。図３の矢印Ｂの方向でテストプロッドの接触側端部を示す、図１によるテストプロッドの正面図を示す。

図１乃至図４に示された本発明によるテストプロッドの好適な実施形態は、ハウジング１０と、同軸ケーブル（不図示）との接続のための同軸プラグコネクタ１４を備えた同軸ケーブル側端部１２と、平面構造物３８と接触するための接触側端部１６と、同軸ケーブル側端部１２と接触側端部１６との間に配設された中央信号導体１８および２つの接地導体２０を備えた共平面導体構造物からなる。共平面導体構造物の信号導体１８と隣接の接地導体２０との間に、間隙２２が形成される。一定した所定の特性インピーダンスがもたらされるように、この間隙２２は、共平面導体構造物１８，２０の全長にわたって形成される。

同軸ケーブル側端部１２と接触側端部１６との間の中央部分では、共平面導体構造物１８，２０は、例えば石英ブロックの形の誘電体２４（図４）によって保持され、共平面導体構造物１８，２０の片側または両側に誘電体２４が配設されるため、共平面導体構造物１８，２０は各側で誘電体２４に保持される。誘電体２４および共平面導体構造物１８，２０は、サンドイッチのような構造で一緒に載置される。誘電体２４は、共平面導体構造物１８，２０にしっかりと接続され、共平面導体構造物１０に面する側には、誘電体２４の領域内にある共平面導体構造物１８，２０の形状に実質的に対応して金属被覆が施される。このようにして、誘電体２４と共平面導体構造物の導体１８，２０との間の特に丈夫で密着した接続が達成される。誘電体２４との電磁気的な関係により、誘電体２４の領域では間隙２２が広がっているため、同軸ケーブル側端部１２から接触側端部１６までの共平面導体構造物１８，２０の全長にわたって、一定の特性インピーダンスが全体として達成される。誘電体２４が接触側端部１６に面するハウジングの端部４０と同一平面に調整されるように、誘電体２４がハウジング１０に埋設される。

導体１８，２０は、誘電体２４と接触側端部１６との間の領域２６の空間内で自由に配設されるため、導体１８，２０の各々は、誘電体２４への取り付けに関して個別の弾性を有する。テストプロッドの接触側端部１６が、例えば検査を受ける電気回路など平面構造物３８上の対応する接触点に機械的に押圧される場合には、共平面導体構造物の各個別導体１８，２０が自由な弾性を持ち得ることは、各個別導体１８，２０がこれに割り当てられた接触点との最適な電気的接触を有することを意味する。接触点に機械的に押圧される間のテストプロッドの何らかの傾きと、導体１８，２０そのものと平面構造物３８の接触点の表面の両方における公差が、個別導体１８，２０の弾性によって補正される。その結果、導体１８，２０が対応する接触点に機械的に押し付けられるたびに、常に同一の規定の接触が確立されるため、本発明のテストプロッドにより最適な測定結果がもたらされる。

接地‐信号‐接地、つまりｇ‐ｓ‐ｇ（ｇ＝接地；ｓ＝信号）の構成の３つの導体１８，２０を備えるテストプロッドの表示は、例としての意味を持つに過ぎない。当然ながら、２つのみの導体１８，２０または３つ以上の導体１８，２０を備える共平面導体構造物も可能であり、信号導体と接地導体とは以下のように分類される。ｇ‐ｓ‐ｇ‐ｓ‐ｇ‐ｓ‐ｇ．．．、または、ｇ‐ｓ‐ｇ‐ｇ‐ｓ‐ｇ‐ｇ‐ｓ‐ｇ‐ｇ．．．、など。このようにして、平面構造物に接触点があるいくつかの共平面信号導体を有する検査対象の電気回路に、単一のテストプロッドを用いて接触することも可能である。

任意であるが、共平面導体構造物１８，２０と反対向きの側の表面全体において、誘電体２４が金属被覆（不図示）される。この金属被覆は、一方では所望の動作周波数の外側の不都合な高次モードの抑制につながるのと同時に、共平面導体構造物１０の所定領域に閉鎖系を生成する。

接触側端部１６において、共平面導体構造物の導体１８，２０は、信号導体１８の先端２８および接地導体２０の先端３０まで細くなって、接触される平面構造物３８、特に検査対象の電気回路の接触点の構成に対応する導体１８，２０の構成を形成する。

図１から図４に示された本発明によるテストプロッドの特に顕著な特性は、間隙２２により確立されるインピーダンスが、共平面導体構造物１８，２０の全体にわたって実質的に分散なし、つまりインピーダンスおよび位相速度が動作周波数に実質的に無関係であるということである。

本発明によれば、平面構造物３８上の接触点との接触にテストプロッドが使用される時に、これが面する（図２および３参照）テストプロッドの側３２に、シールドエレメント３４が付加的に配設される。図１は、テストプロッドのこの側３２の図を示す。このシールドエレメント３４は、同軸ケーブル側端部１２と接触側端部１６との間において、導体１８，２０が空間内で自由に懸架された領域２６まで延出している。

平面構造物３８上の接触点との接触にテストプロッドが使用される時に、このシールドエレメント３４は、図２および３から分かるように、平面構造物３８と共平面導体構造物１８，２０との間に空間的に配設され、したがって平面構造物３８または検査対象の回路から共平面導体構造物１８，２０を電気的および電磁気的にシールドする。これは、テストプロッドまたは共平面導体構造物１８，２０に対する平面構造物３８の不都合な影響を有効に防止する、または少なくともかなり軽減する。これらの不都合な影響は、例えば、平面構造物３８から共平面導体構造物１８，２０へ伝わる電気信号の侵入、またはクロストーク、あるいは例えばキャリブレーションに関する共平面導体構造物１８，２０の電気的性質の変化を含む。このすべてが、テストプロッドによる平面構造物３８の検査時における測定結果の不都合な変化につながる。

図１中３５で記されているように、シールドエレメント３４は導電状態でハウジング１０に接続される。ハウジング１０は、導電性材料で製造され、対応する電気接続により接地接点に電気的に接続されることが好ましいため、ハウジング１０、ひいてはシールドエレメント３４も規定の接地レベルとなる。シールドエレメント３４の厚さを小さくしたままでもシールドが達成されるように、シールドエレメント３４も導電性材料で製造されると好都合である。

シールドエレメント３４のシールド機能のさらなる改良のため、テストプロッドの接触側端部１６に面する端部において、シールドエレメントが接触点３６を介して２つの接地導体２０と電気的に接続される。領域２６における測定導体２０の可動性は、シールドエレメント３４の持つ対応の可動性および可撓性設計にわずかな程度の影響を受けるに過ぎない。

遮蔽されたマイクロ波テストプロッドは、特許文献２により知られており、このテストプロッドは、接地プローブフィンガーと信号プローブフィンガーとを有する共平面導体を形成するプローブフィンガーが同軸ケーブルの端部に接続される。これら接地プローブフィンガーは、シールドエレメントを介して互いに接続される。このシールドエレメントは、信号プローブフィンガーから一定の距離の間隔を空けて、信号プローブフィンガーと被検査装置との間に配置され、測定精度を低下させるであろう外生信号又は寄生カップリングの生成を被検査装置から防止する。

独国特許発明第１９９４５１７８ A１号明細書米国特許第５５６５７８８号

上述タイプのテストプロッドにおいて、本発明では、テストプロッドの片側にシールドエレメントが配設および設計され、シールドエレメントが誘電体と接触側端部との間で、支持誘電体に対して弾性的に、かつ空間内で自由に懸架された共平面導体構造物の領域へと延出するように、平面構造物と接触するシールドエレメントが、平面構造物と対面し、テストプロッドは、導電性材料から生成されたハウジングを備え、シールドエレメントは、ハウジングと電気的に接続される。

好適な実施形態において、シールドエレメントが電気的にまたは機械的に接続される共平面導体構造物の導体は、接地導体である。

同軸ケーブル側端部１２と接触側端部１６との間の中央部分では、共平面導体構造物１８，２０は、例えば石英ブロックの形の誘電体２４（図４）によって保持され、共平面導体構造物１８，２０の片側または両側に誘電体２４が配設されるため、共平面導体構造物１８，２０は各側で誘電体２４に保持される。誘電体２４および共平面導体構造物１８，２０は、サンドイッチのような構造で一緒に載置される。誘電体２４は、共平面導体構造物１８，２０にしっかりと接続され、共平面導体構造物１８，２０に面する側には、誘電体２４の領域内にある共平面導体構造物１８，２０の形状に実質的に対応して金属被覆が施される。このようにして、誘電体２４と共平面導体構造物の導体１８，２０との間の特に丈夫で密着した接続が達成される。誘電体２４との電磁気的な関係により、誘電体２４の領域では間隙２２が広がっているため、同軸ケーブル側端部１２から接触側端部１６までの共平面導体構造物１８，２０の全長にわたって、一定の特性インピーダンスが全体として達成される。誘電体２４が接触側端部１６に面するハウジングの端部４０と同一平面に調整されるように、誘電体２４がハウジング１０に埋設される。

任意であるが、共平面導体構造物１８，２０と反対向きの側の表面全体において、誘電体２４が金属被覆（不図示）される。この金属被覆は、一方では所望の動作周波数の外側の不都合な高次モードの抑制につながるのと同時に、共平面導体構造物１８，２０の所定領域に閉鎖系を生成する。

Claims

平面構造物（３８）に電気接触するための接触側端部（１６）と、ケーブル、特に同軸ケーブルに接続するためのケーブル側端部（１２）、特に同軸ケーブル側端部とを有し、前記接触側端部（１６）と前記ケーブル側端部（１２）との間に、少なくとも２つの導体（１８，２０）、特に３つの導体を有する共平面導体構造物が配設され、前記共平面導体構造物（１８，２０）に対して、前記ケーブル側端部（１２）と前記接触側端部（１６）との間の所定区間にわたって、前記共平面導体構造物（１８，２０）を支持する誘電体（２４）が片側または両側に配設され、前記共平面導体構造物の前記導体（１８，２０）が、空間内で自由に、前記支持誘電体（２４）に対して懸架された状態で配設されるように、前記誘導体（２４）と前記接触側端部（１６）との間に設計された高周波測定用のテストプロッドにおいて、前記平面構造物（３８）との接触時に前記平面構造物に面する前記テストプロッドの片側（３２）には、前記誘電体（２４）と前記接触側端部（１６）との間で、空間内で自由に、前記支持誘電体（２４）に対して懸架された状態で配設された前記共平面導体構造物（１８，２０）の領域（２６）へと延出するように、シールドエレメント（３４）が配設および設計されることを特徴とする、テストプロッド。
請求項１に記載のテストプロッドにおいて、
前記シールド要素（３４）が導電性材料で製造されることを特徴とするテストプロッド。
請求項１又は請求項２に記載のテストプロッドにおいて、
前記シールドエレメント（３４）は、前記支持誘電体に対して、空間内で自由に、かつ弾性的に懸架された状態で配設された、前記共平面導体構造物の少なくとも１つの導体（２０）に電気的に接続されることを特徴とするテストプロッド。
請求項３に記載のテストプロッドにおいて、
前記シールドエレメント（３４）は、前記テストプロッドの前記接触側端部（１６）に面する端部において、前記支持誘電体に対して、空間内で自由に、かつ弾性的に懸架された状態で配設された、前記共平面導体構造物の少なくとも１つの導体（２０）に電気的に接続されることを特徴とするテストプロッド。
請求項３又は請求項４に記載のテストプロッドにおいて、
前記シールドエレメント（３４）は、付加的に、前記支持誘電体に対して、空間内で自由に、かつ弾性的に懸架された状態で配設された前記共平面導体構造物の前記少なくとも１つの導体（２０）と、付加的に、機械的に接続されることを特徴とするテストプロッド。
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載のテストプロッドにおいて、
前記シールドエレメント（３４）が電気的または機械的に接続された前記共平面導体構造物の前記導体は、接地導体（２０）であることを特徴とするテストプロッド。
先行する請求項のいずれか１項に記載のテストプロッドにおいて、
前記テストプロッドは、導電性材料からなるハウジング（１０）を備え、前記シールドエレメント（３４）は、前記ハウジング（１０）と電気的に接続されることを特徴とするテストプロッド。
先行する請求項のいずれか１項に記載のテストプロッドにおいて、
前記共平面導体構造物は、３つの導体（１８，２０）を備え、中央導体（１８）は信号導体であり、他の２つの導体（２０）は接地導体であることを特徴とするテストプロッド。
先行する請求項のいずれか１項に記載のテストプロッドにおいて、
前記誘電体（２４）と前記接触側端部（１６）との間で、前記支持誘導体（２４）に対して弾性的に、且つ空間内で自由に懸架された前記共平面導体構造物（１８，２０）の領域（２６）へと延出するように、前記テストプロッドの側と反対の側（３２）に、付加的シールドエレメントが配設および設計されることを特徴とするテストプロッド。