JP2013232896A - 信号調整装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半剛性ケーブルにデバイスを組み込む手法を改善する。
【解決手段】信号調整装置には、少なくとも１つのスロット３０６が形成される同軸ケーブル３００が含まれる。各スロットを覆うように同軸ケーブルに対して導電性フィルムが施される。スロット３０６内にデバイス装着面３０２が形成され、これに保護デバイスが装着できる。係合可能な１つ以上の部材から構成されるハウジングが、同軸ケーブル３００に結合される。
【選択図】図３

Description

本発明は、試験測定装置に関し、特に周波数領域で使用されるトリガに関する。

本願は、２０１２年４月２７日出願の米国仮特許出願第６１／６３９８２２号に基づく優先権を主張するものである。

高周波数のアプリケーションでは、他の回路等に送信する前に、信号の状態を整えることが必要となることが多い。この要件を満たすために、典型的には、フィルタ、アッテネータ（減衰回路）、ＤＣ回路、パワー・スプリッタ（電力分配装置）などが単体のデバイスとして用いられ、信号伝送パスに挿入される。実装を単純化するため、１対のコネクタを２組用意し、これらを介してこうした要素を直列に配置したものを信号伝送パスに直接挿入するのが、最も一般的な設計となっている。

特開２００２−５６９３６号公報

Digi-Key社「高周波SMAエンドランチコネクタ」のサイト、［online］、２０１３年４月２５日「ランチ 高周波数 コネクタ」のキーワードで検索、インターネット＜http://www.digikey.jp/product-highlights/jp/ja/emerson-network-power-end-launch-connectors/1439＞

しかし、こうしたデバイスの製造に使われる高周波数ランチ（Launch：ランチ・コネクタ）は、高価であり、製造上のばらつきが原因で一般にリターン・ロス（反射損失）が生じる。こうしたリターン・ロスは、個々のランチの特性であり、完全には補正できない。また、上述のデバイスは、指定のデバイスを支持するのに用いられるハウジング（筐体）やコプレーナ導波路（コプレーナ導波路）のために、一般にかなり大きなものである。

従って、１つ以上のデバイスを半剛性の高周波数伝送ケーブル・システムに組み込む手法を改善することが望まれている。

本発明は、一般的に言えば、シリアル・デバイス、パラレル・デバイスなどのデバイスやコンポーネントを、半剛性高周波数伝送ケーブル・システムに組み入れる種々の技術に関する。従来のコネクタ接続型単体デバイスと比較し、本発明による実施形態は、一般に大幅に経済的で小型化できる。また、本発明によれば、ケーブル・システムを変更して構成要素を挿入することによる伝送ラインの特定インピーダンスへの障害も、ほぼ無視できるレベルに補正できる。

本発明の概念１は、信号調整装置であって、
少なくても１つのスロットが形成され、上記スロットが導電性コアまで伸びている同軸ケーブルと、
少なくとも１つの上記スロットを少なくとも実質的に覆うように上記同軸ケーブルに施される導電性フィルムと
を具えている。

本発明の概念２は、上記概念１の信号調整装置であって、デバイス装着面を形成するように、少なくとも１つの上記スロット内に施される材料を更に具えている。

本発明の概念３は、上記概念２の信号調整装置であって、上記材料としてニッケル−金を含むことを特徴としている。これは、より具体的には、例えば、ニッケルを下地として金めっきを施すことが含まれる。

本発明の概念４は、上記概念２の信号調整装置であって、上記材料は、めっき処理によって施されることを特徴とする。

本発明の概念５は、上記概念１の信号調整装置であって、上記導電性フィルムの材料として、ニッケル、金又は銅が含まれることを特徴としている。

本発明の概念６は、上記概念１の信号調整装置であって、上記導電性フィルムを覆う保護ハウジングを更に具えている。

本発明の概念７は、上記概念６の信号調整装置であって、上記ハウジングが、上記同軸ケーブルにしっかりと結合されるように互いに係合するよう構成された２つの部材を有していることを特徴とする。

本発明の概念８は、上記概念２の信号調整装置であって、上記デバイス装着面に装着される保護デバイスを更に具えている。

本発明の概念９は、上記概念８の信号調整装置であって、上記保護デバイスが、静電放電ダイオードを有することを特徴としている。

本発明の概念１０は、上記概念１の信号調整装置であって、上記同軸ケーブルが少なくとも半剛性であることを特徴としている。

本発明の概念１１は、信号調整のための方法であって、
同軸ケーブル内に、該同軸ケーブルの導電性コアまで伸びる少なくとも１つの第１スロットを形成するステップと、
少なくとも１つの上記第１スロットを少なくとも実質的に覆うように上記同軸ケーブルに導電性フィルムを施すステップと
を具えている。

本発明の概念１２は、上記概念１１の方法であって、上記形成ステップが、高速カッターを用いて上記同軸ケーブルを切り込むステップを有することを特徴としている。

本発明の概念１３は、上記概念１２の方法であって、上記高速カッターが、ダイヤモンド・ブレードを有することを特徴としている。

本発明の概念１４は、上記概念１１の方法であって、上記導電性フィルムの材料として、ニッケル、金又は銅が含まれることを特徴としている。

本発明の概念１５は、上記概念１１の方法であって、デバイス装着面を形成するために上記スロットに材料を施すステップを更に具えている。

本発明の概念１６は、上記概念１５の方法であって、上記材料を施すステップが、めっき処理を行うステップを有していることを特徴としている。

本発明の概念１７は、上記概念１５の方法であって、上記材料としてニッケル−金を含むことを特徴としている。これは、より具体的には、例えば、ニッケルを下地として金めっきを施すことが含まれる。

本発明の概念１８は、上記概念１５の方法であって、上記デバイス装着面に保護デバイスを装着するステップを更に具えている。

本発明の概念１９は、上記概念１１の方法であって、上記同軸ケーブルにハウジングを固定するステップを更に具えている。

本発明の概念２０は、上記概念１９の方法であって、上記同軸ケーブルに上記ハウジングを固定するステップが、
上記ハウジングの第１部材を上記同軸ケーブルに結合するステップと、
上記ハウジングの第２部材を上記第１部材に結合させるようにして、上記同軸ケーブルに上記第２部材を結合するステップと、

本発明の概念２１は、上記概念１１の方法であって、
上記同軸ケーブル内に第２スロットを形成するステップと、
上記第２スロットを少なくとも実質的に覆うように、上記同軸ケーブルに導電性フィルムを施すステップと
を更に具えている。

本発明の目的、効果及び他の新規な点は、以下の詳細な説明を添付の特許請求の範囲及び図面とともに読むことによって明らかとなろう。

図１は、両端に１つずつ配置された合計２つのコネクタを有する従来の同軸伝送ラインを示す図である。 図２は、図１の伝送ラインに直列に挿入された従来の無線周波数（ＲＦ）素子の例を示す図である。 図３は、半剛性ケーブル自体に形成された本発明のある実施形態によるデバイス装着面を示す図である。 図４Ａは、図３に示したようなデバイス装着面を有する本発明の実施形態による半剛性ケーブルの第１の図面である。 図４Ｂは、図４Ａに示した半剛性ケーブルの第２の図面である。 図５は、図４に示したような本発明のある実施形態による半剛性ケーブルに関する時間領域反射測定（ＴＤＲ）応答の例を示す。 図６Ａは、静電放電（ＥＳＤ）プロテクタ（保護部材）を有する本発明のある実施形態による半剛性ケーブルを示す第１の図面である。 図６Ｂは、図６Ａに示した半剛性ケーブルを示す第２の図面である。 図７は、図６Ａ及び図６Ｂに示した半剛性ケーブルに関するＴＤＲ応答の例を示す図である。 図８Ａは、図６Ａ及び図６Ｂで示したケーブルのような半剛性ケーブルに装着されるハウジングの第１部材を示す第１の図面である 図８Ｂは、図８Ａに示したハウジングの第１部材を示す第２の図面である。 図８Ｃは、図８Ａ及び図８Ｂに示したハウジングの第１部材を示す第２の図面である。 図９は、図８Ａ〜８Ｃに示したハウジングの第１部材と結合可能になっているハウジングの第２部材を示す図である。 図１０は、本発明のある実施形態による信号調整装置を製造する方法の例のフローチャートを示す図である。

本発明の実施形態は、一般的に言えば、シリアル・デバイスやパラレル・デバイスのような特定のデバイス又はコンポーネントを半剛性高周波数伝送ケーブル・システムに組み込む技術を含む。この特徴やその他の特徴、本発明の実施形態を、図を参照しながら以下で説明する。

図１は、両端に１つずつ配置された合計２つのコネクタ１０２及び１０４を有する従来の同軸伝送ライン１００を示す。従来の設計においては、同軸ケーブル１００の中心導体に静電放電（ＥＳＤ：electrostatic discharge）保護ダイオード１２０を接続するには、ユーザは、図２に示すように、まず同軸ケーブル１００を２つの短いセグメント１１０及び１１２に分割し、追加で２組のコネクタ対１１４Ａ〜１１４Ｂ及び１１６Ａ〜１１６Ｂを新しくできた端部に配置し、次に、保護ダイオード１２０を収容する構成要素１１８を直列に挿入する。

図２は、ＥＳＤダイオードを適切に設置するには、追加のコネクタ対１１４及び１１６に加えて、２つの無線周波数（ＲＦ）ランチ１２２及び１２４、コプレーナ導波路の環境（図示せず）、これら導波路やＲＦランチ１２２及び１２４を支えるハウジング、そして、新しいコネクタ１１４及び１１６が必要なことを示している。これら追加コネクタ１１４及び１１６、ＲＦランチ１２２及び１２４、コプレーナ導波路は、通常、不連続点の原因となる。製造ばらつき制御（production tolerance control）が原因の種々のインピーダンス不整合によって、コネクタ・システムはリターン・ロスのカ所となる。また、これら不整合は、製造制御における変動が原因で排除できない。

本発明の実施形態には、一般的に言えば、上述した追加の構成要素の排除が含まれる。ある実施形態によれば、保護ダイオードが装着されるコプレーナ導波路基板は、大雑把に言えば、半剛性同軸ケーブルを切り出した小さく平らな面である。こうした実施形態では、従来の設計では避けられることができなかった、基板とランチ間、ランチと同軸ケーブル間、そして同軸ケーブルとコネクタ間のインピーダンス不整合が排除される。デバイス挿入後、デバイス挿入ポイントにおけるこれらインピーダンス不整合のバランスを、後続する修正処理で補正できる。

図３は、デバイス装着面３０２を示しており、これは、半剛性同軸ケーブル３００自身から本発明の実施形態に従って形成したものである。この例では、この「基板」は、半剛性同軸ケーブル３００の中心導体（導電性コア）３０８の少なくとも約半分まで切り出すことによってスロット３０６が形成される。他の実施形態では、スロット３０６は、中心導体３０８の半分より小さいか、又は、半分より多くても良く、例えば、中心導体３０８の３分の１まで伸びていても良い。ニッケル（Ｎｉ）バリア層と厚い金（Ａｕ）めっきに続いて、半剛性同軸ケーブル３００の周囲に大きな障害となるものがない状態で、コンポーネントがこの「コプレーナ導波路」に直接接合される。

図４Ａ及び図４Ｂは、半剛性同軸ケーブル４００の示す２つの図であり、これには、本発明の実施形態による図３に示したような装着面４１２及び４１４を有している。この例では、デバイス装着面４１２及び４１４は、狭い（例えば、２０〜３０ミリメータ）スロット４０２及び４０４から夫々得られる。スロット４０２及び４０４は、半剛性同軸ケーブル４００を切り込むことで形成される。他の実施形態としては、スロットが１０〜６０ミリメータのレンジの幅を有していても良い。半剛性同軸ケーブル４００に形成されたコプレーナ導波路的な「基板面」は、その上に保護デバイスを装着するために、例えば、金のような適切な材料でめっきされても良い。従って、この「コプレーナ導波路」は、半分に元々の半剛性同軸ケーブル４００の構造を残したままのハイブリッドな底部を有している。

図５は、図４に示したような本発明のある実施形態による半剛性ケーブル４００に関する時間領域反射測定（ＴＤＲ）応答５００の例を示す。この例では、スロット４０２及び４０４がインピーダンス不整合によるスパイク５０２及び５０４を夫々生成することを、ＴＤＲ応答５００が示している。しかし、図６Ａ及び６Ｂを参照して後述するようなキャパシタンス補正技術を用いることで、スロット４０２及び４０４から生じる不連続性が原因のインピーダンスは、図７の減衰した不整合スパイク７０２及び７０４に示されるように、ほぼ完全に補正できる。

図６Ａ及び図６Ｂは、静電放電（ＥＳＤ）プロテクタ（保護部材）を有する本発明のある実施形態による半剛性同軸ケーブル６００を示す図である。この例では、図４のスロット４０２及び４０４のような複数のスロットに、例えばニッケル−金のような適切な材料が施される（例えば、めっきされる）。例えば、ＥＳＤダイオードのような保護デバイスを、ここに取り付けても良い。ある実施形態では、少なくともスロット自身又はベース部材の外向きの面をほぼ覆うように、ニッケル、銅又は金のようなものによる導電性フィルムが、図６の６０２及び６０４で示されるように、上記の材料に施されるようにしても良い。上述のように、図７は、図６Ａ及び図６Ｂに示した半剛性ケーブルに関するＴＤＲ応答の例を示し、これにおいては、７０２及び７０４で夫々示すように、図５の不整合スパイク５０２及び５０４が大幅に減少する。

図８Ａ〜８Ｃは、図６Ａ及び図６Ｂで示したケーブル６００のような半剛性ケーブルに利用される保護モジュール・ハウジングの第１部材８００（first portion：第１部分）を示す図である。この例では、ハウジングの第１部材８００は、２つの凹み８０２及び８０４を含んでいる。凹み８０４は、その大きさ及び形状が、例えば、上述したようなスロットに施される導電性フィルムを少なくともほぼ実質的に覆うように形成されるようにしても良い。ある実施形態では、凹み８０２は、その大きさ及び形状が、他の部分と少なくともほぼ係合するように形成される。流量が少ないか又は無いような接着剤（bonding agent）を含む状況においては、凹み８０２をハウジングの第１部材８００から無くしても良い。

保護モジュール・ハウジングの第１部材８００は、それ自身の複製と係合するように形成しても良い。こうしたやり方は、第１部材８００を大量に製造できる点で利点があり、任意の２つを一緒にして係合／固定した形態で利用できる。

図９は、保護モジュール・ハウジングの第２部材（second portion：第２部分部材）８１０を示し、これは、図８Ａ〜８Ｃに示した保護モジュール・ハウジングの第１部材８００と結合できるようなものとしても良い。この例では、第２部材８１０が凹み８１２を有し、これは、その大きさ及び形状を、第１部材８００の凹み８０２と少なくとも実質的に係合するようなものとしても良い。他の実施形態では、凹み８１２を無くし、２つの部材８００及び８１０の結合を不要としても良い。これに代えて、又は、これに加えて、第２部材８１０に第１部材８００の凹み８０４と少なくとも実質的に係合する大きさ及び形状の第２の凹み（図示せず）を設けても良い。このやり方は、導電性フィルムがスロットだけを覆うのではなく、半剛性ケーブルの周りを完全に包むような実施形態において、特に有用である。

図１０は、本発明のある実施形態による信号調整装置を生成する方法１０００の例のフローチャートを示す。ステップ１００２では、半剛性同軸ケーブル内に少なくとも１つのスロットを形成する。スロットは、例えば、直径の極短いダイヤモンド・ブレードを用いた高速カッターといった手段により形成しても良い。

ステップ１００４では、オプションで、スロット内に材料を施すことで、デバイス装着面を形成するようにしても良い。この材料は、例えば、金であり、超音波ボンディング、ビーム・リード（beam lead）、エポキシの使用とした手段によって施される。ステップ１００６では、例えばＥＳＤダイオードやその他のデバイスなどの保護デバイス又はコンポーネントが、オプションでデバイス装着面に取り付けられる。ステップ１００８では、スロット自身又はステップ１００４で施した外向き面の材料をほぼ又は完全に覆うように、金、銅又はニッケルなどからなる導電性フィルムをケーブルに施す。

ステップ１０１０では、ハウジングをケーブルに装着するか、他のものをケーブルに結合することで、スロット又は導電性フィルムを覆う。このハウジングは、例えば、単一の部材か又は互いにかみ合うように形成された複数の部材からなる。

実施形態の図を参照しながら本発明の原理を説明し、図示してきたが、図示した実施形態を本発明の原理から離れることなく変形したり、任意の所望の形態に組み合わせても良いことが理解できるであろう。上述では、特定の実施形態を重点的に説明したが、他の構成も考えられる。特に「本発明の実施形態による」といった表現を用いてきたが、こうした言い回しは、大雑把に実施形態として可能であるということを意味するもので、特定の実施形態の構成に本発明が限定されることを意味するものではない。このように、本願における用語は、他の実施形態と組合せ可能な同じ又は異なる実施形態に言及するものである。

結果として、本願で説明した実施形態に対して幅広い変更が可能であるとの観点から、本願の詳細な説明や図面等は、単に説明の都合から行ったものであって、これらにより本発明の範囲を限定して理解すべきではない。

３００ 半剛性同軸ケーブル
３０２ デバイス装着面
３０６ スロット
３０８ 中心導体
４００ 半剛性同軸ケーブル
４０２ スロット
４０４ スロット
５００ ＴＤＲ応答
５０２ スロット４０２が原因のインピーダンス不整合スパイク
５０４ スロット４０４が原因のインピーダンス不整合スパイク
７０２ 減衰不整合スパイク
７０４ 減衰不整合スパイク
８００ 保護モジュール・ハウジングの第１部材
８０２ 凹み
８０４ 凹み
８１０ 保護モジュール・ハウジングの第２部材
８１２ 凹み

Claims (6)

1. 少なくても１つのスロットが形成され、上記スロットが導電性コアまで伸びている同軸ケーブルと、
   少なくとも１つの上記スロットを少なくとも実質的に覆うように上記同軸ケーブルに施される導電性フィルムと
   を具える信号調整装置。
2. デバイス装着面を形成するように、少なくとも１つの上記スロット内に施される材料を更に具える請求項１記載の信号調整装置。
3. 上記導電性フィルムを覆う保護ハウジングを更に具える請求項１記載の信号調整装置。
4. 上記ハウジングが、上記同軸ケーブルにしっかりと結合されるように互いに係合するよう構成された２つの部材を有していることを特徴とする請求項３記載の信号調整装置。
5. 同軸ケーブル内に、該同軸ケーブルの導電性コアまで伸びる少なくとも１つの第１スロットを形成するステップと、
   少なくとも１つの上記第１スロットを少なくとも実質的に覆うように上記同軸ケーブルに導電性フィルムを施すステップと
   を具える信号調整装置の製造方法。
6. デバイス装着面を形成するために上記スロットに材料を施すステップを更に具える請求項５記載の信号調整装置の製造方法。