JP2014509492A - ストリップライン接続装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも一対のストリップライン間に信号を伝達するためのストリップライン接続装置を提供する。上記装置は、上記一対のストリップライン間で各ストリップラインに非接触式カップリングで信号を伝達するためのカップリング部材を含み、カップリング部材は、両端部が各々ストリップラインと対向する伝導体と、伝導体と各ストリップラインが一定の間隔を維持するように設置される間隔維持手段とを含む。

Description

本発明は、移動通信基地局用アンテナに伝送線路として使用されるのに適合したストリップラインの構造に関し、特にストリップライン間の接続装置に関する。

移動通信基地局用アンテナをはじめとして、ＲＦ（Radio Frequency）信号を処理する各種装置で、ＲＦ伝送線路を具現するために通常使用される方式には、同軸ケーブル、マイクロストリップライン（Micro-strip-line）、ストリップライン（Strip-line）を利用した方式がある。

同軸ケーブルは、伝送線路としてその他の技術分野でも広く使われて、ＲＦ伝送線路として現在にもよく使用されている。しかしながら、最近、コスト節減などの理由でＲＦ伝送線路としてストリップラインを利用した方式も順次広く使用されている。

ストリップラインを用いて伝送線路を具現する時に、装置全体の伝送線路具現のためには複数のストリップラインを個別的に設計し、それらを互いに接続すべきな部分が発生する。この時、ストリップラインを接続するためには、一般にはんだ付け（soldering）方式が使用される。

このように、２つのストリップラインの途絶えた部分を接続するためには、はんだ付けが一般的に使用されるが、はんだ付けをするためにはストリップラインの該当部位にメッキをするか、（メッキ作業が先処理される必要ない）比較的高い材質である銅材質でストリップラインを構成すべきであり、これはコスト上昇の要因となる。

メッキ作業が必要ない、レーザー溶接などの方式を使用することもできるが、該当方式も装備投資費用と作業の効率性が落ちる。

また、アンテナ特性のうち、ＰＩＭＤ（Passive Inter-Modulation Distortion）は不完全な機構物接続に影響を受けるので、完全に機構的に取り付けることが良い。しかしながら、上記の溶接方式は腐食し易く、腐食が進行すると、ＰＩＭＤ特性も低下するという弱点がある。

従って、本発明の目的は、簡単であり、低費用でストリップラインを接続することができ、信号特性低下も防止するためのストリップライン接続構造を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明の実施形態の一態様によれば、本発明は少なくとも一対のストリップライン間に信号を伝達するためのストリップライン接続装置を提供する。上記装置は、上記一対のストリップライン間で各ストリップラインに非接触式カップリングで信号を伝達するためのカップリング部材を含み、上記カップリング部材は、両端部が各々上記各ストリップラインと対向する伝導体と、上記伝導体と各ストリップラインが一定の間隔を維持するように設置される間隔維持手段と、を含むことを特徴とする。

望ましくは、上記間隔維持手段は、一定の厚さで上記伝導体上に形成された絶縁膜であることを特徴とする。

望ましくは、上記カップリング部材はプリントプリント回路基板であり、上記伝導体は上記プリント回路基板に形成された導電性パターンであり、上記間隔維持手段は上記パターン上に均一な厚さで形成される絶縁膜であることを特徴とする。

望ましくは、上記絶縁膜は、ポリアミド材質であることを特徴とする。

望ましくは、上記伝導体はアノダイジングされた伝導性金属板であり、上記絶縁膜は上記伝導性金属板のアノダイジング酸化膜であることを特徴とする。

望ましくは、上記カップリング部材及び各ストリップラインには、相互に貫通する貫通孔が少なくとも一つ以上形成されており、上記カップリング部材と各ストリップラインが固定されるように上記貫通孔を通じて絶縁材質のリベットが締結されることを特徴とする。

望ましくは、上記カップリング部材と各ストリップラインを固定するための少なくとも一つ以上の固定クリップをさらに含むことを特徴とする。

上記のように、本発明によるストリップライン接続構造は、より簡単であり、低費用でストリップラインを接続することができ、信号特性低下も防止することができる。

本発明の実施形態によるストリップライン接続装置を使用するストリップライン接続部品の一例示斜視図である。 本発明の実施形態によるストリップライン接続装置の斜視図である。 本発明の実施形態によるストリップライン接続装置の側断面図である。 本発明の他の実施形態によるストリップライン接続装置でストリップラインとカップリング部材との固定のための構造の側断面図である。 本発明の他の実施形態によるストリップライン接続装置の側断面図である。

以下、本発明による望ましい実施形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態によるストリップライン接続装置を使用するストリップライン接続部品の一例示斜視図として、例えば移動通信基地局アンテナに本発明が適用される場合を示している。図１を参照すると、本発明によるストリップライン接続装置では、まず接続しようとする二つのストリップライン２１ａ、２１ｂの機構的に不連続な区間Ａ、Ｂで２つのストリップライン２１ａ、２１ｂの接続しようとする部位が互いに適切に離隔された距離を置いて対向するように位置するように形成される。

ストリップラインを伝送線路として具現する装置で、ストリップラインで上記の機構的に不連続な区間は、可能であれば、ないように設計することが望ましい。しかしながら、図１でＡ区間で示したように、ストリップラインで伝送線路が形成される付属装置２（例えば位相遷移器など）と接続するか、またはＢ区間で示したように、接地板役割をするアンテナ反射板１に形成されたホールを通じて反射板２の他面にストリップラインを設置しなければならない場合などには、ストリップラインに機構的に不連続な区間が発生するしかない。

このように、接続しようとする２つのストリップライン２１ａ、２１ｂの機構的に不連続な区間Ａ、Ｂで、本発明では図１に示されたように、まず２つのストリップライン２１ａ、２１ｂの接続しようとする部位を互いに適切に離隔された距離を置いて対向するように位置するように形成し、以後、このような離隔された距離を置いて対向するように形成された２つのストリップライン２１ａ、２１ｂの部位を後述する本発明の特徴によって形成されるカップリング部材（図２の３０）を用いて非接触式カップリング方式で互いに接続するように相互間に信号を伝達するようになる。

上記で前記接続しようとする２つのストリップライン２１ａ、２１ｂの端部間の隔離距離は、外部衝撃や温度によるストリップラインの膨脹時、互いに接触しない程度の距離で適切に設定され、隔離距離設定で電気的特性は重要な考慮事項ではない。

図２は、本発明の実施形態によるストリップライン接続装置の斜視図であり、図３は、本発明の実施形態によるストリップライン接続装置の側断面図であり、図２及び図２に示された装置は、図１に示されたアンテナ反射板１上に設置されると見なすことができる。図２及び図３を参照すると、本発明によるストリップライン接続装置は、少なくとも一対の接続しようとするストリップライン２１ａ、２１ｂ間に設置され、非接触式カップリング方式で信号を伝達するためのカップリング部材３０を含む。

さらに具体的に説明すると、カップリング部材３０は、一端が接続しようとする２つのストリップライン２１ａ、２１ｂのうち一つの端部と非接触式カップリング方式で信号を伝達し、他端が接続しようとする２つのストリップライン２１ａ、２１ｂのうち他の一つの端部と非接触式カップリング方式で信号を伝達する伝導体３２と、伝導体３２と各ストリップラインが一定の間隔を維持するように設置される間隔維持手段３３とを含み、全体的に２つのストリップライン２１ａ、２１ｂの両端部を覆う形態で設置され得る。カップリング部材３０は、２つのストリップライン２１ａ、２１ｂの両端部に固定されるように設置されるが、このために、カップリング部材３０及び各ストリップライン２１ａ、２１ｂには相互に貫通する貫通孔が少なくとも一つ以上形成され、これを通じて絶縁材質のリベット４１が締結されることができる。例えば、カップリング部材３０の一端及び他端には適所に複数の貫通孔３１１が形成され、２つのストリップライン２１ａ、２１ｂの両端部でカップリング部材３０の貫通孔３１１と対応する位置に対応するサイズの貫通孔２１１が形成される。また、カップリング部材３０の貫通孔３１１及び対応する２つのストリップライン２１ａ、２１ｂの貫通孔２１１を通じて対応するサイズのプラスチック材質のリベット４１が締結され、カップリング部材３０が２つのストリップライン２１ａ、２１ｂに固定されるように設置される。

カップリング部材３０及び２つのストリップライン２１ａ、２１ｂの構造をさらに詳細に説明すると、まずストリップライン２１ａ、２１ｂは、接地板１（すなわち、例えばアンテナ反射板）から高さ（ｄ）２mm離れたエアー（Air）空間で５０Ωのインピーダンス値を有する、厚さ１mm、幅８.６mmのストリッププレート（strip plate）で具現されることができる。この時、ストリップライン２１ａ、２１ｂと接地板１との離隔距離（高さ）をはじめとする設計上の構造とインピーダンスなどは非常に精密で慎重に考慮され、したがって、ストリップライン２１ａ、２１ｂと接地板１との離隔距離（高さ）を維持するために、これらの間には適切な構造及び材質のスペーサ（spacer）１１１が設置されることが望ましい。

カップリング部材３０は、全体的にＰＣＢ（Print Circuit Board）構造で具現されることができるが、図３に示されたように、伝導体３２はＰＣＢに形成された導電性パターンであり得り、間隔維持手段３３は導電性パターン上（図面上の下面）に均一な厚さで形成される絶縁膜であり得る。このようなカップリング部材３０は伝導体３２の（図面の上）上面に形成され、該当カップリング部材３０の形態を維持するＰＣＢ誘電体板３１を含む。

上記のように、カップリング部材３０の伝導体３２は、絶縁膜３３によりストリップラインと一定の間隔を維持する構造であることが分かる。ＰＣＢ銅板上を絶縁するための一般的な方式は、ＰＳＲ（Photo Solder Resist）を利用した方式であるが、ＰＳＲフィルムは厚さが一定しないので、一定の絶縁間隔維持及びストリップラインで発生する高温の熱にもよく耐えるように、本発明の実施形態ではポリアミド（Polyamide）フィルムを高温圧搾させる方式で絶縁膜３３を形成する。

上記でカップリング部材３０とストリップライン間の非接触式カップリングは、最小損失（ＶＳＷＲ、Coupling loss）が発生するように多様な要因を考慮して設計する。例えば、上記の場合でカップリング区間は２０mmで設計されることができ、ＰＣＢ誘電体板３１の誘電率は４.１、ＰＣＢ誘電体板３１の厚さは０.８mm、銅材質の伝導体３２厚さは０.０３４mm、ポリアミドフィルムの絶縁膜３３厚さは０.０２８mmで設計されることができる。

上記の構造を有する本発明の実施形態によるカップリング部材３０を用いて２つのストリップラインが非接触式カップリング方式で接続することができるが、一方、それ以外にも２つのストリップラインの端部が互いに重なるように具現し、重なった部位で絶縁膜を形成して相互間に非接触式カップリング方式で信号を伝達する構造も考慮することができる。しかしながら、該当構造は重なるストリップラインのうち、少なくとも一つの高さが接地板に対して所望しない方向で変更され、信号伝送に悪影響を与えるようになるので、望ましくない。

図４は、本発明の他の実施形態によるストリップライン接続装置でストリップラインとカップリング部材との固定のための構造の側断面図である。図４を参照すると、本発明の他の実施形態では、カップリング部材３０とストリップライン２１ａとの固定のための固定機構５０は、カップリング部材３０と、ストリップライン２１ａ及び接地板１に互いに対応するように形成されたホールを通じて設置される雄ねじ構造物５１と、雄ねじ構造物５１に挟まれる形態で接地板１とストリップライン２１ａ間に設置されてスペーサ役割をするリング構造物５３と、接地板１の後面で雄ねじ構造物５１のねじ山に結合されるナット構造物５２で構成されることができる。

それ以外にも、カップリング部材とストリップラインとの固定のためには、該当カップリング部材と対応するストリップラインを取る（pick up）形態の固定用クリップを用いるか、ボンディングなどを通じて固定する構造も考慮することができる。

上記のように、本発明の実施形態によるストリップライン接続構造が具現されることができ、一方、上記の本発明の説明では具体的な実施形態に関し説明したが、多様な実施形態及び変更が多様な実施形態のより広い思想及び範囲を逸脱することなく、これら実施形態に対して実行されることができることは明らかである。例えば、上記の実施形態では２つのストリップラインを接続する構造に対して説明したが、それ以外にもＴ字形態のカップリング部材を具備して３個のストリップラインを接続する構造も具現可能であり、本発明の上記の実施形態によるカップリング部材を用いて２つのストリップラインをＴ字形態で接続する構造も具現可能である。

また、上記の説明でカップリング部材はＰＣＢ基板構造で構成すると説明したが、本発明の他の実施形態ではそれ以外にも、図５に示されたように、カップリング部材３０'）の伝導体をアノダイジングされる伝導性金属板、例えばアルミニウム板６２で構成することができ、この時、絶縁膜は上記アルミニウム板のアノダイジング酸化膜６３で具現することもできる。もちろん、この時、上記伝導性金属板は純粋なアルミニウムだけでなく、アルミニウム合金や、マグネシウム、朱錫などの材質でも具現可能である。
このように、本発明の多様な変形や変更が本発明の要旨を逸脱しない範囲内でありえる。

１・・・接地板
２・・・付属装置（反射板）
２１ａ、２１ｂ・・・ストリップライン
３０（３０'）・・・カップリング部材
３１・・・ＰＣＢ誘電体板
３２・・・伝導体
３３・・・絶縁膜
４１・・・リベット
５０・・・固定機構
５１・・・雄ねじ構造物
５２・・・ナット構造物
５３・・・リング構造物
６２・・・アルミニウム板
６３・・・アノダイジング酸化膜
２１１・・・貫通孔
３１１・・・貫通孔

Claims (7)

1. 少なくとも一対のストリップライン間に信号を伝達するためのストリップライン接続装置であって、
   前記一対のストリップライン間で各ストリップラインに非接触式カップリングで信号を伝達するためのカップリング部材を含み、
   前記カップリング部材は、
   両端部が各々前記各ストリップラインと対向する伝導体と、
   前記伝導体と各ストリップラインが一定の間隔を維持するように設置される間隔維持手段と、を含むことを特徴とするストリップライン接続装置。
2. 前記間隔維持手段は、
   一定の厚さで前記伝導体上に形成された絶縁膜であることを特徴とする請求項１に記載のストリップライン接続装置。
3. 前記カップリング部材はプリントプリント回路基板であり、
   前記伝導体は前記プリント回路基板に形成された導電性パターンであり、
   前記間隔維持手段は前記パターン上に均一な厚さで形成される絶縁膜であることを特徴とする請求項１に記載のストリップライン接続装置。
4. 前記絶縁膜は、ポリアミド材質であることを特徴とする請求項２又は３記載のストリップライン接続装置。
5. 前記伝導体はアノダイジングされた伝導性金属板であり、
   前記絶縁膜は前記伝導性金属板のアノダイジング酸化膜であることを特徴とする請求項２に記載のストリップライン接続装置。
6. 前記カップリング部材及び各ストリップラインには、
   相互に貫通する貫通孔が少なくとも一つ以上形成されており、
   前記カップリング部材と各ストリップラインが固定されるように前記貫通孔を通じて絶縁材質のリベットが締結されることを特徴とする請求項１に記載のストリップライン接続装置。
7. 前記カップリング部材と各ストリップラインを固定するための少なくとも一つ以上の固定クリップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のストリップライン接続装置。

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