JP2017046344A - コネクタ装置及び通信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本開示のコネクタ装置は、先端部に結合部を有し、先端部に結合部を有する他の導波管と開口端が接触又は近接した状態で配置されて高周波の信号を伝送する導波管を備える。そして、導波管の結合部は、金属製の管と、金属製の管内の少なくと一部に設けられた誘電体とを有する。また、本開示の通信装置は、上記の構成の結合部を先端部に有する導波管を備えており、導波管を備える他の通信装置に対して、導波管同士の開口端が接触又は近接した状態で結合し、高周波の信号を伝送する。
【選択図】 図3
Description
先端部に結合部を有し、先端部に結合部を有する他の導波管と開口端が接触又は近接した状態で配置されて高周波の信号を伝送する導波管を備え、
導波管の結合部は、金属製の管と、金属製の管内の少なくと一部に設けられた誘電体とを有する、
コネクタ装置である。
先端部に結合部を有し、先端部に結合部を有する他の導波管と開口端が接触又は近接した状態で配置されて高周波の信号を伝送する導波管を備え、
導波管の結合部は、金属製の管と、金属製の管内の少なくと一部に設けられた誘電体とを有しており、
導波管を備える他の通信装置に対して、導波管同士の開口端が接触又は近接した状態で結合し、高周波の信号を伝送する、
通信装置である。
1.本開示のコネクタ装置及び通信装置、全般に関する説明
2.本開示の技術が適用される通信システム
3.本開示の一実施形態に係るコネクタ装置
3−1.実施例1
3−2.実施例2(実施例1の変形例:送信側にのみチョーク構造を設ける例)
3−3.実施例3(実施例1の変形例:受信側にのみチョーク構造を設ける例)
3−4.実施例4(実施例1の変形例:チョーク構造に誘電体を充填しない例)
3−5.実施例5(双方向通信が可能な例:導波路が横並びの例)
3−6.実施例6(実施例5の変形例:導波路が縦積みの例)
3−7.2つの結合部間の位置ずれ等に伴う伝送特性が劣化
3−8.実施例7(実施例1の変形例:チョーク構造の変形例)
4.変形例
5.通信システムの具体例
本開示のコネクタ装置及び通信システムにあっては、2つの通信装置(2つの導波管)間で通信を行う信号として、電磁波、特に、マイクロ波、ミリ波、テラヘルツ波などの高周波の信号を用いる構成とすることができる。高周波の信号を用いる通信システムは、電子機器、情報処理装置、半導体装置などの各種の装置相互間の信号の伝送や、1つの装置(機器)における回路基板相互間の信号の伝送などに用いて好適なものである。
図1は、本開示の技術が適用される通信システムの構成の一例を示す、一部断面を含む平面図である。本例に係る通信システム10は、異なる通信装置(デバイス)間で、具体的には、第1の通信装置20と第2の通信装置30との間で、筐体同士(装置本体同士)を接触又は近接させた状態で、複数系統の伝送路を通して通信を行う構成となっている。本例では、第1の通信装置20を送信側の通信装置とし、第2の通信装置30を受信側の通信装置としている。そして、第1の通信装置20及び第2の通信装置30のそれぞれが、本開示の通信装置ということになる。
a)ミリ波通信は通信帯域を広く取れるため、データレートを大きくとることが簡単にできる。
b)伝送に使う周波数が他のベースバンド信号処理の周波数から離すことができ、ミリ波とベースバンド信号の周波数の干渉が起こり難い。
c)ミリ波帯は波長が短いため、波長に応じて決まる結合構造並びに導波構造を小さくできる。加えて、距離減衰が大きく回折も少ないため電磁シールドが行ない易い。
d)通常の無線通信では、搬送波の安定度については、干渉などを防ぐために厳しい規制がある。そのような安定度の高い搬送波を実現するためには、高い安定度の外部周波数基準部品と逓倍回路やPLL(位相同期ループ回路)などが用いられ、回路規模が大きくなる。これに対して、ミリ波通信では、容易に外部に漏れないようにできるとともに、安定度の低い搬送波を伝送に使用することができ、回路規模の増大を抑えることができる。
続いて、本開示の一実施形態に係るコネクタ装置を構成する第1の通信装置20側の導波管23及び第2の通信装置30側の導波管33の構成について具体的に説明する。本実施形態に係るコネクタ装置は、導波管23と導波管33との組み合わせから成る。
先ず、第1の通信装置20側の導波管23の伝送路部24及び第2の通信装置30側の導波管33の伝送路部34の構成について説明する。ここでは、導波管23の伝送路部24の構成について代表して説明するが、導波管33の伝送路部34の構成についても同様である。図3Aに、導波管23の伝送路部24の構成の一例を示す。
次に、第1の通信装置20側の導波管23の結合部25及び第2の通信装置30側の導波管33の結合部35の具体的な実施例について説明する。
図3Bは、実施例1に係るコネクタ装置の2つの導波管23,33の各結合部25,35の構成を示す平断面図である。また、図4Aに、図3BのA−A線に沿った矢視断面図を示し、図4Bに、実施例1に係るコネクタ装置の2つの導波管23,33の各結合部25,35の側断面図を示す。
λg=λ0/√εr ・・・・・・(1)
式(1)から、チョーク構造27,37において、溝271,371内が空間の場合よりも溝271,371内に誘電体が充填されている場合の方が波長を短縮できる。この誘電体充填による波長短縮効果により、実施例1に係るコネクタ装置における溝271,371の深さdを、誘電体を充填しない場合の深さλ/4よりも浅く(d<λ/4)設定できる。これにより、導波管23,33の中心軸O(図3B、図4B参照)に沿った方向のサイズを小さくできる。
実施例2は、実施例1の変形例である。図6は、実施例2に係るコネクタ装置の2つの導波管の各結合部の構成を示す平断面図である。実施例1に係るコネクタ装置では、第1の通信装置20側の導波管23の結合部25及び第2の通信装置30側の導波管33の結合部35の双方に、チョーク構造27,37を設ける構成を採っている。
実施例3は、実施例1の変形例である。図7は、実施例3に係るコネクタ装置の2つの導波管の各結合部の構成を示す平断面図である。実施例1に係るコネクタ装置では、第1の通信装置20側の導波管23の結合部25及び第2の通信装置30側の導波管33の結合部35の双方に、チョーク構造27,37を設ける構成を採っている。
実施例4は、実施例1の変形例である。図8は、実施例4に係るコネクタ装置の2つの導波管の各結合部の構成を示す平断面図である。実施例1に係るコネクタ装置では、チョーク構造27,37の溝271,371に誘電体272,372を充填した構成を採っている。
上記の各実施例では、第1の通信装置20から第2の通信装置30へ高周波の信号を伝送する一方向(片方向)通信の通信システムに適用した場合を例に挙げて説明したが、双方向通信の通信システムにも適用可能である。実施例5に係るコネクタ装置は、双方向通信の通信システムにも適用可能なコネクタ装置である。
実施例6は、実施例5の変形例である。図10Aは、実施例5に係るコネクタ装置の2つの導波管の各結合部の側断面図(図10BのC−C線に沿った矢視断面図)であり、図10Bは、当該2つの導波管の各結合部の縦断面図(図3BのA−A線に沿った矢視断面図に相当)である。
以上説明した各実施例に係るコネクタ装置、特に、実施例1に係るコネクタ装置では、2つの結合部25,35が合致している場合を例に挙げて説明したが、結合部25,25を設置するときの取付誤差等によって両者の中心軸Oが必ずしも合致しているとは限らない。そして、結合部25の中心軸Oと結合部35の中心軸Oとの間にずれが生じると、伝送特性が悪化することが懸念される。
実施例7は、実施例1の変形例、具体的には、実施例1に係るコネクタ装置におけるチョーク構造27,37の変形例である。ここでは、結合部25側のチョーク構造27について説明するが、結合部35側のチョーク構造37についても同様である。
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示の技術は上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の技術の要旨の範囲内において、上記の実施形態に種々の変更または改良を加えることが可能である。
第1の通信装置20と第2の通信装置30との組み合わせとしては、次のような組み合わせが考えられる。但し、以下に例示する組み合わせは一例に過ぎず、これらの組み合わせに限られるものではない。尚、第1の通信装置20と第2の通信装置30との間の信号の伝送方式については、片方向(一方向)の伝送方式であってもよいし、双方向の伝送方式であってもよい。
[1]先端部に結合部を有し、先端部に結合部を有する他の導波管と開口端が接触又は近接した状態で配置されて高周波の信号を伝送する導波管を備え、
導波管の結合部は、金属製の管と、金属製の管内の少なくと一部に設けられた誘電体とを有する、
コネクタ装置。
[2]金属製の管は、その開口端面が絶縁層によって覆われている、
上記[1]に記載のコネクタ装置。
[3]結合部の絶縁層は、絶縁性材料の塗装から成る、
上記[2]に記載のコネクタ装置。
[4]導波管は、内部に誘電体が充填された構造を有する、
上記[1]〜[3]のいずれかに記載のコネクタ装置。
[5]導波管の誘電体は、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマー、又はポリイミドである、
上記[4]に記載のコネクタ装置。
[6]結合部の誘電体は、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、熱硬化性樹脂、又は紫外線硬化樹脂である、
上記[4]に記載のコネクタ装置。
[7]導波管の結合部は、開口端の周辺にチョーク構造を有する、
上記[1]〜[6]のいずれかに記載のコネクタ装置。
[8]チョーク構造の溝の深さは、2つの導波管が伝送する高周波の波長の1/4である、
上記[7]に記載のコネクタ装置。
[9]チョーク構造の溝に誘電体が充填されている、
上記[7]に記載のコネクタ装置。
[10]チョーク構造の誘電体は、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂、プラスチック、エンジニアリング・プラスチック、又はスーパーエンジニアリング・プラスチックである、
上記[9]に記載のコネクタ装置。
[11]チョーク構造の溝の深さは、一部の溝部分が他の溝部分と異なる、
上記[7]〜[10]のいずれかに記載のコネクタ装置。
[12]一部の溝部分は、2つ以上設けられている、
上記[11]に記載のコネクタ装置。
[13]一部の溝部分は、導波官が高周波の信号を伝送する際に発生する電界の方向に沿った溝部分に設けられている、
上記[11]又は[12]に記載のコネクタ装置。
[14]導波管は、断面形状が長方形である、
上記[1]〜[13]のいずれかに記載のコネクタ装置。
[15]導波管は、断面の長辺と短辺との寸法比が2:1である、
上記[14]に記載のコネクタ装置。
[16]導波管は、伝送路部及び結合部から成る構造体を一対有し、双方向通信が可能な構造となっている、
上記[15]に記載のコネクタ装置。
[17]一対の構造体は、一体形成されている、
上記[16]に記載のコネクタ装置。
[18]導波管は、断面形状が正方形又は円形である、
上記[1]〜[17]のいずれかに記載のコネクタ装置。
[19]導波管は、
断面形状が正方形であるとき、水平偏波及び垂直偏波による双方向通信が可能であり、 断面形状が円形であるとき、右旋円偏波及び左旋円偏波による双方向通信が可能である、
上記[18]に記載のコネクタ装置。
[20]高周波の信号は、ミリ波帯の信号である、
上記[1]〜[19]のいずれかに記載のコネクタ装置。
[21]先端部に結合部を有し、先端部に結合部を有する他の導波管と開口端が接触又は近接した状態で配置されて高周波の信号を伝送する導波管を備え、
導波管の結合部は、金属製の管と、金属製の管内の少なくと一部に設けられた誘電体とを有しており、
導波管を備える他の通信装置に対して、導波管同士の開口端が接触又は近接した状態で結合し、高周波の信号を伝送する、
通信装置。
[22]高周波の信号は、ミリ波帯の信号である、
上記[21]に記載の通信装置。
Claims (22)
- 先端部に結合部を有し、先端部に結合部を有する他の導波管と開口端が接触又は近接した状態で配置されて高周波の信号を伝送する導波管を備え、
導波管の結合部は、金属製の管と、金属製の管内の少なくと一部に設けられた誘電体とを有する、
コネクタ装置。 - 金属製の管は、その開口端面が絶縁層によって覆われている、
請求項1に記載のコネクタ装置。 - 絶縁層は、絶縁性材料の塗装から成る、
請求項2に記載のコネクタ装置。 - 導波管は、内部に誘電体が充填された構造を有する、
請求項1に記載のコネクタ装置。 - 導波管の誘電体は、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマー、又はポリイミドである、
請求項4に記載のコネクタ装置。 - 結合部の誘電体は、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、熱硬化性樹脂、又は紫外線硬化樹脂である、
請求項4に記載のコネクタ装置。 - 結合部は、開口端の周辺にチョーク構造を有する、
請求項1に記載のコネクタ装置。 - チョーク構造の溝の深さは、2つの導波管が伝送する高周波の波長の1/4である、
請求項7に記載のコネクタ装置。 - チョーク構造の溝に誘電体が充填されている、
請求項7に記載のコネクタ装置。 - チョーク構造の誘電体は、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂、プラスチック、エンジニアリング・プラスチック、又はスーパーエンジニアリング・プラスチックである、
請求項9に記載のコネクタ装置。 - チョーク構造の溝の深さは、一部の溝部分が他の溝部分と異なる、
請求項7に記載のコネクタ装置。 - 一部の溝部分は、2つ以上設けられている、
請求項11に記載のコネクタ装置。 - 一部の溝部分は、導波官が高周波の信号を伝送する際に発生する電界の方向に沿った溝部分に設けられている、
請求項11に記載のコネクタ装置。 - 導波管は、断面形状が長方形である、
請求項1に記載のコネクタ装置。 - 導波管は、断面の長辺と短辺との寸法比が2:1である、
請求項14に記載のコネクタ装置。 - 導波管は、伝送路部及び結合部から成る構造体を一対有し、双方向通信が可能な構造となっている、
請求項15に記載のコネクタ装置。 - 一対の構造体は、一体形成されている、
請求項16に記載のコネクタ装置。 - 導波管は、断面形状が正方形又は円形である、
請求項1に記載のコネクタ装置。 - 導波管は、断面形状が正方形であるとき、水平偏波及び垂直偏波による双方向通信が可能であり、断面形状が円形であるとき、右旋円偏波及び左旋円偏波による双方向通信が可能である、
請求項18に記載のコネクタ装置。 - 高周波の信号は、ミリ波帯の信号である、
請求項1に記載のコネクタ装置。 - 先端部に結合部を有し、先端部に結合部を有する他の導波管と開口端が接触又は近接した状態で配置されて高周波の信号を伝送する導波管を備え、
導波管の結合部は、金属製の管と、金属製の管内の少なくと一部に設けられた誘電体とを有しており、
導波管を備える他の通信装置に対して、導波管同士の開口端が接触又は近接した状態で結合し、高周波の信号を伝送する、
通信装置。 - 高周波の信号は、ミリ波帯の信号である、
請求項21に記載の通信装置。
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