JP3201696B2 - 非接触ロータリージョイント - Google Patents
非接触ロータリージョイントInfo
- Publication number
- JP3201696B2 JP3201696B2 JP07683094A JP7683094A JP3201696B2 JP 3201696 B2 JP3201696 B2 JP 3201696B2 JP 07683094 A JP07683094 A JP 07683094A JP 7683094 A JP7683094 A JP 7683094A JP 3201696 B2 JP3201696 B2 JP 3201696B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- line
- signal
- conductor plate
- signal transmission
- rotary joint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Waveguide Connection Structure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固定部と、固定部に回
転自在に支持された回転部との間で高周波信号を伝送す
る非接触ロータリージョイントに関する。
転自在に支持された回転部との間で高周波信号を伝送す
る非接触ロータリージョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年のＢＳ（Broadcasting Satellite）
等の衛星通信の普及に伴い、自動車・列車などの移動体
においても高画質な衛星放送を楽しみたいという要望が
高まっている。ここで、ＢＳを十分な強度で受信するた
めには、ビーム幅の非常に狭い高感度のアンテナを用い
なければならない。一方、自動車などの移動体では、衛
星の方向が車両の走行に伴い変化する。そこで、移動体
において、ＢＳを受信するためには、移動体の動きに応
じてビームの方位角および仰角を制御して、常にビーム
を衛星方向に保つ必要がある。
等の衛星通信の普及に伴い、自動車・列車などの移動体
においても高画質な衛星放送を楽しみたいという要望が
高まっている。ここで、ＢＳを十分な強度で受信するた
めには、ビーム幅の非常に狭い高感度のアンテナを用い
なければならない。一方、自動車などの移動体では、衛
星の方向が車両の走行に伴い変化する。そこで、移動体
において、ＢＳを受信するためには、移動体の動きに応
じてビームの方位角および仰角を制御して、常にビーム
を衛星方向に保つ必要がある。
【０００３】このうち、方位角については全ての方向
（３６０°以上）にビームを向ける必要があるため、ア
ンテナ素子を方位角面において機械的に回転させる方法
が一般に使用されている。従って、アンテナ素子で受信
した受信信号（ＢＳ−ＩＦ信号（１０１５〜１３５０Ｍ
Ｈｚ））を車室内のＢＳチューナーに伝送するために、
ＢＳ−ＩＦ信号の周波数帯の高周波信号を伝送する回転
自在のロータリージョイントが必要になる。
（３６０°以上）にビームを向ける必要があるため、ア
ンテナ素子を方位角面において機械的に回転させる方法
が一般に使用されている。従って、アンテナ素子で受信
した受信信号（ＢＳ−ＩＦ信号（１０１５〜１３５０Ｍ
Ｈｚ））を車室内のＢＳチューナーに伝送するために、
ＢＳ−ＩＦ信号の周波数帯の高周波信号を伝送する回転
自在のロータリージョイントが必要になる。
【０００４】高周波信号を伝送するロータリージョイン
トには、大別して、 機械的な接点によって信号を伝送するもの（接触型） 静電結合あるいは電磁結合によって非接触で信号を伝
送するもの（非接触型）の２種類がある。
トには、大別して、 機械的な接点によって信号を伝送するもの（接触型） 静電結合あるいは電磁結合によって非接触で信号を伝
送するもの（非接触型）の２種類がある。
【０００５】このうちの接触型は、伝送特性は優れて
いるが接点の摩耗により使用回転数が制限される。この
ため、移動体の走行に伴い始終ビームの方向を変更する
移動体ＢＳアンテナ用としては不適当である。従って、
移動体ＢＳアンテナ用としては、一般にの非接触型が
用いられている。
いるが接点の摩耗により使用回転数が制限される。この
ため、移動体の走行に伴い始終ビームの方向を変更する
移動体ＢＳアンテナ用としては不適当である。従って、
移動体ＢＳアンテナ用としては、一般にの非接触型が
用いられている。
【０００６】一方、移動体ＢＳアンテナ用の非接触型の
ロータリージョイントでは、 １）伝送損失が少ない ２）伝送特性の回転による方向依存性が少ない ３）ＢＳ−ＩＦ帯域内での伝送特性の周波数依存性が少
ない（広帯域である）の点が重要となる。
ロータリージョイントでは、 １）伝送損失が少ない ２）伝送特性の回転による方向依存性が少ない ３）ＢＳ−ＩＦ帯域内での伝送特性の周波数依存性が少
ない（広帯域である）の点が重要となる。
【０００７】特開平３−４１８０１号公報には、このよ
うな非接触ロータリージョイントの一例が示されてい
る。この例では、図１１に示すように、固定部１０に
は、回転部１２が対向配置されている。また、この固定
部１０および回転部１２の対向部にはそれぞれプリント
基板１４、１６が配置されている。そして、このプリン
ト基板１４、１６の表面には、螺旋状のインダクタンス
素子１８が形成されている。また、プリント基板１４、
１６の表面に形成されたインダクタンス素子１８には、
同軸給電線２０、２２の中心導体２０ａ、２２ａが接続
されている。ここで、インダクタンス素子１８の長さ
は、λｇ ／４（λｇ ：実効波長）に設定されてい
る。
うな非接触ロータリージョイントの一例が示されてい
る。この例では、図１１に示すように、固定部１０に
は、回転部１２が対向配置されている。また、この固定
部１０および回転部１２の対向部にはそれぞれプリント
基板１４、１６が配置されている。そして、このプリン
ト基板１４、１６の表面には、螺旋状のインダクタンス
素子１８が形成されている。また、プリント基板１４、
１６の表面に形成されたインダクタンス素子１８には、
同軸給電線２０、２２の中心導体２０ａ、２２ａが接続
されている。ここで、インダクタンス素子１８の長さ
は、λｇ ／４（λｇ ：実効波長）に設定されてい
る。
【０００８】このような非接触ロータリージョイントに
よれば、回転部１２を自由に回転でき、この状態で一対
のインダクタンス素子１８間において、高周波信号を伝
送できる。特に、螺旋状に形成した一対のインダクタン
ス素子１８を対向配置させ分布容量結合させることによ
り、通常の集中定数コイルを用いたものと比較して分布
容量が大きくなる。従って、インダクタンス素子１８間
における伝送のＱが低くなり、広帯域において高い伝送
特性が得られるという特徴を持っている。
よれば、回転部１２を自由に回転でき、この状態で一対
のインダクタンス素子１８間において、高周波信号を伝
送できる。特に、螺旋状に形成した一対のインダクタン
ス素子１８を対向配置させ分布容量結合させることによ
り、通常の集中定数コイルを用いたものと比較して分布
容量が大きくなる。従って、インダクタンス素子１８間
における伝送のＱが低くなり、広帯域において高い伝送
特性が得られるという特徴を持っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１１のイン
ダクタンス素子の長さはλｇ ／４であるため、インダ
クタンス素子１８上の電流分布は図１２に示すように中
心部（同軸線路２０または２２との接続部）で最大とな
り、外周部の先端で０となる。そのため、このインダク
タンス素子１８上の電流によって誘起される磁界の強さ
は中心部分で大きく、外周に向うほど小さくなる。従っ
て、この非接触ロータリージョイントの伝送特性は、図
１３に示されるような、インダクタンス素子１８の外周
径に対し、比較的小径であるコイルを用いた回転トラン
スと相似と考えられる。
ダクタンス素子の長さはλｇ ／４であるため、インダ
クタンス素子１８上の電流分布は図１２に示すように中
心部（同軸線路２０または２２との接続部）で最大とな
り、外周部の先端で０となる。そのため、このインダク
タンス素子１８上の電流によって誘起される磁界の強さ
は中心部分で大きく、外周に向うほど小さくなる。従っ
て、この非接触ロータリージョイントの伝送特性は、図
１３に示されるような、インダクタンス素子１８の外周
径に対し、比較的小径であるコイルを用いた回転トラン
スと相似と考えられる。
【００１０】このため、固定部および回転部に取り付け
る際にインダクタンス素子１８間に位置ずれが発生し、
図１４に示すように、素子の中心が回転中心に対してず
れた場合、伝送損失が大きくなり、またコイル同士の対
面する面積が回転により変化するため、伝送特性の方向
依存性が強くなるという問題点があった。
る際にインダクタンス素子１８間に位置ずれが発生し、
図１４に示すように、素子の中心が回転中心に対してず
れた場合、伝送損失が大きくなり、またコイル同士の対
面する面積が回転により変化するため、伝送特性の方向
依存性が強くなるという問題点があった。
【００１１】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、位置ずれが発生した場合
でも伝送損失の増加が少なく、また伝送特性の方向依存
性を少なくすることができる非接触ロータリージョイン
トを提供することを目的とする。
題としてなされたものであり、位置ずれが発生した場合
でも伝送損失の増加が少なく、また伝送特性の方向依存
性を少なくすることができる非接触ロータリージョイン
トを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、固
定部および回転部を対向配置すると共に、この対向部分
に信号伝送素子をそれぞれ設け、これら信号伝送素子間
で高周波信号を非接触で伝送する非接触ロータリージョ
イントであって、上記信号伝送素子は、導電体からなる
接地導体板と、接地導体板上に誘電体層を介して形成さ
れた伝送信号の波長の約１／４の線路長を有する略一周
の螺旋状の線路であって、一端が接地導体板に接地され
ると共に、他端が開放されており、開放端が接地端近傍
に位置するように回転部の回転軸の回りに周回する結合
線路と、をそれぞれ有し、各信号伝達素子の接地導体板
には信号を伝達する同軸給電線の外導体を接続し、結合
線路には同軸給電線の中心導体を接続している。
定部および回転部を対向配置すると共に、この対向部分
に信号伝送素子をそれぞれ設け、これら信号伝送素子間
で高周波信号を非接触で伝送する非接触ロータリージョ
イントであって、上記信号伝送素子は、導電体からなる
接地導体板と、接地導体板上に誘電体層を介して形成さ
れた伝送信号の波長の約１／４の線路長を有する略一周
の螺旋状の線路であって、一端が接地導体板に接地され
ると共に、他端が開放されており、開放端が接地端近傍
に位置するように回転部の回転軸の回りに周回する結合
線路と、をそれぞれ有し、各信号伝達素子の接地導体板
には信号を伝達する同軸給電線の外導体を接続し、結合
線路には同軸給電線の中心導体を接続している。
【００１３】このように、本発明に係る非接触型ロータ
リージョイントは、対向配置された信号伝送素子間で高
周波信号を非接触で伝達する。このため、使用回転数に
限界がなく、移動体の走行に対応して、ビーム方向を始
終変更しても問題がない。
リージョイントは、対向配置された信号伝送素子間で高
周波信号を非接触で伝達する。このため、使用回転数に
限界がなく、移動体の走行に対応して、ビーム方向を始
終変更しても問題がない。
【００１４】また、結合線路は、線路長が伝搬波長の１
／４の長さの略一周の螺旋状であり、一端が接地端、他
端が開放端になっている。このため、この結合線路に流
れる電流は、接地端で最大、開放端で最小となるが、接
地端と開放端とが近傍に位置することによって、電流量
が相補われる。従って、結合線路間の伝送効率が良く、
伝送損失が少なく、かつ伝送特性の方向依存性が小さ
い。このため、取り付け時の位置ずれによる伝送損失・
方向依存性を小さくすることができる。
／４の長さの略一周の螺旋状であり、一端が接地端、他
端が開放端になっている。このため、この結合線路に流
れる電流は、接地端で最大、開放端で最小となるが、接
地端と開放端とが近傍に位置することによって、電流量
が相補われる。従って、結合線路間の伝送効率が良く、
伝送損失が少なく、かつ伝送特性の方向依存性が小さ
い。このため、取り付け時の位置ずれによる伝送損失・
方向依存性を小さくすることができる。
【００１５】そして、第１の発明は、上記螺旋状の結合
線路に一端が接続され、他端が回転軸中心にまで伸びる
給電線路を有し、この給電線路の回転軸中心付近に同軸
給電線の中心導体を接続することによって、結合線路に
給電することを特徴とする。
線路に一端が接続され、他端が回転軸中心にまで伸びる
給電線路を有し、この給電線路の回転軸中心付近に同軸
給電線の中心導体を接続することによって、結合線路に
給電することを特徴とする。
【００１６】このため、回転部の結合線路を給電点を中
心に回転させることができ、好適な信号伝送を行うこと
ができる。
心に回転させることができ、好適な信号伝送を行うこと
ができる。
【００１７】また、第２の発明は、各信号伝送素子の螺
旋状結合線路の線長を異なる長さにすることを特徴とす
る。これによって、信号伝送素子における複数共振化が
図れ、伝送周波数帯域幅を広くすることができる。
旋状結合線路の線長を異なる長さにすることを特徴とす
る。これによって、信号伝送素子における複数共振化が
図れ、伝送周波数帯域幅を広くすることができる。
【００１８】さらに、第３の発明は、上記給電線路部分
にアッテネータを接続したことを特徴とする。これによ
って、伝送したい周波数以外の帯域の信号の反射を十分
小さくすることができ、寄生発振等が発生せず、回路を
安定して動作させることができる。
にアッテネータを接続したことを特徴とする。これによ
って、伝送したい周波数以外の帯域の信号の反射を十分
小さくすることができ、寄生発振等が発生せず、回路を
安定して動作させることができる。
【００１９】
【実施例】以下に、本発明に係る非接触型ロータリージ
ョイントの実施例について図面に基づいて説明する。
ョイントの実施例について図面に基づいて説明する。
【００２０】［第１実施例］第１実施例の要部構成を図
１〜図３に示す。本実施例のロータリージョイントは、
図２に示すように、対向配置された一対のプリント基板
（信号伝送素子）３０から構成されている。この例は、
車載用のアンテナに用いるロータリージョイントであ
り、プリント基板３０ａは車体に固定された固定部側に
設けられたものであり、プリント基板３０ｂは固定部に
対しベアリング等により回転可能に支持された回転部側
に設けられたものである。
１〜図３に示す。本実施例のロータリージョイントは、
図２に示すように、対向配置された一対のプリント基板
（信号伝送素子）３０から構成されている。この例は、
車載用のアンテナに用いるロータリージョイントであ
り、プリント基板３０ａは車体に固定された固定部側に
設けられたものであり、プリント基板３０ｂは固定部に
対しベアリング等により回転可能に支持された回転部側
に設けられたものである。
【００２１】プリント基板３０ａ、３０ｂ（３０）は、
図３に示すように、セラミック、プラスチック等の誘電
体の板からなるの基板本体３１を有し、この基板本体３
１の裏面には薄い銅層からなる接地面（グラウンド面）
３２が形成され、表面にはマイクロストリップ線路から
なる結合線路３４が形成されている。
図３に示すように、セラミック、プラスチック等の誘電
体の板からなるの基板本体３１を有し、この基板本体３
１の裏面には薄い銅層からなる接地面（グラウンド面）
３２が形成され、表面にはマイクロストリップ線路から
なる結合線路３４が形成されている。
【００２２】そして、この結合線路３４は、図１に示す
ように、回転部の回転軸の回りを略一周周回する螺旋状
であり、その長さが伝送信号の実効波長λｇ の略１／
４に設定されている。そして、結合線路３４の一端（接
地端）Ｐ1 は、スルーホールで裏面に接続されて接地さ
れ、もう一端（開放端）Ｐ２は開放となっている。ま
た、結合線路３４は、接地端Ｐ１と開放端Ｐ２とが近接
して位置するものであり、本実施例では、開放端Ｐ２側
が接地端Ｐ１側に対して外側にあって、両者が若干オー
バーラップするように形成されている。なお、開放端Ｐ
２側が内側に位置してもよい。また、この結合線路３４
の所定部分（この例では、接地端から９０°程度離れた
点）から中心に向けて給電線路３６がマイクロストリッ
プ線路で形成されている。
ように、回転部の回転軸の回りを略一周周回する螺旋状
であり、その長さが伝送信号の実効波長λｇ の略１／
４に設定されている。そして、結合線路３４の一端（接
地端）Ｐ1 は、スルーホールで裏面に接続されて接地さ
れ、もう一端（開放端）Ｐ２は開放となっている。ま
た、結合線路３４は、接地端Ｐ１と開放端Ｐ２とが近接
して位置するものであり、本実施例では、開放端Ｐ２側
が接地端Ｐ１側に対して外側にあって、両者が若干オー
バーラップするように形成されている。なお、開放端Ｐ
２側が内側に位置してもよい。また、この結合線路３４
の所定部分（この例では、接地端から９０°程度離れた
点）から中心に向けて給電線路３６がマイクロストリッ
プ線路で形成されている。
【００２３】一方、このプリント基板３０の中心には、
裏面側から同軸線路３８が接続されている。すなわち、
図３に示すように、同軸線路３８の外部導体３８Ｂは、
プリント基板３０の接地面３２に接続され、また中心導
体３８Ａは表面に導かれ、給電線路３６の中心側端（給
電点）Ｐ３に接続されており、中心導体３８Ａは給電線
路３６を介し結合線路３４に接続される（図１、２参
照）。なお、この給電線路３６の結合線路３４への接続
点Ｐ４が動作における実質的な給電点になる。
裏面側から同軸線路３８が接続されている。すなわち、
図３に示すように、同軸線路３８の外部導体３８Ｂは、
プリント基板３０の接地面３２に接続され、また中心導
体３８Ａは表面に導かれ、給電線路３６の中心側端（給
電点）Ｐ３に接続されており、中心導体３８Ａは給電線
路３６を介し結合線路３４に接続される（図１、２参
照）。なお、この給電線路３６の結合線路３４への接続
点Ｐ４が動作における実質的な給電点になる。
【００２４】ここで、結合線路３４の線長はλｇ ／４
である。このため、開放端では電圧が最大でかつ電流０
となり、ここにおけるインピーダンスは無限大となる。
逆に、接地端では電流最大で電圧０となってインピーダ
ンスは０となる。従って、結合線路３４における給電線
路３６を接続する接続点を適当に選ぶことにより、接続
点Ｐ４におけるインピーダンスを任意の値とすることが
できる。そこで、給電線路３６を結合線路３４に接続す
る点Ｐ４を同軸線路３８のインピーダンスに応じて設定
することにより、給電線路３６および同軸線路３８を整
合良く接続することができる。
である。このため、開放端では電圧が最大でかつ電流０
となり、ここにおけるインピーダンスは無限大となる。
逆に、接地端では電流最大で電圧０となってインピーダ
ンスは０となる。従って、結合線路３４における給電線
路３６を接続する接続点を適当に選ぶことにより、接続
点Ｐ４におけるインピーダンスを任意の値とすることが
できる。そこで、給電線路３６を結合線路３４に接続す
る点Ｐ４を同軸線路３８のインピーダンスに応じて設定
することにより、給電線路３６および同軸線路３８を整
合良く接続することができる。
【００２５】そして、上記のように構成されたプリント
基板３０ａ、３０ｂをその表面同士（結合線路３４同
士）が対向するよう所定の間隔を隔てて保持する。この
とき、プリント基板３０ａ、３０ｂにおける螺旋状の結
合線路３４の中心が回転部の回転中心に一致するように
する。すなわち、車体の屋根等の固定部にプリント基板
３０ａを固定し、ここにベアリング等によって回転自在
に支持された回転部側にプリント基板３０ｂを固定し、
両者を対向配置する。これによって、回転部を固定部に
対し回転した場合にも、２つのプリント基板３０ａ、３
０ｂの結合線路３４同士の電磁結合により高周波信号の
伝送が行われる。
基板３０ａ、３０ｂをその表面同士（結合線路３４同
士）が対向するよう所定の間隔を隔てて保持する。この
とき、プリント基板３０ａ、３０ｂにおける螺旋状の結
合線路３４の中心が回転部の回転中心に一致するように
する。すなわち、車体の屋根等の固定部にプリント基板
３０ａを固定し、ここにベアリング等によって回転自在
に支持された回転部側にプリント基板３０ｂを固定し、
両者を対向配置する。これによって、回転部を固定部に
対し回転した場合にも、２つのプリント基板３０ａ、３
０ｂの結合線路３４同士の電磁結合により高周波信号の
伝送が行われる。
【００２６】前述のように結合線路３４の線路長がλ
ｇ ／４であるため、結合線路３４上の電流分布は図４
に示すように接地端側で最大であり、開放端側で最小と
なる。そして、本実施例では、結合線路３４を略一周の
螺旋状とし、接地端Ｐ１側と開放端Ｐ２側をオーバーラ
ップさせているため、電流最大の部分と最小の部分が重
なって周上の電流分布がほぼ一定となる。このため、結
合線路３４の電流によって誘起される磁界の強さも周上
でほぼ一定となる。従って、本実施例の非接触ロータリ
ージョイントの伝送特性は、図５に示すように、結合線
路３４の径とほぼ等しい大きさのコイルを用いた回転ト
ランスと相似となり、従来技術と比較して回転トランス
の径が大きくなる。そこで、プリント基板３０ａ、３０
ｂを対向配置した時において、多少の位置ずれが発生し
た場合でも伝送損失や、伝送量の方向依存性が少なくな
り、良好な特性を得ることができる。
ｇ ／４であるため、結合線路３４上の電流分布は図４
に示すように接地端側で最大であり、開放端側で最小と
なる。そして、本実施例では、結合線路３４を略一周の
螺旋状とし、接地端Ｐ１側と開放端Ｐ２側をオーバーラ
ップさせているため、電流最大の部分と最小の部分が重
なって周上の電流分布がほぼ一定となる。このため、結
合線路３４の電流によって誘起される磁界の強さも周上
でほぼ一定となる。従って、本実施例の非接触ロータリ
ージョイントの伝送特性は、図５に示すように、結合線
路３４の径とほぼ等しい大きさのコイルを用いた回転ト
ランスと相似となり、従来技術と比較して回転トランス
の径が大きくなる。そこで、プリント基板３０ａ、３０
ｂを対向配置した時において、多少の位置ずれが発生し
た場合でも伝送損失や、伝送量の方向依存性が少なくな
り、良好な特性を得ることができる。
【００２７】なお、略一周の螺旋状をなす結合線路３４
の線路長（周長）は前述の如くλｇ／４程度である必要
があり、結合線路３４の径（すなわち回転トランスの
径）を大きくしつつ、周上の電流分布がほぼ一定となる
ためには接地端Ｐ１より開放端Ｐ２までの周回の角度は
３１５°（すなわちオーバーラップしない角度）ないし
４５０°（すなわちオーバーラップする角度）が望まし
く、さらには３６０°〜４２０°（オーバーラップ角と
して０°〜６０°）程度とすることで、上記電流分布の
均一性が高められ好適である。
の線路長（周長）は前述の如くλｇ／４程度である必要
があり、結合線路３４の径（すなわち回転トランスの
径）を大きくしつつ、周上の電流分布がほぼ一定となる
ためには接地端Ｐ１より開放端Ｐ２までの周回の角度は
３１５°（すなわちオーバーラップしない角度）ないし
４５０°（すなわちオーバーラップする角度）が望まし
く、さらには３６０°〜４２０°（オーバーラップ角と
して０°〜６０°）程度とすることで、上記電流分布の
均一性が高められ好適である。
【００２８】図６に伝送特性を示す。このように、共振
周波数（波長λｇに対応する周波数ｆｇ）を中心とし
て、高い伝送特性を得ることができる。
周波数（波長λｇに対応する周波数ｆｇ）を中心とし
て、高い伝送特性を得ることができる。
【００２９】［第２実施例］図７に本発明の第２実施例
の構成を示す。上記第１実施例では、２つのプリント基
板３０ａ、３０ｂの結合線路３４の線路長が等しいた
め、共振周波数付近では非常に低損失となるが、帯域幅
は比較的狭くなる。移動体ＢＳアンテナでは、ＢＳ−Ｉ
Ｆ信号（１０１５ＭＨｚ〜１３５０ＭＨｚ）という広範
囲において、固定部と回転部の間で信号伝送を行う必要
がある。このため、この周波数範囲における伝送損失が
ほぼ一定であることが望ましい。
の構成を示す。上記第１実施例では、２つのプリント基
板３０ａ、３０ｂの結合線路３４の線路長が等しいた
め、共振周波数付近では非常に低損失となるが、帯域幅
は比較的狭くなる。移動体ＢＳアンテナでは、ＢＳ−Ｉ
Ｆ信号（１０１５ＭＨｚ〜１３５０ＭＨｚ）という広範
囲において、固定部と回転部の間で信号伝送を行う必要
がある。このため、この周波数範囲における伝送損失が
ほぼ一定であることが望ましい。
【００３０】したがって、第２実施例では、２つのプリ
ント基板３０ａ、３０ｂにおける結合線路３４の線路長
を異なる長さにしている。これにより、結合線路３４
ａ、３４ｂにおける共振点が互いに異なるものになる。
そこで、第２実施例のロータリージョイントでは、図８
に示すように、複共振となり、伝送帯域が広帯域化され
る。このため、伝送損失は第１実施例の最小の点よりも
若干増加するが、広い周波数範囲に対しほぼ一定の伝送
特性が得られる。なお、伝送帯域内の周波数特性をほぼ
平坦とするために、結合線路３４ａ，３４ｂの共振周波
数差は概ね２０％以内が好適である。
ント基板３０ａ、３０ｂにおける結合線路３４の線路長
を異なる長さにしている。これにより、結合線路３４
ａ、３４ｂにおける共振点が互いに異なるものになる。
そこで、第２実施例のロータリージョイントでは、図８
に示すように、複共振となり、伝送帯域が広帯域化され
る。このため、伝送損失は第１実施例の最小の点よりも
若干増加するが、広い周波数範囲に対しほぼ一定の伝送
特性が得られる。なお、伝送帯域内の周波数特性をほぼ
平坦とするために、結合線路３４ａ，３４ｂの共振周波
数差は概ね２０％以内が好適である。
【００３１】［第３実施例］上述の図６および図８から
明らかなように、本発明の非接触ロータリージョイント
は、ある周波数範囲の信号を伝送する一種のバンドパス
フィルタとして作用する。従って、伝送帯域以外の周波
数帯域では不整合状態となり、特に広帯域な増幅器と接
続した場合に寄生発振などの不具合が発生する可能性が
ある。そこで、第３実施例では、図９に示すように、給
電線路３６にチップ抵抗等を用いたアッテネータ４０を
挿入配置する。これによって、通過帯域における伝送損
失は若干増大するものの、通過帯域外における反射が軽
減し整合が改善されるため、回路が安定に動作するよう
になり、信頼性が向上する。
明らかなように、本発明の非接触ロータリージョイント
は、ある周波数範囲の信号を伝送する一種のバンドパス
フィルタとして作用する。従って、伝送帯域以外の周波
数帯域では不整合状態となり、特に広帯域な増幅器と接
続した場合に寄生発振などの不具合が発生する可能性が
ある。そこで、第３実施例では、図９に示すように、給
電線路３６にチップ抵抗等を用いたアッテネータ４０を
挿入配置する。これによって、通過帯域における伝送損
失は若干増大するものの、通過帯域外における反射が軽
減し整合が改善されるため、回路が安定に動作するよう
になり、信頼性が向上する。
【００３２】［伝送特性の例］移動体ＢＳアンテナ用に
作成した本発明の実施例である非接触ロータリージョイ
ントの伝送特性をネットワークアナライザで測定した結
果を図１０に示す。ここで、本例のロータリージョイン
トは、広帯域化のための複共振化（第２実施例）、およ
び通過帯域外の整合改善のためのアッテネータ４０の付
加（第３実施例）を行っており、第２実施例および第３
実施例の特徴を兼ね備えたものになっている。なお、ア
ッテネータ４０は回転部側、固定部側の給電線路３６に
それぞれ３ｄＢずつ挿入されている。また、本例におけ
る結合線路の波長短縮率は約０．５５、長い方の結合線
路長は３７．５mm、短い方は３１．７mmであり、また、
２つのプリント基板３０ａ、３０ｂの間隔は２mmであ
る。
作成した本発明の実施例である非接触ロータリージョイ
ントの伝送特性をネットワークアナライザで測定した結
果を図１０に示す。ここで、本例のロータリージョイン
トは、広帯域化のための複共振化（第２実施例）、およ
び通過帯域外の整合改善のためのアッテネータ４０の付
加（第３実施例）を行っており、第２実施例および第３
実施例の特徴を兼ね備えたものになっている。なお、ア
ッテネータ４０は回転部側、固定部側の給電線路３６に
それぞれ３ｄＢずつ挿入されている。また、本例におけ
る結合線路の波長短縮率は約０．５５、長い方の結合線
路長は３７．５mm、短い方は３１．７mmであり、また、
２つのプリント基板３０ａ、３０ｂの間隔は２mmであ
る。
【００３３】また、図１０の測定においては、伝送特性
の周波数特性と方向依存性を同時に測定するため、測定
は回転部側を高速に回転させながら周波数掃引をゆっく
り行っている。従って、測定データ中の細かい変動幅が
伝送損失の方向依存性を示している。なお、図中のマー
カー△１からマーカ▽２の間が、移動体ＢＳアンテナに
必要な伝送帯域を示している。
の周波数特性と方向依存性を同時に測定するため、測定
は回転部側を高速に回転させながら周波数掃引をゆっく
り行っている。従って、測定データ中の細かい変動幅が
伝送損失の方向依存性を示している。なお、図中のマー
カー△１からマーカ▽２の間が、移動体ＢＳアンテナに
必要な伝送帯域を示している。
【００３４】この図１０における測定データから、所望
帯域内における伝送損失は最大１２ｄＢ、周波数に対す
る変動幅は３ｄＢ以内、方向依存性は２ｄＢ以内と移動
体ＢＳアンテナ用の非接触ロータリージョイントとして
十分な性能が得られていることがわかる。
帯域内における伝送損失は最大１２ｄＢ、周波数に対す
る変動幅は３ｄＢ以内、方向依存性は２ｄＢ以内と移動
体ＢＳアンテナ用の非接触ロータリージョイントとして
十分な性能が得られていることがわかる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る非接
触型ロータリージョイントは、 非接触であるため、使用回転数に限界がない。 結合線路を略一周の螺旋状にしたため、結合線路間の
伝送効率が良く、伝送損失が少なく、かつ伝送特性の方
向依存性が小さい。このため、取り付け時の位置ずれに
よる伝送損失・方向依存性の増大も少ない。 さらに、一対の結合線路の線路長を異なるものにする
ことによって、伝送周波数帯域幅を広くすることができ
る。
触型ロータリージョイントは、 非接触であるため、使用回転数に限界がない。 結合線路を略一周の螺旋状にしたため、結合線路間の
伝送効率が良く、伝送損失が少なく、かつ伝送特性の方
向依存性が小さい。このため、取り付け時の位置ずれに
よる伝送損失・方向依存性の増大も少ない。 さらに、一対の結合線路の線路長を異なるものにする
ことによって、伝送周波数帯域幅を広くすることができ
る。
【００３６】さらに、アッテネータを設けることによ
って、寄生発振等が発生せず、回路が安定に動作する。
って、寄生発振等が発生せず、回路が安定に動作する。
【００３７】等の優れた特徴が得られる。
【００３８】従って、移動体ＢＳアンテナ等において高
周波信号を回転部／固定部間で伝送するのに好適であ
る。
周波信号を回転部／固定部間で伝送するのに好適であ
る。
【図１】第１実施例のプリント基板の構成を示す図であ
る。
る。
【図２】第１実施例の一対のプリント基板の配置を示す
図である。
図である。
【図３】第１実施例の同軸給電線の接続状態を示す図で
ある。
ある。
【図４】第１実施例の結合線路上の電流状態を示す図で
ある。
ある。
【図５】第１実施例の結合線路に相似な回転トランスを
示す図である。
示す図である。
【図６】第１実施例の伝送損失の周波数特性を示す図で
ある。
ある。
【図７】第２実施例のプリント基板の構成を示す図であ
る。
る。
【図８】第２実施例の伝送損失の周波数特性を示す図で
ある。
ある。
【図９】第３実施例のプリント基板の構成を示す図であ
る。
る。
【図１０】実施例の伝送特性の一例を示す図である。
【図１１】従来例のプリント基板の構成を示す図であ
る。
る。
【図１２】従来例の電流特性を示す図である。
【図１３】従来例に相似な回転トランスを示す図であ
る。
る。
【図１４】従来例の伝送損失および方向依存性を示す図
である。
である。
３０ プリント基板（信号伝送素子） ３２ 接地面 ３４ 結合線路 ３６ 給電線路 ３８ 同軸給電線 ３８Ａ 中心導体 ３８Ｂ 外部導体 Ｐ１ 接地端 Ｐ２ 開放端 Ｐ３ 中心端（給電点） Ｐ４ 接続点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 俊明 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 小川 勝 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 森田 真 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 匂坂 敦志 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−84404（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−304001（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 1/06
Claims (3)
- 【請求項１】 固定部および回転部を対向配置すると共
に、この対向部分に信号伝送素子をそれぞれ設け、これ
ら信号伝送素子間で高周波信号を非接触で伝送する非接
触ロータリージョイントであって、 上記信号伝送素子は、 導電体からなる接地導体板と、 接地導体板上に誘電体層を介して形成された伝送信号の
波長の約１／４の線路長を有する略一周の螺旋状の線路
であって、一端が接地導体板に接地されると共に、他端
が開放されており、開放端が接地端近傍に位置するよう
に回転部の回転軸の回りに周回する結合線路と、上記螺旋状の結合線路に一端が接続され、他端が回転軸
中心にまで伸びる給電線路と、 をそれぞれ有し、 各信号伝達素子の接地導体板には信号を伝達する同軸給
電線の外導体を接続し、上記給電線路の回転軸中心付近
に同軸給電線の中心導体を接続することによって、結合
線路に給電することを特徴とする非接触ロータリージョ
イント。 - 【請求項２】 固定部および回転部を対向配置すると共
に、この対向部分に信号伝送素子をそれぞれ設け、これ
ら信号伝送素子間で高周波信号を非接触で伝送する非接
触ロータリージョイントであって、 上記信号伝送素子は、 導電体からなる接地導体板と、 接地導体板上に誘電体層を介して形成された伝送信号の
波長の約１／４の線路長を有する略一周の螺旋状の線路
であって、一端が接地導体板に接地されると共に、他端
が開放されており、開放端が接地端近傍に位置するよう
に回転部の回転軸の回りに周回する結合線路と、 をそれぞれ有し、 各信号伝達素子の接地導体板には信号を伝達する同軸給
電線の外導体を接続し、結合線路には同軸給電線の中心
導体を接続するとともに、前記各信号伝送素子の螺旋状
結合線路の線長を異なる長さにする ことを特徴とする非
接触ロータリージョイント。 - 【請求項３】 固定部および回転部を対向配置すると共
に、この対向部分に信号伝送素子をそれぞれ設け、これ
ら信号伝送素子間で高周波信号を非接触で伝送する非接
触ロータリージョイントであって、 上記信号伝送素子は、 導電体からなる接地導体板と、 接地導体板上に誘電体層を介して形成された伝送信号の
波長の約１／４の線路長を有する略一周の螺旋状の線路
であって、一端が接地導体板に接地されると共に、他端
が開放されており、開放端が接地端近傍に位置するよう
に回転部の回転軸の回りに周回する結合線路と、 をそれぞれ有し、 各信号伝達素子の接地導体板には信号を伝達する同軸給
電線の外導体を接続し、結合線路には同軸給電線の中心
導体を接続するとともに、上記給電線路部分にアッテネ
ータを接続したこと を特徴とする非接触ロータリージョ
イント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07683094A JP3201696B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 非接触ロータリージョイント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07683094A JP3201696B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 非接触ロータリージョイント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07288401A JPH07288401A (ja) | 1995-10-31 |
| JP3201696B2 true JP3201696B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=13616605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07683094A Expired - Fee Related JP3201696B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 非接触ロータリージョイント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201696B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7623081B2 (en) * | 2008-01-25 | 2009-11-24 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Wireless UWB connection for rotating RF antenna array |
| WO2013065238A1 (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-10 | パナソニック株式会社 | 共鳴結合器 |
-
1994
- 1994-04-15 JP JP07683094A patent/JP3201696B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07288401A (ja) | 1995-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7245268B2 (en) | Quadrifilar helical antenna | |
| EP1590857B1 (en) | Low profile dual frequency dipole antenna structure | |
| EP1031174B1 (en) | Dual mode quadrifilar helix antenna and associated methods of operation | |
| US7369095B2 (en) | Source-antennas for transmitting/receiving electromagnetic waves | |
| US5898408A (en) | Window mounted mobile antenna system using annular ring aperture coupling | |
| EP0969547B1 (en) | Antenna device | |
| US7173576B2 (en) | Handset quadrifilar helical antenna mechanical structures | |
| KR101202969B1 (ko) | 광대역 안테나 | |
| JPH02223201A (ja) | 導波管結合構造 | |
| KR20010052967A (ko) | 나선형 안테나 | |
| US20050237244A1 (en) | Compact RF antenna | |
| JP2001521311A (ja) | バランを含む小型アンテナ構造 | |
| CA2314688A1 (en) | Printed bi-polarization antenna and corresponding network of antennas | |
| US8928537B2 (en) | Multiband antenna | |
| EP1032076B1 (en) | Antenna apparatus and radio device using antenna apparatus | |
| JP4101514B2 (ja) | アンテナ装置 | |
| EP0955689B1 (en) | Plane antenna, and portable radio using same | |
| JPH0918393A (ja) | 非接触型高周波信号伝送装置 | |
| KR20020019616A (ko) | 임피던스 정합 회로 및 안테나 장치 | |
| JP3201696B2 (ja) | 非接触ロータリージョイント | |
| US5777584A (en) | Planar antenna | |
| JPH05136627A (ja) | 移動体用アンテナ | |
| JP4012414B2 (ja) | ２周波用共用スリーブアンテナ | |
| KR100768788B1 (ko) | 람다/4 단락 스터브를 이용한 위상 보정 기능을 갖는큐에이치에이 급전구조 | |
| KR100895851B1 (ko) | 안테나 임피던스 측정을 위한 큐에이치에이 급전 회로 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080622 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090622 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090622 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110622 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110622 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120622 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120622 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130622 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |