JP4013910B2 - High frequency power combiner / distributor and wireless repeater using the same - Google Patents
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Description
本発明は、地上波デジタルテレビジョン放送や携帯電話などの高周波信号の無線中継装置に好適に実施される高周波電力合成または分配器およびそれを用いる無線中継装置に関する。 The present invention relates to a high-frequency power combiner / distributor suitably implemented in a high-frequency signal wireless relay device such as terrestrial digital television broadcasting and a mobile phone, and a wireless relay device using the same.
テレビジョン放送の中継局や携帯電話の基地局などでは、その高周波信号を中継するにあたって、数Wから数百Wの大きな送信電力が必要となる。そして、その大きな送信電力を得るために、また放送や電話通話には瞬断を避けなければならないことから、受信した信号は複数のアンプに分配され、それぞれで増幅された信号を合成して送信信号が作成されている。そのような用途に用いられるのが、前記分配にはデバイダと称される装置であり、前記合成にはコンバイナと称される装置である。そして、これらの装置は、単一の伝送路の一端と分岐伝送路の一端とを接続して構成されており、前記単一の伝送路の他端が出力端となる場合は前記分岐伝送路の他端がそれぞれ入力端となって前記コンバイナとなり、前記単一の伝送路の他端が入力端となる場合は前記分岐伝送路の他端がそれぞれ出力端となって前記デバイダとなり、高周波信号の入出力を入れ替えることで、共用することができるようになっている。また、不具合回路(アンプ)を切離して運用可能なように、各分岐伝送路には高周波信号を開閉するためのスイッチが設けられる。このようにして構成されるのが、パワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダと称される高周波電力合成または分配器である。 A television broadcast relay station, a mobile phone base station, and the like require a large transmission power of several watts to several hundreds of watts to relay the high-frequency signal. And in order to obtain that large transmission power, and because it is necessary to avoid momentary interruptions in broadcasting and telephone calls, the received signal is distributed to multiple amplifiers, and the amplified signals are combined and transmitted. A signal has been created. Used in such applications is a device called a divider for the distribution and a device called a combiner for the synthesis. These devices are configured by connecting one end of a single transmission path and one end of a branch transmission path, and when the other end of the single transmission path is an output end, the branch transmission path When the other end of the single transmission path becomes the input end, the other end of the branch transmission path becomes the output end and becomes the divider. It can be shared by switching the input and output of. Each branch transmission path is provided with a switch for opening and closing a high-frequency signal so that the malfunction circuit (amplifier) can be operated. What is configured in this way is a high frequency power combiner or distributor called a power switchable combiner divider.
図18は、中継局の一構成例を簡単に示すブロック図である。アンテナ101で受信された親局や前段の中継局からの信号は、フィルタ102およびアンプ103を通してデバイダ104に入力され、複数n系統に分配されて、前記n個の信号処理回路C1,C2,‥,Cnにそれぞれ入力される。ここで、地上波デジタルテレビジョン放送では、アナログのテレビジョン放送のように、各放送局が個別に中継局を設置するのではなく、共用されるようになっており、前記信号処理回路C1〜Cnは、各放送局のチャネルに対応している。地上波デジタルテレビジョン放送では、従来のUHF放送の470〜770MHzの帯域が、表1で示すように、それぞれ96MHz(1チャネル当り6MHz、したがって16チャネル分)の帯域幅を有する5つの帯域に分割して使用されており、図18の構成は、1つの帯域分の構成を表す。したがって、その中継局が複数の帯域を中継する場合には、この図18の構成が帯域数分だけ設けられる。
FIG. 18 is a block diagram simply showing a configuration example of a relay station. Signals from the master station and the preceding relay station received by the
前記信号処理回路C1〜Cnに入力された受信信号は、前記フィルタ102によって帯域内の成分が濾波された後、さらに内部のフィルタで各放送局のチャネルに対応した成分が濾波され、必要な信号処理が施されて、コンバイナ・デバイダ105でnチャネル分合成されるとともに、複数m(図18では3)チャネルに分配されて、アンプユニット106に入力される。ここで、前記デバイダ104およびコンバイナ・デバイダ105で扱われる高周波信号の電力は小さく、配線基板上で分配/合成が可能になっている。
The received signals input to the signal processing circuits C1 to Cn are filtered by filtering the components in the band by the
アンプユニット106では、分配して入力された高周波信号は、スイッチS1,S2,S3を介してパワーアンプA1,A2,A3に入力され、それぞれ電力増幅される。電力増幅された高周波信号は、スイッチャブル・コンバイナ107で合成された後、アンテナ108から送信される。前記スイッチャブル・コンバイナ107は、各パワーアンプA1,A2,A3に個別に対応したスイッチSW1,SW2,SW3と、コンバイナ109とを備えて構成されている。このスイッチャブル・コンバイナ107が、本発明が対象とするパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダである。
In the
上述のように構成されるパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダにおいて、3台のパワーアンプA1,A2,A3が正常に動作していてスイッチSW1,SW2,SW3がいずれも閉成している状態から、前記パワーアンプA1,A2,A3のいずれかに故障が生じると、対応するスイッチが開成され、残ったパワーアンプで、前記瞬断が生じないように運用されるようになっている。 In the power switchable combiner / divider configured as described above, the three power amplifiers A1, A2, A3 are operating normally and the switches SW1, SW2, SW3 are all closed. When one of the power amplifiers A1, A2 and A3 fails, the corresponding switch is opened, and the remaining power amplifier is operated so that the instantaneous interruption does not occur.
ここで、前記スイッチSW1,SW2,SW3の切換え制御は、前記パワーアンプA1,A2,A3からの信号や、監視ステーションなどからの遠隔制御の信号に応答して、制御回路によって行われるようになっている。そして、制御回路基板からスイッチSW1,SW2,SW3への駆動信号線に、高周波信号の伝送路を流れる大きな送信電力からノイズが侵入してしまい、誤動作してしまうという問題がある。 Here, the switching control of the switches SW1, SW2 and SW3 is performed by a control circuit in response to signals from the power amplifiers A1, A2 and A3 and remote control signals from a monitoring station or the like. ing. In addition, there is a problem that noise enters a drive signal line from the control circuit board to the switches SW1, SW2, and SW3 from a large transmission power flowing through a high-frequency signal transmission path, resulting in malfunction.
上述の問題は、前記スイッチSW1,SW2,SW3の切換えによって伝送路のインピーダンスが変化することを抑えるために、前記単一の伝送路にインピーダンスマッチングのために設けられるスタブパターンの切換えスイッチについても同様である。このスタブパターンの切換えは、たとえば特許文献1に示されている。
The above-described problem also applies to the stub pattern changeover switch provided for impedance matching in the single transmission line in order to prevent the impedance of the transmission line from changing due to the switching of the switches SW1, SW2 and SW3. It is. This switching of the stub pattern is shown in
一方、信号線へのノイズの侵入の防止は、たとえば特許文献2に示されている。この従来技術では、中心導体にダクト状の外導体を被せ、分岐部には中心導体同士を平行に並べ、高周波結合させることで、簡単に分岐出力を得るようにした高周波線路が示されている。
上述の特許文献2の従来技術は、配線にシールドを被せるという高周波線路に対する対策であり、前記スイッチSW1,SW2,SW3の駆動信号線にシールド線を使っても、前記のような数百Wの大電力では、どうしてもノイズが侵入して誤動作してしまうという問題がある。
The above-described prior art of
本発明の目的は、伝送路を流れる大きな電力の高周波信号が前記伝送路の切換え用のスイッチの駆動信号線に侵入することによる誤動作や動作不良を減少させることができる高周波電力合成または分配器およびそれを用いる無線中継装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a high-frequency power combiner or distributor capable of reducing malfunctions and malfunctions caused by a high-power high-frequency signal flowing through a transmission line entering a drive signal line of a switch for switching the transmission line. It is to provide a wireless relay device using the same.
本発明の高周波電力合成または分配器は、単一の伝送路の一端に複数の分岐伝送路の一端が接続され、前記単一の伝送路の他端が出力端となる場合は前記分岐伝送路の他端がそれぞれ入力端となり、前記単一の伝送路の他端が入力端となる場合は前記分岐伝送路の他端がそれぞれ出力端となることで、高周波信号の電力を合成または分配するようにした高周波電力合成または分配器において、基板表面に形成される前記伝送路に介在され、前記高周波信号を開閉するためのスイッチと、前記基板の裏面に設けられ、金属塊から成る導電性プレートとを含み、前記スイッチは前記導電性プレートに搭載されて、前記基板に形成された挿通孔から基板表面側に突出し、前記導電性プレートは、前記スイッチの駆動信号線の引出し部分に向けて、該導電性プレートの厚み方向に形成される挿通孔および該導電性プレートの基板とは反対側の面に形成され、前記挿通孔に連通し、前記挿通孔から引込まれた前記駆動信号線を、該導電性プレートの前記厚み方向と直交する面方向に引出す引出し溝を有することを特徴とする。 In the high frequency power combiner or distributor according to the present invention, when one end of a plurality of branch transmission lines is connected to one end of a single transmission line, and the other end of the single transmission line becomes an output end, the branch transmission line When the other end of the single transmission path is the input end, the other end of the branch transmission path is the output end, so that the power of the high frequency signal is synthesized or distributed. In the high frequency power combiner / distributor configured as described above, a switch for opening and closing the high frequency signal interposed in the transmission path formed on the substrate surface, and a conductive plate made of a metal lump provided on the back surface of the substrate. The switch is mounted on the conductive plate and protrudes from the insertion hole formed in the substrate to the surface side of the substrate, and the conductive plate is directed toward the lead-out portion of the drive signal line of the switch, The An insertion hole formed in the thickness direction of the electric plate and a surface of the conductive plate opposite to the substrate, communicated with the insertion hole, and the drive signal line drawn from the insertion hole is It has a lead-out groove drawn out in a surface direction orthogonal to the thickness direction of the conductive plate.
上記の構成によれば、地上波デジタルテレビジョン放送や携帯電話などの高周波信号の無線中継装置に好適に実施され、単一の伝送路の一端と分岐伝送路の一端とを接続し、各分岐伝送路に高周波信号を開閉するためのスイッチを設けるようにしたパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダと称される高周波電力合成または分配器において、確実にGNDが取れるように、また大電力の通過によるスイッチの放熱性を高めるために、基板裏面側に金属塊から成る導電性プレートを設け、一方、前記分岐伝送路の接続/切離しや、スタブの接続/切離しなどのためにスイッチを設けるにあたって、そのスイッチの駆動信号線の引回しのために、前記導電性プレートに、前記挿通孔およびそれに連通する引出し溝を形成する。前記挿通孔は前記スイッチの駆動信号線の引出し部分に臨んで形成されており、また前記引出し溝は導電性プレートの基板とは反対側の面に形成されている。 According to the above configuration, it is preferably implemented in a radio relay device for high-frequency signals such as terrestrial digital television broadcasting and mobile phones, connecting one end of a single transmission path and one end of a branch transmission path, In a high-frequency power combiner / distributor called a power switchable combiner / divider in which a switch for opening / closing a high-frequency signal is provided in a transmission line, a switch that ensures high GND and allows high power to pass through In order to improve the heat dissipation of the substrate, a conductive plate made of a metal lump is provided on the back side of the substrate. On the other hand, when a switch is provided for connecting / disconnecting the branch transmission path or connecting / disconnecting the stub, the switch In order to route the drive signal line, the insertion hole and a lead groove communicating therewith are formed in the conductive plate. The insertion hole is formed facing a lead-out portion of the drive signal line of the switch, and the lead-out groove is formed on the surface of the conductive plate opposite to the substrate.
したがって、前記駆動信号線が基板表面で露出する長さは最小となり、前記伝送路を流れる大きな電力の高周波信号が前記駆動信号線に侵入することによる誤動作や動作不良を減少させることができる。 Therefore, the length of the drive signal line exposed on the substrate surface is minimized, and malfunctions and malfunctions due to the high-frequency signal of large power flowing through the transmission line entering the drive signal line can be reduced.
また、前記スイッチを実装するにあたって、該スイッチを基板に搭載するのではなく、導電性プレートに搭載し、基板に形成された挿通孔から基板表面側に突出させて、該基板表面に形成された高周波信号の伝送路と接続することで、電力通過によるスイッチの発熱を、より効率的に、前記金属塊から成る導電性プレートに逃がすことができるとともに、スイッチベースのGND接続も向上することができる。Further, when mounting the switch, the switch was not mounted on the substrate, but mounted on a conductive plate and protruded from the insertion hole formed in the substrate to the substrate surface side, and formed on the substrate surface. By connecting to the high-frequency signal transmission path, the heat generated by the switch due to the passage of power can be more efficiently released to the conductive plate made of the metal block, and the switch-based GND connection can also be improved. .
また、本発明の高周波電力合成または分配器は、前記高周波信号の伝送路およびスイッチが搭載された基板と、スイッチの駆動回路基板との間には、GNDに接続された導電性の隔壁が設けられており、前記スイッチの駆動回路基板には、前記導電性プレートの面方向に引出された駆動信号線が、前記隔壁を挿通して導入されることを特徴とする。 In the high frequency power combiner / distributor of the present invention, a conductive partition connected to GND is provided between the high frequency signal transmission path and the board on which the switch is mounted and the drive circuit board of the switch. The drive signal line drawn in the surface direction of the conductive plate is introduced into the switch drive circuit board through the partition wall.
上記の構成によれば、スイッチの駆動回路基板を設けるにあたって、その駆動回路基板と、前記高周波信号の伝送路およびスイッチが搭載された基板との間には、GNDに接続された導電性の隔壁を設け、前記導電性プレートの裏面側の引出し溝を通り、該導電性プレートの面方向に引出された駆動信号線を、前記隔壁を挿通してこの駆動回路基板に引込む。 According to the above configuration, when the switch drive circuit board is provided, the conductive partition connected to GND is provided between the drive circuit board and the board on which the high-frequency signal transmission path and the switch are mounted. And a drive signal line drawn through the drawing groove on the back surface side of the conductive plate and drawn in the surface direction of the conductive plate is inserted into the drive circuit board through the partition wall.
したがって、上述のように基板表面での露出を最小とした駆動信号線を、シールドしたまま駆動回路基板に引込むことができ、前記高周波信号の該駆動信号線への侵入による誤動作や動作不良を、一層減少させることができる。 Therefore, the drive signal line with the minimum exposure on the substrate surface as described above can be drawn into the drive circuit board while being shielded, and malfunctions and malfunctions due to the penetration of the high-frequency signal into the drive signal line can be reduced. It can be further reduced.
さらにまた、本発明の高周波電力合成または分配器では、前記基板表面は、各伝送路以外の部分はGNDパターンとなり、基板裏面は全面GNDパターンとなり、前記基板表面のGNDパターンにおいて、各伝送路の周囲に前記基板裏面のGNDパターンと接続するスルーホールを形成することを特徴とする。 Furthermore, in the high frequency power combiner / distributor according to the present invention, the surface of the substrate other than each transmission line is a GND pattern, the back surface of the substrate is a full GND pattern, and the GND pattern on the substrate surface A through hole connected to the GND pattern on the back surface of the substrate is formed in the periphery.
上記の構成によれば、基板表面のGNDパターンにおいて、各伝送路の周囲に前記基板裏面のGNDパターン、したがって前記導電性プレートと接続するスルーホールを形成するので、前記各伝送路の周囲のGNDパターンは確実にGNDを確保することができ、インピーダンスマッチングを良好に行うことができる。 According to the above configuration, in the GND pattern on the substrate surface, the GND pattern on the back surface of the substrate, and thus the through hole connected to the conductive plate, is formed around each transmission line. The pattern can reliably ensure GND and impedance matching can be performed satisfactorily.
さらにまた、本発明の無線中継装置は、前記の高周波電力合成または分配器に、前記各分岐伝送路に個別に対応するアンプを含んで成ることを特徴とする。 Furthermore, the radio relay apparatus of the present invention is characterized in that the high-frequency power combiner or distributor includes an amplifier individually corresponding to each branch transmission line.
上記の構成によれば、伝送路を流れる大きな電力の高周波信号が前記伝送路の切換え用のスイッチの駆動信号線に侵入することによる誤動作や動作不良を減少させることができる無線中継装置を実現することができる。 According to the above configuration, it is possible to realize a wireless relay device capable of reducing malfunctions and malfunctions caused by a high-frequency signal of large power flowing through a transmission line entering a drive signal line of a switch for switching the transmission line. be able to.
本発明の高周波電力合成または分配器は、以上のように、地上波デジタルテレビジョン放送や携帯電話などの高周波信号の無線中継装置に好適に実施され、単一の伝送路の一端と分岐伝送路の一端とを接続し、各分岐伝送路に高周波信号を開閉するためのスイッチを設けるようにしたパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダと称される高周波電力合成または分配器において、確実にGNDが取れるように、また大電力の通過によるスイッチの放熱性を高めるために、基板裏面側に金属塊から成る導電性プレートを設け、一方、前記分岐伝送路の接続/切離しや、スタブの接続/切離しなどのためにスイッチを設けるにあたって、そのスイッチの駆動信号線の引回しのために前記導電性プレートに挿通孔およびそれに連通する引出し溝を形成し、前記挿通孔は前記スイッチの駆動信号線の引出し部分に臨み、前記引出し溝は導電性プレートの基板とは反対側の面に形成する。 As described above, the high-frequency power combiner / distributor of the present invention is preferably implemented in a high-frequency signal wireless relay device such as a terrestrial digital television broadcast or a mobile phone, and includes one end of a single transmission path and a branch transmission path. In a high frequency power combiner / distributor called a power switchable combiner / divider that is connected to one end of each of the switches and provided with a switch for opening / closing a high frequency signal in each branch transmission line, GND can be reliably obtained. In addition, in order to improve the heat dissipation of the switch due to the passage of large power, a conductive plate made of a metal lump is provided on the back side of the substrate, while the branch transmission line is connected / disconnected and the stub is connected / disconnected. In order to provide a switch for this purpose, an insertion hole and a lead groove communicating with the conductive plate are provided in the conductive plate for routing the drive signal line of the switch. Form, the insertion hole faces the lead portion of the driving signal lines of the switch, the drawer groove is a substrate of the conductive plate is formed on the opposite side.
それゆえ、前記駆動信号線が基板表面で露出する長さは最小となり、前記伝送路を流れる大きな電力の高周波信号が前記駆動信号線に侵入することによる誤動作や動作不良を減少させることができる。 Therefore, the length that the drive signal line is exposed on the substrate surface is minimized, and malfunctions and malfunctions caused by the high-frequency signal of large power flowing through the transmission line entering the drive signal line can be reduced.
また、前記スイッチを実装するにあたって、該スイッチを基板に搭載するのではなく、導電性プレートに搭載し、基板に形成された挿通孔から基板表面側に突出させて、該基板表面に形成された高周波信号の伝送路と接続することで、電力通過によるスイッチの発熱を、より効率的に、前記金属塊から成る導電性プレートに逃がすことができるとともに、スイッチベースのGND接続も向上することができる。Further, when mounting the switch, the switch was not mounted on the substrate, but mounted on a conductive plate and protruded from the insertion hole formed in the substrate to the substrate surface side, and formed on the substrate surface. By connecting to the high-frequency signal transmission path, the heat generated by the switch due to the passage of power can be more efficiently released to the conductive plate made of the metal block, and the switch-based GND connection can also be improved. .
さらにまた、本発明の無線中継装置は、以上のように、前記の高周波電力合成または分配器に、前記各分岐伝送路に個別に対応するアンプを含んで成る。 Furthermore, as described above, the radio relay apparatus of the present invention includes the high-frequency power combiner / distributor including an amplifier individually corresponding to each branch transmission line.
それゆえ、伝送路を流れる大きな電力の高周波信号が前記伝送路の切換え用のスイッチの駆動信号線に侵入することによる誤動作や動作不良を減少させることができる無線中継装置を実現することができる。 Therefore, it is possible to realize a radio relay apparatus that can reduce malfunctions and malfunctions caused by a high-frequency signal of large power flowing through the transmission line entering the drive signal line of the switch for switching the transmission line.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の第1の形態に係る高周波電力合成または分配器であるパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51の蓋52を取外した状態での平面図であり、図2はこのパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51の正面図であり、図3は背面図であり、図4は図1の切断面線IV−IVから見た断面図である。このパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51は、大略的に、導電性の材料から成る前記蓋52およびそれが組合わせられる基台53から成る筐体54内に、高周波電力の合成または分配用の基板55およびその基板55に実装されるスイッチSW1,SW2,SW3;SW11,SW12(総称するときは、以下参照符号SWで示す)を切換え制御する制御回路基板56を収納して構成されている。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a plan view of a power switchable combiner /
このパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51は、前述の地上波デジタルテレビジョン放送用に用いられ、3つの信号の合成または分配を行う。したがって、基板55には、単一の伝送路K0の一端に3つの分岐伝送路K1,K2,K3の一端が共通に接続され、前記単一の伝送路K0の他端が筐体54の背面に設けられたコネクタJ0のコネクタピンP0に半田付けされ、前記各分岐伝送路K1,K2,K3の他端が筐体54の前面に設けられたコネクタJ1,J2,J3のコネクタピンP1,P2,P3にそれぞれ半田付けされる。このパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51は、前記各コネクタJ1,J2,J3がそれぞれ入力端となり、前記コネクタJ0が出力端となるときにはコンバイナとなり、前記各コネクタJ1,J2,J3がそれぞれ出力端となり、前記コネクタJ0が入力端となるときにはデバイダとなる。
This power
各コネクタJ0〜J3には、同軸ケーブルの先端に固着された接栓がネジ止め固定される。これによって、各伝送路K0〜K3はコネクタピンP0〜P3を介して前記同軸ケーブルの中心導体と接続され、筐体54はGNDに接続されている前記同軸ケーブルの外導体と接続される。
Each connector J0-J3 is screwed and fixed with a plug fixed to the tip of the coaxial cable. As a result, the transmission lines K0 to K3 are connected to the central conductor of the coaxial cable via the connector pins P0 to P3, and the
前記基板55は、両面基板であり、表面には、前記各伝送路K0〜K3が形成されるとともに、スタブパターンST1,ST2が形成されており、残余の領域は、前記各伝送路K0〜K3およびスタブパターンST1,ST2とインピーダンスマッチングのために必要となる間隙(たとえば伝送路のパターン幅を2mmとすると、前記50Ωで0.6mm程度)を開けて、GNDパターン57となっている。また、基板55の裏面は、全面GNDパターンとなっており、表裏のGNDパターン間を接続し、GNDへの接続性を向上するためのスルーホール59が、特に前記伝送路K0〜K3の両側を密に、多数形成されている。これによって、前記各伝送路K0〜K3の周囲のGNDパターンは確実にGNDを確保することができ、インピーダンスマッチングを良好に行うことができるようになっている。
The
前記基板55の裏面と、基台53の内面との間には、GNDへの接続性を向上するために、また前記スイッチSW1,SW2,SW3;SW11,SW12の大電力の通過に対する放熱性を高めるために、金属塊から成る導電性プレート58が設けられている。基板55と、導電性プレート58とは、多数のネジ61,62によって相互に固着されている。そして、前記スイッチSW1,SW2,SW3;SW11,SW12は、前記導電性プレート58に搭載され、前記基板55に形成された挿通孔H1,H2,H3;H11,H12から基板表面側に突出し、端子が伝送路に半田付けされている。これによって、電力通過によるスイッチの発熱を、効率的に、前記金属塊から成る導電性プレート58に逃がすことができるとともに、スイッチベースのGND接続も向上するようになっている。
Between the back surface of the
そして、このパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51では、伝送路K0には、取付け位置の異なる2つのスタブパターンST1とST2とが、一方の側と他方の側とに形成されている。これらのスタブパターンST1,ST2において、分岐用スイッチSW1,SW2,SW3の総てが閉成している、すなわち3合成または3分配のときには、伝送路K0〜K3の接続点60からの距離が近いスタブ用スイッチSW11が閉成され、前記距離が遠いスタブ用スイッチSW12が開成されてインピーダンスマッチングが行われ、前記分岐用スイッチSW1,SW2,SW3のいずれか1つが開成している、すなわち2合成または2分配になってしまったときには、前記接続点60からの距離が近いスタブ用スイッチSW11が開成され、前記距離が遠いスタブ用スイッチSW12が閉成されてインピーダンスマッチングが行われる。
In the power
なお、前記スタブパターンST1,ST2は、前記の5つの帯域の内、どの帯域に対応するかによって、その長さを調整可能に形成されていてもよい。具体的には、各スタブパターンST1,ST2を前記5つの帯域に対応して、5つの部分に分割形成しておき、前記各スイッチSWの半田付け時に、波長に対応した必要な部分だけ、半田付けや金属板を渡した半田付けを行うことで、長さ調整を行う。あるいは、前記スタブパターンST1,ST2を予め必要最大限の長さに形成しておき、波長に対応した必要な部分を残して、残りのパターンとの境界部分のパターンを剥ぎ取り、前記残りのパターンを切離すなどして、長さ調整を行うようにしてもよい。このようにして、精細に5つの帯域のそれぞれの高周波信号の周波数に適応することができる。なお、各スタブパターンST1,ST2の実効長さは、スタブ用スイッチSW11,SW12部分の長さを含めて決定される。 The stub patterns ST1 and ST2 may be formed such that the length thereof can be adjusted depending on which band of the five bands corresponds. Specifically, the stub patterns ST1 and ST2 are divided into five parts corresponding to the five bands, and only the necessary parts corresponding to the wavelengths are soldered when the switches SW are soldered. The length is adjusted by soldering or soldering with a metal plate. Alternatively, the stub patterns ST1 and ST2 are formed in advance to the maximum necessary length, the necessary portion corresponding to the wavelength is left, the pattern at the boundary with the remaining pattern is peeled off, and the remaining pattern The length may be adjusted by cutting off. In this way, it is possible to finely adapt to the frequency of each high-frequency signal in the five bands. The effective length of each stub pattern ST1, ST2 is determined including the lengths of the stub switches SW11, SW12.
一方、図5は、前記スイッチSWの一構成例を示す縦断面図であり、図6は、その分解斜視図である。これらの図に示すように、スイッチSWは、大略的に、ソレノイド10と、ベースブロック20とがネジB1でネジ止め固定されて構成されており、導電性のベース1に絶縁状態で保持される一対のコンタクト端子2a,2bに対して、前記ベース1とコンタクト端子2a,2bとの間に配置されるコンタクト4Aがソレノイド10によって駆動されることで開閉を行うように構成されている。
On the other hand, FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing one configuration example of the switch SW, and FIG. 6 is an exploded perspective view thereof. As shown in these drawings, the switch SW is generally configured by fixing the
前記ベース1は、アルミニウム等の導電性の金属材料から成り、直方体形状の側面の隅角部に面取りが施されている。前記ベース1の上面には、図7(a)に示すように、長孔状に窪む凹部1bが長手方向に延びるように形成されているとともに、この凹部1bの長手方向の両脇にネジ孔1eが形成されている。さらに、凹部1bの底面中心には、上下方向に貫通する貫通孔1cが形成されている。
The
また、ベース1の下面には、図7(b)に示すように、下方に開口して長手方向に延びる横断溝1aが形成されているとともに、この横断溝1aを跨ぐように円形状に窪む嵌合部1fが2箇所に形成されている。さらに、横断溝1aの上面の両端付近には、有底の固定穴1dが一対形成されている。そして、この横断溝1a内に前記一対のコンタクト端子2a,2bおよびコンタクト4Aが配置されて、その下方にはサブベース5が配設されている。
Further, as shown in FIG. 7B, a
前記コンタクト端子2a,2bは、液晶ポリマ樹脂等の絶縁部材3a,3bにインサートモールドされている。そして、前記絶縁部材3a,3bの反対側から突出した前記コンタクト端子2a,2bの端子部20a,20bは、前記伝送路K0;K1,K2,K3またはスタブパターンST1,ST2の基端側の部分と半田付け接続される。
The
前記絶縁部材3a,3bは、前記ベース1の横断溝1aに嵌入する形状に形成されているとともに、その上面には、前記ベース1の固定穴1dに嵌合する突起3c、3dが形成されて、この突起3c,3dが固定穴1dにそれぞれ圧入されることによって、コンタクト端子2a,2bがベース1に絶縁状態で保持されるようになる。
The insulating
前記コンタクト4Aは、図8に示すように、略短冊状のシングル接点に形成されて、その中央部分には変形の貫通孔4aが形成されている。このコンタクト4Aは、例えば厚み寸法が0.3〜0.6mm程度で耐熱性の高いベリリウム銅等の板材をプレスで打ち抜き加工して、金メッキが施されているものが好ましい。
As shown in FIG. 8, the
このコンタクト4Aは、上記打ち抜き加工によってバリが生じる側の面がコンタクト端子2a,2b側を向くとともに、その反対側の面が前記ベース1の横断溝1aの上面側を向くように配置される。また、このコンタクト4Aの両端付近には、半球状の突部4bが、コンタクト端子2a,2bの方向に突出するようにそれぞれ打ち出し形成されている。この突部4bは、上記打ち抜き加工によって生じるバリの高さよりも突出する高さに設定されている。
The
前記サブベース5は、瓢箪状に形成されて、ベース1の横断溝1aおよび嵌合部1fに嵌合固定されることによって、下方に開口する横断溝1aを閉塞して、ベース1に前記保持部材3a,3bを保持固定する。
The
一方、前記ベース1の上面に形成された凹部1b内には、下方から順に、カード6、カードバネ7、円柱状のカード8が配置され、凹部1bの底面と前記カード6との間には一対の復帰バネ9が配置されている。そして、これらの部品6〜8ならびにベース1に取付けられるソレノイド10によってコンタクト4Aを昇降変位させるようになっている。
On the other hand, a
前記カード6は、絶縁性の樹脂等で構成されて、ベース1の凹部1bに嵌り込む基部6aと、この基部6aの中央部分から下方に突出する突出部6bとを有して、基部6aの下面には、突出部6bの両脇に下方に突出する一対の凸部6dが形成され、その反対側の上面には上方に突出する一対の凸部6eが形成されている。前記カード6の突出部6bは、ベース1の凹部1bの貫通孔1cから横断溝1a内に突出し、コンタクト4Aの貫通孔4aに挿通して、熱かしめ固定されるようになっている。
The
前記コンタクト4Aの貫通孔4aは、前記図8に示すように、四角形の一角が傾斜面に変形形成されているとともに、前記突出部6bの先端部分6cも、この形状に対応する形状に形成されている。したがって、コンタクト4Aは表裏反対に前記突出部6bに挿入することができず、コンタクト4Aの突部4bが下向きになることが担保されている。
As shown in FIG. 8, the through-
前記カードバネ7は、平板状のバネであり、前記カード6の凸部6eに挿通される一対の孔7aを有して、このカードバネ7の中央部分が前記カード8に押されるようになっている。前記カード8は、絶縁性の樹脂等で構成されて、ソレノイド10の駆動力をカードバネ7に伝達する。前記復帰バネ9は、コイル状の圧縮バネであり、カード6の凸部6dでガイドされて、カード6を上方に付勢して、カード6の突出部6bに取付けられたコンタクト4Aをベース1の横断溝1aの上面に圧接させる。
The card spring 7 is a flat spring and has a pair of
前記ソレノイド10は、ベース1のネジ孔1eに螺着されるネジB1によってベース1の上面に取付けられている。このソレノイド10は、円柱状の可動鉄芯11と、前記可動鉄芯11を内部に収容する円筒状の絶縁性ボビン12と、前記ボビン12の側周部に導体線が巻設されたコイル13と、可動鉄芯11の下方に配置される固定鉄芯14と、前記固定鉄芯14を固定するとともにボビン12を下方からコ字状に覆う継鉄15と、磁石から成り、ボビン12の上端部に嵌合する平角リング状の一対のハーフ16と、継鉄15の左右の上端部に嵌合されてハーフ16を上方からコ字状に覆うプレート17と、全体を上方からコ字状に覆うカバー18とを備えて構成されている。
The
前記固定鉄芯14の中心部には、貫通孔14aが形成されて、この貫通孔14a内に前記カード8が挿入されるようになっている。そして、前記制御回路基板56からコイル13に相互に逆方向のパルス状の電流を流すことで、前記可動鉄芯11は進退変位し、スイッチング状態を切換えることができる。前記可動鉄芯11が進出すると、カード6に取付けられたコンタクト4Aの突部4bがコンタクト端子2a,2bにそれぞれ接触し、スイッチは閉成する。前記可動鉄芯11が後退すると、前記コンタクト4Aの突部4bはコンタクト端子2a,2bからそれぞれ離反し、スイッチは開成する。このスイッチSWはラッチングリレーであり、前記コイル13に電流が流れていないときには、前記可動鉄芯11は前記ハーフ16によって保持されている。
A through
各スイッチSWの切換え制御は、コネクタ70に入力される前記パワーアンプA1,A2,A3からの信号や、監視ステーションなどからの遠隔制御の信号に応答して、制御回路基板56から与えられる前記パルス状の電流によって行われる。そして、ラッチングリレーのスイッチSWによって、前記電流は、切換えを行う際に流れるだけであり、省電力である。
The switching control of each switch SW is performed in response to a signal from the power amplifiers A1, A2, A3 inputted to the
図9は、前記スイッチSWの駆動信号線63の引き回しを説明するために、図1の切断面線IX−IXから見た断面図である。注目すべきは、このパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51では、この図9で示すように、スイッチSWの側面から導出された駆動信号線63は、前記導電性プレート58において、その厚み方向に、前記駆動信号線63の引出し口の直下から形成された挿通孔64から引き込まれ、該導電性プレート58の基板55とは反対側の面に形成され、前記挿通孔64に連通する引出し溝65を通じて該導電性プレート58の前記厚み方向と直交する面方向に引出され、制御回路基板56に接続されることである。ただし、この図9では、図面を理解し易くするために、スイッチSW2は省略している。
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the section line IX-IX in FIG. 1 for explaining the routing of the
図10は、前記導電性プレート58の平面図であり、図11は、その底面図である。前記図9からも理解される通り、この導電性プレート58には、相互に近接して配置されるスタブ用スイッチSW11,SW12用の引出し溝65aと、分岐用スイッチSW1,SW2,SW3用の引出し溝65bとが設けられており、したがって引出し溝65aには挿通孔64が2つ連通しており、引出し溝65bには挿通孔64が3つ連通している。こうして、引出し溝65を共用しつつ、最短経路で、前記駆動信号線63が制御回路基板56に引き込まれるようになっている。なお、導電性プレート58は、大電力が通過する前記スイッチSWの放熱および前記のようにGNDへの接続性を向上するためのものであり、前記駆動信号線63を引き回す引出し溝65を形成するための充分な厚みがあり、また部分的にこのような引出し溝65や挿通孔64を形成しても、放熱のための問題はない。
FIG. 10 is a plan view of the
このようにして、前記駆動信号線63が基板55の表面で露出する長さを最小とし、前記伝送路K0〜K3を流れる大きな電力の高周波信号が前記駆動信号線63に侵入することによる誤動作や動作不良を減少させることができる。
In this way, the length of exposure of the
また、注目すべきは、このパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51では、前記図1や図9で示すように、前記高周波信号の伝送路K0〜K3およびスイッチSWが搭載された基板55と、制御回路基板56との間には、GNDに接続された導電性の隔壁66が設けられており、前記制御回路基板56には、前記導電性プレート58の面方向に引出された駆動信号線63が、前記隔壁66を挿通して導入されることである。これによって、上述のように基板55表面での露出を最小とした駆動信号線63を、シールドしたまま制御回路基板56に引込むことができ、前記高周波信号の該駆動信号線63への侵入による誤動作や動作不良を、一層減少させることができる。
It should be noted that in the power switchable combiner /
前記制御回路基板56は、前記駆動信号線63が接続され、前記スイッチSWを切換え制御する電流パルスを発生する駆動基板56aと、前記コネクタ70が搭載される制御基板56bとを備えて構成される。前記駆動基板56aには、たとえば24Vの電圧で前記スイッチSWを切換え制御するパワー素子などが搭載され、前記制御基板56bには、前記パワーアンプA1,A2,A3からの信号や、監視ステーションなどからの遠隔制御の信号を受信し、前記パワー素子を駆動制御する制御回路などが搭載されている。そして、これらの基板56a,56bが前記隔壁66によって前記基板55から隔離されていても、これらの基板56a,56bの内、低振幅の信号を扱い、前記ノイズに弱い制御基板56bが前記基板55から遠い方に配置される。
The
前記隔壁66および駆動基板56aは、スペーサ67で相互の間隔が確保され、ネジ68によって一体で前記導電性プレート58の側面に螺着される。前記駆動基板56a上には、支持部材69を介して前記制御基板56bが搭載される。
The
さらにまた、注目すべきは、このパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51では、図4で示すように、前記基板55と筐体54との間のGNDへの接続性を向上するために、前記基板55の裏面と前記筐体54内面との間に、金属塊から成る導電性プレート58を設けるにあたって、該導電性プレート58の表面に形成される基板55を固着するための第1のネジ孔71と、裏面に形成される筐体54に固着するための第2のネジ孔72とを連通して、すなわち同じ位置に形成することである。図4の断面では、第2のネジ孔72にネジ73が螺着されて基板55と筐体54とが固着されているだけで、第1のネジ孔71にはネジ止めが行われていないけれども、この部分は後述の4分岐の場合に延長された基板が搭載されてネジ61によってネジ止めが行われる部分である。図1において、ネジ61が螺着され、第2のネジ孔72の外形が破線で示されている箇所が、前記第1のネジ孔71と第2のネジ孔72とが連通形成されている箇所である。
Furthermore, it should be noted that in this power
このように構成することで、前記基板55の表面において、伝送路K0〜K3からGNDパターン57に流れ込んだ高周波信号は、前記連通形成したネジ孔の71,72の周囲において、相互に固着されている基板55および導電性プレート58を経て、GNDに接続された筐体54に最短経路で流れ込み、除去される。これによって、基板55と筐体54との間のGNDへの接続性を向上し、高周波特性を向上することができる。
With this configuration, high-frequency signals that flow into the
また、導電性プレート58へのネジ孔も、貫通孔を形成してからネジ山を形成することで加工することができ、加工が容易である。このため、同じ加工時間であれば、ネジ孔数を増やして、さらにGNDへの接続性を向上することもできる。さらにまた、そのようにGNDへの接続性を向上するためにネジ孔数を増やしても、導電性プレート58の表裏両面でのネジ孔71,72の位置が一致しているので、省スペース化を実現することができる。
Also, the screw hole to the
また、注目すべきは、このパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51では、前記基板55と筐体54との間のGNDへの接続性を向上するために、前記基板55と前記筐体54内面との間に、図12で示すような導電性の連結部材81を、図1で示すように設けることである。前記連結部材81は、たとえばアルミ板などにU字状の凹所82およびその両側に挿通孔83,84が打抜き形成された後、脚となる部分85が折曲げられて形成される。そして、筐体54の内側で、前記凹所82が前記コネクタJ0〜J3を跨ぐように配置され、前記U字状の頂部の挿通孔83が前記コネクタJ0〜J3を筐体54に固定するネジ86およびナット87によって合わせてネジ止めされ、脚部分85の挿通孔84がネジ88によって基板55を通して導電性プレート58へネジ止めされる。
It should be noted that in this power switchable combiner /
これによって、前記基板55において、伝送路K0〜K3からGNDパターン57に流れ込んだ高周波信号は、連結部材81を経て、GNDに接続された筐体54に流れ込み、除去される。これによって、基板55と筐体54との間のGNDへの接続性を向上し、高周波特性を向上することができる。
As a result, in the
また、前記連結部材81を前記コネクタJ0〜J3の筐体54への取付けと同じネジ86およびナット87によって筐体54に螺着するので、GNDとなるケーブルがコネクタJ0〜J3に接続され、そのコネクタJ0〜J3の取付けネジ86から前記連結部材81を介して、基板55のGNDパターン57を最短距離でGNDへ接続することができ、前記GND接続を一層向上することができる。また、コネクタJ0〜J3と基板55との接続が、コネクタピンP0〜P3の半田付けだけでなく、前記接続部材81によっても行われるので、接続部の強度を向上し、前記ケーブルの変形や振動によって前記コネクタピンP0〜P3の半田付け部分に加わるストレスを緩和し、半田クラックや剥がれを防止し、信頼性を向上することもできる。
Further, since the connecting
さらにまた、前記連結部材を、基板55側では、前記基板55と筐体54との間のGNDへの接続性を向上するために設けられ、金属塊から成る導電性プレート58に螺着するので、基板55と筐体54との間のGNDへの接続性を一層向上することができる。そして、前記連結部材81を、基板55を挿通したネジ88によってこの導電性プレート58にネジ止めすることによって、前記導電性プレート58には、筐体54内周面と直接接触している部分とともに、この連結部材81によっても筐体54への電流経路が形成され、しかも上述のようにコネクタJ0〜J3に接続されるケーブルがGNDとなると、該連結部材81による経路がGNDへの経路としては近く、導電性プレート58に侵入した高周波信号を、効果的に除去することができる。
Furthermore, the connecting member is provided on the
[実施の形態2]
図13は、本発明の実施の第2の形態に係るパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51’の正面図であり、図14は、その背面図である。このパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51’は、前述のパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、このパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51’では、前記筐体54を形成していた蓋52が、基板55側の蓋52aと、制御回路基板56側の蓋52bとに分割形成されていることである。これによって、前記隔壁66が省略されている。
[Embodiment 2]
FIG. 13 is a front view of a power
[実施の形態3]
図15は、本発明の実施の第3の形態に係るパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51’’の蓋52を取外した状態での平面図であり、図16はこのパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51’’の正面図であり、図17は右側面から見た断面図である。このパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51’’は、前述のパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、このパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51’’では、基板55’’に形成される分岐伝送路が、K1,K2,K3,K4の4分岐となっていることである。このため、コネクタJ4が追加され、そのコネクタピンP4が分岐伝送路K4に半田付けされるとともに、基板55’’に形成された挿通孔H4から基板表面側に突出した分岐用スイッチSW4の端子も前記分岐伝送路K4に半田付けされる。
[Embodiment 3]
FIG. 15 is a plan view of the power switchable combiner /
しかしながら、単一の伝送路K0’’の屈曲方向が前記図1とは逆になっており、4分岐となっても、コネクタJ0の取付け位置は同じで、共通の筐体54を使用することができるようになっている。したがって、背面図は前記図3と同様で、省略している。
However, the bending direction of the single transmission line K0 ″ is opposite to that shown in FIG. 1, and the mounting position of the connector J0 is the same even if it is divided into four branches, and a
このように4分岐であっても、前記駆動信号線63が基板55’’の表面で露出する長さを最小とし、前記伝送路K0’’,K1〜K4を流れる大きな電力の高周波信号が前記駆動信号線63に侵入することによる誤動作や動作不良を減少させることができる。また、導電性プレート58を設けるにあたって、ネジ61が螺着される前記第1のネジ孔71を第2のネジ孔72と連通形成することで、高周波特性を向上することができる。さらにまた、前記導電性の連結部材81を設けることで、基板55’’と筐体54との間のGNDへの接続性を向上し、高周波特性を向上することができる。
Thus, even in the case of four branches, the length that the
本発明のパワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ51,51’,51’’は、パワーアンプと組合わせることで、地上波デジタルテレビジョン放送や携帯電話などの高周波信号の無線中継装置に好適に実施することができる。
The power
1 ベース
2a,2b コンタクト端子
4A コンタクト
10 ソレノイド
20 ベースブロック
20a,20b 端子部
51,51’,51’’ パワースイッチャブル・コンバイナ・デバイダ
52;52a,52b 蓋
53 基台
54 筐体
55,55’’ 基板
56 制御回路基板
56a 駆動基板
56b 制御基板
57 GNDパターン
58 導電性プレート
59 スルーホール
60 接続点
61,62 ネジ
63 駆動信号線
64 挿通孔
65;65a,65b 引出し溝
66 隔壁
67 スペーサ
68 ネジ
69 支持部材
70 コネクタ
71 第1のネジ孔
72 第2のネジ孔
73 ネジ
81 連結部材
82 凹所
83,84 挿通孔
85 脚部分
86 ネジ
87 ナット
88 ネジ
101 アンテナ
102 フィルタ
103 アンプ
104 デバイダ
105 コンバイナ・デバイダ
106 アンプユニット
107 スイッチャブル・コンバイナ
A1,A2,A3 パワーアンプ
C1〜Cn 信号処理回路
H1〜H4;H11,H12 挿通孔
J0;J1〜J4 コネクタ
K0,K0’’ 単一の伝送路
K1〜K4 分岐伝送路
P0;P1〜P4 コネクタピン
ST1,ST2 スタブパターン
SW1〜SW4 分岐用スイッチ
SW11,SW12 スタブ用スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
基板表面に形成される前記伝送路に介在され、前記高周波信号を開閉するためのスイッチと、
前記基板の裏面に設けられ、金属塊から成る導電性プレートとを含み、
前記スイッチは前記導電性プレートに搭載されて、前記基板に形成された挿通孔から基板表面側に突出し、
前記導電性プレートは、前記スイッチの駆動信号線の引出し部分に向けて、該導電性プレートの厚み方向に形成される挿通孔および該導電性プレートの基板とは反対側の面に形成され、前記挿通孔に連通し、前記挿通孔から引込まれた前記駆動信号線を、該導電性プレートの前記厚み方向と直交する面方向に引出す引出し溝を有することを特徴とする高周波電力合成または分配器。 When one end of a plurality of branch transmission paths is connected to one end of a single transmission path, and the other end of the single transmission path is an output end, the other end of the branch transmission path is an input end. When the other end of one transmission line becomes an input end, the other end of the branch transmission line becomes an output end, respectively, in a high frequency power combiner or distributor that combines or distributes the power of a high frequency signal,
A switch for opening and closing the high-frequency signal interposed in the transmission path formed on the substrate surface;
A conductive plate provided on the back surface of the substrate and made of a metal lump,
The switch is mounted on the conductive plate and protrudes from the insertion hole formed in the substrate to the substrate surface side.
The conductive plate is formed on an insertion hole formed in the thickness direction of the conductive plate and a surface of the conductive plate opposite to the substrate, toward the lead-out portion of the drive signal line of the switch, A high-frequency power synthesizer or distributor, characterized in that it has a lead-out groove that communicates with the through-hole and draws out the drive signal line drawn through the through-hole in a plane direction perpendicular to the thickness direction of the conductive plate.
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