JP4211240B2 - High frequency signal switching device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力端子部から入力された高周波信号を複数の出力端子部より選択的に切り換えて出力する高周波信号切換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の高周波信号切換装置(いわゆる同軸スイッチ又は高周波ユニット)としては、例えば図17に示すようなものがある。この従来例は、略箱状の金属ケース1に3個の高周波リレー10を導電性接着剤にて固定し、金属ケース1の一の側壁に取り付けた5個の同軸コネクタ3と高周波リレー10のリレー接点端子11との間を同軸ケーブル30で接続するとともに、金属ケース1の他の側壁に取り付けた電源コネクタ40と高周波リレー10の電源端子12との間をリード線41で接続して構成される。中央の同軸コネクタ3が高周波信号を入力する入力端子部であり、残り4個の同軸コネクタ3が高周波信号を選択的に出力する出力端子部となる。
【0003】
また、リレー接点端子11の周囲にはシールド板4が設けてあり、同軸ケーブル30の内部導体(芯線)31をリレー接点端子11に半田付けして接続するとともに、同軸ケーブル30の外部導体(図示例の同軸ケーブル30は外被全体が外部導体となっている)32をシールド板4に接合してアースに接続している。また、シールド板4には同軸ケーブル30からリード線41に漏れる高周波信号を吸収するチップコンデンサCが取り付けてある。
【0004】
而して、電源コネクタ40を介して高周波リレー10に電源を供給して駆動し、入力端子部の同軸コネクタ3から入力される高周波信号を4個の内の何れか1個の出力端子部の同軸コネクタ3に選択的に切り換えて出力することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来例では、同軸コネクタ3と高周波リレー10のリレー接点端子11、並びに高周波リレー10のリレー接点端子11間を同軸ケーブル30で空中配線しているため、金属ケース1に対して高周波リレー10の配置位置が特定できないという問題がある。また、同軸ケーブル30は両端の接続部で支持されているだけであるから、組み付け作業時に同軸ケーブル30を位置決め及び仮固定することができず、作業効率が悪く、製品の特性ばらつきが大きいという問題がある。さらに、隣接する高周波リレー10のリレー接点端子11間がシールドされておらず、絶縁性(高周波特性)が低いという問題もある。
【0006】
本発明は上記問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、高周波リレーの配置位置が容易に特定でき、同軸ケーブルの位置決め及び仮固定が可能となるとともに高周波特性を向上した高周波信号切換装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、高周波信号が流れるリレー接点を切り換える複数個の高周波リレーと、高周 波信号を入力する1乃至複数の入力端子部と、高周波信号を出力する複数の出力端子部と、片面の略全部にアースと接続するアース面が形成されて複数個の高周波リレーが実装されるとともに高周波リレーのリレー接点端子間を接続する配線パターンが形成されたプリント基板と、入力端子部及び複数の出力端子部が取り付けられて内部にプリント基板を収納するケースと、ケース内で入力端子部及び出力端子部と高周波リレーのリレー接点端子とを接続する同軸ケーブルとを備え、高周波リレーのアース端子及び同軸ケーブルの外部導体をプリント基板のアース面に接続するとともに同軸ケーブルの内部導体を高周波リレーのリレー接点端子に接続した高周波信号切換装置において、プリント基板の厚み方向に貫通し、外部導体を露出した同軸ケーブルの終端部分を収納する収納溝部をプリント基板に設けるとともに、収納溝部の内側面にプリント基板のアース面と導通する導電層を形成し、且つプリント基板に実装した高周波リレーのリレー接点端子の周囲に収納溝部と連通する貫通孔を設けるとともに、この貫通孔の内周面にプリント基板のアース面と導通する導電層を形成したことを特徴とし、プリント基板に実装することで高周波リレーの配置位置が容易に特定できるとともに同軸ケーブルの位置決め及び仮固定が可能となり、しかもプリント基板のアース面に高周波リレーのアース端子及び同軸ケーブルの外部導体を接続することで高周波特性を向上させることができ、また、プリント基板への加工処理が簡単になり、コストダウンが図れ、さらに、導電層を形成することで同軸ケーブルの接続面積が増加して接続強度を高めることができるとともに、同軸ケーブルの外部導体とアース面とを近接して接続することができるため、グランドを強化することができ、しかも、導電層によってリレー接点端子がシールドされるため、絶縁特性を強化することができる。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、貫通孔同士を連通する収納溝部をプリント基板に設けたことを特徴とし、出力端子部の個数を減らすためにプリント基板に実装する高周波リレーの個数を削減する場合、その削減された高周波リレーのリレー接点端子の周囲に設けた貫通孔と他の貫通孔とを連通する収納溝部から同軸ケーブルを部分的に引き出して配線すればよく、出力端子部の個数が異なる場合でも同一構造のプリント基板を兼用することができてコストダウンが図れる。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1の発明において、収納溝部によって他の貫通孔と連通した貫通孔に連通し且つプリント基板の端縁に開口する第2の収納溝部をプリント基板に設けたことを特徴とし、出力端子部の個数を減らすためにプリント基板に実装する高周波リレーの個数を削減する場合、その削減された高周波リレーのリレー接点端子の周囲に設けた貫通孔を通して第2の収納溝部に同軸ケーブルを収納して配線すればよく、出力端子部の個数が異なる場合でも同一構造のプリント基板を兼用することができてコストダウンが図れる。
【0010】
請求項4の発明は、請求項1〜3の何れかの発明において、プリント基板の基板材料にフッ素樹脂を用いたことを特徴とし、誘電正接の低いフッ素樹脂でプリント基板を形成することにより、プリント基板の厚みを薄くすることができるとともにインサーションロスの低減が図れる。
【0011】
請求項5の発明は、請求項4の発明において、同軸ケーブルの内部導体とプリント基板のストリップ線路との接続部位を露出する凹所をプリント基板の片面に設けたことを特徴とし、内部導体をストリップ線路に直接接続することができるため、インサーションロスの低減が図れるとともに、隣接するストリップ線路へのシールドも行える。
【0012】
請求項6の発明は、請求項5の発明において、プリント基板のアース面と導通する導体で凹所の開口面を覆うことを特徴とし、導体によってシールド性を高めることができる。
【0013】
請求項7の発明は、請求項5の発明において、少なくとも片面の略全部にアースと接続するアース面を形成した基板で凹所の開口面を覆うことを特徴とし、アース面によってシールド性を高めることができるとともに、スプリット線路に近接する部位が絶縁体(基板)であるために組み付け時の短絡事故の発生を防ぐことができる。
【0014】
請求項8の発明は、請求項7の発明において、高周波リレーのコイル駆動用電源を供給するための電源端子部をケースに設けるとともに、電源端子部と高周波リレーの電源端子とを接続する配線パターンを基板の一方の面に形成したことを特徴とし、多層基板からなるプリント基板のストリップ線路から電源端子部と高周波リレーの電源端子とを接続する配線パターンへの高周波信号の飛び移りが低減できる。その結果、従来高周波信号の漏れを吸収するために用いられていたコンデンサが不要となり、部品点数及びコストの削減が図れる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、従来例と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0016】
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の実施形態と基本構成が共通である参考例について説明する。
(参考例1)
図1に本参考例の分解斜視図を示す。略箱形の金属ケース1の一の側壁には略円形の5つの取付孔1aが列設してあり、各取付孔1aに入力端子部及び出力端子部となる同軸コネクタ3を取り付けている。また、上記側壁と対向する他方の側壁には矩形の取付孔1bが設けてあり、この取付孔1bに電源コネクタ40を取り付けている。金属ケース1内には高周波リレー10を実装したプリント基板20を実装している。なお、金属ケース1の開口する底面に平板状の金属製の底蓋2を結合することで金属ケース1を密閉している。
【0017】
高周波リレー10は金属製のケース内にリレー接点やコイル等の部品を収納し、リレー接点(本参考例では切換接点)に接続するリレー接点端子11、コイルに駆動用の電源を供給するための電源端子12、並びにアースに接続するアース端子13がケース底面から突設されてなり、アイソレーションやインサーションロス並びに電圧定在波比(V.S.W.R)等の高周波特性に優れたメカニカルリレーである。なお、このような高周波リレー10の構造は従来周知であるから図示並びに詳しい説明は省略する。
【0018】
同軸コネクタ3はねじ式の結合部を有する高周波同軸コネクタであり、また、同軸ケーブル30は外被全体が編組線からなる外部導体32となっている。
【0019】
図2に示すようにプリント基板20の裏面の略全部にアース面21を形成し、表面には高周波リレー10のリレー接点端子11同士を接続する配線パターン(図示せず)、電源コネクタ40と接続されたリード線(電源線)41を高周波リレー10の電源端子12に接続する配線パターン(図示せず)と、同軸ケーブル30の外部導体32に接続する導電パターン22と、表面側に突出した高周波リレー10のリレー接点端子11と導通するランド部23とが形成してある。また、この導電パターン22はスルーホール24を介して裏面のアース面21に接続してある。
【0020】
而して、図2に示すように内部導体31とリレー接点端子11を近接させるように同軸ケーブル30の終端部をプリント基板20の導電パターン22上に載置し、半田付け等の適当な手段で、終端部の外部導体32を導電パターン22に電気的に接続するとともに内部導体31をリレー接点端子11に電気的に接続する。なお、図示は省略しているが、高周波リレー10のアース端子13もプリント基板20のアース面21に直接又はスルーホールを介して電気的に接続してある。
【0021】
上述のように高周波リレー10のアース端子13及び同軸ケーブル30の外部導体32をプリント基板20のアース面21に接続するとともに同軸ケーブル30の内部導体31を高周波リレー10のリレー接点端子11に接続しているので、プリント基板20に実装することで高周波リレー10の配置位置が容易に特定できるとともに同軸ケーブル30の位置決め及び仮固定が可能となり、組み付け作業の効率化が図れる。しかも、プリント基板20のアース面21に高周波リレー10のアース端子13と同軸ケーブル30の外部導体32を接続することでグランドを一体化し、高周波特性を向上させることができるという利点がある。ここで、プリント基板20の基板材料にフッ素樹脂、例えば四フッ化エチレンの重合体(商品名:テフロン)を用いれば、誘電正接の低いフッ素樹脂でプリント基板20を形成することにより、プリント基板20の厚みを薄くすることができるとともにインサーションロスの低減が図れるという利点がある。
【0022】
(参考例2)
本参考例の基本構成は参考例1と共通であるから、共通する構成には同一の符号を付して図示並びに説明を省略し、本参考例の特徴となる構成についてのみ説明する。
【0023】
本参考例は、図3〜図5に示すように同軸ケーブル30の終端部を収納する収納凹部25をプリント基板20の表面に設けた点に特徴がある。この収納凹部25は、一端部がランド部23に隣り合うように同軸ケーブル30の軸方向に沿った長尺形状であって、その幅寸法が外部導体32の直径に略等しく、その深さを同軸ケーブル30の内部導体31がプリント基板20表面と略面一となる寸法に形成してある。
【0024】
而して、プリント基板20の収納凹部25に同軸ケーブル30の終端部を収納することによってプリント基板20に対する同軸ケーブル30の位置決めがさらに容易となる。また、収納凹部25の幅寸法を外部導体32の直径に略等しくしているので、収納凹部25の内壁面で同軸ケーブル30の終端部が固定され、収納凹部25に収納した同軸ケーブル30が幅方向にずれ難くなり、高周波リレー10のリレー接点端子11と同軸ケーブル30の内部導体31との距離が一様になり、高周波特性の安定化が図れるという利点がある。しかも、収納凹部25を同軸ケーブル30の軸方向に沿った長尺形状としているから、プリント基板20に対する同軸ケーブル30の仮固定が容易に行え、同軸ケーブル30の組み付け作業の作業効率を向上させることができるという利点もある。
【0025】
さらに、収納凹部25の深さを同軸ケーブル30の内部導体31がプリント基板20表面と略面一となる寸法に形成しているから、図4及び図5に示すように収納凹部25に収納した状態で同軸ケーブル30の内部導体31がプリント基板20表面に載置され、リレー接点端子11と内部導体31との距離を短くすることができて高周波特性の向上が図れるという利点がある。
【0026】
なお、図6に示すように収納凹部25をプリント基板20の端縁まで延長し、収納凹部25の端部をプリント基板20の側面に開口させれば、収納凹部25に対する同軸ケーブル30の収納性を向上させることができる。
【0027】
(参考例3)
本参考例の基本構成は参考例1及び参考例2と共通であるから、共通する構成には同一の符号を付して図示並びに説明を省略し、本参考例の特徴となる構成についてのみ説明する。
【0028】
本参考例は、図7に示すようにプリント基板20の厚み方向に貫通し、同軸ケーブル30の終端部を収納する収納溝部26をプリント基板20の表面に設けた点に特徴がある。この収納溝部26は参考例2における収納凹部25をプリント基板20の裏面側に貫通させた形状としている。
【0029】
而して、参考例2における収納凹部25に比較して、厚み方向に貫通する収納溝部26の方がプリント基板20の加工処理が簡単であり、プリント基板20の加工にかかるコストを削減することができる。
【0030】
(参考例4)
本参考例の基本構成は参考例1及び参考例3と共通であるから、共通する構成には同一の符号を付して図示並びに説明を省略し、本参考例の特徴となる構成についてのみ説明する。
【0031】
本参考例は、図8に示すように収納溝部26の内側面にプリント基板20のアース面21と導通する導電層26aを形成した点に特徴がある。導電層26aは収納溝部26の内側面を半田めっきすることでプリント基板20裏面のアース面21と表面の導電パターン22とを接続するように形成してある。
【0032】
而して、導電層26aを形成することによって同軸ケーブル30の接続面積が増加して接続強度を高めることができる。また、導電層26aでアース面21と導電パターン22を接続しているので、スルーホール24を形成せずに同軸ケーブル30の外部導体32とアース面21とを近接して接続することができ、グランドを強化することができるという利点がある。
【0033】
(実施形態1)
本実施形態の基本構成は参考例1及び参考例4と共通であるから、共通する構成には同一の符号を付して図示並びに説明を省略し、本実施形態の特徴となる構成についてのみ説明する。
【0034】
本実施形態は、図9に示すようにプリント基板20に実装した高周波リレー10のリレー接点端子11の周囲に収納溝部26と連通する貫通孔27を設けるとともに、この貫通孔27の内周面にプリント基板20のアース面21と導通する導電層27aを形成した点に特徴がある。導電層27aは貫通孔27の内周面を半田めっきすることでプリント基板20裏面のアース面21と接続するように形成してある。
【0035】
而して、内周面を導電層27aとした貫通孔27をリレー接点端子11の周囲に設けたことにより、導電層27aによってリレー接点端子11がシールドされるため、絶縁特性を強化することができるという利点がある。なお、リレー接点端子11がアンテナとなってノイズが輻射されないように、リレー接点端子11の先端部分をプリント基板20の厚みよりも低い箇所で切断することが望ましい。
【0036】
(実施形態2)
本実施形態の基本構成は実施形態1と共通であるから、共通する構成には同一の符号を付して図示並びに説明を省略し、本実施形態の特徴となる構成についてのみ説明する。
【0037】
本実施形態は、貫通孔27,27同士を連通する収納溝部26’をプリント基板20に設けた点に特徴がある。
【0038】
例えば、参考例1〜4並びに実施形態1は3つの高周波リレー10を用いて1つの入力端子部から入力される高周波信号を3つの出力端子部に選択的に切り換えて出力する1入力3出力の回路構成を有しており、図10に示すように互いに接続される2つの高周波リレー10,10のリレー接点端子11,11の周囲に設けた貫通孔27,27同士を連通する収納溝部26’に、上記リレー接点端子11,11同士を接続する同軸ケーブル30が収納される。
【0039】
これに対して、1入力3出力の上記回路構成から高周波リレー10を1つ減らし、2つの高周波リレー10を用いて1つの入力端子部から入力される高周波信号を2つの出力端子部に選択的に切り換えて出力する1入力2出力の回路構成を実現する場合、図11に示すように削減された高周波リレーのリレー接点端子の周囲に設けた貫通孔27と他の貫通孔27とを連通する収納溝部26’から同軸ケーブル30を部分的に引き出して出力端子部に接続(配線)すればよい。
【0040】
而して、本実施形態のように貫通孔27,27同士を連通する収納溝部26’をプリント基板20に設けておけば、1入力3出力の回路構成と1入力2出力の回路構成のように高周波リレーの個数の違いによって回路構成が異なる複数種の高周波信号切換装置同士で同一構造のプリント基板20を兼用することができ、各回路構成に対応した複数種のプリント基板20を製造する必要が無くなり、部品(プリント基板20)の品種削減によるコストダウンが図れる。
【0041】
なお、図10及び図11の何れの構成においても、収納溝部26’の両内側面と同軸ケーブル30との間に半田28を埋め込み、同軸ケーブル30の外部導体32と貫通孔27の導電層27aを半田28で導通させればシールド効果をさらに高めることができる。
【0042】
(実施形態3)
本実施形態の基本構成は実施形態1と共通であるから、共通する構成には同一の符号を付して図示並びに説明を省略し、本実施形態の特徴となる構成についてのみ説明する。
【0043】
本実施形態は、図12及び図13に示すように収納溝部26’によって他の貫通孔27と連通した貫通孔27に連通し且つプリント基板20の端縁に開口する第2の収納溝部26”をプリント基板20に設けた点に特徴がある。
【0044】
例えば、実施形態2で説明したように3つの高周波リレー10を用いて1入力3出力の回路構成を実現する場合には、図12に示すように互いに接続される2つの高周波リレー10,10のリレー接点端子11,11の周囲に設けた貫通孔27,27同士を連通する収納溝部26’に、上記リレー接点端子11,11同士を接続する同軸ケーブル30を収納するとともに、第2の収納溝部26”と貫通孔27との境界部分に半田からなる壁29を設けて第2の収納溝部26”で分断された導電層27aを壁29で電気的に接続する。
【0045】
これに対して、1入力3出力の上記回路構成から高周波リレー10を1つ減らし、2つの高周波リレー10を用いて1入力2出力の回路構成を実現する場合、図13に示すように収納溝部26’から貫通孔27を経て第2の収納溝部26”に同軸ケーブル30を収納するとともに、第2の収納溝部26”のプリント基板20端縁における開口から同軸ケーブル30を引き出して出力端子部に接続(配線)すればよい。
【0046】
而して、本実施形態のように収納溝部26’によって他の貫通孔27と連通した貫通孔27に連通し且つプリント基板20の端縁に開口する第2の収納溝部26”をプリント基板20に設けておけば、1入力3出力の回路構成と1入力2出力の回路構成のように高周波リレーの個数の違いによって回路構成が異なる複数種の高周波信号切換装置同士で同一構造のプリント基板20を兼用することができ、各回路構成に対応した複数種のプリント基板20を製造する必要が無くなり、部品(プリント基板20)の品種削減によるコストダウンが図れる。
【0047】
なお、図12及び図13の何れの構成においても、収納溝部26’及び第2の収納溝部26”の両内側面と同軸ケーブル30との間に半田28を埋め込み、同軸ケーブル30の外部導体32と貫通孔27の導電層27aを半田28で導通させればシールド効果をさらに高めることができる。また、図13においてはリレー接点端子11が挿通されない貫通孔27を半田で埋めるようにしてもよい。
【0048】
(実施形態4)
本実施形態の基本構成は実施形態1と共通であるから、共通する構成には同一の符号を付して図示並びに説明を省略し、本実施形態の特徴となる構成についてのみ説明する。
【0049】
本実施形態は、プリント基板50を、ストリップ線路構造を有し最外層の表裏両面をアース面51とした多層基板とし、高周波リレー10のリレー接点端子11と同軸ケーブル30の内部導体31をストリップ線路52にて接続した点に特徴がある。
【0050】
図14及び図15に示すように、プリント基板50は2層構造であって層間に導電体からなるストリップ線路52が形成され、各層50a,50bの表面(プリント基板50の表面及び裏面)の略全部にアース面51が形成してある。なお、本実施形態においても、プリント基板50の基板材料にテフロン(登録商標)のような誘電正接の低いフッ素樹脂を用いれば、プリント基板50の厚みを薄くすることができるとともにインサーションロスの低減が図れる。
【0051】
また、厚み方向に貫通し同軸ケーブル30の終端部を収納する収納溝部53をプリント基板50に設けるとともに、収納溝部53の内側面に表裏両面のアース面51と導通する導電層54が形成してある。ここで、収納溝部53の幅が同軸ケーブル30の外部導体32の直径に略等しい寸法としてあり、同軸ケーブル30を収納溝部53に収納すれば、図15に示すように同軸ケーブル30の内部導体31がプリント基板50のストリップ線路52上に載置されることになる。なお、導電層54は収納溝部53の内側面を半田めっきすることでプリント基板50の表裏両面のアース面51と接続するように形成してある。
【0052】
ところで、プリント基板50の片面(層50a側)には、図14及び図15に示すように同軸ケーブル30の内部導体31とプリント基板50のストリップ線路52との接続部位を露出する凹所55が設けてある。そして、収納溝部53に同軸ケーブル30を収納し、凹所55に露出する内部導体31とストリップ線路52とを接続するとともに外部導体32とアース面51を接続した後、図14に示すように表面の略全部にアース面61を形成したプリント基板60をプリント基板50の表面に被せるように取着して凹所55の開口面をプリント基板60によって覆っている。なお、プリント基板60には同軸ケーブル30を逃げるための切り欠き溝62が設けてある。
【0053】
而して、プリント基板50を多層基板としたことにより、通過損失を極力抑えながら、プリント基板50に対する同軸ケーブル30の配置又はリレー接点端子11の位置を変更することができ、各同軸ケーブル30の長さを略一定にして部品コストの低減が図れるものである。また、同軸ケーブル30を収納する収納溝部53を設けるとともに収納溝部53の内側面にアース面51と導通する導電層54が形成してあるので、表裏両アース面51の接続箇所を同軸ケーブル30の外部導体32とアース面51との接続箇所に近接させることができ、高周波特性をさらに向上させることができる。しかも、同軸ケーブル30の内部導体31とプリント基板50のストリップ線路52との接続部位を露出する凹所55を設けているため、内部導体31をストリップ線路52に直接接続することができ、インサーションロスの低減が図れるとともに、隣接するストリップ線路52へのシールドも行えるという利点がある。さらに、アース面61を形成したプリント基板60をプリント基板50に取着して凹所55の開口面をプリント基板60によって覆っているから、アース面61によってシールド性を高めることができるとともに、スプリット線路52に近接する部位がプリント基板60の絶縁体であるために組み付け時の短絡事故の発生を防ぐことができるという利点がある。
【0054】
ところで、図16に示すように電源コネクタ40の端子(図示せず)と高周波リレー10の電源端子12とを接続する配線パターン56をプリント基板50のアース面51に形成すれば、電源コネクタ40と高周波リレー10の電源端子12とをリード線41で接続する場合に比較して、部品点数の削減及び小型化が図れるという利点がある。また、電源コネクタ40の端子と高周波リレー10の電源端子12とを接続する配線パターンをプリント基板60のアース面61に形成してもよい。この場合には、多層基板からなるプリント基板50のストリップ線路52から電源コネクタ40と高周波リレー10の電源端子12とを接続する配線パターンへの高周波信号の飛び移りが低減でき、その結果、従来高周波信号の漏れを吸収するために用いられていたコンデンサが不要となり、部品点数及びコストの削減が図れるという利点がある。
【0055】
【発明の効果】
請求項1の発明は、高周波信号が流れるリレー接点を切り換える複数個の高周波リレーと、高周 波信号を入力する1乃至複数の入力端子部と、高周波信号を出力する複数の出力端子部と、片面の略全部にアースと接続するアース面が形成されて複数個の高周波リレーが実装されるとともに高周波リレーのリレー接点端子間を接続する配線パターンが形成されたプリント基板と、入力端子部及び複数の出力端子部が取り付けられて内部にプリント基板を収納するケースと、ケース内で入力端子部及び出力端子部と高周波リレーのリレー接点端子とを接続する同軸ケーブルとを備え、高周波リレーのアース端子及び同軸ケーブルの外部導体をプリント基板のアース面に接続するとともに同軸ケーブルの内部導体を高周波リレーのリレー接点端子に接続した高周波信号切換装置において、プリント基板の厚み方向に貫通し、外部導体を露出した同軸ケーブルの終端部分を収納する収納溝部をプリント基板に設けるとともに、収納溝部の内側面にプリント基板のアース面と導通する導電層を形成し、且つプリント基板に実装した高周波リレーのリレー接点端子の周囲に収納溝部と連通する貫通孔を設けるとともに、この貫通孔の内周面にプリント基板のアース面と導通する導電層を形成したので、プリント基板に実装することで高周波リレーの配置位置が容易に特定できるとともに同軸ケーブルの位置決め及び仮固定が可能となり、しかもプリント基板のアース面に高周波リレーのアース端子及び同軸ケーブルの外部導体を接続することで高周波特性を向上させることができ、また、プリント基板への加工処理が簡単になり、コストダウンが図れ、さらに、導電層を形成することで同軸ケーブルの接続面積が増加して接続強度を高めることができるとともに、同軸ケーブルの外部導体とアース面とを近接して接続することができるため、グランドを強化することができ、しかも、導電層によってリレー接点端子がシールドされるため、絶縁特性を強化することができるという効果がある。
【0056】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、貫通孔同士を連通する収納溝部をプリント基板に設けたので、出力端子部の個数を減らすためにプリント基板に実装する高周波リレーの個数を削減する場合、その削減された高周波リレーのリレー接点端子の周囲に設けた貫通孔と他の貫通孔とを連通する収納溝部から同軸ケーブルを部分的に引き出して配線すればよく、出力端子部の個数が異なる場合でも同一構造のプリント基板を兼用することができてコストダウンが図れるという効果がある。
【0057】
請求項3の発明は、請求項1の発明において、収納溝部によって他の貫通孔と連通した貫通孔に連通し且つプリント基板の端縁に開口する第2の収納溝部をプリント基板に設けたので、出力端子部の個数を減らすためにプリント基板に実装する高周波リレーの個数を削減する場合、その削減された高周波リレーのリレー接点端子の周囲に設けた貫通孔を通して第2の収納溝部に同軸ケーブルを収納して配線すればよく、出力端子部の個数が異なる場合でも同一構造のプリント基板を兼用することができてコストダウンが図れるという効果がある。
【0058】
請求項4の発明は、請求項1〜3の何れかの発明において、プリント基板の基板材料にフッ素樹脂を用いたので、誘電正接の低いフッ素樹脂でプリント基板を形成することにより、プリント基板の厚みを薄くすることができるとともにインサーションロスの低減が図れるという効果がある。
【0059】
請求項5の発明は、請求項4の発明において、同軸ケーブルの内部導体とプリント基板のストリップ線路との接続部位を露出する凹所をプリント基板の片面に設けたので、内部導体をストリップ線路に直接接続することができ、インサーションロスの低減が図れるとともに、隣接するストリップ線路へのシールドも行えるという効果がある。
【0060】
請求項6の発明は、請求項5の発明において、プリント基板のアース面と導通する導体で凹所の開口面を覆うので、導体によってシールド性を高めることができるという効果がある。
【0061】
請求項7の発明は、請求項5の発明において、少なくとも片面の略全部にアースと接続するアース面を形成した基板で凹所の開口面を覆うので、アース面によってシールド性を高めることができるとともに、スプリット線路に近接する部位が絶縁体(基板)であるために組み付け時の短絡事故の発生を防ぐことができるという効果がある。
【0062】
請求項8の発明は、請求項7の発明において、高周波リレーのコイル駆動用電源を供給するための電源端子部をケースに設けるとともに、電源端子部と高周波リレーの電源端子とを接続する配線パターンを基板の一方の面に形成したので、多層基板からなるプリント基板のストリップ線路から電源端子部と高周波リレーの電源端子とを接続する配線パターンへの高周波信号の飛び移りが低減でき、その結果、従来高周波信号の漏れを吸収するために用いられていたコンデンサが不要となり、部品点数及びコストの削減が図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の参考例1の分解斜視図である。
【図2】同上の要部を示す側断面図である。
【図3】本発明の参考例2の要部を示す一部省略した分解斜視図である。
【図4】図3のA−A’線断面矢視図である。
【図5】図3のB−B’線断面矢視図である。
【図6】同上の他の構成を示すプリント基板の一部省略した斜視図である。
【図7】本発明の参考例3の要部を示す一部省略した側断面図である。
【図8】本発明の参考例4の要部を示す一部省略した側断面図である。
【図9】本発明の実施形態1の要部を示す一部省略した斜視図である。
【図10】本発明の実施形態2において1入力3出力の回路構成を実現する場合のの要部を示す一部省略した斜視図である。
【図11】同上において1入力2出力の回路構成を実現する場合のの要部を示す一部省略した斜視図である。
【図12】本発明の実施形態3において1入力3出力の回路構成を実現する場合のの要部を示す一部省略した斜視図である。
【図13】同上において1入力2出力の回路構成を実現する場合のの要部を示す一部省略した斜視図である。
【図14】本発明の実施形態4の要部を示す一部省略した分解斜視図である。
【図15】同上の要部を示す一部省略した側断面図である。
【図16】同上におけるプリント基板の平面図である。
【図17】従来例の底蓋を外した状態の平面図である。
【符号の説明】
1 金属ケース
2 底蓋
3 同軸コネクタ
10 高周波リレー
11 リレー接点端子
12 電源端子
13 アース端子
20 プリント基板
21 アース面
30 同軸ケーブル
31 内部導体
32 外部導体
40 電源コネクタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency signal switching device that selectively switches and outputs a high-frequency signal input from an input terminal unit from a plurality of output terminal units.
[0002]
[Prior art]
An example of this type of high-frequency signal switching device (so-called coaxial switch or high-frequency unit) is shown in FIG. In this conventional example, three high-
[0003]
Further, a
[0004]
Thus, power is supplied to the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional example, the coaxial connector 3 and the
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to easily specify the arrangement position of the high-frequency relay, enable positioning and temporary fixing of the coaxial cable, and improve high-frequency characteristics. The object is to provide a high-frequency signal switching device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a plurality of high frequency relays for switching relay contacts through which a high frequency signal flows, one or more input terminal portions for inputting a high frequency signal, and a high frequency signal output. Printed with a plurality of output terminal sections and a ground plane that is connected to the ground on almost all of one side to mount a plurality of high frequency relays and a wiring pattern that connects between relay contact terminals of the high frequency relays A circuit board, a case in which an input terminal unit and a plurality of output terminal units are attached to house a printed circuit board, and a coaxial cable that connects the input terminal unit and the output terminal unit to the relay contact terminal of the high-frequency relay in the case; Connect the ground terminal of the high-frequency relay and the outer conductor of the coaxial cable to the ground plane of the printed circuit board, and raise the inner conductor of the coaxial cable. It was connected to the relay contact terminal of wave relayIn the high-frequency signal switching device, a storage groove is provided in the printed circuit board for accommodating the end portion of the coaxial cable that penetrates in the thickness direction of the printed circuit board and exposes the external conductor, and is electrically connected to the ground surface of the printed circuit board on the inner surface of the storage groove A through hole is formed around the relay contact terminal of the high-frequency relay mounted on the printed circuit board, and the conductive hole is connected to the ground surface of the printed circuit board on the inner peripheral surface of the through hole. Layer formedThe mounting position of the high frequency relay can be easily specified by mounting on the printed circuit board, and the coaxial cable can be positioned and temporarily fixed. Moreover, the ground terminal of the high frequency relay and the coaxial cable can be connected to the ground surface of the printed circuit board. High frequency characteristics can be improved by connecting an external conductor.In addition, the processing to the printed circuit board is simplified, the cost can be reduced, and the connection area of the coaxial cable can be increased by forming the conductive layer, and the connection strength can be increased. Since the conductor and the ground plane can be connected in close proximity, the ground can be strengthened, and the relay contact terminal is shielded by the conductive layer, so that the insulation characteristics can be strengthened.The
[0008]
The invention of
[0009]
Claim3The invention of claim1In the invention, the printed circuit board is provided with a second storage groove portion that communicates with the through hole that communicates with the other through hole by the storage groove portion and opens at the edge of the printed circuit board. In order to reduce the number of high frequency relays mounted on the printed circuit board, if the coaxial cable is housed and wired in the second housing groove through the through holes provided around the relay contact terminals of the reduced high frequency relay, Even when the number of output terminal portions is different, a printed circuit board having the same structure can also be used, and the cost can be reduced.
[0010]
ContractClaim4The invention of
[0011]
Claim5The invention of claim4In the invention of the present invention, a recess exposing the connection portion between the inner conductor of the coaxial cable and the strip line of the printed circuit board is provided on one side of the printed circuit board, and the inner conductor can be directly connected to the strip line. In addition to reducing insertion loss, it is possible to shield adjacent strip lines.
[0012]
Claim6The invention of claim5In the invention, the opening surface of the recess is covered with a conductor that is electrically connected to the ground surface of the printed circuit board, and the shielding property can be enhanced by the conductor.
[0013]
Claim7The invention of claim5According to the invention, the opening surface of the recess is covered with a substrate on which at least one surface of the ground is connected to the ground, and the shielding surface can be improved by the ground surface, and it is close to the split line. Since the part is an insulator (substrate), it is possible to prevent occurrence of a short circuit accident during assembly.
[0014]
Claim8The invention of claim7In the invention, a power supply terminal portion for supplying power for driving the coil of the high frequency relay is provided in the case, and a wiring pattern for connecting the power supply terminal portion and the power supply terminal of the high frequency relay is formed on one surface of the substrate. The jumping of the high frequency signal from the strip line of the printed circuit board which consists of a multilayer substrate to the wiring pattern which connects a power supply terminal part and the power supply terminal of a high frequency relay can be reduced. As a result, the capacitor conventionally used for absorbing the leakage of the high-frequency signal becomes unnecessary, and the number of parts and the cost can be reduced.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0016]
Before describing an embodiment of the present invention, a reference example having the same basic configuration as the embodiment of the present invention will be described.
(Reference example1)
Figure 1Reference exampleThe exploded perspective view of is shown. Five substantially circular mounting holes 1a are arranged in one side wall of the substantially box-shaped
[0017]
The high-
[0018]
The coaxial connector 3 is a high-frequency coaxial connector having a screw-type coupling portion, and the
[0019]
As shown in FIG. 2, a
[0020]
Thus, as shown in FIG. 2, the end portion of the
[0021]
As described above, the
[0022]
(Reference example2)
BookReference exampleThe basic configuration ofReference example1, the same components are denoted by the same reference numerals, and illustration and description thereof are omitted.Reference exampleOnly the structure which becomes the characteristic of will be described.
[0023]
BookReference example3 to FIG. 5 is characterized in that a
[0024]
Thus, the
[0025]
Furthermore, since the depth of the
[0026]
As shown in FIG. 6, when the
[0027]
(Reference example3)
BookReference exampleThe basic configuration ofReference example1 andReference example2 are the same as those in FIG.Reference exampleOnly the structure which becomes the characteristic of will be described.
[0028]
BookReference example7 is characterized in that a
[0029]
Thus,Reference exampleAs compared with the
[0030]
(Reference example4)
BookReference exampleThe basic configuration ofReference example1 andReference example3, the same reference numerals are assigned to the common components, and illustration and description thereof are omitted.Reference exampleOnly the structure which becomes the characteristic of will be described.
[0031]
BookReference example8 is characterized in that a
[0032]
Thus, by forming the
[0033]
(Embodiment1)
The basic configuration of this embodiment isReference example1 andReference example4 are the same as those in FIG. 4, the same reference numerals are assigned to the common components, and illustration and description thereof are omitted, and only the configuration that is a feature of the present embodiment will be described.
[0034]
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, a through
[0035]
Thus, by providing the through
[0036]
(Embodiment2)
The basic configuration of this embodiment is the embodiment.1Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, illustration and description thereof are omitted, and only the components that are characteristic of the present embodiment will be described.
[0037]
The present embodiment is characterized in that a
[0038]
For example,Reference Examples 1 to 4 and Embodiment 110 has a 1-input 3-output circuit configuration in which three high-frequency relays 10 are used to selectively switch and output a high-frequency signal input from one input terminal unit to three output terminal units. As shown in the drawing, the
[0039]
On the other hand, the
[0040]
Thus, if the printed
[0041]
10 and 11, the
[0042]
(Embodiment3)
The basic configuration of this embodiment is the embodiment.1Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, illustration and description thereof are omitted, and only the components that are characteristic of the present embodiment will be described.
[0043]
In this embodiment, as shown in FIGS. 12 and 13, the
[0044]
For example, the embodiment2When the circuit configuration of one input and three outputs is realized using the three high frequency relays 10 as described in the above, the
[0045]
On the other hand, when the
[0046]
Thus, as in the present embodiment, the
[0047]
12 and 13, the
[0048]
(Embodiment4)
Since the basic configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given to the common configurations, illustration and description thereof are omitted, and only the configuration that is a feature of the present embodiment will be described.
[0049]
In the present embodiment, the printed
[0050]
As shown in FIGS. 14 and 15, the printed
[0051]
A
[0052]
By the way, on one side (the
[0053]
Thus, since the printed
[0054]
By the way, if the
[0055]
【The invention's effect】
The invention of
[0056]
The invention of
[0057]
Claim3The invention of claim1In the invention, since the second storage groove portion that opens to the edge of the printed circuit board and communicates with the through hole that communicates with the other through holes by the storage groove portion is provided in the printed circuit board, the number of output terminal portions is reduced. When reducing the number of high-frequency relays mounted on the printed circuit board, the coaxial cable can be housed and wired in the second housing groove through the through holes provided around the relay contact terminals of the reduced high-frequency relay. Even when the number of terminal portions is different, it is possible to use a printed circuit board having the same structure, and the cost can be reduced.
[0058]
Claim4The invention of
[0059]
Claim5The invention of claim4In this invention, since the concave portion exposing the connection portion between the inner conductor of the coaxial cable and the strip line of the printed circuit board is provided on one side of the printed circuit board, the inner conductor can be directly connected to the strip line, and the insertion loss This can reduce the amount of light and shield the adjacent strip line.
[0060]
Claim6The invention of claim5In this invention, since the opening surface of the recess is covered with the conductor that is electrically connected to the ground surface of the printed circuit board, there is an effect that the shielding property can be enhanced by the conductor.
[0061]
Claim7The invention of claim5In this invention, since the opening surface of the recess is covered with a substrate on which at least one side of the ground is connected to the ground, the shielding surface can be improved by the ground surface, and the portion close to the split line is insulated. Since it is a body (substrate), there is an effect that it is possible to prevent occurrence of a short circuit accident during assembly.
[0062]
Claim8The invention of claim7In the invention, the power supply terminal portion for supplying the power for driving the coil of the high frequency relay is provided in the case, and the wiring pattern for connecting the power supply terminal portion and the power supply terminal of the high frequency relay is formed on one surface of the substrate. In order to absorb the leakage of conventional high-frequency signals, it is possible to reduce the jumping of high-frequency signals from the printed circuit board strip line consisting of multilayer boards to the wiring pattern connecting the power supply terminal section and the power supply terminal of the high-frequency relay. The capacitor that has been used is not required, and the number of parts and cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Reference example of the present invention1 is an exploded perspective view of FIG.
FIG. 2 is a side sectional view showing the main part of the above.
[Fig. 3]Reference example of the present inventionIt is the disassembled perspective view which a part of which showed the principal part of 2 was abbreviate | omitted.
4 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of FIG. 3;
FIG. 6 is a perspective view of the printed circuit board showing another configuration of the above, in which a part is omitted.
[Fig. 7]Reference example of the present invention3 is a side cross-sectional view showing a main part of FIG.
[Fig. 8]Reference example of the present invention4 is a side cross-sectional view showing a main part of FIG.
FIG.
FIG.
FIG. 11 is a partially omitted perspective view showing a main part in the case where a circuit configuration of one input and two outputs is realized.
FIG.Embodiment 3 of the present inventionFIG. 3 is a perspective view with a part omitted showing a main part when a circuit configuration of 1 input 3 outputs is realized.
FIG. 13 is a partially omitted perspective view showing a main part in the case where a circuit configuration of one input and two outputs is realized.
FIG.
FIG. 15 is a side cross-sectional view showing a main part of the above, partly omitted.
FIG. 16 is a plan view of the printed circuit board according to the above.
FIG. 17 is a plan view of the conventional example with the bottom lid removed.
[Explanation of symbols]
1 Metal case
2 Bottom cover
3 Coaxial connector
10 High frequency relay
11 Relay contact terminal
12 Power terminal
13 Ground terminal
20 Printed circuit board
21 Ground plane
30 Coaxial cable
31 Inner conductor
32 Outer conductor
40 Power connector
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