JP5162332B2 - 高周波モジュール及び無線装置 - Google Patents
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Description
本発明は、高周波モジュール及び無線装置に関し、特に、高周波信号の入出力接続において、半田付けを無くし、組立性及び検査性を向上させた高周波モジュール及び無線装置に関する。
プリント基板上に実装された端子等に同軸ケーブルを接続させ、電気的接続を図る技術について様々提案されている（特許文献１乃至６参照）。例えば、コネクタのオス型とメス型の中心導体ピンの形状を平板状にすることで直交型同軸コネクタの全体高さを低くする薄型同軸コネクタが提案されている（特許文献３参照）。また、印刷回路基板の端縁に沿って装着されるコンタクトが、ハウジングのキャビティ領域に突出する同軸中心導体にプラグ接続されるフォーク形状の接触アームを有し、プラグ接続することで印刷回路基板を同軸導体に接続する電子装置箱同軸接続組立体が提案されている（特許文献５参照）。
通常の高周波モジュール間における信号の入出力部の構造について図１２に示す。モジュール９の基板９ｂ上のプリント配線上９ｃに、同軸ケーブル１３ａの中心導体９ｄを半田９ｅに接続する。シールドカバー側面９ａから配線された同軸ケーブル１３ａは、同軸コネクタ１３ｂ及び１３ｃを介し他モジュールへと接続される。図１３は、関連する他の通常の高周波モジュール構造を示す図である。モジュール７の基板７ｂ上に、同軸ケーブル８ａの中心導体７ｄを半田７ｅに接続する。シールドカバー側面７ａから配線された同軸ケーブル８ａは、同軸コネクタ８ｂを介し他モジュールへと接続される。
実開昭６１−１０４６５１号公報
実開平０５−０９４９７２号公報
実開平０６−００５１５８号公報
特開２０００−０９１７８０号公報
特表２００１−５１８２３１号公報
特表平１１−５１０３０１号公報
しかしながら、このようなシールドされた高周波モジュールからの入出部において同軸コネクタ付きのソリッドジャケットケーブル等の同軸ケーブルを基板配線上に半田付けする技術では、以下のような問題があった。すなわち、ケーブル長分の伝送損失増加とそれに伴う効率の低下が生じ、ケーブル長分の特性劣化を見込む必要があった。高周波信号でシールドカバーが必要な上に、入出力部の同軸ケーブル中心導体の半田付けを手作業で行って接続するため、半田付け作業性が悪く、組立性、検査性が悪かった。また、モジュール間に同軸ケーブルが存在するため、ケーブルの配線スペースが必要となり、装置の小型化を阻害してしまうという問題があった。
また、特許文献５記載の電子装置箱同軸接続組立体は、高出力アンプ等に代表される高周波モジュールに特徴的な高発熱部品の放熱に対応せず、また、フォーク形状の接触アームに限定されている点で様々な用途に対応することが出来ないという問題があった。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、高周波信号の入出力接続において、半田付けを無くし、電気特性改善し、組立性及び検査性を向上させることを目的とする。
本発明に係る第１の高周波モジュールは、シールドカバーと、中心導体を有し、前記シールドカバーを貫通して固定された同軸コネクタであって、前記固定により前記中心導体が前記シールドカバーの内部に突出している同軸コネクタと、基板上のプリント配線上に実装された板金端子と、を備え、前記シールドカバーを前記基板上に覆うように固定することで、前記同軸コネクタの前記中心導体が前記板金端子に勘合し、高周波信号の入出力接続することを特徴とする。
本発明に係る第２の高周波モジュールは、シールドカバーと、中心導体を有し、前記シールドカバーを貫通して固定された同軸コネクタであって、前記固定により前記中心導体が前記シールドカバーの内部に突出している同軸コネクタと、基板上に設けられたプリント配線と、を備え、前記中心導体は、前記中心導体の先端にばね性を持たせ、Ｚ型に加工され、前記シールドカバーを前記基板上に覆うように固定することで、前記同軸コネクタの前記中心導体が前記プリント配線に直接接触し、高周波信号の入出力接続することを特徴とする。
本発明に係る無線装置は、上記第１の又は第２の高周波モジュールを備えることを特徴とする。
本発明によれば、高周波信号の入出力接続において、半田付けを無くし、電気特性改善し、組立性及び検査性を向上させることが出来る。
以下に、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な実施形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
本発明の実施形態に係る高周波モジュール（回路）は、高周波モジュールへの信号の入出力において、基板配線とコネクタ中心導体の間の半田付け接続を無くし、コスト削減、組立性向上、ロスの低減したことを特徴とする。
本発明の実施形態に係る高周波モジュールについて図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る高周波モジュールの側面図である。高周波モジュール２のシールドカバー２ａ側面に同軸コネクタ３ａが固定され、内部に同軸コネクタ３ａの中心導体３ｄが突出している。
基板２ｂ上のプリント配線２ｄ上には、板金端子２ｃが実装されている。板金端子２ｃは、ＳＭＤ（ Surface Mount Device ；表面実装）自動搭載により実装しても良い。シールドカバー２ａが基板２ｂを覆うように上から固定され、同軸コネクタ３ａの中心導体３ｄが板金端子２ｃの腕２ｅの間に勘合し接触している。これにより、入出力部の同軸ケーブル中心導体の半田付けを行わずに接続が可能となり、電気特性改善し、組立性及び検査性を向上させることが出来る。
なお、中心導体３ｄと板金端子２ｃとの接触は、用途・スペースに応じて、１点接触、２点接触、多点接触させても良い。
また、他モジュールと同軸コネクタ３ｂ直結させることも可能である。その場合、ケーブルレス、半田付けレスで実装スペースミニマム化、特性劣化軽減、コスト削減の効果が得られる。
また、本実施形態は高出力アンプ等に代表される高周波モジュールであり、高発熱部品が搭載されているため、放熱のためにラジエータ又はダイキャストハウジングに基板を直付けすることが好まれる。
上述した高周波モジュールの接続構造、すなわち中心導体３ｄと板金端子２ｃとの接続についてさらに詳述する。
図２は、本実施形態に係る高周波モジュールの接続構造を示す側面図であり、特に接続前の状態を示している。図２において、モジュール２のシールドカバー２ａ側面に同軸コネクタ３ａが固定され、内部に当該同軸コネクタ３ａの中心導体３ｄが突出している。基板２ｂ上のプリント配線２ｄ上には、板金端子２ｃが表面実装自動搭載により実装されている。図２に示す状態から、シールドカバー２ａを、基板２ｂを覆うように上から固定することで、同軸コネクタ３ａの中心導体３ｄが板金端子２ｃの腕２ｅの間に勘合する。すなわち、シールドカバー２ａの取付け行為と同時に、高周波信号の入出力接続が完了する。
図３は、本実施形態に係る高周波モジュールの接続構造を示す斜視図であり、特に接続前の状態の中心導体３ｄと板金端子２ｃとの斜視図である。
以上説明したように、本実施形態に係る高周波モジュールは、基板配線上に形成されたプリント配線またはプリント配線上に搭載された板金端子へ、同軸コネクタの中心導体を接触させることにより半田付けを無くしたことを特徴とし、これにより高周波回路及びモジュールの入出力部において、電気特性改善し、組立性及び検査性を向上させることが可能となる。
また、ケーブルレスにしたことにより、モジュール同士を直結させた場合に低コスト低損失かつ装置の小型化に寄与することが出来る。
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図４、図５、図６は、本発明の他の実施形態に係る高周波モジュール接続構造縦型である。縦型にすると、勘合が中心導体３ｄの軸方向となり、中心導体３ｄおよび板金端子５ｃにかかるストレスが軽減され、より長期信頼性が増す。
また、本発明の他の実施形態として、板金端子形状を簡素化、低コスト化し、２点接触を単純化した高周波モジュール接続構造が考え得る。図７は、本実施形態に係る高周波モジュール構造を示す図である。板金端子５ｃは、屈曲部５ｈを有しており、シールドカバー接続時に屈曲部５ｈが中心導体３ｄを挟み込むことにより、確実な接触感があり、接続確認が容易になる。
図８は、中心導体３ｄが、ばね性素材により形成された板金端子５ｆに１点接触により高周波信号の入出力接続することを説明するための図である。１点接触のため、コネクタや板金端子の位置精度の緩和が可能となる。
さらに、図９の符号３ｅで示すように、コネクタの中心導体の先端にばね性を持たせ、Ｚ型に加工したものも考え得る。本実施形態は１点接触であるが、板金端子を介さず、基板２ｂ上のプリント配線２ｄに直接接触できるため、コストを押えることができ、位置精度の面でも有利である。
また、図１０に示すように、板金端子に複数のスリットを設けることにより、多点接触端子５ｇにすることも可能である。
上記図１〜図３、図７〜図１０に示す高周波モジュール接続構造のように、接続時に中心導体に剪断方向に力が加わるタイプの接続構造では、図１１に示すとおり、シールドカバー天井２ａに、電気特性に影響しない低誘電率の絶縁体保持部材４を具備し、絶縁体保持部材４で中心導体を支えることにより、接続強度や長期信頼性を更に向上させることが出来る。
以上説明した板金端子の形状は、要求性能やコストによって使い分けができ、表面実装自動搭載が可能な形状となっている。また、同軸コネクタの中心導体の直径に合わせた板金端子を準備することにより、同軸コネクタの種類を選ばないことも可能である。また、どの板金端子構造においても、高周波モジュール内はシールドカバーによって完全に遮蔽されているため、シールド性は確保されている。
本発明に係る高周波モジュール接続構造は、例えば基地局装置等に用いられる高周波モジュール間の接続構造に利用することが出来る。
以上、本発明を好適な実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
２、５、７、９ 高周波モジュール
２ａ、５ａ、７ａ、９ａ シールドカバー
２ｂ、７ｂ、５ｂ、９ｂ 基板
２ｃ、５ｃ 板金端子
２ｄ、５ｄ、１２ｃ プリント配線
２ｅ、５ｅ 腕
３ａ、３ｂ、６ａ、６ｂ、８ｂ、１３ｂ、１３ｃ 同軸コネクタ
３ｃ、３ｄ、６ｃ、６ｄ、７ｄ、９ｄ、１２ｄ 中心導体
３ｅ ばね状中心導体
４ 絶縁体保持部材
５ｆ 板金ばね端子
５ｇ 多点接触端子
５ｈ 板金端子屈曲部
７ｃ、９ｃ、１２ｅ プリント基板
７ｅ、９ｅ 半田
８ａ、１３ａ 同軸ケーブル
１１ フィルタ
１１ａ 共振棒
１１ｂ フィルタキャビティ
１１ｃ 共振棒配線
１２ アンプ
１２ａ アンプケース
１２ｂ アンプ基板
２ａ、５ａ、７ａ、９ａ シールドカバー
２ｂ、７ｂ、５ｂ、９ｂ 基板
２ｃ、５ｃ 板金端子
２ｄ、５ｄ、１２ｃ プリント配線
２ｅ、５ｅ 腕
３ａ、３ｂ、６ａ、６ｂ、８ｂ、１３ｂ、１３ｃ 同軸コネクタ
３ｃ、３ｄ、６ｃ、６ｄ、７ｄ、９ｄ、１２ｄ 中心導体
３ｅ ばね状中心導体
４ 絶縁体保持部材
５ｆ 板金ばね端子
５ｇ 多点接触端子
５ｈ 板金端子屈曲部
７ｃ、９ｃ、１２ｅ プリント基板
７ｅ、９ｅ 半田
８ａ、１３ａ 同軸ケーブル
１１ フィルタ
１１ａ 共振棒
１１ｂ フィルタキャビティ
１１ｃ 共振棒配線
１２ アンプ
１２ａ アンプケース
１２ｂ アンプ基板
Claims (9)
- シールドカバーと、
中心導体を有し、前記シールドカバーを貫通して固定された同軸コネクタであって、前記固定により前記中心導体が前記シールドカバーの内部に突出している同軸コネクタと、
基板上のプリント配線上に実装された板金端子と、を備え、
前記シールドカバーを前記基板上に覆うように固定することで、前記同軸コネクタの前記中心導体が前記板金端子に勘合し、高周波信号の入出力接続することを特徴とする高周波モジュール。 - 前記板金端子は同軸コネクタと勘合する腕を２以上設け、前記板金端子の前記腕の間に前記同軸コネクタを勘合することで高周波信号の入出力接続することを特徴とする請求項１記載の高周波モジュール。
- 前記板金端子は屈曲部を有し、前記屈曲部で前記中心導体を挟み込み、高周波信号の入出力接続することを特徴とする請求項１記載の高周波モジュール。
- 前記板金端子は複数のスリットが設けられ、前記中心導体と多点接触することで高周波信号の入出力接続することを特徴とする請求項１記載の高周波モジュール。
- 前記板金端子は、ばね性素材により形成され、前記中心導体に１点接触することで高周波信号の入出力接続することを特徴とする請求項１記載の高周波モジュール。
- 前記同軸コネクタと前記中心導体とが、前記板金端子を介して高周波信号の入出力接続した場合に、前記同軸コネクタから前記中心導体への剪断力を防止する絶縁体保持部材を前記シールドカバーの天井部に備え、
前記絶縁体保持部材は、前記中心導体を支えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の高周波モジュール。 - 前記同軸コネクタから突出している中心導体と、前記基板とが縦型の位置関係にあることを特徴とする請求項１記載の高周波モジュール。
- シールドカバーと、
中心導体を有し、前記シールドカバーを貫通して固定された同軸コネクタであって、前記固定により前記中心導体が前記シールドカバーの内部に突出している同軸コネクタと、
基板上に設けられたプリント配線と、を備え、
前記中心導体は、前記中心導体の先端にばね性を持たせ、Ｚ型に加工され、
前記シールドカバーを前記基板上に覆うように固定することで、前記同軸コネクタの前記中心導体が前記プリント配線に直接接触し、高周波信号の入出力接続することを特徴とする高周波モジュール。 - 請求項１から８のいずれか１項に記載の高周波モジュールを備えることを特徴とする無線装置。
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