JP5316213B2 - Coaxial line and coaxial connector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coaxial line and a coaxial connector wherein reflection of a signal can be suppressed in a wide frequency band. <P>SOLUTION: An internal conductor 14a extends inside an external conductor 12a and has an outer diameter r1. An internal conductor 14b extends inside an external conductor 12b and has an outer diameter r2 smaller than the outer diameter r1. An internal conductor 14c extends inside the external conductor 12a and has an outer diameter r3 which is smaller than the outer diameter r1 and larger than the outer diameter r2. An internal conductor 14d extends inside the external conductor 12a and is the internal conductor having an outer diameter r4 equal to the outer diameter r2 and is provided between the internal conductor 14b and the internal conductor 14c. The characteristic impedance Z1 of a region A1 is equal to the characteristic impedance Z2 of a region A2 and is smaller than the characteristic impedance Z3 of a region A3 and the characteristic impedance Z4 of a region A4. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、同軸線路及び同軸コネクタに関し、より特定的には、筒状の外導体と、該外導体内を延在する内導体からなる同軸線路及び同軸コネクタに関する。   The present invention relates to a coaxial line and a coaxial connector, and more particularly to a coaxial line and a coaxial connector including a cylindrical outer conductor and an inner conductor extending in the outer conductor.

従来の一般的な同軸コネクタとしては、例えば、図9に示すものが挙げられる。図9は、従来の同軸コネクタ510の断面構造図である。図4(b)は、同軸コネクタ510に発生する電気力線を示した図である。図6は、同軸コネクタ510の等価回路図である。   An example of a conventional common coaxial connector is shown in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional structure diagram of a conventional coaxial connector 510. FIG. 4B is a diagram showing electric lines of force generated in the coaxial connector 510. FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the coaxial connector 510.

同軸コネクタ510は、図9に示すように、外導体512、内導体514及び絶縁体516により構成されている。   The coaxial connector 510 includes an outer conductor 512, an inner conductor 514, and an insulator 516, as shown in FIG.

外導体512は、外導体512a,512bにより構成され、接地電位が印加される。外導体512aは、内径R11を有する円筒である。外導体512bは、外導体512aに接続され、内径R11よりも小さな内径R12を有する円筒である。   The outer conductor 512 includes outer conductors 512a and 512b, and is applied with a ground potential. The outer conductor 512a is a cylinder having an inner diameter R11. The outer conductor 512b is a cylinder connected to the outer conductor 512a and having an inner diameter R12 smaller than the inner diameter R11.

内導体514は、内導体514a,514b,514cにより構成され、高周波信号が伝送される。内導体514aは、外径r11を有する円柱であり、外導体512a内を延在している。内導体514bは、外径r11よりも小さな外径r12を有する円柱であり、外導体512b内を延在している。内導体514cは、外径r12を有する円柱であり、内導体514a,514bに接続され、外導体512a内を延在している。絶縁体516は、樹脂等の絶縁性材料により形成され、外導体512と内導体514との間に設けられて、外導体512と内導体514とを絶縁している。   The inner conductor 514 includes inner conductors 514a, 514b, and 514c, and transmits a high frequency signal. The inner conductor 514a is a cylinder having an outer diameter r11 and extends in the outer conductor 512a. The inner conductor 514b is a cylinder having an outer diameter r12 smaller than the outer diameter r11, and extends in the outer conductor 512b. The inner conductor 514c is a cylinder having an outer diameter r12, is connected to the inner conductors 514a and 514b, and extends through the outer conductor 512a. The insulator 516 is formed of an insulating material such as resin and is provided between the outer conductor 512 and the inner conductor 514 to insulate the outer conductor 512 and the inner conductor 514 from each other.

以上のような構成を有する同軸コネクタ510は、外導体の径が異なる2つの同軸線路を接続する際に用いられる。そこで、内導体514aが延在している領域A11と内導体514bが延在している領域A12との間で信号の反射が発生しないように、領域A11の特性インピーダンスと領域A12の特性インピーダンスとが等しくなるように構成されている。具体的には、内径R11に対する外径r11の比の値と、内径R12に対する外径r12の比の値とが等しくなるように構成されている。   The coaxial connector 510 having the above configuration is used when two coaxial lines having different outer conductor diameters are connected. Therefore, the characteristic impedance of the region A11 and the characteristic impedance of the region A12 are set so that signal reflection does not occur between the region A11 where the inner conductor 514a extends and the region A12 where the inner conductor 514b extends. Are configured to be equal. Specifically, the value of the ratio of the outer diameter r11 to the inner diameter R11 is configured to be equal to the value of the ratio of the outer diameter r12 to the inner diameter R12.

ところで、同軸コネクタ510では、図9に示すように、内導体514の外径が外径r11から外径r12に変化している。そのため、内導体514には、角部E10が形成されてしまう。角部E10が形成されると、図4(b)に示すように、角部E10以外の部分から発生する電気力線e10は、内導体514に直交する方向に放射状に発生するのに対し、角部E10から発生する電気力線e11は、内導体514に直交する方向から曲がった方向に発生する。すなわち、内導体514a,514bが延在している領域A11,A12では、TMモードの電磁界が発生しているのに対して、内導体514cが延在している領域A13では、準TMモードの電磁界が発生している。領域A13にて準TMモードの電磁界が発生している原因は、角部E10と外導体512との間において容量成分Cが発生しているためである。このような容量成分Cが発生すると、領域A11,A12と領域A13との間のインピーダンス整合が崩れてしまい、領域A13において信号の反射が発生してしまう。   By the way, in the coaxial connector 510, as shown in FIG. 9, the outer diameter of the inner conductor 514 is changed from the outer diameter r11 to the outer diameter r12. Therefore, the corner E10 is formed in the inner conductor 514. When the corner portion E10 is formed, as shown in FIG. 4B, the electric lines of force e10 generated from portions other than the corner portion E10 are generated radially in a direction orthogonal to the inner conductor 514, whereas The electric lines of force e11 generated from the corner E10 are generated in a direction bent from the direction orthogonal to the inner conductor 514. That is, in the regions A11 and A12 in which the inner conductors 514a and 514b extend, TM mode electromagnetic fields are generated, whereas in the region A13 in which the inner conductor 514c extends, the quasi-TM mode. The electromagnetic field is generated. The reason why the quasi-TM mode electromagnetic field is generated in the region A13 is that the capacitance component C is generated between the corner E10 and the outer conductor 512. When such a capacitive component C occurs, impedance matching between the regions A11, A12 and the region A13 is lost, and signal reflection occurs in the region A13.

そこで、同軸コネクタ510では、以下に説明する方法により、信号の反射を抑制している。より詳細には、同軸コネクタ510の等価回路図は、図6(a)に示される。すなわち、領域A11,A12は、特性インピーダンスZ0(例えば、50Ω)を有している。一方、領域A13は、内導体514cの外径が外径r12であり、外導体512aの外径が内径R11あるので、特性インピーダンスZ0よりも大きな特性インピーダンスZwを有している。また、内導体514a及び内導体514cの境界と、外導体512との間には、容量成分Cが発生している。   Thus, the coaxial connector 510 suppresses signal reflection by the method described below. More specifically, an equivalent circuit diagram of the coaxial connector 510 is shown in FIG. That is, the areas A11 and A12 have a characteristic impedance Z0 (for example, 50Ω). On the other hand, the region A13 has a characteristic impedance Zw larger than the characteristic impedance Z0 because the outer diameter of the inner conductor 514c is the outer diameter r12 and the outer diameter of the outer conductor 512a is the inner diameter R11. Further, a capacitance component C is generated between the boundary between the inner conductor 514 a and the inner conductor 514 c and the outer conductor 512.

図6(a)のような等価回路では、特性インピーダンスZwは、特性インピーダンスZ0とインダクタンス成分Lwとが直列に接続されたものとみなすことができる。そして、インダクタンス成分Lwと容量成分CとからなるLC回路が特性インピーダンスZ0と等しい特性インピーダンスを有するように、同軸コネクタ510が設計される。これにより、領域A13において信号の反射が発生することが抑制される。   In the equivalent circuit as shown in FIG. 6A, the characteristic impedance Zw can be regarded as a characteristic impedance Z0 and an inductance component Lw connected in series. The coaxial connector 510 is designed so that the LC circuit including the inductance component Lw and the capacitance component C has a characteristic impedance equal to the characteristic impedance Z0. As a result, the occurrence of signal reflection in the region A13 is suppressed.

ところで、同軸コネクタ510では、広い周波数帯域において、信号の反射を抑制することが望まれている。   Incidentally, the coaxial connector 510 is desired to suppress signal reflection in a wide frequency band.

なお、従来の同軸コネクタとしては、例えば、特許文献1に記載の同軸コネクタが知られている。該同軸コネクタでは、相対的に大きな径を有する内導体の前後に相対的に小さな径を有する内導体を配置することが記載されている。しかしながら、特許文献1に記載の同軸コネクタでは、外導体の内径は一定である。故に、特許文献1には、広い周波数帯域において、信号の反射を抑制する構成についての記載は存在しない。   In addition, as a conventional coaxial connector, the coaxial connector of patent document 1 is known, for example. In the coaxial connector, it is described that an inner conductor having a relatively small diameter is disposed before and after an inner conductor having a relatively large diameter. However, in the coaxial connector described in Patent Document 1, the inner diameter of the outer conductor is constant. Therefore, Patent Document 1 does not describe a configuration for suppressing signal reflection in a wide frequency band.

特開平7−201419号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-201419

そこで、本発明の目的は、広い周波数帯域において、信号の反射を抑制できる同軸線路及び同軸コネクタを提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a coaxial line and a coaxial connector that can suppress signal reflection in a wide frequency band.

本発明の一形態に係る同軸線路及び同軸コネクタは、筒状の外導体、及び、該外導体と絶縁された状態で該外導体内を延在する内導体からなる同軸線路であって、前記外導体は、第1の内径を有する第1の外導体と、前記第1の外導体に接続され、かつ、前記第1の内径よりも小さな第2の内径を有している第2の外導体と、を含み、前記内導体は、前記第1の外導体内を延在し、かつ、第1の外径を有している第1の内導体と、前記第2の外導体内を延在し、かつ、前記第1の外径よりも小さな第2の外径を有している第2の内導体と、前記第1の外導体内を延在し、かつ、前記第1の外径以下であって前記第2の外径よりも大きい第3の外径を有している第3の内導体であって、前記第1の内導体に接続されている第3の内導体と、前記第1の外導体内を延在し、かつ、前記第2の外径以上であって第3の外径よりも小さい第4の外径を有している第4の内導体であって、前記第2の内導体と前記第3の内導体との間に設けられている第4の内導体と、を含み、前記第1の内導体が設けられている第1の領域の第1の特性インピーダンスは、前記第2の内導体が設けられている第2の領域の第2の特性インピーダンスと等しく、かつ、前記第3の内導体が設けられている第3の領域の第3の特性インピーダンス及び前記第4の内導体が設けられている第4の領域の第4の特性インピーダンスよりも小さ前記第3の外径は、前記第1の外径よりも小さく、前記第3の領域の長さと前記第4の領域の長さとの合計は、前記内導体内を伝送される信号の内、最も高い周波数の信号の波長の4分の1以下であること、を特徴とする。 A coaxial line and a coaxial connector according to an aspect of the present invention are a coaxial outer line formed of a cylindrical outer conductor, and an inner conductor extending in the outer conductor in a state of being insulated from the outer conductor, The outer conductor includes a first outer conductor having a first inner diameter, and a second outer conductor connected to the first outer conductor and having a second inner diameter smaller than the first inner diameter. A first inner conductor extending in the first outer conductor and having a first outer diameter; and in the second outer conductor. A second inner conductor extending and having a second outer diameter smaller than the first outer diameter; and extending through the first outer conductor; and A third inner conductor having a third outer diameter that is equal to or smaller than the outer diameter and larger than the second outer diameter, the third inner conductor being connected to the first inner conductor And said A fourth inner conductor extending in one outer conductor and having a fourth outer diameter that is equal to or larger than the second outer diameter and smaller than the third outer diameter, And a fourth inner conductor provided between the second inner conductor and the third inner conductor, and a first characteristic of the first region in which the first inner conductor is provided The impedance is equal to the second characteristic impedance of the second region where the second inner conductor is provided, and the third characteristic impedance of the third region where the third inner conductor is provided. and the fourth inner conductor rather smaller than the fourth of the characteristic impedance of the fourth region is provided, said third outer diameter, the first smaller than the outer diameter, said third region The sum of the length of the fourth region and the length of the fourth region is the highest frequency signal among the signals transmitted through the inner conductor. It is less than one quarter of the wavelength, and wherein.

本発明によれば、広い周波数帯域において、信号の反射を効果的に抑制できる。   According to the present invention, signal reflection can be effectively suppressed in a wide frequency band.

本発明の一実施形態に係る同軸コネクタの外観斜視図である。1 is an external perspective view of a coaxial connector according to an embodiment of the present invention. 図1の同軸コネクタのA−Aにおける断面構造図である。FIG. 2 is a cross-sectional structure view taken along line AA of the coaxial connector of FIG. 図1の同軸コネクタの絶縁体及び内導体の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the insulator and inner conductor of the coaxial connector of FIG. 図4(a)は、図1の同軸コネクタに発生する電気力線を示した図である。図4(b)は、図9の同軸コネクタに発生する電気力線を示した図である。FIG. 4A is a diagram showing electric lines of force generated in the coaxial connector of FIG. FIG. 4B is a diagram showing electric lines of force generated in the coaxial connector of FIG. 図1の同軸コネクタの等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the coaxial connector of FIG. 1. 図9の同軸コネクタの等価回路図である。FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of the coaxial connector of FIG. 9. 変形例に係る同軸コネクタの断面構造図である。It is sectional structure drawing of the coaxial connector which concerns on a modification. その他の実施形態に係る同軸コネクタの断面構造図である。It is sectional structure drawing of the coaxial connector which concerns on other embodiment. 従来の同軸コネクタの断面構造図である。It is sectional structure drawing of the conventional coaxial connector.

以下に、本発明の一実施形態に係る同軸線路を備えた同軸コネクタについて図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a coaxial connector provided with a coaxial line according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(回路基板の構成)
以下に、本発明の一実施形態に係る同軸コネクタの構成について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る同軸コネクタ10の外観斜視図である。図2は、図1の同軸コネクタ10のA−Aにおける断面構造図である。図3は、同軸コネクタ10の絶縁体16及び内導体14の外観斜視図である。
(Configuration of circuit board)
Hereinafter, a configuration of a coaxial connector according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of a coaxial connector 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional structural view taken along line AA of the coaxial connector 10 of FIG. FIG. 3 is an external perspective view of the insulator 16 and the inner conductor 14 of the coaxial connector 10.

同軸コネクタ10は、図2に示すように、外導体12、内導体14及び絶縁体16により構成されている。   As shown in FIG. 2, the coaxial connector 10 includes an outer conductor 12, an inner conductor 14, and an insulator 16.

外導体12は、図1及び図2に示すように、外導体12a,12bにより構成され、接地電位が印加される。外導体12aは、内径R1を有する円筒である。外導体12bは、外導体12aに接続され、内径R1よりも小さな内径R2を有する円筒である。また、外導体12aの外周面及び外導体12bの外周面にはそれぞれ、図1に示すように、ねじ山20a,20bが設けられている。これにより、同軸コネクタ10は、図示しない相手方コネクタに固定される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the outer conductor 12 is composed of outer conductors 12a and 12b, and is applied with a ground potential. The outer conductor 12a is a cylinder having an inner diameter R1. The outer conductor 12b is a cylinder connected to the outer conductor 12a and having an inner diameter R2 smaller than the inner diameter R1. Further, as shown in FIG. 1, threads 20a and 20b are provided on the outer peripheral surface of the outer conductor 12a and the outer peripheral surface of the outer conductor 12b, respectively. Thereby, the coaxial connector 10 is fixed to a counterpart connector (not shown).

内導体14は、図2及び図3(b)に示すように、内導体14a〜14dにより構成され、高周波信号が伝送される。内導体14は、外導体12と絶縁された状態で外導体12内を延在している。   As shown in FIGS. 2 and 3B, the inner conductor 14 is constituted by inner conductors 14a to 14d, and a high-frequency signal is transmitted. The inner conductor 14 extends through the outer conductor 12 while being insulated from the outer conductor 12.

内導体14aは、外径r1を有する円柱であり、外導体12a内を延在している。内導体14bは、外径r1よりも小さな外径r2を有する円柱であり、外導体12b内を延在している。内導体14cは、外径r1よりも小さく外径r2よりも大きい外径r3を有する円柱であり、内導体14aに接続され、外導体12a内を延在している。内導体14dは、外径r2と等しい外径r4を有する円柱であり、内導体14bと内導体14cとの間に接続され、外導体12a内を延在している。   The inner conductor 14a is a cylinder having an outer diameter r1, and extends in the outer conductor 12a. The inner conductor 14b is a cylinder having an outer diameter r2 smaller than the outer diameter r1, and extends in the outer conductor 12b. The inner conductor 14c is a cylinder having an outer diameter r3 that is smaller than the outer diameter r1 and larger than the outer diameter r2, and is connected to the inner conductor 14a and extends through the outer conductor 12a. The inner conductor 14d is a cylinder having an outer diameter r4 equal to the outer diameter r2, is connected between the inner conductor 14b and the inner conductor 14c, and extends in the outer conductor 12a.

また、内導体14aの端部は、図2及び図3(b)に示すように、その外径が外径r1よりも小さくなるように、加工されている。より詳細には、内導体14aの端部には、穴H1が形成されている。これにより、内導体14aの端部は、薄肉の円筒構造をなしている。そして、内導体14aの端部には、該内導体14aが延在している方向に延びるスリットS1が形成されている。このスリットS1は、図3(b)の上下方向から内導体14aが加圧されることにより、図2に示すように、三角形状をなしている。これにより、内導体14aの端部の外径は、外径r1よりも小さくなっている。以上のような構造を有する内導体14aでは、相手方コネクタの内導体が穴H1に挿入されたときに、内導体14aの内周面が相手方コネクタの内導体に圧接するようになる。これにより、相手方コネクタの内導体が内導体14aに確実に電気的に接続される。   Further, as shown in FIGS. 2 and 3B, the end portion of the inner conductor 14a is processed so that the outer diameter thereof is smaller than the outer diameter r1. More specifically, a hole H1 is formed at the end of the inner conductor 14a. Thereby, the edge part of the inner conductor 14a has comprised the thin cylindrical structure. A slit S1 extending in the direction in which the inner conductor 14a extends is formed at the end of the inner conductor 14a. The slit S1 has a triangular shape as shown in FIG. 2 by pressurizing the inner conductor 14a from the vertical direction of FIG. Thereby, the outer diameter of the end portion of the inner conductor 14a is smaller than the outer diameter r1. In the inner conductor 14a having the above structure, when the inner conductor of the counterpart connector is inserted into the hole H1, the inner peripheral surface of the inner conductor 14a comes into pressure contact with the inner conductor of the counterpart connector. Thereby, the inner conductor of the counterpart connector is reliably electrically connected to the inner conductor 14a.

また、内導体14bの端部は、図2及び図3(b)に示すように、その外径が外径r2よりも小さくなるように、加工されている。より詳細には、内導体14bの端部には、穴H2が形成されている。これにより、内導体14bの端部は、薄肉の円筒構造をなしている。そして、内導体14bの端部には、該内導体14bが延在している方向に延びるスリットS2が形成されている。このスリットS2は、図3(b)の上下方向から内導体14bが加圧されることにより、図2に示すように、三角形状をなしている。これにより、内導体14bの端部の外径は、外径r2よりも小さくなっている。以上のような構造を有する内導体14bでは、相手方コネクタの内導体が穴H2に挿入されたときに、内導体14bの内周面が相手方コネクタの内導体に圧接するようになる。これにより、相手方コネクタの内導体が内導体14bに確実に電気的に接続される。   Further, as shown in FIGS. 2 and 3B, the end portion of the inner conductor 14b is processed so that the outer diameter thereof is smaller than the outer diameter r2. More specifically, a hole H2 is formed at the end of the inner conductor 14b. Thereby, the end of the inner conductor 14b has a thin cylindrical structure. A slit S2 extending in the direction in which the inner conductor 14b extends is formed at the end of the inner conductor 14b. The slit S2 has a triangular shape as shown in FIG. 2 when the inner conductor 14b is pressurized from the vertical direction of FIG. 3B. Thereby, the outer diameter of the end portion of the inner conductor 14b is smaller than the outer diameter r2. In the inner conductor 14b having the above structure, when the inner conductor of the counterpart connector is inserted into the hole H2, the inner peripheral surface of the inner conductor 14b comes into pressure contact with the inner conductor of the counterpart connector. Thereby, the inner conductor of the mating connector is reliably electrically connected to the inner conductor 14b.

絶縁体16は、樹脂等の絶縁性材料(例えば、PTFE)により形成され、外導体12と内導体14との間に設けられて、外導体12と内導体14とを絶縁している。より詳細には、絶縁体16は、絶縁体16a,16bにより構成されている。絶縁体16aは、図2に示すように、外径R1を有する円筒である。また、絶縁体16aは、内径r1,r3,r4を有している。絶縁体16bは、図2に示すように外径R2を有する円筒である。また、絶縁体16bは内径r2を有している。   The insulator 16 is formed of an insulating material such as resin (for example, PTFE), and is provided between the outer conductor 12 and the inner conductor 14 to insulate the outer conductor 12 and the inner conductor 14 from each other. More specifically, the insulator 16 is composed of insulators 16a and 16b. The insulator 16a is a cylinder having an outer diameter R1, as shown in FIG. The insulator 16a has inner diameters r1, r3, r4. The insulator 16b is a cylinder having an outer diameter R2 as shown in FIG. The insulator 16b has an inner diameter r2.

以上のような外導体12、内導体14及び絶縁体16は、以下の手順により組み立てられる。より詳細には、絶縁体16a側の孔から内導体14を絶縁体16内に挿入する。この際、内導体14bが絶縁体16b内に位置し、内導体14a,14c,14dが絶縁体16a内に位置するように、内導体14を絶縁体16に対して押し込む。次に、外導体12a側の孔から絶縁体16を外導体12内に挿入する。この際、内導体14bが外導体12b内に位置し、内導体14a,14c,14dが外導体12a内に位置するように、絶縁体16を外導体12に対して押し込む。これにより、図1に示す同軸コネクタ10が完成する。   The outer conductor 12, the inner conductor 14, and the insulator 16 as described above are assembled by the following procedure. More specifically, the inner conductor 14 is inserted into the insulator 16 from the hole on the insulator 16a side. At this time, the inner conductor 14b is pushed into the insulator 16 so that the inner conductor 14b is located in the insulator 16b and the inner conductors 14a, 14c, and 14d are located in the insulator 16a. Next, the insulator 16 is inserted into the outer conductor 12 from the hole on the outer conductor 12a side. At this time, the insulator 16 is pushed into the outer conductor 12 so that the inner conductor 14b is located in the outer conductor 12b and the inner conductors 14a, 14c, and 14d are located in the outer conductor 12a. Thereby, the coaxial connector 10 shown in FIG. 1 is completed.

以上のような同軸コネクタ10では、図2に示すように、内導体14aが設けられている領域を領域A1と定義し、内導体14bが設けられている領域を領域A2と定義し、内導体14cが設けられている領域を領域A3と定義し、内導体14dが設けられている領域をA4と定義する。そして、内径R1に対する外径r1の比の値は、内径R2に対する外径r2の比の値と等しい。よって、領域A1の特性インピーダンスZ1は、領域A2の特性インピーダンスZ2と等しい。更に、内径R1に対する外径r1の比の値は、内径R1に対する外径r3,r4の比の値よりも大きい。よって、領域A1の特性インピーダンスZ1は、領域A3,A4の特性インピーダンスZ3,Z4よりも小さい。   In the coaxial connector 10 as described above, as shown in FIG. 2, the region where the inner conductor 14a is provided is defined as a region A1, and the region where the inner conductor 14b is provided is defined as a region A2. A region where the 14c is provided is defined as a region A3, and a region where the inner conductor 14d is provided is defined as A4. The ratio of the outer diameter r1 to the inner diameter R1 is equal to the ratio of the outer diameter r2 to the inner diameter R2. Therefore, the characteristic impedance Z1 of the region A1 is equal to the characteristic impedance Z2 of the region A2. Furthermore, the value of the ratio of the outer diameter r1 to the inner diameter R1 is larger than the value of the ratio of the outer diameters r3 and r4 to the inner diameter R1. Therefore, the characteristic impedance Z1 of the region A1 is smaller than the characteristic impedances Z3 and Z4 of the regions A3 and A4.

また、領域A3の長さL3と領域A4の長さL4との合計は、内導体14内を伝送される信号の内、最も高い周波数の信号の波長の4分の1以下である。   Further, the sum of the length L3 of the region A3 and the length L4 of the region A4 is equal to or less than a quarter of the wavelength of the highest frequency signal among the signals transmitted through the inner conductor 14.

以下に、同軸コネクタ10の設計値の一例を列挙する。
r1:1.27mm
r2:0.86mm
r3:0.98mm
r4:0.86mm
R1:4.25mm
R2:2.88mm
L3(領域A3の長さ):0.3mm
L4(領域A4の長さ):0.3mm
絶縁体16の比誘電率:2.1
Examples of design values of the coaxial connector 10 are listed below.
r1: 1.27mm
r2: 0.86mm
r3: 0.98 mm
r4: 0.86mm
R1: 4.25mm
R2: 2.88 mm
L3 (length of region A3): 0.3 mm
L4 (length of region A4): 0.3 mm
Dielectric constant of insulator 16: 2.1

(効果)
以上のように構成された同軸コネクタ10は、以下に説明するように、信号の反射を抑制できる。図4(a)は、同軸コネクタ10に発生する電気力線を示した図である。図5は、同軸コネクタ10の等価回路図である。
(effect)
The coaxial connector 10 configured as described above can suppress signal reflection, as described below. FIG. 4A is a diagram showing electric lines of force generated in the coaxial connector 10. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the coaxial connector 10.

同軸コネクタ10では、図2に示すように、内導体14の外径が外径r4から外径r3に変化している。そのため、内導体14には、図4(a)に示すように、角部E1が形成されてしまう。角部E1が形成されると、図4(a)に示すように、角部E1以外の部分から発生する電気力線e1は、内導体14に直交する方向に放射状に発生するのに対し、角部E1から発生する電気力線e2は、内導体14に直交する方向から曲がった方向に発生する。すなわち、領域A1,A2,A3では、TMモードの電磁界が発生しているのに対して、領域A4では、準TMモードの電磁界が発生している。領域A4にて準TMモードの電磁界が発生している原因は、角部E1と外導体12との間において容量成分Cが発生しているためである。このような容量成分Cが発生すると、領域A1,A2と領域A4,A3との間のインピーダンス整合が崩れてしまい、領域A3,A4において信号の反射が発生してしまう。   In the coaxial connector 10, as shown in FIG. 2, the outer diameter of the inner conductor 14 is changed from the outer diameter r4 to the outer diameter r3. Therefore, the corner E1 is formed in the inner conductor 14 as shown in FIG. When the corner portion E1 is formed, as shown in FIG. 4A, the electric lines of force e1 generated from portions other than the corner portion E1 are generated radially in a direction orthogonal to the inner conductor 14, whereas The electric lines of force e2 generated from the corner E1 are generated in a direction bent from a direction orthogonal to the inner conductor 14. That is, in the areas A1, A2, and A3, TM mode electromagnetic fields are generated, whereas in the area A4, quasi-TM mode electromagnetic fields are generated. The reason why the quasi-TM mode electromagnetic field is generated in the region A4 is that a capacitance component C is generated between the corner E1 and the outer conductor 12. When such a capacitive component C occurs, impedance matching between the regions A1 and A2 and the regions A4 and A3 is lost, and signal reflection occurs in the regions A3 and A4.

そこで、同軸コネクタ10では、以下に説明する方法により、信号の反射を抑制している。より詳細には、同軸コネクタ10の等価回路図は、図5(a)に示される。すなわち、領域A1,A2はそれぞれ、特性インピーダンスZ1,Z2(例えば、50Ω)を有している。一方、領域A3,A4は、内導体14c,14dの外径が外径r3,r4であり、外導体12aの外径が内径R1あるので、特性インピーダンスZ1よりも大きな特性インピーダンスZ3,Z4を有している。また、内導体14cと内導体14dとの境界には、容量成分Cが発生している。   Therefore, the coaxial connector 10 suppresses signal reflection by the method described below. More specifically, an equivalent circuit diagram of the coaxial connector 10 is shown in FIG. That is, the regions A1 and A2 have characteristic impedances Z1 and Z2 (for example, 50Ω), respectively. On the other hand, the areas A3 and A4 have characteristic impedances Z3 and Z4 larger than the characteristic impedance Z1 because the outer diameters of the inner conductors 14c and 14d are the outer diameters r3 and r4 and the outer diameter of the outer conductor 12a is the inner diameter R1. doing. In addition, a capacitance component C is generated at the boundary between the inner conductor 14c and the inner conductor 14d.

図5(a)のような等価回路では、特性インピーダンスZ3,Z4はそれぞれ、特性インピーダンスZ0(=Z1,Z2)とインダクタンス成分Lw1,Lw2とが直列に接続されたものとみなすことができる。インダクタンス成分Lw1,Lw2はそれぞれ、特性インピーダンスZ3,Z4から特性インピーダンスZ0を引くことによって得られる。ただし、これらは単なる引き算ではなく、スミスチャートを用いた計算により求められる。インダクタンス成分Lw1,Lw2の計算については、一般的な計算方法であるので説明を省略する。   In the equivalent circuit as shown in FIG. 5A, the characteristic impedances Z3 and Z4 can be regarded as the characteristic impedance Z0 (= Z1 and Z2) and the inductance components Lw1 and Lw2 connected in series, respectively. The inductance components Lw1 and Lw2 are obtained by subtracting the characteristic impedance Z0 from the characteristic impedances Z3 and Z4, respectively. However, these are obtained not by simple subtraction but by calculation using a Smith chart. The calculation of the inductance components Lw1 and Lw2 is a general calculation method and will not be described.

そして、インダクタンス成分Lw1,Lw2と容量成分CとからなるT型LC回路が特性インピーダンスZ0と等しくなるように、同軸コネクタ10が設計される。すなわち、Z0=√((Lw1+Lw2)/C)が成立するように、同軸コネクタ10が設計される。これにより、領域A3,A4において信号の反射が発生することが抑制される。   The coaxial connector 10 is designed so that the T-type LC circuit including the inductance components Lw1 and Lw2 and the capacitance component C is equal to the characteristic impedance Z0. That is, the coaxial connector 10 is designed so that Z0 = √ ((Lw1 + Lw2) / C) is established. Thereby, the occurrence of signal reflection in the areas A3 and A4 is suppressed.

なお、インダクタンス成分Lw1とインダクタンス成分Lw2とは、等しいことが望ましい。これにより、領域A3,A4における信号の反射を効果的に抑制できる。   Note that the inductance component Lw1 and the inductance component Lw2 are preferably equal. Thereby, the reflection of the signal in area | region A3, A4 can be suppressed effectively.

更に、同軸コネクタ10では、以下に説明するように、同軸コネクタ510に比べて、広い周波数帯域において、信号の反射を抑制できる。より詳細には、従来の同軸コネクタ510では、図6に示すように、インダクタンス成分Lwと容量成分Cとにより、インピーダンス整合が測られている。すなわち、同軸コネクタ510では、1つのコイルと1つのコンデンサの2素子からなるLC回路により、インピーダンス整合がとられている。   Furthermore, the coaxial connector 10 can suppress signal reflection in a wider frequency band than the coaxial connector 510 as described below. More specifically, in the conventional coaxial connector 510, impedance matching is measured by an inductance component Lw and a capacitance component C as shown in FIG. That is, in the coaxial connector 510, impedance matching is achieved by an LC circuit including two elements of one coil and one capacitor.

一方、同軸コネクタ10では、図5に示すように、インダクタンス成分Lw1,Lw2と容量成分Cとにより、インピーダンス整合がとられている。すなわち、同軸コネクタ10では、2つのコイルと1つのコンデンサの3素子からなるLC回路により、インピーダンス整合がとられている。   On the other hand, in the coaxial connector 10, impedance matching is achieved by the inductance components Lw1 and Lw2 and the capacitance component C as shown in FIG. That is, in the coaxial connector 10, impedance matching is achieved by an LC circuit composed of three elements of two coils and one capacitor.

ここで、信号の反射を抑制できる帯域幅は、素子数とVSWR(Voltage Standing Wave Ratio)との積に比例する。よって、VSWRを一定とした場合には、素子数が多いほど、信号の反射を抑制できる帯域幅が広くなる。よって、同軸コネクタ10では、同軸コネクタ510に比べて、広い周波数帯域において、信号の反射を抑制できるといえる。   Here, the bandwidth capable of suppressing signal reflection is proportional to the product of the number of elements and VSWR (Voltage Standing Wave Ratio). Therefore, when the VSWR is constant, the greater the number of elements, the wider the bandwidth at which signal reflection can be suppressed. Therefore, it can be said that the coaxial connector 10 can suppress signal reflection in a wider frequency band than the coaxial connector 510.

また、同軸コネクタ10では、以下の理由によっても、信号の反射を抑制できる。より詳細には、同軸コネクタ10では、領域A3の長さL3と領域A4の長さL4との合計は、内導体14内を伝送される信号の内、最も高い周波数の信号の波長の4分の1以下である。そのため、領域A3,A4において、定在波が発生することが抑制される。その結果、領域A3,A4において、信号の反射が発生することが抑制される。   Moreover, in the coaxial connector 10, reflection of a signal can be suppressed also for the following reasons. More specifically, in the coaxial connector 10, the sum of the length L3 of the region A3 and the length L4 of the region A4 is a quarter of the wavelength of the highest frequency signal among the signals transmitted through the inner conductor 14. 1 or less. Therefore, the occurrence of standing waves is suppressed in the regions A3 and A4. As a result, the occurrence of signal reflection is suppressed in the regions A3 and A4.

(変形例)
以下に、変形例に係る同軸コネクタ10aについて図面を参照しながら説明する。図7は、同軸コネクタ10aの断面構造図である。
(Modification)
Below, the coaxial connector 10a which concerns on a modification is demonstrated, referring drawings. FIG. 7 is a sectional view of the coaxial connector 10a.

同軸コネクタ10と同軸コネクタ10aとの相違点は、同軸コネクタ10では外導体12と内導体14との間は全て絶縁体16によって絶縁されているのに対して、同軸コネクタ10aでは外導体12と内導体14との間は絶縁体16及び空気によって絶縁されている点である。以下により詳細に説明する。   The difference between the coaxial connector 10 and the coaxial connector 10a is that, in the coaxial connector 10, the outer conductor 12 and the inner conductor 14 are all insulated by the insulator 16, whereas the coaxial connector 10a is different from the outer conductor 12 in the coaxial connector 10a. The inner conductor 14 is insulated by the insulator 16 and air. This will be described in more detail below.

同軸コネクタ10aでは、図7に示すように、領域A3において、絶縁体16は、内径r1を有している。よって、内導体14cと絶縁体16との間に隙間Gが存在する。すなわち、外導体12aと内導体14cとの間は、絶縁体16と空気によって絶縁されている。   In the coaxial connector 10a, as shown in FIG. 7, in the region A3, the insulator 16 has an inner diameter r1. Therefore, there is a gap G between the inner conductor 14 c and the insulator 16. That is, the outer conductor 12a and the inner conductor 14c are insulated from each other by the insulator 16 and air.

以上のような構成によっても、同軸コネクタ10aでは、同軸コネクタ10と同様に、同軸コネクタ510に比べて、広い周波数帯域において信号の反射を抑制できる。   Even with the above configuration, the coaxial connector 10 a can suppress signal reflection in a wider frequency band than the coaxial connector 510, similarly to the coaxial connector 10.

また、同軸コネクタ10では、絶縁体16は、3種類の内径を有しているのに対して、同軸コネクタ10aでは、絶縁体16は、2種類の内径しか有していない。よって、同軸コネクタ10aの絶縁体16は、同軸コネクタ10の絶縁体16よりも容易に作製することが可能である。   In the coaxial connector 10, the insulator 16 has three types of inner diameters, whereas in the coaxial connector 10a, the insulator 16 has only two types of inner diameters. Therefore, the insulator 16 of the coaxial connector 10 a can be manufactured more easily than the insulator 16 of the coaxial connector 10.

(その他の実施形態)
本発明に係る同軸コネクタは、同軸コネクタ10,10aに限らず、その要旨の範囲内において設計変更可能である。以下に、その他の実施形態に係る同軸コネクタについて図面を参照しながら説明する。図8は、その他の実施形態に係る同軸コネクタ10b,10cの断面構造図である。
(Other embodiments)
The coaxial connector according to the present invention is not limited to the coaxial connectors 10 and 10a, and can be changed in design within the scope of the gist thereof. Hereinafter, coaxial connectors according to other embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a sectional structural view of coaxial connectors 10b and 10c according to another embodiment.

同軸コネクタ10,10aでは、領域A3の特性インピーダンスZ3を、領域A1の特性インピーダンスZ1よりも大きくするために、内導体14cの外径r3を、内導体14aの外径r1よりも小さくしていた。しかしながら、領域A3の特性インピーダンスZ3を、領域A1の特性インピーダンスZ1よりも大きくする方法はこれに限らない。   In the coaxial connectors 10 and 10a, the outer diameter r3 of the inner conductor 14c is made smaller than the outer diameter r1 of the inner conductor 14a in order to make the characteristic impedance Z3 of the region A3 larger than the characteristic impedance Z1 of the region A1. . However, the method for making the characteristic impedance Z3 of the region A3 larger than the characteristic impedance Z1 of the region A1 is not limited to this.

同軸コネクタ10bでは、図8(a)に示すように、内導体14cの外径r3は、内導体14aの外径r1と等しい。その代わりに、領域A3,A4における外導体12aの内径R1'は、領域A1における外導体12aの内径R1よりも大きい。これにより、内径R1に対する外径r1の比の値は、内径R1'に対する外径r3の比の値より大きくなる。よって、領域A1の特性インピーダンスZ1は、領域A3の特性インピーダンスZ3よりも小さくなる。故に、同軸コネクタ10bでも、同軸コネクタ10と同様に、同軸コネクタ510に比べて、広い周波数帯域において、信号の反射を抑制できる。   In the coaxial connector 10b, as shown in FIG. 8A, the outer diameter r3 of the inner conductor 14c is equal to the outer diameter r1 of the inner conductor 14a. Instead, the inner diameter R1 ′ of the outer conductor 12a in the regions A3 and A4 is larger than the inner diameter R1 of the outer conductor 12a in the region A1. Thereby, the value of the ratio of the outer diameter r1 to the inner diameter R1 becomes larger than the value of the ratio of the outer diameter r3 to the inner diameter R1 ′. Therefore, the characteristic impedance Z1 of the region A1 is smaller than the characteristic impedance Z3 of the region A3. Therefore, also in the coaxial connector 10b, the reflection of signals can be suppressed in a wider frequency band as in the coaxial connector 10, compared to the coaxial connector 510.

また、同軸コネクタ10cでは、図8(b)に示すように、内導体14cの外径r3は、内導体14aの外径r1と等しい。その代わりに、領域A3,A4における絶縁体16aの外径R3は、領域A1における絶縁体16aの外径R1よりも小さい。したがって、領域A3,A4において、外導体12aと絶縁体16aとの間には、隙間G'が存在している。すなわち、外導体12aと内導体14c,14dとの間は、絶縁体16aと空気によって絶縁されている。空気の比誘電率は、絶縁体16aの比誘電率よりも小さい。よって、隙間G'が存在することにより、領域A3,A4における外導体12aと内導体14c,14dとの間の比誘電率の平均値は、領域A1における外導体12aと内導体14aとの間の比誘電率の平均値よりも小さくなる。   In the coaxial connector 10c, as shown in FIG. 8B, the outer diameter r3 of the inner conductor 14c is equal to the outer diameter r1 of the inner conductor 14a. Instead, the outer diameter R3 of the insulator 16a in the regions A3 and A4 is smaller than the outer diameter R1 of the insulator 16a in the region A1. Accordingly, in the regions A3 and A4, a gap G ′ exists between the outer conductor 12a and the insulator 16a. That is, the outer conductor 12a and the inner conductors 14c and 14d are insulated from each other by the insulator 16a and air. The relative permittivity of air is smaller than the relative permittivity of the insulator 16a. Therefore, due to the presence of the gap G ′, the average value of the relative dielectric constant between the outer conductor 12a and the inner conductors 14c and 14d in the regions A3 and A4 is between the outer conductor 12a and the inner conductor 14a in the region A1. It becomes smaller than the average value of the relative dielectric constant.

ここで、同軸線路の特性インピーダンスは、比誘電率の平方根に反比例する。よって、同軸コネクタ10cでは、領域A1における特性インピーダンスZ1は、領域A3の特性インピーダンスZ3よりも小さくなる。故に、同軸コネクタ10cでも、同軸コネクタ10と同様に、同軸コネクタ510に比べて、広い周波数帯域において、信号の反射を抑制できる。   Here, the characteristic impedance of the coaxial line is inversely proportional to the square root of the relative dielectric constant. Therefore, in the coaxial connector 10c, the characteristic impedance Z1 in the region A1 is smaller than the characteristic impedance Z3 in the region A3. Therefore, the coaxial connector 10 c can also suppress signal reflection in a wider frequency band than the coaxial connector 510, similarly to the coaxial connector 10.

なお、同軸コネクタ10,10a〜10cでは、外径r4は、外径r2と等しいものとした。しかしながら、外径r4の大きさはこれに限らない。外径r4は、外径r2以上であって外径r3よりも小さければよい。ただし、外径r2と外径r4とが等しい場合には、内導体14の加工が容易となる。   In the coaxial connectors 10, 10a to 10c, the outer diameter r4 is equal to the outer diameter r2. However, the size of the outer diameter r4 is not limited to this. The outer diameter r4 may be equal to or larger than the outer diameter r2 and smaller than the outer diameter r3. However, when the outer diameter r2 and the outer diameter r4 are equal, the processing of the inner conductor 14 becomes easy.

なお、同軸コネクタ10,10a〜10cの構造は、同軸コネクタ以外の同軸線路に対して適用されてもよい。   The structure of the coaxial connectors 10, 10a to 10c may be applied to a coaxial line other than the coaxial connector.

本発明は、同軸線路及び同軸コネクタに有用であり、特に、広い周波数帯域において、信号の反射を抑制できる点において優れている。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a coaxial line and a coaxial connector, and is excellent particularly in that signal reflection can be suppressed in a wide frequency band.

A1〜A4 領域
C 容量成分
G,G' 隙間
Lw1,Lw2 インダクタンス成分
10,10a〜10c 同軸コネクタ
12,12a,12b 外導体
14,14a〜14d 内導体
16,16a,16b 絶縁体
A1 to A4 region C Capacitance component G, G 'Gap Lw1, Lw2 Inductance component 10, 10a to 10c Coaxial connector 12, 12a, 12b Outer conductor 14, 14a to 14d Inner conductor 16, 16a, 16b Insulator

Claims (5)

筒状の外導体、及び、該外導体と絶縁された状態で該外導体内を延在する内導体からなる同軸線路であって、
前記外導体は、
第1の内径を有する第1の外導体と、
前記第1の外導体に接続され、かつ、前記第1の内径よりも小さな第2の内径を有している第2の外導体と、
を含み、
前記内導体は、
前記第1の外導体内を延在し、かつ、第1の外径を有している第1の内導体と、
前記第2の外導体内を延在し、かつ、前記第1の外径よりも小さな第2の外径を有している第2の内導体と、
前記第1の外導体内を延在し、かつ、前記第1の外径以下であって前記第2の外径よりも大きい第3の外径を有している第3の内導体であって、前記第1の内導体に接続されている第3の内導体と、
前記第1の外導体内を延在し、かつ、前記第2の外径以上であって第3の外径よりも小さい第4の外径を有している第4の内導体であって、前記第2の内導体と前記第3の内導体との間に設けられている第4の内導体と、
を含み、
前記第1の内導体が設けられている第1の領域の第1の特性インピーダンスは、前記第2の内導体が設けられている第2の領域の第2の特性インピーダンスと等しく、かつ、前記第3の内導体が設けられている第3の領域の第3の特性インピーダンス及び前記第4の内導体が設けられている第4の領域の第4の特性インピーダンスよりも小さ
前記第3の外径は、前記第1の外径よりも小さく、
前記第3の領域の長さと前記第4の領域の長さとの合計は、前記内導体内を伝送される信号の内、最も高い周波数の信号の波長の4分の1以下であること、
を特徴とする同軸線路。
A coaxial line comprising a cylindrical outer conductor and an inner conductor extending in the outer conductor in a state insulated from the outer conductor,
The outer conductor is
A first outer conductor having a first inner diameter;
A second outer conductor connected to the first outer conductor and having a second inner diameter smaller than the first inner diameter;
Including
The inner conductor is
A first inner conductor extending in the first outer conductor and having a first outer diameter;
A second inner conductor extending in the second outer conductor and having a second outer diameter smaller than the first outer diameter;
A third inner conductor extending in the first outer conductor and having a third outer diameter not greater than the first outer diameter and greater than the second outer diameter. A third inner conductor connected to the first inner conductor;
A fourth inner conductor extending in the first outer conductor and having a fourth outer diameter that is equal to or larger than the second outer diameter and smaller than the third outer diameter; A fourth inner conductor provided between the second inner conductor and the third inner conductor;
Including
The first characteristic impedance of the first region in which the first inner conductor is provided is equal to the second characteristic impedance of the second region in which the second inner conductor is provided, and rather smaller than the fourth characteristic impedance of the fourth region where the third characteristic impedance and the fourth inner conductor of the third region third inner conductor is disposed is provided,
The third outer diameter is smaller than the first outer diameter;
The sum of the length of the third region and the length of the fourth region is not more than one-fourth of the wavelength of the highest frequency signal among the signals transmitted through the inner conductor;
Coaxial line characterized by
前記第3の特性インピーダンスから前記第1の特性インピーダンスを引いて得られる第1のインダクタンス成分、前記第4の特性インピーダンスから該第1の特性インピーダンスを引いて得られる第2のインダクタンス成分、及び、前記第3の領域と前記第4の領域との境界にて発生する容量成分からなるT型LC回路のインピーダンスは、前記第1の特性インピーダンスと等しいこと、
を特徴とする請求項に記載の同軸線路。
A first inductance component obtained by subtracting the first characteristic impedance from the third characteristic impedance; a second inductance component obtained by subtracting the first characteristic impedance from the fourth characteristic impedance; and The impedance of the T-type LC circuit composed of a capacitive component generated at the boundary between the third region and the fourth region is equal to the first characteristic impedance;
The coaxial line according to claim 1 .
前記第1のインダクタンス成分と前記第2のインダクタンス成分とは、等しいこと、
を特徴とする請求項に記載の同軸線路。
The first inductance component and the second inductance component are equal;
The coaxial line according to claim 2 .
前記第4の外径は、前記第2の外径と等しいこと、
を特徴とする請求項1ないし請求項のいずれかに記載の同軸線路。
The fourth outer diameter is equal to the second outer diameter;
The coaxial line according to any one of claims 1 to 3 , wherein:
請求項1ないし請求項のいずれかに記載の同軸線路を備えたことを特徴とする同軸コネクタ。 Coaxial connector comprising the coaxial line according to one of claims 1 to 4.
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