JP6089083B1 - カプラ用コネクタ、カプリング用ユニット、および同軸コネクタ利用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のカプラを用いることなく、監視対象の監視信号を取得すること。【解決手段】略Ｌ字形状の第１のケーブルが内部を通過する同軸コネクタ、に固定可能なカプラ用コネクタであって、カプラ用コネクタ本体を、第１のケーブルと干渉しない方向から、同軸コネクタに接続するための接続機構と、第１のケーブルから漏出されてなる信号を、第１のケーブルを流れる主信号を監視するための監視信号として取得する取得部とを備えている。そして、接続機構によってカプラ用コネクタ本体が同軸コネクタに接続された場合、取得部の先端と、第１のケーブルの略Ｌ字形状を形成するコーナ部との間に、ギャップを設けるようにしている。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、例えばＲＦシステムにおける送信系統、受信系統、およびローカル系統において主信号を監視するために、同軸コネクタに接続されて使用されるカプラ用コネクタ、同軸コネクタの利用方法、およびカプラ用コネクタと同軸コネクタからなるカプリング用ユニットに関する。

従来、送信系統、受信系統、およびローカル系統において主信号を監視するためには、これら系統を構成するミキサ、コンバータ、増幅器等といった各監視対象の主信号をそれぞれ、個別のカプラにより分岐させ、専用の監視回路を構成することによってなされている。

国際公開第２０１０／１００９８１号 特開昭５９−７３８６７号公報

しかしながら、このような従来の方法では、以下のような問題がある。

すなわち、カプラは、監視対象毎に設ける必要があるので、カプラの数は膨大となる。これによって、部品数が増大し、コストアップをもたらすのみならず、装置の複雑化、さらには、装置の重量の増加をももたらしているという問題がある。

また、これらカプラには、市販の汎用品が用いられるのが一般的である。しかしながら、市販の汎用品は、比較的サイズが大きく、また、カスタマイズされていないことから、一般に、装置内にうまく収納することができず、専用の収納スペースを必要する。装置内にうまく収納できるようにカスタマイズすることもできるが、その場合、コストが大幅なアップをもたらすので、現実的ではない。

このように、従来のカプラは、装置の大型化をもたらしているという問題もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、このような従来のカプラを用いることなく、同軸コネクタに固定可能な簡素な構成によって、監視対象の監視信号を取得することによって、部品数を削減し、装置の簡素化、軽量化、および小型化を図ることが可能なカプラ用コネクタおよびカプリング用ユニットを提供することにある。

また、その第２の目的は、監視信号を取得する場合には、カプラ用コネクタを接続し、監視信号を取得しない場合には、カプラ用コネクタを接続せずに、接続部を、非電導性の閉塞用蓋を用いて閉塞することによって、監視信号を取得しない場合には、装置全体の構成の簡素化を図ることが可能な同軸コネクタの利用方法を提供することにある。

実施形態のカプラ用コネクタは、略Ｌ字形状の第１のケーブルが内部を通過する同軸コネクタ、に固定可能なカプラ用コネクタであって、カプラ用コネクタ本体を、第１のケーブルと干渉しない方向から、同軸コネクタに接続するための接続機構と、第１のケーブルから漏出されてなる信号を、第１のケーブルを流れる主信号を監視するための監視信号として取得する取得部とを備えている。

そして、接続機構によってカプラ用コネクタ本体が同軸コネクタに接続された場合、取得部の先端と、第１のケーブルの略Ｌ字形状を形成するコーナ部との間に、ギャップを設けるようにしている。

同軸コネクタと、同軸コネクタに固定される第１の実施形態に係るカプラ用コネクタの構成例を示す斜視図である。 （ａ）図１に対応する立断面図と、（ｂ）カプラ用コネクタが同軸コネクタに固定された状態における立断面図である。 （ａ）主信号の損失量を測定するための構成例と、（ｂ）監視信号の損失量を測定するための構成例である。 図３に示す構成において測定された主信号および監視信号の損失量を示す図である。 （ａ）第２の実施形態で適用される同軸コネクタとカプラ用コネクタとを示す立断面図と、（ｂ）この同軸コネクタにカプラ用コネクタが固定された状態を示す立断面図である。 同軸コネクタと、第３の実施形態において適用される閉塞用蓋の構成例を示す斜視図である。 （ａ）図６に対応する立断面図と、（ｂ）閉塞用蓋が同軸コネクタに固定された状態における立断面図である。

以下に、本発明の各実施形態のカプラ用コネクタを、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るカプリング用ユニットを構成している同軸コネクタ４０と、同軸コネクタ４０に固定されるカプラ用コネクタ１０との各構成例を示す斜視図である。

図２（ａ）は、図１に対応する立断面図である。

すなわち、本実施形態に係るカプラ用コネクタ１０は、中央に位置する中央板部１２を境とする両側に、メスのネジコネクタ１４（ａ），１４（ｂ）を備えており、ネジコネクタ１４（ａ），１４（ｂ）の外周がネジ切りされている。

ネジコネクタ１４（ａ）は、通常のメスのネジコネクタのように、図２（ａ）における上方から、図示しないオスのネジコネクタが接続された場合に、オスのネジコネクタの導体ケーブルが挿入され、オスの導体ケーブルと電気的に接続されるようになる導体ケーブル１６を、中心軸に沿って備えている。

一方、ネジコネクタ１４（ｂ）の先端（すなわち、図２（ａ）における下端）の構成は、ネジコネクタ１４（ａ）とは異なり、導電体から構成される取得部１８が配置されている。取得部１８は、後述するように、主信号が流れる導体ケーブル４４および導体ケーブル４６から漏出されてなる信号を、主信号を監視するための監視信号として取得する部位であり、導体ケーブル１６と接続している。

ネジコネクタ１４（ｂ）は、同軸コネクタ４０のネジコネクタ４２（ａ）にネジ込み可能な構成となっており、カプラ用コネクタ１０本体を、同軸コネクタ４０に固定するための固定機構として機能する。

図２（ｂ）は、ネジコネクタ１４（ｂ）が、ネジコネクタ４２（ａ）にネジ込まれることによって、カプラ用コネクタ１０が、同軸コネクタ４０に固定された状態を示している。

同軸コネクタ４０の内部には保持部４５によって、導体ケーブル４４が、同軸コネクタ４０の中心軸に沿って位置するように保持されている。保持部４５は、絶縁物質によって構成されており、これによって、導体ケーブル４４は、外部との絶縁性が維持される。

カプラ用コネクタ１０が、同軸コネクタ４０に固定された状態では、取得部１８と、導体ケーブル４４の先端部との間に、所定距離のギャップＧが維持される。ギャップＧは、例えば空気のような誘電媒質で満たされている。

導体ケーブル４４の取得部１８側の先端部には、導体ケーブル４４と直交する方向に、すなわち、図２における右方向に、同軸コネクタ４０の外部まで至る導体ケーブル４６が半田付け等によって結合されている。このように導体ケーブル４４と導体ケーブル４６とで略Ｌ字形状のコーナ部を形成する。導体ケーブル４６は、絶縁シールド４８で覆われている。

ネジコネクタ４２（ｂ）が設けられている同軸コネクタ４０の図２における下側は、通常のオスのネジコネクタのように、図２における下方から、図示しないメスのネジコネクタが接続された場合に、導体ケーブル４４の先端がメスのネジコネクタの導体内に挿入し、メスの導体ケーブルと電気的に接続するようになっている。

なお、ここでは、一例として、ネジコネクタ４２（＃ｂ）を、オスのネジコネクタとして示しているが、メスのネジコネクタとしても実現できることは、当業者であれば理解できるであろう。

このようにしてカプラ用コネクタ１０を、導体ケーブル４４、４６と干渉しない方向から、同軸コネクタ４０に接続することによって固定した状態で、導体ケーブル４４、４６に、主信号を流す。

すると、取得部１８は、導体ケーブル４４、４６を流れる主信号を監視するための、導体ケーブル４４、４６とのカプリングを得るカプリング機構として機能する。

この機能を以下に説明する。

図３は、同軸コネクタ４０にカプラ用コネクタ１０が固定され、カプラ用コネクタ１０に、オスのネジコネクタ５０が接続された例を示す概念図である。図３では、カプラ用コネクタ１０の中央板部１２が見えている。ネジコネクタ５０の内部には、導体ケーブル５４が備えられており、ネジコネクタ５０がカプラ用コネクタ１０のネジコネクタ４２（ａ）に接続されることによって、導体ケーブル１６と接続されるようになる。導体ケーブル５４は、絶縁シールド５２内を通っている。

一方、同軸コネクタ４０からは、導体ケーブル４６が内部を通っている絶縁シールド４８が、図３における右方向に伸びている。

図４におけるグラフａは、図３（ａ）に示すように、測定装置３０によって測定された、導体ケーブル４４と導体ケーブル４６との間の損失量を示す図である。図４は、横軸が周波数（ＭＨｚ）を、縦軸が損失量（ｄＢ）を示している。

すなわち、導体ケーブル４４と導体ケーブル４６とは、導通しているので、主信号が通過する通過ラインを形成している。このような通過ラインでは、理想的には減衰はないので、全周波数にわたってほぼ０（ｄＢ）という損失量を示している。

一方、図４におけるグラフｂは、図３（ｂ）に示すような構成で得られた導体ケーブル４６に対する導体ケーブル５４の損失量を示す図である。

導体ケーブル５４は、導体ケーブル４６とは導通していないので、導体ケーブル４６およびそれに接続されている導体ケーブル４４、すなわち通過ラインに対するカプリングを得るためのカプリングラインとなる。

すなわち、図４におけるグラフｂは、通過ラインに対するカプリングラインの損失量を示している。図４におけるグラフｂのように、通過ラインに対するカプリングラインの損失量は、低周波数領域において大きいが、周波数が大きくなるに伴って徐々に小さくなり、１２０００（ＭＨｚ）以降はほぼ飽和し、約−１５（ｄＢ）となっている。

これは、通過ライン、特にコーナ部から漏出した信号を、取得部１８が受け取っているからである。

したがって、図４に示すような通過ラインに対するカプリングラインのこのような特性は、ギャップＧの大きさを変えることによって変動する。ギャップＧを小さくすると、取得部１８は、通過ライン、特にコーナ部から漏出した信号をより受け取り易くなるので、図４中においてＡで示すように、グラフｂは全体的に上側にシフトし、損失量は小さくなる。逆に、ギャップＧを大きくすると、取得部１８は、通過ラインから漏出した信号をより受け取りにくくなるので、図４中においてＢで示すように、グラフｂは全体的に下側にシフトし、損失量は大きくなる。

また、通過ラインに対するカプリングラインのこのような特性は、ギャップＧを満たす誘電媒質を変えることもよっても変動する。

すなわち、ギャップＧを誘電率の高い媒質で満たせば、取得部１８は、通過ラインから漏出した信号をより受け取り易くなるので、図４中においてＡで示すように、グラフｂは全体的に上側にシフトし、損失量は小さくなる。逆に、ギャップＧを誘電率の低い媒質で満たせば、取得部１８は、通過ラインから漏出した信号をより受け取りにくくなるので、図４中においてＢで示すように、グラフｂは全体的に下側にシフトし、損失量は大きくなる。

したがって、ギャップＧの寸法や、ギャップＧを満たす誘電媒質の材質を適切に選択することによって、通過ラインに対する所望の損失量を示すようなカプリングラインを、カプラ用コネクタ１０を同軸コネクタ４０に固定することによって形成することができる。そして、このカプリングラインの信号強度を把握することによって、通過ラインに所望の電流が流れ得ているか否かを監視することが可能となる。

また、通過ラインから漏出した信号を、取得部１８においてより効率的に受け取るためには、図２（ｂ）に示すように、略Ｌ字形状のコーナ部の近傍に、取得部１８を配置することが好ましい。

上述したように、本実施形態によれば、従来のカプラを用いることなく、同軸コネクタ４０に固定可能な簡素な構成のカプラ用コネクタ１０によって、主信号を監視するための監視信号を取得し、この監視信号に基づいて、所望の強度の主信号が流れているか否かを把握することができる。

これによって、部品数を削減し、装置全体の簡素化、軽量化、および小型化を図ることが可能となる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態を説明する。

本実施形態では、カプラ用コネクタ１０の構成は、第１の実施形態と同一であるが、カプラ用コネクタ１０が接続される同軸コネクタ６０の構成が異なる。

したがって、ここでは、カプラ用コネクタ１０の構成については、図面において、第１の実施形態と同じ符号を付すことによって、詳細な説明を避け、同軸コネクタ６０については、詳細に説明する。

図５（ａ）は、本実施形態で適用される同軸コネクタ６０に、カプラ用コネクタ１０が接続される状態を示す立断面図である。

本実施形態で適用される同軸コネクタ６０は、Ｔ字形状をしており、３方向にオスのネジコネクタ６２（＃ａ），６２（＃ｂ）,６２（＃ｃ）を備えている。なお、ここでは、一例として、ネジコネクタ６２（＃ｂ）,６２（＃ｃ）を、オスのネジコネクタとして示しているが、このうちの何れかがメスのネジコネクタとしても実現できることは、当業者であれば理解できるであろう。

このうちネジコネクタ６２（＃ａ）は、図５（ｂ）に示すように、カプラ用コネクタ１０のネジコネクタ１４（ｂ）と接続されるためのコネクタである。残りの２つのネジコネクタ６２（＃ｂ），６２（＃ｃ）は、導体ケーブル４４に、外部の導体ケーブルを接続するためのコネクタである。

導体ケーブル４４は、２つのネジコネクタ６２（＃ｂ），６２（＃ｃ）を含む軸の中心に沿って位置するように、保持部４５によって保持されている。

ネジコネクタ６２（ｂ）に、図５（ａ），（ｂ）における左側から、図示しないメスのネジコネクタが接続された場合に、導体ケーブル４４がメスのネジコネクタの導体内に挿入し、メスの導体ケーブルと電気的に接続するようになる。

同様に、ネジコネクタ６２（ｃ）に、図５（ａ），（ｂ）における右側から、図示しないメスのネジコネクタが接続された場合に、導体ケーブル４４がメスのネジコネクタの導体内に挿入し、メスの導体ケーブルと電気的に接続するようになる。

図５（ｂ）に示すように、カプラ用コネクタ１０が、同軸コネクタ６０に固定された状態では、取得部１８と、導体ケーブル４４の先端部との間に、所定距離のギャップＧが維持される。ギャップＧは、例えば空気のような誘電媒質で満たされている。

このように、導体ケーブル４４に平行になるように取得部１８を配置した場合であっても、取得部１８は、導体ケーブル４４の表面から漏出した信号を受け取り、この信号を監視信号として利用することによって、第１の実施形態と同様に、主信号を監視することができる。したがって、本実施形態でも同様に、部品数を削減し、装置全体の簡素化、軽量化、および小型化を図ることが可能となる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態を説明する。

本実施形態に係るカプリング用ユニットは、カプラ用コネクタ１０および同軸コネクタ４０，６０に加えて、図６に示すような非電導性の閉塞用蓋７０をさらに備えてなる。

本実施形態で適用される同軸コネクタは、第１および第２の実施形態で説明したものと同じであるので、ここでは、同軸コネクタの構成については、図面において、第１および第２の実施形態と同じ符号を付すことによって、詳細な説明を避ける。

すなわち、本実施形態では、カプラ用コネクタ１０を使用しない場合には、図６に示すような非電導性の閉塞用蓋７０を、カプラ用コネクタ１０の代わりに、同軸コネクタ４０に固定する。

図７（ａ）に示すように、閉塞用蓋７０は、閉塞蓋７１と、ネジコネクタ７２とを備えてなる。そして、ネジコネクタ７２は、図７（ｂ）に示すように、同軸コネクタ４０のネジコネクタ４２（ａ）にネジ込み可能な構成となっている。

同軸コネクタ４０は、第１の実施形態で説明したように、導体ケーブル４４、４６を流れる主信号を監視する場合には、カプラ用コネクタ１０が接続されるが、主信号を監視しない場合、すなわち、監視信号を取得しない場合には、ネジコネクタ４２（ａ）にネジコネクタ７２が固定されることによって、カプラ用コネクタ１０の代わりに、非電導性の物質で構成されている閉塞用蓋７０が固定される。ネジコネクタ７２の深さは浅く、ネジコネクタ４２（ａ）にネジコネクタ７２が完全に固定された状態であっても、ネジコネクタ７２の先端は、導体ケーブル４４，４６には接触しない。

このようにして、主信号を監視しない場合、すなわち監視信号を取得しない場合には、同軸コネクタ４０のネジコネクタ４２（ａ）には、カプラ用コネクタ１０は固定されず、代わりに、非電導性の物質で構成されている閉塞用蓋７０が固定されることによって、ネジコネクタ４２（ａ）が閉塞され、同軸コネクタ４０を、通常の同軸コネクタとして使用することが可能となる。

同様に、第２の実施形態で説明したように、同軸コネクタ６０は、導体ケーブル４４を流れる主信号を監視する場合には、ネジコネクタ６２（ａ）にカプラ用コネクタ１０が固定される。しかしながら、主信号を監視しない場合、すなわち、監視信号を取得しない場合には、カプラ用コネクタ１０のネジコネクタ６２（ａ）には、カプラ用コネクタ１０の代わりに、閉塞用蓋７０が固定されることによって、ネジコネクタ４２（ａ）が閉塞される。これによって、同軸コネクタ６０を、通常の同軸コネクタとして使用することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、監視信号を取得しない場合には、カプラ用コネクタ１０を排除し、同軸コネクタ４０，６０を、通常の同軸コネクタとして利用できることから、装置全体の構成の簡素化を図ることが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、上記実施形態では、カプラ用コネクタ１０は、メスのネジコネクタ１４（ａ），１４（ｂ）を備えているが、同様に、オスのネジコネクタとしても実現できることが当業者であれば理解できるであろう。さらに当業者であれば、ネジコネクタ１４（ｂ）をオスのネジコネクタとする場合、それに合わせて、同軸コネクタの対応するネジコネクタを、メスのネジコネクタとして、適切に変形することによって、前述したカプラ用コネクタ１０と同様の機能を実現することも可能であろう。

１０ カプラ用コネクタ、１２ 中央板部、１４ ネジコネクタ、１６ 導体ケーブル、１８ 取得部、３０ 測定装置、４０ 同軸コネクタ、４２ ネジコネクタ、４４ 導体ケーブル、４５ 保持部、４６ 導体ケーブル、４８ 絶縁シールド、５０ ネジコネクタ、５２ 絶縁シールド、５４ 導体ケーブル、６０ 同軸コネクタ、６２ ネジコネクタ、７０ 閉塞用蓋、７１ 閉塞蓋、７２ ネジコネクタ

Claims (9)

1. 略Ｌ字形状の第１のケーブルが内部を通過する同軸コネクタ、に固定可能なカプラ用コネクタであって、
   カプラ用コネクタ本体を、前記第１のケーブルと干渉しない方向から、前記同軸コネクタに固定するための固定機構と、
   前記第１のケーブルから漏出されてなる信号を、前記第１のケーブルを流れる主信号を監視するための監視信号として取得する取得部とを備え、
   前記固定機構によって前記カプラ用コネクタ本体が前記同軸コネクタに固定された場合、前記取得部の先端と、前記第１のケーブルの略Ｌ字形状を形成するコーナ部との間に、ギャップを設けるようにした、カプラ用コネクタ。
2. 前記略Ｌ字形状の第１のケーブルは、２つの直交するケーブルが接続されてなる、請求項１に記載のカプラ用コネクタ。
3. 第１のケーブルが内部を通過する同軸コネクタ、に固定可能なカプラ用コネクタであって、
   カプラ用コネクタ本体を、前記第１のケーブルとほぼ直交する方向から、前記同軸コネクタに固定するための固定機構と、
   前記第１のケーブルから漏出されてなる信号を、前記第１のケーブルを流れる主信号を監視するための監視信号として取得する取得部とを備え、
   前記固定機構によって前記カプラ用コネクタ本体が前記同軸コネクタに固定された場合、前記取得部の先端と、前記第１のケーブルとの間に、ギャップを設けるようにした、カプラ用コネクタ。
4. 前記取得部に接続され、前記取得部によって取得された監視信号を伝送するための第２のケーブル、をさらに備えた請求項３に記載のカプラ用コネクタ。
5. 前記ギャップは誘電媒質で満たされている、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載のカプラ用コネクタ。
6. 前記ギャップの材質および大きさを変えることによって、前記監視信号の強度を調整するようにした、請求項１乃至５のうち何れか１項に記載のカプラ用コネクタ。
7. 第１のケーブルが内部を通過する同軸コネクタの利用方法であって、
   前記第１のケーブルから漏出されてなる信号を、前記第１のケーブルを流れる主信号を監視する監視信号として取得する場合には、前記同軸コネクタに設けられた固定部に、前記請求項１乃至６のうち何れか１項に記載されたカプラ用コネクタを固定し、
   前記監視信号を取得しない場合には、前記固定部に、前記カプラ用コネクタの代わりに、非電導性の閉塞用蓋を固定することによって、前記固定部を閉塞するようにした、同軸コネクタの利用方法。
8. 略Ｌ字形状の第１のケーブルが内部を通過する同軸コネクタと、前記同軸コネクタに固定可能なカプラ用コネクタとを備えてなるカプリング用ユニットであって、
   前記カプラ用コネクタは、
   カプラ用コネクタ本体を、前記第１のケーブルと干渉しない方向から、前記同軸コネクタに固定するための固定機構と、
   前記第１のケーブルから漏出されてなる信号を、前記第１のケーブルを流れる主信号を監視するための監視信号として取得する取得部とを備え、
   前記固定機構によって前記カプラ用コネクタ本体が前記同軸コネクタに固定された場合、前記取得部の先端と、前記第１のケーブルの略Ｌ字形状を形成するコーナ部との間に、誘電媒質で満たされたギャップが維持され、
   前記監視信号を取得する場合、前記固定機構によって前記カプラ用コネクタ本体を前記同軸コネクタに固定し、前記ギャップの大きさの調整、および前記誘電媒質の選択によって、前記監視信号の大きさを調整可能な、カプリング用ユニット。
9. 前記監視信号を取得しない場合、前記固定機構によって、前記同軸コネクタに、前記カプラ用コネクタ本体の代わりに固定される、前記固定機構を閉塞するための、非電導性の閉塞用蓋をさらに備えた、請求項８に記載のカプリング用ユニット。