JP6994814B1

JP6994814B1 - エンドランチコネクタ及び空洞共振抑制方法

Info

Publication number: JP6994814B1
Application number: JP2020115170A
Authority: JP
Inventors: 康太倉光
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2040-07-02
Also published as: JP2022024220A

Abstract

【課題】空洞共振を使用周波数からずらしたエンドランチコネクタ及びその方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係るエンドランチコネクタは、伝送線路１１ａが形成されたプリント基板１１と、プリント基板１１に固定され、伝送線路１１ａに対して電気信号を入出力するコネクタ部１２と、プリント基板１１を覆うシールドケース（１３Ａ、１３Ｂ）と、プリント基板１１の伝送線路１１ａ側に配置され、プリント基板１１とシールドケース１３Ａの内壁（１３Ａａ、１３Ａｂ）との空間に配置された金属の共振抑制ブロック１４と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、プリント基板に実装し、伝送線路の延伸方向に信号を取り出すエンドランチコネクタに関する。

ミリ波帯の利用拡大により１８ＧＨｚ～６０ＧＨｚのエンドランチコネクタの需要が高まりつつある（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１８－０８１７４５号公報

一般に、ＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－ＭａｇｎｅｔｉｃＣｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）対策としてプリント基板にはシールドケースを取り付ける。シールドケースを取り付けた場合、コネクタを囲うシールドケースの空間部分で空洞共振が発生する。空洞共振が発生すると、インピーダンスの変動や隣接する伝送線路との導通が発生する。このため、エンドランチコネクタには使用周波数で空洞共振を発生させない設計が求められる。

例えば、エンドランチコネクタのサイズを小さくすることで空洞共振の周波数を使用周波数帯域より高くすることができる。しかし、１８ＧＨｚ～６０ＧＨｚの周波数帯になると次のような理由によりエンドランチコネクタのサイズを小さくすることが困難となる。
（１）エンドランチコネクタの堅牢性を保つために、形状が規格化されているコネクタとプリント基板とがねじ止めされていること
（２）エンドランチコネクタの堅牢性を保つために、シールドケースの固定もねじ止めされていること

また、シールドケースの大きさを調整して前記空間部分をできるだけ小さくしても２０ＧＨｚ程度で空洞共振が発生する。このように、１８ＧＨｚ～６０ＧＨｚのエンドランチコネクタには空洞共振を使用周波数からずらすことが困難という課題があった。

そこで、本発明は、前記課題を解決するために、空洞共振を使用周波数からずらしたエンドランチコネクタ及びその方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るエンドランチコネクタは、コネクタを囲うシールドケースの空間部分に共振抑制ブロックを挿入することとした。

具体的には、請求項１に記載されたエンドランチコネクタは、
伝送線路（１１ａ）が形成されたプリント基板（１１）と、
前記プリント基板に固定され、前記伝送線路に対して電気信号を入出力するコネクタ部（１２）と、
前記プリント基板を覆うシールドケース（１３Ａ、１３Ｂ）と、
前記プリント基板の前記伝送線路側に配置され、前記プリント基板と前記シールドケースの内壁との空間に配置された金属の共振抑制ブロック（１４）と、
を備える。

請求項２に記載されたエンドランチコネクタは、請求項１に記載されたエンドランチコネクタの前記共振抑制ブロック（１４）が、前記伝送線路に非接触である形状、且つ前記コネクタ部、前記プリント基板、及び前記シールドケースの内壁で形成される空間に篏合する形状であることを特徴とする。

請求項３に記載されたエンドランチコネクタは、請求項１又は２に記載されたエンドランチコネクタの前記共振抑制ブロック（１４）が、前記プリント基板の前記伝送線路以外の部分、及び前記シールドケースの内壁と導通していることを特徴とする。

また、請求項４に記載された空洞共振抑制方法は、
伝送線路（１１ａ）が形成されたプリント基板（１４）と、前記プリント基板に固定され、前記伝送線路に対して電気信号を入出力するコネクタ部（１２）と、前記プリント基板を覆うシールドケース（１３Ａ、１３Ｂ）と、を備えるエンドランチコネクタ（１０）に、
前記プリント基板の前記伝送線路側に、前記プリント基板と前記シールドケースの内壁との空間に金属の共振抑制ブロック（１４）を配置して空洞共振を抑制する方法である。

請求項５に記載された空洞共振抑制方法は、請求項４に記載された空洞共振抑制方法において、前記共振抑制ブロック（１４）を、前記伝送線路に非接触である形状、且つ前記コネクタ部、前記プリント基板、及び前記シールドケースの内壁で形成される空間に篏合する形状とすることを特徴とする。

請求項６に記載されたエンドランチコネクタは、請求項４又は５に記載された空洞共振抑制方法において、前記共振抑制ブロック（１４）と、前記プリント基板の前記伝送線路以外の部分、及び前記シールドケースの内壁と導通させることを特徴とする。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、コネクタを囲うシールドケースの空間部分に共振抑制ブロックを挿入することで空間部分を低減し、空洞共振の発生を抑えることができる。できるだけ空間を生じさせないようにすることが好ましい。また、共振抑制ブロックをプリント基板やシールドケースに導通させておくことが好ましい。

本発明に係るエンドランチコネクタコネクタを説明する分解図である。本発明に係るエンドランチコネクタコネクタを説明する分解図である。本発明に係るエンドランチコネクタコネクタの効果を説明する図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

図１及び図２は、本実施形態のエンドランチコネクタコネクタ１０を説明する分解図である。エンドランチコネクタコネクタ１０は、
伝送線路１１ａが形成されたプリント基板１１と、
プリント基板１１に固定され、伝送線路１１ａに対して電気信号を入出力するコネクタ部１２と、
プリント基板１１を覆うシールドケース（１３Ａ、１３Ｂ）と、
プリント基板１１の伝送線路１１ａ側に配置され、プリント基板１１とシールドケース１３Ａの内壁（１３Ａａ、１３Ａｂ）との空間に配置された金属の共振抑制ブロック１４と、
を備える。
図２は、シールドケース１３Ａと共振抑制ブロック１４を図１とは逆方向から描いた図である（図１は＋Ｚ方向から描いた図、図２は－Ｚ方向から描いた図である。）。

プリント基板１１には、伝送線路１１ａの他にボルト１５が貫通する孔１１ｂも存在する。
コネクタ部１２は、プリント基板１１に固定されるために固定部１２ａを有し、ねじ１２ｂでプリント基板１１に固定される。
シールドケースは、上部と下部に分かれている。上部のシールドケースを符号１３Ａとし、下部のシールドケースを符号１３Ｂとしている。シールドケース１３Ａとシールドケース１３Ｂは、プリント基板１１を挟み込むように組み立てられ、ボルト１５で固定される。組み立てたとき、コネクタ部１２の固定部１２ａやねじ１２ｂがシールドケースに干渉しないように、シールドケース１３Ａとシールドケース１３Ｂは窪みを有している。シールドケース１３Ａの窪みは、天井１３Ａａと側壁１３Ａｂで形成される。シールドケース１３Ｂの窪みは、床面１３Ｂａと側壁１３Ｂｂで形成される。

空洞共振は、特に伝送線路１１ａ側のシールドケース１３Ａの窪み部分で発生する。この窪み部分を小さくすることで空洞共振の周波数を高い方向へ移動することができる。このため、シールドケース１３Ａの窪み部分を小さくして空洞共振の周波数と伝送線路１１ａを伝搬する信号の周波数とを違え、空洞共振の影響を低減することができる。

しかし、図１のように、エンドランチコネクタは、ボルトやねじを使用して組み立てられるので、シールドケース１３Ａの窪み部分を小さくすることに限界がある。図３は、１８ＧＨｚ～６０ＧＨｚのエンドランチコネクタのインピーダンス特性を説明する図である。このエンドランチコネクタの場合、シールドケース１３Ａの窪み部分をできるだけ小さくしても、図３の実線のように２０ＧＨｚ、２８ＧＨｚ、３５ＧＨｚで電圧定在波比（ＶＳＷＲ）のピークが発生し、空洞共振によるインピーダンス変化が発生していることがわかる。

一方、本実施形態のエンドランチコネクタ１０は、シールドケース１３Ａの窪み部分に金属製の共振抑制ブロック１４を配置する。共振抑制ブロック１４は、例えば、アルミや銅で形成される。

共振抑制ブロック１４は、伝送線路１１ａに非接触である形状、且つコネクタ部１２、プリント基板１１、及びシールドケース１３Ａの天井１３Ａａと側壁１３Ａｂで形成される窪みに篏合する形状である。共振抑制ブロック１４は、伝送線路１１ａに非接触とするために溝１４ａを有する。この溝１４ａを伝送線路１１ａに非接触としつつ、できるだけ伝送線路１１ａに近接させることで空洞共振の影響を低減できる。その他、共振抑制ブロック１４は、コネクタ部１２の固定部１２ａやねじ１２ｂとの干渉を避けるための切り欠き部（１４ｂ、１４ｃ）が形成される。共振抑制ブロック１４をこのような形状とすることで、シールドケース１３Ａの窪み部分に嵌合させることができ、図３の破線のようにＶＳＷＲのピークを無くし空洞共振の影響を低減できる。なお、「空洞共振の影響を低減できる」とは、共振抑制ブロック１４の配置でＶＳＷＲのピークが高周波側（９０ＧＨｚ）に移動し、１８ＧＨｚ～６０ＧＨｚの周波数帯域の信号に影響を及ぼさなくすることができる、という意味である。

なお、共振抑制ブロック１４は、プリント基板１１の伝送線路１１ａ以外の部分、及びシールドケース１３の内壁と導通していることが好ましい。共振抑制ブロック１４は、プリント基板１１に接地し、かつシールドケース１３Ａの天井１３Ａａと不織布などの導電性ガスケットで導通をとる構造となっている。共振抑制ブロック１４の電位をプリント基板１１のグランドやシールドケースに合わせることができ、空洞共振の影響の低減効果を高めることができる。

つまり、本発明の空洞共振抑制方法は、伝送線路１１ａが形成されたプリント基板１１と、プリント基板１１に固定され、伝送線路１１ａに対して電気信号を入出力するコネクタ部１２と、プリント基板１１を覆うシールドケース（１３Ａ、１３Ｂ）と、を備えるエンドランチコネクタ１０に、
プリント基板１１の伝送線路１１ａ側に、プリント基板１１とシールドケース１３Ａの内壁との空間に金属の共振抑制ブロック１１を配置して空洞共振を抑制する方法である。

共振抑制ブロック１１を配置することで、コネクタ部１２の周辺の空洞が狭くなり、使用周波数帯での空洞共振を抑制できる。なお、共振抑制ブロック１１の形状は、図１や図２に示された形状に限らず、コネクタ部１２の形状、伝送線路１１ａの配線形態、シールドケース１３Ａの窪み形状に応じて調整される。

本発明のエンドランチコネクタは、ミリ波帯の高周波機器に適用することができる。

１０：エンドランチコネクタ
１１：プリント基板
１１ａ：伝送線路
１１ｂ：孔
１２：コネクタ部
１２ａ：固定部
１２ｂ：ねじ
１３：シールドケース（１３Ａは上部、１３Ｂは下部）
１３Ａａ：天井
１３Ａｂ：側壁
１３Ａｃ：ボルトが貫通する孔
１３Ｂａ：床面
１３Ｂｂ：側壁
１３Ｂｃ：ボルトが固定されるネジ穴
１４：共振抑制ブロック
１５：ボルト

Claims

伝送線路（１１ａ）が形成されたプリント基板（１１）と、
前記プリント基板に固定され、前記伝送線路に対して電気信号を入出力するコネクタ部（１２）と、
前記プリント基板を覆うシールドケース（１３Ａ、１３Ｂ）と、
前記プリント基板の前記伝送線路側に配置され、前記プリント基板と前記シールドケースの内壁との空間に配置された金属の共振抑制ブロック（１４）と、
を備えるエンドランチコネクタ。
前記共振抑制ブロック（１４）は、前記伝送線路に非接触である形状、且つ前記コネクタ部、前記プリント基板、及び前記シールドケースの内壁で形成される空間に篏合する形状であることを特徴とする請求項１に記載のエンドランチコネクタ。
前記共振抑制ブロック（１４）は、前記プリント基板の前記伝送線路以外の部分、及び前記シールドケースの内壁と導通していることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンドランチコネクタ。
伝送線路（１１ａ）が形成されたプリント基板（１４）と、
前記プリント基板に固定され、前記伝送線路に対して電気信号を入出力するコネクタ部（１２）と、
前記プリント基板を覆うシールドケース（１３Ａ、１３Ｂ）と、
を備えるエンドランチコネクタ（１０）に、
前記プリント基板の前記伝送線路側に、前記プリント基板と前記シールドケースの内壁との空間に金属の共振抑制ブロック（１４）を配置して空洞共振を抑制する空洞共振抑制方法。
前記共振抑制ブロック（１４）を、前記伝送線路に非接触である形状、且つ前記コネクタ部、前記プリント基板、及び前記シールドケースの内壁で形成される空間に篏合する形状とすることを特徴とする請求項４に記載の空洞共振抑制方法。
前記共振抑制ブロック（１４）と、前記プリント基板の前記伝送線路以外の部分、及び前記シールドケースの内壁と導通させることを特徴とする請求項４又は５に記載の空洞共振抑制方法。