JPH0230202A - 回転結合器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ　産業上の利用分野 本発明は、回転部の回転中心を中心とする同心円周上に
配置形成され互いに対向し一端が無反射終端抵抗にて終
端されたマイクロストリップラインを回転部と固定部と
の対向面に設け、回転部側のマイクロストリップライン
と固定部側のマイクロストリップラインとの間で高周波
信号の授受を行うようにした回転結合器に関し、例えば
回転磁気ヘッド型ビデオテープレコーダ等に適用される
。

Ｂ　発明の概要 本発明は、回転部の回転中心を中心とする同心円周上に
配置形成され互いに対向し一端が無反射終端抵抗にて終
端されたマイクロストリップラインを回転部と固定部と
の対向面に設け、回転部側のマイクロストリップライン
と固定部側のマイクロストリップラインとの間で高周波
信号の授受を行うようにした回転結合器において、一方
のマイクロストリップラインを伝送周波数帯域の中心周
波数の波長の整数倍の電気長に相当する周長を有する円
周上に略１周に亘って形成するとともに、その両端部分
を径方向に折り曲げ延設して上記円周から外れた両端部
分に接続端と無反射終端抵抗を設けることによって、上
記一方のマイクロストリンプラインが近位的に閉ループ
を成すようにして連続的な信号伝送を可能にしたもので
ある。

Ｃ従来の技術 一般に、回転磁気ヘッド型ビデオテープレコーダでは、
回転部に設けられている回転磁気ヘッドに対する記録ビ
デオ信号や再生ビデオ信号の授受を行うのに、ロータリ
ートランスが広く用いられている。従来、コイル間の磁
気結合を利用して信号伝送を行うロータリートランスで
は、コイルのインダクタンスや浮遊容量の影響により、
伝送できる信号帯域中が狭く、６０ＭＨｚ程度が限界で
あった。

近来、デジタルＶＴＲ、データレコーダ、高品位テレビ
ジョン等の開発に伴い取り扱う信号の広帯域化が進み、
広帯域の伝送特性を有する回転結合器が必要とされてい
る。

本件出願人は、回転部と固定部との対向面に上記回転部
の回転中心を中心とする同心円周上にマイクロストリッ
プラインを設け、回転部側のマイクロストリップライン
と固定部側のマイクロストリップラインとの間で高周波
信号の授受を行うようにした回転結合器（特開昭６１−
１０５９０２号）、上記マイクロストリップラインの各
一端を無反射終端抵抗にて終端した構成の回転結合器（
特開昭６１１０５９０３号）、一方のマイクロストリッ
プラインを伝送する信号波長の整数倍の長さを有する閉
ループ状にした回転結合器（特開昭６ｌ−１０５９０４
）や、回転部と固定部の対向面に形成するマイクロスト
リップラインを回転対称位置に分散配設した回転結合器
（実開昭６１−’７９５１５号）等、マイクロストリッ
プラインを用いて高周波帯域で信号伝送を行うように構
成した回転結合器を先に提案している。

例えば、特開昭６１−１０５９０３号に係る回転結合器
は、第３図に示すように、それぞれ誘電体材料にて円筒
体形状に形成された回転部（３１）および固定部（３２
）を備え、上記回転部（３１）の内周面が全面に亘って
導体層（３３）で覆れており、また上記固定部（３２）
の外周面が全面に亘って導体層（３４）で覆れており、
上記回転部（３１）および固定部（３２）の互いに対向
する各周面にマイクロストリップ（３５）　、　（３６
）が互いに対向するように配置して設けられており上記
各マイクロストリップ（３５）　、　（３６）と上記各
導体層（３３）　、　（３４）によってマイクロストリ
ップラインが形成されている。また、上記各マイクロス
トリップ（３５）　、　（３６）は、各一端から外部接
続用の引出線として同軸ケーブル（３７）　、　（３８
）がそれぞれ導出されているとともに、各他端が無反射
終端抵抗（３９）　、　（４０）にて終端されている。

このうように、マイクロストリップ（３５）　、　（３
６）の各一端をそれぞれ無反射終端抵抗（３９）　、　
（４０）にて終端した構成の回転結合器では、一方のマ
イクロストリップラインで閉ループを形成することがで
きず、信号入力端あるいは信号出力端となる接続端と無
反射終端との間に広い間隙部（Ｇ）ができ、この部分で
他方のマイクロストリンブラインとの結合状態が乱れて
しまい、信号伝送を連続的に行うことができないので、
例えば、実間昭和６１１６８７０３号公報に開示されて
いる回転結合器のように、マイクロストリップラインを
回転対称位置に分散配設して、他方のマイクロストリッ
プラインと相補的に結合させて信号伝送を行い、各マイ
クロストリップラインを介して伝送される信号を切り換
えたり加算合成することにより連続的な伝送出力を得る
ようにしている。

Ｄ　発明が解決しようとする課題 ところで、接続端と無反射終端を有するマイクロストリ
ップラインにて形成した回転結合器では、上記マイクロ
ストリップラインにて閉ループを形成することができず
、特に、上記接続端と無反射終端の部分で他方のマイク
ロストリップラインとの結合状態が乱れて、回転に伴い
挿入損失や位相が変動し、安定した伝送特性を得ること
が難しいという問題点があった。また、上記信号入力端
と無反射終端を有するマイクロストリップラインを分散
配設することにより連続的な伝送出力を得る回転結合器
では、各マイクロストリップラインを介して伝送される
信号を選択したり加算合成するスイッチ回路や信号合成
回路を必要とするので、外部回路の構成が複雑になって
しまうという問題点があった。

そこで、本発明は、上述の如き接続端と無反射終端を有
するマイクロストリップラインを用いた回転結合器にお
ける問題点に鑑み、スイッチ回路や信号合成回路を必要
とすることなく、信号入力端と無反射終端を有するマイ
クロストリップラインにて近似的な閉ループを形成して
高周波信号を連続的に伝送できるようにした新規な構成
の回転結合器を提供するものである。

巳　課題を解決するための手段 本発明は、上述の問題点を解決するために、回転部の回
転中心を中心とする同心円周上に配置形成され互いに対
向し一端が無反射終端抵抗にて終端されたマイクロスト
リップラインを回転部と固定部との対向面に設け、回転
部側のマイクロストリップラインと固定部側のマイクロ
ストリップラインとの間で高周波信号の授受を行うよう
にした回転結合器において、一方のマイクロストリップ
ラインを伝送周波数帯域の中心周波数の波長の整数倍の
電気長に相当する周長を有する円周上に略１周に亘って
形成するとともに、その両端部分を折り曲げ延設して上
記円周外の位置に接続端と無反射終端抵抗を設けたこと
を特徴としている。

Ｆ　作用 本発明に係る回転結合器では、一方のマイクロストリッ
プラインの両端部分を折り曲げ延設して結合円周から外
れた両端部分に接続端と無反射終端抵抗を設けたことに
より、一方のマイクロストリップラインを間隙部分の極
めて小さな近似的に閉ループとすることができるととも
に、上記接続端および無反射終端抵抗の部分が他方のマ
イクロストリップラインとの結合状態を乱すことがない
。

また、伝送周波数帯域の中心周波数の波長の整数倍の電
気長を有する円周上の略１周に亘って上記一方のマイク
ロストリップラインを形成することによって、上記間隙
部分でも伝送信号の位相が見掛は上連続し、上記一方の
マイクロストリップラインの上記間隙部分を跨ぐ状態で
他方のマイクロストリップラインが対向して結合してい
るときにも、損失の少ない信号伝送が行われる。

Ｇ　実施例 以下、本発明に係る回転結合器の一実施例について、図
面に従い詳細に説明する。

第１図に示す回転結合器は、それぞれ誘電体材料にて円
盤形状に形成された回転部（１１）および固定部（１２
）を備え、上記回転部（１１）および固定部（１２）外
表面がそれぞれ全面に亘って導体ＩＩ！　（１３）　、
　（１４）で覆れているともに、上記回転部（１１）お
よび固定部（１２）の各対向面にマイクロストリップ（
１５）　、　（１６）が互いに対向するように配置して
設けられており、上記各マイクロストリップ（１５）　
、　（１６）と上記各導体層（１３）　、　（１４）に
よってマイクロストリップラインが形成されている。上
記各マイクロストリップ（１５）　、　（１６）は、各
一端から外部接続用の引出線として同軸ケーブル（１７
）　、　（１８）がそれぞれ導出されているとともに、
各他端が無反射終端抵抗（１９）。

（２０）にて終端されている。

この実施例において、上記回転部（１１）側のマイクロ
ストリップ１５は、その両端部分をそれぞれ径方向に折
り曲げて接続ランド（２１）　、　（２２）を延設し、
上記同軸ケーブル（１７）および無反射終端抵抗（１９
）を上記接続ランド（２１）　、　（２２）に接続した
構造となっている。上記回転部（１１）側のマイクロス
トリップ（１５）は、第２図に模式的に示しであるよう
に、変調器（２３）が上記同軸ケーブル（１７）を介し
て一端に接続されている。上記変調器（２３）は、回転
磁気ヘッド（２４）から再生増幅器（２６）を介して再
生ビデオ信号が供給されるとともに、高周波発振器（２
６）から例えば周波数がｌ０ＧＨ２程度の高周波信号が
供給され、上記高周波信号を上記再生ビデオ信号にて変
調して、その変調出力信号を上記マイクロストリップ（
１５）の一端に供給するようになている。また、上記固
定部（１２）側のマイクロストリップ（１６）は、復調
器（２７）が上記同軸ケーブル（１８）を介して一端に
接続されている。

さらに、この実施例において、上記回転部（１１）のマ
イクロストリップ（１５）は、上記高周波信号の信号波
長（λ）の整数（ｎ）倍すなわちｎ・λの周長（Ｌｏ）
の円周上に略１周に亘って形成され、上記円周に対して
４５″をなす両端折り曲げ部分が極めて小さな間隙（Ｇ
）を介して対向している。また、上記各マイクロストリ
ップ（１５）　、　（１６）が対向する長さ（Ｌ）すな
わち上記固定部１２側のマイクロストリップ（１６）の
長さは、上記高周波信号の信号波長（λ）の１／４波長
の奇数倍すなわち（２ｎ＋−１）・λ／４に設定されて
いる。上記固定部（１２）側の上記マイクロストリップ
（１６）は、上記回転部（１１）側のマイクロストリッ
プ（１５）と電磁的に結合して方向性結合器を形成して
いる。

上述の如き構成の回転結合器において、上記再生ビデオ
信号にて上記高周波信号を変調した変調出力信号が上記
変調器（２３）から上記回転部（１１）側ると、この変
調出力信号は、上記マイクロストリップ（１５）の終端
側に向かりて一方向に伝播され、その一部が該マイクロ
ストリップ（１５）４対向している上記固定部（１２）
側のマイクロストリップ（１６）に伝播され、該マイク
ロストリップ（１６）の一端に接続されている上記復調
器（２７）にて復調される。

また、上記マイクロストリップ（１５）から上記マイク
ロストリップ（１６）に伝播されなかった信号は、上記
マイクロストリップ（１５）の終端側に向かって一方向
に伝播されて無反射終端抵抗（１９）により吸収される
。

このような構造の回転結合器では、上記回転部（１１）
側の上記マイクロストリップ（１５）の両端部分を折り
曲げて結合円周から外れた部分に接続ランド（２１）　
、　（２２）を延設し、この接続ランド（２１）　、　
（２２）部分に外部接続用の同軸ケーブル（１７）と終
端用の無反射終端抵抗（１９）を設けであるので、上記
同軸ケーブル（１７）や無反射終端抵抗（１９）の接続
ランド（２１）　、　（２２）が上記固定部（１２）側
のマイクロストリップ（１６）と上記回転部（１１）側
の上記マイクロストリップ（１５）との結合状態を乱す
ことがない。また、上記回転部（１１）側の上記マイク
ロストリップ（１５）の両端折り曲げ辺を極めて小さな
間隙（Ｇ）を介して対向させて、伝送信号すなわち上記
高周波信号の信号波長（λ）の整数（ｎ）倍の周長（Ｌ
ｏ）の閉ループを上記マイクロストリップ（１５）にて
近位的に形成している−ので、上記マイクロストリップ
（１５）の両端間の間隙（Ｇ）が極めて小さく結合円周
に対して４５°に傾斜しており、しかも、上記間隙（Ｇ
）部分すなわちマイクロストリップラインの無い部分に
おいても見掛は上、上記マイクロストリップ（１５）を
伝播する信号の位相が連続しており、上記間隙（Ｇ）を
跨ぐ状態で各マイクロストリップ（１５）　、　（１６
）が結合しているときにも、損失の少ない信号伝播が行
われる。

ここで、マイクロストリップラインにより形成した方向
性結合器では、１０％以上の比帯域中の信号伝送特性を
呈する。

従って、周波数がｌ０ＧＨ２程度の高周波信号を再生ビ
デオ信号にて変調して伝送するようにしたこの実施例の
回転結合器では、数１００ＭＨｚ程度の極めて広帯域な
信号伝送特性にて連続的に信号伝送を行うことができる
。

なお、上述の実施例では円盤形状の回転部および固定部
を有する回転結合器に本発明を適用したが、本発明は、
上述の実施例にのみ限定されるものでなく、例えば円筒
形状の回転部および固定部を有する回転結合器に適用す
ることもできる。

Ｈ発明の効果 本発明に係る回転結合器では、一方のマイクロストリジ
プラインの両端部分を折り曲げ延設して結合円周から外
れた両端部分に接続端と無反射終端抵抗を設けたことに
より、一方のマイクロストリップラインを間隙部分の極
めて小さな近（以的に閉ループとすることができるとと
もに、上記接続端および無反射終端抵抗の部分が他方の
マイクロストリップラインとの結合状態を乱すことがな
い。

しかも、伝送周波数帯域の中心周波数の波長の整数倍の
電気長を有する円周上の略１周に亘って上記一方のマイ
クロストリップラインを形成することによって、上記間
隙部分でも伝送信号の位相が見掛は上連続し、上記一方
のマイクロストリップラインの上記間隙部分を跨ぐ状態
で他方のマイクロストリップラインが対向して結合して
いるときにも、損失の少ない信号伝送が行われる。

従って、本発明に係る回転結合器では、回転部と固定部
との間で広帯域信号伝送を連続的に行うことができる。

（１２）　　・　・　・ （１３）　　（１４）・ （１５）　、　（１６）・ （１９）　、　（２０）・ （２１）、（２２）・ 固定部 導体層 マイクロストリップ 無反射終端抵抗 接続ランド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転部の回転中心を中心とする同心円周上に配置形成さ
   れ互いに対向し一端が無反射終端抵抗にて終端されたマ
   イクロストリップラインを回転部と固定部との対向面に
   設け、回転部側のマイクロストリップラインと固定部側
   のマイクロストリップラインとの間で高周波信号の授受
   を行うようにした回転結合器において、 一方のマイクロストリップラインを伝送周波数帯域の中
   心周波数の波長の整数倍の電気長に相当する周長を有す
   る円周上に略１周に亘って形成するとともに、その両端
   部分を折り曲げ延設して上記円周外の位置に接続端と無
   反射終端抵抗を設けたことを特徴とする回転結合器。