JPH09134618A - 同軸ケーブル - Google Patents

同軸ケーブル

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JPH09134618A
JPH09134618A JP22345696A JP22345696A JPH09134618A JP H09134618 A JPH09134618 A JP H09134618A JP 22345696 A JP22345696 A JP 22345696A JP 22345696 A JP22345696 A JP 22345696A JP H09134618 A JPH09134618 A JP H09134618A
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浩 久保田
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IDOUTAI TSUSHIN SENTAN GIJUTSU
IDOUTAI TSUSHIN SENTAN GIJUTSU KENKYUSHO KK
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IDOUTAI TSUSHIN SENTAN GIJUTSU
IDOUTAI TSUSHIN SENTAN GIJUTSU KENKYUSHO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低周波数域の信号伝達特性を劣化することな
く、充分な熱伝達の抑制効果を得る。 【解決手段】 円筒状の外部導体と、該外部導体の軸心
に位置する中心導体と、両導体間に介在する誘電体とを
備えた同軸ケーブルにおいて、前記外部導体を二重構造
にし、かつ、内側の外部導体の一端側だけを外部に露出
させる。外部導体の二重構造化により、熱の伝達を遮断
できる。しかも、第1及び第2の外部導体がケーブルの
ほぼ全長にわたって対向するため、大きな静電容量を確
保でき、低周波数域の信号伝達特性を劣化することがな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同軸ケーブルに関
し、特に、一定の温度環境下に置かれたデバイスへの信
号伝達に用いて好適な同軸ケーブルに関する。同軸ケー
ブルは、円筒状の外部導体とその中央にある中心導体と
からなる同軸心を束ねたケーブルで、平衡形ケーブルに
比べて、その構造上、高周波における伝送損失が少な
い、漏話特性が良い、インピーダンス均等性の確保が容
易であるといった優れた特性を有している。
【0002】
【従来の技術】図5は同軸ケーブルの一使用例を示す図
である。この使用例では、円筒状の外部導体1とその中
央にある中心導体2、及び、両導体1、2間を絶縁する
誘電体3からなる同軸心を束ねた構造を有する同軸ケー
ブル4の一端を、恒温槽5の内部に設けられた図示を略
したデバイスに接続している。
【0003】恒温槽5は、周知のとおりその内部の環境
温度を一定に維持するもので、当然ながら四方を取り囲
む槽壁に充分な断熱対策を施してあるが、この使用例で
は、同軸ケーブル4を通して伝えられる熱の影響によっ
て、内部温度が変動しやすい構造になっている。そこ
で、本願発明者は、図6に示すように、ケーブルの軸方
向に外部導体を二分し、一方の外部導体1aと他方の外
部導体1bとの間に生ずる静電容量Cを利用して、信号
伝達を行うという改善策を考えた。これによれば、外部
導体の分離部分1cにより、熱伝達を遮断することがで
きる。
【0004】なお、一定の温度環境は、恒温槽の内部に
限らない。例えば、超低温冷却された真空断熱容器内の
環境(超伝導体の動作環境)も相当する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
改善策にあっては、外部導体1a、1bの対向面積が小
さいため、静電容量Cの値を大きくすることができず、
特に、低周波数域の信号伝達特性を損なうという問題点
があった。そこで、本発明は、低周波数域の信号伝達特
性を劣化することなく、充分な熱伝達の抑制効果を得る
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、円筒状の外
部導体と、該外部導体の軸心に位置する中心導体と、両
導体間に介在する誘電体とを備えた同軸ケーブルにおい
て、前記外部導体を二重構造にし、かつ、内側の外部導
体の一端側だけを外部に露出させるという技術事項によ
って達成できる。
【0007】これによれば、外部導体の二重構造化によ
り、熱の伝達が遮断され、しかも、第1及び第2の外部
導体がケーブルのほぼ全長にわたって対向するため、大
きな静電容量が確保される。したがって、低周波数域の
信号伝達特性を劣化することなく、充分な熱伝達の抑制
効果を得ることができる。また、上述した同軸ケーブル
の内側の外部導体が露出していない他端側においては、
誘電体により定義つけられる特性インピーダンスの不整
合により信号伝達特性の劣化が生じる可能性があるが、
このような現象を抑制したより良好な同軸ケーブルは、
前記外側の外部導体の他端側と前記誘電体または前記中
心導体との間に、前記誘電体とは異なる誘電率を有する
他の誘電体を介在させるという技術事項によって達成で
きる。
【0008】これによれば、第1の外部導体と第2の外
部導体、また第2の外部導体と中心導体間に各々介在す
る第1及び第2の誘電体(誘電体)とは異なる誘電率を
有する第3の誘電体(他の誘電体)を、第1の外部導体
と中心導体とが第2の外部導体を介さずに対向するケー
ブル端部に設ける、という誘電体の複合構造化により、
第1及び第2の誘電体に隣接して所定の特性インピーダ
ンスを有する第3の誘電体が設けられるため、ケーブル
端部における特性インピーダンスの整合が図られ、信号
伝達特性の劣化を抑制した良好な同軸ケーブルを提供す
ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図1は本発明に係る同軸ケーブルの一
実施例を示す図である。図1において、10は円筒状の
第1の外部導体、11は第1の外部導体10の内側に位
置する円筒状の第2の外部導体であり、これらの第1及
び第2の外部導体10、11は、第1の誘電体12を介
して同心状に配置されている。13は中心導体であり、
この中心導体13は第2の誘電体14を介し、第1及び
第2の外部導体10、11と同心状に配置されている。
【0010】図2は図1の同軸ケーブルの断面図であ
る。本実施例のポイントは、外部導体を非接触の同心状
二重構造(第1の外部導体10と第2の外部導体11)
にした点、及び、内側に位置する第2の外部導体11の
一端側(便宜的にL側)だけを外部に露出させた点にあ
る。このような構造において、第2の外部導体11は、
既に述べたようにそのL側においてのみ外部に露出して
いる。言い換えれば、第2の外部導体11の他端側(便
宜的にR側)は、誘電体12、14に皮膜されて外部に
露出していない。
【0011】ケーブルのR側では、第1の外部導体10
だけが露出しているため、この第1の外部導体10と中
心導体13との間に信号源(若しくは信号負荷)を接続
する。一方、ケーブルのL側では、第1の外部導体10
と第2の外部導体11の双方が露出しているが、本実施
例の同軸ケーブルにおいては、第2の外部導体11の露
出部分11aと中心導体13の間に信号負荷(若しくは
信号源)を接続し、さらに、第2の外部導体11の露出
部分11aを、例えば、冒頭の恒温槽(図3の符号5参
照)の内部に入れて使用する。なお、仮想線15は恒温
槽を表している。
【0012】以上の構成によれば、第1の外部導体10
を伝わる熱は、第1の外部導体10と第2の外部導体1
1との間の第1の誘電体12で遮断(又は抑制)され
る。したがって、第2の外部導体11の露出部分11a
への熱伝達が効果的に抑えられるから、恒温槽15内部
の温度変動を回避できる。ここで、R側とL側との間の
信号伝達は、外部導体(第1及び第2の外部導体10、
11)と中心導体13とにより行われるが、第1の外部
導体10と第2の外部導体11の間は、両導体間の静電
容量Cによって容量結合している。周知のとおり、静電
容量Cの値は、対向電極の面積に比例して大きくなる。
したがって、本実施例では、第1の外部導体10と第2
の外部導体11の間がほぼケーブル全長にわたって対向
するから、冒頭の改善策(図4)に比べ、静電容量Cを
はるかに大きくすることができ、低周波数域の信号伝達
特性を損なうことがないという有利な効果を得ることが
できる。
【0013】なお、本願発明者の計算によれば、本実施
例の同軸ケーブルの静電容量Cは、以下の条件におい
て、信号伝達に充分な164PF(ピコフラッド)が得
られた。 (1)第1の外部導体10の厚さ …………… 18μm (2)第1の外部導体10の内径(D1 ) … 3.93mm (3)第1の外部導体10の材料 …………… 銅 (4)第1の誘電体12の厚さ(D2 ) …… 175μm (5)第1の誘電体12の材料 ……………… ポリイミド (6)第2の外部導体11の厚さ …………… 0.3mm (7)第2の外部導体11の内径 …………… 2.98mm (8)第2の外部導体11の材料 …………… 銅 (9)第2の誘電体14の厚さ(D3 ) …… 1.034mm (10)第2の誘電体14の材料 ……………… テフロン(PTFE) (11)中心導体13の直径 …………………… 0.912mm (12)第1及び第2の外部導体10、11の対向距離(D4 ) … 8cm ところで、上述した実施例においては、第2の外部導体
11のR側は誘電体12、14に被膜されて外部に露出
していない構成を有しているが、その要部詳細断面を図
3に示してさらに詳しく説明する。
【0014】図2に示された同軸ケーブルの構成は、中
心導体13に沿って第2の誘電体14が、またこの第2
の誘電体14の外周面に第2の外部導体11が設けら
れ、さらに第2の外部導体11を被覆するように第1の
誘電体12が、この第1の誘電体12の外周面に第1の
外部導体10が各々設けられる。ここで、図3に示され
ているように、同軸ケーブルのR側では、第2の外部導
体11が第1の外部導体10よりも短く形成されている
ため、第1の外部導体10は第1の誘電体12及び第2
の誘電体14を介して中心導体13と対向し、第2の外
部導体の端部は第1の誘電体12に被覆され、外部に露
出しない構成を有している。
【0015】本実施例の同軸ケーブルの外部導体は、同
心状二重構造、すなわち同軸コンデンサ構造を有してい
るため、必然的に第1の外部導体10と第2の外部導体
11の直径が異なる。そのため図3に示すように、第2
の外部導体11が外部に露出していない同軸ケーブル端
部(Aと記す)において、第1の外部導体10と第2の
外部導体11の間に介在する第1の誘電体12が、第2
の外部導体11のR端で内側の第2の誘電体14に直接
接触するように膜厚が変化する構成を有している。特に
第2の外部導体11の膜厚が大きく、第1の誘電体12
の膜厚の変化が大きい場合、容量結合部との特性インピ
ーダンスの段差、すなわち不整合を生じ、同軸ケーブル
を伝達する信号の周波数特性の変動が大きくなって、信
号伝達特性を劣化させる可能性がある。
【0016】このような信号伝達特性の劣化を抑制する
ための構成として、本発明の他の実施例を図4に示して
説明する。本実施例は、同軸ケーブルの特性インピーダ
ンスが外部導体の直径及び誘電体の誘電率に依存するこ
とに基づいて、誘電率を高く設定した誘電体を同軸ケー
ブル端部Aに設けて特性インピーダンスの整合を図るも
のである。
【0017】図4(a)において、第2の外部導体11
が外部に露出していない同軸ケーブル端部Aには、中心
導体13に沿って設けられた第2の誘電体14の外側に
直接接触するように第2の誘電体14よりも誘電率の高
い第3の誘電体16が設けられている。すなわち、図3
に示した同軸ケーブル端部Aにおいて、第1の外部導体
10と第2の誘電体14との間には、第1の誘電体12
に代わり、第2の誘電体14よりも誘電率の高い第3の
誘電体16が設けられる。
【0018】以上の構成によれば、第3の誘電体16に
第2の誘電体14よりも高い誘電率を設定することによ
り、同軸ケーブル端部Aの平均誘電率を高くして、所定
の特性インピーダンスを得ることができるため、容量結
合部の特性インピーダンスとの整合性を高めることがで
き、信号伝達特性の劣化を抑制することができる。同様
の技術思想によるさらに他の実施例を図4(b)に示す
と、同軸ケーブル端部Aには、中心導体13と第1の外
部導体10との間に第2の誘電体14よりも誘電率の高
い第3の誘電体16が設けられている。すなわち、図3
に示した同軸ケーブル端部Aにおいて、第1の外部導体
10と中心導体13との間には、第1の誘電体12及び
第2の誘電体14に代わり、第2の誘電体14よりも誘
電率の高い第3の誘電体16が設けられる。
【0019】なお、図4に示した構成において、たとえ
ば第2の誘電体14をテフロンとして誘電率ε2=2.
0、第1及び第2の外部導体が対向する部分の第1の誘
電体12の膜厚t=0.1mmとすると、第3の誘電体
の誘電率をε3=2.2となるように設定すれば、特性
インピーダンスZ0=50Ωが得られる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、外部導体の二重構造化
により、熱の伝達を遮断でき、しかも、第1及び第2の
外部導体がケーブルのほぼ全長にわたって対向するた
め、大きな静電容量を確保できる。したがって、低周波
数域の信号伝達特性を劣化することなく、充分な熱伝達
の抑制効果を得ることができる。
【0021】また、誘電体の複合構造化により、第2の
外部導体が第1の外部導体から露出していない同軸ケー
ブル端部に設ける第3の誘電体の誘電率を任意に設定す
ることができるため、容量結合部との特性インピーダン
スの整合を図ることができる。したがって、信号伝達特
性の劣化を抑制した良好な同軸ケーブルを提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の同軸ケーブルの外観図である。
【図2】一実施例の同軸ケーブルの断面図である。
【図3】一実施例の同軸ケーブルの要部詳細断面図であ
る。
【図4】他の実施例の同軸ケーブルの要部詳細断面図で
ある。
【図5】従来の同軸ケーブルとその使用例を示す図であ
る。
【図6】改善策を講じた従来の同軸ケーブルの外観図で
ある。
【符号の説明】
10:第1の外部導体(外部導体) 11:第2の外部導体(内側の外部導体) 12:第1の誘電体(誘電体) 13:中心導体 14:第2の誘電体(誘電体) 16:第3の誘電体(他の誘電体)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円筒状の外部導体と、該外部導体の軸心に
    位置する中心導体と、両導体間に介在する誘電体とを備
    えた同軸ケーブルにおいて、前記外部導体を二重構造に
    し、かつ、内側の外部導体の一端側だけを外部に露出さ
    せたことを特徴とする同軸ケーブル。
  2. 【請求項2】前記請求項1記載の同軸ケーブルにおい
    て、前記外側の外部導体の他端側と前記誘電体または前
    記中心導体との間に、前記誘電体とは異なる誘電率を有
    する他の誘電体を介在させたことを特徴とする同軸ケー
    ブル。
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