JPS58642B2 - ヒラガタケ−ブル ニ カンスル カイリヨウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は平形ケーブルに関するものであり、特に本出願
人の出願に係る昭和４６年特許願第１０２２５６（特公
昭５５−１５８１０）号明細書に記載された平形ケーブ
ルの改善に関するものである。

昭和４６年特許願第１０２２５６号の明細書には、同一
平面内に間隔をあけて配置された複数本の平行な信号導
体と、信号導体の平向から離隔してこの平面に平行な平
面内にある導電性材料から成る偏平な遮蔽部材と、信号
導線と遮蔽部材との間の空間内の誘電体さを具備し、前
記遮蔽部材に、前記各信号導体と対向して信号導体の長
さ方向に平行に延びている複数個の細長い切溝が設けら
れている平形ケーブルが記載されている。

遮蔽部材に細長い切溝を形成させる目的は、ケーブル・
インピーダンスを調整するためである。

切溝は、巾の狭い細溝で、実質的に信号導体の全長に亘
って延びている。

この切溝は、信号導体と遮蔽部材との間のキャパシタン
スを減少させ、従ってケーブルの特性インピーダンスを
変化させる。

切溝の幅に対する信号導体の幅の比を選択的に変化させ
ることによって、信号導体の全長に亘り所要のインピー
ダンスを得ることができる。

この種の平形ケーブルの製作に当っては、問題が存する
ことが知られている。

写真食刻処理を利用して所望形状の信号導体を製作する
期間中に信号導体と切溝との平行な整合を確保すること
は、写真的処理が含まれているので、困難である。

その結果、対応する切溝に対する信号導体の歪曲を生じ
る。

この歪曲の結果、信号導体に沿って信号の減衰を生じる
。

特定の信号導体がそれと関連する細長く延びた切溝に対
して蛇状またはＳ字状に曲っているときは、歪曲が周期
的となり、信号導体上のエネルギーは、歪曲の周期に対
応する波長において高い減衰を生じるように遮蔽部材に
結合される。

本発明は、遮蔽部材に設ける切溝を横列及び縦列に配列
し、各横列をそれぞれ各信号導体と対向させて信号導体
の全長に亘って平行に形成させ、互に隣接する縦列の間
の遮蔽部材の材料でそれぞれ分路導体を形成させたこと
を特徴とする。

各分路導体は、各信号導体と遮蔽部材との間の信号結合
を防止し、それによって各切溝に対する各信号導体の歪
曲によって起生する過度の減衰を補償する。

以下に、添付図面を参照して本発明の平形ケーブルの実
施例について説明する。

第１図乃至第３図に示されているように、可撓性平形ケ
ーブル１０は単一平面内に互に離隔させて配置されてい
てそれぞれ接触パッド１１で終端された複数本の平行な
リボン状信号導体１２を有する。

接地板、すなわち導電材料製遮蔽部材１６は、各信号導
体１２の平面から間隔を置いてこの平面に平行な平面内
に配置されている。

各信号導体１２はポリエチレンテレフタレートのような
絶縁材料から成る誘電体１３によって遮蔽部材１６から
隔離させられている。

誘電体１３は透明体で、あるから、第２図の断面図でだ
け見ることができる。

同様な絶縁材料から成る外装体１４．１５が、各信号導
体１２、遮蔽部材１６及び誘電体１３を包囲被覆してい
る。

遮蔽部材１６には、導電材料が欠除した多数の細長い短
形状切溝１８が形成されている。

、これらの切溝１８は、横列及び縦列を作るように配列
され、各横列はそれぞれ各信号導体１２の全長に亘って
平行に延びるように形成される。

各切溝１８の幅を選択的に変化させることによって、各
信号導体１２と遮蔽部材１６との間のキャパシタンスを
、誘電体１３の厚さを変えたり、その材料の誘電率を変
えたりすることを要せずして、変化させ得る。

更に、平形ケーブル１０の各端において、遮蔽部材１６
には、導電材料を欠除した横断開口部２４が形成されて
いる。

開口部２４は、接続子（図示なし）に対する平形ケーブ
ル１０の組立てを容易ならしめるため、各接触パットと
対向するように位置せしめられている。

切溝１８の各横列は、平形ケーブル１０の全長に亘って
互に平行であり、遮蔽部材１６の導電材料から成る平行
な多数の細長い条片によって互に区切られている。

これらの細長い導電材料条片を、以後接地導体２０と称
する。

各接地導体２０は、各信号導体１２と平行であるが、信
号導体１２に対してそれと対向する位置から片寄ってい
る。

各信号導体１２と各接地導体２０とは、平形ケーブル１
０の全長に亘って延びている。

切溝１８の各縦列は、平形ケーブル１０の全幅を横断し
て延び、遮蔽部材１６の導電材料から成る複数本の分路
導体２２によって互に区切られている。

各分路導体２２は、各接地導体２０に対して実質的に垂
直に延びている。

各分路導体２２の幅Ｗは、それ自体の抵抗が比較的低い
値、例えば０．０１オーム以下、に保たれて、各信号導
体のキャパシタンスに大きな影響を与えてケーブルイン
ピーダンスが低くなりすぎぬように、選定される。

例えば、もし平形ケーブル１０の長手方向に沿う各分路
導体２２の中心間の距離をＬとした場合、好ましいＷ／
Ｌ比は約０．１に等しいか、またはそれ以下であろう。

上限周波数も、各分路導体２２間の間隔りの関数として
決定し得る。

間隔りが半波長に等しいような距離である場合は、上限
周波数は次式によって決定される。

たゞし、υ＝ケーブル内の電磁波伝播速度。

例えばＷ＝０．５／ｍｍＬ＝６．３５ｍｍの場合、上限
周波数は約１４．８×１０９Ｈ２に等しい。

この周波数においては、各分路導体２２の存在に基く信
号導体１２上のすべての反射は、実質的に阻止（ストッ
プ）帯域を生じるような形で結合する。

実際の作動に当っては ケーブル１０によって伝送され
る周波数はこの上限周波数よりもはるかに低く選定され
るであらう。

上記とは逆に、信号が各分路導体によって減衰されるこ
とのない通過帯域周波数である。

一般に、各分路導体２２の間の間隔りは、ケーブル１０
によって伝送される最短波長信号の波長の小さい分数に
選ぶ要がある。

上式に基づいて、一実施例においては、各分路導体の中
心間の好ましい間隔は、実質的に下記のＬ′以下に選定
される。

ここで、υ＝ケーブル内における電磁波の伝播速度。

ｆ＝ケーブルで伝送されることが予期さ せる信号の最高周波数。

上記の説明においては、平形ケーブルによって実質的に
連続的な信号が伝送されるものとして述べられているが
、平形ケーブルは、パルス信号を伝送するにも適する。

その場合、上式に用いた上限周波数ｆＨ及び最高周波数
ｆにそれぞれ等価な周波数（ＧＨ７）は、因数０．３５
をパルスの立上り時間（ナノセカンド）で割ることによ
って得られる。

次に第４図を参照すると、この図面には本発明に従がっ
て製作された５０オ一ム平行ケーブルのＲ，Ｆ、信号減
衰曲線が示されている。

この平形ケーブルの各分路導体２２の間隔は６．３５ｍ
ｍ、ケーブルの長さｌは１．６８ｍである。

図によって明らかな通り、第６図に示した従来技術によ
る平形ケーブルのＲ，Ｆ、減衰曲線に見られるような共
振減衰「たるみ」は存在しない。

周波数のいかんに関らず各分路導体２２の影響を減少さ
せるために、用途によっては平形ケーブルの全長に沿う
て分路導体間の間隔を変化させることが望ましい。

本発明の平形ケーブルの利点は、従来技術による平形ケ
ーブルに関する第５図乃至第７図の曲線図を参照するこ
とにより明らかとなるであろう。

第５図には伝送される信号の周波数の関数として従来の
平形ケーブルの減衰を示しである。

ゼロ基準線は、平形ケーブルを介在させることなしに、
直接に信号発生器から得た出力電圧である。

それ故、ゼロ基準線に対する減衰がｄｂ単位をもって測
定される。

信号導体の歪曲の周期性と共振している周波数において
は、減衰は増加する。

すなわち図示の通りゼロ基準線と減衰曲線との距離が急
激に増加する。

この共振減衰の大きさは、ある程度ケーブルの長さｌに
よって変化する。

例えば第６図に見られる通り、長さｌが２．２０ｍの平
形ケーブルにおいては、約１０３．７ＭＨ１の周波数で
最大の減衰を生じる。

第７図は、横座標にケーブルに沿う距離に直接関係する
時間を示し、縦座標に反射係数を示した、時間領域反射
測定図である。

一般に時間領域反射測定法は線又は回路に早い立上り時
間を有するステップ電圧を送り、それが戻って来た時の
反射を調べるものである。

インピーダンスの測定に当っては、線の長さに沿うステ
ップの最高周波数で平均された線のインピーダンスを表
わす図又はグラフを作る。

グラフの横軸は線に沿う距離であるため、ケーブルの長
さ、コネクタ、その他の構成部品のような線の要素のイ
ンピーダンスを位置決めし、識別することが可能である
。

縦軸はインピーダンス又は図示したような反射係数（υ
）として読むことができる。

当業技術者には周知されているように、反射係数（υ）
は入射電圧に対する反射電圧の比である。

反射係数は、線上の任意の点における終端インピーダン
ス（ＺＬ）と下式で示される関係を有する。

ただし、Ｚｏはケーブルの特性インピーダンス。

従って線上の任意の点におけるインピーダンスは、読点
における反射係数の二次関数である。

第７図のグラフは、３種の条件下における従来技術によ
る可撓性平形ケーブルの信号導体のインピーダンスを表
わす。

曲線Ｒ３は、信号導体の歪曲のためにエネルギーが結合
される信号導体の両側の遮蔽部材導電材料間のインピー
ダンスを表わす。

曲線Ｒ１は、信号導体の片側にある遮蔽部材導電材料と
信号導体との間のインピーダンスを計ったものである。

曲線Ｒ２は曲線Ｒ１に関連する遮蔽部材導電材料がケー
ブル構体から除去されて信号導体の他側の遮蔽部材の導
電材料によって実効インピーダンスが与えられるときに
得られた時間領域反射測定曲線を示す。

従って、各曲線Ｒ１゜Ｒ２及びＲ３は同一の平形ケーブ
ルに対する長さの関数としてのインピーダンスを表わす
。

このように信号導体の歪曲は、信号導体の両側の遮蔽部
材導電材料によって与えられる実効ピーダンスに反対の
変化を発生させる。

曲線Ｒ１と曲線Ｒ２とを組合わせることにより、遮蔽部
材の異なる２部分に関してケーブル上のほとんど同位置
にインピーダンス不整合を生じ、それらのインピーダン
ス不整合はそれぞれ反対の大きさを有しているので、互
に相殺される傾向があることが明らかとなる。

この相殺現象は、従来信号導体の歪曲による信号の結合
の問題を陰蔽していた。

遮蔽部材の異なる２部分に対する信号導体の歪曲に起因
するインピーダンス不整合の現象は、従来容易に発見し
得なかった。

事実、本出願人が多数の平形ケーブル原型を作成し、試
験した結果は、一様に被検ケーブル全長に亘りインピー
ダンス整合を示しているように見えた。

不作為選定による種々の長さについて平形ケーブルの試
験を行なうことによっても、ケーブルに存在する信号導
体の歪曲の影響に容易に発見し得なかった。

歪曲の影響が発見できたのは、長さの異なる多数の平形
ケーブルについて継続的に行った多数の試験の結果によ
るものである。

本発明に従って、平形ケーブルに上述したように複数個
の分路導体を設けることにより、ケーブルの各信号導体
と遮蔽部材との間の不所望な信号結合を防止し得られ、
それにより遮蔽部材に設けた切溝に対する信号導体の歪
曲により生ずる過度の減衰を補償することができる。

隣接する分路導体間の間隔に対する各分路導体の幅の比
を特定値にすることにより、分路導体の抵抗を比較的低
値ならしめて、分路導体のキャパシタンスが美しい影響
を受けず、ケーブルのインピーダンスが低くなりすぎぬ
ようにすることができる。

いかなる周波数においても分路導体の影響を減少させる
ためには、ケーブル全長に沿って分路導体の相互間隔の
変化させることが望ましい。

本発明は、下記のような態様で実施することができる。

（１）各分路導体２２がそれぞれ各信号導体１２に対し
て実質的に垂直であり、各信号導体１２に対し平行な方
向の隣接発録導体２２間の間隔に対する各分路導体２２
の幅の比が１対１０に等しいか、またはそれ以下である
。

特許請求の範囲に記載の平形ケーブル。

（２）隣接分路導体２２間の間隔が、ケーブル１０全長
に沿って異なっている、特許請求の範囲または前掲（１
）項に記載の平形ケーブル。

追加の関係 本発明は、特許第１０２５３２８（特公昭５５−１５８
１０）に係る発明（以下原発明という）の改良に関する
もので、原発間の平形ケーブルに於ける遮蔽部材に設け
られる複数個の細長い切溝を、複数個の横列および複数
個の縦列をなすように配列させ、各横溝をそれぞれ各信
号導体と対向させて信号導体の長さ方向に平行に延長さ
せ、互に隣接する縦列間の遮蔽部材の導電材料によりそ
れぞれ分路導体を形成させることにより信号導体の歪曲
に基く過度の信号減衰を防止したものであって、原発間
の構成に欠くことのできない事項の全部をその構成に欠
くことのできない事項の主要部としている発明である。

【図面の簡単な説明】

添付図…ｊの第１図は、本発明を実施した可撓性平形ノ
１−プルの端部の平面図；第２図は、第１図に示す平形
ケーブルの拡大横断面図；第３図は、第１図に示す平形
ケーブルの端部の裏面図；第４図は、本発明の平形ケー
ブルのＲ，Ｆ、信号減衰曲線図；第５図は、従来技術に
よる平形ケーブルのＲ，Ｆ、信号減衰曲線図；第６図は
、従来技術による平形ケーブルの共振減衰に対するケー
ブル長さの影響を示す曲線図；第７図は、従来技術によ
る平形ケーブルのインピーダンス特性の時間領域反射測
定曲線図である。 図において、１０・・・・・−’＝＝Ｔ撓性平形ケーブ
ル、１１・・・・・・接触パッド、１２・・・・・・信
号導体、１３ ・・・・誘電体、１４・・・・・・外装
体、１５・・・・・・外装体、１６・・・・・・遮幣部
材、１８・・・・・細長い短形状切溝、２０・・・・・
・接地導体、２２・・・・・・分路導体、２４・・・・
・・横断開口部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 同一平面内に間隔をあけて配置された複数本の平行
   な信号導水と、信号導水の平面から離隔してこの平面に
   平行な平面内にある導電材料から成る偏平な遮蔽部材と
   、信号導体と遮蔽部材との間の空間内の誘電体と、を具
   備し、前記遮蔽部材には、互に離隔して各信号導体とそ
   れぞれ対向し、信号導体の長さ方向に平行に延びている
   複数個の細長い切溝が設けられている平形ケーブルであ
   って、複数個の切溝１８は、複数個の横列および複数個
   の縦列をなすように配列され、各横列がそれぞれ各信号
   導体１２と対向して信号導体の長さ方向に平行に延びて
   おり、互に隣接する縦列間の遮蔽部材１６の導電材料が
   それぞれ分路導体２２を形成している、ことを特徴とす
   る平形ケーブル。