JPS6125313A - ステツプ可変減衰器 - 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】 （産業上の利用分野〕 本発明は主にＩ　ＧＨｚ以上の高周波領域の信号に適す
るステップ可変減衰器に関する。特に、機械的な接点を
有しかつ減衰ユニットを直列に接続したステップ可変減
衰器に関する。

〔従来の技術〕

機械的接点を用いた直列接続形ステップ可変減衰器は、
少数の減衰素子を用いて多段階の減衰量変更が可能であ
るので、マイクロ波を含む高周波回路に用いられ、これ
らの発明は同一出願人による特許出願特願昭５８−９０
９３８　、および特願昭５８−２０１２０９（いずれも
本願出願時において未公開）などで出願された。

これらの先願の減衰量可変機構を第１１図に示す横断面
によって説明すると、３個の減衰器ユニット５．６およ
び７は接続線路８．９を介して信号路上に縦続接続され
ている。減衰素子５７．６７および７７はそれぞれの減
衰量が異なる以外は基本的には同一である。たとえば減
衰ユニット５においては固定接点５１ａ　、　５１ｂは
可動中心導体５２によってバイパスされている。また可
動中心導体５３ａ　、５３ｂは減衰素子５７と接続され
ている。

この減衰ユニットにおいて、バイパス用の可動中心導体
５２が駆動棒５４ｂによって選択されているときは無減
衰であり、減衰素子選択用の可動中心導体５３ａ　、５
３ｂが選択されているときは減衰素子５７の減衰量が生
ずる。

このような構成の減衰器ユニットでは、第１１図でも明
らかなように、可動中心導体５２．５３ａ　、　５３ｂ
と減衰素子５７とはほぼ長方形に構成されているので、
固定接点５１ａと５１ｂの間の線路長はバイパス用の通
路（すなわち可動中心導体５２）は、減衰素子を経由す
る通路（すなわち可動中心導体５３ａ。

５３ｂと減衰素子５７）より著しく短かかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この回路を通過する信号周波数をｆとするとき、その線
路損失は、ＩＴに比例する。ステップ可変減衰器のその
減衰器ユニット内におけるバイパス用の通路と減衰素子
を経由する通路のそれぞれの線路長に上述のような差が
あると高い周波数の場合には減衰量が変ってくる。

たとえば第１１図の実施例においては減衰素子を通過す
る場合とバイパスする場合とでは実効電気長には２５ｍ
ｍ程度の差が生ずるので、−減衰ユニットあたり約０．
０５ｄＢ／ＧＨｚの周波数に依存する減衰量偏差を生ず
る。ステップ可変減衰器では多数の減衰器ユニットを縦
続接続しているので、このような減衰量偏差を有するス
テップ可変減衰器は精密な減衰量を必要とする回路には
用いられない。

本発明はこの欠点を除去した小形で低損失でありかつ電
圧定在波比の少ないステップ可変減衰器を提供すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、減衰素子と、２個の固定接点と、上記減衰素
子をこの２個の固定接点の間に接続する減衰素子選択用
の第一の可動中心導体と、上記２個の固定接点の間を短
絡接続できるように構成されたバイパス線路選択用の第
二の可動中心導体と、上記第一の可動中心導体および上
記第二可動中心導体を連動しその移動方向が互いに逆方
向になるように駆動する手段とを備えた減衰器ユニット
が、信号通路に１個または複数個縦続に接続されたステ
ップ可変減衰器において、上記減衰器ユニットは、上記
第一および第二の可動中心導体が、第二の可動中心導体
を底辺とし第一の可動中心導体をそれぞれ等脚辺とする
ほぼ二等辺三角形状となるように配置され、その頂点近
傍に上記減衰素子が配置された構造であることを特徴と
する。

固定接点のうち、隣接する減衰ユニットを有する減衰ユ
ニットの固定接点については、隣接する減衰ユニットと
共通に１個が設けられた構造であることが好ましい。

また駆動する手段は、それぞれの可動中心導体に取付け
られた駆動棒と、この駆動棒を所定量だけ移動させるカ
ムとを含み、このカムは縦続に接続された減衰ユニット
について共通の軸に固着された構造であるか、もしくは
減衰器ユニットごとに、それぞれの第一および第二の可
動中心導体に取付けられた駆動棒と、この駆動棒を所定
量だけ移動させるアクチュエータとを含むものであるこ
とが好ましい。

〔作用〕

バイパス線路選択用の可動中心導体を底辺とし２個の減
衰素子選択用の可動中心導体を等辺三角形の二つの等辺
とした二等辺三角形の頂点近傍に減衰素子を配置するこ
とにより、減衰素子を通過する場合とバイパスする場合
との線路長の差は最小限になり、これにより生ずる周波
数に依存する減衰量偏差を極力小さくすることができる
。

〔実施例〕

本発明の実施例を図によって説明する。

第１図は本実施例によるステップ可変減衰器の切替部の
断面を示す。

この実施例では３個の減衰器ユニット５．６および７が
直列に接続されている３段式の場合であ減衰ユニット５
についてみると、減衰素子５６と固定接点５１と中継固
定接点８１との間に、第一の可動中心導体である減衰素
子選択用の可動中心導体５３ａ　、５３ｂの２個と、第
二の可動中心導体であるバイパス線路選択用の可動中心
導体５２の１個とがある。このそれぞれの可動中心導体
には駆動棒５４ａ　、５４ｃおよび５４ｂが固着されて
おり、この駆動棒を外部のステップ切替手段によりそれ
ぞれ所定量だけ駆動することにより、それぞれの可動中
心導体は電気回路的に接続または非接続の位置をとる。

ただし可動中心導体５３ａ　、　５３ｂは可動中心導体
５２とたがいに反対の位置となるようになっている。

減衰素子５６は一般には抵抗膜を被覆することにより形
成された減衰体５７と接点端子５８ａ　、５８ｂから成
るものである。

上記３個の可動中心導体は４個の振れ止め５５によって
固定接点５１または中継固定接点８１に正確に接触され
る。隔壁５９はバイパス線路と減衰素子側線路とを分離
させているもので、もしこれがないと伝送線路のカット
オフ周波数が低下して必要な減衰量が得ることができな
くなる。

減衰器ユニットを無減衰状態にするには駆動棒５４ｂを
外部より押すと、これに固着されているバイパス用可動
中心導体５２は、入出力コネクタが接続されている固定
接点５１と、中継固定接点８１に接触するので、減衰素
子５６はバイパスされる。このとき減衰素子を選択する
可動中心導体５３ａ　、５３ｂはいずれもそれぞれの駆
動棒５４ａ　、５４ｃが図外の接地手段により接地され
ているので、不測の電気的結合により共振することを防
止している。

減衰量を得るため、すなわち減衰素子５６を選択するた
めには、可動中心導体５３ａ　、５３ｂに固着している
駆動棒５４ａ　、５４ｃを外部より押すと、可動中心導
体５３ａは固定接点５１と減衰素子の接点端子５８ａと
、また可動中心導体５３ｂは中継固定接点８１と減衰素
子の接点端子５８ｂと接触するとともに、上記の可動中
心導体５２の駆動棒５４ｂは外部から押されなくなって
図外のバネ手段で復帰するのでバイパスしていた可動中
心導体５２は固定接点５１および中継固定接点８１より
離れて、このバイパス回路を解放するとともに伝送線路
に接地される。このようにして減衰量が選択される。

第１図に示す実施例のように３個の減衰器ユニットから
成るステップ可変減衰器の場合には、たとえばそれぞれ
の減衰ユニットの減衰量を１０ｄＢ、２０ｄＢおよび４
０ｄＢとすれば、ＯｄＢから７０ｄＢまでの１０ｄＢご
との間隔の減衰量を任意に選択できる。

このように最大４０ｄＢ程度の減衰量を有する減衰素子
を選択したとき、バイパス線路側に信号が漏出して伝播
されるのを防がなくてはならぬ。

本実施例ではバイパス線路としては隔壁５９で区切られ
た幅が狭くかつできるだけ長さの長いストリップ線路を
用いている。

またすでに説明したように、バイパス回路が開かれてい
るときは、可動中心導体５２はこのストリップ線路の外
導体に接地されている。

このような線路構造は使用周波数に対して充分高い遮断
周波数を有するリッジ導波管型断面と等価な遮断域導波
管となる。遮断域導波管は電磁エネルギをイバーネセン
ト（消散的）な形式でしか伝えないので、上記の線路構
造は大きな減衰量をそのまま通すので、固定接点５１と
中継接点８１の間の減衰量は減衰素子５６の減衰量によ
って一意的に決定される。すなわち減衰素子５６がたと
え４０ｄＢ程度の減衰量を有していても、この値は高い
周波数領域においても安定されたものとなる。

以上のような構成から成るステップ可変減衰器において
、本発明の特徴とするところは減衰体５７と接点端子５
３ａ　、５８ｂから成る減衰素子５６の長さを必要最小
限の長さにし、バイパス線路選択用の可動中心導体５２
を底辺とし、減衰素子選択用の可動中心導体５３ａおよ
び５３ｂの２個を等辺とする逆等辺三角形を構成し、そ
の頂点近傍に上記の減衰素子５６を接続させた減衰器ユ
ニットを実施することにある。

この構成では、従来の技術では２５鶴であった線路長の
差は６ｎに短縮されて、これにより周波数に依存する減
衰量偏差が０．０１２ｄＢ　／ＧＨｚに低減された。

本実施例の副次的効果として、従来は接続線路で連接し
てした減衰器ユニット間を中継固定接点８１および９１
を用いて接続したことで、これによってステップ可変減
衰器の構造が簡素化されるとともに、従来の装置構成に
比較して線路の不連続発生箇所を減少したことがある。

ステップ可変減衰器は多数の減衰器ユニー／　トが直列
に連接しているが、減衰器全体の電圧定在波比はこれら
多数の不連続点において生ずる反射波のベクトル合成で
あるので、このように不連続箇所が減少することは電圧
定在波比を悪化させないことになる。

本実施例の切替部の構造を、第２図および第３図で示す
。第２図は第１図のＡ−Ａ断面を示し、第３図は同じく
第１図のＢ−Ｂ断面を示す。

第２図で、入出力コネクタ１ａは、ケース２ａに装着さ
れており固定接点５１と電気的に接続されている。第２
図では駆動棒５４ａは外部からの加圧手段であるカムフ
ォロア２１ａ５レバー１５ａ、レバー軸１８ａ、板バネ
１９および２０によって押し上げられていないのでコイ
ルバネ１４によって下方に押し下げられて、駆動棒５４
ａに固着している可動中心導体５３ａは、固定接点５１
および減衰素子５６から離されて、カバー１３の上面に
接触している。この部分には図示していないが、ストリ
ップ線路の外導体が設けられているので、可動中心導体
５３ａは接地されたことになる。

第３図は３個のバイパス線路選択用の可動中心導体５２
．６２および７２と、固定接点５１．７１、中継固定接
点８１．９１との関係を示したもので、不連続箇所をで
きるだけ少なくする構造となっている。中継固定接点８
１．９１はそれぞれ絶縁体のポスト８２．９２によって
ケース２ａに支持されている。実際には中継固定接点を
金属導体としポストをプラスチック材とする構造、また
はセラミックやプラスチックのような絶縁体のポストの
端面をメタライズして導体化する構造とされる。

本実施例を実際のステップ可変減衰器として構成する′
場合、ステップの進段の駆動方法に手動的なものと、電
気信号による遠隔操作的なものがある。手動的な切替形
式としては同一出願人による特願昭５８−９０９３８明
細書および図面に開示のもの、および遠隔操作切替形式
のものとしては、同しく特願昭５８−２０１２０９明細
書および図面に開示のものがある。

本発明の上記実施例を実現するには、それぞれ上記二件
−の先願の機構を用いることにより最適の結果が得られ
ることが判っている。

第４図（ａ）は手動切替形式のステップ可変減衰器の実
施例の側面図で、手動切替つまみ３はシャフト２８に固
定されており、これを操作することによりカム２４．２
５．２６が回転し、カムフォロア２１．２２．２３を選
択的に押し上げることによって、減衰量を選択する。

第４図（ｂｌは上記実施例のカムを除いたレバーの配列
を示す平面図である。

第５図は上記実施例の横断面図でシャフト２８の回転角
度を正確に割り出すためにボール３０、コイルバネ３１
および割り出し円板２７を設けである。２９は原点マー
クである。

第６図は上記実施例のレバーとカムの位置関係を示す。

第７図は遠隔操作切替形式のステップ可変減衰器の実施
例の断面図である。

第８図は上記実施例の側面図で、アクチュエータ１００
ａのマグネット１０９が発生する磁束によりアーマチュ
ア１０３ａは本図の右側の磁極１０１に吸着されている
。コイル１０４を励磁して磁気回路のバランスを崩すと
アーマチュア１０３ａは反転動作して左側の磁極１０１
に吸着される。

第９図は上記実施例のアーマチュア接触部の平面図であ
って、アーマチュア突出部１０５〜１０７を有するアー
マチュア部材１０２は、アーマチュア軸１０８で遊嵌的
に結合されている。

第１０図は上記実施例の横断面図である。

〔発明の効果〕

本発明を実施することによって、ＩＧＨ２以上の周波数
の信号に用いられるステップ可変減衰器で、切り換えに
応じて信号通路の長さに差がなくなるので、その減衰量
が周波数に依存しなくなる。

また、構造は小型にできる。したがって利用できる減衰
量の大きさの範囲（ダイナミックレンジ）も広（なり、
操作も手動形式あるいは遠隔操作形式のいずれのものに
も適用される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のステップ可変減衰器の切替部
の断面図。 第２図は第１図のＡ−Ａ断面図。 第３図は第１図のＢ−Ｂ断面図。 第４図ｉａ）は手動切替形式のものの側面図。 第４図（ｂｌは第４図（ａ）のもののカムを除いたレバ
ーの配列を示す平面図。 第５図は第４図（ａｌの横断面図。 第６図は第５図のもののレバーとカムの位置関係図。 第７図は遠隔操作切替形式のものの断面図。 第８図は第７図のものの側面図。 第９図は第７図のもののアーマチュア接触部の平面図。 第１０図は第７図のものの横断面図。 第１１図は従来例構造要図。 １・・・入出力コネクタ、２・・・ケース、３・・・手
動切替つまみ、４・・・溝部、５．６．７・・・減衰器
ユニット、８．９．８１．９１・・・中継固定接点、１
０・・・誘電体１３・・・カバー、１４．３１・・・コ
イルバネ、１５．１６．１７・・・レバー、１８・・・
レバー軸、１９．２０・・・板バネ、２１．２２２３・
・・カムフォロア、２４．２５．２６・・・カム、２７
・・・割り出し円板、２８・・・シャフト、２９・・・
原点マーク、３０・・・ボール、５１．７１・・・固定
接点、５２．５３．６２．６３．７ｚ７３・・・可動中
心導体、５４．６４．７４・・・駆動棒、５５．６：７
５・・・振止め、５６．６６．７６・・・減衰素子、５
７．６７．７′・・・減衰体、５８．６Ｂ、７８・・・
接点端子、５９．６９．７９・・隔壁、８２．９２・・
・ポスト、１００・・・アクチュエータ、１０１・・・
磁極、１０２・・・アーマチュア部材、１０３・・・ア
ーマチュア、１０５．１０６．１０７・・・アーマチュ
アタ出部、１０８・・・アーマチュア軸。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）減衰素子と、 ２個の固定接点と、 上記減衰素子をこの２個の固定接点の間に接続する減衰
   素子選択用の第一の可動中心導体と、上記２個の固定接
   点の間を短絡接続できるように構成されたバイパス線路
   選択用の第二の可動中心導体と、 上記第一の可動中心導体および上記第二の可動中心導体
   を連動しその移動方向が互いに逆方向になるように駆動
   する手段と を備えた減衰器ユニットが、 信号通路に１個または複数個縦続に接続されたステップ
   可変減衰器において、 上記減衰器ユニットは、 上記第一および第二の可動中心導体が、第二の可動中心
   導体を底辺とし第一の可動中心導体をそれぞれ等脚辺と
   するほぼ二等辺三角形状となるように配置され、その頂
   点近傍に上記減衰素子が配置された構造であることを特
   徴とするステップ可変減衰器。
2. （２）固定接点のうち、隣接する減衰ユニットを有する
   減衰ユニットの固定接点については、隣接する減衰ユニ
   ットと共通に１個が設けられた構造である特許請求の範
   囲第（１）項に記載のステップ可変減衰器。
3. （３）駆動する手段は、それぞれの可動中心導体に取付
   けられた駆動棒と、この駆動棒を所定量だけ移動させる
   カムとを含み、このカムは縦続に接続された減衰ユニッ
   トについて共通の軸に固着された構造である特許請求の
   範囲第（１）項および第（２）項に記載のステップ可変
   減衰器。
4. （４）駆動する手段は、減衰ユニットごとに、それぞれ
   の第一および第二の可動中心導体に取付けられた駆動棒
   と、この駆動棒を所定量だけ移動させるアクチュエータ
   とを含む特許請求の範囲第（１）頂に記載のステップ可
   変減衰器。