JPS6167314A

JPS6167314A - 電磁遅延線

Info

Publication number: JPS6167314A
Application number: JP19036684A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kametani; 一雄亀谷
Original assignee: Elmec Corp
Current assignee: Elmec Corp
Priority date: 1984-09-11
Filing date: 1984-09-11
Publication date: 1986-04-07
Also published as: JPH0453124B2

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〕本発明はインダクタンス素子とコンデンサ素子からなる
電磁遅延線に係り、超高周波帯において良好な遅延特性
の得られる電磁遅延線に関する。

〔従来の技術〕

この種の電磁遅延線のうち集中定数型のものとしては１
本出願人が既に昭和５７年２月２２日に特願昭５７−２
７１３５号をもって新規な構成を開示した。

すなわら、非磁性体間の棒状ボビンに導線を単層ソレノ
イド状に複数回スペース巻きしてインダクタンス素子を
形成し、その導線の１ターン毎にアースとの間にコンデ
ンサ素子を接続して梯子状に構成したものであり、導線
の巻回されるピッチＰと短径方向の間隔Ｔを０．２＜Ｐ
／Ｔ＜１．９の範囲に選定することによって良好な結合
関係を形成し、超高周波帯での良好な高速遅延特性を得
られるようにしたものである。

一方２分布定数型電磁遅延線としては、昭和５８年１２
月２７日に特願昭５１−２４７５０６号をもって開示し
た。

すなわち、誘電体を介して折れ曲がり線路とアース電極
を対向させるとともに、前記折れ曲がり線路が、第１の
仮想面とこの第１の仮想面に間隔もで対向する第２の仮
想面とを相互にピッチｐで折り返して構成され、前記間
隔ｔおよびピッチｐをＱ　＜　ｔ　／　ｐ　＜　１の範
囲に選定することによってやはり良好な結合関係を形成
し、超高周波帯での良好な高速遅延特性を得られるよう
にしたものである。

本出願人は、これらの電磁遅延線にさらに改良を加え、
良好な遅延特性を確保しつつ、設計の自由度が高くより
小型化の容易な構成を工夫した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこのような状況の下になされたもので。

設計の自由度が高くより小型化が容易であるうえ。

超高周波帯における良好な遅延特性の得られる電磁遅延
線の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段］この目的を達成するために本発明は、ボビンに導体を所
定のピッチで単層ソレノイド状に形成したインダクタン
ス素子とコンデンサ素子からなり。

そのインダクタンス素子を形成する導体ｔ＝ｕ互間で生
じる正・負の結合のうちその負の結合をその正の結合に
影響させて所定の結合関係を形成させた電磁遅延線であ
って、その導体相互間に正および負の結合を生じさせた
まま少なくとも正もしくは負の結合を変化させるように
磁性体を上記インククタンス素子に沿って配置したもの
である。

〔作　用〕

このような本発明の構成によれば、インククタンス素子
に沿って配置された磁性体か、インダクタンス素子を形
成する導体の相互間で生しる正や負の結合関係を変化さ
せるから、良好な結合関係を得るための導体のピッチＰ
　（ｐ）と間隔Ｔ（ｔ）の選択範囲が実質的に拡大する
。さらに、磁性体が導体のインククタンスを増加させる
。

〔実　施　例〕

以下本発明の詳細な説明する。

まず、集中定数型の電磁遅延線について説明する。第１
図および第２図は本発明に係る集中定数型電磁遅延線の
一実施例を示す正面図および側面図である。

両図において、細長い磁性薄板１の外周には高周波損失
の少ない材料例えばふっ素樹脂層３か形成されて板状の
細長いボビン５が形成されている。

このホビン５は幅方向の寸法Ｗ（以下Ｗという）が厚み
方向の寸法Ｔ（以下Ｔという）に対して十分大きくなっ
ており、このボビン５の外周に導線７が複数ターン単層
ソレノイド状にピッチＰでスペース巻きされ、インダク
タンス素子９か形成されている。

なお、符何−ＷおよびＴは正確にはボビン５を挟んで対
向する導線７の中心間の距離である。

ボビン５の一方のＷ側（図中下面）中央部乙こおいて、
導線７と複合コンデンサ１１が接続されて′いる。すな
わち、複合コンデンサ１１は、一方の主面（図中下面）
に接地電極１３を形成した誘市体坂１５の他方の主面に
導線７と同ピツチの容量電極１７を形成してなり、その
容量電極１７と導線７を半田付けして導線７に接続され
ている。

そのため１導線７の１ターン当たり１個のコンデンサ素
子か接続されて梯子状に構成され、導線７の１ターン当
たり１区間を有する集中定数型電磁遅延線が構成されて
いる。

このように構成された電磁遅延線は、ＷがＴより十分大
きいボビン５を用−いるので、Ｗ側に位置する長さＷの
各導線７間の結合係数の関（系によって遅延特性が主に
決定されると考えることができる。

このようなボビン５に導線７を単層ソレノイト状にスペ
ース巻きした電磁遅延線は１例えは、一方のＷ側（図中
上面）に位置するある１本の導線に着目すると、これと
同一面上に位置する導線相互間では正の結合となり、対
向するＷ測（図中下面）に位置する導線との間では負の
結合となる。

そして、これら正の結合と負の結合の相殺関係を活用す
ると、単なる非磁性体製ボビンより薄いボビンを用いて
も、隣接区間インダクタンス間の結合係数を遅延特性が
最適となるような値に選ぶことが可能である。

すなわち、ボビン５の中央には軸方向に延びる磁性薄板
１が配置されているので、同一表面上の導線７間では磁
束が結合するように作用し、ボビン５が非磁性体のみか
らなる場合より磁気抵抗のやや低い磁気回路が形成され
て導線７間の結合が強まる。一方２対向面の導線７間で
は、磁束がやや遮蔽され、ボビン５が非磁性体のみから
なる場合より磁気抵抗のやや高い磁気回路が形成されて
導線７間の結合が弱くなる。つまり、正の結合が強くな
る反面、負の結合が弱くなる。

従って、最適な結合関係を得るためには５強くなった正
の結合を相殺できるように１′Ｌの結合を強くすればよ
く、具体的にはボビン５のＴを薄（すればよい。

逆に言えば、ボビン５０Ｔを薄くできるので。

薄いシート状のボビンの使用が可能となってインダクタ
ンス素子９を極めて薄くすることが可能である。そのた
め、ボビン５として単に非磁性体製ボビンを用いる構成
においてＰとＴを０．２＜Ｐ／Ｔ＜１．９の範囲に選定
して良好な結合関係を得ていたものに比べ、そのような
限定を越えてＰとＴを選択しても最適な結合関係を得る
ことが可能となり、設計の自由度が拡大し、より小型化
が容易である。もらろん、良好な遅延特性も確保できる
。

しかし、インダクタンス素子の単位長さ当たりのインダ
クタンスの増加も期待できるから２　この点からも電磁
遅延線の小型化および遅延特性の向上が可能である。

第３図は本発明の集中定数型電磁遅延線の他の実施例を
示す正面図である。なお、複合コンデンサ１１の図示は
省略した。

この８例では、ボビン１９として、ふっ素樹脂Ｇと磁性
粉末を混入するとともに第１図の導線７と同ピツチＰに
形成した波形の巻溝部２１を有するものを用い、このボ
ビン１９に導線７を巻いてインダクタンス素子２３を構
成したものである。

このように、波形のボビン１つを用いて磁性粉末の混入
量を適当に調整すると、導線７間のＴを略零にすること
が可能で、さらに小型化の電磁遅延線を得ることができ
る。

この波形のボビン１９は、第１図と同様に磁性薄板の外
周にふっ素樹脂層を形成した構成にしてもよい。ホビン
１９の波形形状も曲線状のものに限らず矩形状等であっ
てもよく、導線７と同ピ・ノチで形成された巻溝部であ
ればよい。

もっとも、第３図に示す構成において、フェライト等の
磁性体からなるボビンを用いて通常のインダクタンスの
ような磁気回路を形成すると、正の結合が著しく強（な
る反面、負の結合が著しく弱くなるので、上述した正と
負の結合の相殺関係が殆ど期待できなくなる。従って、
ボビン１９としては、正と負それぞれの結合を生しさせ
かつ各結合に関する６ケ気抵抗に適度の差を生ずるよう
な構成としなければならない。

第４図および第５図は本発明に係る集中定数型電磁遅延
線のさらに他の例を示す正面図および則面図である。

両図において１幅方向のＷが厚み方向のＴに対して十分
大きな棒状の非磁性体製ボビン２５に１導線７が複数タ
ーン単層ソレノイド状にピッチＰでスペース巻きされ、
インダクタンス素子２７か形成されている。

ボビン２５のＷ側両面上において２例えばパーマロイ等
の磁性薄膜２９が導線７の巻回ピッチＰと同ピツチＰで
しかも導線７とボビン２５の間に位置するように導線７
に沿って形成されている。

ホビン２５の一方のＷ例（図中下面）中央ｆ（１（にお
いて、第１図に示すような複合コンテンサＩＬがその容
量電極１７と導線７を半田付けして導腺７に接続されて
いる。そのため、導体２の１ターン当たり１区間を有す
る電磁遅延線が構成されている。

このように構成された電磁遅延線も、ＷがＴより十分大
きいので、主にボビン１のＷ　［１，１１に位置する長
さＷの各導体２間の結合係数の関係によって遅延特性が
決定され、インダクタンス素子３のインクリタンスの値
も同様に主に長さＷの導体２のインダクタンスによって
決定される。

そして、ＶＡ性薄膜２９か長さＷの導線７に沿って各導
線７とボビン２５間に形成されているので。

長さＷの導線７を流れる電流によって発生する長さＷの
導線７周囲の磁束が磁束し、同一面上の長さＷの導体２
間の結合係数が減少するとともに長さＷの導線７が持つ
インダクタンスも増加する。

従って、このような電磁遅延線におけるインダクタンス
素子２７によっていままでの電磁遅延線のインダクタン
ス素子と同じ結合係数をＩＭようとすれば、導線７の巻
回ピッチＰを小さくして正の結合を太き（しなければな
らない。

喚看すれば、いままでよりも導線７のを回ピッチを小さ
くできることとなり、ピッチＰとを経Ｔとの上述した関
係０．２を越える選定が可能である。

一方、ホビン２５の同一面上で各磁性薄膜２９の幅を広
げて隣合うターンの磁性薄膜２９Ｇこ接近させると、正
の結合が強くなるので、この正の結合を相殺して良好な
結合関係を得るために」；ヒン２７のＴを小さくすれば
よい訳である。つまり。

ＰとＴとの上述した関係１．９を越える選定力・可能で
あり、設計の自由度が高くなり、小型化を達成できる。

第６図および第７図は本発明に係る集中定数型の電磁遅
延線の別の実施例を示す正面図および側面図である。

この電磁遅延線は、外周にメ・ツキ等で磁性薄膜３１の
形成された導線７を第４図に示すようなホビン２５に同
様なピッチＰＴ：巻回してインダクタンス素子３３を形
成し、そのボビン２５の両Ｗ側における互いに反対方向
の各端部にて第１図と同様な２個の複合コンデンサ１１
を磁性薄膜３１に接続し、１ターンで２区間を有する構
成としたものである。

このような構成の電磁遅延線は、上述した第４図のイン
ダクタンス素子２７と同様に、同一面上の導線７間の結
合が減少するので、設計の自由度が高くなるうえ、イン
ダクタンスの増加も加わって良好な遅延特性が得られる
。

また、この実施例に示す電磁遅延線にあっては。

各区間相互の結合係数を見る限り、一般に好ましいとさ
れている奇数番目が正で偶数番目が負とし）う関係とは
逆の結合関係となるが、１ターンで２区間を構成すれば
、同しターン数のインダクタンス素子を用いて１タ一ン
１区間を構成した電磁遅延線に比べ、遅延特性特に立上
がり時間ｔｒが良好となる。

このように速い立上がり時間の得られる理由としては、
１ターンで２区間を形成すると、１クーンを１区間とし
て構成した場合に比べて遅延特性の平坦度が劣り１通過
帯域内では低周波域に対して中間の周波数域から高周波
域に向かって遅延時間が減少する傾向が見られる反面、
遮断周波数が大幅に増加し、この遮断周波数の延びが超
高速のパルス応答出力をもたらすことがあげられる。そ
して、このような超高速のパルス応答出力は、高速のパ
ルス回路に使用する場合に非常に有効である。

なお、このような実施例においては１例えばホビン２５
のＷ側およびＴ側番々にコンデンサ素子を４（１Ｍ導線
７に接続し、ｌターン当たり・１区間を形成することが
可能であり、■ターン当たりの区間の数が２区間以上あ
れば上述したように超高速のパルス応答出力が得られる
ので、コ〉′テンサ素子の接続を変更して用途に応して
任息に選定すればよい。

第４図〜第６図の各実施例では、４線７と磁性薄膜２９
．３１が電気的に接している構成を示したが１例えば第
８図に示すように、ボビン２５に形成された磁性筒１１
Ｑ２９の上に！ｉ！Ｉｔ膜３０を形成し１巻回された導
線７とその磁性薄膜２９の間に絶縁膜３０を介在させて
もよい。このように絶縁膜３０を介在させると、磁性薄
膜２９に電流か流れなくなって本発明の効果をより確実
なものとすることができる。

そして、ＶＡ性薄膜２９は、目的とする使用周波数範囲
またはパルス立上がり時間等によってその厚みを適当に
選べばよい。

しかも、磁性薄膜は、上述したように導線７の複数ター
ンにわたって連続して成形してもよいし。

各ターンにおいて所定め長さ例えばボビン２５のＷの長
さで部分的に形成してもよいばかりか、第９図に示すよ
うに、インダクタンス素子を形成する導線７ａを磁性薄
１１ｆｆ２９ａ、２９ｂで挟むように部分的に形成して
も本発明の目的達成が可能である。

次に９本発明に係る分布定数型の電磁遅延線を説明する
。

第１０図および第１１図は本発明の分布定数型電磁遅延
線の一実施例を示す正面図および側面図である。

ごの′１ｂ俳遅延線は２細長い１反状の接地電１％３５
の夕十周を磁性体粉末を混入した例えばふっ素樹脂等の
誘電体３７で覆って偏平なｒｌｌｌ長いボビン３９を形
成し、このボビン３９の外周に導体条４１をピッチｐで
車ＩＨソレノイド条にスペース巻きしてインダクタンス
素子４３を形成して構成されている。

なお、第９図中符号ｗ、ｔは、第２図と同様にボビン３
９を挾んで対向する導体条４１の中心間の距呂１１を示
しており、ＷがＬより十分大きくなっている。

この構成の分布定数型電磁遅延線にあっても。

巻かれた導体条４１相互間で結合が生しるが、ホビン３
９か弱い磁性体となっているので、同一表面上の導体条
４１間では磁束が結合するように作用して結合が弛まる
一方、対向面上の導体条４１間では磁束がやや遮蔽され
、結合が弱くなる。つまり、正の結合が強くなる反面、
負の結合か弱くなる。

従って、最適な結合関係を得るためには１強くなった正
の結合を相殺できるように負の結合を強くすればよく、
具体的にはボビン３９のＴを小さくして薄くすればよい
。そのため、ボビン３９とし゛て接地電極３５を有する
非磁性体製ボビンを用いる構成においてｐとｔを０　＜
　ｔ　／　ｐ　＜　１の範囲に選定して良好な結合関係
を得ていたものに比べ。

より設計の自由度が拡大し、やはり小型化が容易である
。

このような分布定数型の電磁遅延線では、導体条４１と
接地電極３５０間で形成される静電容量を調整して、目
的の特性インピーダンスにすることが必要である一方、
良好な遅延特性を得るためにｐとＬの比を調整する必要
もある。この場合２実際の設計では特性インピーダンス
と遅延特性の双方を同時に満たすようなｐとｔの比の選
択範囲は狭く、設計の自由度が低い。この点１本発明に
よればｐおよびｔの選択範囲が広がり、設計の自由度が
高（なり、小型化が容易である。

なお１本発明の分布定数型の電磁遅延線にあっても、上
述した集中定数型の各構成、すなわちボビン中やボビン
外周に磁性薄膜を配置したり導線の外周に磁性薄膜を形
成する構成を用いることか可能である。

また、上述した各実施例におけるホビン５．　１９．２
５．３９の形状にあっても、上述した偏平なものの外、
偏平なボビンを折り曲げて横断面Ｖ字型、コ字型もしく
はコ字状を連続的に折り返した形状等にして小型化を図
ることが可能である。

もっとも、第６図に示す実施例にあって、は必ずしも固
体ボビンを必要としない。

さらに、ボビンは上述したようなＷ＞Ｔの関係を有する
ものに限定されず、偏平な断面楕円形のボビンを用いる
ことも可能である。導線７や導体条４１の断面形状も任
意であるし、ボビン外周に形成した導体層からエツチン
グ等して形成したものであってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、インダクタンス素子の導
体相互間に生じる正・負の結合に関し。

その負の結合によってその正の結合に影響させて所定の
結合関係を（ｑるようにした電磁遅延線であって、イン
ダクタンス素子に沿って配置された磁性体により、導体
間で生じる正や負の結合関係を変化させたから、上述し
た集中定数型もしくは分布定数型電磁遅延線における導
体のＰ　（ｐ）とＴ＜１＞の選択範囲が実質的に拡大す
る。

なる。

しかも、電磁遅延線のインダクタンス素子のインダクタ
ンスが増加する相乗的な効果も得られるので、この点か
らも電磁遅延線の形状を大幅に小型化できるし遅延特性
も向上可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る集中定数型電磁遅延
線の一実施例を示す正面図（一部断面で示す）および側
面図、第３図は本発明の集中定数型電磁遅延線の他の実
施例の要部を示す要部正面図、第４図および第５図並び
に第６図および第７図は各々本発明に係る集中定数型電
磁遅延線のさらに他の実施例を示す正面図（一部断面で
示す）および側面図、第８図および第９図は本発明の電
磁遅延線における変形例を示す要部断面図、第１０図お
よび第１１図は本発明に係る分布定数型電磁遅延線一実
施例を示す正面図（一部断面で示す）および側面図であ
る。ｌ・・・・・・・・・・・磁性体（Ｆｅｔ性薄板）５．
１９，２５．３９・・ボビン７．７ａ・・　・・・・・導体（導線）９．２３．２７
．３３．４３・・・・インダクタンス素子１１・・・・・・・・・・・コンデンサ素子（複合コン
デンサ）２１・・・・・・・・・・・巻溝部２９．２９ａ、２９ｂ、３１・−−・・磁性体（磁性′
ａ膜）４１・・・・・・・・・・・導体（導体条）第　１［］
　　　　　　　　　　　　　第　２　図１磁框体媚性薄
板ン５、πごン７；褥（ＸｔＪＬ携）９：インダクタンス最≦ト第３図１９だビン２１・悪慎部第４図２５ボビン＠６図３３；　（＞ｒ’７Ｖ：、ＸＡ　＋第　　８　　図　　　　　　　　　　第　　９　　図第
１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ボビンに導体を所定のピッチで単層ソレノイド状
に形成したインダクタンス素子とコンデンサ素子とから
なる電磁遅延線において、前記導体相互間に正および負の結合を生じさせたまま少
なくとも正もしくは負の結合を変化させるように磁性体
が前記インダクタンス素子に沿って配置されてなること
を特徴とする電磁遅延線。
（２）磁性体が導体の外周に形成された磁性薄膜からな
り、この磁性薄膜が前記導体の複数ターンにわたって連
続形成された特許請求の範囲第１項記載の電磁遅延線。
（３）磁性体が導体の外周に形成された磁性薄膜からな
り、この磁性薄膜が前記導体の１ターン毎に部分的に形
成された特許請求の範囲第１項記載の電磁遅延線。
（４）ボビンが固体ボビンであって、磁性体が前記ボビ
ンの周りに導体に沿って形成された磁性薄膜である特許
請求の範囲第１項記載の電磁遅延線。
（５）ボビンが固体ボビンからなり、磁性体がインダク
タンス素子に沿って前記ボビン中に形成された磁性薄板
である特許請求の範囲第１項記載の電磁遅延線。
（６）ボビンが固体ボビンからなり、磁性体が前記ボビ
ン中に混入された磁性体粉末である特許請求の範囲第１
項記載の電磁遅延線。