JPS6356801A - 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】 ［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する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。

（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する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１猜周波信号の授受を行うようにした回転
結合器において、上記回転部および固定部のマイクロス
トリップラインを形成する各誘電体基板の接地導体間に
に発生する平行平板モードによる不要な電磁エネルギー
を電磁波吸収部材にて吸収することによって、広い周波
数帯域の亘って平坦な周波数特性を得ることができるよ
うにしたものである。

〔従来の技術〕

−ｍ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、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
スが広く用いられている。なお、この種のロータリート
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。

本件出願人は、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
に鑑み、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する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
器を先に提案している（特願昭５９−２２８２５９号等
参ｆｔ＜０．上記マイクロストリップラインを利用した
回転結合器は、第７図に基本的な構成を示すように、そ
れぞれ誘電体材料にて円筒形状に形成された回転部５１
および同定部５２を備え、上記回転部５１の内周面が全
面に亘って接地導体５３で覆れており、また上記固定部
５２の外周面が全面に亘って接地導体５４でＩＷれてお
り、上記回転部５１および固定部５２の互いに対向する
各周面にトリップ導体５５．５６が互いに対向するよう
に配置して設けられており、上記各ストリップ導体５５
．５６と上記各接地導体５３．５４によって形成される
マイクロストリップライン間が方向性結合器として働い
て高周波信号の授受を行い、極めて広帯域の信号伝送特
性を実現ずろことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、マイクロストリップラインを利用した回転結
合器では、回転部５１例のマイクロストリップラインを
形成するストリップ導体５５と対向する内周側接地導体
５３と、固定部５２側のマイクロストリップラインを形
成するストリップ導体５６と対向する外周側接地導体５
４とが第８図に示すように互いに平行に配置されるため
に、上記マイクロストリップラインを通ってエネルギー
が伝播するマイクロストリップラインモードの他に上記
各接地導体５３．５４の間をエネルギーが伝播する平行
平板モードが存在する。この平行下１反モードは、上３
己マイクロストリフブラインモードと伝旙定敗が異なる
ために、伝送の周波数特性上にリップルを生じる原因と
なる。また、回転結合器における平行平板すなわち上記
各接地導体５３．５４は、１周全面に亘って連続して形
成されおり、共振器を構成しているので、マイクロスト
リップを分散して設けるような場合に不要な結合の原因
となり伝送特性を著しく劣化させる原因となっている。

そこで、本発明は、上述の如きマイクロストリップライ
ンを利用した回転結合器における問題点に鑑み、平行平
板モードによる悪影響を防市して、広い周波数帯域の亘
って平坦な周波数特性を得ることができるようにするこ
とを目的とするものである。

〔問題点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間−トに配置形成され互いに
対向する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、上記
マイクロストリップラインを形成するＢＭＮ体基板のマ
イクロストリップラインモードの電（ｎエネルギーが集
中する領域以外の部分にストリップ導体に沿って電磁波
吸収部材を配設したことを特徴としている。

〔作用〕

本発明に係る回転結合器では、電磁的に結合して方向性
結合器として働き高周波信号の授受を行うことができる
。また、上記マイクロストリップラインモードによるエ
ネルギー伝播はＷ　Ｇｉｌエネルギーが各ストリップ導
体近傍に集中し、接地導体間の平行平面モードでは電磁
エネルギーが全領域に亘り略均−に伝播されるので、上
記マイクロストリップラインモードの電磁エネルギーが
集中する領域以外の部分に配設した電磁波吸収部材によ
り、上記マイクロストリップラインモードのエネルギー
伝播に影響を与えることなく、上記平行平面モードの電
磁エネルギーを吸収して不要な結合を抑制することがで
きる。

〔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図に示す実施例の回転結合器は、それぞれ誘電体材
料にて形成された回転部１０および固定部２０を備え、
上記回転部１０の内周面が全面に亘って接地導体１１で
覆れており、また上記固定部２０の外周面が全面に亘っ
て接地導体２１で覆れており、上記回転部ｌＯおよび固
定部２０の互いに対向する各周面にストリップ導体１２
．２２Ａ、２２Ｂが互いに対向するように設けられてお
り、上記各ストリップ導体ｉ２，２２Ａ、２２Ｂと上記
各接地導体１１．２１によってマイクロストリップライ
ンが形成されている。そして、この実施例の回転結合器
では、上記各マイクロストリップラインが形成されてい
る回転部１０および固定部２０の各ストリップ導体１２
．２２と平行な各端面部分を覆うように、それぞれフェ
ライトや誘電体にて円環状に形成した電磁波吸収部材１
３゜２３が配設されている。

さらに、上記各ストリップ導体１２．２２Ａ、２２Ｂと
からは、外部接続用の引出線として同軸ケーブル１４．
２４Ａ、２４Ｂがそれぞれ導出されている。

この実施例において、上記回転部１０例のストリップ導
体１２は、伝送する高周波信号の波長λの整数ｎ倍の長
さｎ−Ａに形成され、上記回転部１０の外周に半周すな
わち１８０°だけ設けられている。さらに、上記ストリ
ップ導体１２は、第２図に模式的に示すように、その一
端が無反射終端抵抗１５にて終端されているとともに、
他端が上記同軸ケーブル１４を介して変調回路３１の出
力端に接続されている。上記変調器３１は、回転磁気へ
ラド３２から再生増幅器３３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３４から例えば周波
数が１０ＧＨｚ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
力信号を上記回転部１０のトリップ導体１２に供給する
。また、上記固定部２０例のストリップ導体２２Ａ、２
２Ｂは、上記回転部１０の回転中心に対する回転対称位
置すなわち互いに１８０’ずれた位置に配設されており
、各一端がそれぞれ無反射終端抵抗１５Ａ、１５Ｂにて
終端されているとともに、各他端が上記同軸ケーブル２
４Ａ、２４Ｂを介して信号加算器４１に接続されている
。そして、上記信号加算器４１の加算出力信号が復調回
路４２に供給されるようになっている。

上述の如き構成の実施例において、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３１から上記回転部ｌｏ側の上記ストリップ導体１２
に供給されると、この変調出力信号は、上記回転部１０
例の上記ストリップ導体１２の終端側に向かって１方向
に伝送され、該ストリップ導体１２と対向している上記
固定部２０側のストリップ導体２２Ａ、２２Ｂに電磁的
な結合によりに伝送される。そして、上記ストリップ導
体２１に伝送された信号は、上記イ言号加算器４１によ
り加算合成して上記復調器４２に供給され、該復調器４
２により復調される。

この実施例のように、周波数が１０Ｇｔ（ｚ程度の高周
波信号を再生ビデオ信号にて変調した変調出力信号をマ
イクロストリップラインの電（５１的な結合により伝送
するようにした回転結合器では、数１００ＭＨｚ程度の
極めて広帯域な１３号伝送特性を実現することができる
。また、この実施例では、上記各マイクロストリップラ
インが形成されている回転部１０および固定部２０の各
接地導体１２．２２間には直流成分まで伝送可能な平行
平板の７２Ｍモードが形成されることになるが、上記平
行平板モードによるエネルギー伝播は平行平板すなわち
各接地導体１１．２１間の全領域に亘って略均−に行わ
れるが、上記マイクロストリップラインモードによるエ
ネルギー伝１番は各ストリップ導体１２．２２近傍にエ
ネルギーが集中しているので、上記マイクロストリップ
ラインモードの電磁エネルギーが集中している以外の部
分に配設した各電磁波吸収部材１３．２３により、上記
マイクロストリップラインモードのエネルギー伝播に影
響を与えることなく、上記平行平面モードの電磁エネル
ギーを吸収して不要な結合を抑制し、マイクロストリッ
プラインモードによる広帯域に亘って平坦な周波数特性
が得られる。

なお、上記各マイクロストリフプラインが形成されてい
る回転部ｌＯおよび固定部２０に、各ストリップ導体１
２．２２Ａ、２２Ｂと平行な各端面部分にＴｌ　４５１
波吸収部材１３．２３にて覆うようにした上記実施例の
回転結合器と上記電磁波吸収部材１３．２３を設けない
回転結合器（比較例）について、周波数特性を実測した
ところ、比較例では第３図に破線にて示すように平行平
板モードの影響で周波数特性にリップルが存在していた
が、実施例では第３図に実線にて実施例の特性を示すよ
うに広帯域に亘って平坦な周波数特性が得られた。

ここで、上記実施例では誘電体にて形成した回転部１０
と固定部２０の各端面部分をそれぞれ覆うように電磁波
吸収部材１３．２３を配設したが、上記電磁波吸収部材
１３．２３はマイクロストリフブラインモードの電磁エ
ネルギーが集中している各ストリップ導体１２．２２か
ら離れた位置に配置すれば良く、例えば第４図に示すよ
うに回転部１０と固定部２０の両端対向面部分に各電磁
波吸収部材１３Ａ、２３Ａを配設したり、第５図に示す
ように回転部ｌＯと固定部２０の両端部分に各電磁波吸
収部材１３Ｂ、２３Ｂを埋設するようにしても良い。さ
らに、第６図に示すように、−、Ｉ−述の第１図に示し
た実施例において回転部１０と固定部２０に配設した各
電磁波吸収部材１３，２３の各端面部分を部分を覆うよ
うにそれぞれ端面導体１８．２８を設け、上記各接地導
体１１，２１に電気的に導通させることにより、上記全
面接地導体１１．２１および端面導体１８．２８にて近
イ以的に導波管構造を形成し、その断面寸法にて決まる
遮断周波数が上記マイクロストリップラインに伝播させ
るキャリア周波数よりも高く設定しておくことにより、
上記平行平板の７２Ｍモードによるエネルギー伝播を抑
えて、さらに、伝送特性を向上させることができる。

〔発明の効果〕

上述の実施例の説明から明らかなように本発明に係る回
転結合器では、回転部と固定部との対向面に設けた各マ
イクロストリップライン間の電磁的な結合により、上記
回転部と固定部との間で高周波信号の授受を行い、 また、電磁エネルギーつく各ストリップ導体近傍に？ｌ
ｉエネルギーが集中するマイクロストリップラインモー
ドによるエネルギー伝播に影響を与えることなく、接地
導体間の全領域に亘り略均−に伝播される平行平板モー
ドのＭ、ｍエネルギーを電（■波吸収部材により吸収し
て、上記平行平板モートによるエネルギー伝播を抑える
ことができ、マイクロストリップラインモードにより広
帯域に亘って平坦な周波数特性が得られ、極めて広帯域
な信号伝送特性を実現することができる。従って、本発
明によれば、広帯域信号伝送が必要なデジタルＶＴＲ等
に最適な回転結合器を提供することができ、所期の目的
を十分に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転結合器の一実施例を示す一部
断面外観斜視図であり、第２図は上記実施例の回転結合
器の構成を模式的に示す模式図であり、第３図は上記実
施例の回転結合器における信号伝送特性を示す特性線図
である。第４図、第５図および第６図１よそれぞれ本発
明に係る回転結金品の他の各実施例の要部構成を模式的
に示す要部縦断面図である。 第７図は従来の回転結合器の構造を示す一部断面外観斜
視図であり、第８図は上記従来例の要部縦断面図である
。 １０・・・回転部 １１．２１・・・接地導体 １２．２２．２２Ａ、２２Ｂ ・・・ストリップ導体 １３．１３Ａ、２３．１３Ｂ、２３Ａ、２３Ｂ・・・電
磁波吸収部材 ２０・・・固定部 ３１・・・変調器 ３３・・・回転磁気ヘッド ３５・・・高周波発振器 ３６・・・復調器

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
   れ互いに対向する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、 上記マイクロストリップラインを形成する誘電体基板の
   マイクロストリップラインモードの電磁エネルギーが集
   中する領域以外の部分にストリップ導体に沿って電磁波
   吸収部材を配設したことを特徴とする回転結合器。