WO2020095783A1 - 同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板 - Google Patents

同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板 Download PDF

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Abstract

基面と、誘電体が中心導体と外部導体との間に存在する同軸構造と、前記基面から突出する突出部とを備え、前記中心導体は、前記基面から突出するコンタクト部を有し、前記コンタクト部は、前記基面に向けて前記コンタクト部と前記突出部との間に基板を挿入すると、前記基板の表面に形成された導体パターンと接触する、同軸コネクタであって、前記外部導体は、前記基面から突出し、前記コンタクト部と前記突出部との間に挿入された前記基板に非接触の突状導体を有する、同軸コネクタ。

Description

同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板
 本発明は、同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板に関する。
 図1は、特許文献1に示されたエッジマウント・エンドランチ型同軸RFコネクタ25を基板10に取り付けるための構成18の分解図である。コネクタ25は、ねじ山が切られた端部2が突き出る基部プレート3を有し、端部2は、対応するオス型SMAコネクタを受けるように形成されている。また、コネクタ25は、中心導体4と4本の取り付け突起部5,6,7,8が基部プレート3から伸びている。一方、基板10上に形成された準同軸(quasi-coaxial)伝送線9は、誘電材料層12の上面に形成された金属ストリップ13と、誘電材料層12及び金属ストリップ13を覆う金属層16とを有する。準同軸伝送線9は、金属ストリップ13と基部プレート3との間に意図しない接続を作らないように、基板10の端部付近(端部手前)まで延びている。金属層16が基板10の端部から配置されていないため、金属ストリップ13は露出している。
 このような構成により、コネクタ25の取り付け突起部5,6の下部が、基板10のアース面11の点線26,19で示す位置に取り付けられ、コネクタ25の中心導体4は、金属ストリップ13の点線21で示す位置に押し当てられる。しかし、中心導体4と金属ストリップ13には、不要な信号の結合が起こり得るシールドされていない部分があるため、当該部分を覆う導電性のシールドカバー22が設けられている。シールドカバー22は、点線23,24に示した領域に、はんだ等により固定される。
特開2003-208950号公報
 しかしながら、従来の技術では、基板と同軸コネクタとの間の部分をシールドするために、同軸コネクタとは別部品であるシールドカバーを使用するため、同軸コネクタの基部プレートとシールドカバーとを電気的に同電位にすることが難しい。その結果、基板と同軸コネクタとの間の信号の伝搬特性が低下する場合がある。
 そこで、本開示は、信号の伝搬特性の低下を抑制可能な同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板を提供する。
 本開示は、
 基面と、
 誘電体が中心導体と外部導体との間に存在する同軸構造と、
 前記基面から突出する突出部とを備え、
 前記中心導体は、前記基面から突出するコンタクト部を有し、
 前記コンタクト部は、前記基面に向けて前記コンタクト部と前記突出部との間に基板を挿入すると、前記基板の表面に形成された導体パターンと接触する、同軸コネクタであって、
 前記外部導体は、前記基面から突出し、前記コンタクト部と前記突出部との間に挿入された前記基板に非接触の突状導体を有する、同軸コネクタを提供する。
 また、本開示は、
 基板と、前記基板に取り付けられた同軸コネクタとを備え、
 前記同軸コネクタは、
 基面と、
 誘電体が中心導体と外部導体との間に存在する同軸構造と、
 前記基面から突出する突出部とを備え、
 前記中心導体は、前記基面から突出するコンタクト部を有し、
 前記コンタクト部は、前記基面に向けて前記コンタクト部と前記突出部との間に挿入された前記基板の表面に形成された導体パターンと接触し、
 前記外部導体は、前記基面から突出し、前記コンタクト部と前記突出部との間に挿入された前記基板に非接触の突状導体を有する、同軸コネクタ付き基板を提供する。
 本開示の技術によれば、信号の伝搬特性の低下を抑制可能な、同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板を提供できる。
特許文献1に示された構成の分解図である。 一比較形態における同軸コネクタ付き基板を平面視で示す部分拡大図である。 一比較形態における同軸コネクタ付き基板の部分断面図である。 一比較形態における同軸コネクタ付き基板の信号経路の特性インピーダンスを説明するための図である。 第1の実施形態における同軸コネクタ付き基板を斜視で示す部分拡大図である。 第1の実施形態における同軸コネクタ付き基板を平面視で示す部分拡大図である。 第1の実施形態における同軸コネクタ付き基板の部分断面図である。 第1の実施形態における同軸コネクタ付き基板の信号経路の特性インピーダンスを説明するための図である。 第2の実施形態における同軸コネクタ付き基板を斜視で示す部分拡大図である。 第2の実施形態における同軸コネクタ付き基板の部分断面図である。 第3の実施形態における同軸コネクタ付き基板の部分断面図である。 突状導体及び突状誘電体の第1の構成例を示す図である。 突状導体及び突状誘電体の第2の構成例を示す図である。 突状導体及び突状誘電体の第3の構成例を示す図である。 突状導体及び突状誘電体の第4の構成例を示す図である。
 以下、図面を参照して、本開示に係る実施形態の説明を行う。なお、各形態において、平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、本発明の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向は、それぞれ、X軸に平行な方向、Y軸に平行な方向、Z軸に平行な方向を表す。X軸方向とY軸方向とZ軸方向は、互いに直交する。XY平面、YZ平面、ZX平面は、それぞれ、X軸方向及びY軸方向に平行な仮想平面、Y軸方向及びZ軸方向に平行な仮想平面、Z軸方向及びX軸方向に平行な仮想平面を表す。
 本実施形態における同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板は、例えば、マイクロ波やミリ波等の高周波帯(例えば、0.3GHz~300GHz)の信号の伝搬に使用される。そのような高周波帯には、0.3~3GHzのUHF帯、3~30GHzのSHF帯、30~300GHzのEHF帯が含まれる。本実施形態における同軸コネクタ付き基板に形成される高周波デバイスの具体例として、平面アンテナ、平面導波路(平面伝送線路)などが挙げられる。
 本実施形態における同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板は、例えば、第5世代移動通信システム(いわゆる、5G)、ブルートゥース(登録商標)等の無線通信規格、IEEE802.11ac等の無線LAN(Local Area Network)規格で使用されてもよい。また、本実施形態における同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板は、車両で使用される場合、レーダーを照射する車載レーダーシステムや車車間通信や路車間通信等のV2X通信システムで使用されてもよい。
 次に、本実施形態における同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板と比較するため、一比較形態における同軸コネクタ付き基板について説明する。
 図2は、一比較形態における同軸コネクタ付き基板を平面視で示す部分拡大図である。図3は、一比較形態における同軸コネクタ付き基板の部分断面図である。図2,3には、同軸コネクタ151が基板101のエッジに取り付けられた構成が示されている。
 図2,3において、基板101は、板状の誘電体層140と、誘電体層140の片面に設けられる給電ライン130と、誘電体層140を介して給電ライン130と対向する接地導体120とを備える。基板101には、伝送線路160が形成されている。
 伝送線路160は、誘電体層140と、誘電体層140の第1主面141に形成される給電ライン130と、誘電体層140の第2主面142に形成される接地導体120とを含む構造を有するマイクロストリップ線路である。給電ライン130は、その表面がXY平面に平行な平面状の導体パターンであり、第1主面141に形成されている。接地導体120は、その表面がXY平面に平行な導体パターンであり、第2主面142に形成される導体パターンである。
 同軸コネクタ151は、基部153と、基部153に設けられる同軸構造156と、基部153から突出する一対の突出部157とを備える。
 同軸構造156は、誘電体155が中心導体154と外部導体150との間に存在する構成を有する。同軸構造156の一方の端部には、不図示の同軸ケーブルの端部が接続される接続部152が設けられている。中心導体154は、接続部152とは反対側の他方の端部から伸びている部分であるコンタクト部154aを有する。コンタクト部154aは、基部153に向けてコンタクト部154aと一対の突出部157との間に挿入された基板101の第1主面141に形成された給電ライン130と接触する。一対の突出部157は、基部153のX軸方向側の端部からY軸方向の負側である基板101側に突出する。
 同軸コネクタ151は、コンタクト部154aが給電ライン130と導通可能に接触した状態で基板101に取り付けられる。同軸コネクタ151がこのように基板101に取り付けられることにより、基板101に形成された伝送線路160と、同軸コネクタ151の接続部152に一端が接続される不図示の同軸ケーブルとの間で、高周波信号を伝送させることが可能となる。
 ところが、基板101のエッジに位置する外縁部159は、面取りされることにより形成された斜面143,144を有する場合が多い。斜面143は、外縁部159のうち第1主面141側が面取りされた部分であり、給電ライン130が形成されていない。斜面144は、外縁部159のうち第2主面142側が面取りされた部分であり、接地導体120が形成されていない。このように、伝送線路160と同軸コネクタ151との間の外縁部159は、伝送線路160に使用される誘電体層140が面取りされることにより形成された斜面143、144を有し、かつ、接地導体120は、外縁部159のうち第2主面142側が面取りされた部分には形成されていない。そのため、外縁部159の特性インピーダンスは、伝送線路160と同軸コネクタ151との間で大きく異なる値を持つ。そのため、外縁部159及びその近傍には、不要な信号の放射が起こり得る非シールド部(シールドがされていない部分)がある。このように、伝送線路160と同軸コネクタ151との間の外縁部159により生じる特性インピーダンスの不連続性が大きくなり、基板101と同軸コネクタ151との間の信号の伝搬特性が低下する場合がある。
 図4は、一比較形態における同軸コネクタ付き基板の信号経路の特性インピーダンスを説明するための図である。例えば、基板101に形成される伝送線路160の特性インピーダンス、同軸コネクタ151の特性インピーダンス、および同軸コネクタ151に接続される同軸ケーブルの特性インピーダンスが、いずれも50Ωであるとする。この場合、上述のように、少なくともコンタクト部154aがシールドされておらず、かつ伝送線路160と同軸コネクタ151との間に、特性インピーダンスが50Ωと異なるインピーダンス部分Z2が発生する。特性インピーダンスが不連続なインピーダンス部分Z2が基板101と同軸コネクタ151との間に存在すると、伝送する信号の多重反射が起こり、信号の伝搬特性の低下(例えば、伝送損失の増大など)が生ずる場合がある。
 これに対し、本実施形態における同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板は、基板と同軸コネクタとの間の信号の伝搬特性の低下を抑制可能な構成を有する。次に、本実施形態における同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板の構成について詳細に説明する。
 図5は、第1の実施形態における同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板を斜視で示す部分拡大図である。図6は、第1の実施形態における同軸コネクタ付き基板を平面視で示す部分拡大図である。図7は、第1の実施形態における同軸コネクタ付き基板の部分断面図である。図5~7には、同軸コネクタ51Aが基板1のエッジに取り付けられた構成が示されている。
 図5~7において、基板1は、板状の誘電体層40と、誘電体層40の片面に設けられる給電ライン30と、誘電体層40を介して給電ライン30と対向する接地導体20とを備える。基板1には、伝送線路60が形成されている。
 伝送線路60は、誘電体層40と、誘電体層40の第1主面41に形成される給電ライン30と、誘電体層40の第2主面42に形成される接地導体20とを含む構造を有するマイクロストリップ線路である。
 誘電体層40は、第1主面41と、第1主面41とは反対側の第2主面42とを有する。図5,6は、誘電体層40の第1主面41の側に設けられる給電ライン30を示す。図7は、誘電体層40の第2主面42の側に設けられる接地導体20を示す。第1主面41は、誘電体層の第1面の一例である。第2主面42は、誘電体層の第1面とは反対側の第2面の一例である。
 誘電体層40は、誘電体を主成分とする板状又はシート状の基材である。第1主面41及び第2主面42は、いずれも、XY平面に平行である。誘電体層40は、例えば、誘電体基板でもよいし、誘電体シートでもよい。誘電体層40の材料は、例えば、石英ガラス、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス、アルカリホウケイ酸ガラス等のガラス、セラミックス、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネートなどが挙げられるが、その材料は、これらに限られない。
 また、誘電体層40の材料は、意匠性の向上等のため、可視光が透過する透明な誘電体部材でもよい。透明には、半透明が含まれる。誘電体層40の可視光線透過率は、可視光の遮りを抑える点で、例えば30%以上が好ましく、50%以上がより好ましく、70%以上がさらに好ましく、80%以上が特に好ましく、90%以上が最も好ましい。
 給電ライン30は、その表面がXY平面に平行な平面状の導体パターンである。給電ライン30は、第1主面41に形成される導体パターンであり、第1主面41に配置される導体シート又は導体基板により形成されてもよい。給電ライン30に使用される導体の材料として、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロムなどが挙げられるが、これらに限られない。給電ライン30は、誘電体層40に接する信号配線の一例である。例えば、伝送線路60がマイクロストリップ線路である場合、給電ライン30は、ストリップ導体に相当する。
 なお、給電ライン30は、第1主面41の側に、ポリビニルブチラールもしくはエチレン酢酸ビニル等の中間膜、または光学透明粘着剤(OCA)等の接着層を介して形成されてもよい。給電ライン30は、第1主面41に直接接してもよい。
 第1の実施形態では、給電ライン30は、可視光の透過度合いが誘電体層40よりも低い領域から構成されたソリッドなパターンである。例えば、給電ライン30の全体は、不透明な面状導体から構成されている。
 なお、給電ライン30は、意匠性の向上等のため、格子状の隙間が生じるように網目状に形成された導体パターンでもよい。網目の形成によって、可視光の透過度合いが向上し、意匠性と導電性との両立が可能となる。給電ライン30は、可視光の透過度合いが誘電体層40と同じでも異なってもよい。
 接地導体20は、その表面がXY平面に平行な導体パターンである。接地導体20は、第2主面42の側に形成される導体パターンであり、第2主面42の側に配置される導体シート又は導体基板により形成されてもよい。接地導体20に使用される導体の材料として、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロムなどが挙げられるが、これらに限られない。接地導体20は、誘電体層40に接している。
 なお、接地導体20は、第2主面42の側に、ポリビニルブチラールもしくはエチレン酢酸ビニル等の中間膜、または光学透明粘着剤(OCA)等の接着層を介して形成されてもよい。接地導体20は、第2主面42に直接接してもよい。
 接地導体20は、可視光の透過度合いが誘電体層40よりも低い領域から構成されたソリッドなパターンである。例えば、接地導体20の全体は、不透明な面状導体から構成されている。
 なお、接地導体20は、意匠性の向上等のため、格子状の隙間が生じるように網目状に形成された導体パターンでもよい。網目の形成によって、可視光の透過度合いが向上し、意匠性と導電性との両立が可能となる。接地導体20は、可視光の透過度合いが誘電体層40と同じでも異なってもよい。
 同軸コネクタ51Aは、基部53と、基部53に設けられる同軸構造56と、基部53の基面53aから突出する突出部57とを備える。
 第1の実施形態では、基部53は、ZX平面に平行な基面53aを有する。基面53aは、基板1の端面45に対向する部分である。端面45は、基板1の法線方向(この場合、Z軸方向)に直交するY軸方向における部分である。
 同軸構造56は、誘電体55が中心導体54と外部導体50との間に存在する構成を有する。同軸構造56の一方の端部には、不図示の同軸ケーブルの端部が接続される接続部52が設けられている。接続部52は、例えば、オス型のねじ形状を有する。中心導体54は、接続部52とは反対側の他方の端部から伸びている部分であるコンタクト部54aを有する。
 コンタクト部54aは、基部53の基面53aから突出する。「コンタクト部54aが基面53aから突出する」とは、コンタクト部54aが、基面53aを含むZX平面に対して基板1側に突出することを意味する。第1の実施形態では、基面53aは、同軸構造56内の誘電体55の一端面と同一平面上にある。しかしながら、コンタクト部54aが基面53aから突出する構成であれば、基面53aは、誘電体55の当該端面に対してY軸方向の正側又は負側にずれていてもよい。
 コンタクト部54aは、基面53aに向けてコンタクト部54aと突出部57との間に基板1を挿入すると、挿入された基板1の第1主面41に形成された給電ライン30と給電端33で導電可能に接触する。コンタクト部54aと給電ライン30とは、導電性接着剤や半田等による導電接続により導電的に接続されることが好ましい。
 突出部57は、基部53の基面53aから突出する。「突出部57が基面53aから突出する」とは、突出部57が、基面53aを含むZX平面に対して基板1側に突出することを意味する。突出部57の個数は、一つでもよいし複数でもよい。
 突出部57は、例えば、同軸構造56の外部導体50と同電位の導体である。これにより、基面53aに向けてコンタクト部54aと突出部57との間に基板1を挿入すれば、突出部57に接触する接地導体20を外部導体50と同電位にできる。突出部57は、基部53と一体に形成された部材でもよいし、基部53に接続される別部材でもよい。
 突出部57は、例えば、基面53aに向けてコンタクト部54aと突出部57との間に挿入された基板1を下方から(Z軸方向の下側から)支持する部位でもよく、この場合、同軸コネクタ51Aを基板1のエッジに取り付けるための取り付け構造の一部を構成する。
 なお、同軸コネクタ51Aを基板1のエッジに取り付けるための取り付け構造は、本発明の効果を損なわない限り、任意でよい。例えば図5に示すように、当該取付構造は、基板1に形成された貫通孔に挿入されたボルト71,72によって基板1を突出部57に締め付ける構成でもよい。ボルト71,72と基板1とが直接接触することを防止するため、第1主面41とボルト71,72との間に、ワッシャや基部53の一部が介在してもよい。
 同軸コネクタ51Aは、コンタクト部54aが給電ライン30と導通可能に接触した状態で基板1に取り付けられる。同軸コネクタ51Aがこのように基板1に取り付けられることにより、基板1に形成された伝送線路60と同軸コネクタ51Aの接続部52に一端が接続される不図示の同軸ケーブルとの間で、高周波信号を伝送させることが可能となる。
 ところが、上述のように、基板1のエッジに位置する外縁部59は、面取りされることにより形成された斜面43,44を有する場合が多い。第1斜面43は、外縁部59のうち第1主面41側が面取りされた部分であり、給電ライン30が形成されていない。第2斜面44は、外縁部59のうち第2主面42側が面取りされた部分であり、接地導体20が形成されていない。
 第1の実施形態における外部導体50は、基面53aから突出し、コンタクト部54aと突出部57との間に挿入された基板1に非接触の突状導体50aを有する。「突状導体50aが基面53aから突出する」とは、突状導体50aが、基面53aを含むZX平面に対して基板1側に突出することを意味する。第1の実施形態では、基板1の法線方向において、突状導体50aと斜面43との間に空間を有する。
 このような突状導体50aを設けることにより、少なくともコンタクト部54aを突状導体50aによりシールドできる。そのため、伝送線路60と同軸コネクタ51Aとの間の外縁部59により生じる特性インピーダンスの不連続性が小さくなり、基板1と同軸コネクタ51Aとの間の信号の伝搬特性の低下を抑制できる。例えば、基板1と同軸コネクタ51Aとの間で伝送する信号の多重反射が起こりにくくなり、伝送損失の増大を抑制できる。
 第1の実施形態では、コンタクト部54aと突出部57との間に挿入された基板1と、基面53aから突出する突状導体50aとの間に、コンタクト部54aが位置するように、突状導体50aは、基面53aから突出する。これにより、コンタクト部54aに対して基板1とは反対側に向けて放射する不要な信号の放射を抑制できる。また、例えば、突状導体50aは、同軸構造56の軸方向に平行な方向に同軸構造56から伸びる庇状の部位であり、外部導体50と同電位である。
 基板1がコンタクト部54aと突出部57との間に挿入された状態で基板1の法線方向から見ると、突状導体50aは、外縁部59と重なるように基面53aから突出することが好ましい。これによって、伝送線路60と同軸コネクタ51Aとの間の外縁部59により生じる特性インピーダンスの不連続性を小さくする効果が高まり、基板1と同軸コネクタ51Aとの間の信号の伝搬特性の低下を更に抑制できる。
 突状導体50aは、基板1の法線方向から見ると、給電ライン30(給電端33)と外縁部59との境目まで基面53aから突出してもよいし、当該境目を越えて突出してもよい。突状導体50aが当該境目まで又は当該境目を越えて基面53aから突出する方が、当該境目の手前まで基面53aから突出する構成に比べて、伝送線路60と同軸コネクタ51Aとの間の外縁部59により生じる特性インピーダンスの不連続性が小さくなる。つまり、基板1と同軸コネクタ51Aとの間の信号の伝搬特性の低下を更に抑制できる。
 また、基板1がコンタクト部54aと突出部57との間に挿入された状態で基板1の法線方向から見ると、突出部57は、コンタクト部54aと重なるように基面53aから突出することが好ましい。これによって、伝送線路60と同軸コネクタ51Aとの間の外縁部59により生じる特性インピーダンスの不連続性を小さくする効果が高まり、基板1と同軸コネクタ51Aとの間の信号の伝搬特性の低下を更に抑制できる。
 突出部57は、基板1の法線方向から見ると、コンタクト部54aの先端まで基面53aから突出してもよいし、当該先端を越えて突出してもよい。突出部57が当該先端まで又は当該先端を越えて基面53aから突出する方が、当該先端の手前まで基面53aから突出する構成に比べて、伝送線路60と同軸コネクタ51Aとの間の外縁部59により生じる特性インピーダンスの不連続性が小さくなる。つまり、基板1と同軸コネクタ51Aとの間の信号の伝搬特性の低下を更に抑制できる。
 また、基面53aに対する端面45の平行度は、基板1と同軸コネクタ51Aとの間の信号の伝搬特性の低下を抑制する点で、100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましい。また、端面45の算出平均粗さRaは、基板1と同軸コネクタ51Aとの間の信号の伝搬特性の低下を抑制する点で、3.2μm以下であることが好ましく、1.6μm以下であることがより好ましい。なぜなら、端面45と基面53aとの接触状態において、コンタクト部54aのうち給電ライン30に接触していない部分の長さ寸法を高精度に管理できる。したがって、突状導体50aによる伝送線路60と同軸コネクタ51Aとの間の外縁部59の特性インピーダンスの不連続性を小さくする効果および不要な信号の放射のシールド効果が、取り付け寸法のずれにより低減することを抑制できる。ここで、算出平均粗さRaは、JIS B 0601:2001により規定される値である。
 また、図5又は図6に示すように、マイクロストリップ線路等の伝送線路60の一部(途中)に、インピーダンス整合を行うインピーダンス調整部34が設けられてもよい。図5は、インピーダンス調整部34が斜面43から離れている形態を示し、図6は、インピーダンス調整部34が斜面43に接している形態を示す。
 伝送線路60の一部にインピーダンス調整部34を設けることによって、インピーダンス調整部34を設けない場合に比べて、伝送線路60と同軸コネクタ51Aとの間の外縁部59により生じる特性インピーダンスの不連続性を小さくする効果が高まる。よって、基板1と同軸コネクタ51Aとの間の信号の伝搬特性の低下を更に抑制できる。
 例えば、図5又は図6に示すように、インピーダンス調整部34は、基板1の第1主面41において、給電ライン30から分岐するスタブが設けられてもよい。スタブは、伝送線路60の途中に接続される分布定数線路である。スタブのパターン形状は、例えば、給電ライン30と同じ形成方法で形成される。図5又は図6に示すように、スタブを給電ライン30の長手方向に対して左右対称に形成することによって、例えば、スタブが伝送線路60の先に接続される不図示のアンテナ導体の指向性に与える影響を低減できる。
 なお、インピーダンス調整部34は、インダクタやキャパシタのようなリアクタンス素子を用いる集中定数回路によって形成された整合回路を有してもよい。
 図8は、第1の実施形態における同軸コネクタ付き基板の信号経路の特性インピーダンスを説明するための図である。例えば、基板1に形成される伝送線路60の特性インピーダンスと同軸コネクタ51Aの特性インピーダンスと同軸コネクタ51Aに接続される同軸ケーブルの特性インピーダンスが、いずれも50Ωであるとする。インピーダンス調整部34を設けることにより、伝送線路60と外縁部59との間にインピーダンス部分Z1を形成できる。インピーダンス部分Z1の形成によって、外縁部59により生ずる特性インピーダンスの変化を補償できる。よって、伝送線路60と同軸コネクタ51Aとの間の特性インピーダンスの不連続性を小さくなり、基板1と同軸コネクタ51Aとの間の信号の伝搬特性の低下を抑制できる。
 図9は、第2の実施形態における同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板を斜視で示す部分拡大図である。図10は、第2の実施形態における同軸コネクタ付き基板の部分断面図である。図9,10には、同軸コネクタ51Bが基板1のエッジに取り付けられた構成が示されている。第2の実施形態のうち第1の実施形態と同様に構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで、省略又は簡略する。第2の実施形態は、第1の実施形態に対して、突状誘電体55aが追加されている。
 第2の実施形態における誘電体55は、コンタクト部54aと突状導体50aとの間に向けて基面53aから突出する突状誘電体55aを有する。「突状誘電体55aが基面53aから突出する」とは、突状誘電体55aが、基面53aを含むZX平面に対して基板1側に突出することを意味する。
 このような突状誘電体55aを設けることにより、伝送線路60と同軸コネクタ51Bとの間の外縁部59により生じる特性インピーダンスの不連続性が小さくなり、基板1と同軸コネクタ51Bとの間の信号の伝搬特性の低下を抑制できる。例えば、基板1と同軸コネクタ51Bとの間で伝送する信号の多重反射が起こりにくくなり、伝送損失の増大を抑制できる。第2の実施形態では、突状誘電体55aは、同軸構造56の軸方向に平行な方向に同軸構造56から伸びる庇状の部位である。
 また、第2の実施形態では、突状誘電体55aは、コンタクト部54aと突状導体50aとの少なくとも一方と接触する。これにより、伝送線路60と同軸コネクタ51Bとの間の外縁部59により生じる特性インピーダンスの不連続性が小さくなり、基板1と同軸コネクタ51Bとの間の信号の伝搬特性の低下を抑制できる。突状誘電体55aは、コンタクト部54aの一部又は全部と接触してもよいし、突状導体50aの一部又は全部と接触してもよい。
 また、突状誘電体55aは、基板1の法線方向から見ると、給電ライン30(給電端33)と外縁部59との境目まで基面53aから突出してもよいし、当該境目を越えて突出してもよい。突状誘電体55aが当該境目まで又は当該境目を越えて基面53aから突出する方が、当該境目の手前まで基面53aから突出する構成に比べて、伝送線路60と同軸コネクタ51Bとの間の外縁部59により生じる特性インピーダンスの不連続性が小さくなる。つまり、基板1と同軸コネクタ51Bとの間の信号の伝搬特性の低下を更に抑制できる。
 突状誘電体55aの材料としては、石英ガラス、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス、アルカリホウケイ酸ガラス等のガラス、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、液晶ポリマーなどが挙げられるが、その材料は、これらに限られない。
 図11は、第3の実施形態における同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板の部分断面図である。図11には、同軸コネクタ51Cが基板1のエッジに取り付けられた構成が示されている。第3の実施形態のうち上述の実施形態と同様に構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで、省略又は簡略する。第3の実施形態は、第2の実施形態に対して、誘電体部材58A,58Bが追加されている。
 誘電体部材58Aは、斜面43に沿った側面と、コンタクト部54aに沿った側面と、基面53aに沿った側面とを有する略三角柱状の部品である。コンタクト部54aと斜面43との間に存在する空間の少なくとも一部は、誘電体部材58Aによって埋まる。誘電体部材58Bは、斜面44に沿った側面と、突出部57に沿った側面と、基面53aに沿った側面とを有する略三角柱状の部品である。突出部57と斜面44との間に存在する空間の少なくとも一部は、誘電体部材58Bによって埋まる。
 このような誘電体部材58A,58Bを設けることにより、伝送線路60と同軸コネクタ51Cとの間の外縁部59により生じる特性インピーダンスの不連続性が小さくなり、基板1と同軸コネクタ51Cとの間の信号の伝搬特性の低下を抑制できる。例えば、基板1と同軸コネクタ51Cとの間で伝送する信号の多重反射が起こりにくくなり、伝送損失の増大を抑制できる。
 誘電体部材58Aの材料としては、誘電体層40と同様の材料または該材料よりも誘電率が高い材料を用いることができる。具体的には、石英ガラス、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス、アルカリホウケイ酸ガラス等のガラス、セラミックス、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネートなどが挙げられるが、その材料は、これらに限られない。
 図12~15は、突状導体及び突状誘電体の構成例を示す図である。図12~15のいずれの構成例も、上述の実施形態に適用可能である。図12~15に示す突状導体50a及び突状誘電体55aは、いずれも、コンタクト部54aの外周面の一部を囲むように基面53aから突出する。
 図12,15では、突状導体50a及び突状誘電体55aは、いずれも、円筒を略半分にした庇形状を有する。図13では、突状導体50aは、角筒を略半分にした庇形状を有し、突状誘電体55aは、円筒を略半分にした庇形状を有する。図14では、突状導体50a及び突状誘電体55aは、いずれも、角筒を略半分にした庇形状を有する。
 突状誘電体55aは、突状導体50aの内壁に接する外壁と、コンタクト部54aの外周面に接する内壁とを有する。図15に示されるように、突状誘電体55aは、基板1の第1主面41に接する接面55aaを有することで、コンタクト部54aと給電ライン30との接触状態が安定化し、突状導体50aと給電ライン30との接触を防止できる。
 以上、同軸コネクタ及び同軸コネクタ付き基板を実施形態により説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
 例えば、基板に形成される伝送線路は、マイクロストリップ線路に限られず、コプレーナ線路やグランド付きコプレーナ線路などの他の伝送線路でもよい。
 本国際出願は、2018年11月6日に出願した日本国特許出願第2018-208766号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2018-208766号の全内容を本国際出願に援用する。
1,101 基板
20,120 接地導体
30,130 給電ライン
33 給電端
34 インピーダンス調整部
40,140 誘電体層
41,141 第1主面
42,142 第2主面
43,44,143,144 斜面
45 端面
50,150 外部導体
50a 突状導体
51A,51B,51C,151 同軸コネクタ
52,152 接続部
53,153 基部
53a 基面
54,154 中心導体
54a,154a コンタクト部
55,155 誘電体
55a 突状誘電体
56,156 同軸構造
57,157 突出部
58A,58B 誘電体部材
59,159 外縁部
60,160 伝送線路
71,72 ボルト

Claims (8)

  1.  基面と、
     誘電体が中心導体と外部導体との間に存在する同軸構造と、
     前記基面から突出する突出部とを備え、
     前記中心導体は、前記基面から突出するコンタクト部を有し、
     前記コンタクト部は、前記基面に向けて前記コンタクト部と前記突出部との間に基板を挿入すると、前記基板の表面に形成された導体パターンと接触する、同軸コネクタであって、
     前記外部導体は、前記基面から突出し、前記コンタクト部と前記突出部との間に挿入された前記基板に非接触の突状導体を有する、同軸コネクタ。
  2.  前記突状導体は、前記コンタクト部と前記突出部との間に挿入された前記基板と、前記突状導体との間に前記コンタクト部が位置するように前記基面から突出する、請求項1に記載の同軸コネクタ。
  3.  前記突状導体は、前記コンタクト部の外周面の一部を囲むように前記基面から突出する、請求項2に記載の同軸コネクタ。
  4.  前記基板は、前記導体パターンが形成されていない外縁部を有し、
     前記基板が前記コンタクト部と前記突出部との間に挿入された状態で前記基板の法線方向から見ると、前記突状導体は、前記外縁部と重なるように前記基面から突出する、請求項1から3のいずれか一項に記載の同軸コネクタ。
  5.  前記誘電体は、前記コンタクト部と前記突状導体との間に向けて前記基面から突出する突状誘電体を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の同軸コネクタ。
  6.  基板と、前記基板に取り付けられた同軸コネクタとを備え、
     前記同軸コネクタは、
     基面と、
     誘電体が中心導体と外部導体との間に存在する同軸構造と、
     前記基面から突出する突出部とを備え、
     前記中心導体は、前記基面から突出するコンタクト部を有し、
     前記コンタクト部は、前記基面に向けて前記コンタクト部と前記突出部との間に挿入された前記基板の表面に形成された導体パターンと接触し、
     前記外部導体は、前記基面から突出し、前記コンタクト部と前記突出部との間に挿入された前記基板に非接触の突状導体を有する、同軸コネクタ付き基板。
  7.  前記基板は、前記基面に対向する端面を有し、
     前記基面に対する前記端面の平行度は、100μm以下であり、
     前記端面の算出平均粗さRaは、3.2μm以下である、請求項6に記載の同軸コネクタ付き基板。
  8.  前記基板の法線方向から見ると、前記突出部は、前記コンタクト部と重なるように前記基面から突出する、請求項6又は7に記載の同軸コネクタ付き基板。
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