(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電力が伝送される電力伝送用導電体に生じる高周波電圧に応じた所定の電圧レベルの信号である高周波電圧信号を検出する高周波検出装置であって、
基板と、
前記電力伝送用導電体を貫通させる部分を有し、前記電力伝送用導電体が前記貫通させる部分を貫通するように配置されたときに、前記電力伝送用導電体の軸方向と前記基板とが略直交するように前記基板に固定することによって、前記電力伝送用導電体と対向する箇所がコンデンサの電極として機能する貫通導体と、
前記貫通導体に接続された配線と、
を備え、
前記電力伝送用導電体は、内部導体と外部導体とを有する同軸管の前記内部導体であって、
前記基板は前記外部導体の内側に固定されている、
ことを特徴とする高周波検出装置。
【請求項２】
前記貫通導体に接続された配線を介して前記貫通導体に直列接続された分圧用の素子を有し、前記電力伝送用導電体に生じる高周波電圧を分圧することで所定の電圧レベルまで減衰させた前記高周波電圧信号を出力する電圧用変換手段をさらに備えた、請求項１に記載の高周波検出装置。
【請求項３】
前記分圧用の素子はコンデンサ又は抵抗によって構成されている、請求項２に記載の高周波検出装置。
【請求項４】
前記貫通導体はリング形状の導体である、請求項１ないし３のいずれかに記載の高周波検出装置。
【請求項５】
前記基板を貫通する貫通穴が設けられ、前記貫通導体は前記貫通穴に挿入して固定されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の高周波検出装置。
【請求項６】
前記貫通導体の周囲に沿って前記基板上に形成されたコイル状の配線と、
前記電力伝送用導電体が前記貫通導体を貫通するように配置されたときに、前記電力伝送用導電体を流れる高周波電流に応じて前記コイル状の配線に流れる電流に基づいて、所定の電圧レベルの信号である高周波電流信号を出力する電流用変換手段と、
をさらに備えている、請求項１ないし５のいずれかに記載の高周波検出装置。
【請求項７】
前記コイル状の配線と前記貫通導体との間の前記基板上に、前記電力伝送用導電体を流れる電流によって発生する磁束を前記コイル状の配線に作用させつつ、前記電力伝送用導電体に生じる電界が前記コイル状の配線に与える影響を低減するために設けられた遮蔽部をさらに備えている、請求項６に記載の高周波検出装置。
【請求項８】
前記基板の形状は円形状である、請求項１ないし７のいずれかに記載の高周波検出装置。
【請求項９】
前記電力伝送用導電体を伝送される高周波電力によって発生する電磁波から、前記基板上の配線または前記基板に搭載された回路を保護するための保護手段をさらに備えている、請求項１ないし８のいずれかに記載の高周波検出装置。
【請求項１０】
前記保護手段は、前記電力伝送用導電体の軸方向に前記基板を挟むように設けられた２つの保護基板である、請求項９に記載の高周波検出装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の高周波検出装置と、前記内部導体と外部導体とを備えている同軸管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸線路内を伝送される高周波電力の高周波信号を検出する高周波検出装置、および、当該高周波検出装置を備えた同軸管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高周波電源装置から出力される高周波電力をプラズマ処理装置に供給し、エッチング等の方法を用いて半導体ウェハや液晶基板等の被加工物を加工するプラズマ処理システムが開発されている。
【０００３】
図１２は、一般的なプラズマ処理システムの構成を示すブロック図である。
【０００４】
プラズマ処理中にプラズマ処理装置３００のインピーダンスは変動するので、当該プラズマ処理装置３００の入力端で反射した反射波電力が高周波電源装置１００を損傷するおそれがある。したがって、プラズマ処理システムにおいては、一般に、高周波電源装置１００とプラズマ処理装置３００との間にインピーダンス整合装置２００が設けられており、当該インピーダンス整合装置２００がプラズマ処理装置３００のインピーダンス変動に応じて整合動作を行っている。また、プラズマ処理中のプラズマ処理装置３００のインピーダンスやプラズマ処理装置３００の入力端における高周波電圧および高周波電流などの監視を行う必要がある。
【０００５】
プラズマ処理装置３００の監視は、インピーダンス整合装置２００とプラズマ処理装置３００とを接続する伝送線路４００上のプラズマ処理装置３００に近い位置に高周波測定装置５００を配置し、当該高周波測定装置５００が測定する各種高周波パラメータを用いて行われる。
【０００６】
高周波測定装置５００は、高周波電圧信号と高周波電流信号とを検出し、その検出信号から高周波電圧と高周波電流の位相差θを求めるとともに、電圧実効値Ｖ、電流実効値Ｉ、インピーダンスＺ＝Ｒ＋ｊＸ（測定点がプラズマ処理装置３００の入力端近傍なので、プラズマ処理装置３００のインピーダンスに相当する。）、反射係数Γ、プラズマ処理装置３００に入力される進行波電力Ｐｆ、インピーダンス不整合によりプラズマ処理装置３００の入力端で反射される反射波電力Ｐｒなどの高周波パラメータを算出する。
【０００７】
高周波測定装置５００は、伝送線路４００上に配置されて高周波電圧信号と高周波電流信号とを検出する高周波検出装置５１０と、高周波検出装置５１０が検出した高周波電圧信号と高周波電流信号とから演算によって各種高周波パラメータを算出する演算装置５２０とを備えている。
【０００８】
図１３は、高周波検出装置５１０の一般的な内部構成を説明するための図である。
【０００９】
同図に示すように、高周波検出装置５１０は、電力伝送用導電体５１１、カレントトランス部５１２、電流用変換回路５１３、コンデンサ部５１４、および電圧用変換回路５１５を備えている。
【００１０】
電力伝送用導電体５１１は、伝送線路４００の内部導体に接続されて、高周波電源装置１００が出力する高周波電力を伝送するものである。電力伝送用導電体５１１は例えば円筒形状の銅製の棒などの導電体であって、その外周は絶縁体で覆われている。カレントトランス部５１２は、電力伝送用導電体５１１に流れる高周波電流に応じた電流を検出するものであり、検出した電流を電流用変換回路５１３に出力する。電流用変換回路５１３は、入力された電流を所定の電圧レベルの信号である高周波電流信号に変換して、演算装置５２０に出力する。コンデンサ部５１４は、電力伝送用導電体５１１に生じる高周波電圧に応じた電圧を検出するものであり、検出した電圧を電圧用変換回路５１５に出力する。電圧用変換回路５１５は、入力された電圧を所定の電圧レベルの信号である高周波電圧信号に変換して、演算装置５２０に出力する。演算装置５２０は、高周波検出装置５１０から高周波電流信号と高周波電圧信号とを入力され、演算によって各種高周波パラメータを算出して出力する。各種高周波パラメータの演算方法については、説明を省略する。
【００１１】
電流検出のためのカレントトランス、電圧検出のためのコンデンサ、および各配線の形状にバラツキがある場合、個々の高周波検出装置５１０から出力される検出値にバラツキが生じる。このバラツキを抑制するために、カレントトランス、コンデンサ、および各配線をプリント基板上にプリント配線として形成する技術が開発されている。
【００１２】
図１４は、カレントトランス、コンデンサ、および各配線をプリント配線として形成したプリント基板を用いた高周波検出装置５１０を説明するための図である。
【００１３】
同図に示すように、高周波検出装置５１０は、電力伝送用導電体５１１、電流検出用プリント基板５１６、電圧検出用プリント基板５１７、および筐体５１８を備えている。
【００１４】
電流検出用プリント基板５１６は、図１３に示す高周波検出装置５１０の内部構成の内のカレントトランス部５１２および電流用変換回路５１３と、カレントトランス部５１２が検出した電流を電流用変換回路５１３に出力するための配線とをプリント基板上に形成したものである。また、電圧検出用プリント基板５１７は、高周波検出装置５１０の内部構成の内のコンデンサ部５１４および電圧用変換回路５１５と、コンデンサ部５１４が検出した電圧を電圧用変換回路５１５に出力するための配線とをプリント基板上に形成したものである。筐体５１８は、電流検出用プリント基板５１６および電圧検出用プリント基板５１７を固定し、かつ、両基板５１６、５１７を外部からの電磁波などから保護するものであり、例えばアルミニウム等の導電体からなる。
【００１５】
図１５（ａ）は、電圧検出用プリント基板５１７の一例を説明するための図である。電圧検出用プリント基板５１７は、貫通穴を設けた基板上に所定のプリント配線を形成し、電圧用変換回路５１５を搭載したものである。
【００１６】
リング状配線５１４ａは、貫通穴を貫通するように配置される電力伝送用導電体５１１（図１３および図１４参照）との間でコンデンサ部５１４（図１３参照）を構成するものであり、貫通穴の外周に形成されたリング状の配線である。図１５（ｂ）および(ｃ)は、リング状配線５１４ａを説明するための図である。同図（ｂ）は同図（ａ）に示す破線で囲まれた範囲ｃ部分の拡大図であり、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＤ−Ｄ’線断面図である。同図（ｂ）および（ｃ）に示すように、リング状配線５１４ａは、基板を貫通するスルーホールと当該スルーホールを接続するプリント配線とによって形成されている。なお、この例における「スルーホール」とは、基板を貫通した穴にメッキなどを施して基板の両面を電気的に接続させるための穴である。
【００１７】
また、一般的に、スルーホールとは、基板の層間に貫通穴を開け、その内側に導体層（例えば銅）を設けることによって、基板の層間の導通をさせるものである。なお、基板の層間とは、基板の表裏間にある全ての層間の場合もあるし、一部分の層間の場合もある。このようなスルーホールは、リード線を挿入するタイプのものもあるが、層間の導通のみを目的としたスルーホールは、特にバイアホール（Via Hole）と呼ばれる。そして、バイアホールには、基板の表面から裏面に亘って貫通穴を開ける貫通型のバイアホール（Via Hole）と、特定の層間だけで貫通穴を開けるインターステシャルバイアホール（Interstitial Via Hole）とがある。また、インターステシャルバイアホールには、基板の片面から穴が見えるブラインドバイア（Blind Via）と、基板の両面から穴が見えないベリードバイア（Buried Via）とがある。
【００１８】
電圧用変換回路５１５は、コンデンサ部５１４（以下、場合により「コンデンサＣ１」とする。）に直列接続するコンデンサＣ２と、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２との接続点に接続される抵抗Ｒ１とを備えている。電圧検出用プリント基板５１７は、貫通穴を貫通するように配置される電力伝送用導電体５１１に生じる高周波電圧をコンデンサＣ１とコンデンサＣ２とで分圧し、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２との接続点に生じる分圧された電圧のレベルを抵抗Ｒ１で調整して、高周波電圧信号として出力する。
【００１９】
図１４に示す高周波検出装置５１０は、カレントトランス部５１２、コンデンサ部５１４、および各配線をプリント基板上にプリント配線として形成しているので、これらの形状にバラツキが生じることを抑制することができる。したがって、個々の高周波検出装置５１０の検出値にバラツキが生じることを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２００９−３６５５３号公報
【特許文献２】特開２００９−５８４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、電圧検出用プリント基板５１７のリング状配線５１４ａによって形成されるコンデンサＣ１の静電容量が制限されるという問題がある。すなわち、コンデンサＣ１の静電容量はリング状配線５１４ａのスルーホールの長さ、すなわち、電圧検出用プリント基板５１７の厚さに比例するが、技術的な面およびコスト的な面から電圧検出用プリント基板５１７を厚くすることができないので、コンデンサＣ１の静電容量を大きくすることが困難である。
【００２２】
例えば、プラズマ処理では高電圧を使用するので、電力伝送用導電体５１１に生じる高周波電圧は数千ボルト程度になる場合がある。電圧用変換回路５１５が出力する高周波電圧信号は演算装置５２０に入力されるため、電圧用変換回路５１５が出力する高周波電圧信号の電圧レベルを数ボルト程度にする必要がある。すなわち、電圧用変換回路５１５は、電力伝送用導電体５１１に生じる高周波電圧を１／１０００程度に減衰させて出力する必要がある。そのため、コンデンサＣ１の静電容量Ｃ1をコンデンサＣ２の静電容量Ｃ2の１／１０００程度にする必要がある。これにより、電圧用変換回路５１５は、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２との接続点に生じる分圧された電圧のレベルを、電力伝送用導電体５１１に生じる高周波電圧の１／１０００程度に減衰させて出力することができる。
【００２３】
また、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の合成静電容量が大きすぎると、電力伝送用導電体５１１に流れる高周波電流のうち、コンデンサＣ１側に分岐する電流が大きくなり好ましくない。逆に合成静電容量が小さすぎるとコンデンサＣ１側に分岐する電流が小さくなりすぎて、高周波電圧信号の検出精度が低下する。したがって、コンデンサＣ１側に分岐する電流を所定の範囲内にするように、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の合成静電容量を設計する必要がある。
【００２４】
以上のように、減衰率および合成静電容量を考慮して、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ２の静電容量Ｃ1，Ｃ2を設計する必要がある。例えば、コンデンサＣ１の静電容量Ｃ1を０．５〜１ｐＦ程度、コンデンサＣ２の静電容量Ｃ2を５００〜１０００ｐＦ程度にする。また、演算装置５２０には通常、入力端にボルテージフォロア回路（入力インピーダンスが高インピーダンス）が設けられているので、調整用の抵抗Ｒ１には殆ど電流が流れない。もちろん、演算装置５２０側の設計によっては電流が流れる場合がある。例えば、演算装置５２０の入力端において、グランド電位との間に抵抗が設けられた場合には抵抗Ｒ１にも若干の電流が流れる。そのため、抵抗Ｒ１によって調整が可能となる。
【００２５】
電力伝送用導電体５１１の外径をａ、リング状配線５１４ａの内径をｂ（図１５(ａ)参照）、リング状配線５１４ａの高さ（スルーホールの長さ、図１５（ｃ）参照）をｌとすると、コンデンサＣ１の静電容量Ｃ1は、
Ｃ1＝２πε・ｌ／（ｌｎ（ｂ／ａ））        ・・・・・  （１）
で算出される。なお、πは円周率、εは誘電率であり、ｌｎ（）は自然対数を示している。なお、リング状配線５１４ａにはスルーホール間に隙間があるので、実際には上記（１）式で算出される静電容量Ｃ1より小さい静電容量となる。
【００２６】
電力伝送用導電体５１１に生じる高周波電圧は高いので、電力伝送用導電体５１１とリング状配線５１４ａとの間隔が狭いと絶縁破壊を生じる。これを避け、安全のために余裕をもって、電力伝送用導電体５１１とリング状配線５１４ａとの間隔を設計するのが望ましい。例えば、間隔を２０ｍｍ以上とするのが望ましい（なお、使用条件によって、必要な間隔は異なる。）。例えば、電力伝送用導電体５１１の外径ａが２０ｍｍの場合、電力伝送用導電体５１１とリング状配線５１４ａとの間隔を２０ｍｍとするためには、リング状配線５１４ａの内径ｂを６０ｍｍにする必要がある。この場合に、コンデンサＣ１の静電容量Ｃ１を０．５ｐＦとするためには、上記（１）式より、リング状配線５１４ａの高さｌを約９．９ｍｍにする必要がある。また、電力伝送用導電体５１１とリング状配線５１４ａとの間隔を２０ｍｍより大きくすると、リング状配線５１４ａの高さｌをより大きくする必要がある。
【００２７】
電力伝送用導電体５１１とリング状配線５１４ａとの間隔を狭くすると、リング状配線５１４ａの高さｌを小さくできるが、例えば、電力伝送用導電体５１１の外径ａが２０ｍｍの場合で、電力伝送用導電体５１１とリング状配線５１４ａとの間隔を１０ｍｍであったとしても、コンデンサＣ１の静電容量Ｃ1を０．５ｐＦとするためには、上記（１）式より、リング状配線５１４ａの高さｌを約６．２ｍｍにする必要がある。また、コンデンサＣ１の静電容量Ｃ1を０．５ｐＦより大きくする場合は、リング状配線５１４ａの高さｌをより大きくする必要がある。
【００２８】
なお、リング状配線５１４ａのスルーホール間の隙間による静電容量の低下を考慮すると、リング状配線５１４ａの高さｌをさらに大きくする必要がある。しかし、電圧検出用プリント基板５１７の厚さは現在では５ｍｍ程度が最大である。したがって、使用条件によっては、コンデンサＣ１を所望の静電容量にすることができない。
【００２９】
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、電力伝送用導電体との間に形成されるコンデンサの静電容量が基板の厚さによって制限されない高周波検出装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００３１】
本発明の第１の側面によって提供される高周波検出装置は、高周波電力が伝送される電力伝送用導電体に生じる高周波電圧に応じた所定の電圧レベルの信号である高周波電圧信号を検出する高周波検出装置であって、基板と、前記電力伝送用導電体を貫通させる部分を有し、前記電力伝送用導電体が前記貫通させる部分を貫通するように配置されたときに、前記電力伝送用導電体の軸方向と前記基板とが略直交するように前記基板に固定することによって、前記電力伝送用導電体と対向する箇所がコンデンサの電極として機能する貫通導体と、前記貫通導体に接続された配線とを備え、前記電力伝送用導電体は、内部導体と外部導体とを有する同軸管の前記内部導体であって、前記基板は前記外部導体の内側に固定されていることを特徴とする
【００３２】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記貫通導体に接続された配線を介して前記貫通導体に直列接続された分圧用の素子を有し、前記電力伝送用導電体に生じる高周波電圧を分圧することで所定の電圧レベルまで減衰させた前記高周波電圧信号を出力する電圧用変換手段をさらに備えた。
【００３３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記分圧用の素子はコンデンサ又は抵抗によって構成されている。
【００３４】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記貫通導体はリング形状の導体である。
【００３５】
本発明の好ましい実施の形態においては前記基板を貫通する貫通穴が設けられ、前記貫通導体は前記貫通穴に挿入して固定されている。
【００３６】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記貫通導体の周囲に沿って前記基板上に形成されたコイル状の配線と、前記電力伝送用導電体が前記貫通導体を貫通するように配置されたときに、前記電力伝送用導電体を流れる高周波電流に応じて前記コイル状の配線に流れる電流に基づいて、所定の電圧レベルの信号である高周波電流信号を出力する電流用変換手段とをさらに備えている。
【００３７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記コイル状の配線と前記貫通導体との間の前記基板上に、前記電力伝送用導電体を流れる電流によって発生する磁束を前記コイル状の配線に作用させつつ、前記電力伝送用導電体に生じる電界が前記コイル状の配線に与える影響を低減するために設けられた遮蔽部をさらに備えている。
【００３９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基板の形状は円形状である。
【００４０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電力伝送用導電体を伝送される高周波電力によって発生する電磁波から、前記基板上の配線または前記基板に搭載された回路を保護するための保護手段をさらに備えている。
【００４１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護手段は、前記電力伝送用導電体の軸方向に前記基板を挟むように設けられた２つの保護基板である。
【００４２】
本発明の第２の側面によって提供される同軸管は、本発明の第１の側面によって提供される高周波検出装置と、前記内部導体と外部導体とを備えている。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、基板に固定された貫通導体を備えており、電力伝送用導電体が貫通導体に設けた貫通させる部分を貫通するように配置されたときに、当該貫通導体と電力伝送用導電体とでコンデンサが形成される。電力伝送用導電体に生じる高周波電圧をこの貫通導体に接続された配線を介して出力する。貫通導体の厚さ（貫通させた電力伝送用導電体の軸方向の長さ）は、基板の厚さより大きくすることができるので、貫通導体と電力伝送用導電体との間に形成されるコンデンサの静電容量を、基板の厚さにかかわらず、大きくすることができる。つまり、当該静電容量は、基板の厚さによって制限されない。
【００４４】
また、基板を同軸管の外部導体の内側に固定した場合、内部導体は外部導体と同軸となるように固定されており、貫通導体は基板に固定されているので、貫通導体の内部導体に対する相対位置は固定されている。したがって、内部導体に対する貫通導体の相対位置が変化したり不安定になったりすることが抑制され、検出値にバラツキが生じることを抑制することができる。
【００４５】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１実施形態に係る高周波検出装置の構成を説明するための図であり、同軸管に配置された高周波検出装置を同軸管の軸方向に見た図である。
【図２】第１実施形態に係る高周波検出装置の構成を説明するための図であり、同軸管に配置された高周波検出装置を同軸管の径方向に見た図である。
【図３】第１実施形態に係るプリント基板を説明するための平面図である。
【図４】コイル状配線を説明するための図である。
【図５】電圧用変換回路の内部構成の一例を説明するための図である。
【図６】高周波検出装置の内部構成を回路図で表した図である。
【図７】第２実施形態に係る高周波検出装置の構成を説明するための図であり、同軸管に配置された高周波検出装置を同軸管の径方向に見た図である。
【図８】第２実施形態に係るプリント基板を説明するための平面図である。
【図９】遮蔽配線を説明するための図である。
【図１０】保護基板の代わりに配置される保護ケースを説明するための図である。
【図１１】第３実施形態に係る高周波検出装置の構成を説明するための図である。
【図１２】一般的なプラズマ処理システムの構成を示すブロック図である。
【図１３】高周波検出装置の一般的な内部構成を説明するための図である。
【図１４】従来の高周波検出装置の構成を説明するための図である。
【図１５】電圧検出用プリント基板の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明の実施の形態を、同軸管の途中に配置される高周波検出装置の場合を例として、添付図面を参照して具体的に説明する。
【００４８】
図１および図２は、第１実施形態に係る高周波検出装置１の構成を説明するための図であり、当該高周波検出装置１を同軸管に配置した状態を示している。同軸管は、高周波電力の伝送経路であって、内部導体８および外部導体９を備えている。高周波検出装置１は、同軸管の内部導体８と外部導体９との間の空間に配置され、同軸管によって伝送される高周波電力の高周波電圧信号と高周波電流信号とを検出するものである。外部導体９は接地されて０ボルト電位の基準（グランド）となるものなので、実質的には、高周波検出装置１は内部導体８を伝送される高周波電力の高周波電圧信号と高周波電流信号とを検出する。高周波検出装置１によって検出された高周波電圧信号と高周波電流信号とは図示しない演算装置（図１２参照）に出力され、演算装置は入力された高周波電圧信号と高周波電流信号とから演算によって各種高周波パラメータを算出する。
【００４９】
図１は、同軸管に配置された高周波検出装置１を同軸管の軸方向に見た図であり、同軸管を径方向に切断して見た状態を示している。なお、同図においては、手前にある保護基板５（後述）を省略して記載している。図２は、同軸管に配置された高周波検出装置１を同軸管の径方向に見た図であり、図１に示すＡ−Ａ’線で同軸管を切断して見た状態を示している。
【００５０】
図１および図２に示すように、高周波検出装置１は、プリント基板２、固定具４、保護基板５、および固定具６を備えている。
【００５１】
プリント基板２は、高周波電圧信号と高周波電流信号とを検出するための回路が形成された基板であり、高周波検出装置１の実質的な機能（高周波電圧信号と高周波電流信号の検出機能）を果たすものである。プリント基板２には、カレントトランス、コンデンサ、電流用変換回路、電圧用変換回路、および各配線が形成されている。
【００５２】
以下に、図３〜図５を参照して、プリント基板２の詳細を説明する。
【００５３】
図３は、プリント基板２を説明するための平面図である。なお、以下では、同図に表示されている方の搭載面を「表面」とし、他方の搭載面を「裏面」とする。
【００５４】
同図に示すように、プリント基板２は、中央に円形状の貫通穴２９を形成された円形状の基板２０に、コイル状配線２１、リング接続配線（出力配線）２２、リング状導体２３、グランド配線２４、回路搭載部２５、電流用変換回路２６、および電圧用変換回路２７を設けたものである。
【００５５】
基板２０は、例えばガラスエポキシ等の絶縁材料からなり、外部導体９の内径以下の直径を有する円形状の基板である。本実施形態では、基板２０と外部導体９の内壁との間に若干の空間を生じさせつつ、基板２０を外部導体９の内壁に固定しやすいように、基板２０の直径を外部導体９の内径より少し小さいものとしている。なお、これに限られず、基板２０が外部導体９の内壁に固定できればよいので、搭載面が狭くなりすぎない程度に基板２０の半径を小さいものとしてもよい。また、基板２０の形状は円形状に限られず、基板２０を外部導体９の内壁に固定できるのであれば、他の形状（例えば、矩形や八角形などの多角形形状や楕円形状）でもよい。
【００５６】
貫通穴２９は、基板２０の中央を貫通するように形成された穴であり、内部導体８の外径以上の直径を有する穴である。本実施形態では、貫通穴２９と内部導体８との間にリング状導体２３（後述）を配置する空間を生じさせるために、貫通穴２９の直径を内部導体８の外径より大きいものとしている。なお、貫通穴２９の形状は円形状に限られず、内部導体８やリング状導体２３を挿入することができるのであれば、他の形状（例えば、矩形や八角形などの多角形形状や楕円形状）でもよい。
【００５７】
コイル状配線２１は、基板２０の貫通穴２９の外周にコイル状に形成されたプリント配線であり、カレントトランスとして機能する。コイル状配線２１の両端部には回路搭載部２５（後述）に延びる出力配線２１ａ，２１ａ’が形成されている。出力配線２１ａ，２１ａ’は、回路搭載部２５で後述する電流用変換回路２６と接続される。
【００５８】
図４は、コイル状配線２１を説明するための図である。同図（ａ）は図３に示す破線で囲まれた範囲ａ部分の拡大図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。なお、同図においては、通常は見えないプリント配線を説明のために破線で図示している。
【００５９】
同図に示すように、コイル状配線２１はスルーホール２１ｃおよびプリント配線２１ｄ，２１ｅによって形成されている。なお、「スルーホール」とは、前述したように、基板を貫通した穴にメッキなどを施して基板の両面を電気的に接続させるための穴である。基板が多層構造の場合は、層間を貫通して電気的に接続させる穴も含まれる。同図（ａ）に実線で示すプリント配線２１ｄはプリント基板２の表面に形成されたプリント配線であり、破線で示すプリント配線２１ｅは、基板２０の裏面に形成されたプリント配線である。プリント配線２１ｄとプリント配線２１ｅとはスルーホール２１ｃによって接続されており、プリント配線２１ｄが隣り合う２つのプリント配線２１ｅとそれぞれ接続されることで、コイル状のプリント配線を形成している。同図（ｂ）においては、図の上側がプリント基板２（基板２０）の表面であり、図の下側がプリント基板２の裏面である。同図（ｂ）に実線で示すスルーホール２１ｃは切断面に位置するスルーホール（すなわち、同図（ａ）の下側のスルーホールであり、貫通穴２９側のスルーホール）であり、破線で示すスルーホール２１ｃは当該断面図では見えないスルーホール（すなわち、同図（ａ）の上側のスルーホールであり、貫通穴２９とは反対側のスルーホール）である。
【００６０】
内部導体８はプリント基板２の貫通穴２９を貫通するように配置されるので（図１および図２参照）、コイル状配線２１は内部導体８の周囲を取り囲むように配置されたカレントトランスとして機能する。すなわち、内部導体８を流れる高周波電流によって発生する磁束がコイル状配線２１に作用して、コイル状配線２１に電流が流れる。したがって、このコイル状配線２１に流れる電流を検出することで、内部導体８を流れる高周波電流に応じた電流を検出することができる。
【００６１】
コイル状配線２１は、プリント基板２上にスルーホール２１ｃとプリント配線２１ｄ、２１ｅとで形成されるので、形状や位置のバラツキがほとんどない。したがって、巻線間隔や巻き付け強さにバラツキがほとんど生じないので、複数のプリント基板２を製作した場合に、個々のプリント基板２に起因する電流検出値のバラツキを低減させることできる。また、コイル状配線２１はプリント基板２上に形成されているので、取り扱いが容易であり、プリント基板２を所定の位置に配置することでコイル状配線２１を所定の位置に適切に配置することができる。また、基板２０は、例えばガラスエポキシ等の絶縁材料で作られる。このような絶縁材料の比透磁率は、磁性体よりも小さい。そのために、従来のようにコアとして用いる磁性体に配線を巻き付けてカレントトランスを構成する場合よりも、自己共振周波数を高くすることができる。したがって、検出可能な高周波電流の周波数帯域の上限を高くすることができる。
【００６２】
なお、コイル状配線２１の構成はこれに限られない。例えば、プリント基板２を多層構造の基板とし、スルーホール２１ｃを一部の層間を貫通させるだけにして、プリント配線２１ｄまたはプリント配線２１ｅを層間に形成することで、コイル状配線２１の一部または全部をプリント基板２の内部に形成するようにしてもよい。また、コイル状配線２１を２重以上形成して（例えば、図３においてコイル状配線２１と貫通穴２９との間にもう１つコイル状配線２１を形成したり、コイル状配線２１の各配線と配線の間にも１つコイル状配線２１を形成して２つのコイル状配線２１が２重螺旋構造となるようにするなど）、複数のカレントトランスを備えるようにしてもよい。この場合、複数のコイル状配線２１を直列接続してもよいし、並列接続してもよい。
【００６３】
図３に戻って、リング接続配線２２は、後述するリング状導体２３を後述する電圧用変換回路２７に電気的に接続するためのプリント配線である。リング接続配線２２の一方端はリング状導体２３に接続され、他方端は回路搭載部２５で電圧用変換回路２７に接続される。これにより、リング状導体２３と電圧用変換回路２７とが電気的に接続される。なお、リング接続配線２２はリング状導体２３と電圧用変換回路２７とを電気的に接続することができればよく、リング接続配線２２の形状は限定されない。
【００６４】
リング状導体２３は、コンデンサの一方の電極として機能するものである。リング状導体２３は、リング状の導体であって、例えば銅のリングである。リング状導体２３は、筒状の筒状部分２３ａと当該筒状部分２３ａの外側に形成された鍔状の鍔状部分２３ｂとからなり、切断面が略Ｔ字形状となっている（図２参照）。なお、リング状導体２３の形状および素材はこれに限定されるものではない。例えば、切断面が略Ｌ字形状となるように鍔状部分２３ｂが筒状部分２３ａのいずれかの端部に形成されていてもよし、素材がアルミニウムなどであってもよい。また、リング状導体２３の形状はリング状に限定されず、内部導体８を貫通させて配置させることができる形状であればよい。例えば、リング状の一部が欠けた略Ｃ字形状であってもよいし、円ではなく多角形のリング形状でもよい。
【００６５】
リング状導体２３の筒状部分２３ａの外径はプリント基板２の貫通穴２９（図３参照）の内径以下であり、筒状部分２３ａが貫通穴２９に挿入されて、鍔状部分２３ｂがプリント基板２の表面に固定されている。本実施形態では、鍔状部分２３ｂに設けられたネジ穴とプリント基板２に設けられたネジ穴とをネジで固定しているが、これに限られない。また、鍔状部分２３ｂはリング接続配線２２に電気的に接続されている。
【００６６】
内部導体８はプリント基板２の貫通穴２９を貫通するように配置されるので（図１および図２参照）、リング状導体２３の筒状部分２３ａの内面部分は、内部導体８の内のリング状導体２３と対向する箇所と対になるコンデンサの電極として機能する。すなわち、内部導体８に生じる高周波電圧に応じた電圧を検出することができる。
【００６７】
グランド配線２４は、基準（グランド）電位となるプリント配線であって、基板２０の両搭載面上の外側部分に形成されている。グランド配線２４の形状は、後述する回路搭載部２５となる部分を除いたドーナツ形状であり、基板２０および貫通穴２９と中心を共通にしている。なお、グランド配線２４の形状はこれに限定されない。導電体である固定具４（後述）を介して、グランド配線２４は外部導体９と電気的に接続されている（図１および図２参照）ので、グランド配線２４の電位は基準（グランド）電位となる。
【００６８】
回路搭載部２５は、電流用変換回路２６および電圧用変換回路２７が搭載される場所であり、プリント基板２の両搭載面の外側部分の一部（グランド配線２４が形成されていない部分）である。回路搭載部２５には電流用変換回路２６および電圧用変換回路２７が搭載され、電流用変換回路２６と出力配線２１ａ，２１ａ’とが接続され、電圧用変換回路２７とリング接続配線２２とが接続されている。
【００６９】
電流用変換回路２６は、コイル状配線２１より入力される電流を所定の電圧レベルの信号である高周波電流信号に変換して出力するものである。電流用変換回路２６は、回路搭載部２５に配置され、回路搭載部２５で出力配線２１ａ，２１ａ’と接続されている。なお、図３においては記載を省略しているが、電流用変換回路２６には高周波電流信号を出力するための出力配線が接続されている。出力配線は、外部導体９に設けられた開口部（図示しない）から外部導体９の外側に伸び、演算装置（図１２参照）に接続されている。なお、本実施形態では、１つの電子部品としての電流用変換回路２６を搭載した場合について記載しているが、電流用変換回路２６が複数の電子部品で構成されていてもよい。この場合、これらの電子部品を回路搭載部２５に搭載して、各電子部品間をプリント配線で接続すればよい。
【００７０】
電圧用変換回路２７は、リング状導体２３より入力される電圧を所定の電圧レベルの信号である高周波電圧信号に変換して出力するものである。電圧用変換回路２７は、回路搭載部２５に配置され、回路搭載部２５でリング接続配線２２と接続されている。
【００７１】
図５は、電圧用変換回路２７の内部構成の一例を説明するための図である。
【００７２】
電圧用変換回路２７は、リング接続配線２２（図３参照）を介してリング状導体２３に直列接続するコンデンサＣ２と、リング状導体２３とコンデンサＣ２との接続点に接続される抵抗Ｒ１とを備えている。内部導体８に生じる高周波電圧は、リング状導体２３と内部導体８との間で形成されるコンデンサ（以下、場合により「コンデンサＣ１」とする。）とコンデンサＣ２とによって分圧される。リング状導体２３に生じる分圧された電圧のレベルが抵抗Ｒ１で調整され、高周波電圧信号として出力される。
【００７３】
なお、演算装置には通常、入力端にボルテージフォロア回路（入力インピーダンスが高インピーダンス）が設けられているので、調整用の抵抗Ｒ１には殆ど電流が流れない。もちろん、演算装置側の設計によっては電流が流れる場合がある。例えば、演算装置の入力端において、グランド電位との間に抵抗が設けられた場合には抵抗Ｒ１にも若干の電流が流れる。そのため、抵抗Ｒ１によって調整が可能となる。上記から分かるように、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ２で構成される分圧回路が構成できればよい。そのため、調整用の抵抗Ｒ１は必要なければ設けなくても良い。すなわち、コンデンサＣ１はリング状導体２３等によって形成されるため、電圧用変換回路２７は少なくともコンデンサＣ２を備えていればよい。
【００７４】
また、電圧用変換回路２７のコンデンサＣ２の代わりに、分圧用の抵抗を用いることによって、分圧回路を構成してもよい。これらコンデンサＣ２や分圧用の抵抗は、分圧用の素子となる。なお、コンデンサＣ２や分圧用の抵抗のような分圧用の素子は、１つの素子から構成されていてもよいし、複数の素子によって構成されていてもよい。また、コンデンサと抵抗とを組み合わせてもよい。もちろん、上述したように、減衰率および合成静電容量を考慮して、コンデンサＣ２の静電容量や分圧用の抵抗の抵抗値を設計する必要がある。
【００７５】
なお、図３においては記載を省略しているが、電圧用変換回路２７には高周波電圧信号を出力するための出力配線が接続されている。出力配線は、外部導体９に設けられた開口部（図示しない）から外部導体９の外側に伸び、演算装置（図１２参照）に接続されている。なお、本実施形態では、１つの電子部品としての電圧用変換回路２７を搭載した場合について記載しているが、電圧用変換回路２７が複数の電子部品で構成されていてもよい。この場合、これらの電子部品を回路搭載部２５に搭載して、各電子部品間をプリント配線で接続すればよい。
【００７６】
電流用変換回路２６および電圧用変換回路２７、または、これらを構成する各電子部品は、プリント基板２の一方の搭載面の回路搭載部２５に搭載されていてもよいし、プリント基板２の両方の搭載面の回路搭載部２５に搭載されていてもよい。両方の搭載面の回路搭載部２５に搭載されている場合は、スルーホールを介してプリント配線で接続すればよい。
【００７７】
なお、電流用変換回路２６および電圧用変換回路２７をプリント基板２上に設けずに、別途設ける様にしてもよい。この場合は、出力配線２１ａ，２１ａ’の端部にそれぞれ出力端子を設け、これらの出力端子と電流用変換回路２６とを接続配線で接続し、リング接続配線２２の端部に出力端子を設け、この出力端子と電圧用変換回路２７とを接続配線で接続すればよい。
【００７８】
図１および図２に戻って、固定具４は、プリント基板２を外部導体９の内側に固定するものである。固定具４は、導電体であって、プリント基板２のグランド配線２４（図３参照）上に導通するように固着されており、外部導体９に導通するように固定される。これにより、グランド配線２４と外部導体９とは電気的に接続されており、グランド配線２４の電位は基準（グランド）電位となる。本実施形態では、固定具４として４つの取り付けブロックをプリント基板２に固着し、当該取り付けブロックと外部導体９に設けられたネジ穴（図示しない）とをそれぞれネジ（図示しない）を用いて固定している。なお、プリント基板２が外部導体９の内側に固定されればよいのであって、固定具４の取り付け方法はこれに限られるものではない。例えば、固定具４を外部導体９に溶接してもよいし、接着材で接着してもよい。また、固定具４を用いずに、プリント基板２を外部導体９に直接固定してもよい。また、グランド配線２４と外部導体９とは他の方法で電気的に接続してもよい。
【００７９】
保護基板５は、内部導体８を伝送される高周波電力によって発生する電磁波から、プリント基板２上の配線および搭載された電子回路を保護するためのものである。保護基板５は、プリント基板２の基板２０（図３参照）と同様の基板（貫通穴を形成された円形状の基板）の一方の搭載面（または、両方の搭載面）の全体にグランド配線を行ったものであり、内部導体８の軸方向にプリント基板２を挟むように２枚配置される。本実施形態では、保護基板５とリング状導体２３とによって浮遊容量が生じることを抑制するために、保護基板５の貫通穴の内径をリング状導体２３の外径と同程度とし、内部導体８の軸方向に見て保護基板５とリング状導体２３との重なり部分が生じないようにしている。なお、保護基板５の貫通穴の大きさおよび形状は、これに限定されない。また、保護基板５の大きさおよび形状も限定されない。
【００８０】
保護基板５は、後述する固定具６によって、プリント基板２に固定されている。また、保護基板５のグランド配線とプリント基板２のグランド配線２４（図３参照）とが導通するように、導電体である固定具６で固定されているので、保護基板５のグランド配線の電位は基準（グランド）電位となる。なお、内部導体８から発生する電磁波が配線および電子回路に与える影響が小さい場合は、保護基板５を設けなくてもよい。
【００８１】
固定具６は、保護基板５をプリント基板２に固定するものである。固定具６は、導電体であって、プリント基板２のグランド配線２４（図３参照）と保護基板５のグランド配線とを導通するように、保護基板５をプリント基板２に固定する。これにより、保護基板５のグランド配線とグランド配線２４とは電気的に接続され、保護基板５のグランド配線の電位は基準（グランド）電位となる。本実施形態では、固定具６として４つの金属製のスペーサーを用いて、保護基板５がプリント基板２に平行となるように固定している。なお、図１においては保護基板５および固定具６の記載を省略している。なお、保護基板５がプリント基板２に固定されればよいのであって、固定具６の取り付け方法はこれに限られるものではない。例えば、固定具６を保護基板５およびプリント基板２に接着材で接着してもよい。また、固定具４によるプリント基板２の固定と同様に、保護基板５を外部導体９の内側に固定するようにしてもよい。また、保護基板５を外部導体９に直接固定してもよい。また、保護基板５のグランド配線とプリント基板２のグランド配線２４とは他の方法で電気的に接続してもよい。
【００８２】
図６は、高周波検出装置１の内部構成を回路図で表した図である。
【００８３】
同図に示すように、コイル状配線２１は内部導体８に流れる高周波電流に応じた電流を検出するカレントトランスとして機能し、リング状導体２３は内部導体８に生じる高周波電圧に応じた電圧を検出するコンデンサの一方の電極として機能する。コイル状配線２１によって検出された電流は、出力配線２１ａ，２１ａ’を介して電流用変換回路２６に入力される。電流用変換回路２６は、入力された電流を所定の電圧レベルの信号である高周波電流信号に変換して出力する。リング状導体２３によって検出された電圧は、リング接続配線２２を介して電圧用変換回路２７に入力される。電圧用変換回路２７は、入力された電圧を所定の電圧レベルの信号である高周波電圧信号に変換して出力する。
【００８４】
本実施形態において、リング状導体２３の筒状部分２３ａの高さ（図２における上下方向の長さ）は、プリント基板２の厚さ（図２における上下方向の長さ）より大きくすることができる。これにより、プリント基板２にプリント配線でリング状配線を形成しこれを電極とした場合のコンデンサの容量と比べて、リング状導体２３を電極としたコンデンサの容量を大きくすることができる。したがって、内部導体８との間に形成されるコンデンサの静電容量は、プリント基板２の厚さによって制限されない。すなわち、リング状導体２３の筒状部分２３ａの高さは、プリント基板２の厚さよりも低くすることもできるが、プリント基板２の厚さよりも高くすることができる。そして、プリント基板２の厚さよりも高くすれば、従来技術では実現できなかった静電容量を得ることができる。前述したように、基板の厚さは現在では５ｍｍ程度が最大であるので、リング状導体２３の筒状部分２３ａの高さが５ｍｍ以上の場合に特に有用な効果がある。
【００８５】
例えば、図１５に示す従来技術において、内部導体８の外径ａが２０ｍｍ、リング状配線５１４ａの内径ｂが６０ｍｍ、電圧検出用プリント基板５１７の厚さが５ｍｍの場合、上記（１）式により、リング状配線５１４ａを電極としたコンデンサの静電容量は最大でも０．２５ｐＦにしかできない。一方、内部導体８の外径ａ、リング状導体２３の内径ｂ、およびプリント基板２の厚さが同じ条件でも、リング状導体２３の筒状部分２３ａの高さを９．９ｍｍとすれば、リング状導体２３を電極としたコンデンサの静電容量を０．５ｐＦとすることができる。なお、上記の例で示した条件は一例であって、リング状導体２３を電極としたコンデンサの静電容量等は、これに限定されない。例えば、リング状導体２３を電極としたコンデンサの静電容量等の適正値は、内部導体８に生じる高周波電圧によっても異なるし、高周波電源装置から出力される高周波電力の周波数によっても異なる。
【００８６】
また、リング状導体２３はプリント基板２上に固定されているので取り扱いが容易であり、プリント基板２を所定の位置に配置することでリング状導体２３を所定の位置に適切に配置することができる。
【００８７】
さらに、高周波検出装置１のプリント基板２は外部導体９に固定されており、同軸管において内部導体８は外部導体９と同軸となるように固定されている。したがって、プリント基板２上に形成されたコイル状配線２１、および、プリント基板２上に固定されたリング状導体２３の、内部導体８に対する相対位置は固定されている。したがって、内部導体８に対するコイル状配線２１およびリング状導体２３の相対位置が変化したり不安定になったりすることが抑制される。これにより、検出値にバラツキが生じることを抑制することができる。
【００８８】
また、高周波検出装置１は外部導体９の内側に配置される。したがって、高周波検出装置１を配置するためのスペースを新たに用意する必要がない。また、外部導体９を分断するなどの改造は必要なく、例えば、外部導体９に高周波検出装置１を固定するためのネジ穴を設けるなどの簡単な作業のみで高周波検出装置１を配置することができる。したがって、高周波検出装置１を伝送経路に容易に配置することができる。
【００８９】
次に、図７〜図９を参照して、第２実施形態に係る高周波検出装置を説明する。
【００９０】
内部導体８に生じる電界がコイル状配線２１に与える影響が大きい場合、電界の影響を低減する必要がある。一方、内部導体８を流れる高周波電流によって発生する磁束をコイル状配線２１に作用させる必要があるので、コイル状配線２１を完全に遮蔽することはできない。したがって、磁束をコイル状配線２１に作用させつつ、電界がコイル状配線２１に与える影響を低減するような遮蔽部を設ける必要がある。第２実施形態に係る高周波検出装置は、このような遮蔽部を設けているものである。
【００９１】
図７〜図９は、第２実施形態に係る高周波検出装置１’の構成を説明するための図である。図７は、同軸管に配置された高周波検出装置１’を同軸管の径方向に見た図であり、上記図２に対応する図である。なお、同軸管に配置された高周波検出装置１’を同軸管の軸方向に見た図は、図１と同様となるので省略している。なお、図７において、図２に示す高周波検出装置１と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。図７に示す高周波検出装置１’は、保護基板５上に遮蔽部５ａを備えている点と、プリント基板２’の構成とが、図２に示す高周波検出装置１と異なる。
【００９２】
遮蔽部５ａは、保護基板５のプリント基板２'に対向する面に設けられている環状の導電体である。遮蔽部５ａはプリント基板２'に設けられている遮蔽配線２８（後述）と同様の形状となるように設けられており、保護基板５をプリント基板２'に固定したときに遮蔽部５ａが遮蔽配線２８に接続するようになっている。また、遮蔽部５ａは保護基板５のグランド配線上に設けられており、グランド配線に接続している。コイル状配線２１は、保護基板５のグランド配線と遮蔽部５ａ、プリント基板２’の遮蔽配線２８、および外部導体９からなる遮蔽部によって囲まれている。
【００９３】
図８は、プリント基板２’を説明するための平面図であり、上記図３に対応する図である。なお、図８において、図３に示すプリント基板２と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。図８に示すプリント基板２’は、遮蔽配線２８を備えている点が図３に示すプリント基板２と異なる。
【００９４】
遮蔽配線２８は、プリント基板２’のコイル状配線２１とリング状導体２３との間に形成されたプリント配線であり、コイル状配線２１を遮蔽する遮蔽部の一部として機能する。遮蔽配線２８にはグランド配線２４に延びる接続プリント配線２８ａが形成されており、遮蔽配線２８は接続プリント配線２８ａを介してグランド配線２４に接続している。なお、遮蔽配線２８が保護基板５の遮蔽部５ａに接続される場合、遮蔽部５ａ、保護基板５、固定具６およびプリント基板２’のグランド配線２４を介してグランドに接続される。そのため、接続プリント配線２８ａが形成されていなくてもよい。
【００９５】
図９は、遮蔽配線２８を説明するための図である。同図（ａ）は図８に示す破線で囲まれた範囲ｂ部分の拡大図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図である。
【００９６】
同図に示すように、遮蔽配線２８はスルーホール２８ｃ，２８ｃ’およびプリント配線２８ｄ，２８ｄ’，２８ｅ，２８ｅ’によって形成されている。なお、図９に示したスルーホール２８ｃ，２８ｃ’は、インターステシャルバイアホール（Interstitial Via Hole）と呼ばれている特定の層間だけで貫通穴を開けるタイプのスルーホールである。同図（ａ）に示すプリント配線２８ｄ，２８ｄ’はプリント基板２’の表面に形成されたプリント配線である。なお、同図（ａ）においては表示さないプリント配線２８ｅ，２８ｅ’が基板２０の裏面に形成されている（同図（ｂ）参照）。プリント配線２８ｅ，２８ｅ’は、それぞれプリント配線２８ｄ，２８ｄ’の対向する位置に配置されているので、同図（ａ）においては、破線の引き出し線で符号を付している。同図（ｂ）においては、図の上側がプリント基板２’（基板２０）の表面であり、図の下側がプリント基板２’の裏面である。基板２０の表面に形成された各スルーホール２８ｃは表面に形成されたプリント配線２８ｄによって接続され、基板２０の裏面に形成された各スルーホール２８ｃは裏面に形成されたプリント配線２８ｅによって接続されている。また、基板２０の表面に形成された各スルーホール２８ｃ’は表面に形成されたプリント配線２８ｄ’によって接続され、基板２０の裏面に形成された各スルーホール２８ｃ’は裏面に形成されたプリント配線２８ｅ’によって接続されている。なお、図７に示す保護基板５の遮蔽部５ａによって、各スルーホール２８ｃ，２８ｃ’がそれぞれ接続されるので、プリント配線２８ｄ，２８ｄ’，２８ｅ，２８ｅ’が形成されていなくてもよい。図８では、遮蔽配線２８は、リング接続配線２２の部分を除いて、貫通穴２９の周囲を略１周するように設けられている。
【００９７】
図９（ａ）に示すように、遮蔽配線２８は、スルーホール２８ｃがリング状導体２３側に、スルーホール２８ｃ’がコイル状配線２１側になるように、２重に形成されている。また、スルーホール２８ｃとスルーホール２８ｃ’とは、貫通穴２９から見た場合に隙間がなくなる（同図（ｂ）における各スルーホール２８ｃの間に各スルーホール２８ｃ’が位置する）ように、互いにずらして配置されている。これにより、プリント基板２'の貫
通穴２９に配置された内部導体８に生じる電界の影響を低減することができる。また、プリント基板２’（基板２０）の表面側のスルーホール２８ｃ，２８ｃ’と、プリント基板２’の裏面側のスルーホール２８ｃ，２８ｃ’との間には、遮蔽されていない隙間があるので、内部導体８を流れる高周波電流によって発生する磁束をコイル状配線２１に作用させることができる。
【００９８】
なお、遮蔽配線２８の構成はこれに限られない。例えば、スルーホールが３重以上配置されるようにしてもよい。また、遮蔽配線２８はコイル状配線２１とリング状導体２３との間に形成されていればよいのであって、円形状に配置されるものに限定されない。保護基板５の遮蔽部５ａの形状は、遮蔽配線２８の形状に合わせればよい。また、スルーホール２８ｃ，２８ｃ’を基板２０の表面から裏面に亘って貫通するタイプのスルーホールとして、保護基板５の遮蔽部５ａとスルーホール２８ｃ，２８ｃ’との間に遮蔽されていない隙間を設ける様にしてもよい。
【００９９】
保護基板５のグランド配線と遮蔽部５ａ、プリント基板２’の遮蔽配線２８、および外部導体９からなる遮蔽部は、その内部に配置されているコイル状配線２１を内部導体８に生じる電界から遮蔽することによって、電界がコイル状配線２１に与える影響を低減することができる。また、当該遮蔽部には遮蔽されていない隙間（図９の例では、遮蔽配線２８の表面側のスルーホール２８ｃ，２８ｃ’と、裏面側のスルーホール２８ｃ，２８ｃ’との間の隙間）があるので、内部導体８を流れる高周波電流によって発生する磁束をコイル状配線２１に作用させることができる。
【０１００】
上記第１実施形態では、保護基板５をプリント基板２と同様の大きさにした場合について記載したが、これに限られない。電磁波がプリント配線に与える影響が小さい場合は、プリント基板２上に搭載された電子回路のみを保護すればよい。この場合、保護基板５でコイル状配線２１を覆う必要はなく、保護基板５の大きさを回路搭載部２５を覆うことができる大きさにしてもよい。また、保護基板５を配置する代わりに、図１０の破線に示す保護ケース５’を回路搭載部２５のみを覆うように配置してもよい。
【０１０１】
上記第１実施形態および第２実施形態では、高周波検出装置１，１’が高周波電圧信号と高周波電流信号の両方を検出する場合について説明したが、これに限られない。本発明は、高周波電圧信号のみを検出する高周波検出装置にも適用することができる。高周波電圧信号のみを検出する場合は、図３に示すプリント基板２において、コイル状配線２１および電流用変換回路２６を設ける必要がない。また、この場合、プリント基板２に貫通穴２９を設けなくてもよい。例えば、プリント基板２に切り欠き部分を設けて、当該切り欠き部分にリング状導体２３を固定するようにしてもよい。また、プリント基板２の外縁にリング状導体２３を固定するようにしてもよい。
【０１０２】
また、高周波電圧信号を検出するためのリング状導体２３および電圧用変換回路２７と、高周波電流信号を検出するためのコイル状配線２１および電流用変換回路２６とを、１つのプリント基板２に形成する場合に限定されない。リング状導体２３および電圧用変換回路２７を形成したプリント基板とコイル状配線２１および電流用変換回路２６を形成したプリント基板とをそれぞれ外部導体９に固定する場合にも、本発明を適用することができる。
【０１０３】
上記第１実施形態および第２実施形態では、高周波検出装置１，１’を外部導体９の内側に固定する場合について説明したが、これに限られない。例えば、プリント基板２，２’を筐体に固定し、当該筐体を外部導体９の内側に固定するようにしてもよい。また、当該筐体を内部導体８を覆う絶縁体に固定するようにしてもよい。これらの場合でも、内部導体８との間に形成されるコンデンサの静電容量がプリント基板２，２’の厚さによって制限されないという効果を奏することができる。
【０１０４】
また、内部導体８に代えて絶縁体で覆われた電力伝送用導電体に筐体を固定する場合、当該電力伝送用導電体の両端に同軸ケーブルをコネクタで接続するようにしてもよい。図１１は、図１４に示す従来の高周波検出装置５１０の電流検出用プリント基板５１６および電圧検出用プリント基板５１７に代えてプリント基板２を用いた第３実施形態に係る高周波検出装置１”を説明するための図である。
【０１０５】
同図に示すように、高周波検出装置１”は、プリント基板２（リング状導体２３などを含む）、電力伝送用導電体５１１、および筐体５１８を備えている。プリント基板２は筐体５１８に固定され、筐体５１８は電力伝送用導電体５１１を覆う絶縁体に固定されている。高周波検出装置１”は、電力伝送用導電体５１１の両端に設けられたコネクタを同軸ケーブル４００の端部に設けられたコネクタに接続することで、同軸ケーブル４００の途中に接続させることができる。
【０１０６】
本実施形態においても、電力伝送用導電体５１１との間に形成されるコンデンサの静電容量がプリント基板２の厚さによって制限されないという効果を奏することができる。
【０１０７】
本発明に係る高周波検出装置、および、当該高周波検出装置を備えた同軸管は、上述した実施形態に限定されるものではない。また、本発明に係る高周波検出装置、および、当該高周波検出装置を備えた同軸管の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【０１０８】
１，１’，１”  高周波検出装置
２，２’  プリント基板
２０  基板
２１  コイル状配線
２１ａ，２１ａ’  出力配線
２１ｃ  スルーホール
２１ｄ，２１ｅ  プリント配線
２２  リング接続配線
２３  リング状導体（貫通導体）
２３ａ  筒状部分
２３ｂ  鍔状部分
２４  グランド配線
２５  回路搭載部
２６  電流用変換回路
２７  電圧用変換回路
２８  遮蔽配線
２８ａ  接続プリント配線
２８ｃ，２８ｃ’  スルーホール
２８ｄ，２８ｄ’，２８ｅ  プリント配線
２９  貫通穴
４  固定具
５  保護基板（保護手段）
５ａ  遮蔽部
５’  保護ケース（保護手段）
６  固定具
８  同軸管内部導体
９  同軸管外部導体
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図３】
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【図８】
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【図１０】
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