(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部導体の１つ以上の部分が周方向に帯状に切断され、絶縁された外部導体の両端が複数個のコンデンサを介して接続されていることを特徴とする同軸ケーブル。
【請求項２】
請求項１に記載の同軸ケーブルにおいて、上記絶縁された外部導体の両端が、内部導体を中心として等角度間隔で４個以上のコンデンサを介して接続されていることを特徴とする同軸ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱的に外部と隔離することを必要とする系と外界との間に接続する同軸ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気回路上の熱雑音を低減するため、回路を冷却して動作させるという技術が用いられる。また近年では、超伝導現象を利用して、より電気的損失の少ない回路を実現するという研究が盛んに行われているが、超伝導現象の発生温度が約−200°C程度と極めて低いため、回路を冷却しなければならない。
図１に熱的に外界との遮断を必要とする系の一例を示す。
【０００３】
このような系においては、回路及びそれを保持する台座に向かって、はるかに高い温度状態にある外界から熱が侵入し、回路及び台座の温度を上昇させようとするため、外界と回路及び台座とは熱的に遮断する必要がある。図１に示すような無線通信における受信機において、熱的に外界と遮断を必要とする系とは、受信帯域フィルタ４及び受信低雑音増幅器５である。外界とは熱遮蔽函３の外部を指す。図１に示す装置においては、外界から入力された信号を選択して増幅して出力するという機能から、外界との電気信号の入出力を行わなければならない。そこで、外界と回路との間で信号を伝達するために同軸コネクタ２及び同軸ケーブル1a,1bを使用する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらのコネクタとケーブルを介して外界の熱が、熱的に遮断を必要とする系に伝わり、回路を冷却する冷却装置の容量が大きくなるという問題があった。
本発明は、同軸ケーブル（例えば、セミリジッドケーブル）を介して伝えられる外界の熱を同軸ケーブル上で抑制し、なおかつ、所望の電気信号を劣化させることなく伝達することのできる同軸ケーブルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、同軸ケーブルにおいて、その外部導体を周方向に一部切断しケーブル外部導体を熱的、電気的に分離した上で、電気的な接続を断絶された外部導体の両端をコンデンサで結合することにより行い、伝熱を抑制し、電気信号は伝達することを特徴とする。さらに、上記コンデンサを同軸ケーブルの周方向に複数個配置することで、電気信号の劣化を抑制することを特徴とする。
ある温度T1の状態から、より低い温度T2の状態へ伝達される熱量Ｑは次式のように表わされる。
【０００６】
【数１】
0003723420.tif 000002
【０００７】
ここで、Rthは熱的な抵抗である。この式より、熱の侵入量Ｑを抑制するためには、Rthを増大させる必要があることがわかる。さて、一般的に金属は熱の良導体である。その理由は、金属がもつ自由電子が熱を伝導させるためである。従って、自由電子を遮断することで熱伝導を抑制することができる。そこで本発明では、導体間を自由電子をもたないコンデンサで結合させることにより、熱の伝達を抑制するものである。実際において、あるコンデンサ１個の単位長さ当たりにおける熱抵抗の大きさは、銅の約130倍大きいことを確認している。このコンデンサを使用することにより、外界からの熱伝導を抑制することができる。
【０００８】
外部導体にコンデンサを複数個つなぐ理由は、１個だけコンデンサをつないだものと比較して、電気信号の劣化が少ないためである。
図２は、切断された外部導体間に１個のコンデンサを接続した場合の外部導体に流れる表面電流の分布を示したものであり、色の黒いところほど多く電流が流れていることを示す。図２において、電流の分布は上部方向に偏っており、電流が集中している部位が、コンデンサが接続されている部位である。電流が一個所に集中することにより、外部電極とコンデンサとの間のインピーダンス不整合が起こり、信号の劣化が発生する。一方図３は、外部導体に４つコンデンサを接続したときの外部導体とコンデンサとの接続面に流れる表面電流の分布を示したもので、図２と比較して、電流が一様に分布している。従って、外部電極とコンデンサとの間のインピーダンス不整合が起こらず、信号の劣化が発生しない。
【０００９】
以上に示したとおり、本発明を使用することによって、熱の伝達を遮断し、かつ、電気信号を劣化させることなく伝達することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図４に請求項１の発明の実施例を示す。
この実施例では同軸ケーブルの外部導体aと外部導体bとの間にコンデンサを、周方向に４つ等間隔に接続したものである。なお、コンデンサの配置形態に関しては、外部導体における電流分布をバランス良くすることができれば、厳密には規定しない。コンデンサには誘電体が存在し、その両端に電極となる金属が存在し、一方の電極と他方の電極は誘電体を介して接合され、直接電極同士が接することは無い。従って、電極から電極への自由電子の移動は不可能であり、伝熱を抑制することができる。上記実施例では４つのコンデンサを等間隔に配置しているがコンデンサは２個以上であればよく、また、その配置を等間隔にしなくてもよい。
【００１１】
図５に示すように、図４の同軸ケーブルの片方を冷却装置と接続した場合において、同じ能力の冷却装置でも、コンデンサを用いて断熱を計った同軸ケーブルの方が何も加工しない同軸ケーブルより、冷却部の温度を低くすることが可能となる。
また、コンデンサで接続しているため、信号の劣化を抑制できる。
図６は、同軸ケーブルの外部導体の１部分を周方向に帯状に切断した両端をコンデンサ１個でつないだものと、４個でつないだものにおける信号伝達時の減衰量を比較したものである。減衰量とは、同じ寸法で何も加工を施していない同軸ケーブルの信号伝達時の減衰量との変化分であり、大きいものほど減衰量が大きいことを示す。なお、両者の合成静電容量はほぼ等しくなっている。図６に示すとおり、静電容量の大きさが同じにもかかわらず、コンデンサ４個をつないだものの方が信号の劣化が格段に少なく、加工していない同軸ケーブルと同等の性能であることがわかる。
【００１２】
図７に請求項２の発明の実施例を示す。
同軸ケーブルの外部導体aと外部導体bとが、円環状のコンデンサを介して接続された構造を有する。円環状のコンデンサにより、コンデンサの電極と外部導体との接続面における表面電流の分布が円周方向に完全に一様となり、信号を劣化させることなく伝達することが可能である。
なお、同軸ケーブルの外部導体を切断してコンデンサを接続する位置は、図１において同軸コネクタ２と受信帯域フィルタ４間と、同軸コネクタ２と受信低雑音増幅器３間の同軸ケーブルにおいてである。
【００１３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、同軸ケーブルの外部導体を周方向に帯状に切断し、絶縁された外部導体の両端を複数個のコンデンサ、あるいは環状のコンデンサを介して接続して構成することにより、特殊な構造の同軸ケーブルを用いることなく熱伝達を抑制でき、しかも電気信号を劣化させることなく伝送することができる。さらに、複数個のコンデンサを用いることにより１個のコンデンサを用いた場合に比べて減衰量を格段に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱的に外界との遮断を必要とする系の一例を示したブロック図。
【図２】切断された外部導体の両端を１個のコンデンサで接続した場合における外部導体とコンデンサの接続面における表面電流分布を示す図。
【図３】切断された外部導体の両端を４個のコンデンサで接続した場合における外部導体とコンデンサの接続面における表面電流分布を示す図。
【図４】本発明の請求項１の実施例の構成図。
【図５】本発明を用いた場合の熱的効果を説明する図。
【図６】本発明を用いた場合の電気的効果を説明する図。
【図７】本発明の請求項２の実施例の構成図。
【符号の説明】
１a、１b    同軸ケーブル
２    同軸コネクタ
３    熱遮蔽函
４    受信帯域フィルタ
５    受信低雑音増幅器
６    冷却部材
７    冷却手段
８    外部導体a
９    外部導体b
10    内部導体
11    誘電体
12    コンデンサ
13    外部導体a
14    外部導体b
15    内部導体
16    誘電体
17    円環状コンデンサ
【図１】
0003723420.tif 000003
【図２】
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【図３】
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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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