(57)【要約】【課題】高い周波数での特性に優れ、且つ、チップキャパシタの耐衝撃性に優れたバイアスティーを提供すること。【解決手段】本発明は、伝送路に同軸構造を採用したバイアスティーにおいて、チップキャパシタと；前記チップキャパシタを挟んで同軸上で連結される第１及び第２の中心導体と；前記チップキャパシタと前記第１の中心導体との間及び、前記チップキャパシタと前記第２の中心導体との間に設けられた緩衝構造部とを備えた構造を採用する。【選択図】図２
2018191222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路に同軸構造を採用したバイアスティーにおいて、
チップキャパシタと；
前記チップキャパシタを挟んで同軸上で連結される第１及び第２の中心導体と；
前記チップキャパシタと前記第１の中心導体との間及び、前記チップキャパシタと前記第２の中心導体との間に設けられた緩衝構造部とを備えたことを特徴とするバイアスティー。
【請求項２】
前記緩衝構造部は、軟導体部材を含むことを特徴とする請求項１に記載のバイアスティー。
【請求項３】
前記軟導体部材は、前記第１及び第２の中心導体の断面と概ね同じ外形寸法に成形されていることを特徴とする請求項２に記載のバイアスティー。
【請求項４】
前記緩衝構造部は、バネ部材を含むことを特徴とする請求項１に記載のバイアスティー。
【請求項５】
前記バネ部材は湾曲した円盤状に成形され、前記第１及び第２の中心導体の断面と概ね同じ外形寸法を有することを特徴とする請求項４に記載のバイアスティー。
【請求項６】
前記第１及び第２の中心導体の少なくとも一方が、前記チップキャパシタと接続される第１の部分と、当該第１の部分に連結された第２の部分とに分割され、
前記第１の部分と第２の部分の一方が先細りのテーパ状の雄部を有し、他方が前記テーパ状先端部に対応した形状の雌部部を備え、
前記雄部と雌部とが少なくとも軸方向に相対移動可能な状態で連結され、これによって前記緩衝構造部が構成されることを特徴とする請求項１に記載のバイアスティー。
【請求項７】
前記テーパ状先端部が円錐台形状であることを特徴とする請求項６に記載のバイアスティー。
【請求項８】
前記チップキャパシタ及び、前記緩衝構造部を保持する樹脂製の筒状部材を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のバイアスティー。
【請求項９】
前記第１及び第２の中心導体の連結側の端部には、他の部分よりも細い小径連結領域が形成され、
前記第１及び第２の中心導体の前記小径連結領域が、前記筒状部材の両端に嵌合し、これによって中心導体全体として外径寸法が均一となるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載のバイアスティー。
【請求項１０】
前記第１及び第２の中心導体の外側には、絶縁構造部を介して外導体が設けられていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載のバイアスティー。
【請求項１１】
前記絶縁構造部は、絶縁性のシート又はフィルムであることを特徴とする請求項１０に記載のバイアスティー。
【請求項１２】
前記絶縁構造部は、空気層であることを特徴とする請求項１０に記載のバイアスティー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸線路に直流電流を重畳するバイアスティーに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、バイアスティーは、使用する帯域において、通過損失が少なく、リターンロスが良好であり、供給出来る電流値が大きいことが望ましい。図１は、バイアスティーの基本的な回路構成を示す。図１のように、バイアスティー１０は、伝送路１２ａと伝送路１２ｂの両端に接続する２個のコネクタ１４（ＲＦ端子），１６（ＲＦ＋ＤＣ端子）と、直流をカットするキャパシタ１８と、直流を供給するインダクタ２０と、これに接続されたＤＣ端子２２とを備えている。
【０００３】
伝送路１２ａ，１２ｂとしては、多くの場合には、高い周波数帯域の場合にはマイクロストリップラインを用いる。また、キャパシタ１８としてはチップキャパシタを用い、インダクタ２０は使用する帯域に応じた値に設定される。なお、バイアスティー１０に供給できる最大電流は、伝送路１２ｂと、インダクタ２０により制限される。
【０００４】
ところで、伝送路１２ａ，１２ｂとしてマイクロストリップラインを採用した場合、扱う周波数が高くなるに従い損失が増加し、リターンロスが劣化してしまう。このように、高い周波数で特性が劣化する要因としては、伝送路１２ａ，１２ｂに使用する誘電体の誘電損、伝送路１２ａ，１２ｂの放射損、直流カットキャパシタ１８の損失及び接続不整合、コネクタ（１４，１６，２２）との接続不整合、直流供給用のインダクタ２０と伝送路１２ｂとの接続による不整合などが挙げられる。
【０００５】
そこで、空気を誘電体とした同軸構造の伝送路を採用することにより、マイクロストリップライン伝送路等が持つ劣化要因の多くを排除することが可能となる。伝送路の主体である中心導体は、高周波特性に優れた良導体が使用される為、当該中心導体での電流制限は大幅に低減される。例えば、実開平０７−０３９１０１号公報に示された構造が周知である。
【０００６】
しかしながら、金属構造物である中心導体と電子部品であるチップキャパシタとを直列的に連結した場合には別の問題が生じる。例えば、チップキャパシタを半田付けによって連結した場合、中心導体に接続されたＲＦ端とＲＦ＋ＤＣ端のコネクタからの機械的引っ張り、圧縮、振動等の衝撃によりチップキャパシタが破損してしまう恐れがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであり、高い周波数での特性に優れ、且つ、耐久性に優れたバイアスティーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、伝送路に同軸構造を採用したバイアスティーにおいて、チップキャパシタと；前記チップキャパシタを挟んで同軸上で連結される第１及び第２の中心導体と；前記チップキャパシタと前記第１の中心導体との間及び、前記チップキャパシタと前記第２の中心導体との間に設けられた緩衝構造部とを備えた構造を採用する。なお、中心導体は絶縁体層を介して外導体層によって被覆される。
ここで、「チップキャパシタ」としては、高周波特性に優れた積層セラミックコンデンサや、シリコンキャパシタを採用することができる。
【０００９】
上記のような構造を採用することで、同軸構造の伝送路を用いた場合のメリットに加えて、チップキャパシタの保護特性が著しく向上する。すなわち、緩衝構造部によって外部からの衝撃や、中心導体の寸法誤差、温度収縮（伸長）を吸収可能となり、バイアスティーの耐久性が飛躍的に向上する。
【００１０】
緩衝構造部としては、軟導体部材を採用することができる。例えば、錫等の軟質導体（金属）によってチップキャパシタを挟むことで、緩衝構造部として機能する。ここで、軟導体部材は、第１及び第２の中心導体の断面と概ね同じ外形寸法に成形することが好ましい。
軟導体としては、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）等が挙げられる。この中で、本発明において要求される技術特性（柔らかさ、耐酸化性）を考慮すると、金（Ａｕ）が最も好ましいが、価格と特性のバランスを考えると、錫が良好である。
【００１１】
また、緩衝構造部としては、バネ部材を採用することができる。バネ部材としては、湾曲した円盤状（皿状）に成形され、第１及び第２の中心導体の断面と概ね同じ外形寸法を有するものを使用することができる。バネ部材を採用することにより、軟質導体に比べて衝撃や変位の吸収レンジを大きくとることができる。すなわち、大きな衝撃や大きな位置ずれも適切に吸収可能となる。
【００１２】
更に、緩衝構造部としては他の形態を採ることができる。例えば、第１及び第２の中心導体の少なくとも一方を、チップキャパシタと接続される第１の部分と、当該第１の部分に連結された第２の部分とに分割し、前記第１の部分と第２の部分の一方が先細りのテーパ状の雄部を有し、他方が前記テーパ状先端部に対応した形状の雌部部とする。そして、前記雄部と雌部とが少なくとも軸方向に相対移動可能な状態で連結する。
【００１３】
このような構造を採用することにより、部品点数を増やすことなく、チップキャパシタへの衝撃、応力を緩和することが可能となる。例えば、チップキャパシタに連結された中心導体の一方が強く引っ張られたような状況でも、中心導体のテーパ状の雄部と凹状の雌部とが相対的にスライドすることで、チップキャパシタに達しようとする力を吸収することができる。
なお、テーパ状先端部（雄部）の形状としては、円錐台形状、円錐形状、角錐台形状、角錐形状等を採用することが可能である。
【００１４】
また、軟導体やバネ部材を緩衝構造部として採用するような場合には、チップキャパシタ及び当該緩衝構造部を保持する樹脂製の筒状部材を使用することが好ましい。例えば、筒状部材の内部中央付近にチップキャパシタを配置し、その両側に緩衝構造部としての軟導体やバネ部材を配置したアセンブリ（構成部品）とすることで、取扱い性や、組み立て性が飛躍的に向上する。特に、樹脂は絶縁体であると同時に、弾性変形の範囲が比較的広いため、チップキャパシタや緩衝構造部の組み込みが容易になるというメリットもある。
【００１５】
第１及び第２の中心導体の連結側の端部に、他の部分よりも細い小径連結部を形成するとともに、これを筒状部材の両端に嵌合させる構造を採用することで、中心導体全体として外径寸法が均一となる。なお、緩衝構造部としてテーパ状の雄雌構造を採用した場合にも、チップキャパシタの保持や、外径寸法の調整のために樹脂製の筒状部材を採用することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、バイアスティーの基本的な構成を示す回路図である。
【図２】図２は、本発明の第１の形態に係るバイアスティーの構造を示し、（Ａ）が部分断面図、（Ｂ）がチップキャパシタ周辺の拡大部分断面図、（Ｃ）が（Ａ）図のＹ１−Ｙ１方向の断面図である。
【図３】図３は、本発明の第２の形態に係るバイアスティーの構造を示し、（Ａ）が部分断面図、（Ｂ）がチップキャパシタ周辺の拡大部分断面図、（Ｃ）が（Ａ）図のＹ２−Ｙ２方向の断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の態様及び第２の態様の何れにも適用可能な第１実施例に係るバイアスティーのチップキャパシタ周辺の構造を示し、（Ａ）が分解図（一部断面）、（Ｂ）が（Ａ）図のＢ１−Ｂ１方向の断面図、（Ｃ）が（Ａ）図のＣ１−Ｃ１方向の断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の態様及び第２の態様の何れにも適用可能な第２実施例に係るバイアスティーのチップキャパシタ周辺の構造を示し、（Ａ）が部分断面図、（Ｂ）がバネ部材の平面図、（Ｃ）が（Ｂ）図のＸ−Ｘ方向の断面図である。
【図６】図６は、第２実施例に係るバイアスティーのチップキャパシタ周辺の構造を示し、（Ａ）が分解図（一部断面）、（Ｂ）が（Ａ）図のＢ２−Ｂ２方向の断面図、（Ｃ）が（Ａ）図のＣ２−Ｃ２方向の断面図である。
【図７】図７は、本発明の第１の態様及び第２の態様の何れにも適用可能な第３実施例に係るバイアスティーのチップキャパシタ周辺の構造を示し、（Ａ）が部分断面図、（Ｂ）が（Ａ）図のＢ３−Ｂ３方向の断面図、（Ｃ）が（Ｂ）図のＣ３−Ｃ３方向の断面図である。
【図８】図８は、第３実施例に係るバイアスティーのチップキャパシタ周辺の構造を示し、（Ａ）が分解図（一部断面）、（Ｂ）が（Ａ）図のＢ４−Ｂ４方向の断面図、（Ｃ）が（Ａ）図のＣ４−Ｃ４方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、伝送路に同軸構造を採用したバイアスティーであり、チップキャパシタ（１１８）と；チップキャパシタ（１１８）を挟んで同軸上で連結される第１及び第２の中心導体（１１２，１１３；１１２，３１３）を含む構成である。
【００１８】
以下、本発明が適用可能なバイアスティーについて、異なる２つの形態を例にとって説明する。本発明の特徴的な構造については、２つの形態（図２，図３）の何れにも適用可能なものである。
［本発明の適用形態１］
図２は、本発明の第１の形態に係るバイアスティー（１１０）の構造を示し、（Ａ）が部分透視図、（Ｂ）がチップキャパシタ（１１８）周辺の拡大部分断面図、（Ｃ）が（Ａ）図のＹ１−Ｙ１方向の断面図である。
【００１９】
図２（Ａ）に示すように、バイアスティー１１０を構成する第１の伝送路（中心導体）１１２の一端にはコネクタ１１４（ＲＦ端子）が接続され、第２の伝送路（１１３）の一端にはコネクタ１１６（ＲＦ＋ＤＣ端子）が接続される。チップキャパシタ１１８には、直流を供給するインダクタ１２０が接続され、インダクタ１２０はＤＣ端子１２２に接続される。本実施例において、チップキャパシタ１１８としては、積層セラミックコンデンサを使用する。
【００２０】
図２（Ｂ）に示すように、中心導体１１２，１１３の外周は、絶縁シート１２８で被覆され、その外周に外導体１３０が設けられている。なお、図２（Ｂ）においては、内部構造を説明する便宜上、中心導体１１２，１１３とチップキャパシタ１１８以外についてのみ断面で示すものとする。なお、絶縁シート１２８は、絶縁性のシートの他、フィルム、膜として構成することができる。
【００２１】
［本発明の適用形態２］
図３は、本発明の第２の形態に係るバイアスティー（１５０）の構造を示し、（Ａ）が部分透視図、（Ｂ）がチップキャパシタ（１１８）周辺の拡大部分断面図、（Ｃ）が（Ａ）図のＹ２−Ｙ２方向の断面図である。
本発明の第２の態様に係るバイアスティー（１５０）と、上述した第１の態様に係るバイアスティー（１１０）との相違点は、中心導体（１１２，１１３）と外導体１３０との間に配置される絶縁構造にある。
【００２２】
図３（Ａ）に示すように、バイアスティー１５０を構成する第１の伝送路（中心導体）１１２の一端にはコネクタ１１４（ＲＦ端子）が接続され、第２の伝送路（１１３）の一端にはコネクタ１１６（ＲＦ＋ＤＣ端子）が接続される。チップキャパシタ１１８には、直流を供給するインダクタ１２０が接続され、インダクタ１２０はＤＣ端子１２２に接続される。本実施例において、チップキャパシタ１１８としては、積層セラミックコンデンサを使用する。
【００２３】
図３（Ｂ）に示すように、中心導体１１２，１１３の外周には、空気層１５２が形成されており、その外周に外導体１３０が設けられている。中心導体１１２，３１３と外導体１３０との間に配置される絶縁体として空気層１５２を採用することにより、高周波特性に優れた構造となる。
【００２４】
なお、図３（Ｂ）においては、内部構造を説明する便宜上、中心導体１１２，１１３とチップキャパシタ１１８以外についてのみ断面で示すものとする。
【００２５】
［本発明の実施例］
以下、本発明の実施例について説明するが、何れの実施例も上述した第１の態様（図２）及び第２の態様（図３）のどちらにも適用可能であることは、すでに述べた通りである。なお、図２及び図３に示した絶縁シート１２８、絶縁空気層１５２と外導体１３０については、図４以降では図示及び説明を省略する。
（第１実施例）
図４は、本発明の第１実施例に係るバイアスティー（１１０）のチップキャパシタ（１１８）周辺の構造を示し、（Ａ）が分解図、（Ｂ）が（Ａ）図のＢ１−Ｂ１方向の断面図、（Ｃ）が（Ａ）図のＣ１−Ｃ１方向の断面図である。
図４（Ａ）に示すように、第１の中心導体１１２は、通常径の胴体部１１２ａと、胴体部１１２ａよりも外径寸法の小さな小径先端部１１２ｂとから構成されている。同様に、第２の中心導体１１３は、通常径の胴体部１１３ａと、胴体部１１３ａよりも外径寸法の小さな小径先端部１１３ｂとから構成されている。
【００２６】
チップキャパシタ１１８と第１の中心導体１１２との間及び、チップキャパシタ１１８と第２の中心導体１１３との間に緩衝構造部として、例えば、錫又は金の軟導体部材１２４ａ，１２４ｂが配置されている。図４（Ｂ），（Ｃ）に示すように、軟導体部材１２４ａ，１２４ｂは、第１及び第２の中心導体１１２，１１３の断面と概ね同じ外形寸法に成形されている。なお、チップキャパシタ１１８は、一般的には概ね直方体に成形されることが多い。
【００２７】
図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の各図に示すように、本実施例に係るバイアスティー１１０は、チップキャパシタ１１８及び軟導体部材１２４ａ，１２４ｂを保持する樹脂製の筒状部材１２６を使用する。筒状部材１２６の内部中央付近にチップキャパシタ１１８を配置し、その両側に緩衝構造部としての軟導体部材１２４ａ，１２４ｂを配置したアセンブリ（構成部品）を構成する。これにより、チップキャパシタ１１８周辺の取扱い性や、組み立て性が飛躍的に向上する。
【００２８】
図４（Ａ）に示すように、筒状部材１２６の開放した両端には、第１及び第２の中心導体１１２，１１３の小径先端部分１１２ｂ、１１３ｂが構成され、嵌合されるようになっている。第１及び第２の中心導体１１２，１１３の胴体部１１２ａ，１１３ｂと小径先端部分１１２ｂ、１１３ｂとの半径の差は、筒状部材１２６の厚みと概ね一致しており、これにより、中心導体１１２，１１３が全体に渡って外径寸法が均一となる。
【００２９】
本実施例によれば、同軸構造の伝送路を採用することのメリットに加えて、チップキャパシタ１１８の保護特性が著しく向上する。すなわち、軟導体部材１２４ａ，１２４ｂによって外部からの衝撃や、中心導体及びチップキャパシタ１１８の寸法誤差、温度収縮（伸長）を吸収可能となり、バイアスティーとしての耐久性が飛躍的に向上する。
【００３０】
（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例について説明するが、上述した第１実施例と同一又は相当（対応）する構成部品については同一の参照符号を付し、重複した説明は省略する。
図５は、本発明の第２実施例に係るバイアスティーのチップキャパシタ周辺の構造を示し、（Ａ）が部分  断面図、（Ｂ）がバネ部材の平面図、（Ｃ）が（Ｂ）図のＸ−Ｘ方向の断面図である。図６は、本発明の第２実施例に係るバイアスティーのチップキャパシタ周辺の構造を示し、（Ａ）が分解図（一部断面）、（Ｂ）が（Ａ）図のＢ２−Ｂ２方向の断面図、（Ｃ）が（Ａ）図のＣ２−Ｃ２方向の断面図である。
【００３１】
本実施例においては、緩衝構造部として金属製の円形バネ部材２２４ａ，２２４ｂを採用する。バネ部材２２４ａ，２２４ｂは、湾曲した円盤状（皿状）に成形され、第１及び第２の中心導体１１２，１１３の小径先端部１１２ｂ，１１３ｂの断面と概ね同じ外形寸法を有する。組み立て途中のバネ部材２２４ａ，２２４ｂは、図６（Ａ）の状態では湾曲しているが、第１及び第２の中心導体１１２，１１３によって両側から挟み込むことで、若干フラットな状態に近づくことになる。
【００３２】
なお、バネ部材２２４ａ，２２４ｂを配置する際の向きは、図６（Ａ）に示すようにチップキャパシタ１１８側が凸になるようにしているが、反対にチップキャパシタ１１８側が凹となるように配置することもできる。
【００３３】
本実施例においては、緩衝構造部としてバネ部材２２４ａ，２２４ｂを採用することにより、軟導体に比べて衝撃や変位の吸収レンジを大きくとることができる。すなわち、大きな衝撃や大きな位置ずれも適切に吸収可能となる。
【００３４】
（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例について説明するが、上述した第１実施例及び第２実施例と同一又は相当（対応）する構成部品については同一の参照符号を付し、重複した説明は省略する。
図７は、本発明の第３実施例に係るバイアスティーのチップキャパシタ（１１８）周辺の構造を示し、（Ａ）が側面図（一部断面）、（Ｂ）が（Ａ）図のＢ３−Ｂ３方向の断面図、（Ｃ）が（Ｂ）図のＣ３−Ｃ３方向の断面図である。図８は、第３実施例に係るバイアスティーのチップキャパシタ（１１８）周辺の構造を示し、（Ａ）が分解図（一部断面）、（Ｂ）が（Ａ）図のＢ４−Ｂ４方向の断面図、（Ｃ）が（Ａ）図のＣ４−Ｃ４方向の断面図である。
【００３５】
本実施例においては、２本の中心導体（第１及び第２の中心導体１１２，３１３）の一方（中心導体３１３）を２分割して構成している。図６（Ｂ）に示されているように、中心導体３１３は、チップキャパシタ１１８と接続される第１の部分３１３ａと、当該第１の部分に連結された第２の部分３１３ｃとに分割されている。第２の部分３１３ｃは、先細りのテーパ状先端部３３０を有する一方で、第１の部分３１ａがテーパ状先端部３３０に対応した形状の凹部３３２を備えている。そして、テーパ状先端部３３０と凹部３３２が相対移動可能な状態で連結（嵌合）されることで、緩衝構造部が構成されている。
【００３６】
なお、緩衝構造部（３３０，３３２）は、第２の中心導体３１３に代えて、第１の中心導体１１２に形成することもできる。また、両方の中心導体１１２，３１３に形成することも可能である。
【００３７】
緩衝構造部（３３０，３３２）の存在により、中心導体１１２，３１３の温度変化に伴う伸縮や、寸法誤差を吸収可能となる。また、上述した第１及び第２の実施例との比較においては、部品点数を増やさなくて済むというメリットがある。また、チップキャパシタに連結された中心導体の一方が強く引っ張られたような状況でも、中心導体のテーパ状先端部と凹部とが相対的にスライドすることで、チップキャパシタに達する力を吸収することができる。さらに、中心導体１１２のねじれについても、緩衝構造部（３３０，３３２）で吸収する（逃がす）ことが可能となる。
【００３８】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された技術的思想の範疇において変更可能なものである。
【図１】
2018191222.tif 000003
【図２】
2018191222.tif 000004
【図３】
2018191222.tif 000005
【図４】
2018191222.tif 000006
【図５】
2018191222.tif 000007
【図６】
2018191222.tif 000008
【図７】
2018191222.tif 000009
【図８】
2018191222.tif 000010