(57)【要約】  コネクタまたは第１のプラグ１００が、嵌合プラグまたは第２のプラグ１０を収容するために提供され、定インピーダンス接続を形成する。第１のプラグ１０の中心導体１６は、構造的完全性を向上させるために、第１のプラグの外側導体部分２４を越えて延びる中心導体１６の一部分上に取り付けられたキャップ３２によって補強される。定インピーダンス接続は、部分的にかまたは完全に嵌合する２つのプラグ３０からなる。嵌合プラグ１０は、外側導体３４を有し、その外側導体３４は、内側導体２２を越えて延び、かつ、コネクタ部分または第１のプラグ１００部分を収容するように構成される。嵌合してしまえば、コネクタおよび嵌合プラグ１０は、内側導体キャップの外径３４、外側導体の内径２２、および、誘電率間の関係を得るためのインピーダンス等式を満たす嵌合寸法を有する。
2008507086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自由端および固定端を有する電気的なコネクタジャックであって、
外径および自由端を有する同軸ケーブルの内側導体であり、前記同軸ケーブルの外側導体が、内径および自由端を有し、前記内側導体が、前記外側導体と同軸であり、前記内側導体自由端および外側導体自由端が、前記コネクタジャック自由端と同一の空間を占め、前記内側導体自由端が、前記外側導体自由端を越えて突き出ている、前記同軸ケーブルの内側導体と、
前記内側導体と前記外側導体との間に存在する誘電体スペーサを有しかつ前記外側導体自由端まで延びる前記同軸ケーブルに取り付けることができる前記固定端と、
前記外側導体自由端を越えて突き出た前記内側導体自由端を実質的に被覆する導電性のキャップであり、前記キャップが、前記内側導体と同軸であり、実質的に円筒形であり、前記内側導体外径に実質的に等しい内径を有し、前記内側導体外径よりもわずかに大きい外径を有する、前記キャップと、
対応する内側導体および外側導体とそれらの間に存在する少なくとも誘電体スペーサを有する同軸嵌合プラグと嵌合しかつ電気的に接続される前記コネクタジャックと、
を備え、
前記コネクタジャックが、嵌合接続の中心軸に沿って前記嵌合プラグと嵌合するとき、「ｄ」によって参照される内側導体の有効外径、「Ｄ」によって参照される外側導体の有効内径、および、εによって参照されるそれらの間に存在する媒体の比誘電率が、式、
Ｚ＝１３８（ε）−１／２ｌｏｇ（Ｄ／ｄ）
を満たすように、前記コネクタジャックおよび前記嵌合プラグの内側導体および外側導体が、形状を付与され、かつ、誘電体スペーサの材料が、選択され、ここで、「Ｚ」が、インピーダンスであり、前記インピーダンスが、前記嵌合接続の中心軸の全体にわたって実質的に一定である、
コネクタジャック。
【請求項２】
前記嵌合プラグが、自由端を含み、前記嵌合プラグ内側導体が、前記キャップを備えた前記コネクタジャック内側導体と嵌合するように適合され、前記嵌合プラグ外側導体が、前記コネクタジャック外側導体と嵌合するように適合され、前記嵌合プラグ外側導体自由端が、前記嵌合プラグ内側導体自由端を越えて突き出ている、請求項１に記載のコネクタジャック。
【請求項３】
前記キャップを備えた前記コネクタジャックの前記突き出た導体の前記自由端が、前記嵌合プラグの前記突き出た導体の前記自由端とオーバーラップするように適合され、前記ジャックおよび前記プラグが、電気的に接続され、かつ、部分的にしか嵌合されていないとき、オーバーラップ領域を形成する、請求項２に記載のコネクタジャック。
【請求項４】
前記コネクタジャックが、前記嵌合プラグと嵌合および接続し、前記ジャック、前記プラグ、および、前記オーバーラップ領域を経由する連続的な信号経路を形成し、それによって、前記インピーダンス「Ｚ」が、前記オーバーラップ領域内において実質的に一定に維持され、前記オーバーラップ領域に信号経路の一部を形成させる、請求項３に記載のコネクタジャック。
【請求項５】
前記ジャックおよび前記プラグが、第１の電気的に接続され部分的に嵌合した位置から電気的に接続され完全に嵌合した位置まで移動するとき、前記インピーダンスが、前記嵌合接続の前記中心軸の全体にわたって一定に維持されることをさらに備える、請求項４に記載のコネクタジャック。
【請求項６】
前記キャップが、ビュレット状のものであり、円筒形の本体および成形されたわずかに尖った端部を有し、前記円筒形本体が、実質的に一定の外径を有する、請求項１に記載のコネクタジャック。
【請求項７】
前記コネクタジャック外側導体自由端を越えて突き出た前記コネクタジャック内側導体自由端を前記円筒形本体に完全に包含させることを含む、請求項６に記載のコネクタジャック。
【請求項８】
同軸の電気的なコネクタであって、
第１のプラグ自由端、第１のプラグ固定端、外径および自由端を有する第１の同軸ケーブルの第１のプラグ内側導体、および、内径および自由端を有する前記第１の同軸ケーブルの第１のプラグ外側導体を含む第１のプラグであり、前記第１のプラグ内側導体が、前記第１のプラグ外側導体と同軸であり、前記第１のプラグ内側導体自由端が、前記第１のプラグ自由端と同一の空間を占め、前記第１のプラグ内側導体自由端が、前記第１のプラグ外側導体自由端を越えて突き出ている、前記第１のプラグと、
第２のプラグ自由端、第２のプラグ固定端、外径および自由端を有する第２の同軸ケーブルの第２のプラグ内側導体、および、内径および自由端を有する前記第２の同軸ケーブルの第２のプラグ外側導体を含む第２のプラグであり、前記第２のプラグ内側導体が、前記第２のプラグ外側導体と同軸であり、前記第２のプラグ外側導体自由端が、前記第２のプラグ自由端と同一の空間を占め、前記第２のプラグ外側導体自由端が、前記第２のプラグ内側導体自由端を越えて突き出ている、前記第２のプラグと、
前記外側導体自由端を越えて突き出た前記第１のプラグ内側導体自由端を実質的に被覆する導電性カバーからなるビュレット状カバーであり、前記カバーが、前記第１のプラグ内側導体と同軸であり、実質的に円筒形であり、前記第１のプラグ内側導体外径に実質的に等しい内径を有し、前記第１のプラグ内側導体外径よりもわずかに大きい外径を有する、前記ビュレット状カバーと、
を備え、
前記固定端が、それぞれ、前記内側導体と前記外側導体との間に存在する誘電体を有する前記同軸ケーブルに取り付けるように適合され、
前記第１のプラグ外側導体自由端を越えて突き出た前記第１のプラグ内側導体自由端が、前記第２のプラグ内側導体自由端に接続し、前記第２のプラグ内側導体自由端を越えて突き出た前記第２のプラグ外側導体自由端が、前記第１のプラグ外側導体自由端に接続し、それによって、前記プラグが、電気的に接続され、かつ、部分的にしか嵌合されていないとき、前記コネクタが、オーバーラップ領域を形成し、
前記第１のプラグが、前記第２のプラグと嵌合および接続し、前記プラグおよび前記オーバーラップ領域を経由する連続的な信号経路を形成し、それによって、信号インピーダンス「Ｚ」が、前記オーバーラップ領域内を含めて前記コネクタ全体にわたって実質的に一定に維持され、前記オーバーラップ領域に前記信号経路の一部を形成させる、
コネクタ。
【請求項９】
前記第１のプラグ内側導体の突き出た部分上に存在する前記導電性カバーの外径に対する前記第２のプラグ外側導体の内径の比および前記オーバーラップ領域の誘電率が、前記インピーダンスが実質的に一定となりかつ前記第１および第２のプラグにおけるインピーダンスと実質的に同じになるようなものである、請求項８に記載のコネクタ。
【請求項１０】
前記第１のプラグが、嵌合接続の中心軸に沿って前記第２のプラグと嵌合するとき、「ｄ」によって参照される内側導体の有効外径、「Ｄ」によって参照される外側導体の有効内径、および、εによって参照されるそれらの間に存在する媒体の比誘電率が、式、
Ｚ＝１３８（ε）−１／２ｌｏｇ（Ｄ／ｄ）
を満たすように、前記第１のプラグの内側導体および外側導体、前記第１のプラグ内側導体の突き出た部分上に存在する前記導電性カバー、および、前記第２のプラグ内側導体および外側導体が、形状を付与され、かつ、前記誘電体が、選択され、ここで、「Ｚ」が、前記信号インピーダンスであり、前記インピーダンスが、前記嵌合接続の中心軸の全体にわたって実質的に一定である、請求項８に記載のコネクタ。
【請求項１１】
前記第１および第２のプラグが、電気的に接続され部分的に嵌合した位置または電気的に接続され完全に嵌合した位置にあるとき、前記インピーダンスが、前記コネクタの中心軸の全体にわたって一定に維持されることをさらに備える、請求項８に記載のコネクタ。
【請求項１２】
自由端および固定端を有する、信号経路を形成する電気的なコネクタプラグであって、
外径および自由端を有する内側導体であり、外側導体が、内径および自由端を有し、前記内側導体が、前記外側導体と同軸であり、前記内側導体自由端が、前記コネクタプラグ自由端と同一の空間を占め、前記内側導体自由端が、前記外側導体自由端を越えて突き出ている、前記内側導体と、
誘電率を有する、前記内側導体と前記外側導体との間に存在する誘電体スペーサと、
同軸ケーブルに取り付けることのできる前記固定端と、
前記外側導体自由端を越えて突き出た前記内側導体自由端を実質的に被覆する導電性のキャップであり、前記キャップが、前記内側導体と同軸であり、実質的に円筒形であり、前記内側導体外径に実質的に等しい内径を有し、前記内側導体外径よりもわずかに大きい外径を有する、前記キャップと、
対応する内側導体および外側導体とそれらの間に存在する前記誘電率を有する誘電体スペーサとを有する同軸嵌合プラグと嵌合しかつ電気的に接続するように適合された前記コネクタプラグと、
を備え、
前記コネクタプラグの前記突き出た導体の前記自由端および前記キャップが、前記嵌合プラグの前記突き出た導体の前記自由端とオーバーラップするように適合され、前記プラグが、電気的に接続されかつ部分的にしか嵌合されていないとき、オーバーラップ領域を形成し、
前記信号経路の端から端まで、内側導体の外径に対する外側導体の内径の比が、前記誘電率とともに、前記インピーダンスが前記コネクタプラグの中心軸の全体にわたって実質的に一定となるようなものである、
コネクタプラグ。
【請求項１３】
前記導電性キャップが、ビュレット状のものであり、円筒形の本体および成形されたわずかに尖った端部を有し、前記円筒形本体が、実質的に一定の外径を有する、請求項１２に記載のコネクタプラグ。
【請求項１４】
前記コネクタプラグが、嵌合接続の中心軸に沿って、前記嵌合プラグと嵌合しているとき、「ｄ」によって参照される内側導体の有効外径、「Ｄ」によって参照される外側導体の有効内径、および、εによって参照されるそれらの間に存在する媒体の比誘電率が、式、
Ｚ＝１３８（ε）−１／２ｌｏｇ（Ｄ／ｄ）
を満たすように計算された前記比をさらに備え、ここで、「Ｚ」が、前記信号インピーダンスであり、前記インピーダンスが、前記嵌合接続の中心軸の全体にわたって実質的に一定である、請求項１２に記載のコネクタプラグ。
【請求項１５】
自由端および固定端を有する同軸の電気的なコネクタプラグであって、
内径Ｄ１を有する外側導体と、
外径ｄ１を有する内側導体と、
前記コネクタプラグの自由端において前記外側導体を越えて延びる前記内側導体の部分と、
前記外側導体を越えて延びる前記内側導体部分を覆う導電性キャップであり、前記キャップが、外径ｄ３を有する、前記導電性キャップと、
を備え、
前記コネクタプラグが、外径ｄ２を備えた内側導体、内径Ｄ２を備えた外側導体、および、前記内側導体を越えて延びる前記外側導体の部分を有する嵌合プラグに接続するように適合され、前記外側導体部分が、内径Ｄ３を有し、
それによって、前記コネクタプラグが、前記嵌合プラグと部分的にしか嵌合されていないとき、径の比、Ｄ１／ｄ１、Ｄ２／ｄ２、およびＤ３／ｄ３が、実質的に等しい、
コネクタプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送線路コネクタに関し、特に、半硬質同軸ケーブルのためのコネクタに関し、より詳細には、内側導体支持体を有し、かつ、コネクタが部分的にしか嵌合されていない場合を含めて定インピーダンス接続を信号経路に提供することのできるコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
コネクタは、伝送線路の様々な導体を機器またはその他のケーブルに結合する。同軸ケーブルコネクタは、同軸ケーブル内における電気の導体間に導電性の接点を提供し、接合は、それぞれの導体の接点支持構造体を着脱することによって、繰り返して容易に取り付けおよび取り外しができるような種類のものである。
【０００３】
コネクタは、通常、突き出た小さな雄型中心導体と、雄型部分を機械的および電気的に収容するように構成された対応する雌型中心導体とを含む。
【０００４】
コネクタの中心導体部分は、きわめて脆弱であり、損傷しやすい。中心導体部分は、例えば、接続されているときにコネクタがミスアライメント状態にある場合に傷つけられることがある。これは、「ブラインドメイト」接続、遠隔配置接続、および、迅速に接続／切断するような用途において発生しやすい。一般的には、中心導体は、有限の直径を有する曲げることのできる銅ワイヤから製造され、曲げ力またはその他の力に耐えるために機械的に補強されることはほとんどないかあるいは全くない。典型的な同軸コネクタにおいては、中心導体の雄型部分は、雌型部分の中に挿入するために、突き出ており、外側導体を越えて外へ延びる。したがって、同軸ケーブルコネクタの中心導体先端は、露出され、挿入中に、手に触れて変形しやすい。
【０００５】
上述したような同軸ケーブルまたは同軸コネクタは、ケーブルまたはコネクタ構造体および導体間の対応する誘電体材料の幾何学的形状によって決定される特性インピーダンスを有する。特性インピーダンスは、以下の式によって表現することができる。
Ｚ＝１３８（ε）−１／２ｌｏｇ（Ｄ／ｄ）
Ｚは、線路のインピーダンス、
Ｄは、外側導体の内径、
ｄは、内側導体の外径、
εは、比誘電率、
である。
【０００６】
また、重要なことには、コネクタは、この変わることのないインピーダンスを提供しなければならない。さもなければ、インピーダンス不整合のために、信号の破壊および反射が、信号品質を低下させる。特に、このことは、より高い周波数領域において、すなわち、信号周波数が約１ギガヘルツおよびそれよりも高い用途において、あてはまる。
【０００７】
従来技術は、コネクタにおいて通常発生するインピーダンス不整合を様々な方法で最小限に抑制することを試みてきたが、コネクタが嵌合している間中インピーダンスを一定に保持するとともに、曲げることのできる中心導体を強化することおよび何らかの形態を有する構造的支持体を中心導体に提供することを教示または示唆していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、従来技術の問題および欠点に鑑みて、本発明の目的は、中心導体上に支持構造体を使用するとともに、コネクタが部分的にまたは完全に嵌め込まれているときに定インピーダンスを維持することのできる定インピーダンスコネクタを提供することである。
【０００９】
本発明のもう１つの目的は、アライメントまたはブラインド接続の状態にあるときに容易に曲がりあるいは変形することがなくかつ対応する雌型コネクタに嵌め込まれているときに定インピーダンスを維持する同軸コネクタ中心導体を提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる目的および利点は、部分的に明白なことであり、そして、部分的に以下の説明からわかる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
当業者には明らかなことである上述した目的およびその他の目的は、自由端および固定端を有する電気的なコネクタジャックに指向される本発明によって達成され、そのコネクタジャックは、外径および自由端を有する同軸ケーブルの内側導体であり、同軸ケーブルの外側導体は、内径および自由端を有し、内側導体は、外側導体と同軸であり、内側導体自由端および外側導体自由端は、コネクタジャック自由端と同一の空間を占め、内側導体自由端は、外側導体自由端を越えて突き出ている、前記同軸ケーブルの内側導体と、内側導体と外側導体との間に存在する誘電体スペーサを有しかつ外側導体自由端まで延びる同軸ケーブルに取り付けることができる固定端と、外側導体自由端を越えて突き出た内側導体自由端を実質的に被覆する導電性のキャップであり、キャップは、内側導体と同軸であり、実質的に円筒形であり、内側導体外径に実質的に等しい内径を有し、内側導体外径よりもわずかに大きい外径を有する、前記キャップと、対応する内側導体および外側導体とそれらの間に存在する少なくとも誘電体スペーサを有する同軸嵌合プラグと嵌合しかつ電気的に接続されるコネクタジャックと、を備え、コネクタジャックが、嵌合接続の中心軸に沿って嵌合プラグと嵌合するとき、「ｄ」によって参照される内側導体の有効外径、「Ｄ」によって参照される外側導体の有効内径、および、εによって参照されるそれらの間に存在する媒体の比誘電率が、式、Ｚ＝１３８（ε）−１／２ｌｏｇ（Ｄ／ｄ）を満たすように、コネクタジャックおよび嵌合プラグの内側導体および外側導体は、形状を付与され、かつ、誘電体スペーサの材料は、選択され、「Ｚ」は、インピーダンスであり、前記インピーダンスは、嵌合接続の中心軸の全体にわたって実質的に一定である。
【００１２】
第２の態様において、本発明は、同軸の電気的なコネクタに指向され、そのコネクタは、
第１のプラグ自由端、第１のプラグ固定端、外径および自由端を有する第１の同軸ケーブルの第１のプラグ内側導体、および、内径および自由端を有する第１の同軸ケーブルの第１のプラグ外側導体を含む第１のプラグであり、第１のプラグ内側導体は、第１のプラグ外側導体と同軸であり、第１のプラグ内側導体自由端は、第１のプラグ自由端と同一の空間を占め、第１のプラグ内側導体自由端は、第１のプラグ外側導体自由端を越えて突き出ている、前記第１のプラグと、第２のプラグ自由端、第２のプラグ固定端、外径および自由端を有する第２の同軸ケーブルの第２のプラグ内側導体、および、内径および自由端を有する第２の同軸ケーブルの第２のプラグ外側導体を含む第２のプラグであり、第２のプラグ内側導体は、第２のプラグ外側導体と同軸であり、第２のプラグ外側導体自由端は、第２のプラグ自由端と同一の空間を占め、第２のプラグ外側導体自由端は、第２のプラグ内側導体自由端を越えて突き出ている、前記第２のプラグと、外側導体自由端を越えて突き出た第１のプラグ内側導体自由端を実質的に被覆する導電性カバーからなるビュレット状カバーであり、カバーは、第１のプラグ内側導体と同軸であり、実質的に円筒形であり、第１のプラグ内側導体外径に実質的に等しい内径を有し、第１のプラグ内側導体外径よりもわずかに大きい外径を有する、前記ビュレット状カバーと、を備え、固定端は、それぞれ、内側導体と外側導体との間に存在する誘電体を有する同軸ケーブルに取り付けるように適合され、第１のプラグ外側導体自由端を越えて突き出た第１のプラグ内側導体自由端は、第２のプラグ内側導体自由端に接続し、第２のプラグ内側導体自由端を越えて突き出た第２のプラグ外側導体自由端は、第１のプラグ外側導体自由端に接続し、それによって、プラグが、電気的に接続され、かつ、部分的にしか嵌合されていないとき、コネクタは、オーバーラップ領域を形成し、第１のプラグは、第２のプラグと嵌合および接続し、プラグおよびオーバーラップ領域を経由する連続的な信号経路を形成し、それによって、信号インピーダンス「Ｚ」は、オーバーラップ領域内を含めてコネクタ全体にわたって実質的に一定に維持され、オーバーラップ領域に信号経路の一部を形成させる。
【００１３】
第３の態様によれば、本発明は、自由端および固定端を有する信号経路を形成する電気的なコネクタプラグに指向され、そのコネクタプラグは、外径および自由端を有する内側導体であり、外側導体は、内径および自由端を有し、内側導体は、外側導体と同軸であり、内側導体自由端は、コネクタプラグ自由端と同一の空間を占め、内側導体自由端は、外側導体自由端を越えて突き出ている、前記内側導体と、誘電率を有する内側導体と外側導体との間に存在する誘電体スペーサと、同軸ケーブルに取り付けることのできる固定端と、外側導体自由端を越えて突き出た内側導体自由端を実質的に被覆する導電性のキャップであり、キャップは、内側導体と同軸であり、実質的に円筒形であり、内側導体外径に実質的に等しい内径を有し、内側導体外径よりもわずかに大きい外径を有する、前記キャップと、対応する内側導体および外側導体とそれらの間に存在する誘電率を有する誘電体スペーサとを有する同軸嵌合プラグと嵌合しかつ電気的に接続するように適合されたコネクタプラグと、を備え、コネクタプラグの突き出た導体の自由端およびキャップは、嵌合プラグの突き出た導体の自由端とオーバーラップするように適合され、プラグが、電気的に接続されかつ部分的にしか嵌合されていないとき、オーバーラップ領域を形成し、信号経路の端から端まで、内側導体の外径に対する外側導体の内径の比は、誘電率とともに、インピーダンスが前記コネクタプラグの中心軸の全体にわたって実質的に一定となるようなものである。
【００１４】
第４の態様によれば、本発明は、自由端および固定端を有する同軸の電気的なコネクタプラグに指向され、そのコネクタプラグは、内径Ｄ１を有する外側導体と、外径ｄ１を有する内側導体と、コネクタプラグの自由端において外側導体を越えて延びる内側導体の部分と、外側導体を越えて延びる内側導体部分を覆う導電性キャップであり、そのキャップは、外径ｄ３を有する、前記導電性キャップと、を備え、コネクタプラグは、外径ｄ２を備えた内側導体、内径Ｄ２を備えた外側導体、および、内側導体を越えて延びる外側導体の部分を有する嵌合プラグに接続するように適合され、外側導体部分は、内径Ｄ３を有し、それによって、コネクタプラグが、前記嵌合プラグと部分的にしか嵌合されていないとき、径の比、Ｄ１／ｄ１、Ｄ２／ｄ２、Ｄ３／ｄ３が、実質的に等しい。
【００１５】
新規性があると考えられる本発明の特徴および本発明に特有の構成要素は、添付の特許請求の範囲に詳細に記述される。図面は、ただ単に説明のためのものであり、正確な縮尺率では示されてはいない。しかしながら、本発明自体は、構成および方法の作用に関して、図面とともに以下の詳細な説明を参照することによって最も良く理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の好ましい実施形態を説明する際、類似する符号は類似する本発明の構成要素を示す図面の図１〜図３を参照する。
【００１７】
本発明によれば、プラグが、定インピーダンスコネクタのために、また、第２のプラグと嵌合するために、提供される。重要なことには、プラグの中心導体は、構造的完全性を向上させるために、補強される。定インピーダンスコネクタは、２つの嵌合するプラグからなる。通常雄型プラグと呼ばれる第１のプラグは、外側導体を越えて突き出た内側導体を有する。通常雌型プラグと呼ばれる第２のプラグは、内側導体を越えて突き出た外側導体を有し、かつ、雄型プラグ部分を収容するように構成される。
【００１８】
それぞれのプラグは、内側導体、外側導体、および、それらの間に存在する誘電体スペーサを備える。図１は、本発明による雄型コネクタプラグ１０の断面図を示す。半硬質同軸ケーブル１２が、雄型コネクタプラグの固定端１４において接合される。同軸ケーブル１２は、内側導体または中心導体１６、誘電体スペーサ１８、および、外側導体２０を含む。内側導体１６は、外径２２および自由端２４を有する。自由端２４は、外側導体２０を越えて延びる。外側導体２０は、内径２６および自由端２８を有する。内側導体は、外側導体と同軸である。内側導体自由端２４は、外側導体自由端２８を越えて突き出るように示される。そして、外側導体自由端２８は、嵌合外側導体の自由端と電気的接触をなすために、わずかに押しつけられる。外側導体２０は、導電性のばね指３０に物理的および電気的に接続する。ばね指は、雌型嵌合プラグの外側導体と電気的な接触をなすように構成され、その雌型嵌合プラグは、雄型プラグの外側導体上を摺動し、かつ、その雄型プラグの外側導体と電気的な接触をなす。少なくとも１つの実施形態においては、ケーブルの誘電絶縁体は、ばね指の先端における平面４２まで延びる。別の実施形態においては、絶縁体は、それほど遠くにまで延びなくてもよい。平面４２を挟んでばね指３０の反対側において、導電性のキャップまたはビュレット３２が、外側導体自由端を越えて突き出た内側導体自由端２４を十分に被覆する。キャップは、内側導体と同軸であり、実質的に円筒形であり、そして、内側導体の外径２２に実質的に等しい内径と、内側導体の外径よりもわずかに大きい外径３４とを有する。階段状の円筒形セグメントを教示する従来技術と違って、キャップまたはビュレット３２の外径３４は、キャップの長手方向に沿って実質的に一定である。小さな曲率が、先端３６に形成されるが、コネクタのインピーダンスにはなんら寄与しない。なぜなら、曲線部分は、雌型プラグの内側導体によって完全に包含されるように形成されるからである。キャップは、構造的完全性を中心導体に提供し、電気的な接触を雌型プラグの内側導体に提供する。キャップの一定の径は、信号に対する定特性インピーダンスをコネクタ全体にわたって実現するのを助ける。
【００１９】
さらにまた、ケーブル１２は、プラグ内に直接に挿入され、かつ、プラグの後端または固定端１４において終端または分離されないので、信号がプラグの後端を通過するとき、その信号に対するインピーダンス不整合は、存在しない。
【００２０】
雄型コネクタプラグ１０は、対応するガイドを介して対応する内側導体および外側導体を有する同軸ケーブルに取り付けることのできる雌型プラグコネクタに適合するように構成される。必ずしもそうとは限らないがプラスチックから製造された環状体３８が、雄型コネクタプラグの固定端に取り付けられ、主に、雄型コネクタと雌型コネクタとをお互いに案内および固定するのに使用される。また、環状体３８が、取り付けられると、ガイドは、電気的な接続を外力および環境要素から保護する。ガイドは、マルチガイドユニットの一体成形部分であってもよい。雄型コネクタプラグおよび雌型コネクタプラグの内側導体および外側導体は、所定の形状を有し、同軸ケーブル誘電体に使用される材料は、雄型コネクタプラグが、嵌合接続の中心軸４０に沿って、雌型コネクタプラグに嵌め込まれているときに、「ｄ」によって参照される内側導体の有効外径、「Ｄ」によって参照される外側導体の有効内径、および、εによって参照されるそれらの間に存在する媒体の比誘電率が、以下の式を満たすように選択される。
Ｚ＝１３８（ε）−１／２ｌｏｇ（Ｄ／ｄ）
「Ｚ」は、インピーダンスである。コネクタの中心軸に沿ったどこででも、インピーダンスが、実質的に一定となるように、幾何学的形状が、決定され、かつ、誘電体材料が、選択される。
【００２１】
重要なことには、キャップを付加することは、プラグの幾何学的形状を変え、それによって、一定のインピーダンスが、コネクタ全体にわたって保証される。雌型プラグは、雄型プラグのキャップ３２の外径を包含するほど十分に大きな内径を備えた内側導体を有しなければならない。また、雌型プラグは、外側導体径と、雌型プラグが雄型プラグの内側導体上に存在するビュレットキャップに嵌合しているときにインピーダンス等式を維持する対応する誘電体部分とを有しなければならない。
【００２２】
キャップ３２は、曲げ力および圧縮力に耐えるために、中心導体の導電性材料よりも構造的により頑丈かつよりロバストな導電性材料から製造される。好ましくは、キャップは、金のような高い導電性を有する非酸化材料によってメッキされた構造体から形成される。キャップは、ハンダ、圧力嵌め、または、取り付けた後に中心導体の導電性を実現および維持するその他の非破壊的手段によって取り付けられてもよい。取り付けは、低損失インピーダンスインタフェースとなるように設計される。キャップの先端３６は、中心導体の突き出た部分２４の全体に延びかつ突き出た部分２４を被覆するキャップの長さよりも長さがかなり短い。先端は、丸められ、あるいは、ビュレットのような形状を有する。先端は、嵌合する雌型プラグの中空の内側導体シリンダ内に容易に挿入されるように適合される。
【００２３】
この設計においては、電気信号は、内側導体ビュレットキャップと雌型プラグの嵌合ソケット上にある外側導体とによって定義される２つのコネクタ半体間に存在するコネクタのオーバーラップ領域を通過する。所望の一定のインピーダンスと高い周波数における正しい動作とを達成するために、内側導体および外側導体の径は、オーバーラップ領域内において変更され、内側導体を覆うビュレットキャップによってもたらされる太い径を補償する。ばね指は、雌型プラグの外側導体に接触し、連続的な外側導体接続を形成する。ビュレットキャップは、内側導体の径を変更する役割をなし、その径は、さらに、雌型プラグの誘電体スペーサおよび外側導体によって補償され、インピーダンス等式を満たす。
【００２４】
図２は、雄型プラグ１０と嵌合する雌型コネクタプラグ１００の断面図を示す。雄型プラグの構造の場合と全く同様に、雌型プラグの内側導体および外側導体は、等しくない長さを有する。しかしながら、雌型プラグにおいては、外側導体は、内側導体よりも長く、内側導体を越えて突き出ている。嵌合する雌型プラグ１００は、それぞれが異なる外径を有する３つの内側導体領域１０２ａ〜１０２ｃ、一定のままであってもよい内径を有する外側導体１０４、および、それらの間に存在し、好ましくは、位置１０６ｂに存在する少なくとも１つの誘電体スペーサ１０６とともに示される。内側導体１０２ｃは、雄型プラグのビュレットキャップを収容するように形成される。内側導体１０２ｃの内径１０８は、ビュレットキャップの外径３４と少なくとも同じ程度の大きさである。同様に、外側導体１０４の内径は、雄型プラグの外側導体の外径と少なくとも同じ程度の大きさである。外側導体１０４は、雄型プラグのばね指上を摺動し、そのばね指を押しつけ、低損失接触をなす。誘電体スペーサ１０６ｂの内径および外径、および、図示されるそれぞれの領域における対応する導体の径は、信号がコネクタの長手方向に沿ってある領域から次の領域へ通過するときに定インピーダンスを維持するように調節される。誘電体材料に関しては、一定のインピーダンスを維持するために、領域ごとの内径に対する外径の比は、一定に保持されなければならない。例えば、ある誘電体媒体から別の誘電体媒体に誘電体媒体を変更する場合、以下の等式が、維持されなければならない。
（ε２）−１／２ｌｏｇ（Ｄ２／ｄ２）＝（ε１）−１／２ｌｏｇ（Ｄ１／ｄ１）
ε１およびε２は、それぞれ、媒体１および媒体２の比誘電率である。
【００２５】
信号がそれぞれの領域を通過するとき、上述した等式が維持される限り、信号は、あたかもそれが同軸ケーブル自身を伝播するように、一定のかつ等しいインピーダンスを有する媒体を伝播する。
【００２６】
重要なことには、領域１０２ｃにおいて、内側導体は、ビュレットキャップの外径を収容する内径を有する。この場合、収容は、径がインピーダンス等式を維持するように調節されることを意味する。接続中、ビュレットキャップは、内側導体１０２ｃ内に挿入され、内側導体１０２ｃに摺動可能に接触する。外側導体の内径は、上述した式を満たすように調節される。
【００２７】
電気的な接続が、形成されるとき、オーバーラップ領域が、もたらされ、ビュレットキャップ領域である雄型プラグの内側導体の太い突出部分、雌型プラグコネクタの長く延びた外側導体部分と協力する細い外側導体、および、対応する誘電体スペーサによって定義される。コネクタが、部分的に嵌合した状態から完全に嵌合した状態にまで摺動するとき、雌型嵌合プラグの外側導体は、雄型プラグの外側導体上を摺動するにつれて、オーバーラップ領域は、寸法が減少する。
【００２８】
雌型プラグは、ＰＣ基板設計とともに使用するために、プリント回路基板に実装可能なパッケージとして製造されてもよい。
【００２９】
誘電率が、全体にわたって同じであれば、インピーダンス等式を維持するためには、径の比しか必要とされない。例えば、図３は、全体にわたって一定の誘電率を備えた部分的に嵌合するコネクタを示す。同軸の電気的なコネクタジャック３００が、自由端３０２および固定端３０４とともに示される。ジャックは、内径Ｄ１を有する外側導体３０６と、外径ｄ１を有する内側導体３０８とを含む。内側導体３０８の部分３１０が、示され、コネクタジャックの自由端３０２において外側導体３０６を越えて延びる。内側導体部分３１０を覆う導電性のキャップ３１２は、外側導体３０６を越えて延びる。キャップ３１２は、外径ｄ３を有する。コネクタジャック３００は、嵌合プラグ３２０に接続するように適合され、その嵌合プラグ３２０は、外径ｄ２を備えた内側導体３２２、内径Ｄ２を備えた外側導体３２４、および、内側導体３２２を越えて延びる外側導体３２４の部分３２６を有する。外側導体の延びた部分３２６は、内径Ｄ３を有する。重要なことには、コネクタジャックが、嵌合プラグと部分的にしか嵌合されていないとき、径の比Ｄ１／ｄ１、Ｄ２／ｄ２、および、Ｄ３／ｄ３は、式Ｄ１／ｄ１＝Ｄ２／ｄ２＝Ｄ３／ｄ３を満たすように設定される。これは、それぞれのインタフェースにおいて、無視できるインピーダンス不整合を保証する。
【００３０】
本発明が、特定の好ましい実施形態を参照して、詳細に説明されたが、この説明を考慮して、当業者は、多くの代替、変更、および、変形を考え出すことができることは明らかである。そのために、添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲および精神の範囲内に全てのそのような代替、変更、および、変形を包含させようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の雄型コネクタプラグの断面図である。
【図２】本発明の雄型プラグと嵌合する雌型コネクタプラグの断面図である。
【図３】部分的に嵌合したコネクタの断面図であり、全体にわたって一定の誘電率を備える。
【図１】
2008507086.tif 000003
【図２】
2008507086.tif 000004
【図３】
2008507086.tif 000005
【国際調査報告】
2008507086.tif 000006