(57)【要約】【課題】  非可逆回路部品のコネクタに外力が作用しても容易に破損せず、ストリップライン部材との電気的接続において信頼性が高く、また故障するなどした場合には容易に取り替え可能な非可逆回路部品を提供する。【解決手段】  金属ケースと、金属ケース内に配置した板状ガーネット部材と、板状ガーネット部材上に配置したストリップライン部材と、板状ガーネット部材に直流磁界を与える永久磁石と、ストリップライン部材と接続した同軸コネクタを備え、壁面に同軸コネクタのための取付け穴を設けた筐体内に金属ケースをねじ止めしてなり、同軸コネクタは、取付け穴に挿通される雄ネジ部と、金属ケースに設けたストッパ部に係止するフランジ部を備え、フランジ部には取付け穴を有し、金属ケースとねじ止めするとともに、雄ネジ部に取付けナットを嵌め合わせて壁面に固定した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ケースと、前記金属ケース内に配置された板状ガーネット部材と、前記板状ガーネット部材上に配置されるストリップライン部材と、前記板状ガーネット部材に直流磁界を与える永久磁石と、前記ストリップライン部材と接続される同軸コネクタを備え、壁面に前記同軸コネクタのための取付け穴が設けられた筐体内に前記金属ケースをねじ止めしてなり、
前記同軸コネクタは、前記取付け穴に挿通される雄ネジ部と、前記金属ケースに設けられたストッパ部に係止するフランジ部を備え、前記フランジ部には取付け穴を有し、前記金属ケースとねじ止めされるとともに、前記雄ネジ部に取付けナットを嵌め合わせて前記壁面に固定することを特徴とする非可逆回路部品。
【請求項２】
金属ケースは、同軸コネクタのフランジ部が配置される部位が平滑に、かつ窪んで形成されており、前記窪み部と金属ケースの側面との間で設けられた前記ストッパ部の高さが同軸コネクタのフランジ部の厚みと同じか、それ以上であることを特徴とする請求項１に記載の非可逆回路部品。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の非可逆回路部品を含み、前記筐体内に、方向性結合器、高周波フィルタ、増幅器、デュプレクサ、ミキサのいずれか１種乃至２種以上を備えたことを特徴とするカセット。
【請求項４】
請求項３のカセットを他のカセットとともにラックに収容したことを特徴とするラック装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の非可逆回路部品とアンテナとを、前記雄ネジ部に取り付けられた同軸ケーブルで接続してなることを特徴とするマイクロ波通信用基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車電話、携帯電話等のマイクロ波帯の高周波部品として採用される非可逆回路部品（例えばアイソレータ、サーキュレータ）とこれを用いた装置（カセット、ラック装置、マイクロ波通信用基地局）に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路部品は、信号を伝送方向のみに通過させ、逆方向への伝送を阻止する機能を有している。この種のアイソレータやサーキュレータとして、分布定数型と集中定数型があるのが知られている。
図１１及び図１２に示す平面図と断面図は、分布定数型の非可逆回路部品の内部構造を示している。分布定数型の非可逆回路部品は、金属ケース６００に、円形状の中心部でＹ字状に接合され中心から放射状に分岐して設けられたストリップライン部材６０２（中心導体とも呼ばれる）と、その中心部と同軸上に前記ストリップライン部材６０２を挟むように配置された板状ガーネット部材６０３と、その両側に配置され、前記板状ガーネット部材６０３に直流磁界を与える永久磁石６０５を備えている。通常このような構造を採るのが一般的である。
なお、永久磁石６０５はいずれかの一枚である場合もある。そして金属ケースの側壁部にコネクタ９５ａ〜９５ｃを設け、このコネクタ９５の中心端子１７５にストリップライン部材の端部を接続している。前記コネクタ９５は、金属ケース６００にねじ止めされる（例えばと特許文献１の図１、図４）。
【特許文献１】特開昭５１−１１７５５１号（図１、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記ストリップライン部材６０２は、中央のＴＭ１１０モードで共振する共振器部（図中の円形部或であり接合部とも言う）と、共振器部から三方向に形成された入出力接続用の電極とからなり、共振器部と入出力接続用の電極との間にはインピーダンスの整合をとるためλ／４長のインピーダンス変換器が形成されている。
そして、ストリップライン部材６０２に電流を流すと、板状ガーネット部材６０３にストリップライン部材６０２を取り囲む高周波磁界が生じる。永久磁石４によって板状ガーネット部材中に回転磁界を生じさせることで、分岐路に入力された高周波磁界は、板状ガーネット部材６０３を通過する際に偏波面が回転し、所定の分岐路にのみ出力され、回路として非可逆性を持たせている。
【０００４】
このような非可逆回路部品は高電力のマイクロ波を扱うのに適しており、するマイクロ波通信用基地局の一部を構成する部品として用いられる。マイクロ波通信用基地局は、例えば携帯電話などの移動体端末と公衆回線回路網との接続を受け持つものであり、図８に示すマイクロ波通信用基地局の回路ブロックのように、アンテナ、ハイパワーアンプ、ローノイズアンプ、フィルタ、周波数変換機を構成するミキサー（混合器）やＶＣＯ（局部発信機）、方向性結合器、分波器（ダイプレクサやデュプレクサ）、分波器、結合器などの回路部品を備えて構成される。アンテナ以外の回路部品は専ら筐体内に収容され、アンテナとの接続は、筐体壁面に現れた前記非可逆回路部品の出力コネクタに接続した同軸ケーブルで行なわれる。そして、出力コネクタに取付けナットを嵌め合わせて前記壁面に固定することが提案されている。
このようなマイクロ波通信用基地局で使用される回路部品は、長時間安定した電気的特性が得られることが必要となる。しかしながら、出力コネクタに取付けナットを嵌め合わせによって、前記非可逆回路部品の出力コネクタには、取付けナットが５Ｎｍ程度の締め付けトルクで嵌め合わせられるため引張り応力が作用し、コネクタ固定用のねじが切断したり、変形するなどしてストリップライン部材との電気的接続が切断される場合があった。また、万が一、故障するなどした場合には容易に取り替え可能なものが要求されている。
【０００５】
そこで本発明では、前記非可逆回路部品のコネクタに外力が作用しても容易に破損せず、もってストリップライン部材との電気的接続において信頼性が高く、また故障するなどした場合には容易に取り替え可能な非可逆回路部品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】
【０００６】
第１の発明は、金属ケースと、前記金属ケース内に配置された一枚以上の板状ガーネット部材と、前記板状ガーネット部材上に配置されるストリップライン部材と、前記板状ガーネット部材の直流磁界を与える永久磁石と、前記ストリップライン部材と接続される同軸コネクタを備え、壁面に前記同軸コネクタのための取付け穴が設けられた筐体内に前記金属ケースをねじ止めしてなり、前記同軸コネクタは、前記取付け穴に挿通される雄ネジ部と、前記金属ケースに設けられたストッパ部に係止するフランジ部を備え、前記フランジ部には取付け穴を有し、前記金属ケースとねじ止めされるとともに、前記雄ネジ部に取付けナットを嵌め合わせて前記壁面に固定することを特徴とする非可逆回路部品である。
本発明において、金属ケースは、同軸コネクタのフランジ部が配置される部位が平滑に、かつ窪んで形成されており、前記窪み部と金属ケースの側面との間で設けられた前記ストッパ部の高さが同軸コネクタのフランジ部の厚みと同じか、それ以上であるのが好ましい。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の非可逆回路部品を含み、前記筐体内に、方向性結合器、高周波フィルタ、増幅器、デュプレクサ、ミキサのいずれか１種乃至２種以上を備えたことを特徴とするカセットである。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明のカセットを、他のカセットとともにラックに収容したことを特徴とするラック装置である。他のカセットとは、非可逆回路部品を含むものや、非可逆回路部品を含まないものなどがある。これらを適宜組みあわせて用いることで、必要な回路網を構築することが出来るとともに、万が一、故障するなどした場合には、カセットごと取り替えれば良く、保全も短時間で容易な作業とすることが出来る。
【０００９】
第４の発明は、請求項１の非可逆回路部品とアンテナとを、前記雄ネジ部に取り付けられた同軸ケーブルで接続してなることを特徴とするマイクロ波通信用基地局である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、非可逆回路部品のコネクタに外力が作用しても容易に破損せず、もってストリップライン部材との電気的接続において信頼性が高く、また故障するなどした場合には容易に取り替え可能な非可逆回路部品を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、終端抵抗を備えたアイソレータを例にとり、本発明の一実施例に係る非可逆回路部品について説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るアイソレータの外観を示す平面図であり、図２はその分解斜視図である。また図３はコネクタの外観斜視図であり、図４はコネクタ取り付け前のアイソレータの部分拡大図である。
このアイソレータは、Ｎｉめっきが施された約１ｍｍの銅板からなるベース１１、この上に搭置されるコンデンサ１２や抵抗１３、金属ケース１０を備えるものである。前記金属ケース１０は硫黄複合快削鋼を切削して形成された複数のくぼみを備える。その内、平面視略円形に形成された最も大きな窪みには、アース板６１０、ガーネットフェライト６０３、ストリップライン部材６０２、永久磁石６０５が図２に示すように収容され、さらにＳＰＣＣで作製された磁気ヨークを兼ねる上蓋２８は配置され、固定ねじ１５で前記ブロック１０に固定される。
【００１２】
ストリップライン部材６０２は、共振器部から三方向に形成された入出力接続用のストリップライン１７を備え、共振器部と入出力接続用のストリップライン１７との間にはインピーダンスの整合をとるためλ／４長のインピーダンス変換器が形成されている。ストリップライン１７の端部は、そのまま外部へ引き出されて入力端子となるものや、コンデンサ１２等と接続されて接地したり、あるいは、コネクタ９５の中心端子１７５にストリップライン部材の端部を接続して出力端子となる。
【００１３】
前記コネクタ９５はＳＭＡタイプの同軸コネクタであって、雄ネジ部１００とこれに連なるフランジ部１１０を備える。本実施例では前記フランジ部１１０に２箇所、金属ケースとの固定のための取り付け穴１３０が設けられている。
金属ケースには、ガーネットフェライト６０３等が収容される窪みと同一面側に、同軸コネクタ９５を配置するための窪みが形成されている。その底部は平滑に形成されるとともに、同軸コネクタ９５固定のためのねじ穴が形成されている。前記窪みの一部は、金属ケースの側面に及んで開口部を形成する。また前記窪み部と金属ケースの側面との間には、所定の厚みの壁（ストッパ部１１５）が形成され、前記ストッパ部により係止するフランジ部が係止されるようになっている。更に前記フランジ部の取付け穴１３０で、前記金属ケースとねじ止め固定される。また前記ストッパ部の高さが同軸コネクタのフランジ部の厚みと同じか、それ以上に形成することで、同軸コネクタに作用する引張応力に抗することが出来る。ストッパ部１１５の厚みは、金属ケースの材質にもよるが１ｍｍ以上で厚ければ厚いほど好ましい。しかしながら厚くなるほど非可逆回路部品の外形の大型化を招くので、上限は３．０ｍｍ程度に制限される。好ましい厚みは１．４ｍｍ〜２．０ｍｍである。
【００１４】
得られた非可逆回路部品を、壁面に同軸コネクタ１００を露出するための取付け穴が設けられた筐体内に配置し、前記金属ケース１０に形成された取付け穴２４０とベース１１に設けられた穴を介して、固定ねじ２５０により筐体とねじ止め固定するとともに、図５の取り付け状態を示す拡大図のように、前記雄ネジ部１００に取付けナット１７０を嵌め合わせて筐体のパネル２００に固定して、本発明の一実施例に係るカセット２７０とした。あわせて、非可逆回路部品において、ストッパ部１１５を有さないものも作製し、前記雄ネジ部１００に取付けナット１７０を嵌め合わせて筐体のパネル２００に固定して、比較例のカセット２７０を作製した。取付けナット１７０の締め付けトルクを５Ｎｍとしたところ、実施例のものは何等変化無かったが、比較例のものではフランジ部に取り付けられたねじが破断され、同軸コネクタが脱落し使用に供し得ない状態となった。
【００１５】
カセット２７０は非可逆回路部品（アイソレータ）を含み、さらに方向性結合器、高周波フィルタ、増幅器、デュプレクサ、ミキサのいずれか１種乃至２種以上を備える場合が多い。例えば、図８に示したマイクロ波通信用基地局の回路ブロックにおいて、アイソレータ、フィルタ、パワーアンプ、ミキサーなどを前記カセット２７０内に配置、構成することも出来る。そしてアンテナとアイソレータの出力コネクタとを同軸ケーブルで接続すれば、マイクロ波通信用基地局の高周波回路部を構成することが出来る。
【００１６】
カセット２７０には、非可逆回路部品の同軸コネクタのほかに、他の回路との接続用コネクタ（図示せず）を備えている。図７はカセット２７０を収容するラック装置３６０であって、前記接続用コネクタに対応する位置にコネクタを設けてあり、カセット２７０を着脱するだけで、回路網を構築することが出来る。仮に信号が通過する任意の経路において、部品の故障などが生じた場合でも、カセット２７０を入れ替えるだけで対応可能であり、極めて短時間で容易に対応することが可能となる。ラック装置３６０に装着されるカセット２７０は、非可逆回路部品を必ず含む必要はなく、電源回路や、周波数変換機等で構成されるものであっても良い。
また複数の信号を扱う基地局では、取り扱う信号周波数に応じて、非可逆回路部品を含むカセット２７０を用いて構成すれば、基地局装置の小型化を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明によれば、前記非可逆回路部品のコネクタに外力が作用しても容易に破損せず、もってストリップライン部材との電気的接続において信頼性が高く、また故障するなどした場合には容易に取り替え可能な非可逆回路部品を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る非可逆回路部品の平面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る非可逆回路部品の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施例に用いる同軸コネクタの外観斜視図である。
【図４】本発明の一実施例に用いる同軸コネクタが取り付けられる部分の金属ケース部分拡大図である。
【図５】本発明の一実施例に係る非可逆回路部品の筐体への取り付け状態を示す部分拡大図である。
【図６】本発明の一実施例に係る非可逆回路部品を備えたカセットの外観斜視図である。
【図７】本発明の一実施例に係る非可逆回路部品を備えたカセットを収容したラック装置の外観斜視図である。
【図８】本発明の一実施例に係る非可逆回路部品を用いて構成されたマイクロ波通信用基地局の回路ブロックである。
【図９】従来の非可逆回路部品の内部構造を示す分解斜視図である。
【図１０】従来の非可逆回路部品の内部構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  非可逆回路部品
９５、９５ａ〜９５ｃ  コネクタ
１００  雄ネジ部
１１０  フランジ部
１１５  ストッパ部
１３０  取り付け穴
１０、６００  金属ケース
６０２  ストリップライン部材
６０３  板状ガーネット部材
６０５  永久磁石
【図１】
2008113155.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008113155.tif 000007
【図６】
2008113155.tif 000008
【図７】
2008113155.tif 000009
【図８】
2008113155.tif 000010
【図９】
2008113155.tif 000011
【図１０】
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