(57)【要約】【課題】電界シールド型の磁界プローブにおいて、電界シールド性能を確保しながら磁界検出感度のばらつきを少なくする。【解決手段】磁界プローブは、湾曲形状の同軸線路部１と、ギャップ導体部２と、湾曲状導体部３と、がループ状に形成されているループ部を備えている。同軸線路部１については、厚さ方向両面間を貫通する同軸線路を含むスライス状部品１９が、同軸線路同士が接続されるように、ループ形成方向に複数積層されていることで形成されている。これによって、湾曲形状の同軸線路部１を設計値通りに精度よく形成することができるので、電界シールド性能を確保しながら磁界検出感度のばらつきを少なくすることができる。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲形状の同軸線路部と、一端が該同軸線路部の内部導体の一端と接続されたギャップ導体部と、一端が該ギャップ導体部の他端と接続され他端が前記同軸線路部の外部導体と接続された湾曲状導体部と、がループ状に形成されているループ部を備える磁界プローブであって、
厚さ方向両面間を貫通する同軸線路を含むスライス状部品が、同軸線路同士が接続されるように、ループ形成方向に複数積層されていることによって、前記同軸線路部が形成されていることを特徴とする磁界プローブ。
【請求項２】
請求項１に記載の磁界プローブであって、
厚さ方向両面間を貫通する導体線路を含むスライス状部品が、該導体線路と前記同軸線路部の内部導体とが接続されるように、前記同軸線路部の一端面に積層されていることによって、前記ギャップ導体部が形成されていることを特徴とする磁界プローブ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の磁界プローブであって、
前記ループ部の内側に磁性体をさらに備えることを特徴とする磁界プローブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波帯における空間的な磁界分布を検出する磁界プローブに関し、特に、電界及び磁界の両方が混在している場合でも磁界のみを選択的に検出できる電界シールド型の磁界プローブに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来の電界シールド型の磁界プローブの一例が特開２０００−３３８２０６号公報に示されている。この従来の磁界プローブにおいては、信号線パターンが形成された誘電体基板の上下にグランドパターンが形成された誘電体基板が積層されている。２つのグランドパターンが信号線パターンを挟み込むことで、トリプレート型のストリップ線路を形成しており、そのループ部において磁界のみを選択的に検出している。
【０００３】
しかしながら、この従来の磁界プローブにおいては、ループ形成面と垂直方向に電極パターンを積層してトリプレート型のストリップ線路を形成しているので、積層方向と垂直方向に関しては電界シールドが不十分であり、積層方向と垂直方向の成分を持つ電界を検出してしまうという課題があった。
【０００４】
この欠点を改善するために、特開２００１−１０２８１７号公報には、信号線パターンを挟む２つのグランドパターン間を複数のビアを介して短絡することで、電界シールド性能の向上を図る磁界プローブが記載されている。
【０００５】
しかしながら、この従来の磁界プローブにおいては、隣合うビア同士が接続されていないため、検出信号をＴＥＭモード伝送できず、不要高次モード発生により信号の損失が発生してしまうという課題があった。
【０００６】
また、トリプレート型のストリップ線路の代わりに、湾曲加工された同軸線を用いた従来の磁界プローブにおいては、電界シールド性能は高く、かつ検出信号をＴＥＭモード伝送できるため信号の損失はほとんど発生しない。しかし、空間的な磁界分布を高分解能で測定する目的でループ部を小型化する場合に、同軸線の湾曲加工を精度よく行うことが困難であるため、磁界検出感度のばらつきが大きくなってしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、電界シールド性能を確保しながら磁界検出感度のばらつきを少なくすることができる磁界プローブを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、第１の本発明に係る磁界プローブは、湾曲形状の同軸線路部と、一端が該同軸線路部の内部導体の一端と接続されたギャップ導体部と、一端が該ギャップ導体部の他端と接続され他端が前記同軸線路部の外部導体と接続された湾曲状導体部と、がループ状に形成されているループ部を備える磁界プローブであって、厚さ方向両面間を貫通する同軸線路を含むスライス状部品が、同軸線路同士が接続されるように、ループ形成方向に複数積層されていることによって、前記同軸線路部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
このように、厚さ方向両面間を貫通する同軸線路を含むスライス状部品が、同軸線路同士が接続されるように、ループ形成方向に複数積層されていることによって、同軸線路部が形成されているので、湾曲形状の同軸線路を設計値通りに精度よく形成することができる。したがって、電界シールド性能を確保しながら磁界検出感度のばらつきを少なくすることができる。
【００１０】
第２の本発明に係る磁界プローブは、第１の本発明に記載のプローブであって、厚さ方向両面間を貫通する導体線路を含むスライス状部品が、該導体線路と前記同軸線路部の内部導体とが接続されるように、前記同軸線路部の一端面に積層されていることによって、前記ギャップ導体部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
このように、厚さ方向両面間を貫通する導体線路を含むスライス状部品が、導体線路と同軸線路部の内部導体とが接続されるように、同軸線路部の一端面に積層されていることによって、ギャップ導体部が形成されているので、ギャップ導体部の長さを短くすることができ、電界シールド性能をさらに向上させることができる。
【００１２】
第３の本発明に係る磁界プローブは、第１または第２の本発明に記載のプローブであって、前記ループ部の内側に磁性体をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
このように、ループ部の内側に磁性体を備えることにより、磁界検出感度を上げることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１５】
図１〜３は本発明の実施形態に係る磁界プローブの構成を示す図であり、図１は斜視図を示し、図２は内部構成の斜視図を示し、図３は図１でのＡ−Ａ断面図を示す。本実施形態における磁界プローブは、湾曲形状の同軸線路部１と、ギャップ導体部２と、湾曲状導体部３と、がループ状に形成されているループ部５を備えており、ループ部５の内部を貫く磁束を検出する。なお、同軸線路部１の特性インピーダンスは例えば５０Ωあるいは７５Ωである。
【００１６】
同軸線路部１の一端にはギャップ導体部２が配置され、ギャップ導体部２の一端は同軸線路部１の内部導体１４の一端と接続されている。ギャップ導体部２の他端は湾曲状導体部３の一端と接続されており、湾曲状導体部３の他端は同軸線路部１の外部導体１５の他端と接続されている。同軸線路部１の他端は出力用同軸線路部９の一端と同軸線路を延長するように接続されており、出力用同軸線路部９の他端は図示しない計測器と接続される。なお、ギャップ導体部２と同軸線路部１の内部導体１４とで外径は略同一であり、湾曲状導体部３と同軸線路部１の外部導体１５とで外径は略同一であり、ギャップ導体部２の外径は湾曲状導体部３の外径より小さい。
【００１７】
本実施形態における磁界プローブは、図４に示すように、後述する各スライス状部品を積層し、焼成によりスライス状部品同士を接合することで得られる。図４は、磁界プローブの形成に用いられる各スライス状部品の構成を示す斜視図である。各スライス状部品は、積層後に所定内径のループ部５が形成されるための形状に加工されている。
【００１８】
出力用同軸線路部９は、複数の同軸線用のスライス状部品１６を積層することによって形成されている。スライス状部品１６の各々は、厚さ方向両面間を貫通する薄型の同軸線路１７と、同軸線路１７の外周を覆う薄型の誘電体１８と、を含む。そして、同軸線路１７同士が接続されるようにスライス状部品１６の各々が積層される。
【００１９】
同軸線路部１は、複数の同軸線用のスライス状部品１９をループ形成方向に積層することによって形成されている。スライス状部品１９の各々は、厚さ方向両面間を貫通する薄型の同軸線路２０と、同軸線路２０の外周を覆う薄型の誘電体２１と、を含む。そして、図３に示すように、スライス状部品１９の各々は、同軸線路部１の他端部を形成するものを除いて、厚さ方向両面を延長したときの交線が積層後のループ部５の中心軸６と一致するように厚さ方向両面が加工されている。一方、同軸線路部１の他端部を形成するスライス状部品１９ａについては、後述するスライス状部品２５の導体部２６との接続のために、同軸線路２０の外部導体の外周の一部が外側に張り出して側面に露出している。また、スライス状部品１９の各々は、出力用同軸線路部９の一端面を形成するスライス状部品１６上に積層され、かつ同軸線路２０同士が接続されるように積層される。
【００２０】
ギャップ導体部２は、ギャップ用のスライス状部品２２を同軸線路部１の一端面に積層することによって形成されている。スライス状部品２２は、厚さ方向両面間を貫通する薄型の導体線路２３と、導体線路２３の外周を覆う薄型の誘電体２４と、を含む。そして、図３に示すように、スライス状部品２２は、厚さ方向両面を延長したときの交線が積層後のループ部５の中心軸６と一致するように厚さ方向両面が加工されている。また、導体線路２３と同軸線路部１の内部導体１４とが接続されるようにスライス状部品２２が積層される。
【００２１】
湾曲状導体部３は、複数の導体用のスライス状部品２５をループ形成方向に積層することによって形成されている。スライス状部品２５の各々は、厚さ方向両面間を貫通する薄型の導体部２６と、導体部２６の外周を覆う薄型の誘電体２７と、を含む。そして、図３に示すように、スライス状部品２５の各々は、厚さ方向両面を延長したときの交線が積層後のループ部５の中心軸６と一致するように厚さ方向両面が加工されている。また、スライス状部品２５の各々は、スライス状部品２２上に積層され、かつ導体部２６同士が接続されるように積層される。なお、最後に積層されるスライス状部品２５ａについては、導体部２６が同軸線路部１の外部導体１５と接続されるようにスライス状部品１９ａと接合される。
【００２２】
本実施形態においては、厚さ方向両面間を貫通する同軸線路２０を含むスライス状部品１９が、同軸線路２０同士が接続されるように、ループ形成方向に複数積層されていることによって、同軸線路部１が形成されている。このように、同軸線路部１をループ形成方向に積層して形成することで、湾曲形状の同軸線路部１を設計値通りに精度よく形成することができ、ループ部５の内側面積が設計値になるようにループ部５を精度よく形成することができる。したがって、電界シールド性能を確保しながら磁界検出感度のばらつきを少なくすることができる。
【００２３】
さらに本実施形態においては、厚さ方向両面間を貫通する導体線路２３を含むスライス状部品２２が、導体線路２３と同軸線路部１の内部導体１４とが接続されるように、同軸線路部１の一端面に積層されていることによって、ギャップ導体部２が形成されている。このように、ギャップ導体部２を積層して形成することで、スライス状部品２２の厚さを薄くして極めて短いギャップ導体部２を形成することができる。したがって、電界シールド性能をさらに向上させることができる。
【００２４】
また、検出信号は同軸線路部１及び出力用同軸線路部９を通って図示しない計測器へ伝送される。したがって、信号をＴＥＭモード伝送でき、信号の損失はほとんど発生しない。さらに広帯域に渡って計測器とのインピーダンス整合をとることができる。
【００２５】
そして、各スライス状部品は外周に誘電体を備えているので、切断、研磨等の加工により所望の形状に形成することが容易となる。さらに、磁界プローブの導体部分が誘電体によって覆われているので、外衝等による特性劣化を防止することができる。
【００２６】
以上の説明においては、スライス状部品１６→スライス状部品１９→スライス状部品２２→スライス状部品２５の順に積層を行う場合について説明したが、スライス状部品２５→スライス状部品２２→スライス状部品１９→スライス状部品１６の順に積層を行ってもよい。
【００２７】
また本実施形態においては、図５、６に示すように、磁界プローブの導体部分が必ずしも誘電体によって覆われておらず外部に露出していてもよい。ここで、図５は図３と同じ位置での断面図を示し、図６は磁界プローブの形成に用いられる各スライス状部品の斜視図を示す。さらに、図７、８に示すように、湾曲状導体部３が積層部品ではなく湾曲形状の導体片２８によって構成されていてもよい。ここで、図７は図３と同じ位置での断面図を示し、図８は磁界プローブの形成に用いられる各スライス状部品の斜視図を示す。湾曲状導体部３を湾曲形状の導体片２８によって構成することで、湾曲状導体部３の積層が不要となり、製造コストを削減できる。
【００２８】
さらに本実施形態においては、図９の斜視図に示すように、ループ部５の内側に磁性体１３を備えていてもよい。これによって、磁界検出感度を上げることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、厚さ方向両面間を貫通する同軸線路を含むスライス状部品が、同軸線路同士が接続されるように、ループ形成方向に複数積層されていることによって、同軸線路部が形成されているので、電界シールド性能を確保しながら磁界検出感度のばらつきを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁界プローブを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る磁界プローブの内部構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る磁界プローブの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る磁界プローブの形成に用いられる各スライス状部品の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る磁界プローブの別の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る磁界プローブの形成に用いられる各スライス状部品の別の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る磁界プローブの別の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る磁界プローブの形成に用いられる各スライス状部品の別の構成を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に係る磁界プローブの別の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　同軸線路部、２　ギャップ導体部、３　湾曲状導体部、５　ループ部、９出力用同軸線路部、１３　磁性体、１４　内部導体、１５　外部導体、１６，１９，２２，２５　スライス状部品、１７，２０　同軸線路、１８，２１，２４，２７　誘電体、２３　導体線路、２６　導体部、２８　導体片。
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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