(57)【要約】  【課題】高周波回路プリント基板において高周波特性の良好なパターン設計が可能となる高周波装置の構造を提供する。  【解決手段】高周波回路プリント基板たるプリント基板２は、厚み方向の一面に高周波ライン２１およびアース２２を形成してあり、他面を金属ケース１の底壁１１に当接させた形で配置されている。高周波同軸コネクタ３は、中心コンタクト３３が板状の金属部材たる底壁１１とプリント基板２とに挿通されて高周波ライン２１に接続されている。プリント基板２の上記一面における面内の任意の位置で高周波同軸コネクタ３の中心コンタクト３３を接続するように高周波ライン２１のパターン設計が可能となり、プリント基板２において高周波特性の良好なパターン設計が可能となる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向の一面に高周波ラインおよびアースを形成した高周波回路プリント基板が他面を板状の金属部材に当接させた形で配置され、高周波同軸コネクタの中心コンタクトが高周波回路プリント基板の厚み方向において金属部材とプリント基板とに挿通されて高周波ラインに接続されてなることを特徴とする高周波装置の構造。
【請求項２】
前記高周波同軸コネクタは、前記中心コンタクトの一部を囲むシェルと一体に形成されたフランジを前記金属部材に当接させ、フランジを通して挿入される固定用ねじが前記金属部材および前記高周波回路プリント基板に挿通される形で配置され、固定用ねじの先端部に螺合するナットが前記アースに電気的に接続されてなることを特徴とする請求項１記載の高周波装置の構造。
【請求項３】
前記高周波回路プリント基板から厚み方向に離間して前記高周波回路プリント基板の高周波回路を制御する制御回路プリント基板が配置され、前記高周波回路プリント基板と制御回路プリント基板とが長手方向に伸縮自在な複数の接続ピンを介して電気的に接続され、接続ピンは長手方向の一端部が制御回路プリント基板に接続されるとともに他端部が前記高周波回路プリント基板の前記一面に形成した導体パッドに弾接してなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高周波装置の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波装置の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高周波機器などに使用される高周波装置（高周波ユニット）の構造として、例えば図６に示す構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。図６に示した例では、一面開口した金属ケース１’の内底面に沿ってプリント基板（高周波回路プリント基板）２’を配置してあり、プリント基板２’における金属ケース１’の内底面と反対側の表面に形成された導電パターンからなる高周波ライン（図示せず）に、高周波同軸コネクタ３の中心コンタクト３３が半田からなる接合部４により電気的に接続されている。ここにおいて、金属ケース１’の側壁には、高周波同軸コネクタ３の中心コンタクト３３の一部を覆う円筒状の誘電体部３４を挿通する取付孔１４’が貫設されている。なお、プリント基板２’の高周波回路を制御する制御回路を形成したプリント基板（制御回路プリント基板）５’を金属ケース１’に組み込む場合には、両プリント基板２’，５’それぞれの互いの対向面に設けたコネクタ４２，４５を結合することにより両プリント基板２，５’を電気的に接続しているのが一般的である。
【特許文献１】特開平６−１１２７０７号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、図６に示した従来例では、金属ケース１’の側壁に高周波同軸コネクタ３用の取付孔１４’を設け、プリント基板２’の周部において高周波同軸コネクタ３の中心コンタクト３３を高周波ラインに半田により接続するようにしているので、プリント基板２’の周部でしか高周波ラインと高周波同軸コネクタ３の中心コンタクト３３との接続を行うことができず（つまり、プリント基板２’の任意の位置から高周波信号を取り出すことができず）、プリント基板２’における高周波ラインおよびアースのパターンの設計に制約が多くなり、良好な高周波特性を得るための設計が難しかった。また、上述のようにプリント基板５’を金属ケース１’内に組み込む場合には、プリント基板２’にコネクタ４２を配置しており、コネクタ４２を中心として制御信号線（信号ライン）をプリント基板２’上に配線するので、制御信号線と高周波ラインとがプリント基板２’上でクロスしないようにする必要があり、プリント基板２’における高周波ラインおよびアースのパターンの設計の制約が更に多くなっていた。
【０００４】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、高周波回路プリント基板において高周波特性の良好なパターン設計が可能となる高周波装置の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、厚み方向の一面に高周波ラインおよびアースを形成した高周波回路プリント基板が他面を板状の金属部材に当接させた形で配置され、高周波同軸コネクタの中心コンタクトが高周波回路プリント基板の厚み方向において金属部材とプリント基板とに挿通されて高周波ラインに接続されてなることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、高周波同軸コネクタの中心コンタクトを、高周波回路プリント基板の厚み方向において金属部材と高周波回路プリント基板とに挿通して高周波ラインに接続しているので、高周波回路プリント基板の一面における面内の任意の位置で高周波同軸コネクタの中心コンタクトを接続するように高周波ラインのパターン設計が可能となり、高周波回路プリント基板において高周波特性の良好なパターン設計が可能となる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記高周波同軸コネクタは、前記中心コンタクトの一部を囲むシェルと一体に形成されたフランジを前記金属部材に当接させ、フランジを通して挿入される固定用ねじが前記金属部材および前記高周波回路プリント基板に挿通される形で配置され、固定用ねじの先端部に螺合するナットが前記アースに電気的に接続されてなることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、前記高周波同軸コネクタのフランジを通して挿入される固定用ねじが前記金属部材および前記高周波回路プリント基板に挿通される形で配置され、固定用ねじの先端部に螺合するナットが前記高周波回路プリント基板の前記アースに電気的に接続されているので、前記高周波回路プリント基板の前記アースを前記金属部材と同電位にすることができ、より良好な高周波特性を得ることが可能となる。また、前記高周波同軸コネクタのフランジを通して挿入した固定用ねじを前記金属部材および前記高周波回路プリント基板に挿通させて先端部にナットを螺合することにより、前記高周波回路プリント基板と前記金属部材との間に隙間が形成されるのを防止することができ、前記高周波回路プリント基板と前記金属部材とが熱結合されて放熱性が向上する。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記高周波回路プリント基板から厚み方向に離間して前記高周波回路プリント基板の高周波回路を制御する制御回路プリント基板が配置され、前記高周波回路プリント基板と制御回路プリント基板とが長手方向に伸縮自在な複数の接続ピンを介して電気的に接続され、接続ピンは長手方向の一端部が制御回路プリント基板に接続されるとともに他端部が前記高周波回路プリント基板の前記一面に形成した導体パッドに弾接してなることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、厚み方向に離間して配置される前記高周波回路プリント基板と制御回路プリント基板とが長手方向に伸縮自在な複数の接続ピンを介して電気的に接続され、接続ピンの長手方向の一端部が制御回路プリント基板に接続されるとともに他端部が前記高周波回路プリント基板の前記一面に形成した導体パッドに弾接するので、前記高周波回路プリント基板と制御回路プリント基板との間の距離が前記高周波回路プリント基板の面内でばらついている場合や、接続ピンの長手方向を前記高周波回路プリント基板の厚み方向に対してやや傾ける必要がある場合などの組立性を向上させることができる。また、制御回路基板の回路パターンを前記高周波回路プリント基板の前記一面における任意の位置で接続できるので、高周波回路プリント基板において高周波特性の良好なパターン設計が可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、高周波回路プリント基板の一面における面内の任意の位置で高周波同軸コネクタの中心コンタクトを接続するように高周波ラインのパターン設計が可能となり、高周波回路プリント基板において高周波特性の良好なパターン設計が可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施形態１）
本実施形態の高周波装置の構造では、図１および図２に示すように、厚み方向の一面（図１（ｂ）の上面）に高周波ライン２１およびアース２２を形成した矩形板状のプリント基板（片面プリント基板）２を金属ケース１内に収納し、プリント基板２に複数の高周波同軸コネクタ３を接続してある。なお、高周波ライン２１とアース２２との間の距離は略一定としてある。また、本実施形態では、プリント基板２が高周波回路の回路部品が実装される高周波回路プリント基板を構成している。
【００１３】
ここに、金属ケース１は、矩形板状の底壁１１の長手方向の両側縁からそれぞれ側壁１２が立設された断面コ字状に形成されており、プリント基板２の厚み方向の他面（図１（ｂ）の下面）を金属ケース１の底壁１１（つまり、金属ケース１の内底面）に当接させた形で配置され、高周波同軸コネクタ３の円柱状の中心コンタクト３３がプリント基板２の厚み方向において金属ケース１の底壁１１とプリント基板２とに挿通されて高周波ライン２１に半田からなる接合部４（図２参照）により接続されている。しかして、本実施形態では、高周波同軸コネクタ３の中心コンタクト３３を、プリント基板２の厚み方向において金属ケース１の底壁１１とプリント基板２とに挿通して高周波ライン２１に半田により接続しているので、プリント基板２の上記一面における面内の任意の位置で高周波同軸コネクタ３の中心コンタクト３３を接続するように高周波ライン２１のパターン設計が可能となり、プリント基板２において高周波特性の良好なパターン設計が可能となる。なお、本実施形態では、金属ケース１の底壁１１が板状の金属部材を構成している。
【００１４】
ところで、高周波同軸コネクタ３は、中心コンタクト３３の一部を囲む円筒状のシェル３１と一体に形成されたフランジ３２を備えており、中心コンタクト３３の長手方向においてシェル３１に囲まれていない部分のうちフランジ３２側の部分は円筒状の誘電体部３４（図２参照）により覆われている。また、フランジ３２には、固定用ねじ３６を挿入する固定用穴（図示せず）が２つ形成されている。なお、本実施形態における高周波同軸コネクタ３は、ねじ嵌合式の同軸コネクタであって、シェル３１の外周面に相手側コネクタ（同軸ケーブルの先端に設けられた高周波同軸コネクタ）を結合するための螺旋状のねじ山が形成されている。この種の高周波同軸コネクタ３としては、例えば、マイクロ波用の同軸コネクタとして一般的に用いられているＳＭＡコネクタがある。
【００１５】
一方、プリント基板２において高周波ライン２１が形成された部分には、高周波同軸コネクタ３の中心コンタクト３を挿通する複数の円形状のコンタクト挿通孔２４（図２参照）が厚み方向に貫設され、金属ケース１の底壁１１には、高周波同軸コネクタ３の誘電体部３４を挿通する複数の円形状の取付孔１４（図２参照）が厚み方向に貫設されている。また、プリント基板２においてアース２２が形成された部分には、上述の固定用ねじ３６が挿通されるねじ挿通孔（図示せず）が厚み方向に貫設され、金属ケース１の底壁１１においてプリント基板２のねじ挿通孔に対応する部分（重なる部分）にも上述の固定用ねじ３６が挿通されるねじ挿通孔（図示せず）が厚み方向に貫設されている。
【００１６】
ここにおいて、コンタクト挿通孔２４の内径寸法は、中心コンタクト３３の外径寸法と略同じ寸法に設定し、取付孔１４の内径寸法は、誘電体部３４の外径寸法と略同じ寸法に設定してある。また、本実施形態では、外周面が露出した誘電体部３４の長さ寸法と金属ケース１の底壁１１の厚み寸法とを同じ値に設定してある。また、プリント基板２の厚み寸法は中心コンタクト３の露出した部分の長さ寸法よりも小さく設定してある（つまり、中心コンタクト３３の露出した部分の長さ寸法はプリント基板２の厚み寸法よりも大きくなっている）。
【００１７】
高周波同軸コネクタ３をプリント基板２に取り付ける際には、プリント基板２の上記他面を金属ケース１の底壁１１の内底面に当接させる形で金属ケース１内に収納した後、フランジ３２を金属ケース１の底壁１１にプリント基板２とは反対側から当接させるように中心コンタクト３３をコンタクト挿通孔２４に挿通させた後、フランジ１１の上記固定用穴に挿入した固定用ねじ３６を金属ケース１の底壁１１およびプリント基板２それぞれのねじ挿通孔に挿通させ、固定用ねじ３６の先端部にナット３７を螺合することにより高周波同軸コネクタ３と金属ケース１とプリント基板２とを結合した後、中心コンタクト３３のうちプリント基板１の上記一面から突出した部分を高周波ライン２１に半田により接続すればよい。
【００１８】
上述のように、固定用ねじ３６を高周波同軸コネクタ３１のフランジ３２、金属ケース１の底壁１１およびプリント基板２に挿通させた状態で固定ねじ３６の先端部にナット３７を螺合させていることによって、プリント基板２と金属ケース１の底壁１１との間に隙間が形成されるのを防止することができ、プリント基板２で発生した熱を金属ケース１を通して効率良く放熱させることができ、しかも、ナット３７がアース２２に電気的に接続されるので、プリント基板２のアース２２を金属ケース１と同電位にすることができ、より良好な高周波特性を得ることが可能となる。
【００１９】
（実施形態２）
本実施形態の基本構造は実施形態１と略同じであって、図３ないし図５に示すように、金属ケース１内でプリント基板２（以下、第１のプリント基板２と称す）から厚み方向に離間して別のプリント基板５（以下、第２のプリント基板５と称す）が配置され、第１のプリント基板２と第２のプリント基板５とが長手方向に伸縮自在な複数の接続ピン（いわゆるスプリングコンタクト）３６を介して電気的に接続されている点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２０】
接続ピン３６は、長手方向の一端部が第２のプリント基板５に挿通されてランド５２に半田により接続されるとともに他端部が第１のプリント基板２の上記一面に形成した円形状の導電パッド２３に弾接している。なお、第１のプリント基板２には高周波回路の回路部品（図示せず）が形成され、第２のプリント基板５には第１のプリント基板２の高周波回路を制御する制御回路の回路部品（図示せず）が形成されており、第１のプリント基板２が高周波回路プリント基板を構成し、第２のプリント基板５が制御回路プリント基板を構成している。
【００２１】
しかして、本実施形態では、高周波回路の信号ラインと制御回路の信号ラインとを１枚の基板上でクロスさせることなく配線することができ、高周波回路と制御回路とが互いに干渉するのを防止することができる。
【００２２】
ところで、複数の接続ピンそれぞれの長手方向の両端部をプリント基板に設けた穴に挿入するような場合にはそのクリアランスから考えて組立性が悪い。これに対して、本実施形態では、接続ピンとして長手方向に伸縮自在な接続ピン３６を採用し、長手方向の一端部を第２のプリント基板５に挿通して半田により接続するとともに他端部が第１のプリント基板２の上記一面に形成した円形状の導電パッド２３に弾接させているので、組立性を改善することができる。すなわち、組立時には、各接続ピン３６それぞれの一端部を第２のプリント基板５に挿通して半田付けしてから、第２のプリント基板５をケース１内の所定位置に配置することで各接続ピン３６の他端部を導電パッド２３に弾接させればよいから、組立性が向上する。
【００２３】
また、厚み方向に離間して配置された２枚のプリント基板２，５を長手方向に伸縮性のない複数の接続ピンにより電気的に接続するとすれば、両プリント基板２，５間の距離がプリント基板２の面内でばらついている場合（例えば、図５中の距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が異なる場合）や、接続ピンの長手方向がプリント基板２の厚み方向に対してやや傾いている場合などに、組立性が悪くなってしまうが、本実施形態では、長手方向に伸縮自在な接続ピン３６を採用しているので、長手方向に伸縮性のない接続ピンを採用する場合に比べて組立性を向上させることができる。なお、導電パッド２３の面積は、接続ピン３６の製造ばらつきなどの原因により接続ピン３６が第２のプリント基板５の厚み方向に対してある程度傾いていても接触できるように設定してある。
【００２４】
また、本実施形態の高周波装置の構造では、第２の回路基板５の回路パターンを第１の回路基板２の上記一面における任意の位置で接続ピン３６により接続でき、第２のプリント基板５の制御回路から第１のプリント基板２の高周波回路へ与える制御信号を接続ピン３６を介して供給することができるので、第１のプリント基板２を高周波特性が最適となるように設計することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態１を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は左側面図である。
【図２】同上の概略断面図である。
【図３】実施形態２を示す概略平面図である。
【図４】同上の要部説明図である。
【図５】同上の要部説明図である。
【図６】従来例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  金属ケース
２  プリント基板
３  高周波同軸コネクタ
４  接合部
５  プリント基板
６  接続ピン
１１  底壁
１２  側壁
１４  取付孔
２１  高周波ライン
２２  アース
２３  導電パッド
３１  シェル
３２  フランジ
３３  中心コンタクト
３４  誘電体部
３６  固定用ねじ
３７  ナット
５３  ランド
【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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