(57)【要約】【課題】通過特性を劣化させずにアイソレーション特性を向上させた複数のチョーク構造を有する多チャンネル同軸形ロータリージョイントを提供する。【解決手段】それぞれ一方の導体端の凹部に他方の導体端の凸部が接触せずに隙間を空けて嵌り込んだチョーク構造１１，１２，１３を入れ子状態で複数有する多チャンネル同軸形ロータリージョイントにおいて、外側チャンネルと内側チャンネルを分離する導体に設けられたチョーク構造１３が、内部の一部に吸収体２２が装荷されると共に前記吸収体を装荷した部分の径が大きくされ、かつ少なくとも径を大きくした部分が外側チャンネルの入出力線路１の外側になるようにロータリージョイントの回転軸方向に沿ってずらして配置されている。【選択図】図１
2012090045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ一方の導体端の凹部に他方の導体端の凸部が接触せずに隙間を空けて嵌り込んだチョーク構造を入れ子状態で複数有する多チャンネル同軸形ロータリージョイントにおいて、
外側チャンネルと内側チャンネルを分離する導体に設けられたチョーク構造が、内部の一部に吸収体が装荷されると共に前記吸収体を装荷した部分の径が大きくされ、
かつ少なくとも径を大きくした部分が外側チャンネルの入出力線路の外側になるようにロータリージョイントの回転軸方向に沿ってずらして配置されていることを特徴とする多チャンネル同軸形ロータリージョイント。
【請求項２】
吸収体はチョーク構造における導体の支持体をかねることを特徴とする請求項１に記載の多チャンネル同軸形ロータリージョイント。
【請求項３】
吸収体はチョーク構造における一方の導体に固定され、他方の導体とは接触しないことを特徴とする請求項１に記載の多チャンネル同軸形ロータリージョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主としてＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯、マイクロ波帯およびミリ波帯で用いられる多チャンネル同軸形ロータリージョイントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の複数の伝送線路からなる多チャンネル同軸形ロータリージョイントにおいては、機械的な回転と電気的な良好な特性を実現するため、伝送線路を構成する外導体および内導体にはチョーク構造が設けられているが、その位置については特別な言及はなく、一般的には外側チャンネルの両側の入出力線路の間の中央部に設けられていた(例えば、下記特許文献１参照)
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公昭６３−２４６４２号公報(第４頁、図２)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように従来の複数の伝送線路からなる多チャンネルロータリージョイントでは、機械的な回転と電気的な良好な特性を実現するためのチョーク構造が、外側チャンネルの両側の入出力線路の間の中央部(多チャンネルロータリージョイントの中央部)に設けられていた。
【０００５】
チョーク構造は図１３に断面図で示すように、機械的な回転を実現するため２つの導体を入れ子にし(すなわち一方の導体端の凹部に他方の導体端の凸部が接触せずに隙間を空けて嵌り込んでいる)、電気的に良好な特性を実現するため不連続部となる隙間において等価的に短絡となるように所定の長さに設定されている。しかしながら、チョーク構造の不連続部の隙間からの信号の漏洩を完全になくすことは困難であり、その漏洩はチャンネル間アイソレーション特性に影響する。アイソレーション特性を向上させるためには、チョーク構造の隙間に吸収体を設け漏洩信号を減衰させる手法があるが、吸収体を加工可能な大きさにした場合、チョーク構造の隙間を大きくすることになり、それに応じて外側チャンネルの径が大きくなる。この場合、径が大きくなるにつれて低い周波数から高次モードが伝播するようになるため通過特性が劣化するという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、通過特性を劣化させずにアイソレーション特性を向上させた、複数のチョーク構造を有する多チャンネル同軸形ロータリージョイント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】
【０００７】
この発明は、それぞれ一方の導体端の凹部に他方の導体端の凸部が接触せずに隙間を空けて嵌り込んだチョーク構造を入れ子状態で複数有する多チャンネル同軸形ロータリージョイントにおいて、外側チャンネルと内側チャンネルを分離する導体に設けられたチョーク構造が、内部の一部に吸収体が装荷されると共に前記吸収体を装荷した部分の径が大きくされ、かつ少なくとも径を大きくした部分が外側チャンネルの入出力線路の外側になるようにロータリージョイントの回転軸方向に沿ってずらして配置されていることを特徴とする多チャンネル同軸形ロータリージョイントにある。
【発明の効果】
【０００８】
この発明では、通過特性を劣化させずにアイソレーション特性を向上させた、複数のチョーク構造を有する多チャンネル同軸形ロータリージョイントを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる多チャンネル同軸形ロータリージョイントの構成を説明するための回転軸に沿った断面図である。
【図２】従来の多チャンネル同軸形ロータリージョイントの図１に対応する回転軸に沿った断面図である。
【図３】この発明によるチョーク構造で吸収体を装荷した場合のロータリージョイントの部分拡大断面図である。
【図４】従来のチョーク構造で吸収体を装荷した場合のロータリージョイントの部分拡大断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係わる多チャンネル同軸形ロータリージョイントの別の構成を説明するための回転軸に沿った断面図である。
【図６】吸収体を装荷しない従来のチョーク構造を部分的に示した図である。
【図７】図６のチョーク構造を有する２チャンネル同軸形ロータリージョイントにおける２チャンネル間アイソレーション特性の計算結果を示す図である。
【図８】この発明におけるチョーク構造を部分的に示した図である。
【図９】図８のチョーク構造を有する２チャンネル同軸形ロータリージョイントにおける２チャンネル間アイソレーション特性の計算結果を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係わる多チャンネル同軸形ロータリージョイントのチョーク構造での吸収体の状態を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係わる多チャンネル同軸形ロータリージョイントのチョーク構造での吸収体の状態を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係わる多チャンネル同軸形ロータリージョイントのチョーク構造での吸収体の状態の別の例を示す図である。
【図１３】一般的なチョーク構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明による多チャンネル同軸形ロータリージョイントを各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、重複する説明は省略する。
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係わる多チャンネル同軸形ロータリージョイントの構成を説明するための回転軸に沿った断面図である。このロータリージョイントは、内側、外側の２つのチャンネルを有する、回転軸に沿った断面図がＨ型の円筒形状のものである。図１において、１はロータリージョイントの一方の側に設けられた第１のストリップ線路(外側チャンネルの入出力線路)、２は他方の側に設けられた第２のストリップ線路(外側チャンネルの入出力線路)、３はロータリージョイントの中央部に設けられた第１の円形同軸線路、４は一方の端に設けられた第１のスタブアングル、５は他方の端に設けられた第２のスタブアングル、６は中央部の第１の円形同軸線路３の内側に形成された第２の円形同軸線路である。
【００１２】
７、８は両側に設けられた外側チャンネル(チャンネル１)１の円形同軸形入出力端子、９、１０はロータリージョイントの軸に沿って形成された内側チャンネル(チャンネル２)の円形同軸形入出力端子である。１１、１２は中央部に回転軸を中心とする同心円上に形成されているチョーク構造、１３は回転軸方向に沿って一方の側にずらして配置されているチョーク構造である。各チョーク構造１１，１２，１３は一方の導体端の凹部に他方の導体端の凸部が接触せずに隙間を空けて嵌り込んだ構造を有している。またチョーク構造１３内にはさらに吸収体(ここではリング状)２２が装荷され、吸収体２２を装荷した部分の径が大きくされている。
【００１３】
１４，１５は第１のストリップ線路１のそれぞれ外導体と内導体、１６，１７は第２のストリップ線路２の外導体と内導体、１８，１９は第１のスタブアングル４のそれぞれ外導体と内導体、２０，２１は第２のスタブアングル５のそれぞれ外導体と内導体である。
【００１４】
円形同軸形入出力端子７，８間を信号が伝播する外側チャンネルと円形同軸形入出力端子９，１０間を信号が伝播する内側チャンネルの２つのチャンネルを有する同軸形ロータリージョイントが構成されている。
【００１５】
また、第１のストリップ線路１の内導体１５は第１のスタブアングル４の外導体１８と接続され、第２のストリップ線路２の内導体１７は第２のスタブアングル５の外導体２０と接続されている。このとき、第１のストリップ線路１は、外導体１４と内導体１５により構成され、第２のストリップ線路２は同様に外導体１６と内導体１７により構成されている。
【００１６】
一方、第１の同軸線路３は、第１のストリップ線路１の外導体１４および第２のストリップ線路２の外導体１６からなる外導体と、第１のスタブアングル４の外導体１８および第２のスタブアングル５の外導体２０からなる内導体により同軸線路として構成され、第２の同軸線路６は、第１のスタブアングル４の外導体１８および第２のスタブアングル５の外導体２０からなる外導体と、第１のスタブアングル４の内導体１９および第２のスタブアングル５の内導体２１からなる内導体により同軸線路として構成されている。
【００１７】
また、第１の円形同軸線路３の外導体に設けられたチョーク構造１１は、第１のストリップ線路１の外導体１４と第２のストリップ線路２の外導体１６を所定の長さで延伸し、隙間を設けて入れ子(すなわち一方の導体端の凹部に他方の導体端の凸部が接触せずに隙間を空けて嵌り込んだ構造、以下同様)にすることにより構成されている。同様に、第１の円形同軸線路３の内導体に設けられたチョーク構造１２は、第１のスタブアングル４の内導体１９と第２のスタブアングル５の内導体２１を所定の長さで延伸し、隙間を設けて入れ子にすることにより構成されている。
【００１８】
さらに、外側チャンネルと内側チャンネルを分離する導体である第１の円形同軸線路３の内導体、に設けられたチョーク構造１３は、第１のスタブアングル４の外導体１８と第２のスタブアングル５の外導体２０を所定の長さで延伸し、隙間を設けて入れ子にすることにより構成されている。このとき、第１のスタブアングル４の外導体１８のチョーク構造１３は一部の径が広げられ、その隙間に吸収体２２が装荷されている。
【００１９】
次に動作について説明する。外側チャンネルの入出力端子７に信号が入力された場合、第１のストリップ線路１、第１の円形同軸線路３、第２のストリップ線路２を経由して、信号が伝播され、外側チャンネルの入出力端子８に出力される。
【００２０】
外側チャンネルの内導体と外導体、内側チャンネルの外導体にはチョーク構造１３が設けられており、電気的に不連続なく周方向に自由に回転できるようにしている。このとき、外側チャンネルの内導体と外導体に設けられたチョーク構造１３の一端は第１のストリップ線路１と内側チャンネルの入出力端子９の間になるように設けられている。また、チョーク構造１３の径はその一部が内側チャンネルの外導体のチョークの径よりも大きく、その隙間には吸収体２２が装荷されている。
【００２１】
図２に、チョーク構造が外側チャンネルの両側の入出力線路の間の中央部、すなわち第１のストリップ線路１と第２のストリップ線路２間にある、従来の多チャンネル同軸形ロータリージョイントの図１に対応する回転軸に沿った断面図を示す。図１のチョーク構造１３に対応するチョーク構造１３０は他のチョーク構造と同じ吸収体を装荷していない。従ってチョーク構造の不連続部の隙間からの信号の漏洩を完全になくすことは困難であり、その漏洩はチャンネル間アイソレーション特性に影響する。アイソレーション特性を向上させるためには、図１のチョーク構造１３に示すように漏洩信号を減衰させるための吸収体２２が必要である。
【００２２】
しかしながら吸収体を加工可能な大きさにした場合、上述のようにチョーク構造の隙間を大きくすることになり、それに応じて外側チャンネルの径が大きくなる。この場合、径が大きくなるにつれて低い周波数から高次モードが伝播するようになるため通過特性が劣化するという問題がある。
【００２３】
図３にこの発明によるチョーク構造で吸収体を装荷した場合、図４に従来のチョーク構造で吸収体を装荷した場合の、それぞれロータリージョイントの一部の拡大断面図を示す。同じ大きさの吸収体２２を装荷しようとした場合、図３に示すこの発明によるチョーク構造１３を適用した同軸線路３の内径(半径)ａは、図４に示す従来のチョーク構造１３０を適用した同軸線路３の内径(半径)ｂに比べ小さくできる。したがって、径が大きくなることによる高次モードの影響を小さくできるという効果を有する。なお、吸収体２２を装荷する径の位置(径を拡張した部分)の位置は第１のスタブアングル４の部分であるため、外側チャンネルについては第１のストリップ線路１の内導体１５と外導体１４の間に比べて、第１のストリップ線路１の内導体１５とチョーク構造１３の間の電界の集中が小さく、特性には大きく影響しない。また、内側チャンネルについては同軸線路６としての外導体(例えば２０)の径は、吸収体２２を装荷しない場合と変わらないため、特性は変わらない。したがって、外側チャンネル、内側チャンネルともに特性に大きく影響しない。
なお、図５に示すように内導体１５，１７の両側にそれぞれ外導体１４，１４ａ、外導体１６，１６ａを近接させたストリップ線路を構成してもよい。外導体は新たに設けても、もとからある外導体を近接させてもよく、この場合は外側チャンネルの線路とチョーク構造１３が分離されるので、さらにチョーク構造１３の影響が小さくなるという効果も有する。
【００２４】
また、図６に吸収体を装荷しない従来のチョーク構造を部分的に示したもの、図７に図６のチョーク構造を有する２チャンネル同軸形ロータリージョイントにおける２チャンネル間アイソレーション特性の計算結果、図８にこの発明におけるチョーク構造を部分的に示したもの、図９に図８のチョーク構造を有する２チャンネル同軸形ロータリージョイントにおける２チャンネル間アイソレーション特性の計算結果を示す。図６，図８に示す各部分の寸法の単位はｍｍである。また図７，図９のアイソレーション特性の横軸は周波数[ＧＨｚ]、縦軸がアイソレーション[ｄＢ]を示す。従来のチョーク構造ではアイソレーション最悪値−３５ｄＢに対し、この発明でのチョーク構造ではアイソレーション最悪値−５５ｄＢであり、従来に比べアイソレーションは２０ｄＢ低くなっており、２０ｄＢのアイソレーション特性向上効果が確認できる。
【００２５】
以上のように、外側チャンネルと内側チャンネルを分離する導体に設けられたチョーク構造を、内部の一部に吸収体を装荷すると共に吸収体を装荷した部分の径を大きくし、かつ少なくとも径を大きくした部分が外側チャンネルの入出力線路の外側になるようにロータリージョイントの回転軸方向に沿ってずらして配置することにより、通過特性を劣化させずに２チャンネル間のアイソレーション特性を向上できる。
【００２６】
実施の形態２．
図１０はこの発明の実施の形態２に係わる多チャンネル同軸形ロータリージョイントのチョーク構造での吸収体の状態を示す図である。この実施の形態２ではさらに、吸収体２２が第１のスタブアングル(４)の外導体１８と第２のスタブアングル(５)の外導体２０を延伸した２つの導体の両方に密着するように装荷され、２つの外導体１８，２０の支持体をかねている。このため、一般的に、チョーク構造を設ける際に必要になる２つの導体の支持体をあらたに設けずにすむという効果も有する。なおその他の構成は上記実施の形態１のものと基本的に同じである。
【００２７】
実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３に係わる多チャンネル同軸形ロータリージョイントのチョーク構造での吸収体の状態を示す図である。この実施の形態３ではさらに、吸収体２２を第１のスタブアングル(４)の外導体１８に例えば接着等により固定され、第２のスタブアングル(５)の外導体２０を延伸した導体には接触しないように構成されている。したがって、回転時の導体との接触による磨耗をさけることができ吸収体２２の消耗が低減できるという効果も有する。なおその他の構成は上記実施の形態１のものと基本的に同じである。
【００２８】
なお、吸収体２２は図１２に示すように第２のスタブアングル(５)の外導体２０を延伸した導体に接着等により固定してもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１  第１のストリップ線路、２  第２のストリップ線路、３  第１の円形同軸線路、４  第１のスタブアングル、５  第２のスタブアングル、６  第２の円形同軸線路、７−１０  円形同軸形入出力端子、１１，１２，１３，１３０  チョーク構造、１４，１４ａ，１６，１６ａ，１８，２０  外導体、１５，１７，１９，２１  内導体、２２  吸収体。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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