(57)【要約】  信号伝送線路を別の信号伝送線路に電気的に結合するように構成される電気コネクタが開示される。電気コネクタは、中心軸の周りに配置される第１の電気導体であって、第１の電気導体は、その長さに沿ってテーパを有し、第１の電気導体は、中心軸の周りで実質的に方位対称である、第１の電気導体と、中心軸の周りに配置される第２の電気導体であって、第２の電気導体は、その長さに沿ってテーパを有し、第２の電気導体は、中心軸の周りで実質的に方位対称である、第２の電気導体と、気体を含み、第１の電気導体と第２の電気導体との間に配置される誘電体領域であって、誘電体領域は、その長さに沿ってテーパを有する、誘電体領域と、誘電体領域内の第１の電気導体と第２の電気導体との間に配置される誘電体要素であって、誘電体要素は、中心軸の周りで実質的に方位対称である、誘電体要素とを備える。【選択図】図１４Ａ
2018527707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号伝送線路を別の信号伝送線路に電気的に結合するように構成される電気コネクタであって、該電気コネクタは、
中心軸の周りに配置される第１の電気導体であって、該第１の電気導体は、該第１の電気導体の長さに沿ってテーパを有し、該第１の電気導体は、前記中心軸の周りで実質的に方位対称である、第１の電気導体と、
前記中心軸の周りに配置される第２の電気導体であって、該第２の電気導体は、該第２の電気導体の長さに沿って前記テーパを有し、該第２の電気導体は、前記中心軸の周りで実質的に方位対称である、第２の電気導体と、
気体を含み、前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間に配置される誘電体領域であって、該誘電体領域は、該誘電体領域の長さに沿って前記テーパを有する、誘電体領域と、
前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間の前記誘電体領域内に配置される誘電体要素であって、該誘電体要素は、前記中心軸の周りで実質的に方位対称である、誘電体要素と
を備える、電気コネクタ。
【請求項２】
前記誘電体要素は、第１の誘電体要素であり、前記電気コネクタは、前記誘電体領域内の前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間に第２の誘電体要素を備え、該第２の誘電体要素は、前記中心軸の周りで実質的に方位対称である、請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項３】
少なくとも、前記第１の電気導体及び前記第２の電気導体がより広い幅を有するそれぞれの長さに沿った領域において、前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間に配置される電気的に薄い抵抗層を更に備える、請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項４】
前記第１の誘電体要素及び前記第２の誘電体要素のそれぞれにリングが存在する、請求項２に記載の電気コネクタ。
【請求項５】
前記リングは、前記中心軸の周りで実質的に方位対称に配置される、請求項４に記載の電気コネクタ。
【請求項６】
前記リングは、前記第１の誘電体要素及び前記第２の誘電体要素のそれぞれの厚さを薄くした領域を含む、請求項４に記載の電気コネクタ。
【請求項７】
気体は、空気である、請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項８】
前記第１の電気導体及び前記第２の電気導体の前記実質的な方位対称性、並びに前記第１の誘電体要素及び前記第２の誘電体要素の前記実質的な方位対称性は、横電磁（ＴＥＭ）モードから、より高次の横電場（ＴＥ）モード、又はより高次の横磁場（ＴＭ）モードのいずれかへのモード変換を実質的に防ぐ、請求項７に記載の電気コネクタ。
【請求項９】
前記第１の誘電体要素は、前記誘電体領域の第１の部分を占有し、前記第２の誘電体要素は、前記誘電体領域の第２の部分を占有し、前記気体は、前記誘電体領域の残りの部分に存在する、請求項４に記載の電気コネクタ。
【請求項１０】
前記第１の誘電体要素は、前記誘電体領域の第１の部分を占有し、前記第２の誘電体要素は、前記誘電体領域の第２の部分を占有し、前記空気は、前記誘電体領域の残りの部分に存在する、請求項４に記載の電気コネクタ。
【請求項１１】
前記テーパは、前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間のスキューを、前記電気導体の最も高い動作周波数において約２５電気角未満に保持するだけの十分な長さを有する、請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項１２】
前記テーパは、前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間のスキューを、前記電気導体の最も高い動作周波数において約２０電気角未満に保持するだけの十分な長さを有する、請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項１３】
度単位の前記スキュー（Δφ）は、
【数１】
2018527707.tif 000009
によって近似され、ただし、ｆは、Ｈｚ単位の周波数であり、ｖは、前記誘電体領域に対応する位相速度であり、Ｌは、前記テーパの軸方向長さであり、ａ１は、前記第１の電気導体の外側導体半径であり、ｂ１は、前記第１の電気導体の内側導体半径であり、ａ２は、前記第２の電気導体の外側導体半径であり、ｂ２は、前記第２の電気導体の内側導体半径である、請求項１２に記載の電気コネクタ。
【請求項１４】
度単位の前記スキュー（Δφ）は、
【数２】
2018527707.tif 000010
によって近似され、ただし、ｆは、Ｈｚ単位の周波数であり、ｖは、前記誘電体領域に対応する位相速度であり、Ｌは、前記テーパの軸方向長さであり、ａ１は、前記第１の電気導体の外側導体半径であり、ｂ１は、前記第１の電気導体の内側導体半径であり、ａ２は、前記第２の電気導体の外側導体半径であり、ｂ２は、前記第２の電気導体の内側導体半径である、請求項１１に記載の電気コネクタ。
【請求項１５】
前記第１の電気導体及び前記第２の電気導体は、それぞれの第１の端部と、反対側にあるそれぞれの第２の端部とを有し、前記第１の端部は、前記それぞれの第２の端部より大きい面寸法を有し、結果として前記第１の端部と前記第２の端部との間に前記テーパが形成される、請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項１６】
前記誘電体要素は、第１の端部と、反対側にある第２の端部とを有し、前記第１の端部は、前記第２の端部より大きい面寸法を有し、結果として前記第１の端部と前記第２の端部との間に前記テーパが形成される、請求項１５に記載の電気コネクタ。
【請求項１７】
前記電気的に薄い抵抗層は、前記テーパの全長に沿って配置される、請求項３に記載の電気コネクタ。
【請求項１８】
前記電気的に薄い抵抗層は、第１の薄い抵抗層であり、前記電気コネクタは、前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間に配置される第２の電気的抵抗層を更に備える、請求項３に記載の電気コネクタ。
【請求項１９】
前記電気的に薄い抵抗層は、前記誘電体領域内の前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間に配置され、前記電気的に薄い抵抗層は、より高次の伝送モードを実質的に完全に減衰させながら、実質的に横電磁（ＴＥＭ）伝送モードに対して実質的に透過性である、請求項３に記載の電気コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．５３（ｂ）のもとで、２０１６年１月２７日に出願された「Signal Transmission Line and Electrical Connector including Electrically Thin Resistive Layer and Associated Methods」と題するDove他の所有者が共通する米国特許出願第１５／００８，３６８号の一部継続出願である。Dove他の米国特許出願第１５／００８，３６８号は、３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．５３（ｂ）のもとで、２０１５年８月１１日に出願された「Coaxial Transmission Line Including Electrically Thin Resistive Layer and Associated Methods」と題するDove他の所有者が共通する米国特許出願第１４／８２３，９９７号の一部継続出願である。本出願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１２０のもとで、米国特許出願第１５／００８，３６８号及び米国特許出願第１４／８２３，９９７号の優先権を主張し、それらの開示は全体を引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【背景技術】
【０００２】
現代の通信では、信号伝送線路（「伝送線路」）が至る所に存在している。これらの伝送線路は、２点間で電磁（ＥＭ）信号（「信号」）を伝送し、数例を挙げると、ストリップ線路、マイクロストリップ線路（「マイクロストリップ」）及び同軸（「同軸ケーブル」）伝送線路を含む、種々の既知の形をとる。
【０００３】
これらの伝送線路は、信号伝搬の単一の固有モード（「単一モード」）を伝搬させることが望ましい。多モード信号伝搬は、所望の伝搬モード及びより高次のモードが互いに干渉し、それにより、規制されず、そして一般には解明できないような、周波数依存性が極めて高い受信信号を与える可能性があるので問題がある。この事例において問題が「有線」の状況で生じることを除いて、これはワイヤレス伝搬における既知のマルチパス問題に類似である。広帯域幅、高品質の信号環境では、多モード信号伝搬は一般に許容できない。
【０００４】
それゆえ、信号伝搬の所望のＴＥＭモードを、より高次のモードから弁別するのを助長する伝送線路が必要とされている。
【０００５】
例示的な実施形態は、以下の詳細な説明を添付図面の図とともに読むことによって最もよく理解される。種々の特徴は必ずしも一律の縮尺で描かれていないことを強調しておく。実際には、寸法は、議論を明瞭にするために任意に増減させることができる。適用可能な箇所及び実際に役立つ箇所であればどの箇所でも、同様の参照符号は同様の要素を参照する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】代表的(representative)な実施形態による、同軸伝送線路の断面図である。
【図２】図１の代表的な実施形態の断面図であり、ＴＥＭモード電場を示す図である。
【図３】図１の代表的な実施形態の斜視図である。
【図４】代表的な実施形態による、同軸伝送線路の断面図である。
【図５】代表的な実施形態による、同軸伝送線路の側面図である。
【図６】代表的な実施形態において減衰される／減衰されない場合がある、５０オーム同軸ケーブルの場合の、より高次のモードのモードカットオフ固有値（mode cutoff eigenvalue）を示す表である。
【図７】代表的な実施形態において減衰される／減衰されない場合がある、５０オーム同軸ケーブルの場合の、より高次のモードのモードカットオフ固有値を示す表である。
【図８】代表的な実施形態による、伝送線路の断面図である。
【図９】代表的な実施形態による、マイクロストリップ線路（マイクロストリップ）伝送線路の断面図である。
【図１０】代表的な実施形態による、マイクロストリップ伝送線路の断面図である。
【図１１】代表的な実施形態による、ストリップ線路伝送線路の断面図である。
【図１２】代表的な実施形態による、ストリップ線路伝送線路の断面図である。
【図１３Ａ】代表的な実施形態による、同軸伝送線路コネクタの断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの同軸伝送線路コネクタの斜視図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａの同軸伝送線路コネクタの斜視図である。
【図１４Ａ】代表的な実施形態による、信号伝送線路を結合するための電気コネクタの斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの信号伝送線路を結合するための電気コネクタの断面図である。
【図１４Ｃ】代表的な実施形態による、信号伝送線路を結合するための別の電気コネクタの斜視図である。
【図１４Ｄ】図１４Ｃの信号伝送線路を結合するための電気コネクタの断面図である。
【図１５Ａ】代表的な実施形態による、電気コネクタのための方位対称性を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａに示される電気コネクタの断面図である。
【図１６Ａ】代表的な実施形態による、信号伝送線路を結合するためのスロット付き電気コネクタの斜視図である。
【図１６Ｂ】代表的な実施形態による、信号伝送線路を結合するためのスロットなし電気コネクタの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下の詳細な説明では、限定ではなく説明の目的で、本教示による一実施形態の十分な理解を提供するために、具体的な詳細を開示する例示的な実施形態が明らかにされる。しかしながら、本教示による他の実施形態は、本明細書に開示される具体的な詳細から逸脱しても、添付の特許請求の範囲の範囲内に依然として含まれることが、本開示の利益を有する当業者には明らかであろう。その上、よく知られた装置及び方法の説明は、例示的な実施形態の説明を不明瞭にしないために省略される場合がある。そのような方法及び装置は、明らかに本教示の範囲内にある。
【０００８】
本明細書に用いられる術語は、特定の実施形態を説明するためのものにすぎず、限定することを意図するものではない。定義された用語は、本教示の技術分野において一般に理解されかつ受け入れられているようなこれらの定義された用語の技術的な意味及び科学的な意味に加えられるものである。
【０００９】
他に言及されない限り、第１の要素（例えば、信号伝送線路）が第２の要素（例えば、別の信号伝送線路）に接続されると言われるとき、これは、１つ以上の中間要素（例えば、電気コネクタ）を利用して、２つの要素を互いに接続できる場合を含む。しかしながら、第１の要素が第２の要素に直接接続されると言われるとき、これは、２つの要素が、中間又は介在デバイスを用いることなく、互いに接続される場合のみを含む。同様に、信号が要素に結合されると言われるとき、これは、１つ以上の中間要素を利用して、信号を要素に結合できる場合を含む。しかしながら、信号が要素に直接結合されると言われるとき、これは、信号が、中間又は介在デバイスを用いることなく、要素に直接結合される場合のみを含む。
【００１０】
「１つの（a, an）」及び「その（the）」という語は、本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いられるとき、文脈が明らかにそうでないことを規定している場合を除き、単数の指示対象及び複数の指示対象の双方を含む。したがって、例えば、「デバイス」は、１つのデバイス及び複数のデバイスを含む。本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いられるとき、「実質的」又は「実質的に」という語は、その通常の意味に加えて、受け入れ可能な限界又は度合いの範囲内にあることを指す。本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いられるとき、「概ね」という語は、その通常の意味に加えて、当業者に受け入れ可能な限界又は量の範囲内にあることを指す。例えば、「概ね同じ」は、当業者であれば、比較される複数のアイテムを同じであると見なすことを意味する。
【００１１】
添付の図面において示されるような、種々の要素の互いの関係を説明するために、「上方」、「下方」、「最上部」、「最下部」等の相対語を用いることができる。これらの相対語は、図面に示す方位に加えて、要素の様々な方位を包含するように意図されている。例えば、図面に示される装置（例えば、半導体パッケージ）が図面内の表示に対して反転されたなら、例えば、別の要素の「上方にある」と説明される要素が、ここでは、その要素の「下方にある」ことになる。同様に、装置が図面内の表示に対して９０度だけ回転したなら、別の要素の「上方」又は「下方」にあると説明される要素は、ここでは、その別の要素に対して「隣接する」ことになり、ただし、「隣接する」は、その別の要素と当接しているか、又は要素間に１つ以上の層、材料、構造等を有することを意味する。
【００１２】
代表的な実施形態によれば、信号伝搬線路は、第１の電気導体と、第２の電気導体と、第１の電気導体と第２の電気導体との間の誘電体領域と、誘電体領域内に配置され、第１の電気導体と第２の電気導体との間に配置される電気的に薄い抵抗層とを備える。電気的に薄い抵抗層は、実質的な横電磁（ＴＥＭ）伝送モードに対して実質的に透過性であるが、それでも、より高次の伝送モードを実質的に完全に減衰させるように構成される。
【００１３】
本説明を続けるうちにより明らかになるように、代表的な実施形態の伝送線路の最も低い次数（及び所望のモード）は、「実質的には」ＴＥＭモードである。このために、ＴＥＭモードは、マクスウェルの方程式の解から得られる多少理想的なものである。実際に、任意の０以外の周波数において、「ＴＥＭモード」は、実際には、伝送線路の導体の不完全な性質に起因して、純粋に横方向の電場からわずかな逸脱を有する。また、誘電体領域（複数の場合もある）（例えば、図９に示されるような、第１及び第２の誘電体層９０５、９０６を含む）の不均一性の結果として、周波数が高くなるほど、同軸伝送線路、ストリップ線路等における「理想的な」ＴＥＭモード（技術的に、ばらつきなしである）の挙動からのばらつき及び逸脱が生じることになる。したがって、「実質的にＴＥＭ」モードという用語は、以下に説明される代表的な実施形態の伝送線路の環境に起因する理想的な挙動からのそのような逸脱を考慮に入れる。
【００１４】
本教示は最初に、同軸伝送線路（又は種々の同軸ケーブル）を含む代表的な実施形態に関連して説明される。本説明を続けるうちに理解されるように、同軸伝送線路の比較的対称な構造によって、本教示の種々の顕著な特徴を比較的簡単に説明できるようになる。しかしながら、本教示が、同軸伝送線路を含む代表的な実施形態に限定されないことを強調したい。むしろ、後により十分に説明されるように、本教示は、実質的にＴＥＭモードを伝送している、外側導体に対して幾何学的にオフセットされた内側導体を有する伝送線路、ストリップ線路伝送線路及びマイクロストリップ伝送線路を含む、他のタイプの伝送線路において使用することも考えられる。さらに、本教示は、伝送線路と電気デバイス、又は他の伝送線路との間の接続を達成するために使用されるデバイス（例えば、電気コネクタ、アダプタ、減衰器等）の場合も考えられる。例として、同軸伝送線路の端部を、その接続にわたって同軸形態を維持し、同軸伝送線路の中に戻される反射を低減するために同軸伝送線路と実質的に同じインピーダンスを有するように設計される同軸電気コネクタ（図１３Ａ〜図１３Ｃを参照）において終端することができる。コネクタは、通常、銀又は耐変色性（tarnish-resistant）金等の高導電性金属でめっきされる。
【００１５】
ここで、図１〜図３を参照すると、代表的な実施形態による同軸伝送線路１０がここで説明されることになる。同軸伝送線路１０は、図面において、例えば、同軸ケーブルとして示される。同軸伝送線路１０は、内側電気導体１２（第１の電気導体と呼ばれる場合もある）と、外側電気導体１４（第２の電気導体と呼ばれる場合もある）と、内側電気導体１２と外側電気導体１４との間の誘電体領域１６と、誘電体領域１６内にあり、内側電気導体１２及び外側電気導体１４と同心である電気的に薄い抵抗層１８とを含む。
【００１６】
代表的な実施形態において、電気的に薄い抵抗層１８は連続しており、同軸伝送線路１０の長さに沿って延在する。電気的に薄い抵抗層の連続性は、本明細書において説明される他の代表的な実施形態の伝送線路にも共通である。代替的には、電気的に薄い抵抗層１８、及び他の代表的な実施形態の電気的に薄い抵抗層は、不連続である場合があり、それにより、特定の伝送線路の長さに沿って間隙を有する場合がある。
【００１７】
内側電気導体１２は、外側電気導体１４と共通の伝搬軸１７を有する。同様に、内側電気導体及び外側電気導体１４は、共通の幾何学的中心（例えば、共通の伝搬軸１７上の点）を共有する。さらに、同軸伝送線路１０は、断面が実質的に円形である。一般に、「同軸」という用語は、伝送線路の種々の層／領域が共通の伝搬軸を有することを意味する。同様に、「同心」という用語は、伝送線路の層／領域が同じ幾何学的中心を有することを意味する。本説明を続けるうちに理解されるように、幾つかの代表的な実施形態の伝送線路は、同軸及び同心であるのに対し、他の代表的な実施形態では、伝送線路は同心ではない。最後に、代表的な実施形態の伝送線路は、断面が円形である伝送線路に限定されない。むしろ、限定はしないが、長方形又は楕円形の断面を含む、他の断面を有する伝送線路が考えられる。
【００１８】
当業者には理解されるように、内側電気導体１２及び外側電気導体１４は、銅線、又は他の金属、合金、若しくは非金属電気導体等の任意の適切な電気導体とすることができる。誘電体領域１６において使用するために考えられる誘電体材料又は層は、限定はしないが、ガラス繊維材料、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のプラスチック、少ない損失正接（例えば、１０−２）を有する低ｋ誘電体材料、セラミック材料、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、又は空気を含む任意の他の適切な誘電体材料、及びその組み合わせを含む。保護鞘が保護プラスチックコーティング又は他の適切な保護材料を含むことができ、非導電性の絶縁鞘であることが好ましい。以下に説明される代表的な実施形態において、誘電体領域１６は、１つ以上の誘電体層を含むことができる。とりわけ、種々の代表的な実施形態において説明される誘電体層の数は、一般には例示であり、それより多くの（２つ以上の）層又は少ない層も考えられる。しかしながら、一般に、種々の誘電体層の誘電率は、実質的にＴＥＭ伝搬モードを伝搬するために、実質的に同じである。
【００１９】
内側電気導体１２と外側電気導体１４との間に実質的に厳密で、実質的に一定の間隔を与えるように同軸伝送線路１０の寸法が制御されるという点で、同軸伝送線路１０は、オーディオ信号等の低い周波数の信号を搬送するために使用される他のシールドケーブルとは異なる。
【００２０】
同軸伝送線路１０は多くの場合に、無線周波数信号用の伝送線路として使用される。同軸伝送線路１０の適用例は、それぞれのアンテナを備える無線送信機及び無線受信機を接続する給電線、コンピュータネットワーク（インターネット）接続、及びケーブルテレビ信号を分配することを含む。無線周波数の適用例では、電気信号及び磁気信号は、実質的に横電磁（ＴＥＭ）モードにおいて主に伝搬し、それは、伝送線路によって伝搬することになる単一の所望のモードである。実質的にＴＥＭモードでは、電場及び磁場はいずれも伝搬方向に対して実質的に垂直である。しかしながら、或る特定のカットオフ周波数より上では、導波路内の場合と同様に、横電場（ＴＥ）モード若しくは横磁場（ＴＭ）モード、又はその両方が伝搬することもできる。カットオフ周波数より高い信号の場合、異なる位相速度を有する複数のモードが伝搬し、互いに干渉するおそれがあるので、カットオフ周波数より高い信号を伝送させることは一般に望ましくない。内側電気導体１２と外側電気導体１４の内面との間の外周の平均は、カットオフ周波数に概ね反比例する。
【００２１】
図２及び図３に示されるように、電気的に薄い抵抗層１８は、後に説明されるように、より高次の伝送モードを実質的に完全に減衰させながら、実質的に横電磁（ＴＥＭ）伝送モードに対して実質的に透過性であるように選択され、構成される電気的に抵抗性の層である。一般に、「実質的に完全に減衰させる」は、本明細書において説明される代表的な実施形態による同軸伝送線路１０又は他の伝送線路が、所望の実質的にＴＥＭモードと、望ましくないより高次のモードとの間の相対的な減衰の所定の閾値に対応するように設計されることを意味する。理解されるように、数ある設計検討事項の中でも、この所定の閾値は、電気的に薄い抵抗層１８の適切な厚さ（例えば、以下に説明される表皮深さによる）及び抵抗率の選択を通して実現される。例えば、１０２ＧＨｚまでのＲＦ周波数が関連し、伝送長が１０１ｃｍ程度である適用例において、相対的な減衰の閾値は、約０．１ｍ−１のＴＥＭ減衰定数を必要とするが、約１００ｍ−１より大きく、有用には、約１０００ｍ−１を超える、より高次のモードの減衰が考えられる。一方、最も高い動作周波数が数ＧＨｚ（以下）にすぎず、伝送長が数十メートルである適用例では、相対的な減衰の閾値は、約０ｍ−１〜約０．０１ｍ−１のＴＥＭ減衰定数を必要とし、その一方で、より高次のモードを少なくとも約１．０ｍ−１、有用には約１０ｍ−１より大きく減衰させることが考えられる。これらの例は例示にすぎず、本教示を限定することを意図していないことを強調したい。
【００２２】
本明細書において使用されるときに、「電気的に薄い」層は、その層厚が対象とする（最も高い）信号周波数において表皮深さδ未満である層である。これは、実質的にＴＥＭモードの吸収が最小限に抑えられるのを保証する。表皮深さは、δ＝１／√（πｆμσ）によって与えられ、ただし、δは、メートル単位であり、ｆは、Ｈｚ単位の周波数であり、μは、ヘンリー／メートル単位の層の透磁率であり、σは、シーメンス／メートル単位の層の導電率である。
【００２３】
したがって、本明細書における検討の場合に、ｔが電気的に薄い抵抗層１８の物理的な厚さである場合には、ｔ＜δｍｉｎ＝１／√（πｆｍａｘμσ）である場合に「電気的に薄い」。ただし、δｍｉｎは、最大周波数ｆｍａｘにおいて計算された表皮深さである。例えば、ｆｍａｘ＝２００ＧＨｚであり、その層は、非磁性であり、それゆえ、μ＝μ０＝真空透磁率＝４π＊１０−７ヘンリー／メートルであり、導電率が１００シーメンス／メートルであると仮定する。その際、δｍｉｎ＝１１２．５μｍであるので、２５μｍの抵抗層厚ｔは、この場合に、電気的に薄いと見なされることになる。要約すると、電気的に薄い抵抗層１８は、その層厚が同軸伝送線路１０の最大動作周波数において表皮深さ未満であるときに電気的に薄い。
【００２４】
誘電体領域１６は、内側電気導体１２と電気的に薄い抵抗層１８との間の内側誘電体材料２０と、電気的に薄い抵抗層１８と外側電気導体１４との間の外側誘電体材料２２とを備えることができる。種々の実施形態において、内側誘電体材料２０及び外側誘電体材料２２は、概ね同じ厚さを有する。幾つかの実施形態において、内側誘電体材料２０の厚さは、外側誘電体材料２２の厚さの約２倍である。
【００２５】
電気的に薄い抵抗層１８は、内側誘電体材料２０上の電気的に薄い抵抗性コーティングとすることができる。電気的に薄い抵抗層１８は例示的には、ＴａＮ、ＷＳｉＮ、抵抗性負荷ポリイミド（resistively-loaded polyimide）、グラファイト、グラフェン、遷移金属ジカルコゲナイド（ＴＭＤＣ）、ニクロム（ＮｉＣｒ）、リン酸ニッケル（ＮｉＰ）、酸化インジウム、酸化スズのうちの少なくとも１つを含む。しかしながら、とりわけ、電気的に薄い抵抗層１８として使用するために、本教示の利益を得る当業者の範囲内にある他の材料も考えられる。
【００２６】
遷移金属ジカルコゲナイド（ＴＭＤＣ）は：ＨｆＳｅ２、ＨｆＳ２、ＳｎＳ２、ＺｒＳ２、ＭｏＳ２、ＭｏＳｅ２、ＭｏＴｅ２、ＷＳ２、ＷＳｅ２、ＷＴｅ２、ＲｅＳ２、ＲｅＳｅ２、ＳｎＳｅ２、ＳｎＴｅ２、ＴａＳ２、ＴａＳｅ２、ＭｏＳＳｅ、ＷＳＳｅ、ＭｏＷＳ２、ＭｏＷＳｅ２、ＰｂＳｎＳ２を含む。カルコゲン族はＶＩ族元素Ｓ、Ｓｅ及びＴｅを含む。
【００２７】
電気的に薄い抵抗層１８は、２０オーム／平方〜２５００オーム／平方、好ましくは２０オーム／平方〜２００オーム／平方の電気シート抵抗を有することができる。
【００２８】
図４を更に参照すると、同軸伝送線路１０’の別の実施形態が説明されることになる。この実施形態において、更なる電気的に薄い抵抗層１９が誘電体領域内に含まれ、内側電気導体１２及び外側電気導体１４と同心である。そのような実施形態において、誘電体領域は、内側誘電体材料２０と、中央誘電体材料２３と、外側誘電体材料２４とを含む。そのような誘電体材料は、同じ又は異なる材料を含むことができる。所望の減衰特性に基づいて、複数の電気的に薄い抵抗層が含まれる場合がある。
【００２９】
第２の電気的に薄い抵抗層を追加するとき、幾つかのより高次のモードを減衰させるために、外側電気導体１４から内に、おそらく２／３のところに位置決めできることがより好ましく、それは、複数の不連続が存在する場合に、又は整合不良の負荷を伴う場合に有益な場合がある。それは、ケーブルを何度も曲げられるようにするのに有用な場合もある。したがって、電気的に薄い抵抗層１８と外側電気導体１４との間に更なる電気的に薄い抵抗層１９を含むことが望ましい場合がある。しかしながら、更なる電気的に薄い抵抗層１９の利点は、更なる電気的に薄い抵抗層１９が、支配的な実質的にＴＥＭモードに対して何らかの挿入損失を追加するおそれがあるという考えられる不都合と、比較検討されなければならない。
【００３０】
図５を更に参照すると、別の実施形態が説明される。ここでは、内側電気導体１２、外側電気導体１４及び誘電体領域１６が同軸ケーブル３０の長さを画定し、同軸ケーブル３０の両端にある同軸コネクタ３２、３４がある。電気的に薄い抵抗層１８は、同軸ケーブル３０の全長内に、そして同軸コネクタ３２、３４内に延在する。
【００３１】
また、他の実施形態では、内側電気導体１２、外側電気導体１４及び誘電体領域１６は、マイクロ同軸伝送線路の長さを画定することができる。
【００３２】
これまで例示的な実施形態の種々の構造を説明してきたが、ここで、特徴、利点及び解析が論じられることになる。それらの例示的な実施形態は、同軸伝送線路１０、１０’、例えば、同軸ケーブル３０に向けられ、同心の電気的に薄い抵抗層１８が、内側電気導体１２と外側電気導体１４とを分離する絶縁（誘電体）領域１６内のいずれかの場所に挟持される。すなわち、高い導電率を有する金属から形成される通常の内側電気導体１２及び外側電気導体１４に加えて、本発明によれば、ここで、電気的に薄い（この場合には円筒形の）抵抗層１８によって分離される内側誘電体及び外側誘電体を有する。全ての領域、すなわち、内側電気導体１２、内側誘電体材料２０、電気的に薄い（円筒形）抵抗層１８、外側誘電体材料２２及び外側電気導体１４は同心である。「同軸」及び／又は「同心」という用語は、層／領域が同じ軸／中心を有することを意味する。これは、任意の特定の断面に限定されない。本明細書では円形、長方形及び他の断面が考えられる。例として、内側導体及び外側導体は、長方形（以下に説明される）のような他の断面形状を有することができる。代替的には、内側導体及び外側導体は異なる断面形状を有する場合がある（例えば、内側導体は、断面が円形である場合があり、外側導体は、断面が長方形である場合がある）。内側導体及び外側導体の形状にかかわらず、電気的に薄い抵抗層は、実質的にＴＥＭモードの電気力線が各入射点において実質的に垂直（すなわち、電気的に薄い抵抗層の垂線に対して実質的に平行）であるような形状を有し、より高次の伝送モードを実質的に減衰させながら、実質的にＴＥＭ伝送モードに対して実質的に透過性であるように選択される。
【００３３】
従来の同軸ケーブルと同様に、所望の実質的に横電磁（ＴＥＭ）は、図２に示されるように、どの場所でも実質的に径方向に向けられる電場を特徴とする。全てのより高次のモードは、横電場（ＴＥ）であっても、横磁場（ＴＭ）であっても、この特性を有することはできない。
【００３４】
詳細には、全てのＴＭモードは、電場の強い縦（軸に沿った）成分を有する。これらの縦電気ベクトル（longitudinal electric vector）は、抵抗性円筒体内に軸方向ＲＦ電流を生成し、ＴＭモードの高い抵抗損につながる。逆に、ＴＥモードは顕著な方位（すなわち、軸の周りで時計回り又は反時計回りに向けられる）電場ベクトルを有し、それにより、抵抗性円筒体内に局所的な方位電流を生成する。ここでも、電気的に薄い抵抗性シート１４１８は良好な電気導体ではないので、有益には、ＴＥモードの高い抵抗損が生じる。
【００３５】
一方、薄い抵抗性円筒体によって径方向に電流が流れないようになるので、実質的にＴＥＭモードは抵抗損をほとんど被らない。
【００３６】
本教示の実施形態の重要な利点は、内側電気導体１４１２及び外側電気導体１４１４両方が使用される周波数が高いほど、相対的に大きな寸法が実現されることである。この結果として、電流集中の低減に起因して、所望の広帯域の実質的にＴＥＭモードの場合の導電損失は少ない。また、それにより、所与の最大ＴＥＭ周波数まで、より強度があるコネクタ、及びより強度があるケーブル自体を使用できる可能性がある。導波路技術とは対照的に、本実施形態はそれでも、真に広帯域（ＤＣから非常に高い周波数、例えば、ミリメートル波又はサブミリメートル波まで）のコンジットである。
【００３７】
実際には、業界は、ミリメートル波周波数において５０オームケーブルを扱うことを好む。通常の誘電体ＰＴＦＥは、約１．９の比誘電率を有し、厳密な値はＰＴＦＥのタイプ及び周波数によって決まるが、この議論の場合に、この値は十分に近い。従来の同軸ケーブル３０におけるこの誘電体値の場合、５０Ω特性インピーダンスを達成するために、外側電気導体１３１４ＩＤと内側電気導体１２ＯＤとの比は、３．１５４に等しい。
【００３８】
実際の周波数拡張目標の一例がここで論じられる。１．８５ｍｍケーブルが、概ね、約７３ＧＨｚまで単一モードである。この周波数を、例えば、ほとんど３倍の２２０ＧＨｚまで拡張するのが非常に有用であろう。関連する計算は、７３ＧＨｚと２２０ＧＨｚとの間のいくつの、そしてどのＴＥモード及びＴＭモードを抵抗性円筒形シートによって減衰させなければならないかを特定することである。
【００３９】
これを計算する簡単な方法は、より高次のモードの場合の無次元固有値ｋｃａを計算することである。ただし、ｋｃは、カットオフ波数＝２π／λｃであり、２ａは、外側電気導体１３１４ＩＤである。ここで、λｃは、自由空間カットオフ波長＝ｃ／ｆｃであり、ただし、ｆｃは、カットオフ周波数であり、ｃは、真空中の光の速さである。最も低い固有値は、第１の高次のモードの約７３ＧＨｚカットオフに対応し、それは偶然にもＴＥ１１モードである。最も低い固有値の３倍以内の任意の固有値は、減衰させるべきモードを示す。最も低い固有値より３倍より大きい固有値は、２２０ＧＨｚであっても、依然としてカットオフ内にあるモードに対応する。
【００４０】
無次元固有値を使用する理由は、同じ議論を他の場合にも拡張できることである。例えば、約１２０ＧＨｚ〜約３６０ＧＨｚの単一モードである１ｍｍケーブルの動作周波数を拡張することが望ましい場合がある。最も低い固有値は、その際、１ｍｍケーブル内のＴＥ１１モードの約１２０ＧＨｚカットオフに対応する。
【００４１】
図６及び図７の表は、それぞれ、ＴＥモード及びＴＭモードの計算を示す。５０オームテフロン充填同軸ケーブルの場合のＴＥモードの固有値を示す図６において、ＴＥ１１、ＴＥ１２及びＴＥ１３における固有値は、減衰させるべきモードに対応する。他の固有値は、この例において恣意的な「第１のカットオフ周波数の３倍（thrice 1st cutoff frequency）」規則に近づくＴＥ１０を除いて、依然としてカットオフ内にあるモードである。言い換えると、ＴＥ１０は２２０ＧＨｚにおいて辛うじて依然としてカットオフであるので、最大動作周波数が少しだけ高く押し上げられる必要がある場合には、ここで、抵抗性の減衰が望ましい場合がある。
【００４２】
図７の表は、５０オームテフロン充填同軸ケーブルのためのＴＭモードの固有値を示し、抵抗性減衰に関与している少数のモードのみが存在することを見ることができる。有益には、より高次のモード（例えば、ＴＥ１１モード）を最大限に減衰させながら、実質的にＴＥＭモードの減衰を最小限に抑えるように、抵抗性円筒体のシート抵抗及び半径を選択することができる。
【００４３】
ｒを抵抗性円筒体の半径とする。その議論を一般論にしておくために（１．８５ｍｍケーブルのみを扱うのとは対照的に）、設計者は、シート抵抗及び無次元比ａ／ｒに焦点を合わせることができる。ただし、２ａは、外側電気導体１４の内径ＩＤである。約２０Ω／平方〜約２００Ω／平方の範囲内のシート抵抗及び約１．２〜約２．４の範囲内のａ／ｒ値が実効的である。抵抗性円筒体は、内側電気導体１２と外側電気導体１４との間の実質的に中間に存在する場合がある。
【００４４】
その幾何学的形状を構成する方法の一例が、そのコア内に既に内側電気導体１２を備えている内側誘電体材料２０の周りに電気的に薄い抵抗性シート１４１８を巻くことである。その後、この部分的なアセンブリに外側誘電体材料２２を被せることができる。最後に、その外側に外側電気導体１４を被せることができる。
【００４５】
潤滑剤の形でグラファイト／グラフェン、ＭｏＳ２、ＷＳ２及びＭｏＳｅ２が利用可能であり、それは代替の構成方法につながる場合がある。内側誘電体材料２０（例えば、円筒体）は、所望の抵抗性潤滑剤で潤滑することができる。潤滑コーティング厚は、潤滑剤の電気抵抗率に応じて、所望のシート抵抗を生成するように選択される。外側誘電体材料２２は、例えば、最初に２つの半円筒体を含み、その後、潤滑された内側誘電体材料２０の周りで貝殻を合わせるように閉じられる。最後に、外側電気導体１４が外側誘電体材料２２の上に被せられる。外側電気導体１４、例えば、円筒体が、密着するようにして半分の殻を適所に保持することになるので、接着剤は不要な場合もある。
【００４６】
本教示の実施形態の変形形態は、同軸ケーブルの「変動が生じる（perturbed）」長さにおいてのみ電気的に薄い抵抗層１８を設けることである。すなわち、同軸ケーブルが及ぶ距離のうちの正確に真っすぐな部分では、全てのモードが直交するので、モードが互いに結合しない。理想的な同軸ケーブルに、例えば、コネクタ及び湾曲部において変動が生じた場合にのみ、それらのモードが教科書的な分布から変形し、相互結合が生じる可能性がある。それゆえ、別の方策は、コネクタ内又はその付近、及びあらかじめ湾曲している領域内でのみ電気的に薄い抵抗層１８を含むことであり、電気的に薄い抵抗層１８を除いている場合がある所定の真っすぐな部分を曲げないようにケーブル使用者に助言することである。この手法は、実質的にＴＥＭモードの減衰を低減するか、又は最小化するという利点を有し、その利点は、長いケーブルの場合に、又は実質的にＴＥＭモードの表皮深さが抵抗性シート１４１８の厚さに接近する非常に高い周波数において特に重要な場合がある。
【００４７】
図８は、代表的な実施形態による、伝送線路８００の断面図である。伝送線路８００の数多くの態様及び細部は、上記の図１〜図７の代表的な実施形態に関連して説明された伝送線路に共通であり、ここで説明される代表的な実施形態を曖昧にするのを避けるために、繰り返されない場合がある。
【００４８】
伝送線路８００は、信号線として機能する第１の電気導体８０１と、その周りに配置され、接地面として機能する第２の電気導体８０２とを備える。電気的に薄い抵抗層８０３が、誘電体領域８０４内の第１の電気導体８０１と第２の電気導体８０２との間に配置される。とりわけ、誘電体領域８０４は、上記の誘電体材料の１つ以上を含む。誘電体領域８０４において２つ以上の材料が使用される場合には、それらの誘電率は、概ね同じである。
【００４９】
伝送線路８００は、上記で言及され、本教示によって考えられる或る特定の特徴を示す。とりわけ、これらの特徴のうちの幾つかは、本教示によって考えられる、結果としてもたらされる構造とともに、上記で説明されている場合がある。第２の電気導体８０２は、外側電気導体であり、断面が円形でも楕円形でもない。むしろ、第２の電気導体８０２は、実質的に長方形である。代替的には、第２の電気導体８０２は、正方形又は多角形等の他の断面形状を有することができる。理解できるように、数ある中でも、第２の電気導体８０２の断面形状は、伝搬する単一モード、この場合には実質的にＴＥＭモードを決定し、それゆえ、電気力線の向きを決定する。電気的に薄い抵抗層８０３は、実質的にＴＥＭモードの電気力線８０５がその上に直角に（すなわち、電気的に薄い抵抗層の表面に対する垂線に平行に）入射するように選択された形状を有する。図１〜図７に関連して上記で説明された代表的な実施形態と同様に、電気的に薄い抵抗層８０３は、より高次の伝送モードを実質的に完全に減衰させながら、実質的に横電磁（ＴＥＭ）伝送モードに対して実質的に透過性であるように構成される。
【００５０】
第１の電気導体８０１は、第２の電気導体８０２に対してオフセットされ、それゆえ、共通の幾何学的中心を共有しない。これは例示にすぎず、上記で言及されたように、他も考えられる（例えば、第１の電気導体８０１及び第２の電気導体８０２が共通の幾何学的中心を共有する）。さらに、第１の電気導体８０１は、例示的には、実質的に長方形の断面を有する。これもまた不可欠ではなく、第１の電気導体８０１は、円形又は楕円形等の他の断面形状を有することができる。本教示から理解できるように、伝送線路の種々の構成要素の形状の選択は、実質的にＴＥＭモードの電気力線の向きに影響を及ぼす。電気的に薄い抵抗層８０３は、実質的にＴＥＭモードの電気力線が各入射点において実質的に垂直（すなわち、電気的に薄い抵抗層に対する垂線に実質的に平行）であるような形状を有するように、そして、より高次の伝送モードを実質的に減衰させながら、実質的にＴＥＭ伝送モードに対して実質的に透過性であるように選択される。
【００５１】
図９は、代表的な実施形態による、伝送線路９００の断面図である。伝送線路９００の数多くの態様及び細部は、上記の図１〜図８の代表的な実施形態に関連して説明された伝送線路に共通であり、ここで説明される代表的な実施形態を曖昧にするのを避けるために、繰り返されない場合がある。
【００５２】
伝送線路９００は、例示的にはマイクロストリップ伝送線路であり、第１の電気導体９０１（すなわち、信号導体）と、第１の電気導体９０１の下方に配置される第２の電気導体９０２（すなわち、接地導体）とを備える。電気的に薄い抵抗層９０３が、第１の誘電体層９０５及び第２の誘電体層９０６を備える基板９０４内に配置される。上層（superstrate）９０７が基板９０４の上方に配置される。第１の誘電体層９０５及び第２の誘電体層９０６は、誘電率εｒ２及びεｒ３を有するのに対して、上層９０７は、基板９０４の誘電率以下の誘電率εｒ１を有する。例として、εｒ２は、εｒ３と実質的に同じである。
【００５３】
第１の電気導体９０１の二等分面９０８は、電気的に薄い抵抗層９０３も二等分する。最も強力な電場は、二等分面９０８において生じ、その場合に、それゆえ、電気的に薄い抵抗層９０３は、二等分面９０８に垂直であることが有用である。また、干渉する可能性があるより高次のモードを最も実効的に減衰させるために、電気的に薄い抵抗層９０３は、二等分面９０８の周りに対称に位置することが最良である。
【００５４】
電気的に薄い抵抗層９０３は、所望の実質的にＴＥＭモードの電気力線（図示せず）が各入射点において実質的に垂直（すなわち、電気的に薄い抵抗層に対する垂線に平行）であるような形状及び向きを有するように、そして、より高次の伝送モードを実質的に減衰させながら、実質的にＴＥＭ伝送モードに対して実質的に透過性であるように選択される。
【００５５】
図１０は、代表的な実施形態による、伝送線路１０００の断面図である。伝送線路１０００の数多くの態様及び細部は、上記の図１〜図９の代表的な実施形態に関連して説明された伝送線路に共通であり、ここで説明される代表的な実施形態を曖昧にするのを避けるために、繰り返されない場合がある。
【００５６】
伝送線路１０００は、例示的にはマイクロストリップ伝送線路であり、第１の電気導体１００１（すなわち、信号導体）と、第１の電気導体１００１の下方に配置される第２の電気導体１００２（すなわち、接地導体）とを備える。電気的に薄い抵抗層１００３が、第１の誘電体層１００５及び第２の誘電体層１００６を備える基板１００４内に配置される。上層１００７が基板１００４の上方に配置される。第１の誘電体層１００５及び第２の誘電体層１００６は、誘電率εｒ２及びεｒ３を有するのに対して、上層１００７は、基板１００４の誘電率以下の誘電率εｒ１を有する。例として、εｒ２は、εｒ３と実質的に同じである。
【００５７】
電気的に薄い抵抗層１００３は、実質的にＴＥＭモードの電気力線（図示せず）が各入射点において実質的に垂直（すなわち、電気的に薄い抵抗層に対する垂線に実質的に平行）であるような形状及び向きを有するように、そして、より高次の伝送モードを実質的に減衰させながら、実質的にＴＥＭ伝送モードに対して実質的に透過性であるように選択される。とりわけ、そして電気的に薄い抵抗層９０３と異なり、電気的に薄い抵抗層１００３は、実質的にＴＥＭモードの磁力線輪郭に従うように、基板１００４と上層１００７との間の界面に至るまで湾曲する。当業者によって理解されるように、実質的にＴＥＭモードにおいて、電気力線及び磁力線は実質的に互いに垂直であり、それらの外積ベクトル（すなわち、ポインティングベクトル）は、伝搬方向を指している。それゆえ、抵抗性シートが磁場輪郭に従う場合には、自動的にどの場所においても電場に対して垂直である。
【００５８】
伝送線路１０００の１つの利点は、電気的に薄い抵抗層１００３がより高次のモードのＢ場線（B-field line）に対して方向を合わせられるので、より高次のモードをより大きく減衰させることである。
【００５９】
図１１は、代表的な実施形態による、伝送線路１１００の断面図である。伝送線路１１００の数多くの態様及び細部は、上記の図１〜図１０の代表的な実施形態に関連して説明された伝送線路に共通であり、ここで説明される代表的な実施形態を曖昧にするのを避けるために、繰り返されない場合がある。
【００６０】
伝送線路１１００は、例示的にはストリップ線路伝送線路であり、第１の電気導体１１０１（すなわち、信号導体）と、第１の電気導体１１０１の下方に配置される第２の電気導体１１０２（すなわち、下側接地導体）と、第３の電気導体１１０３（すなわち、上側接地導体）とを備える。知られているように、接地−接地間ビア（図示せず）を用いて、第２の電気導体１１０２及び第３の電気導体１１０３が同じ電位に維持されるのを確実にすることができる。
【００６１】
第１の電気的に薄い抵抗層１１０４が基板１１０５内の第１の電気導体１１０１の真下に配置され、基板は、第１の誘電体層１１０６及び第２の誘電体層１１０７を備える。第２の電気的に薄い抵抗層１１０８は、上層１１０９内の第１の電気導体１１０１の上方に配置され、上層は、第３の誘電体層１１１０及び第４の誘電体層１１１１を備える。第１〜第４の誘電体層１１０６、１１０７、１１１０、１１１１は、それぞれ誘電率εｒ１、εｒ２、εｒ３及びεｒ４を有する。
【００６２】
代表的な実施形態によれば、第１〜第４の誘電体層１１０６、１１０７、１１１０、１１１１の誘電率は実質的に同じであり、それゆえ、最も低い次数の伝搬モードは、実質的にＴＥＭである。
【００６３】
第１の電気的に薄い抵抗層１１０４及び第２の電気的に薄い抵抗層１１０８は、実質的にＴＥＭモードの電気力線（図示せず）が各入射点において実質的に垂直（すなわち、電気的に薄い抵抗層に対する垂線に実質的に平行）であるような形状及び向きを有するように、そして、より高次の伝送モードを実質的に減衰させながら、実質的にＴＥＭ伝送モードに対して実質的に透過性であるように選択される。
【００６４】
図１２は、代表的な実施形態による、伝送線路１２００の断面図である。伝送線路１２００の数多くの態様及び細部は、上記の図１〜図１１の代表的な実施形態に関連して説明された伝送線路に共通であり、ここで説明される代表的な実施形態を曖昧にするのを避けるために、繰り返されない場合がある。
【００６５】
伝送線路１２００は、例示的にはストリップ線路伝送線路であり、第１の電気導体１２０１（すなわち、信号導体）と、第１の電気導体１２０１に隣接して配置される第２の電気導体１２０２（すなわち、第１の共平面接地導体）と、第３の電気導体１２０３（すなわち、第２の共平面接地導体）とを備える。
【００６６】
第４の電気導体１２０４（すなわち、下側接地導体）が第１の電気導体１２０１の下方に配置され、第５の電気導体１２０５（すなわち、上側接地導体）が第１の電気導体１２０１の上方に配置される。知られているように、接地−接地間ビア（図示せず）を用いて、第２〜第５の電気導体１２０２〜１２０５が同じ電位に維持されるのを確実にすることができる。
【００６７】
第１の電気的に薄い抵抗層１２０６が基板１２０７内の第１の電気導体１２０１の真下に配置され、基板は、第１の誘電体層１２０８及び第２の誘電体層１２０９を備える。第２の電気的に薄い抵抗層１２１０は、上層１２１１内の第１の電気導体１２０１の上方に配置され、上層は、第３の誘電体層１２１２及び第４の誘電体層１２１３を備える。第１〜第４の誘電体層１２０８、１２０９、１２１２、１２１３は、それぞれ誘電率εｒ１、εｒ２、εｒ３及びεｒ２を有する。
【００６８】
代表的な実施形態によれば、第１〜第４の誘電体層１２０８、１２０９、１２１２、１２１３の誘電率は実質的に同じであり、それゆえ、最も低い次数の伝搬モードは、実質的にＴＥＭである。
【００６９】
第１の電気的に薄い抵抗層１２０６及び第２の電気的に薄い抵抗層１２１０は、実質的にＴＥＭモードの電気力線（図示せず）が各入射点において実質的に垂直（すなわち、電気的に薄い抵抗層に対する垂線に実質的に平行）であるような形状及び向きを有するように、そして、より高次の伝送モードを実質的に減衰させながら、実質的にＴＥＭ伝送モードに対して実質的に透過性であるように選択される。
【００７０】
図１３Ａ及び図１３Ｂ及び図１３Ｃは、ここで説明されることになる代表的な実施形態による、電気コネクタ１３００のそれぞれ断面図及び斜視図を示す。とりわけ、上記の代表的な実施形態の伝送線路の数多くの態様及び細部が電気コネクタ１３００に共通である。これらの共通の態様及び細部は、ここで説明される代表的な実施形態において多くの場合に繰り返されない。
【００７１】
電気コネクタ１３００は、図面において、例えば、同軸電気コネクタとして示される。本教示によれば他の電気コネクタも考えられることを強調したい。
【００７２】
ここで説明される代表的な実施形態において、電気コネクタは、雄型端部１３１０及び雌型端部１３１１を備える雄型／雌型コネクタである。当業者には理解されるように、ここで説明される代表的な実施形態を通して、本教示の電気コネクタの全ての態様が提供される。したがって、雄型端部１３１０を簡単に作り変えることによって、信号伝送線路を終端するように構成される雄型コネクタを作り出すことができ、雌型端部１３１１を簡単に作り変えることによって、信号伝送線路を終端するように構成される雌型コネクタを作り出すことができる。
【００７３】
電気コネクタ１３００は、内側電気導体１３１２（第１の電気導体とも呼ばれる）と、外側電気導体１３１４（第２の電気導体とも呼ばれる）と、内側電気導体１３１２と外側電気導体１３１４との間の誘電体領域１３１６と、誘電体領域１３１６内にあり、内側電気導体１３１２と外側電気導体１３１４と同心である電気的に薄い抵抗層１３１８とを含む。図１３Ａに示されるように、内側電気導体１３１２は雄型端部１３１０上で雄型導体１３２２において終端し、雌型端部１３１１上で雌型導体１３２３において終端する。
【００７４】
代表的な実施形態において、電気的に薄い抵抗層１３１８は、連続しており、電気コネクタ１３００の長さに沿って延在する。電気的に薄い抵抗層の連続性は、本明細書において説明される他の代表的な実施形態の伝送線路にも共通である。代替的には、電気的に薄い抵抗層１３１８、及び他の代表的な実施形態の電気的に薄い抵抗層は、不連続である場合があり、それにより、特定の伝送線路の長さに沿って間隙を有する場合がある。
【００７５】
内側電気導体１３１２は、外側電気導体１３１４と共通の伝搬軸１３１７を有する。同様に、内側電気導体及び外側電気導体１３１４は、共通の幾何学的中心（例えば、共通の伝搬軸１３１７上の点）を共有する。さらに、電気コネクタ１３００は、断面が実質的に円形である。一般に、「同軸」という用語は、伝送線路の種々の層／領域が共通の伝搬軸を有することを意味する。同様に、「同心」という用語は、伝送線路の層／領域が同じ幾何学的中心を有することを意味する。本説明を続けるうちに理解されるように、幾つかの代表的な実施形態の伝送線路は同軸及び同心であり、他の代表的な実施形態では、伝送線路は同心ではない。最後に、代表的な実施形態の伝送線路は、断面が円形である伝送線路に限定されない。むしろ、限定はしないが、長方形又は楕円形の断面を含む、他の断面を有する伝送線路が考えられる。
【００７６】
図１３Ａに示されるように、内側電気導体１３１２は、電気コネクタ１３００の本体の終端を越えて延在し、別の電気コネクタ（図示せず）上の雌型導体（図示せず）との接続を容易にする。このようにして、電気コネクタ１３００は、代表的な実施形態に関連して上記で説明されたような、電気的に薄い抵抗層を備える伝送線路の終端として機能することができる。
【００７７】
雌型導体１３２３は、図１３Ｃにおいてより明らかに示されるように、中空の内部を有し、別の電気コネクタ（図示せず）上の雄型導体（図示せず）と接続するように構成される。
【００７８】
当業者には理解されるように、内側電気導体１３１２及び外側電気導体１３１４は、銅線、又は他の金属、合金、又は非金属電気導体等の任意の適切な電気導体とすることができる。
【００７９】
或る特定の実施形態において、誘電体領域１３１６内に設けられる誘電体材料は空気である。そのような実施形態において、構造的な伝搬を与え、それにより、内側電気導体１３１２、電気的に薄い抵抗層１３１８及び外側電気導体１３１４の分離を確実にするために、図示されるように、内側電気導体１３１２と外側電気導体１３１４との間に誘電体ビード１３２０が配置される。これらの誘電体ビードは、電気コネクタ１３００の意図した目的のために適した既知の材料、例えば、以下に説明される誘電体材料から形成することができる。
【００８０】
代替的には、誘電体材料として空気が使用されない場合には、誘電体領域１３１６内に誘電体材料の１つ以上の層を設けることができる。誘電体領域１３１６において使用するために考えられるそのような材料は、限定はしないが、ガラス繊維材料、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のプラスチック、少ない損失正接（例えば、１０−２）を有する低ｋ誘電体材料、セラミック材料、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、又は空気を含む任意の他の適切な誘電体材料、及びその組み合わせを含む。保護鞘が保護プラスチックコーティング又は他の適切な保護材料を含むことができ、非導電性の絶縁鞘であることが好ましい。以下に説明される代表的な実施形態において、誘電体領域１３１６は、１つ以上の誘電体層を含むことができる。とりわけ、種々の代表的な実施形態において説明される誘電体層の数は一般には例示であり、それより多くの（２つ以上の）層又は少ない層も考えられる。しかしながら、一般に、種々の誘電体層の誘電率は、実質的にＴＥＭ伝搬モードを伝搬するために、実質的に同じである。
【００８１】
内側電気導体１３１２と外側電気導体１３１４との間に実質的に厳密で、実質的に一定の間隔を与えるように電気コネクタ１３００の寸法が制御されるという点で、電気コネクタ１３００は、オーディオ信号等の低い周波数の信号を搬送するために使用される他のシールド電気コネクタとは異なる。
【００８２】
電気コネクタ１３００は、多くの場合に、無線周波数（ＲＦ）信号以上のための信号伝送線路を接続するために使用される。このため、電気コネクタ１３００は、ＲＦ、マイクロ波及びミリメートル波の適用例において使用するために構成される。電気コネクタ１３００の適用例は、電子試験及び測定機器内で高周波数信号をルーティングすること、電子試験及び測定機器とＤＵＴ（被試験デバイス）との間を接続すること、それぞれのアンテナを備える無線送信機及び受信機を接続すること、コンピュータネットワーク（インターネット）接続、及びケーブルテレビ信号を分配することを含む。無線周波数の適用例では、電気信号及び磁気信号は実質的に横電磁（ＴＥＭ）モードにおいて主に伝搬し、それは、電気コネクタ１３００と、それに接続される伝送線路とによって伝搬することになる単一の所望のモードである。実質的にＴＥＭモードでは、電場及び磁場はいずれも伝搬方向に対して実質的に垂直である。しかしながら、或る特定のカットオフ周波数より上では、導波路内の場合と同様に、横電場（ＴＥ）モード又は横磁場（ＴＭ）モード、又はその両方が伝搬することもできる。カットオフ周波数より高い信号の場合、異なる位相速度を有する複数のモードが伝搬し、互いに干渉するおそれがあるので、カットオフ周波数より高い信号を伝送させることは一般に望ましくない。内側電気導体１３１２と外側電気導体１３１４の内面との間の外周の平均は、カットオフ周波数に概ね反比例する。
【００８３】
電気的に薄い抵抗層１３１８は、他の代表的な実施形態に関連して上記で説明された電気的に薄い抵抗層と実質的に同一である。電気的に薄い抵抗層１３１８は、他の代表的な実施形態に関連して上記で説明されたように、より高次の伝送モードを実質的に完全に減衰させながら、実質的に横電磁（ＴＥＭ）伝送モードに対して実質的に透過性であるように選択され、構成される電気的に抵抗性の層である。一般に、代表的な実施形態の種々の信号伝送線路に関連して上記で説明されたように、「実質的に完全に減衰させる」は、電気コネクタ１３００が、所望の実質的にＴＥＭモードと、望ましくないより高次のモードとの間の相対的な減衰の所定の閾値に対応するように設計されることを意味する。理解されるように、数ある設計検討事項の中でも、この所定の閾値は、電気的に薄い抵抗層１３１８の適切な厚さ（例えば、以下に説明される表皮深さによる）及び抵抗率の選択を通して実現される。例えば、１０２ＧＨｚまでのＲＦ周波数が関連し、伝送長が１０１ｃｍ程度である適用例において、相対的な減衰の閾値は、約０．１ｍ−１のＴＥＭ減衰定数を要求するが、約１００ｍ−１より大きく、有用には、約１０００ｍ−１を超える、より高次のモードの減衰が考えられる。一方、最も高い動作周波数が数ＧＨｚ（以下）にすぎず、伝送長が数十メートルである適用例では、相対的な減衰の閾値は、約０ｍ−１〜約０．０１ｍ−１のＴＥＭ減衰定数を要求し、その一方で、より高次のモードを少なくとも約１．０ｍ−１、有用には約１０ｍ−１より大きく減衰させることが考えられる。これらの例は例示にすぎず、本教示を限定することを意図していないことを強調したい。
【００８４】
上記で言及されたように、「電気的に薄い」層は、その層厚が対象とする（最も高い）信号周波数において表皮深さδ未満である層である。これは、実質的にＴＥＭモードの吸収が最小限に抑えられるのを保証する。表皮深さは、δ＝１／√（πｆμσ）によって与えられ、ただし、δは、メートル単位であり、ｆは、Ｈｚ単位の周波数であり、μは、ヘンリー／メートル単位の層の透磁率であり、σは、シーメンス／メートル単位の層の導電率である。
【００８５】
したがって、本明細書において論じる場合に、ｔが電気的に薄い抵抗層１３１８の物理的な厚さであるとすると、ｔ＜δｍｉｎ＝１／√（πｆｍａｘμσ）である場合には、その厚さは「電気的に薄い」。ただし、δｍｉｎは、最大周波数ｆｍａｘにおいて計算された表皮深さである。例えば、ｆｍａｘ＝２００ＧＨｚであると仮定すると、その層は非磁性であり、それゆえ、μ＝μ０＝真空透磁率＝４π＊１０−７ヘンリー／メートルであり、導電率は１００シーメンス／メートルである。その際、δｍｉｎ＝１１２．５μｍであるので、２５μｍの抵抗層厚ｔは、この場合に、電気的に薄いと見なされることになる。要約すると、電気的に薄い抵抗層１３１８は、その層厚が電気コネクタ１３００の最大動作周波数において表皮深さ未満であるときに電気的に薄い。
【００８６】
上記の実施形態と同様に、誘電体領域１３１６は、内側電気導体１３１２と電気的に薄い抵抗層１３１８との間に内側誘電体材料と、電気的に薄い抵抗層１３１８と外側電気導体１３１４との間に外側誘電体材料とを備えることができる。種々の実施形態において、内側電気導体１３１２と電気的に薄い抵抗層１３１８との間の内側誘電体材料及び電気的に薄い抵抗層１３１８との間の外側誘電体材料は、概ね同じ厚さを有する。幾つかの実施形態において、内側誘電体材料の厚さは、外側誘電体材料の厚さの約２倍である。
【００８７】
図１４Ａは、代表的な実施形態による、信号伝送線路を結合するための電気コネクタ１４００の斜視図である。図１４Ａにおいて、誘電体要素１４５０が誘電体領域内に形成される。誘電体要素１４５０は、内側電気導体１４１２及び電気的に薄い抵抗性シート１４１８を保持する。
【００８８】
誘電体要素１４５０は、図１４Ａ及び図１４Ｂにおいてより明確に示されるような単数又は複数のリングを含むことができる。本説明を続けるうちにより明らかになるように、リングは、誘電体領域の厚さを薄くした領域を形成することができる。理解できるように、リングの領域内の誘電体要素１４５０の厚さが薄くされると、内側電気導体１４１２と外側導体１４１３との間の誘電体領域の比誘電率が小さくなる。誘電体要素１４５０の最も外側のリングがそのような領域の境界と見なされる場合には、その領域は、誘電体要素１４５０によって占有される体積を除くあらゆる場所において、空気等の気体を含むものと認識することができる。その場合に、リングが配置される誘電体要素１４５０の厚さを薄くすることによって、誘電体要素１４５０の体積を小さくすることにより、誘電体領域の全体的な誘電率を下げる。
【００８９】
誘電体要素１４５０は、複数の誘電体要素１４５０と見なすことができ、１つ以上のリングを含む形をとる。電気コネクタ１４００の長さの概ね中間において、内側電気導体１４１２と外側電気導体１４１４との間に単一の誘電体要素１４５０を配置することができる。代替的には、図１４Ｃに示されるように、２つの誘電体要素１４５０が設けられる場合があり、１つの誘電体要素１４５０が電気コネクタ１４００の細い端部付近に配置され、別の誘電体要素１４５０が太い端部付近に配置される。所与の材料の場合に、各誘電体要素１４５０が内側電気導体１４１２と外側電気導体１４１４との間の誘電体領域の全体的な誘電率を高めることを理解した上で、当然、３つ以上の誘電体要素１４５０も考えられる。
【００９０】
中心軸１４０１が、電気コネクタ１４００の内部を貫通して延在する。内側電気導体１４１２、外側電気導体１４１４、誘電体要素１４５０及び／又は誘電体要素１４５０の少なくともリングは、図１４Ａにおいて中心軸１４０１の周りにおいて実質的に方位対称である。さらに、内側電気導体１４１２、外側電気導体１４１４及び誘電体要素１４５０の少なくともリングは、それぞれの長さに沿ってテーパをつけられる。すなわち、内側電気導体１４１２、外側電気導体１４１４及び誘電体要素のリングは、図１４Ａにおいて中心軸から右側に向かって半径が小さくなり、図１４Ａにおいて中心軸から左側に向かって半径が大きくなる。結果として、内側電気導体１４１２、外側電気導体１４１４はそれぞれ、別の端部より一方の端部において大きい断面積を有する。同じことが誘電体要素にも当てはまる。
【００９１】
図１４Ａにおいて、テーパは、内側電気導体１４１２と外側電気導体１４１４との間のスキューを、電気導体の最も高い動作周波数において約２５電気角未満に保持するだけの十分な長さを有する。代替的には、テーパは、内側電気導体１４１２と外側電気導体１４１４との間のスキューを、電気導体の最も高い動作周波数において約２０電気角未満に保持するだけの十分な長さを有することができる。度単位のスキュー（Δφ）は、Δφ＝３６０（ｆ／ｖ）［√（Ｌ２＋（ａ２−ａ１）２）−√（Ｌ２＋（ｂ２−ｂ１）２）］によって近似され、ただし、ｆは、Ｈｚ単位の周波数であり、ｖは、誘電体領域に対応する位相速度であり、Ｌは、テーパの軸方向長さであり、ａ１は、第１の電気導体の外側導体半径であり、ｂ１は、第１の電気導体の内側導体半径であり、ａ２は、第２の電気導体の外側導体半径であり、ｂ２は、第２の電気導体の内側導体半径である。
【００９２】
さらに、低いスキューの場合に有用な場合がある浅いテーパ角の場合、信号経路と接地経路との間のスキュー長は、（α０２−αｉ２）Ｌ／２として近似することができる。ただし、外側半角及び内側半角αｏ及びαｉは度単位ではなく、ラジアン単位において測定される。２０度＝π／９ラジアンであることを使用するとき、経験則は、
【数１】
2018527707.tif 000003
である。ここで、εｒは、テーパ内の比誘電率であり、ｆｍａｘは、最大の所望の動作周波数であり、ｃは、真空中の光の速さである。
【００９３】
αＯ及びαＩが独立していないことに起因して、５０オームがテーパ全体を通して維持されるべきである場合には、外側導体／内側導体半径比を、ａ１／ｂ１＝ａ２／ｂ２＝ｅｘｐ（（５／６）＊（√εｒ））に維持することができる。ただし、ｅｘｐ（ｘ）は指数関数ｅｘである。したがって、小さな半角は、以下の式も満たす。
【数２】
2018527707.tif 000004
上記の式を用いて、テーパに関する制約を完全に記述することができる。
【００９４】
さらに、完全な円筒形同軸ケーブル又はコネクタからの逸脱時に、遅延スキューの懸念がもたらされる場合がある。そのような逸脱において、信号／内側導体がとる経路と、接地帰路／外側導体がとる経路との間に長さの差（それゆえ、スキュー）が存在することになる。市販のステップアダプタ（stepped adapter）は、ＴＥＭモードの特性インピーダンスを保持するために直径比を保持する必要があることに起因して、外側導体内の段差不連続が内側導体内の段差不連続より著しく大きいので、そのようなスキューを導入する可能性がある。本開示によれば、テーパ付きアダプタを用いて、ピタゴラス幾何学からスキューを容易に計算することができる。例えば、円錐テーパ、平面ＣＰＷテーパ又は結合線路テーパの場合のテーパ半角、内側導体及び外側導体のそれぞれの場合のαｉｎｎｅｒ及びαｏｕｔｅｒを参照すると、経路スキューは、以下の式によって与えられる。
【数３】
2018527707.tif 000005
ただし、Ｌは、テーパの軸方向長さであり、ｓｅｃは、正割関数である。
【００９５】
浅い半角の場合、経路スキューは以下のように近似することができる。
【数４】
2018527707.tif 000006
ただし、半角は、度単位ではなく、ラジアン単位で測定される。
【００９６】
経験則は、対象となる最大周波数ｆ＿ｍａｘにおいて２０度（＝ｐｉ／９ラジアン）未満の位相遅延スキューを保持することである。これは、
【数５】
2018527707.tif 000007
であることを意味する。ｄＬの上記の推定値を代入すると、
【数６】
2018527707.tif 000008
である。ここで、εｒは、テーパ内の比誘電率である。空気が定数である場合には、εｒは１．０になり、ｃは、真空中の光の速さである。
【００９７】
内側電気導体１４１２と外側電気導体１４１４との間に電気的に薄い抵抗性シート１４１８も設けられる。電気的に薄い抵抗性シート１４１８は、内側電気導体１４１２及び外側電気導体１４１４の全長に沿って設けられる場合があるか、又は内側電気導体１４１２及び外側電気導体１４１４が図１４Ａにおいて左側に向かって広くなる部分のような、一部に沿って設けられる場合がある。例えば、電気的に薄い抵抗性シート１４１８は、テーパの全長に沿って、電気コネクタ１４００の全長より短く配置される場合がある。実際には、電気コネクタ１４００のより細い部分が、減衰することになる、より高次のモードを伝搬させないとき等、電気コネクタ１４００のより細い部分の場合に、電気的に薄い抵抗性シート１４１８は、特に必要とされないか又は有益でない場合がある。別の例では、内側電気導体１４１２と外側電気導体１４１４との間に第２の電気的に薄い抵抗層（図１４Ａ又は図１４Ｂには図示せず）が配置される場合もある。
【００９８】
本開示内の他の場所において説明されるように、電気的に薄い抵抗性シート１４１８は、より高次の伝送モードを実質的に完全に減衰させながら、実質的に横電磁（ＴＥＭ）伝送モードに対して実質的に透過性である（例えば、その伝送モードを通す）機能を果たすことができる。一実施形態において、電気的に薄い抵抗性シート１４１８は、誘電体領域内の、内側電気導体１４１２と外側電気導体１４１４との間に配置することができる。
【００９９】
誘電体要素１４５０は、例えば、４つの要素片に分割することができる。４つの要素片は、中心導体と電気的に薄い抵抗性シート１４１８との間にある２つの内側要素片と、電気的に薄い抵抗性シート１４１８と外側導体との間にある２つの外側要素片とを含むことができる。内側要素片は、最初に容易に組み立てることができ、外側要素片は、内側要素片の周りに容易に組み付けることができる。代替的には、誘電体要素１４５０は、２つの要素片、すなわち、１つの内側要素片及び１つの外側要素片に分割することができる。２つの要素片は、内側要素片を電気コネクタの所定の位置に（細い方の端部から）滑り込ませ、その後、外側要素片を所定の位置に（細い方の端部から）滑り込ませることによって組み立てることができる。
【０１００】
図１４Ａに示されるように、電気的に薄い抵抗性シート１４１８は、曲線状の角と、シートの端部間にわずかな間隙とを有する。図示されるように、シートは、シートが開始及び終了する場所を示す継ぎ目を有し、曲線状の角は、電気コネクタの両端の継ぎ目に現れる。曲線状の角及び間隙は、本明細書において説明されるような、より高次のモードを減衰させる際に大きな問題を引き起こさないであろう。
【０１０１】
図１４Ｂは、図１４Ａの信号伝送線路を結合するための電気コネクタの断面図である。図１４Ａ及び図１４Ｂにおいて、内側電気導体１４１２及び外側電気導体１４１４及び誘電体要素１４５０は、中心軸１４０１の周りにおいて実質的に方位対称である。後により十分に説明されるように、この方位対称性は、横電磁（ＴＥＭ）モードからより高次の横電場（ＴＥ）モード又はより高次の横磁場（ＴＭ）モードいずれかへのモード変換を実質的に防ぐ。
【０１０２】
図１４Ｂの２つの断面図において、左側の１４０２の正面図は、要素にテーパをつけることによって与えられる相対的に細い端部であり、右側にある背面図１４０３は、要素にテーパをつけることに起因して相対的に太い端部である。図示されるように、誘電体要素１４５０の３つのリングが、内側電気導体１４１２及び外側電気導体１４１４とともに、各図に現れる。
【０１０３】
図１４Ｃは、代表的な実施形態による、信号伝送線路を結合するための別の電気コネクタの斜視図である。図１４Ｃにおいて、２つの接続されない誘電体要素１４５０がそれぞれ、中心導体と、電気的に薄い抵抗性シート１４１８とを保持する。誘電体要素１４５０（複数の場合もある）はそれぞれ、図示されるようにリングを形成する。図１４Ｃにおいて、正面図１４０２は、電気コネクタの細い方のテーパ付き端部であり、背面図１４０３は、電気コネクタの太い方のテーパ付き端部である。
【０１０４】
図１４Ａに示される誘電体要素１４５０と同様に、図１４Ｃに示される誘電体要素１４５０は、１つずつ組み立てることができる複数の要素片（例えば、２つ又は４つ）を含むことができる。代替的には、図１４Ｃの誘電体要素１４５０は、細い方の端部から電気コネクタ上の所定の位置に滑り込ませることができ、右側の小さい方の誘電体要素１４５０の前に、左側の大きい方の誘電体要素１４５０を滑り込ませる。
【０１０５】
図１４Ｃに示されるように、電気的に薄い抵抗性シート１４１８は、曲線状の角と、シートの端部間にわずかな間隙とを有する。図示されるように、シートは、シートが開始及び終了する場所を示す継ぎ目を有し、曲線状の角は、電気コネクタの両端の継ぎ目に現れる。曲線状の角及び間隙は、本明細書において説明されるような、より高次のモードを減衰させる際に大きな問題を引き起こさないであろう。
【０１０６】
図１４Ｄは、図１４Ｃの信号伝送線路を結合するための電気コネクタの断面図である。図１４Ｄにおいて、その断面図は、図１４Ｂの断面図に類似であるが、誘電体要素１４５０の２つのリングのみが存在する。
【０１０７】
図１５Ａは、代表的な実施形態による、電気コネクタのための方位対称性を示す。方位対称性は、構造の中心軸の周りの回転対称性である。図１５Ａにおいて、ｂ１及びｂ２は、図示される構造上に直線を形成する２つの点である。さらに、ａ１及びａ２も、図示される構造上に直線を形成する２つの点である。方位対称性を仮定すると、ａ１及びａ２は、図示される軸から同じ量（度単位）だけ回転する。同様に、ｂ１及びｂ２は、図示される軸から同じ量（度単位）だけ回転する。
【０１０８】
図１５Ａにおいて、小さい方の誘電体要素１５５０は、リング１５５１を備え、細い方の端部に配置され、誘電体要素１５５０の小さい方の誘電体リングが図示され、リング１５５３を有する大きい方の誘電体要素１５５２が図示される。これらのリングは、誘電体要素１５５０の厚さを薄くしたエリアであり、誘電体リングが図示される軸の周りで対称であるのを確実にするように方位対称に設けられる。
【０１０９】
図１５Ｂは、図１５Ａに示される電気コネクタの断面図を含み、小さい方の誘電体要素１５５０のリング及びリング１５５１を示す。
【０１１０】
図１６Ａは、代表的な実施形態による、信号伝送線路を結合するためのスロット付き電気コネクタの斜視図である。図１６Ａにおいて、スロット付き電気コネクタの雄型部分が、スロット付き電気コネクタの雌型部分に挿入される。図１６Ａにおいて、スロット付き電気コネクタの雄型部分は、雌型部分の中に、２つの部分が互いにロックされるように挿入することができる。
【０１１１】
図１６Ｂは、代表的な実施形態による、信号伝送線路を結合するためのスロットなし電気コネクタの斜視図である。図１６Ｂにおいて、スロットを用いて２つの部分を互いにロックすることなく、スロットなし電気コネクタの雄型部分を雌型部分の中に挿入することができる。
【０１１２】
本開示の１つ以上の実施形態が、単に便宜上、そして任意の特定の発明及び発明の概念に対して本出願の範囲を自主的に制限することを意図することなく、「本発明」という用語によって個別に、及び／又はまとめて、本明細書において参照される場合がある。さらに、具体的な実施形態が本明細書において図示及び説明されてきたが、図示される具体的な実施形態の代わりに、同じ、又は類似の目的を果たすために設計された任意の今後の構成が使用される場合があることは理解されたい。本開示は、種々の実施形態のありとあらゆる今後の改変又は変形を包含することを意図している。本明細書を再検討すると、本明細書において具体的には説明されない、上記の実施形態の組み合わせ及び他の実施形態が当業者には明らかになるであろう。
【０１１３】
本開示の一態様によれば、電気コネクタは、信号伝送線路を別の信号伝送線路に電気的に結合するように構成される。電気コネクタは、中心軸の周りに配置される第１の電気導体を含む。第１の電気導体は、その長さに沿ってテーパを有する。第１の電気導体は、中心軸の周りで実質的に方位対称である。第２の電気導体が中心軸の周りに配置される。第２の電気導体は、その長さに沿ってテーパを有する。第２の電気導体は、中心軸の周りで実質的に方位対称である。誘電体領域が気体を含み、第１の電気導体と第２の電気導体との間に配置される。誘電体領域は、その長さに沿ってテーパを有する。誘電体要素が、誘電体領域内の、第１の電気導体と第２の電気導体との間に配置される。誘電体要素１４５０は中心軸の周りで実質的に方位対称である。
【０１１４】
本開示の別の態様によれば、誘電体要素は、第１の誘電体要素である。電気コネクタは、誘電体領域内の、第１の電気導体と第２の電気導体との間に第２の誘電体要素を含む。第２の誘電体要素は、中心軸の周りで実質的に方位対称である。
【０１１５】
本開示の更に別の態様によれば、電気導体は、少なくとも、第１の電気導体及び第２の電気導体がより広い幅を有するそれぞれの長さに沿った領域において、第１の電気導体と第２の電気導体との間に配置される電気的に薄い抵抗層を備える。
【０１１６】
本開示のまた別の態様によれば、第１の誘電体要素及び第２の誘電体要素のそれぞれにリングが存在する。
【０１１７】
本開示の別の態様によれば、リングは、中心軸の周りで実質的に方位対称に配置される。
【０１１８】
本開示の更に別の態様によれば、リングは、第１の誘電体要素及び第２の誘電体要素のそれぞれの厚さを薄くした領域を含む。
【０１１９】
本開示のまた別の態様によれば、気体は、空気である。
【０１２０】
本開示の別の態様によれば、第１の電気導体及び第２の電気導体の実質的な方位対称性、並びに第１の誘電体要素及び第２の誘電体要素の実質的な方位対称性は、横電磁（ＴＥＭ）モードから、より高次の横電場（ＴＥ）モード、又はより高次の横磁場（ＴＭ）モードのいずれかへのモード変換を実質的に防ぐ。
【０１２１】
本開示の更に別の態様によれば、第１の誘電体要素は、誘電体領域の第１の部分を占有し、第２の誘電体要素は、誘電体領域の第２の部分を占有し、気体は、誘電体領域の残りの部分に存在する。
【０１２２】
本開示のまた別の態様によれば、第１の誘電体要素は、誘電体領域の第１の部分を占有し、第２の誘電体要素は、誘電体領域の第２の部分を占有し、空気は、誘電体領域の残りの部分に存在する。
【０１２３】
本開示の別の態様によれば、テーパは、第１の電気導体と第２の電気導体との間のスキューを、電気導体の最も高い動作周波数において約２５電気角未満に保持するだけの十分な長さを有する。
【０１２４】
本開示の更に別の態様によれば、テーパは、第１の電気導体と第２の電気導体との間のスキューを、電気導体の最も高い動作周波数において約２０電気角未満に保持するだけの十分な長さを有する。
【０１２５】
本開示のまた別の態様によれば、度単位のスキュー（Δφ）は、Δφ＝３６０（ｆ／ｖ）［√（Ｌ２＋（ａ２−ａ１）２）−√（Ｌ２＋（ｂ２−ｂ１）２）］によって近似され、ただし、ｆは、Ｈｚ単位の周波数であり、ｖは、誘電体領域に対応する位相速度であり、Ｌは、テーパの軸方向長さであり、ａ１は、第１の電気導体の外側導体半径であり、ｂ１は、第１の電気導体の内側導体半径であり、ａ２は、第２の電気導体の外側導体半径であり、ｂ２は、第２の電気導体の内側導体半径である。
【０１２６】
本開示の別の態様によれば、度単位のスキュー（Δφ）は、Δφ＝３６０（ｆ／ｖ）［√（Ｌ２＋（ａ２−ａ１）２）−√（Ｌ２＋（ｂ２−ｂ１）２）］によって近似され、ただし、ｆは、Ｈｚ単位の周波数であり、ｖは、誘電体領域に対応する位相速度であり、Ｌは、テーパの軸方向長さであり、ａ１は、第１の電気導体の外側導体半径であり、ｂ１は、第１の電気導体の内側導体半径であり、ａ２は、第２の電気導体の外側導体半径であり、ｂ２は、第２の電気導体の内側導体半径である。
【０１２７】
本開示の更に別の態様によれば、第１の電気導体及び第２の電気導体は、それぞれの第１の端部と、反対側にあるそれぞれの第２の端部とを有し、第１の端部は、それぞれの第２の端部より大きい面寸法を有し、結果として第１の端部と第２の端部との間にテーパが形成される。
【０１２８】
本開示のまた別の態様によれば、誘電体層は、第１の端部と、反対側にある第２の端部とを有し、第１の端部は、第２の端部より大きい面寸法を有し、結果として第１の端部と第２の端部との間にテーパが形成される。
【０１２９】
本開示の別の態様によれば、電気的に薄い抵抗層は、テーパの全長に沿って配置される。
【０１３０】
本開示の更に別の態様によれば、電気的に薄い抵抗層は、第１の薄い抵抗層であり、電気コネクタは、第１の電気導体と第２の電気導体との間に配置される第２の電気的抵抗層を更に備える。
【０１３１】
本開示のまた別の態様によれば、電気的に薄い抵抗層は、誘電体領域内の第１の電気導体と第２の電気導体との間に配置される。電気的に薄い抵抗層は、より高次の伝送モードを実質的に完全に減衰させながら、実質的に横電磁（ＴＥＭ）伝送モードに対して実質的に透過性である。
【０１３２】
本発明は、図面及び上述の記載で詳細に説明及び記載されているが、かかる説明及び記載は、説明的なもの又は例示的なものであり、限定的なものではないとみなされる。本発明は、開示される実施形態に限定されるものではない。
【０１３３】
当業者であれば、請求項に係る発明を実施する際に、図面、開示及び添付の特許請求の範囲の検討により、開示される実施形態に対する他の変形形態を理解し、それを行うことができる。特許請求の範囲において、「を含む」という単語は他の要素又は工程を排除せず、数量を特定していないもの（the indefinite article "a" or "an"）は複数存在することを排除しない。或る特定の手段が互いに異なる複数の従属請求項に列挙されているだけであれば、それらの手段を組合せて有利に使用することができないことは示されていないものとする。
【０１３４】
代表的な実施形態が本明細書で開示されたが、本教示による多くの変形形態が可能であり、また、添付の特許請求の範囲の範囲内に留まることを当業者は認識する。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲を除いて制限されない。
【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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年4月10日(2018.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号伝送線路を別の信号伝送線路に電気的に結合するように構成される電気コネクタであって、該電気コネクタは、
中心軸の周りに配置される第１の電気導体であって、該第１の電気導体は、該第１の電気導体の長さに沿ってテーパを有し、該第１の電気導体は、前記中心軸の周りで実質的に方位対称である、第１の電気導体と、
前記中心軸の周りに配置される第２の電気導体であって、該第２の電気導体は、該第２の電気導体の長さに沿って前記テーパを有し、該第２の電気導体は、前記中心軸の周りで実質的に方位対称である、第２の電気導体と、
気体を含み、前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間に配置される誘電体領域であって、該誘電体領域は、該誘電体領域の長さに沿って前記テーパを有する、誘電体領域と、
前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間の前記誘電体領域内に配置される誘電体要素であって、該誘電体要素は、前記中心軸の周りで実質的に方位対称である、誘電体要素と
を備える、電気コネクタ。
【請求項２】
前記誘電体要素は、第１の誘電体要素であり、前記電気コネクタは、前記誘電体領域内の前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間に第２の誘電体要素を備え、該第２の誘電体要素は、前記中心軸の周りで実質的に方位対称である、請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項３】
少なくとも、前記第１の電気導体及び前記第２の電気導体がより広い幅を有するそれぞれの長さに沿った領域において、前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間に配置される電気的に薄い抵抗層を更に備える、請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項４】
前記第１の誘電体要素及び前記第２の誘電体要素のそれぞれにリングが存在する、請求項２に記載の電気コネクタ。
【請求項５】
前記リングは、前記中心軸の周りで実質的に方位対称に配置される、請求項４に記載の電気コネクタ。
【請求項６】
信号伝送線路を別の信号伝送線路に電気的に結合するように構成される電気コネクタであって、該電気コネクタは、
第１の電気導体と、
第２の電気導体と、
前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間に配置される電気的に薄い抵抗層と
を備える、電気コネクタ。
【請求項７】
前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間に誘電体領域を更に備える、請求項６に記載の電気コネクタ。
【請求項８】
前記電気的に薄い抵抗層は、前記誘電体領域内に配置され、前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間に配置され、前記電気的に薄い抵抗層は、より高次の伝送モードを実質的に減衰させながら、実質的に横電磁（ＴＥＭ）伝送モードに対して実質的に透過性であるように構成される、請求項７に記載の電気コネクタ。
【請求項９】
前記第１の電気導体と前記第２の電気導体との間に電場が存在し、該電場は、前記電気的に薄い抵抗層との各接点において前記電気的に薄い抵抗層に対して垂直である電気力線を有する、請求項８に記載の電気コネクタ。
【請求項１０】
前記第１の電気導体は、前記第２の電気導体によって実質的に包囲され、前記第２の電気導体の幾何学的中心に実質的に位置する、請求項６に記載の電気コネクタ。
【請求項１１】
前記誘電体領域は、
前記第１の電気導体と前記電気的に薄い抵抗層との間に配置される第１の誘電体層と、
前記電気的に薄い抵抗層と前記第２の電気導体との間の第２の誘電体層と
を備える、請求項７に記載の電気コネクタ。
【請求項１２】
前記第１の誘電体層及び前記第２の誘電体層は、概ね同じ厚さを有する、請求項１１に記載の電気コネクタ。
【請求項１３】
前記第１の誘電体層の厚さは、前記第２の誘電体層の厚さの約２倍である、請求項１１に記載の電気コネクタ。
【請求項１４】
前記電気的に薄い抵抗層は、前記第１の誘電体層上の電気的に薄い抵抗性コーティングを含む、請求項１１に記載の電気コネクタ。
【請求項１５】
電気的に薄い抵抗層は、連続していない、請求項６に記載の電気コネクタ。
【国際調査報告】
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