(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端を開放された中空の外部導体と、外部導体の開放端の各々に配置されかつ外部導体に接続された短絡板と、短絡板の一方に一端が接続され、短絡板の他方との間にすき間を形成して外部導体内部に配置された内部導体と、内部導体の自由端側に位置して外部導体の内部に配置されかつ内部導体が貫通する孔を有する印刷配線板と、一端が印刷配線板に固定され、他端が内部導体の自由端側に接触し、弾性をもつ導電部材を具備し、
熱膨張の際の内部導体の伸びが外部導体の伸びよりも大きいとき、内部導体が孔を貫通するとともに、導電部材の他端が、内部導体に接触しつつ滑りかつ撓むことによって、印刷配線板と内部導体との電気接続が外部導体と内部導体の線膨張率差があってもなされていること、を特徴とする半同軸空洞共振器。
【請求項２】
導電部材が、一端を印刷配線板上の配線導体に固定され、他端を内部導体の自由端側側面に接触させられている請求項１に記載の半同軸空洞共振器。
【請求項３】
導電部材が、一端を印刷配線板上の配線導体に固定され、他端を内部導体の自由端側側面に接触させられている請求項１に記載の半同軸空洞共振器。
【請求項４】
導電部材が表面に銀めっきを施されたベリリウム銅合金の薄板からなる請求項２あるいは請求項３に記載の半同軸空洞共振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半同軸空洞共振器にかかわり、さらに詳しくは、無線通信の送受信器などにおいて、バンドパスフィルタとして好適な半同軸空洞共振器の改良に関している。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線通信機などにおいて、パンドパスフィルタとして用いられている半同軸空洞共振器は、たとえば図７および図８に示すように、外部導体ａと、短絡板ｂ，ｃと、内部導体ｄと、印刷配線板ｅとを具備している。外部導体ａは、両端が開放された中空角筒の形態をなすもので、外側面にコネクタｆを具備している。短絡板ｂ，ｃは、外部導体ａの開放端を閉塞するように配置されているとともに、外部導体ａに接続されている。内部導体ｄは、外部導体ａの中空孔における丸孔領域の中心軸上に位置して、丸孔領域に配置されているとともに、一端を短絡板ｃに接続されている。印刷配線板ｅは、負荷容量を変え、共振周波数を変化させる回路を具備するもので、外部導体ａの中空孔における角孔領域に配置されているとともに、四隅を外部導体ａの丸孔領域と角孔領域との間に形成された座にねじｈによって固定されているとともに、中央を内部導体ｄの自由端にねじｇによって固定され、ねじｇによって印刷配線板ｅにある前記回路と内部導体ｄとの電気接続をなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような空洞共振器では、しかしながら、内部導体ｄが外部導体ａよりも大きな線膨張率をもつ材料からなっていると、電流が印加されたときに、内部導体ｄは外部導体ａよりも大きく伸びる。内部導体ｄが伸びると、印刷配線板ｅは、たとえば図９に鎖線で示すようなフラットな初期状態から、実線で示すような椀状に反った状態になり、通電がとまると、反った状態からフラットな状態にもどる。印刷配線板ｅがこのような変形あるいは歪みを生じると、印刷配線板ｅに実装された共振周波数を変える回路を構成する配線導体の間隔が変化し、共振器の出力周波数特性に劣化を生じる。さらに、印刷配線板ｅがこのような変形あるいは歪みを繰り返すうちに、印刷配線板ｅに実装されている共振周波数を変える回路を構成する電子部品ｉが割れたり、配線導体が断線するおそれがある。
【０００４】
本発明の目的は、内部導体の線膨張率が外部導体のそれと異なっていても、回路の特性変化や故障を防止することができる、改良された半同軸空洞共振器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の半同軸空洞共振器は、両端を開放された中空の外部導体と、外部導体の開放端の各々に配置されかつ外部導体に接続された短絡板と、短絡板の一方に一端を接続され、短絡板の他方との間にすき間を形成して外部導体内部に配置された内部導体と、内部導体の自由端側に位置して外部導体の内部に配置されかつ内部導体に電気接続された印刷配線板とを具備しているが、印刷配線板と内部導体との電気接続は、印刷配線板に設けられた孔に内部導体を貫通させるとともに、弾性をもつ導電部材を印刷配線板と内部導体との間に架橋することによってなされている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の半同軸空洞共振器では、内部導体が外部導体よりも大きな線膨張率をもつ材料からなり、外部導体よりも大きく伸びても、内部導体は印刷配線板の孔を通り抜けて伸びて、印刷配線板を変形させたり、歪ませたりさせない。このときに、外部導体と印刷配線板との電気接続は導電部材によって維持されるが、導電部材は内部導体が伸びると撓んで、内部導体の伸びを吸収して、印刷配線板を変形させたり、歪ませたりさせない。このため、負荷容量を可変させて、共振周波数を変える回路を構成する配線導体の間隔が変化しなくなるとともに、この回路を構成する電子部品や配線導体の破損がない。逆に、外部導体が内部導体よりも大きな線膨張率をもつ材料からなり、内部導体よりも大きく伸びても、印刷配線板は内部導体に拘わりなく外部導体とともに移動し、変形したり、歪んだりしないばかりか、導電部材が印刷配線板の移動に応じて撓み、印刷配線板を変形させたり、歪ませたりさせずに、内部導体と印刷配線板との電気接続を維持するため、負荷容量を可変させて共振周波数を変える回路を構成する配線導体の間隔を変化させないとともに、この回路を構成する電子部品や配線導体の破損がない。
【０００７】
本発明において、導電部材は、一端を印刷配線板上の配線導体に固定され、他端を内部導体の自由端側側面に接触させられていても、また、一端を印刷配線板上の配線導体に固定されているが、他端を内部導体の自由端側端面に接触させられていてもよい。また、導電部材自体も、弾性特性のすぐれたベリリウム銅合金の薄板によって構成して、印刷配線板の変形や歪みをさらに小さくしてもよく、さらに、このような導電部材の表面に銀メッキを施して、内部導体との電気接続をさらに向上させるなどしてもよい。
【０００８】
本発明の半同軸空洞共振器の実施例は、以下に、図１ないし図６を参照して説明する。
【０００９】
この半同軸空洞共振器は、たとえば無線通信の送受信器にてバンドパスフィルタとして用いられるもので、図１および図２に示すように、外部導体１１、短絡板１２，１３、内部導体１４および印刷配線板１５を具備している。
【００１０】
外部導体１１は両端が開放された中空角筒の形態をなしている。この外部導体における中空孔１６は、一部が外部導体１１の外形に合わせて角孔に形成されているが、残余が丸孔に形成されている。コネクタ１７，１８が外部導体１１の側面に取り付けられている。
【００１１】
短絡板１２，１３は、外部導体１１の輪郭に対応する形状をもつ四角な板状をなすもので、外部導体１１の両端開口を閉塞するように配置され、外部導体１１に結合されている。
【００１２】
内部導体１４は、外部導体１１よりも大きな線膨張率をもつ材料からなる、一端が閉塞され、他端が開放された中空円筒の形態をなし、外部導体１１よりも短い全長をもつもので、閉塞端が短絡板１２に接続し、開放端が短絡板１３との間にすき間を形成するように、外部導体１１の中空孔１６におけ丸孔領域に、これと同軸に配置されている。
【００１３】
印刷配線板１５は、負荷容量を可変させ、共振周波数を変える回路が実装されている。この印刷配線板１５は、外部導体１１の中空孔１６における角孔領域にはまる形状とサイズをもつもので、中央に内部導体１４の直径よりも大きな内径をもつ孔２１が設けられている。外部導体１１への組み込みは、孔２１を内部導体１４にかん合させて、外部導体１１の中空孔１６における角孔領域にはめ込むとともに、外部導体１１における中空孔１６の丸孔領域と角孔領域との間に形成されている座に四隅をねじ１９によって締結することによって、あるいは半だ付けすることによってなされている。
【００１４】
印刷配線板１５の孔２１と内部導体１４の開放端あるいは自由端との間には多数の弾性をもつ導電部材２２が配置されている。各々の導電部材２２は、たとえば、表面に銀メッキを施したベリリウム銅合金の薄板を、ほぼ横に倒したＵ字形に曲げ加工したものからなっている。これらの導電部材２２は、図３に示すように、Ｕ字の一片あるいは一端２３が内部導体１４の自由端側側面に接触し、他片あるいは他端２４が印刷配線板１５に実装された前記回路を構成する配線導体に電気接続するように、印刷配線板１５の孔２１の周囲に配置されかつ印刷配線板１５に固定されている。そして、これらの導電部材２２の端部２３は、さらに内部導体１４の側面と反対方向に向かって浅いＵ字形に曲げられ、該Ｕ字の頂点を内部導体１４の側面に接触させられている。
【００１５】
この半同軸空洞共振器は、無線通信の送受信器に、コネクタ１７をＲＦ部に、コネクタ１８を制御部に接続することによって組み込まれ、内部導体１４の長さと印刷配線板１５にある回路の負荷容量とによって定まる波長を遮断周波数とするバンドパスフィルタとして作動する。
【００１６】
通電がなされ、内部導体１４が発熱すると、内部導体１４の長手方向中心軸に沿う長さが増大する。内部導体１４は、前述のように、外部導体１１よりも大きな線膨張率をもつ材料からなっているため、外部導体１１よりも大きく伸びる。しかし、内部導体１４は、印刷配線板１５の孔２１を貫通しているため、伸びによる荷重を印刷配線板１５に負荷させずに、自由に伸びることができ、印刷配線板１５を変形させ、歪ませたりしない。このときに、内部導体１４と印刷配線板１５との電気接続は導電部材２２によって維持されているが、導電部材２２は内部導体１４が伸びると、内部導体１４の側面と接触しつつ滑りかつ撓んで、内部導体１４の伸びを吸収することができるため、印刷配線板１５を変形させ、歪ませたりしない。そして、導電部材自体は前述のようにベリリウム銅合金の薄板からなっているため、内部導体１４の伸びにしたがってつねにスムーズに撓み、印刷配線板１５の変形や歪みをさらに少なくするとともに、表面に銀メッキを施されているため、印刷配線板１５と内部導体１４との電気接続を確実におこなわせる。
【００１７】
本発明による半同軸空洞共振器は、このように、外部導体１１と内部導体１４との間に線膨張率の差があっても、印刷配線板１５が変形したり、歪んだりしないため、印刷配線板１５にある共振周波数を変える回路を構成している配線導体の間隔が変化しなくなって、出力周波数特性がつねに安定しているばかりか、配線導体の断線や前記回路を構成している電子部品も曲げや捻れを受けなくなり、破損しない。
【００１８】
図４ないし図６はこのような半同軸空洞共振器の他の実施例を示している。
【００１９】
この半同軸空洞共振器も、無線通信の送受信器においてバンドパスフィルタとして使用されるもので、図４および図５に示すように、外部導体１１１、短絡板１１２，１１３、内部導体１１４および負荷容量を可変させ、共振周波数を変える回路が実装された印刷配線板１１５を具備している。
【００２０】
外部導体１１１は両端が開放された中空角筒の形態をなしている。この外部導体における中空孔１１６も、一部が外部導体１１１の外形に合わせて角孔に、残余が丸孔となっている。コネクタ１１７，１１８が外部導体１１１の側面に取り付けられている。
【００２１】
短絡板１１２，１１３は、外部導体１１１の輪郭に対応する形状をもつ四角な板状をなすもので、外部導体１１１の両端開口を閉塞するように配置され、外部導体１１１に結合されている。
【００２２】
内部導体１１４は外部導体１１１よりも大きな線膨張率をもつ材料からなる、外部導体１１１よりも短い全長をもつソリッドな中空円柱の形態をなすもので、一端が短絡板１１２に接続し、他端が短絡板１１３との間にすき間を形成するように、外部導体１１１の中空孔１１６におけ丸孔領域に、これと同軸に配置されている。
【００２３】
印刷配線板１１５は、負荷容量を可変させ、共振周波数を変える回路が実装されている。この印刷配線板１１５は、外部導体１１１の中空孔１１６における角孔領域にはまる形状とサイズをもつもので、中央に内部導体１１４の直径よりも大きな内径をもつ孔１２１を設けられている。組み込みは、孔１２１を内部導体１１４に貫通させて、外部導体１１１の中空孔１１６における角孔領域にはめ込むとともに、中空孔１１６の丸孔領域と角孔領域との間に形成されている座に、四隅をねじ１１９によって固定することでなされている。
【００２４】
導電部材１２２は、表面に銀メッキを施したベリリウム銅合金の薄板からなっているとともに、該薄板の一端１２３をほぼ円弧状に曲げ加工したものからなっている。これらの導電部材１２２は、図６に示すように、フラットな一端１２４が印刷配線板１１５に実装された前記回路を構成する配線導体に電気接続させて印刷配線板１１５の接合され、円弧に形成された他端あるいは自由端１２３が内部導体１１４の自由端側端面に接触するように、印刷配線板１１５の孔１２１のまわりに配置されている。
【００２５】
この半同軸空洞共振器も、バンドパスフィルタとして無線通信の送受信器に組み込まれ、コネクタ１７をＲＦ部に、コネクタ１８を制御部に接続される。
【００２６】
通電がなされると、内部導体１１４は外部導体１１１よりも大きな線膨張率をもつ材料からなっているため、発熱し、外部導体１１１よりも大きく伸びるが、内部導体１１４は印刷配線板１１５の孔１２１を貫通しているため、印刷配線板１１５に接触せずに自由に伸びることができ、印刷配線板１１５を変形させ、歪ませたりしない。内部導体１１４と印刷配線板１１５との電気接続を維持する導電部材１２２も、内部導体１１４が伸びると、導電部材１２２が内部導体１１４の端面と接触しつつ撓んで、内部導体１１４の伸びを吸収するため、印刷配線板１１５を変形させ、歪ませたりしない。そして、導電部材１２２は表面にメッキを施したベリリウム銅合金の薄板からなっているため、内部導体１１４の伸びに応じてスムーズに撓み、印刷配線板１１５の変形や歪みをさらに小さくさせるとともに、印刷配線板１１５と内部導体１１４との電気的接続を確実におこなわせる。
【００２７】
さらに、この半同軸空洞共振器では、導電部材１２２が広い面積で印刷配線板１１５に接触しかつ固定されているため、図１ないし図３に関連して説明した共振器よりも、印刷配線板１１５を内部導体１１４にしっかり支持させることができ、しかも、導電部材１２２の弾性が小さく、内部導体１１４の熱膨張に応じて容易に撓むことができるため、印刷配線板１１５の変形や歪みが前述の半同軸空洞共振器よりも小さく、そして、導電部材１２２の自由端が円弧に形成されているため、内部導体１１４がのびによって印刷配線板１１５との固定点を中心に撓んでも、内部導体１１４の端面との接触をつねに維持することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、内部導体の線膨張率が外部導体とそれと異なっていても、印刷配線板を変形させたり、歪ませたりさせないため、印刷配線板上の回路を構成する配線導体の間隔が変化しなくなり、配線導体の断線および前記回路を構成する電子部品の破損もしなくなり、信頼性がたかくかつ周波数特性のすぐれた半同軸空洞共振器を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半同軸空洞共振器の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線にそう横断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線にそう断面図である。
【図４】本発明の半同軸空洞共振器の他の実施例を示す縦断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線にそう横断面図である。
【図６】図２のＤ−Ｄ線にそう断面図である。
【図７】従来の半同軸空洞共振器を示す縦断面図である。
【図８】図７のＥ−Ｅ線にそう横断面図である。
【図９】図８のＦ−Ｆ線にそう断面図である。
【符号の説明】
１１，１１１…外部導体
１２，１１２…短絡板
１３，１１３…短絡板
１４，１１４…内部導体
１５，１１５…印刷配線板
２２，１２２…導電部材
【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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