JP2002501685A - アンテナアダプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 携帯無線電話（２００）の外部装置へのインタフェースを行うアンテナアダプタ（１００）である。実施形態において、コネクタ部材（４０４）は、携帯電話の通常のアンテナ部品に置き換わり、アンテナポートへ直接挿入される第１コネクタ部材（４０６）を有している。回路基板（４００）上のマッチング電気部材（４１０）は、携帯無線電話のアンテナポートのインピーダンスのマッチングに使用される。第２コネクタ部品（４０８）は、概して、従来のＲＦコネクタ御を使用して外部装置に携帯電話アンテナポートを接続する。

Description

【発明の詳細な説明】 アンテナアダプタ 背景技術 Ｉ．技術分野 この発明は、携帯無線電話の通信周波数試験装置に関するものである。更に、 通信周波数試験装置を伴う携帯無線電話に接続される新規で改善されたアダプタ に関するものである。 II．関連技術の記載 携帯電話通信の分野において、携帯無線電話は、通信周波数にまたがる基地局 と通信されることになっている。このような携帯無線電話の製造段階においては 概して製造の様々な場面で試験が行われる。例えば、それぞれの通信電話の個々 の回路カードアセンブリの“カードレベル”での機能や、携帯電話として組み込 まれるときの“サブアセンブリレベル”での構成の完全性が試験される。この工 程は概して工場での組み込みの際に生じるもので、工場では多くのテストがオー トメーション化されており、最終的に携帯電話に内蔵される回路カードが実質的 に試験されることになる。携帯電話回路カードが実質的に試験されるにおいては 、様々な回路カード上の試験箇所が都合良く対応される。しかしながら、携帯電 話が一度十分組み立てられると、回路カードや他の部品は概して携帯電話の容器 への必要箇所へのアクセスを妨げる。 十分に組み立てた後でも、単独で又は基地局との連携で、制御下の通信携帯電 話のＲＦ機能の試験がしばしば望まれる。更に、基地局へ直接送られる一つ又は 複数の携帯電話のＲＦ信号へ接続されることによる基地局のパフォーマンスの試 験がしばしば望まれる。概して、一度携帯電話が十分に組み立てられると、携帯 電話から得られるＲＦ信号へのアクセスだけとなってしまう。しかしながら、概 してアンテナポートそれ自身に都合良いＲＦ帰還パスはなく、アンテナは通常簡 単なダイポールだからである。携帯電話の内部への便利なアクセスが無いとなる と、面倒な試験装置（jury-rigging）と厄介な試験装置なしには、望むＲＦ試験 装置への携帯電話の接続が非常に困難になる。例えば、この問題の一つの解決策 として、大規模な両面の回路基板による仮想グランドを作り、ＲＦ帰還パスとし て 提供する方法がある。この装置において、アンテナ端子は、仮想グランドを提供 する底側と共に、回路基板の表面に接続することができる。しかし、このテスト 装置は、その巨大で厄介な大きさ、試験における予測の測定の不確実性、高いＲ Ｆ信号漏出、回路基板を通過して衰弱した受信しにくいＲＦ信号等から言って、 試験装置として実際的ではない。 必要とされているのは、サイズ的に小さく、構造的に丈夫で扱いやすいＲＦ試 験装置を伴なった、十分に組み上げられた携帯無線電話へのアクセスが可能な装 置である。このようなＲＦ試験装置インタフェース装置は、低いＲＦ信号減衰、 例えば、低い放射漏洩レベルと同様に挿入のロスを示す、ＲＦ帰還パスを供給す ろものでなければならない。 発明の概要 本発明は、外部グランドとアンテナポートに接続される移動可能なアンテナア センブリとをもつ携帯電話が使用される際に、この携帯電話と外部装置とを接続 させる装置において実現される。装置は、第１・第２端部と、第１端部で接続さ れる回路基板とを有する導電性のある延長部材である。接続部品は、回路基板部 品に接続され、第１接続部は、携帯電話アンテナが移動されたとき接続されるア ンテナ端子に接続され、第２接続部は、外部装置に接続される。電気部品は、第 １・第２コネクタ部に接続される。装置は、携帯電話が機械的に延長部材と組み 合わされたときに、第２端にて延長部材が携帯電話の外部グランドに接続される ための電気的接点部材を含んでいる。 一つの実施形態にて、装置は更に、例えば、第１コネクタ部が縦軸の周辺を回 転する第１コネクタのような、第１コネクタを捉えるための回路基板部品に接続 されるコネクタクリップを有している。回転コネクタ部は、第１コネクタ部のア ンテナ端子への差込を容易にする。第１コネクタ部は、縦軸に沿った第１コネク タ部から延長した実質的に円柱状の突起物を含んでいる。 回路基板部品に納められた電気部品は、アンテナ端子インピーダンスとセンタ ＵＳＡレタ周波数バンドとをマッチさせる受動電気素子を有している。電気素子 は、少なくとも第１インダクタと第１キャパシタとを有している。延長部材は、 携帯電話を伴う装置の機械的噛み合わせを提供する電気的接続部材と第１コネク タ部とを受け組み合わせるのに有効なサイズとすることができる。電気的接点素 子は、少なくとも一つの導電性の接続ピンと少なくとも一つの非導電性のピンと をもっている。模範的な実施形態として、第２コネクタは、インピダンスマッチ の同軸コネクタであって、例えば、実質的に５０オームのインピーダンスのＳＭ Ａコネクタとを有する。 図面の簡単な説明 本発明の特徴、目的、効果は、参照符号で関連づけられた図面と以下に示され た詳細な説明から明らかになるものである。 図１Ａは、本発明のアンテナアダプタの側面図； 図１Ｂは、本発明のアンテナアダプタの正面図； 図２Ａは、本発明のアンテナアダプタを用いた携帯電話の部分的に内部を示し た正面図； 図２Ｂは、本発明のアンテナアダプタを用いた携帯電話の部分的に内部を示し た側面図； 図３は、本発明のＲＦコネクタの模範例の部分的分解を施した側面図； 図４は、本発明の組立式ＲＦコネクタの模範例の部分的に内部を示した側面図 ； 図５は、本発明のアンテナアダプタを用いた他の実施形態の正面図； 図６Ａは、図５の実施形態の部品の配置を示す拡大された一部の側面図； 図６Ｂは、図６Ａに示すアンテナアダプタの他の実施形態の部分を示す正面図 ； 図７は、本発明のアンテナアダプタのインピーダンスマッチング部品を示す電 気回路図である。 良好な実施形態の詳細な説明 本発明を用いる携帯電話は、ＲＦ信号を送信すべく先端にて外部アンテナを用 い、底端にて携帯電話バッテリ充電装置に接続されるべくコネクタか接続プレー トを用いる。図１Ａは、本発明のアンテナアダプタ１００の側面図である。アン テナアダプタ１００は、導電性をもつ延長部材１０２を有している。他の実施形 態として、延長部材１０２は、例えば金属等の導電材料から全体が作られるフレ ーム構造を有しており、又はプラスチック等の非導電材料で作られ表面を導電材 料で皮膜される。延長部材１０２は、携帯電話を受け止め“受け台に置く＝crad hng”側部部材１０３を伴うフレームとして構成される。ＲＦ特性の改善と堅牢 性はフレーム構造によりもたらされるのだが、さもなくば、延慶部材１０２は単 に配線であっても良い。 延長部材１０２の第１端は、コネクタ１０４である。コネクタ１０４は、外部 アンテナが携帯電話から取り除かれたとき、携帯電話のアンテナ端子に接続され る。他の形態として、コネクタ１０４は、５０オームのインピーダンスマッチさ れたＳＭＡ ＲＦコネクタである。しかしながら、この分野の多くの異なったコ ネクタタイプが、同様の結果を実質的に導くべく、つまり、携帯電話に接続する テスト機器の種類に依存して望まれるＦＲ試験装置に直接試験するという条件下 で、携帯電話のアンテナポートに接続されるべく、延長部材の１０２の第１端で それぞれ使用可能であることが理解されるものである。他の形態では、コネクタ １０４は、コネクタクリップ１０５を用いて延長部材１０２に接続される。コネ クタクリップ１０５は、しっかりと延長部材１０２に接続され、不可欠な役割を 果たす。コネクタクリップ１０５は、図２Ａ、２Ｂに示されるような携帯電話の アンテナ端子に容易にその片方となるべく縦軸の周りを自由に廻ることができる ようなコネクタ１０４を捉える。カップリングコネクタ１０４の延長部材１０２ に接続される他の手段は、特に発明的な能力を必要とせずに使用されるものだろ う。 延長部材１０２の第２端は、電気的接点１０６である。もう一つの形態におい て、電気的接点１０６は、（図示しない）バッテリ充電アセンブリへのインタフ ェースプレート接点を利用する携帯電話の外部バッテリ充電接点へ接続する確実 な電気的接点を作ることが出来る導電ピンを少なくともひとつ有している。しか しながら、この分野の多くのタイプの異なる電気的接点が、実質的に同一の目的 、つまり特別な携帯電話テストのデザインと構成に基づくテストにおける携帯電 話 のグランド板へのＲＦ帰還パスを供給するべく第２端子にて使用が可能となる。 本発明のアンテナアダプタの正面図が図１Ｂにより示される。図１Ｂから見ら れるように、電気的接点１０６は二つのピンを有している。他の実施形態として 、二つのピンの内の一つだけが導電性をもつ場合である。このような実施形態で は、携帯電話のバッテリチャージポートが使用される際に、二つの導電板を有し ており、一方が電源部であり他方がグランドである。このような場合、電気的接 続１０６の導電性のピンは、バッテリチャージポートのグランドプレートに接続 するものだが、電気的接点１０６の非導電性のピンも、バッテリチャージポート のパワープレートに接続される。このような配置では、非導電性のピンは、電気 的接点１０６が携帯電話へ適切に配置させる手段として与えられ、更に装置へ強 度を与えるものである。更にその上、図１Ｂから判るように、延長部材１０２は 、携帯電話を受け止めるフレームとして構成され、典型的な携帯電話のおおよそ の大きさと形に沿うべく形成される。 図２Ａは、本発明のアンテナアダプタ１００を用いた携帯電話２００の部分的 に内部を示した正面図である。図２Ｂは、図２Ａの本発明のアンテナアダプタを 用いた携帯電話２００の部分的に内部を示した側面図である。図２Ａと２Ｂとか ら判るように、延長部材１０２のコネクタ１０４は、携帯電話の先端のアンテナ ポートに直接接続される。同様に、延長部材１０２の反対側の先端での電気的接 点１０６は、携帯電話２００の底のバッテリチャージポートでの試験グランドパ ッド２０４に電気的接続される。アンテナアダプタ１００は、図２Ａと図２Ｂと に示された携帯電話２００に接続され、アンテナアダプタ１００と携帯電話２０ ０は、一つの堅牢な装置を形作る。携帯電話２００へのアンテナアダプタ１００ の安全な取り付けは、特別な発明性なしに可能である。 携帯電話２００から与えられたＲＦ信号は、アンテナポートであるコネクタ１ ０４に与えられる。コネクタ１０４は、（図示されない）様々なケーブルに接続 され、ＲＦ試験装置（図示されない）の技術においては標準的なものである。Ｒ Ｆ帰還パスは、コネクタ１０４と延長部材１０２とを通じて電気的接点１０６に 与えられる。電気的接点１０６は、適切なＲＦ信号測定に必要なグランドを供給 する携帯電話２００の底においてバッテリチャージポート上の試験されるグラン ドパッドに電気的接続を形成するものである。 図２Ａに示すとおり、延長部材１０２は、携帯電話の物理的な大きさの幅に形 成されるものである。更に図２Ｂに示されるように、設けられる延長部材１０２ は、コネクタ１０４と電気的接続１０６との間の携帯電話２００を捉えるべく、 厚さにおいても比較的薄く、携帯電話の湾曲に沿って構成される。このように、 アンテナアダプタ１００は、携帯電話がユーザの手の平にすっぽり収まるように なる一方で、必要なＲＦ帰還パスを供給する邪魔にならない手段とみられる。全 てのボタン、スピーカ、携帯電話の正面のマイクとも、自然な位置で携帯電話を 落ち着いて保持する一方で、携帯電話のＲＦ機能的テストの十分な範囲をユーザ が行うことを可能にしている。 図３は、本発明の第１実施形態の模範的なコネクタの部分的な側面図を示して いる。この実施形態で、コネクタ１０４は、メスＳＭＡコアキシャルコネクタで ある。金属ネジのラグ３０２は、プラスチックがいし３０４の内側に接着される 。金属ネジのラグ３０２は、携帯電話の通常ダイポールアンテナの場所の携帯電 話のアンテナポートにねじ込まれる。ラグ３０２の取り付け手段は、従来技術で 様々に知られている携帯電話２００アンテナポートに接続されるべく適合させら れる。中央ピン３０６は、一端が金属ラグ３０，他端がインダクタ３０８に半田 接続される。ラグ３０２と中央ピン３０６は、同軸上にプラスチックがいし３０ ４の中で装着されそこから延長される。インダクタ３０８の値は、アンテナマッ チ回路内部と携帯電話２００とのインピーダンスに応じて決定される。一つの例 として、インダクタは、１８ナノヘンリである。接点ピン３１０は、がいし３０ ８に半田溶接され、オスＳＭＡコネクタ（図示されない）がコネクタ１０４へ適 応されるとき、オスＳＭＡ上の中央ピンに接続される。 外部シリンダハウジング３１２は、コネクタクリップ１０５（図１Ａ−２Ｂを 見よ）により延長部材１０２に電気的に接続され、コネクタ１０４が縦軸に沿っ て回転可能なようにコネクタクリップ１０５により取り付けられる。外部シリン ダハウジング３１２は、プラスチックがいし３０４の外部ネジ山に対応する内側 ネジ山を持っている。内部シリンダ３１４により与えられる寄生的なキャパシタ ンスは、小さいものである。内部シリンダ３１４での過度の寄生キャパシタンス は、アンテナと必要なテスト設備との間の不都合なインピーダンスミスマッチを 引き起こす。ＳＭＡメスのレセプタクル３１６は、捉える最後の部分で外部シリ ンダハウジングの内部ネジ山に応じるべく、更に、ＳＭＡメスのレセプラクル３ １６とプラスチックがいし３０４との間の内部シリンダ３１４を捉えるべく、外 周にネジ山が設けられている。ＳＭＡメスのレセプタクル３１６は、外面の端に おいて望まれたＲＦテスト装置のオス同軸コネクタ（図示されない）に応じるべ く、外周にネジ山が設けられている。コンタクトピン３１０は、希望したテスト 装置に携帯電話２００からの希望したＲＦ信号を供給する。 コネクタ１０４は、携帯電話の充電グランドへの必要なＲＦ帰還パスが作られ るように、延長部材１０２上に組み込まれる。金属ネジのラグが、アンテナポー ト２０２に勘合されることによって、希望したＲＦテスト装置に接続させる邪魔 にならない手段を供給するもので、アンテナアダプタ１００と携帯電話２００と の間の永続的な接続と機械的強度を与えるものである。接続位置において、アン テナアダプタ１００は、１ｄＢ以下の挿入損失を供給するものであり、他のデザ インよりもＲＦ漏電を大幅に減衰させるものである。 しばしばの取り付けとコネクタの取り外しは、センターピン３０６と金属ラグ ３０２とがいし３０８との半田溶接において金属疲労を生じさせる。これを避け る例として、電気的なマッチング部材がコネクタ１０４の外に配置される場合が ある。外部からマッチング部品を装着するべく、回路基板４００は、例えばスク リュ、ポップリベット、その他図５に示すようなものの適切な取付部材４０２に より、延長部材１０２に取り付けられる。図５に示されるものも延長部材１０２ の他の例である。延長部材１０２の隣接する垂直部分１０２ａ、１０２ｂは、携 帯電話２００の充電グランド（図２Ａ、図２Ｂを見よ）へＲＦエネルギの帰還パ スの改善のために与えられるものである。隣接する垂直部分１０２ａは、携帯電 話がアダプタ１００に接続されたとき、携帯電話２００の表面２００ａ(図２Ｂ を見よ)に実質的に平行に位置されるものである。隣接する垂直部分１０２ｂは 、隣接する垂直部分１０２ａに対して垂直位置に設けられる。 コネクタと電気的マッチング部材とは、回路基板４００に装着される。図６Ａ にて、回路基板４００は、コネクタ部材４０４を含むことを示す。第１コネクタ 部４０６は、外部アンテナが移動されたとき、携帯電話のアンテナ部に合致する べく設計されている。この実施形態において、コネクタクリップ１０５は、回路 基板４００へ柔軟に取り付けられる。コネクタクリップ１０５は、移動可能な携 帯電話のアンテナ部に容易に合致するべく縦軸の周りを第１コネクタ４０６が自 由に回転するように、第１コネクタ部４０６を捉える。第１コネクタ部４０６は 、ポータブル携帯電話２００のアンテナ部へ変換されたとき、調整タブとして使 用される所定の長さをもつシャフト４０６ａを有している。良好な実施形態とし て、シャフト４０６ａは、約０．５１インチである。しかしながら、シャフト４ ０６ａは、携帯電話２００の特定のモデルに基づいて変化する。コネクタ部材４ ０４は、回路基板４００へ自由に装着される第２コネクタ部４０８を有している 。他の実施形態として、第２コネクタ部４０８は、５０オームであり、インピー ダンスマッチングのＳＭＡのＲＦコネクタである。しかしながら、第２コネクタ 部４０８は、この分野で知られている多くの異なるコネクタタイプのどれであっ てもさしつかえない。 回路基板４００は、マッチング電気部材４１０を含む。マッチング電気部材４ １０の値の特定の部品は、選択され得た周波数帯域での携帯電話２００のアンテ ナポートのインピーダンスにマッチングする所定のインピーダンスを供給するべ く選択される。マッチング電気部材４１０の詳細は、以下に示すようなものであ る。 図６Ｂは、アンテナアダプタ１００の平面図を示す。この動作において、携帯 電話２００は、携帯電話２００でのグランド関連へ電気的に接続される電気的接 続１０６（図５）を使用する延長部材１０２に適合させられる。アンテナアダプ タ１００の携帯電話２００の取り付けを完了するべく、第１コネクタ部４０６は 、携帯電話のアンテナ部へ挿入され、これにより、延長部材１０２へ接続される 携帯電話２００を保持する。上記したように、第１コネクタ部４０６は、コネク タクリップ１０５の中に回転可能に保持され、これは、携帯電話２００のアンテ ナ部に接続される第１コネクタ部４０６の容易な挿入を可能とする。第１コネク タ部４０６は、携帯電話２００のアンテナポートとマッチング電気部材４１０と の間の電気的接続部材を供給する。 マッチング電気部材４１０の例が図７に示される。第１バンドでの動作につい て、例えば、約８００ＭＨｚにて携帯電話バンド動作において、キャパシタＣは 、インダクタＬ₁は、約８．２ナノヘンリの値であるとき、約２．２ピコファラ ッドとなる。第２周波数帯域での動作において、約１，９００ＭＨｚでのＰＣＳ バンド動作においては、インダクタＬ₂が約２．２ナノヘンリであるとき、キャ パシタＣは、約３．３ピコファラッドとなる。 上記に論じられたマッチング電気部材４１０の他の実施形態は、所望のマッチ ングのために与えられる、ひとかたまりである、ＬＣ受動電気回路部材を使用す る。しかしながら、この分野の当業者は、他の回路構成と他の回路定数も所望の マッチング特性を与えるだろうことを知っている。受動素子を加えることで、異 なる設計の能動回路や受動回路を、マッチング電気部材４１０として使用しても よい。本発明は、このマッチング電気部材４１０を形成するに当たり、示された 特定の配置又は定数選択には限定されるものではない。 図６Ａ、６Ｂに示された他の実施形態は、簡単であるが堅牢であり、外部試験 装置への携帯電話２００のアンテナポートへの装着を可能にする。試験は、広い 温度帯域にて、挿入損失が約２．５ｄＢであることを示している。このように、 アンテナアダプタ１００の他の実施形態は、携帯無線電話の簡単な試験を容易に するローコストな技術を提供するものである。 好ましい実施形態の上記記載は、本発明の製造・使用をこの技術分野の当業者 に容易にするものである。これらの様々な変形例が、発明的な飛躍なしに、当業 者により可能である。このように、本発明は、記載された実施形態に限定される ものではなく、この原理と新規な特徴に対応した広い範囲での形態に応じるもの である。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．外部グランドとアンテナポートに接続される移動可能アンテナ部材をも つ携帯電話に、外部装置を接続する装置であって、以下を有する、 第１端・第２端をもち、携帯電話を受け止め組み込むための大きさをもつ導 電延長部材と、 アンテナポートのインピーダンスのマッチングを行う電気部材を有し、前記 延長部材の前記第１端に組み込まれるマッチング回路基板と、 前記マッチング回路基板に接続され、前記携帯電話のアンテナが移動された とき前記アンテナポートに接続される第１コネクタと、 前記マッチング回路基板に接続され、前記第１・第２コネクタが接続される 電気部材と前記外部装置に接続される第２コネクタと、 前記延長部材に第２端にて接続され、前記携帯電話が前記延長部材に機械的 に接続されるときに前記外部装置に接続される電気接続アセンブリ。 ２．前記第１コネクタが縦軸の周りを回転可能となるべく前記第１コネクタ を捉える、前記第１端にて前記延長部材に接続されるコネクタクリップを更に有 することを特徴とする請求項１に記載された装置。 ３．前記電気部材は、選択された周波数帯域にて前記アンテナポートインピ ーダンスをマッチさせるマッチング回路を有することを特徴とする請求項１に記 載された装置。 ４．前記マッチング回路は、少なくとも第１インダクタと第１キャパシタと を有することを特徴とする請求項１に記載された装置。 ５．前記電気接続アセンブリは、少なくとも一つの導電ピンと一つの非導電 ピンとを有することを特徴とする請求項１に記載された装置。 ６．前記第１コネクタと前記電気コンタクト部材とは、携帯電話に伴う装置 の機械的な配置を与えることを特徴とする請求項５に記載された装置。 ７．前記第２コネクタはインピーダンスがマッチされた同軸コネクタである ことを特徴とする請求項１に記載された装置。 ８．前記コネクタは、実質的に５０オームのインピーダンスをもつインピー ダンスがマッチされたＳＭＡコネクタであることを特徴とする請求項７に記載さ れた装置。 ９．外部グランドとアンテナポートに接続される移動可能アンテナ部材をも つ携帯電話に、外部装置を接続する装置であって、以下を有する、 第１端・第２端をもつ導電延長部材と、 前記第１端にて前記導電延長部材に接続される回路基板アセンブリと、 前記回路基板アセンブリに接続され、前記携帯電話アンテナが除かれるとき 前記アンテナポートに接続される第１コネクタ部と、前記外部装置に接続される 第２コネクタ部とを有するコネクタアセンブリと、 前記回路基板アセンブリ上に装着された電気部材であって、前記第１、第２ コネクタ部に接続される前記電気部材と前記アンテナポートのインピーダンスを マッチさせるべく、前記第１、第２コネクタ部を仲介する電気部材と、 前記第２端にて前記延長部材に接続され、前記携帯電話が機械的に前記延長 部材に機械的に装着されたとき、前記外部グランドに接続される電気的接続アセ ンブリ。 １０．前記回路基板アセンブリに接続され、前記第１コネクタ部が縦軸の周 りに回転可能となるべく前記第１コネクタ部を取り込むコネクタクリップを更に 有することを特徴とする請求項９に記載された装置。 １１．前記第１コネクタ部は、前記アンテナポートインピーダンスを与える べく所定の長さを有する部分であり、前記第１コネクタの縦軸に沿って前記第１ コネクタ部から延長した円柱形状を有する部分を含んでいることを特徴とする請 求項９に記載された装置。 １２．前記電気部材は、前記選択された周波数帯域にて前記アンテナポート インピーダンスをマッチさせるための受動素子を有することを特徴とする請求項 ９に記載された装置。 １３．前記受動素子は、少なくとも第１インダクタと第１キャパシタとを有 していることを特徴とする請求項１２に記載された装置。 １４．前記電気接点アセンブリは、少なくとも一つの導電ピンと一つの非導 電ピンとを有している。 １５．前記延長部材は、前記携帯電話と前記装置との機械的な位置を与える 前記第１コネクタ部と前記接続アセンブリと、前記携帯無線電話とを受け機械的 に勘合するための大きさを持つことを特徴とする請求項９に記載された装置。 １６．前記第２コネクタ部は、インピダンスがマッチした同軸のコネクタを 有していることを特徴とする請求項９に記載された装置。 １７．前記第２コネクタ部は、実質的に５０オームのインピダンスをもつイ ンピダンスがマッチしたＳＭＡコネクタであることを特徴とする請求項１６に記 載された装置。