JP6417329B2 - コネクタ装置及び通信システム - Google Patents
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Description
導波管ケーブルと、
導波管構造を有する基板と、
導波管ケーブルの端部と導波管構造とを電磁的に結合する結合部と、
を備える構成となっている。
高周波の信号を送信する送信部と、
高周波の信号を受信する受信部と、
送信部と受信部との間で高周波の信号を伝送する導波管ケーブルと、
送信部及び受信部の少なくとも一方と導波管ケーブルとを接続するコネクタ装置と、
を具備し、
コネクタ装置は、
導波管ケーブルと、
導波管構造を有する基板と、
導波管ケーブルの端部と導波管構造とを電磁的に結合する結合部と、
を備える構成となっている。
尚、ここに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、これに限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。
1.本開示のコネクタ装置及び通信システム、全般に関する説明
2.本開示の技術が適用される通信システム
3.実施形態の説明
3−1.実施形態に係るコネクタ装置
3−2.変形例1
3−3.変形例2
3−4.変形例3
電磁波、特に、マイクロ波、ミリ波、テラヘルツ波などの高周波の信号を、導波管を媒体として伝送する通信システムは、電子機器、情報処理装置、半導体装置などの各種の装置相互間の信号の伝送や、1つの装置(機器)における回路基板相互間の信号の伝送などに用いて好適なものである。この通信システムにおいて、高周波の信号を伝送する導波管は、装置相互間や回路基板相互間を接続するケーブルとしての機能を持つことから、導波管ケーブルと呼称される。
本開示の技術が適用される通信システム(本開示の通信システム)の構成の一例について、図1A及び図1Bを用いて説明する。図1Aは、本開示の技術が適用される通信システムの構成の一例を示すブロック図であり、図1Bは、本通信システムにおける送信部及び受信部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
a)ミリ波通信は通信帯域を広く取れるため、データレートを大きくとることが簡単にできる。
b)伝送に使う周波数が他のベースバンド信号処理の周波数から離すことができ、ミリ波とベースバンド信号の周波数の干渉が起こり難い。
c)ミリ波帯は波長が短いため、波長に応じて決まる導波構造を小さくできる。加えて、距離減衰が大きく回折も少ないため電磁シールドが行い易い。
d)通常の無線通信では、搬送波の安定度については、干渉などを防ぐために厳しい規制がある。そのような安定度の高い搬送波を実現するためには、高い安定度の外部周波数基準部品と逓倍回路やPLL(位相同期ループ回路)などが用いられ、回路規模が大きくなる。これに対して、ミリ波通信では、容易に外部に漏れないようにできるとともに、安定度の低い搬送波を伝送に使用することができ、回路規模の増大を抑えることができる。
[実施形態に係るコネクタ装置]
本実施形態では、送信部10と導波管ケーブル30との間に介在するコネクタ装置40に適用する場合を例に挙げて説明する。但し、送信部10と導波管ケーブル30との間に介在するコネクタ装置40への適用に限られるものではなく、導波管ケーブル30と受信部20との間に介在するコネクタ装置50に対しても、コネクタ装置40の場合と同様に適用可能である。
上記の実施形態では、金属ガイド49に対して導波管ケーブル41の抜き差しが可能にするために、単に、差し込み口49Aの内壁の幅W1をリッジ導波管47の内壁の幅W2よりも広く設定する構成を採っている(図6B参照)。変形例1では、図13に示すように、差し込み口49Aの内壁を、外側から結合部43、より具体的には、リッジ導波管47に向けて幅が徐々に狭くなるテーパー形状に設定する構成を採っている。このように、差し込み口49Aの内壁をテーパー形状にすることで、当該テーパー形状の内壁によって導波管ケーブル41の先端部を結合部43内に確実に案内できる。これにより、導波管ケーブル41の装着が容易になるとともに、リッジ導波管47に対して導波管ケーブル41の先端の金属部を確実に接触させることができるため、両者の結合部分における損失や不要輻射を抑えることができる。
上記の実施形態では、導波管ケーブル41を基板42に対して平行に保持する横型導波管構造の場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。例えば、導波管ケーブル41を基板42に対して垂直に保持する、所謂、縦型導波管構造とすることも可能である。ここで、「垂直」とは、厳密に垂直である場合の他、実質的に垂直である場合をも含み、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。図14は、変形例2に係るコネクタ装置の構成の概略を示す斜視図であり、図15は、図14のy方向に沿った変形例2に係るコネクタ装置の断面構造を示す断面図である。
以上では、導波管ケーブル41、導波管構造を有する基板42、及び、導波管ケーブル41の端部と導波管構造とを電磁的に結合する結合部43を備える第1の態様に係るコネクタ装置を、本開示のコネクタ装置40としている。但し、導波管ケーブル41、導波管構造を有する基板42、及び、結合部43を備えるコネクタ装置を第1の態様に係るコネクタ装置とした場合、本開示のコネクタ装置40としては、第1の態様に係るコネクタ装置に限られるものではなく、以下に例示する第2乃至第6の態様に係るコネクタ装置とすることも可能である。
導波管構造44を有する基板42から成る第2の態様に係るコネクタ装置とする構成をとることもできる。第2の態様に係るコネクタ装置は、導波管ケーブル41の端部に対して導波管構造44にて結合部43を介して電磁的に結合されて用いられることになる。
(第3の態様)
導波管構造44を有する基板42と、結合部43とから成る第3の態様に係るコネクタ装置とする構成をとることもできる。第3の態様に係るコネクタ装置は、導波管構造44導波管ケーブル41の端部に対して結合部43を通して電磁的に結合されて用いられることになる。
(第4の態様)
導波管ケーブル41と、結合部43とから成る第4の態様に係るコネクタ装置とする構成をとることもできる。第4の態様に係るコネクタ装置は、導波管ケーブル41の端部が基板42の導波管構造44に対して結合部43を通して電磁的に結合されて用いられることになる。
(第5の態様)
導波管構造44を有する基板42と、導波管構造44と電磁的に結合した第1の結合部(上部47Uを含む結合部/下部47Lを含む結合部)とから成る第5の態様に係るコネクタ装置とする構成をとることもできる。第5の態様に係るコネクタ装置は、第1の結合部にて導波管ケーブル41の端部に取り付けられた第2の結合部(下部47Lを含む結合部/上部47Uを含む結合部)と電磁的に結合されて用いられることになる。
(第6の態様)
導波管ケーブル41と、導波管ケーブル41の端部に取り付けられた第2の結合部(下部47Lを含む結合部/上部47Uを含む結合部)とから成る第6の態様に係るコネクタ装置とする構成をとることもできる。第6の態様に係るコネクタ装置は、第2の結合部にて基板42の導波管構造44と電磁的に結合した第1の結合部(上部47Uを含む結合部/下部47Lを含む結合部)と電磁的に結合されて用いられることになる。
[1]《第1態様に係るコネクタ装置》
導波管ケーブルと、
導波管構造を有する基板と、
導波管ケーブルの端部と導波管構造とを電磁的に結合する結合部と、
を備えるコネクタ装置。
[2]導波管構造は、誘電体基板集積導波管から成る、
上記[1]に記載のコネクタ装置。
[3]基板は、誘電体の両主面に導体層が形成されたプリント基板から成り、
導波管構造は、プリント基板の両主面に形成された2つの導体層、及び、主面に対して垂直に、かつ、電磁波の進行方向に沿って対向して形成された2つの導体壁から成る、
上記[2]に記載のコネクタ装置。
[4]2つの導体壁は、柱状の導体が連続して配置されることによって形成される、
上記[3]に記載のコネクタ装置。
[5]柱状の導体は、プリント基板の両主面に形成された2つの導体層を電気的につなぐビアから成る、
上記[4]に記載のコネクタ装置。
[6]結合部は、プリント基板の一方の主面の導体層を貫通する貫通孔を含み、この貫通孔を通して導波管ケーブルの端部と導波管構造とを電磁的に結合する、
上記[3]から上記[5]のいずれかに記載のコネクタ装置。
[7]貫通孔は、電磁波の進行方向に対して垂直な方向に、2つの導体壁間に亘って形成されるスロットから成る、
上記[6]に記載のコネクタ装置。
[8]結合部は、貫通孔と導波管ケーブルの端部との間に配されたリッジ導波管を有する、
上記[6]又は上記[7]に記載のコネクタ装置。
[9]結合部は、貫通孔と導波管ケーブルの端部との間に配された誘電体充填方形導波管を有する、
上記[6]又は上記[7]に記載のコネクタ装置。
[10]導波管ケーブルは、導波管内に誘電体が充填された誘電体導波管ケーブルである、
上記[1]から上記[9]のいずれかに記載のコネクタ装置。
[11]基板の導波管構造から結合部を通して導波管ケーブルに伝搬される電磁波の信号は、高周波の信号である、
上記[1]から上記[10]のいずれかに記載のコネクタ装置。
[12]高周波の信号は、ミリ波帯の信号である、
上記[11]に記載のコネクタ装置。
[13]結合部は、導波管ケーブルを基板に対して平行に保持する、
上記[1]から上記[12]のいずれかに記載のコネクタ装置。
[14]結合部は、導波管ケーブルを基板に対して垂直に保持する、
上記[1]から上記[12]のいずれかに記載のコネクタ装置。
[15]導波管ケーブルを結合部に対して位置決めしつつ連結するガイド部材を有する、
上記[1]から上記[14]のいずれかに記載のコネクタ装置。
[16]ガイド部材は、導波管ケーブルが差し込まれる差し込み口を有する、
上記[15]に記載のコネクタ装置。
[17]差し込み口の内壁の幅は、結合部の電磁波の通路の幅よりも広く設定される、
上記[16]に記載のコネクタ装置。
[18]差し込み口の内壁は、外側から結合部に向けて幅が徐々に狭くなるテーパー形状をなしている、
上記[17]に記載のコネクタ装置。
[19]基板の導波管構造は、インピーダンス変換部を介してマイクロストリップ線路に接続される、
上記[1]から上記[18]のいずれかに記載のコネクタ装置。
[20]《第1態様に係るコネクタ装置を有する通信システム》
高周波の信号を送信する送信部と、
高周波の信号を受信する受信部と、
送信部と受信部との間で高周波の信号を伝送する導波管ケーブルと、
送信部及び受信部の少なくとも一方と導波管ケーブルとを接続するコネクタ装置と、
を具備し、
コネクタ装置は、
導波管ケーブルと、
導波管構造を有する基板と、
導波管ケーブルの端部と導波管構造とを電磁的に結合する結合部と、
を備える通信システム。
[21]《第2態様に係るコネクタ装置》
導波管構造を有する基板を備え、
導波管ケーブルの端部と導波管構造にて電磁的に結合されて用いられる、
コネクタ装置。
[22]《第3態様に係るコネクタ装置》
導波管構造を有する基板と、
導波管ケーブルの端部に対して導波管構造を電磁的に結合する結合部と、
を備えるコネクタ装置。
[23]《第4態様に係るコネクタ装置》
導波管ケーブルと、
導波管構造を有する基板に対して、当該基板の導波管構造に導波管ケーブルの端部を電磁的に結合させる結合部と、
を備えるコネクタ装置。
[24]《第5態様に係るコネクタ装置》
導波管構造を有する基板と、
導波管構造と電磁的に結合した第1の結合部と、
を備え、
第1の結合部にて導波管ケーブルの端部に取り付けられた第2の結合部と電磁的に結合されて用いられる、
コネクタ装置。
[25]《第6態様に係るコネクタ装置》
導波管ケーブルと、
導波管ケーブルの端部に取り付けられた第2の結合部と、
を備え、
第2の結合部にて基板の導波管構造と電磁的に結合した第1の結合部と電磁的に結合されて用いられる、
コネクタ装置。
Claims (17)
- 導波管ケーブルと、
導波管構造を有する基板と、
導波管ケーブルの端部と導波管構造とを電磁的に結合する結合部と、
を備え、
結合部は、
基板の一方の主面の導体層を貫通する貫通孔と導波管ケーブルの端部との間に配されたリッジ導波管を有し、
リッジ導波管には、貫通孔を通して、導波管ケーブルの端部と導波管構造とを電磁的に結合させるように連通孔が形成されており、
導波管ケーブルが差し込まれる差し込み口の内壁の幅は、リッジ導波管の内壁の幅よりも広い、
コネクタ装置。 - 導波管構造は、誘電体基板集積導波管から成る、
請求項1に記載のコネクタ装置。 - 基板は、誘電体の両主面に導体層が形成されたプリント基板から成り、
導波管構造は、プリント基板の両主面に形成された2つの導体層、及び、主面に対して垂直に、かつ、電磁波の進行方向に沿って対向して形成された2つの導体壁から成る、
請求項2に記載のコネクタ装置。 - 2つの導体壁は、柱状の導体が連続して配置されることによって形成される、
請求項3に記載のコネクタ装置。 - 柱状の導体は、プリント基板の両主面に形成された2つの導体層を電気的につなぐビアから成る、
請求項4に記載のコネクタ装置。 - 貫通孔は、電磁波の進行方向に対して垂直な方向に、2つの導体壁間に亘って形成されるスロットから成る、
請求項5に記載のコネクタ装置。 - 導波管ケーブルは、導波管内に誘電体が充填された誘電体導波管ケーブルである、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のコネクタ装置。 - 基板の導波管構造から結合部を通して導波管ケーブルに伝搬される電磁波の信号は、高周波の信号である、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のコネクタ装置。 - 高周波の信号は、ミリ波帯の信号である、
請求項8に記載のコネクタ装置。 - 結合部は、導波管ケーブルを基板に対して平行に保持する、
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のコネクタ装置。 - 結合部は、導波管ケーブルを基板に対して垂直に保持する、
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のコネクタ装置。 - 導波管ケーブルを結合部に対して位置決めしつつ連結するガイド部材を有する、
請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のコネクタ装置。 - 導波管ケーブルが差し込まれる差し込み口は、ガイド部材に設けられている、
請求項12に記載のコネクタ装置。 - 差し込み口の内壁の幅は、結合部の電磁波の通路の幅よりも広い、
請求項13に記載のコネクタ装置。 - 差し込み口の内壁は、外側から結合部に向けて幅が徐々に狭くなるテーパー形状をなしている、
請求項14に記載のコネクタ装置。 - 基板の導波管構造は、インピーダンス変換部を介してマイクロストリップ線路に接続される、
請求項1から請求項15のいずれか1項に記載のコネクタ装置。 - 高周波の信号を送信する送信部と、
高周波の信号を受信する受信部と、
送信部と受信部との間で高周波の信号を伝送する導波管ケーブルと、
送信部及び受信部の少なくとも一方と導波管ケーブルとを接続するコネクタ装置と、
を具備し、
コネクタ装置は、
導波管ケーブルと、
導波管構造を有する基板と、
導波管ケーブルの端部と導波管構造とを電磁的に結合する結合部と、
を備え、
結合部は、
基板の一方の主面の導体層を貫通する貫通孔と導波管ケーブルの端部との間に配されたリッジ導波管を有し、
リッジ導波管には、貫通孔を通して、導波管ケーブルの端部と導波管構造とを電磁的に結合させるように連通孔が形成されており、
導波管ケーブルが差し込まれる差し込み口の内壁の幅は、リッジ導波管の内壁の幅よりも広い、
通信システム。
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