JP2010182995A - 信号増幅器のシールド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】相互変調の抑止効果を向上させる。
【解決手段】信号増幅回路１０を収納するケース２２の内面にシールド材２１、２１…を付設し、シールド材２１は、絶縁フィルム２１ａ、金属箔２１ｂ、保護フィルム２１ｃを積層する。
【選択図】図１

Description

この発明は、たとえばテレビ信号用などの高周波増幅器に好適に適用することができる信号増幅器のシールド装置に関する。

２以上の信号を入力する信号増幅器において、非線形素子の３次歪などに起因して生じる相互変調を緩和するためのシールド技術が提案されている（特許文献１）。

すなわち、信号増幅器のシールド用のケースにボリュームなどの調整孔が開口されていると、調整孔を介して出力側のアンテナからの電波が増幅回路に浸入して相互変調を引き起すことがある。そこで、これらの調整孔を機械的に閉塞することにより、相互変調を抑止することができる。

特開平８−２７９６８７号公報

かかる従来技術によるときは、シールド用のケースに開口されている調整孔に着目するだけであるから、相互変調の抑止効果が必ずしも十分でないという問題があった。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、ケースの内面にシールド材を付設することによって、一層良好な相互変調の抑止効果を実現することができる信号増幅器のシールド装置を提供することにある。

かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、信号増幅回路を収納するケースの内面にシールド材を付設してなり、シールド材は、ケースの内面に接する絶縁フィルム上に非接地の金属箔を積層することをその要旨とする。

なお、金属箔上に保護フィルムを積層することができる。

かかる発明の構成によるときは、ケースの内面にシールド材を付設することにより、信号増幅器の出力側に発生する相互変調歪、殊に２信号による３次相互変調歪を効果的に抑止することができる。ただし、シールド材は、ケースの内面に密着する絶縁フィルム上に非接地の金属箔を積層し、金属製のケースと、絶縁フィルムと、金属箔とにより、ケースの内面に一様なコンデンサを形成するものとする。

金属箔上に保護フィルムを設ければ、物が当って金属箔が破損したり、金属箔の電位が不用意に変動したりするおそれがない。

全体構成縦断面図 図１の要部拡大模式分解図 試験結果データ表 試験条件表 試験回路を示す全体ブロック系統図 試験結果の出力波形説明図 他の実施の形態を示す図１相当図

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。

信号増幅器のシールド装置は、信号増幅回路１０を収納するシールド用のケース２２の内面にシールド材２１、２１…を付設してなる（図１）。

信号増幅回路１０は、基板１１ａ上に搭載され、止めねじ１１ｂ、１１ｂを介してケース２２の底面に固定されている。信号増幅回路１０の入力側、出力側は、それぞれシールドケーブル１１ｃ、１１ｄを介して、ケース２２の外部の入力端子Ｔ1 、出力端子Ｔ2 に引き出されている。なお、ケース２２は、シールド機能を有する金属製のケースであって、全体として密閉箱形に形成されている。

ケース２２の内面のシールド材２１は、ケース２２の内面に密着させる絶縁フィルム２１ａ、中間の金属箔２１ｂ、金属箔２１ｂ上の保護フィルム２１ｃを積層して構成されている（図１、図２）。絶縁フィルム２１ａ、保護フィルム２１ｃは、それぞれ厚さ数１０〜数１００μｍ程度の単層または複層のプラスチックフィルムである。金属箔２１ｂは、たとえば厚さ１０μｍ前後のＡｌ、Ｓｎ、Ｃｕなどの箔であり、接地することなく、絶縁フィルム２１ａ、保護フィルム２１ｃの間に挟むようにして積層されている。絶縁フィルム２１ａ、保護フィルム２１ｃは、互いに同大であり、金属箔２１ｂより僅かに大きいが、実質的に金属箔２１ｂと同大としてもよい。なお、シールド材２１、２１…は、ケース２２の内面に対し、できるだけ広範囲に隙間なく張り詰めることが好ましい。

かかる信号増幅器のシールド装置の試験結果の一例を図３〜図６に示す。ただし、図３の試験結果データは、図４の試験条件、図５の試験回路による測定データであり、図６は、図５の試験回路の出力波形図と、その説明用の模式図である。

図５において、図１のケース２２内の信号増幅回路１０に対し、信号発生器３１からの周波数ｆ1 、ｆ2 の２信号のレベルを同一にして入力端子Ｔ1 に加え、出力端子Ｔ2 からの出力信号を方向性結合部３２を介して疑似アンテナ３３に導き、図示しないアッテネータを介して方向性結合部３２からの分岐出力をスペクトラムアナライザ３４に接続している。また、信号増幅回路１０は、入力端子Ｔ1 、出力端子Ｔ2 の間にＩＦ増幅器１２、変換部１３、電力増幅部１４を縦続するとともに、増幅部１６を介して、周波数ｆo の発振部１５の出力を変換部１３に接続している。なお、ｆ1 ＝２１．３３MHz 、ｆ2 ＝２２．２６MHz 、ｆo ＝７０５．５MHz 、電力増幅部１４の出力０．５Ｗである。ただし、供試のケース２２入りの信号増幅回路１０は、テレビ放送用の三菱電機（株）製の３０ＵＴ−７７型送信部を使用した。

図３において、対策前は、ケース２２の内面にシールド材２１、２１…を全く付設しない場合であり、対策１〜３は、ケース２２の内面の底面を除く５面にシールド材２１、２１…を付設した場合である。ただし、対策１〜３の内容は、図４のとおりである。すなわち、対策１〜３において、絶縁フィルム２１ａ、保護フィルム２１ｃは、それぞれラミネートフィルムとして市販されているポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）の積層フィルムを使用し、保護フィルム２１ｃの全体厚さを１００μｍに維持しながら、絶縁フィルム２１ａの全体厚さを１００μｍ、３００μｍ、５００μｍとした。また、金属箔２１ｂは、対策１〜３を通じて厚さ１１μｍのＡｌ箔を使用した。なお、絶縁フィルム２１ａを挟み、金属箔２１ｂと、ケース２２の内面とを電極とするコンデンサの容量の実測値を図４に併せて示す。

図６（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ対策前、対策１〜３における図５の試験回路の出力波形をスペクトラムアナライザ３４の観測波形として図示している。各出力波形において、横軸は、周波数であり、縦軸は、レベル（ｄＢμＶ）であって、中央の２波は、周波数Ｆ1 ＝ｆ1 ＋ｆo ＝７２６．８３MHz 、Ｆ2 ＝ｆ2 ＋ｆo ＝７２７．７６MHz の基本波である。また、中央の２波の両外側には、それぞれ一対ずつのｉ次相互変調歪ＩＭi 、ＩＭi （ｉ＝３、５、７…）が順に配列されている（図６（Ｅ）参照）。ただし、ｉ次相互変調歪ＩＭi 、ＩＭi は、２波の基本波の両外側にそれぞれ周波数間隔Ｆ2 −Ｆ1 ＝０．９３MHz ごとに発生している。また、２波の基本波の両外側の各一対のｉ次相互変調歪ＩＭi 、ＩＭi は、互いにほぼ同一レベルである。そこで、図３は、２波の基本波のレベルを基準レベルとして、両外側の各一対のｉ次相互変調歪ＩＭi 、ＩＭi のレベルを平均して示したものである。

図３によれば、対策１〜３は、基本波に次ぐ高レベルの３次相互変調歪ＩＭ3 に対し、顕著な抑止効果があることが分かる。ただし、絶縁フィルム２１ａを厚さ３００μｍ以上に厚くしてシールド材２１のコンデンサとしての容量を小さくすると、５次相互変調歪ＩＭ5 以降の高次の相互変調歪が却って劣化する傾向がある。そこで、絶縁フィルム２１ａの厚さは、必要な周波数特性に応じて、適切に調節設定することが好ましい。

保護フィルム２１ｃは、金属箔２１ｂの保護用であるから、絶縁フィルム２１ａとの間に金属箔２１ｂを挟んで熱接着して使用するとよい。ただし、保護フィルム２１ｃは、相互変調歪の抑止効果に殆ど貢献しないから、これを省略してもよい。

他の実施の形態

ケース２２は、縦続接続する信号増幅回路１０、１０のそれぞれを個別に収納する各室ごとの内面にシールド材２１、２１…を付設することができる（図７）。

同図において、シールド材２１は、ケース２２の各室の底面にも付設されている。また、入力端子Ｔ1 側、出力端子Ｔ2 側のシールドケーブル１１ｃ、１１ｄには、それぞれシールド材２１と同様のシールド材２３が外周に施されている。信号増幅回路１０、１０を接続するシールドケーブル１１ｅについても同様である。シールド材２３は、シールドケーブル１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの編組シールドの外周の絶縁外皮上に金属箔または金属編組を施し、その外周に保護用の絶縁外皮を設けて構成することができる。

なお、この発明は、信号増幅回路１０の電源回路に設けるバイパス用コンデンサなどの他の任意の相互変調や混変調の抑止対策手段と併用することが好ましい。

この発明は、あらゆる用途の広帯域の高周波増幅器に対し、相互変調の抑止対策として広く適用することができる。

１０…信号増幅回路
２１…シールド材
２１ａ…絶縁フィルム
２１ｂ…金属箔
２１ｃ…保護フィルム
２２…ケース

特許出願人 大 瀬 九 一
代理人 弁理士 松 田 忠 秋

Claims (2)

1. 信号増幅回路を収納するケースの内面にシールド材を付設してなり、該シールド材は、前記ケースの内面に接する絶縁フィルム上に非接地の金属箔を積層することを特徴とする信号増幅器のシールド装置。
2. 前記金属箔上に保護フィルムを積層することを特徴とする請求項１記載の信号増幅器のシールド装置。

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