JPH0116042B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、同軸ケーブル低周波バンドパスフイ
ルタに関し、特定すると低周波バンドパスフイル
タを備える同軸ケーブルに関する。 さらに詳しくいうと、本発明は、1979年７月に
ロバート・シエイフアに発行された米国特許第
4161704号（バンドパスフイルタを含むマイクロ
波部品を包含し得る同軸ケーブルの製造方法に向
けられている）に開示された同軸ケーブルの改良
に係り、バンドパスフイルタの周波数範囲を8G
Hz以下となるように低下させ、実質的に完全高周
波数を阻止ししかも同時に大きさをミニチユア形
にするにはどうすればよいかという問題の解決に
向けられる。従来形式のフイルタは、低周波数で
はユニツトが実際的でないほど長くなり、小形の
進歩した技術のパツケージには受け入れられない
という欠点を有した。 本発明は、両面に導電層を有する誘電体材料の
積層体の形式の少なくとも１つのバンドパスフイ
ルタカツプリング素子を有する同軸ケーブルに係
るものである。各導電層には、分路コンデンサの
電気的等価物でありかつ１個の回路素子として働
く質量体が取り付けられる。そして、少なくとも
２つの中心導体が設けられる。各中心導体の一端
は、前記質量体の別個のものに冶金的に接合され
る。フイルタの端部間の領域を除いて、誘電体材
料のスリーブが各中心導体を取り巻いている。 誘電体材料のシームレス管が、前記スリーブお
よび積層体の外周を取り巻いて接触している。導
電性材料のモノリシツクジヤケツトないし外被
が、前記のシームレス管を取り巻き、シームレス
管の全周に半径方向内向きの圧縮力を加え、両者
間のエアギヤツプを排除している。 本発明の目的は、同軸ケーブルに使用する低周
波バンドパスフイルタの構造および組立方法を改
善することである。 本発明の目的は、非常に小形でコンパクトな設
計をもち、実質的に完全に高周波を阻止する約
8GHzまでの低周波バンドパスフイルタを提供す
ることである。 本発明の他の目的は、波長が長すぎて1/2波長
共振技術が受け入れられないような周波数にて小
形のパツケージで特定の低周波バンドパスフイル
タ特性を提供することである。 本発明の特定の目的は、上記形式の低周波バン
ドパスフイルタを備える同軸ケーブルを提供する
ことである。 本発明のこれらおよびその他の目的および利点
は、図面を参照して行なわれる以下の説明から明
らかとなろう。図面には、例示の目的で好ましい
具体例についてのみ示すが、本発明は、図示配置
および手段そのものに限定されるものではない。
なお、図面において、同じ部材は同じ番号で指示
されている。 第１図を参照すると、総括的に１０で指示され
る本発明の４段バンドパスフイルタを備える同軸
ケーブルが図示されている。中心導体１２は、誘
電体スリーブ１４により囲まれており、その一端
は、分路端カツプリングコンデンサ１５の主面に
冶金的に接合される。コンデンサ１５の他面は、
共振導体１７の一端に同様に接合されている。導
体１７の他端は、フイルタカツプリング素子１６
に同様に接合される。素子１６の反対面は、共振
導体１８の一端に冶金的に接合される。 導体１８の他端は、フイルタカツプリング素子
２０の一面に冶金的に接合される。部材２０の他
面は、共振導体２２の一端に冶金的に接合され
る。導体２２の他端は、フイルタカツプリング素
子２４の一面に冶金的に接合される。素子２４の
他面は、共振導体２５の一端に同様に嵌合され
る。導体２５の他端は、分路端結合コンデンサ２
７の主面に同様に接合される。コンデンサ２７の
他の主面は、中心導体２６の一端に同様に接合さ
れる。導体１２および２６直径は、導体１７，１
８，２２および２５の直径より大である。導体２
６は、誘電体スリーブ２８により囲まれている。 中心導体１２および２６は、共振導体１７，１
８，２２および２５と同軸であり、好ましくは、
TENSILFLEX（登録商標）のトレードマークで
販売されている製品のような銅よりも高引張り強
度を有する銀メツキ銅合金から作るのがよい。共
振導体１７，１８，２２および２５は、好ましく
は、COPPERWELD（登録商標）のトレードマー
クで販売されている銀メツキ銅合金のような類似
の材料から作るのがよい。スリーブ１４および２
８は、TEFLON（登録商標）のトレードマークで
商業的に販売されている材料のような同じ誘電体
材料から作られる。共振導体は、一般に、同軸中
心導体のような任意の導電性材料より成り、該部
材の正確な電気長の２倍の波長に調節された周波
数を有するマイクロ波に結合されるとき両端に電
圧最大値を示す長さに切られる。 誘電体材料のシームレス管３０が、スリーブ１
４および２８、コンデンサ１５および２７、なら
びにフイルタカツプリング菓子１６，２０および
２４を囲んでいる。管３０は、好ましくは、スリ
ーブ１４，２８と同じ誘電体材料から作るのがよ
い。ジヤケツト３２が管３０を囲んでいる。外被
３２は、好ましくは、約0.010インチ（0.254mm）
の厚さを有する銅のような導電性材料のモノリシ
ツク外被である。外被３２は、より強い強度が必
要とされるときは、内周面上に銅層を有するステ
ンレススチールより作ることができる。外被３２
は、好ましくは、米国特許第4161704号に開示さ
れる態様で被着されるのがよく、外被がシームレ
ス管３０の全周上に半径方向に内向きの圧縮力を
加え、その間のエアギヤツプを除去するようにな
される。管３０と、導体１７，１８，２２および
２５間には、エアギヤツプが存在する。 コンデンサ１５および２７は、フイルタ素子を
中心導体１２および２６に結合する同一の銅デイ
スクである。フイルタカツプリング素子１６およ
び２４は同一であり、一方は他方の鏡像である。
したがつて、素子１６および２０の一方について
のみ詳述する。第２図を参照すると、フイルタカ
ツプリング素子１６は積層体より成り、一表面上
に薄い導電層３６が被着され、反対表面上に薄い
導電層３８が被着された中心誘電体層３４を含
む。層３４，３６および３８は直列コンデンサを
形成している。層３６および３８は、好ましく
は、0.001インチ乃至0.002インチ（0.025〜0.05
mm）の厚さを有する銅より成るのがよい。層３８
および導体１７には、デイスク状の質量体（デイ
スク状部材）４０が冶金的に接合される。質量体
４０は、好ましくは、導体１７の一端が貫通する
中心孔を備えるのがよい。層３６および導体１８
には、質量体４２が冶金的に接合される。質量体
４２は、好ましくは、導体１８の一端が貫通する
中心孔を備えるのがよい。 フイルタカツプリング素子２０は、厚さを除き
フイルタカツプリング素子１６と同一である。素
子２０は、一面に導電層４６が被着され、反対面
に導電層４８が被着された中心誘電体層４４を含
む。層４６は、質量体５０に冶金的に接合され
る。層４８は、質量体５２に冶金的に接合され
る。質量体５０は、好ましくは、導体１８の他端
に冶金的に接合された中心孔を備えるのがよい。
質量体５２は、好ましくは、導体２２の一端に冶
金的に接合された中心孔を備えるのがよい。各質
量体４０，４２，５０および５２は、好ましくは
銅がよい。 各質量体４０，４２，５０，５２は、製造を容
易にするため中心導体の１つを受容するための中
心孔を有する。すなわち、このように質量体をそ
の中心銅体に組み入れて同心的に接合するのが容
易である。同心性は、銅管を短い長さに切つて質
量体を形成することにより一様に得られる。質量
体が切り出される銅管は、中心導体の直径より若
干大きい内径を有する。質量体はまた、望むなら
ば、不貫通穴を有してもよいし、中心孔のない中
実体としてもよい。 下の表は、本発明の２つの特定の実施例を表わ
しており、そしてこの実施例において外被３２の
外径は、0.14±0.002インチ（3.58mm±0.05mm）で
ある。この実施例において、長さおよび厚さはイ
ンチで表わされている。

【表】

【表】 第３図は、上掲の表の実施例12の装置について
信号阻止特性を信号周波数（ＧHz）に対してデシ
ベルでプロツトしたグラフである。一次通過帯域
において殆んど完全な伝送が行なわれ、二次通過
帯域はないことが認められよう。第４図は1/2波
長における一次通過帯域および全波長における二
次レスポンズを示す類似のグラフである。第４図
は、上述の特許に開示された装置から得られたレ
スポンズを例示する。二次レスポンズが不満の場
合、本発明はこの問題を解決する。 第５図は、二次レスポンズがなく一次通過帯域
を有する特性を示す類似のグラフである。第５図
により例示されるフイルタは、4.1〜4.5GHzの一
次通過帯域を備えるように設計され、その他の点
では実施例１および２に記載される教示にしたが
つつて構成された第３の具体例のグラフである。 第６図は、二次レスポンズがなく一次通過帯域
を有する特性を示す類似のグラフで、上述の実施
例＃１を例示している。第５図および第６図の各
図において、阻止はほゞ完全であることが認めら
れよう。 上掲の表から明らかなよううに、フイルタカツ
プリング素子を受容するに必要なケーブルの直線
長は、1.5インチ（38mm）より短い。この長さは、
導線１８および２２の代りにコイル巻き導体を使
用することによりさらに減ずることができる。代
表的コイル巻き導体としては、0.0265インチ
（0.66mm）の直径を有するフアイバグラスコア６
８または等価物の回りに0.0045インチ（0.1mm）
の直径を有する銀被覆軟銅ワイヤ６６（例えば
ASTM Ｂ―298）を含むものとし得る（第７図
参照）。 隣接する２ワイヤターン間の好ましい最小長さ
は、0.0174〜0.0188インチ（0.43〜0.46mm）であ
る。巻かれたワイヤ６６は、短い長状体よりも相
当の大きさのインダクタンスを提供し、周波数
は、約300MHzに減ぜられる。 このように、本発明にしたがつて作られたフイ
ルタは、１素子回路であるため低周波での用途に
対してコンパクトとなり小形化される。各質量体
４０，４２，５０，５２等は、主等価回路が高周
波阻止のための分路コンデンサであり、二次レス
ポンズをもたない回路部品を構成する。各部材１
６，２０，２４は、分路コンデンサが両側に機械
的に取り付けられた直列コンデンサである。 なお、２つの中心導体と１つの低周波バンドパ
スフイルタカツプリング素子より成る単位の組合
せの等価回路は、第８図の如くなる。この回路
は、コンデンサC_Bに起因してDC成分の通過を阻
止し、分路作用のコンデンサC_AおよびC_cに起因
して高周波成分の通過を阻止する。かくして、上
述の回路は、C_A，C_BおよびC_Cの適正な価を選択
することにより、比較的低い減衰で所定の周波数
帯域の成分を通し、本発明の目的であるバンドパ
スレスポンズを提供できる。 本発明は、特許請求の範囲から逸脱することな
く他の特定の形式で具体化され得ることを理解さ
れたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の同軸ケーブルの長手方向断面
図、第２図は第１図の２―２線で切断した拡大断
面図、第３〜６図は種々の帯域幅における高周波
数の阻止状態を示すグラフ、第７図は変形された
導体の一部を示す平面図、第８図は本発明のバン
ドパスフイルタの基本組合せの等価回路を示す回
路図である。 １２，２６：中心導体、１５，２７：コンデン
サ、１７，１８，２２，２５：共振導体、１６，
２０，２４：フイルタカツプリング素子、３０：
シームレス管、３２：外被またはジヤケツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに整列された少なくとも２つの中心導体
   と、該中心導体間に配置された少なくとも１つの
   低周波バンドパスフイルタカツプリング素子とを
   含み、該素子が、両面に導電層が積層された誘電
   体材料の積層体であり、前記各導電層が分路コン
   デンサの主等価回路を有するデイスク状質量体に
   接合されており、前記各導体は、その一端が前記
   質量体に冶金的に接合されており、そしてさらに
   前記積層体およびデイスク状質量体の外周を取り
   巻いて該外周と接触する誘電体材料スリーブと、
   該スリーブを取り巻きかつ前記スリーブの全周上
   に半径方向内向きの圧縮力を加えて両者間のエア
   ギヤツプを排除する導電材料のモノリシツク外被
   とを含む同軸ケーブル。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のケーブルにおい
   て、前記質量体が、前記誘電体材料の両面に被着
   された導電層に冶金的に接合される同軸ケーブ
   ル。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のケーブルにおい
   て、前記質量体が各々真円筒であり、その外径が
   0.125インチ（3.27mm）以下である同軸ケーブル。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のケーブルにおい
   て、中心導体と相互接続された複数の前記カツプ
   リング素子を含んでおり、8GHz以下の周波数帯
   域を通過させ、この通過帯域以上の周波数を実質
   的に完全に阻止する同軸ケーブル。 ５ 特許請求の範囲第１項記載のケーブルにおい
   て、各質量体が、関連する中心導体が挿入される
   中心孔を有する同軸ケーブル。 ６ 特許請求の範囲第１項記載のケーブルにおい
   て、前記導体の少なくとも１つがコイル巻きであ
   る同軸ケーブル。 ７ 実質的に完全な高周波阻止特性を有する分路
   コンデンサの主等価回路を有するデイスク状質量
   体に冶金的に接合された導電層を両面に有する誘
   電体材料積層体の形式より各々成る少なくとも３
   つの低周波バンドパスフイルタカツプリング素子
   と、誘電体スリーブにより囲まれかつ一端が分路
   コンデンサーの一面に冶金的に接合された中心導
   体とを備え、前記素子が、第２の素子を中心素子
   として直列に接続され、該第２素子は等しい厚さ
   のデイスク状質量体を有し、前記第１および第３
   素子は異なる厚さの質量体を有し、前記第１およ
   び第３素子の各々の薄い方の質量体が、関連する
   厚い方の質量体よりも前記第２素子に近く配置さ
   れており、前記各素子は、共振導体により隣接す
   る素子に接合され、前記分路コンデンサの他面
   が、共振導体により前記第１および第３素子の一
   方に接続され、そしてさらに、各素子および各ス
   リーブを取り囲む誘電材料のシームレス管と、該
   管を取り囲みかつ前記管の全周に半径方向内向き
   の圧縮力を加えて両者間のエアギヤツプを排除す
   る導電材料のモノリシツク外被とを備え、前記各
   共振導体が、前記シームレス管の内周からエアギ
   ヤツプにより離間されている同軸ケーブル。