JPH04117701A - 抵抗膜減衰器素子及びこれを組み込んだ伝送経路及びカスケード形減衰器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［０００月

【産業上の利用分野］ 本発明は、電気的入力信号の振幅を変えるための減衰器
に関し、特に分布回路網形抵抗膜減衰器に関する。特に
、本発明の一実施例では、共面構造で結合した同調スタ
ブを有する誘電的に取り付けられた抵抗膜分布はしご形
回路網から構成される抵抗膜減衰器素子が与えられ、広
範囲の周波数、例えば、Ｄ、　Ｃ，から４０ＧＨ２にわ
たるほぼ平坦な周波数応答を有する減衰器をもならす。 ［０００２］ 【従来の技術】 分布回路網形抵抗膜減衰器については、ヒユーレット・
パラカード・カンパニーに与えられた“′誘電的取付抵
抗膜を伴う固定同軸線減衰器（Ｆｉｘｅｄ　Ｃｏａｘｉ
ａｌ　Ｌｉｎｅ　Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ　ｗｉｔｈ　Ｄ
ｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｍｏｕｎｔｅｄ　Ｒｅ５ｉｓｔ、
ｉｖｅ　Ｆｉｌｍ）”と題する米国特許第３、２２７．
９７５号に記述されている。この減衰器は、広い周波数
範囲、例えば・Ｄ−Ｃ・から１８ＧＨｚにわたりほぼ一
定の減衰を行う。 ［０００３］ さらに詳細については、米国特許第３．２２７．９７５
号の中に、同軸内部導体のセクション間で円筒形外部導
体の中に支持された誘電プレートを含む固定同軸減衰器
が開示さ−れている。予め定められた幅および長さを有
する抵抗材料の矩形薄板が第一および第二電極対間の誘
電プレート上に置かれる。第一電極対は、外部導体と矩
形薄板の縦側との間に、その全長に沿って電気的接触を
もたらす。第二電極対は、同軸内部導体のセクションと
矩形薄板の横側の中央部との間に電気的接触をもたらす
。 ［０００４］ この種の抵抗膜減衰器は、幾つかの既知の制約を受ける
。最も重要なことであるカミ減衰器の使用周波数範囲に
わたり所望減衰または所望インピーダンスを達成するた
めには、所望減衰およびインピーダンスを維持するため
に抵抗膜を長くしなければならないことがあり、これは
より高い周波数における減衰特性に影響を及ぼすことが
ある。 ［０００５］ さらに、分布回路網形抵抗膜減衰器も、ヒユーレット・
パラカード・カンパニーに与えられ゛内部スイッチング
を用いる可変減衰器（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ａｔｔｅｎｕ
ａｔｏｒ　Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ　Ｉｎｔｅｒｎａｌ　Ｓ
ｗｉｔｃｈｉｎｇ）”と題する米国特許第３．３１９．
１９４号に記述かれたタイプのカスケード形減衰器に組
み込まれている。この高周波信号減衰器は、共通および
連続接地平面に隣接して伝送線路形状に配置された個別
の減衰器素子を用いて離散的ステップの減衰をもたらす
。このタイプの減衰器は、伝送線路構造の信号および接
地平面導体を切り換えるための複雑なメカニズムの必要
性をなくし、減衰器セクションの接合部において接地平
面導体の未知の接触インピーダンスの導入を省いている
。 ［０００６］ さらに詳細に述べると、米国特許第３．３１９．１９４
号に開示された高周波信号用ステップ減衰器は、各々抵
抗カード減衰器および直通（ｓｔｒａ　ｉ　ｇｈｔ−ｔ
ｈｒｏｕｇｈ　）導体を含む多くの切換可能なセクショ
ンを用いて連続接地平面導体で形成されるストリップ線
路構造から成る。２つの信号経路のいずれを選ぶかは、
磁気または機械式アクチュエータを用いて、ある信号経
路を有する接点から他の信号経路を有する接点に、信号
導体をそらすことにより達成される。 ［０００７］ 米国特許第３．２２７．９７５号に開示された固定同軸
線減衰器の場合、および米国特許第３．３１９．１９４
号に開示されたカスケード減衰器に含まれた抵抗カード
減衰器の場合では、抵抗膜の長さを変えることにより様
々な減衰量（ネーパー）を選択することができる。これ
は、直通導電素子の長さと比べた抵抗カード減衰器の長
さの変化カミ対抗カード減衰器のスイッチとのアライメ
ントに悪影響を及ぼしたり抵抗カード減衰器が電気回路
の内または外で切り換えられるときに電気接続の特性を
悪くさせるおそれのあるカスケード減衰器において特に
困難である。 ［０００８］ したがって、ヒユーレット・パラカード・カンパニーに
与えられ“′抵抗性材料の少なくとも２つの領域を有す
る同軸減衰器（Ｃｏａｘｉａｌ　Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ
ｓ　Ｈａｖｉｎｇ　ａｔ　Ｌｅａｓｔ　Ｔｗｏ　Ｒｅｇ
ｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｒｅ５ｉｓｔｉｖｅ　Ｍａｔｅｒｉａ
ｌ）”と題する米国特許第３．５２１．２０１号には、
外部同軸導体内に支持された基板上の選択された離れた
距離に配置された抵抗膜の２つの位置合わせされた矩形
エリアから成る広い周波数範囲にわたりほぼ一定の減衰
をもたらす分布回路網形抵抗膜減衰器が開示されており
、各エリアはその中に小さな位置合わせされた矩形アパ
チャーを有し、膜の選択された部分内の単位面積あたり
の選ばれた抵抗率の値をもたらしている。抵抗膜エリア
は、共振を防止するために減衰された最高周波数電磁波
エネルギーの波長の半分以下の選ばれた長さの接続電極
により接続される。第一の電極対は、外部導体と抵抗膜
の２つの矩形エリアの向かい合う両縁との間に電気的接
触をもたらし、第二の電極対は、同軸内部導体セクショ
ンと抵抗膜部分との間に電気的接触をもたらし、それに
より同軸内部導体セクション間の両エリアを接続してい
る。 ［０００９］ 米国特許第３．５２１．２０１号には、抵抗膜内のアパ
チャーの形状および位置が膜の単位面積あたりの抵抗率
を決定することが開示されている。異なる長さおよび幅
の位置合わせされ、等間隔に配置された矩形アパチャー
を与えることにより、単位面積あたりの抵抗率は、抵抗
膜の平面における選択された方向に沿って変動すること
がある。矩形アパチャーを有する抵抗膜の部分は、実際
に内部導体セクションの間に直列抵抗をもたらし、一方
、矩形アパチャーを有する抵抗膜の部分は実際に、抵抗
膜の中央部分と外部導体との間に分路抵抗をもたらして
いる。抵抗膜の単位面積あたりの抵抗率において長さと
ともに対数的または指数的または他の所望の変動をもた
らすために、他のアパチャーのパターンを使用すること
がある。開示されたアパチャーは基板上の格子パターン
に配置された矩形穴および方形穴であるが、一般に、こ
れらのアパチャーは、抵抗膜の単位面積あたりの要求さ
れる抵抗率をもたらすいずれかの形状を有するかいずれ
かの適したパターンに配列することができる。したがっ
て、抵抗膜のこれらの部分における単位面積あたりの抵
抗率の所望値は、アパチャーの寸法、形状、および配置
間隔を選択的に変えることにより得ることができる。単
位面積あたりの所望抵抗率をもたらすためのこの手法が
非常に複雑であることはすぐに明らかである。 ［００１０］ また、米国特許第３．５２１．２０１号では、Ｄ、　Ｃ
，から約１８ＧＨｚまでの広い周波数範囲にわたる周波
数において減衰の最大線形状性のために、接続電極の長
さを選択したことが開示されている。特に、接続電極は
、減衰器の最高動作周波数における波長の半分よりも長
くない。２つの（さもなげれば絶縁された）抵抗薄板間
の接続電極の長さにわたる信号遅延は、約１２．４ＧＨ
ｚ〜１８ＧＨｚの周波数における減衰の周波数線形性を
改善する。接続電極により接続された２つの抵抗膜部分
の組立が製造上の複雑性を増大させていることもすぐに
明らかである。 ［００１１］ 米国特許第３．５２１．２０１号に開示されたタイプの
抵抗膜減衰器の構造上の複雑性を考慮して、抵抗膜減衰
器の構造が図１に示す構成に発展された。図１に示す抵
抗膜減衰器は、誘電材料２上にパターン化された抵抗膜
１を有する抵抗膜分布はしご形回路網を含む。連続した
抵抗膜部分ＩＡの各端は、各内部同軸接点と接続してい
る各接点４と接続され、分路抵抗膜部分ＩＢは、同軸外
部導体または接地平面ハウジングの向き合う壁と接続し
ている各接点３に接続されている。あいにくとこの抵抗
膜減衰器の周波数応答のフラット性は、接点４の分離を
変えることにより制御される。しかし、米国特許第３．
３１９．１９４号に開示された抵抗膜減衰器の場合、こ
れは、直通導電素子の長さと比べた抵抗カード減衰器の
長さの変化が、抵抗カード減衰器のスイッチとのアライ
メントに悪影響を及ぼしたり、抵抗カード減衰器が電気
回路の内または外で切り換えられるときに電気接続の特
性を悪くさせるおそれのあるカスケード減衰器において
特に困難である。−したがって、容易に制御可能な減衰
値および広範囲の周波数にわたって平坦な周波数応答を
有する経済的かつ容易に製造される抵抗膜減衰器に対す
るニーズがある。 ［００１２］

【発明が解決しようとする課題】

本発明の課題は、広周波数範囲にわたって平坦な周波数
応答を有する経済的で生産性の高い抵抗膜減衰器を提供
することである。 ［００１３］

【課題を解決するための手段】

本発明の１つの実施例では、共面構造で結合された、同
調スタブを有する誘電取付抵抗膜分布はしご形回路網か
ら成る抵抗膜減衰器素子を与える。同調スタブは、抵抗
膜または導電材料から形成することができる。 ［００１４］ 本発明に従う抵抗膜減衰器素子は、誘電基板上にパター
ン化された抵抗膜を有する抵抗膜分布はしご形回路網を
含む。連続抵抗膜部分の各端は、固定同軸線減衰器また
はカスケード形減衰器の各内部同軸接点間に接続するこ
とのできる各接点に接続される。分路抵抗膜部分は、固
定同軸線減衰器の同軸外部導体またはカスケード形減衰
器の接地平面ハウジングの向き合う壁の間に接続可能な
各接点に接続される。同調スタブは、分路抵抗膜部分の
中間に配置される。同調スタブはその一端が、分路抵抗
膜部分の接続された各接点に接続され、各連続抵抗膜部
分の方に伸びている。 ［００１５］ 本発明に従う減衰器素子の周波数応答は、同調スタブの
長さを変えることにより調整される。本発明の一実施例
に従うカスケード形減衰器は、広い周波数範囲例えば、
Ｄ、　Ｃ，から４０ＧＨｚにわたりほぼ平坦な周波数応
答を有するステップ減衰器をもたらす。 ［００１６］

【実施例】

分布回路網形抵抗膜減衰器素子の１つの実施例は、図２
に示され、一般に数字１０で示される。減衰器素子１０
には、誘電基板１２を含む。誘電基板１２は、サファイ
アにすることができ、矩形であることが望ましく、はぼ
平らな表面を有している［００１７］ さらに図２を参照するが、減衰器素子１０は、誘電基板
１２上に抵抗膜１４をさらに含む。抵抗膜１４は、軸１
７に沿って等間隔に誘電基板１２の表面上に置かれる。 分布定数減衰はしご形回路網は、図１のところですでに
述べた従来パターンの誘電基板１２上に抵抗膜１４を構
成することによりもたらされる。 ［００１８］ 抵抗膜１４は、誘電基板１２上に指示されたパターンで
、選択的に付着することができる。代りとして、指示パ
ターンを連続付着膜にエツチングすることもできる。抵
抗膜１４は、既知の薄膜または厚膜手法を用いて、誘電
基板１２の表面上に、窒化タンタルなどの金属で形成す
ることが望ましい。 ［００１９］ 公称減衰値は、抵抗膜１４の直列部分１４Ａの適切な長
さ”　Ｌ”を選択することにより与えられる。抵抗膜１
４の抵抗率は、直列部分１４Ａの幅゛′ｗ　とその分路
部分１４Ｂの幅（（ＷＷ／／との比に比例して変わるの
で、抵抗率は、付着された抵抗膜の幅１＋および″ＷＷ
”の比を変えることにより、正確な所望の減衰値を得る
ことができる。しかし、幅ＩＩｗ　および°ｗｗ”は、
減衰器素子１０を固定同軸線減衰器またはカスケード形
減衰器に組み込んだときに該素子１０のインピーダンス
にも影響を及ぼすので、幅ＩＴｗ　およびＷＷ　　は、
等しいパーセント量によってさらに調整し、所望インピ
ーダンス、例えば、５０オームを与えることもできる。 ［００２０］ 抵抗膜１４は、誘電基板１２の表面上に設けられた２対
の非常に導電性のある電極１６および１８の間に接触し
ていれである。抵抗膜１４の分路部分１４Ｂの外側長手
方向縁は、導電電極対１６と電気的に接触して配置され
ている。導電電極対１８は、軸１７に沿って配置され、
幅”　ｗｗｗ　　を有している。第２の導電電極対１８
は、抵抗膜１４の直列部分１４Ａの外側横方向縁と電気
的に接続されている。導電電極１６および１８は、抵抗
膜１４を形成することの望ましい金属の付着よりも前に
、誘電基板１２上に金などの導電性金属の薄層を付着す
ることにより形成することができる。 ［００２１］ 減衰器素子１０はさらに同調スタブ２０を含む。同調ス
タブ２０は、抵抗膜１４の分路部分１４Ｂの中間の誘電
基板１２の表面上に置かれる。同調スタブ２０は、その
一端で抵抗膜１４の分路部分１４Ｂが接続され抵抗膜の
各直列抵抗膜部分１４Ｂの方に伸びている導電電極１６
に接続されている。減衰器素子１０の周波数応答は、同
調スタブ２０の長ざ°ＬＬ″′を変えることにより調整
される。同調スタブ２０は、誘電基板１２上に選択的に
付着される。その後で、同調スタブ２０の長さ調整は、
例えばダイヤモンド罫書針などで、付着した材料をひっ
かくことにより達成することができる。 ［００２２］ 同調スタブ２０は、窒化タンタルなどの抵抗膜１４と同
じ材料で形成することができる。代りとして、同調スタ
ブ２０は、導電電極１６の延長部分として誘電基板１２
上に、金などの導電金属の薄層で形成することができる
。 ［００２３］ 本発明に従う減衰器素子１０は、図３に示すように、固
定同軸線減衰器に組み込むことができる。今度は図３を
参照するが、支持された減衰器素子１０が中にある円筒
形外部導体１１０から成る固定同軸減衰器１００が示し
である。誘電基板１２は、その長手縁が、外部導体１１
０のほぼ直径方向で向き合う部分と接触するほど充分な
幅である。誘電基板１２の軸１７ば、同軸内部導体１２
０のセクションの中実軸１１７と位置合わせされている
。 ［００２４］ 導電電極１６は、外部導体１１０と抵抗膜１４の分路部
分１４Ｂの外側縦方向縁との間にその全長にわたり配置
され、抵抗膜と外部導体１１０の間に良好な電気信号接
続をもたらしている。導電電極１８は、同軸内部導体１
２０セクシヨンと抵抗膜１４の直列部分１４Ａの外側横
方向縁の中央部分との間に配置され、該中央部と同軸内
部導体セクションとの間に良好な電気信号接続をもたら
し、内部導体セクション１２０間に連続導電経路を形成
している。 ［００２５］ 本発明に従う減衰器素子１０は、図４に示すように、カ
スケード形減衰器にも組み込むこをかできる。今度は図
４を参照するが、ストリップ線路の接地平面導体を形成
する本体２０９が示しである。本体２０９の両端にある
各同軸コネクタ２１１、２１３には、ストリップ線路導
体２１７に接続された外部導体２１９とを含む。ストリ
ップ線路導体２１７に適合して結合された中央導体２１
５と、本体２０９は、本体２０９の側壁の縦溝に取り付
けられた誘電スラブ２２１上に支持される。 ［００２６］ 平行対の信号導電素子２２５および２２７は、ストリッ
プ線路導体２１７の長さ方向に沿って選択された間隔で
、ストリップ線路導体２１７の平面の上下に本体２０９
内で配置される。下方導電素子２２５は、直通伝送線路
を成し、本体２０９の側壁の縦溝に取り付けられた誘電
スラブ２３１により支持される導電ストリップ線路２２
９を含む。ストリップ線路２２９の幅は減少され、接地
平面導体と近接した間隔で形成された伝送線路の特性イ
ンピーダンスを保っている。上方導電素子２２７は、減
衰伝送路を成し、本体２０９の側壁の別の縦溝に取り付
けられその縦縁に沿い本体２０９に接続された減衰器素
子１０を含む。 ［００２７］ ストリップ線路導体２１７は、平行対の信号伝送路の各
側に可撓部２４７を備え、これはスイッチング素子とし
て機能する。スイッチング素子２４７は、適切な電磁石
２４９およびプログラミング電源２５０により電磁的に
、またはアクチュエータ２５１およびプログラミング・
カム・アセンブリ２５３により機械的に作動される。ア
クチュエータ２５１は、任意の誘電材料にすることがで
き、本体２０９のアパチャーを通っており、信号漏れが
無視できるぐらいにするために、該アパチャーは、減衰
器に加えられる信号周波数のカットオフを越える導波管
として作動するような寸法になっている。 ［００２８］ 平行対の信号伝送路の両端にあるストリップ線路導体２
４７を、減衰器素子１０の経路に切り換えることにより
、選択的な減衰ステップがもたらされる。５ｄＢ　、１
０ｄＢ、２０ｄＢ、および４０ｄＢなどの各選ばれた値
の減衰器素子１０を伴う多数の該経路を与えると、減衰
伝送路または直通伝送路を選択的に切り換えることによ
り、５ｄＢの増分で５ｄＢ〜７５ｄＢまでの多くの減衰
ステップをもたらすことができる。この選択は、プログ
ラムされた電源２５０（磁気アクチュエータととも−に
使用）またはカム、アセンブリ２５３（減衰セレクタ・
ダイヤル２５５の位置に応じて機械式アクチュエータ２
５１とともに）のいずれかにより従来の方法で行う。 ［００２９］ 図５Ａは、４０ｄＢに設定された従来のカスケード形減
衰器の周波数応答を示す。図５Ａは、周波数が増加する
とともに減衰量が減ることを明示している。図５Ｂは、
同調スタブカ飄抵抗膜１４の直列部１４Ａから最小クリ
アランスを有するような最大長の同調スタブ２０を有す
る減衰器素子１０を伴う、４０ｄＢに設定した図４に示
すカスケード形減衰器の周波数応答を示す。図５Ｂは、
図５Ａに示す減衰量減少傾向の逆を明らかにしており、
同調スタブ２０を与えることにより周波数が増加すると
ともに減衰量が増大することを示している。最後に、図
５Ｃは、最適な平坦応答特性を与えるように調整した長
さの同調スタブ２０を有する減衰器素子１０を伴う、４
０ｄＢに設定された図４に示すカスケード形減衰器の周
波数応答を示す。 ［００３０］

【発明の効果】

以上説明したように、本発明を用いることにより、経済
的、高生産性で、容易に減衰値を制御できる、広周波数
範囲にわたって平坦な周波数底、）二を有する抵抗膜減
衰器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の誘電取付抵抗膜分布はしご形回路網減衰器を示す
図である。

【図２】 本発明の一実施例を示す図である。

【図３】 図２に示す装置を組み込んだ固定同軸線減衰器を示す図
である。

【図４】 図２に示す装置を組み込んだカスケード形減衰器を示す
図である。

【図５】 従来のカスケード形減衰器及び図４に示すカスケード形
減衰器の周波数応答を示す図である。

【符号の説明】

１２：誘電基板 １４：抵抗膜 １６．１８：電極 ２０：同調スタブ ［書類者】

【図１】 図面

【図３】 ｔ

【図４】 【図５Ａ］ 【図５Ｂ］ 【図５Ｃ］

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 　誘電基板と、 前記誘電基板に付着された抵抗膜分布はしご形回路網と
   、前記誘電基板に付着され、前記抵抗膜分布はしご形回
   路網と同一平面上で結合された同調スタブと、 を備えて成る抵抗膜減衰器素子。