JPH044771B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば立ち上がり時間1ns以下の超
高速信号を扱う分布定数型電磁遅延線に係り、特
に、導線路が誘電体を介して接地電極に対向して
なるインピーダンス線路を用いた分布定数型電磁
遅延線の改良に関する。

〔従来の技術〕

この種の分布定数型電磁遅延線としては、細長
い板状の接地電極の外周を誘電体で覆つて偏平で
細長いボビンを形成し、このボビンの外周に導体
を単層ソレノイド状にスペース巻きして導線路を
形成し、この導線路をその接地電極に対向させて
なる構成がある。

このような分布定数型電磁遅延線は、超高速信
号に対して良好な遅延特性を得ることが容易であ
るが、本発明はこれに更に改良を加えたものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこのような状況の下になされたもので
あり、出力波形、特に立ち上がり波形を改善した
分布定数型電磁遅延線を得るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題点を解決するために本発明は、
導体が単層ソレノイド状にスペース巻きされてな
る偏平な導線路と、同じ厚みの誘電体を介して裏
表面側の導線路と対向するようにその誘電体に配
置された接地電極と、を具備する分布定数型電磁
遅延線であつて、その接地電極を各ターンの前記
導線路の一部と対向するように配置するととも
に、その接地電極と対向する導線路部分がその接
地電極と対向しない部分よりも広くなるようにそ
の接地電極を配置したものである。

〔作用〕

このような手段を備えた本発明は、単層ソレノ
イド状にスペース巻きされた導線路の各ターンに
おいて、接地電極が部分的に導線路と対向しない
部分を有し、その部分では接地電極との間の容量
が減少し、導線路の途中にインダクタンス分が相
対的に大きな部分が直列に独立形成される。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を説明する。

第１図および第２図は本発明の分布定数型電磁
遅延線の一実施例を示す正面図および側面図であ
る。

細長い板状の接地電極１の外周は例えばふつ素
樹脂等の誘電体２で覆われ、偏平で細長いボビン
３が形成されている。

このボビン３の外周には、１ピツチ分の長さと
途中に折れ曲がり部４を有する短冊状の単位導線
路５が、ボビン３の軸方向Ｃ−Ｃを横切るように
複数平行に圧着され、それら各単位導線路５が順
次直列接続されて単層ソレノイド状にスペース巻
きされた偏平な導線路６が形成されている。符号
７はそれら各単位導線路５の接続部である。

そして、本発明の分布定数型電磁遅延線におい
て、偏平に巻回された導線路６の内側に位置させ
た上記接地電極１が、ボビン３の幅Ｗ方向にて片
側に寄せて配置されている。

すなわち、第２図に示すように、接地電極１は
接続部７とは反対側（図中上側）の単位導線路５
の折れ曲がり部８側に寄せて配置されており、接
地電極１の一端（図中上端）と折れ曲がり部８内
側間の距離Ｂよりも、接地電極１の他端（図中下
端）と接続部７内側間の距離Ｄが大きくなつてい
る。なお、接地電極１の幅Ａは距離Ｄより十分大
きくなつている。

そのため、各ターンにおける表裏面側の単位導
線路５は、ほぼ等しい厚み誘電体２を介して大部
分が接地電極１とほぼ等しい間隔で対向し、接続
部７前後の部分では接地電極１から外れてこれと
対向しない構成となつている。

このような本発明の分布定数型電磁遅延線は、
接地電極１を単位導線路５の折れ曲がり部８側へ
寄せるとともに、単位導線路５の接続部７側を空
けて配置しているから、第３図の実線のように、
出力パルス信号の立ち上がり部分が出力振幅の
100％まで所定の傾きで素早く立ち上がる。

このような効果が得られる理由としては、以下
のようなことが考えられる。

すなわち、導線路６は偏平に単層ソレノイド状
にスペース巻きされているから、各ターン毎に部
分的に接地電極１と対向しない個所が形成される
と、第４図の等価回路で示されるように、各ター
ンの導線路が、接地電極１に対して容量を持つた
マイクロストリツプ線路DLと、接地電極１と対
向せずに接地電極１に対して容量が殆どないイン
ダクタンスＬを直列接続した構成となる。

各ターンの単位導線路５は、隣合う単位導線路
５、１つ置いた単位導線路５、……ｎ番目の単位
導線路５、との間に各々M1，M2，……Mnの相
互誘導を持つており、各ターンではマイクロスト
リツプ線路DLの部分がインダクタンスＬの部分
より大きいので、相互誘導は各マイクロストリツ
プ線路DL間で互いに形成されていると考え、イ
ンダクタンスＬの部分を無視できる。

もつとも、インダクタンスＬの部分が大きくな
るような場合にはマイクロストリツプ線路DLに
含めて考えればよい。

なお、第４図中の相互誘導は、一番左端のマイ
クロストリツプ線路DLがそれより右側のマイク
ロストリツプ線路DLとの間に形成されるものだ
けを示したが、その左にも相互誘導があり、各マ
イクロストリツプ線路DLも同様に左右のマイク
ロストリツプ線路DLと結合している。

ここで分布定数型電磁遅延線が、インダクタン
スＬがなくマイクロストリツプ線路DLのみから
なる場合と、マイクロストリツプ線路DLおよび
インダクタンスＬからなる場合について、各々電
気的特性を考えると、第５図に示すようになる。

すなわち、周波数に対する出力振幅Ｖの関係
は、インダクタンスＬがない分布定数型電磁遅延
線では、第５図破線のように、出力振幅Ｖが周波
数の増加とともにゆるやかな傾きで低下する。
これに対して、インダクタンスＬも含む分布定数
型電磁遅延線は、ある周波数までは出力振幅Ｖが
平坦で、それ以上の周波数では比較的急速に低下
する傾向になる。

この場合、遮断周波数に着目すると、破線の特
性の方が周波数が高くなる。

しかし、遮断周波数は、入力パルス信号の立ち
上がり時間が必要とする通過帯域以上に高い必要
はなく、むしろ、入力パルス信号の立ち上がり時
間が必要とする範囲では振幅特性の平坦な方が出
力パルス信号の波形は良好となる。

従つて、遮断周波数が入力パルス信号の立ち上
がり時間の必要とする範囲内にあれば、導線路６
がマイクロストリツプ線路DL部分とインダクタ
ンスＬ部分から形成されることにより、出力パル
ス信号の立ち上がり波形の改良が可能となる。

本発明の分布定数型電磁遅延線において、ボビ
ン３の幅Ｗに対する寸法ＢやＤの割合は、その値
によつてかなり変化する。本発明者は、例えば厚
さ0.07mm、幅0.2mmの導体を、幅Ｗ＝５mmのボビ
ン３にピツチ0.35mmで40ターン単層ソレノイド状
に形成し、第１図と同様な構成で遅延時間2ns、
特性インピーダンス100Ωの分布定数型電磁遅延
線を作つて実験した。

すると、寸法ＤをＢよりも幅Ｗに対して約５％
大きくすることにより、出力振幅Ｖの立ち上がり
が約８％改善され、上述した第３図の実線のよう
に出力振幅の略100％まで素早く立ち上げること
ができた。

また、出力パルス信号の立ち上がり時間は
200psの超高速のものが得られたが、立ち上がり
部の傾斜は両者殆ど同じであり、結局本発明では
出力波形が改善された。

これに対して、ボビン３の幅方向ＷでＤをＢに
合せた場合、導線路６のターン数が例えば30ター
ン以上あるとすれば、出力パルス信号の立ち上が
り波形は、第３図の破線のように100％よりやや
低く立ち上がり、その後に次第に100％に達する
傾向にある。これは、導線路６のターンを増加し
て遅延時間を増加させると、その傾向が一層強く
なり、好ましくない。

本発明の分布定数型電磁遅延線は、接地電極１
を導線路６の折れ曲がり部８側に寄せて配置する
場合に限らず、逆に単位導線路５の接続部７側に
寄せてＤ＜Ｂとしてもよい。

なお、ボビン３の幅Ｗ寸法に対する寸法Ｂ，Ｄ
の割合すなわち接地電極１を一方へ寄せる割合
は、分布定数型電磁遅延線の構成や目的とする特
性に応じて最適の値に選定すればよい。

また、第６図に示すように、ボビン３の幅Ｗ方
向の中央部を外して２枚の接地電極９ａ，９ｂを
対向するよう長手方向に沿つて配置してもよい。
この構成の分布定数型電磁遅延線では、若干プリ
シユートが増加する傾向があるものの、本発明の
目的達成が可能である。

さらに、本発明の分布定数型電磁遅延線は、第
７図に示すように、誘電体からなる偏平で細長い
ボビン１０の外周に、第１図のような単層ソレノ
イド状の導線路６を形成し、その外周を誘電体１
１で覆うとともに、接続部７前後を除いて導線路
６と対向するように接地電極１２を被せる構成も
可能である。

このように本発明は、単層ソレノイド状にスペ
ース巻きされた偏平な導線路６における出力波形
の改善をその目的とすることから、接地電極１を
各ターンの導線路６の一部と対向するように配置
し、しかもその接地電極１と対向する導線路６部
分がその接地電極１と対向しない部分よりも広く
なるようにその接地電極１を配置すれば良い。

本発明の分布定数型電磁遅延線にあつては、導
線路１３の特性インピーダンスを調整するため
に、特に特性インピーダンスを増加させるため、
第８図に示すように、接地電極１に細いスリツト
１４を多数分散して形成することも可能である。
ここでは連続する導体を単層ソレノイド状に巻い
て形成されている。

この構成で接地電極１に分散形成されたスリツ
ト１４は、導線路１３の全体にわたつて静電容量
を低下させて特性インピーダンスを増加させるも
のであり、本発明のように各ターンにおいてマイ
クロストリツプ導線路とは別のインダクタンスＬ
をマイクロストリツプ線路と直列に形成するもの
とは異なる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の分布定数型電磁遅
延線は、導体が単層ソレノイド状にスペース巻き
されてなる偏平な導線路が、この表裏面側で同じ
厚みの誘電体を介して接地電極と対向する分布定
数型電磁遅延線において、各ターンの導線路の一
部と対向するように、かつその接地電極と対向す
る導線路部分がその接地電極と対向しない部分よ
りも広くなるようにその接地電極を配置している
から、導線路の各ターンではマイクロストリツプ
線路に対して略インダクタンスＬのみの部分が直
列に形成され、周波数に対する振幅特性の平坦な
範囲が広がつて出力波形、特に立ち上がり波形が
改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の分布定数型電磁
遅延線の一実施例を示す正面図および側面図、第
３図は第１図に示す分布定数型電磁遅延線および
本発明の参考となる分布定数型電磁遅延線（図示
せず）の立ち上がり波形図、第４図は第１図の分
布定数型電磁遅延線の等価回路図、第５図は第１
図および本発明の参考となる分布定数型電磁遅延
線における周波数に対する出力振幅の関係を示す
図、第６図〜第８図は本発明の他の実施例を示す
側面図および正面図である。 １，９ａ，９ｂ，１２……接地電極、２，１１
……誘電体、３，１０……ボビン、５……単位導
線路、６，１３……導線路、７……接続部、８…
…折れ曲がり部、１４……スリツト、DL……マ
イクロストリツプ線路、Ｌ……インダクタンス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導体が単層ソレノイド状にスペース巻きされ
   てなる偏平な導線路と、 同じ厚みの誘電体を介して表裏面側の前記導線
   路と対向するように前記誘電体に配置された接地
   電極と、 を具備する分布定数型電磁遅延線において、 前記接地電極が各ターンの前記導線路の一部と
   対向するように配置されるとともに、 前記接地電極と対向する前記導線路部分が前記
   接地電極と対向しない部分よりも広くなるように
   前記接地電極が配置されてなることを特徴とする
   分布定数型電磁遅延線。