JPH0451083B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はインダクタンス素子およびコンデンサ
を組合せた集中定数型の電磁遅延線に係り、立ち
上がり時間が高速で出力波形歪が少ない電磁遅延
線に関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来、集中定数型の電磁遅延線としては、導線
をボビンに巻いてインダクタンス素子を形成し、
このインダクタンス素子の所定のターン毎に導線
とアース間にコンデンサを接続して、複数区間か
らなる構成を有したものが知られている。

しかしながら、このように構成された電磁遅延
線は、高い周波数帯域にあつて、インダクタンス
素子における区間相互間の結合係数の極性および
値を最適なものに選定することが困難である。特
に隣合う区間の結合係数および１つおいた区間の
結合係数の最適値を選定することが難しい。

その結果、立ち上がり時間が1ns程度の高速で、
かつ出力波形歪の良好なものを得ることが難しか
つた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような従来の欠点を解決するため
になされたもので、立ち上がり時間が極めて速く
出力波形歪の少ない遅延特性の良好な電磁遅延線
の提供を目的とする。

〔発明の構成と効果〕

この目的を達成するために、折り返し導線路を
形成する導線のうち、前記折り返し導線路の仮想
軸線と交わる導線の各中央部とアース間にコンデ
ンサを接続して複数区間からなる電磁遅延線を構
成するとともに、前記導線が１ターン以上となる
ように前記各導線の中央部の両側を互いに反対方
向に変形させてなるものである。

このような本発明の構成によれば、高い周波数
帯にあつて、インダクタンス素子における最適な
結合状態を簡単に選定かつ調整することが可能に
なり、立ち上がり時間の超高速化および出力波形
の歪の向上等、遅延特性の向上を図ることができ
る。

〔発明の実施例〕

以下本発明の詳細を説明する。

第１図は本発明の電磁遅延線の一実施例を示す
展開図である。

図において、矩形の折り返し形状を有しインダ
クタンス素子を構成する折り返し導線路１には、
仮想軸線（図中横方向の仮想線、図示省略）に対
し直交する導線２の各中央部とアース間にコンデ
ンサＣが各々接続され、複数区間を有する集中定
数型の電磁遅延線が構成されている。

この折り返し導線路１は、１区間当たりのピツ
チＰすなわち隣合う導線２の中央部間隔よりも１
区間における導線２間の長さＸの方が短くなつて
おり、コンデンサＣの接続された導線２中央部が
若干仮想軸線と並行になつてクランク状に折れ曲
がり、端部に向けて仮想軸線と直交する方向に延
びている。

展開された折り返し導線路１は、各区間におけ
る導線２の途中に仮想軸線と並行に引かれた仮想
線Ｍ−Ｍ，Ｎ−Ｎ，Ｑ−Ｑ，Ｒ−Ｒにおいて、隣
合う区間の導線２の端部を各々逆方向に直角に折
り曲げ、第２図に示すように形成されている。す
なわち、隣合う区間の導線２は、断面角型のボビ
ンに隣合う区間の導線２が間隔をおいて同一平面
上で対向するように配置されている。第２図中コ
ンデンサＣは省略されている。

第３図は本発明の電磁遅延線の等価回路図を示
しており、図中符号Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２は第１図に
おける左側の区間を基準にして順次右側の区間を
示している。符号a₁は区間Ｓ０の右側に隣合う区
間Ｓ１との間の結合係数であり、符号a₂は区間Ｓ
０から右側に１つおいて結合する区間Ｓ２との間
の結合係数を示している。

なお、第４図Ａは、第２図に示す折り返し導線
路１の１区間分の導体２を側面から見た側面図で
ある。

次に、このように構成された電磁遅延線におけ
る結合係数を検討する。

一般に、折り返し導線路１における結合係数を
考える場合、折り返し導線路１を形成する導体間
でなす角度が直角でないすべての導体間において
結合係数が存在するが、そのなかで値の大きなも
のについて検討することにより、折り返し導線路
１の結合係数の傾向を知ることが可能である。

そこで、本発明の電磁遅延線は、上述の第２図
および第４図における符号Ｚ方向に平行な導線２
間の結合が最も大きく影響することになるので、
それについて検討する。

折り返し導線路１おいて、電波が第１図および
第２図に示す矢印のように流れると、区間Ｓ０，
Ｓ１間すなわち結合係数a₁に関しては、Ａ−Ｂ，
Ｄ−ＥとＦ−Ｇ，Ｈ−Ｉが関係し、電流の向きが
Ａ−Ｂ，Ｈ−Ｉ間とＤ−Ｅ，Ｆ−Ｇ間では同方向
となつて結合が正となり、Ａ−Ｂ，Ｆ−Ｇ間とＤ
−Ｅ，Ｈ−Ｉ間では逆方向となつて負の結合とな
る。

それらの結合係数の合計値は、最も接近してい
るＤ−Ｅ，Ｆ−Ｇ間の正の結合が大きく影響する
ので、区間Ｓ０，Ｓ１間の結合係数が正となる。

一方、区間Ｓ０，Ｓ２間すなわち結合係数a₂関
しては、Ａ−Ｂ，Ｄ−ＥとＪ−Ｋ，Ｔ−Ｕが関係
するが、電流の向きがＡ−Ｂ，Ｊ−Ｋ間とＤ−
Ｅ，Ｔ−Ｕ間では同方向となつて正の結合とな
り、Ａ−Ｂ，Ｔ−Ｕ間とＤ−Ｅ，Ｊ−Ｋ間では逆
方向となるので、負の結合となる。

そのためそれらの合計値は、最も接近している
Ｄ−Ｅ，Ｊ−Ｋ間の負結合が大きく影響し、区間
Ｓ０，Ｓ２間の結合が負となる。

同様に、結合係数a_oにあつては、第２図中の符
号Ｚ方向と平行な導線２に限つて考えれば、上述
と同様な理由によつて奇数番目の結合係数が正と
なり、偶数番目の結合係数が負となる。

本発明の電磁遅延線は、具体的に細かく遅延特
性を検討する場合、上述の結合の他、他の導体部
の結合も考慮して結合係数a₁，a₂，a_oを求めなけ
ればならないが、本発明の電磁遅延線にあつて
は、奇数番目の結合係数が正となり、偶数番目の
結合係数が負となる傾向を有しており、電磁遅延
線として望ましい構成となつている。

そして、一般に電磁遅延線は、遅延特性に対し
て結合係数a₁，a₂の影響が大きく、本発明によれ
ば、結合係数a₁，a₂の極性を望ましい極性とする
ことが容易であり、ピツチＰ、１区間分の導線２
間の長さＸおよび重なつて対向する長さ等を適当
に選択することにより、結合係数の値を最適なも
のにすることができる。

なお、本発明において折り返し導線路１は、銅
箔もしくは銅板をフエトエツチングして簡単に形
成できるし、断面円形の導線を折り曲げて構成す
ることもできる。

また、上述の実施例では、折り返し導線路１を
空心自立構造としたが、薄い絶縁フイイルムを貼
付けた銅箔をフオトエツチング等によつて形成
し、絶縁フイルムと一緒に四角形のボビン等に巻
つけることも可能である。

そして、折り返し導線路１は、１区間分におい
て第４図Ａのように導線２を２回折り曲げて構成
する場合のほか、第４図Ｂに示すように、折り曲
げる回数を増やして３回折り曲げることも可能で
あり、さらに同図Ｃに示すように８回折り曲げて
一般のコイルの巻数にして２回巻とすることも可
能である。

さらに折り曲げる長さも所望の特性に合わせて
任意に選択することが可能であり、例えば第４図
Ｂに示すように、導線２の端部の折り曲げ部分の
長さY₁を、中央部に近い高さ方向の折り曲げ部
分の長さＹとは異ならさせることも可能である。

本発明者は、具体的実施例として、直径0.1mm
の導線を使用し、ピツチＰ＝１mm、Ｘ＝0.95mm、
Ｚ＝1.6mm、Ｙ＝４mm、Y₁＝3.1mmの寸法関係、す
なわち第４図Ｂのような水平方向に偏平な寸法関
係ではなく、Ｚ方向よりもＹ方向およびY₁方向
の寸法が大きく、従つて垂直方向に長い寸法関係
にして実験した。

すると、インダクタンス素子において結合係数
a₁＝0.13、結合係数a₂＝−0.15、結合係数a₃＝
0.006となり、容量2pFのコンデンサと組み合わせ
て20区間の電磁遅延線を構成すると、全遅延時間
5ns、特性インピーダンス50Ω、出力パルスの立
ち上がり時間が約950psの超高速電磁遅延線を得
ることができた。

第５図は本発明の他の実施例を示す展開図であ
り、第６図はその側面図である。

この実施例における電磁遅延線は、コンデンサ
Ｃを接続する部分も含めて導線２を、仮想軸線に
直交する真つ直ぐな形状とし、仮想線Ｍ−Ｍ，Ｎ
−Ｎ間の間隔Y₃よりも仮想線Ｑ−ＱとＲ−Ｒ間
の間隔Y₂を狭くし、これら仮想線に沿つて導線
２を隣合う区間の導線２どうしが接触しないよう
に折り曲げてなるものである。

このような構成によると、導線２の形状が単純
化され、隣合う区間の導線２どうしが重なるよう
になるので、結合係数が増加し、特に結合係数a₁
の値を大きくすることが容易となる。

第７図はさらに本発明の他の実施例を示す展開
図であり、上述した第１図の折り返し導線路１と
は逆に、ピツチよりも１区間の導線２の間隔を長
くして構成したものである。

このように構成された電磁遅延線は、１つおい
た区間における電流の向きが逆で負の結合となる
導線Ｄ−Ｅ，Ｊ−Ｋ間の間隔を小さくすることが
できるので、１つおいた区間の結合係数a₂すなわ
ち区間Ｓ０，Ｓ２間の負の結合の値を大きくする
ことができる。

また、第８図は本発明の電磁遅延線に係る他の
実施例を示す部分平面図であり、仮想軸線に交わ
る導線２部分のみを示している。

この構成の電磁遅延線は、仮想軸線に対し斜め
に交わるような導線２を備え、かつ折れ曲げた場
合に隣合う導線２どうしが並行になるような折り
返し導線路１によつて電磁遅延線を構成してなる
ものである。

この構成によれば、隣合う区間の同方向に流れ
る電流によつて正の結合を形成する長さが長くな
り、一方、逆方向の電流の流れる導線２間が角度
を有することから結合が減少することとなる。

そのため、特に結合係数a₁の値を大きく選定す
ることができる。

第９図および第１０図は、本発明の電磁遅延線
のさらに別の実施例を示す展開図および側面図で
あり、１区間における導線２間の間隔を広い部分
および狭い部分、双方交互に形成してなるもので
ある。換言すれば、この構成は、第５図に示す結
合係数a₁を大きくする構造と、第７図に示す結合
係数a₂の結合を大きくする構造を併用したもので
ある。

すなわち、仮想線Ｎ−Ｎ，Ｑ−Ｑで挟まれた符
号Ｚ部分は、１つおいた区間との結合において逆
方向電流による負の結合部分が接近してその結合
度が増大される一方、仮想線Ｍ−ＭおよびＲ−Ｒ
各々から各々端の部分が、重なるように折り曲げ
られて接近し、隣合う区間の同方向電流による正
の結合係数a₁が増大する。

そのため、これら１区間において導線２の広い
部分や狭い部分の間隔および長さを調整すること
により、結合係数a₁，a₂の値を最適値に調整する
ことがさらに容易となる。

なお、上述の各実施例において折り返し導線路
１は側面からみて断面四角形となるように導線２
を折り曲げたが、本発明にあつては断面四角形に
限らず、導線２をその端部がオーバラツプするよ
うに、すなわち側面から見て１ターン以上となる
ように変形させて横断面三角形、五角形および円
形等種々の形状にすればよい。

以上説明したように本発明の電磁遅延線は、折
り返し導線路の導線が１ターン以上となるように
各導線の中央部の両側を互いに反対方向に変形さ
せたので、重なるようにオーバーラツプした導線
間による結合を適当に選定することにより、結合
係数の極性および値をその望ましい方向に選定す
ることが容易となる。

そのため、超高周波帯域にあつて立ち上がりを
極めて速く、出力波形歪も小さく抑えることが可
能となり、遅延特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電磁遅延線の一実施例を示す
展開図、第２図は第１図に示すインダクタンス素
子の組立斜視図、第３図は第１図に示す電磁遅延
線の等価回路図、第４図は本発明の電磁遅延線を
側面から見た側面図、第５図および第６図は本発
明の他の実施例を示す展開図および側面図、第７
図および第８図は本発明の各々他の実施例を示す
展開図および部分平面図、第９図および第１０図
は本発明のさらに他の実施例を示す展開図および
側面図である。 １……折り返し導線路、２……導線、a₁，a₂，
…a_o……結合係数、Ｃ……コンデンサ、Ｓ０，Ｓ
１，Ｓ２……区間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 折り返し導線路を形成する導線のうち、前記
   折り返し導線路の仮想軸線に交わる導線の各中央
   部とアース間にコンデンサを接続して複数区間か
   らなる電磁遅延線を構成するとともに、前記導線
   が１ターン以上となるように前記各導線の中央部
   の両側を互いに反対方向に変形させてなることを
   特徴とする電磁遅延線。 ２ 導線が仮想軸線に直交し、隣合う導線の中央
   部間の間隔よりも１区間分の前記導線間の間隔を
   狭くした特許請求の範囲第１項記載の電磁遅延
   線。 ３ 導線が仮想軸線に直交し、隣合う導線の中央
   部間の間隔よりも１区間分の前記導線間の間隔を
   広くした特許請求の範囲第１項記載の電磁遅延
   線。 ４ 導線が仮想軸線に対し斜めに形成されてなる
   特許請求の範囲第１項記載の電磁遅延線。 ５ 導線が仮想軸線に直交し、１区間における前
   記導線間の間隔が広、狭交互に形成されてなる特
   許請求の範囲第１項記載の電磁遅延線。