+

WO1999030382A1 - Element de circuit irreversible - Google Patents

Element de circuit irreversible Download PDF

Info

Publication number
WO1999030382A1
WO1999030382A1 PCT/JP1998/005103 JP9805103W WO9930382A1 WO 1999030382 A1 WO1999030382 A1 WO 1999030382A1 JP 9805103 W JP9805103 W JP 9805103W WO 9930382 A1 WO9930382 A1 WO 9930382A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit device
capacitance
capacitor
conductor
reciprocal circuit
Prior art date
Application number
PCT/JP1998/005103
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takahide Kurahashi
Hidenori Ohata
Akihito Watanabe
Yoshinori Matsumaru
Original Assignee
Tdk Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US09/341,672 priority Critical patent/US6215371B1/en
Application filed by Tdk Corporation filed Critical Tdk Corporation
Priority to EP98953033A priority patent/EP0959520A4/en
Publication of WO1999030382A1 publication Critical patent/WO1999030382A1/ja

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/32—Non-reciprocal transmission devices
    • H01P1/38—Circulators
    • H01P1/383—Junction circulators, e.g. Y-circulators
    • H01P1/387—Strip line circulators

Definitions

  • the present invention relates to a non-reciprocal circuit device used for a wireless device used in a microwave band or the like, for example, a mobile wireless device such as a mobile phone.
  • a non-reciprocal circuit device used for a wireless device used in a microwave band or the like, for example, a mobile wireless device such as a mobile phone.
  • the conventional lumped constant type solar cell has a basic structure as shown in the exploded perspective view of FIG. 1, and has an assembled magnetic rotor having a circular planar shape.
  • reference numeral 100 denotes a circular non-magnetic substrate made of glass, epoxy resin or the like, and center conductors 101 and 102 are provided on the upper and lower surfaces of the non-magnetic substrate 100, respectively. Is formed.
  • the center conductors 101 and 102 are connected to each other by a via hole 103 penetrating the nonmagnetic substrate 100.
  • the entire non-magnetic substrate 100 on which the central conductor 101 (102) is formed has a magnetic field as shown in the exploded perspective view of FIG.
  • Body members 104 and 105, ground electrodes 106 and 107, excitation permanent magnets 108 and 109, and upper and lower divided permanent magnets 108 and 109 It is formed by stacking and assembling the divided metal housings 110 and 111 constituting the magnetic flux path from 109 in this order.
  • the center conductors 101 and 102 rotate around the magnetic members 104 and 105.
  • a high frequency magnetic flux is generated to rotate.
  • a DC magnetic field orthogonal to the high-frequency magnetic flux is applied from the permanent magnets 108 and 109, the magnetic members 104 and 105 move in the rotational direction of the high-frequency magnetic flux as shown in FIG. Accordingly, different magnetic permeability + and / -1 are shown. Due to such a difference in the positive and negative circularly polarized magnetic permeability, the propagation speed of the high-frequency signal differs depending on the rotation direction. As a result, the signal transmission to a specific terminal can be stopped by the canceling effect in the magnetic rotor. They use it for the night.
  • the non-propagating terminal is set in an angular relationship to the drive terminal from the circularly polarized magnetic permeability + and one property. For example, if terminals A, B, and C are arranged in this order along a certain rotation direction, and if the non-propagating terminal for driving terminal A is terminal B, the non-propagating terminal for driving terminal B is the terminal C
  • the isolator is configured by terminating one terminal of the circuit thus configured.
  • a matching resistor may be connected.
  • a chip resistor or a thick film resistor or a thin film resistor provided on a substrate for forming a resonance capacitor is used. Have been. Permanent magnets occupy a large proportion of the components constituting the nonreciprocal circuit device, and the volume occupied by the permanent magnet is a problem in reducing the size of the nonreciprocal circuit device.
  • the conventional lumped constant type circuit has used the equivalent circuit structure shown in Fig. 4. In this case, one end of each inductor (outer conductor) of the solar cell was directly connected to the ground.
  • a series resonance circuit 501 for adjusting the common-mode excitation eigenvalue as shown in the equivalent circuit of Fig. 5 is connected to each inductor of the circuit. It is well known that one end of the evening is added between a common connection point 500 (outer conductor), which is commonly connected, and a ground.
  • the admittances of the in-phase excitation, the in-phase excitation, and the anti-phase excitation maintain a relationship of 120 degrees with each other as a condition for establishing the circuit.
  • the admittances of the positive-phase excitation and the negative-phase excitation change with the frequency change, but the admittance of the in-phase excitation does not change. For this reason, if the frequency changes greatly, each admittance cannot maintain the relationship of 120 degrees, and it cannot operate as a saturable operation. This is the reason why the operating frequency band of the circuit is limited.
  • the temperature characteristics of the non-reciprocal circuit device will be described. There are various factors that can affect the temperature characteristics of non-reciprocal circuit devices such as circulators, but the dominant factors are magnetic materials such as YIG used in gyromagnetic rotors.
  • the temperature characteristics of the saturation magnetization of the magnet and the temperature characteristics of the permanent magnet for applying a bias magnetic field can be considered.
  • the change in temperature characteristics of a magnetic material such as YIG is larger than the change in temperature characteristics of a bias magnetic field. Therefore, as the temperature increases, the operating frequency of the circuit increases, which substantially narrows the usable frequency band. For this reason, it is common practice to substitute gadolinium for YIG to improve the temperature characteristics of the saturation magnetization of YIG.
  • replacing gadolinium has the disadvantage of increasing the loss of YIG and increasing the insertion loss over time. Also, such a method could not completely adjust the temperature characteristics.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and its purpose is to reduce the operating magnetic field of the non-reciprocal circuit device, downsize the permanent magnet, and reduce the operating frequency. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a non-reciprocal circuit device that can be reduced in size, weight, and height.
  • Another object of the present invention is to provide a non-reciprocal circuit device capable of arbitrarily adjusting the temperature characteristics without changing the material to be used and without deteriorating the insertion loss. is there.
  • a non-reciprocal circuit device having a capacitor between the shield conductor and the ground of the non-reciprocal circuit device for adjusting only the in-phase excitation eigenvalue.
  • a plurality of central conductors that intersect with each other in a state of being insulated from each other, a magnetic body provided close to the plurality of central conductors, and a common connection to one end of the plurality of central conductors
  • a non-reciprocal circuit device provided with a shielded conductor provided, wherein a non-reciprocal circuit device in which a capacitor for adjusting only the in-phase excitation eigenvalue is inserted and connected between the shielded conductor and the ground is provided.
  • the operating frequency and the applied magnetic field can be reduced at the same time. If the operating frequency goes down It is possible to use a smaller mag- netic rotator, and it is possible to reduce the size of the nonreciprocal circuit element. Further, if the applied magnetic field decreases, a smaller permanent magnet can be used, and the size of the non-reciprocal circuit device can be further reduced. Moreover, since it is only necessary to add a capacity, the size of the non-reciprocal circuit device can be reduced in that sense.
  • the value of the frequency change amount dFZdH per unit magnetic field can be arbitrarily changed. If dFZdH increases, the influence of the temperature characteristics of the bias magnetic field contributes more strongly to the temperature characteristics of the irreversible circuit element, and the temperature characteristics of the bias magnetic field have apparently increased. Such an effect can be obtained, and as a result, the temperature characteristics of the non-reciprocal circuit device are improved. Since dF / dH can be arbitrarily changed depending on the capacitance value of the capacitor, the temperature characteristics of the non-reciprocal circuit device can be arbitrarily adjusted, and the non-reciprocal circuit device having almost no change in temperature characteristics Can be realized.
  • the capacity to be added is the capacity that satisfies C s XC ⁇ 150, where C s [p F] and the parallel resonance capacity of the nonreciprocal circuit element are C [p F 3]. It is more preferable that the capacity satisfies C s XC ⁇ 900.
  • the above-mentioned center conductor is a strip ply folded on a magnetic body.
  • the capacitance to be added is preferably a capacitance using a resin material or ceramics as a dielectric material between the electrodes.
  • the above-mentioned center conductor is a conductor integrally formed in a magnetic body.
  • the added capacitance is a capacitance using ceramics or resin material as the dielectric material between the electrodes. It is preferred.
  • the added capacitance is a capacitance formed integrally with the magnetic body.
  • a capacitor may be formed between the input / output terminal and the ground, and between the input / output terminal and the shield electrode, respectively.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a magnetic rotor in a conventional lumped constant type circuit.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the state of assembly of a conventional lumped constant circuit circuit.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing the magnetic permeability of a magnetic material with respect to a rotating high-frequency magnetic field.
  • Fig. 4 is an equivalent circuit diagram of a conventional circuit.
  • Fig. 5 is an equivalent circuit diagram of a cycle with a series resonance circuit added to adjust the in-phase excitation eigenvalue.
  • FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a circuit described in Japanese Patent Publication No. 49-282119.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view schematically showing an entire configuration and an assembling order in a lumped constant type isolator, which is one embodiment of the nonreciprocal circuit device of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view showing a developed state before folding of the center conductor and the shielded conductor portion in the embodiment of FIG.
  • FIG. 9 is a plan view showing an assembly formed by folding the center conductor on the ferrite core in the embodiment of FIG.
  • Fig. 10 shows the lumped-constant-type isolator of the embodiment shown in Fig. 7. It is a perspective view which shows the structure after standing up.
  • FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of the non-reciprocal circuit device in the embodiment of FIG.
  • FIG. 12 is a characteristic diagram of the isolation when a capacitance having a capacitance value C s is added.
  • FIG. 13 is a characteristic diagram of the isolation when a capacitance having a capacitance value C s is added and the applied magnetic field is optimized.
  • FIG. 14 is a diagram showing a change in operating frequency when the capacitance value C s is changed.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a change in the applied magnetic field when the capacitance value C s is changed.
  • FIG. 16 is a diagram showing a change in d F Z d H when the capacitance value C s is changed.
  • FIG. 18 is a diagram showing the change of the isolation when the applied magnetization is changed without adding the capacitance of the capacitance value C s.
  • FIG. 19 is a perspective view schematically showing a configuration of a gyromagnetic part in a concentrated constant type isolator as another embodiment of the nonreciprocal circuit device of the present invention.
  • FIG. 20 is a sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 21 is an exploded perspective view schematically showing the overall configuration in the embodiment of FIG.
  • FIG. 22 is an exploded perspective view schematically showing the entire configuration of a lumped-constant type laser device according to still another embodiment of the nonreciprocal circuit device of the present invention.
  • FIG. 22 is an exploded perspective view schematically showing the entire configuration of a lumped-constant type laser device according to still another embodiment of the nonreciprocal circuit device of the present invention.
  • FIG. 23 is an equivalent circuit diagram of the non-reciprocal circuit device in the embodiment of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • a lumped-parameter isolator will be described as an embodiment of the nonreciprocal circuit device of the present invention.
  • this embodiment is a case of a lumped parameter type isolator
  • the present invention is also applicable to a distributed parameter type isolator, a lumped parameter type circuit and a distributed parameter type circuit. Can be applied.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view schematically showing an entire configuration and an assembling order in a lumped constant type isolator, which is one embodiment of the nonreciprocal circuit device of the present invention.
  • FIG. FIG. 9 is a plan view showing an unfolded state of a center conductor and a shield conductor portion in a form before folding, and FIG. 9 shows an assembly formed by folding the center conductor in the embodiment of FIG. 7 on a ferrite core.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a configuration after assembling the lumped-constant-type isolator in the embodiment of FIG. 7.
  • 700 is a shielded conductor (shield plate).
  • 701a, 701b, and 701c are the three strip conductors that make up the three center conductors
  • 702 is the YIG disk-shaped ferrite core. I have.
  • the shielded conductor 700 and the strip-lines 700a, 701b, and 701c are formed by punching a copper foil as shown in FIG. It is formed by extending the three striplines 7001a, 7001b, and 700c in the radial direction. Story The tips 701a and 701b are configured so that the tips are the input / output ends, and the striplines 701c are configured such that the tips terminate.
  • the shield conductor 700 has a disk shape having substantially the same dimensions as the disk-shaped ferrite core 720 mounted thereon. I have.
  • the input / output end is located along the outer periphery of the disc-shaped ferrite core 720.
  • One of the ripples 700a and 700b is bent, the other is bent, and finally the stripline 70c with the terminating resistor connection end is connected. Bend.
  • three strip lines 70 la, 70 lb and 70 1 are formed on the upper surface of the disk-shaped ferrite core 72. c are folded and crossed to form an assembly 703 of a strip line and a disk-shaped ferrite core as three central conductors.
  • the lumped-constant isolator is composed of not only the assembly 703 but also the internal substrate 704 on which the terminating resistor and the required capacitance are formed.
  • an insulating sheet 7100 for forming the same.
  • the dielectric insulating sheet 710 is sandwiched between the assembly 703 and the lower cover 708, and the capacity of the shielded conductor 7000 and the lower cover 708 of the assembly 703 is provided.
  • an electrode As an electrode, an additional capacitance having a capacitance value C s is formed.
  • the dielectric constituting the insulating sheet 7110 for example, a resin material is used, but it is not limited to this.
  • the internal substrate 704 has a hole 711 for mounting the assembly 703 inside the substrate 704 made of a dielectric material.
  • the upper surface of the substrate 704 has Capacitor electrodes 704a, 704b and 704c of predetermined shapes to be connected to the tips of the striplines 701a, 702D and 701c are formed. Have been.
  • a termination made of ruthenium oxide or the like is provided between the capacitance electrode 704c to which the tip of the strip line 701c is connected and the shield electrode 704d.
  • the end resistors 7 1 and 2 are formed by thick film printing.
  • a ground electrode is formed on the lower surface of the substrate 704 to form a required input / output capacitance with the capacitor electrodes 704a, 704b and 704c. Has been done. This ground electrode is directly grounded.
  • the assembly 703 is fitted into the hole 711 of the substrate 704, and the strip electrodes are connected to the capacitance electrodes 704a, 704b and 704c on the substrate 704.
  • the tips of the pins 70a, 702b, and 70c are connected by soldering, respectively.
  • An internal substrate 704 to which an assembly 703 is attached is placed on a lower cover 708 made of a soft magnetic metal such as iron with an insulating sheet 710 sandwiched therebetween.
  • the rectangular frame-shaped resin case 705 corresponds to the two striplines 70 1a and 70 1b whose leading ends are the input / output ends. It has two connection electrodes 705a and 705b at the position, and a ground connection at the position corresponding to the ground electrode 704d to drop one end of the terminating resistor 712 to ground It has electrodes 705 d.
  • a lower cover 708 to which the assembly 703 is attached is attached to the lower side of the resin case 705, and the connection electrodes 705a and 705b are attached to the inside of the case by a stream.
  • the tips of the top plates 701 a and 701 b and the capacitor electrodes 704 a and 704 b are connected by soldering, respectively, and the ground connection electrode The electrode 704 is connected by soldering.
  • a permanent magnet 706 is fixed inside the upper cover 707 made of a soft magnetic metal such as iron.
  • the upper cover 707 containing the permanent magnet 706 is assembled on the upper side of the resin case 705, and the upper cover 707 and the lower cover 708 are caulked and integrated together. I have.
  • the permanent magnets 706 and the strip lines 700a, 702b and Ferrite cores 702 provided with 70c on the upper side are arranged, and these are surrounded by the magnetic yoke.
  • the terminal board 709 has two surface-mounted terminal electrodes for connecting external circuits at positions corresponding to the tips of two strip-lines having input / output terminals. a and 709 b are provided on the lower surface thereof, and a ground electrode 709 d is provided on the lower surface thereof. In addition, electrodes 709 a ′ and 709 b ′ connected to external circuit connection surface mounting terminal electrodes 709 a and 709 b via via holes (not shown) on the upper surface thereof. And an electrode 709 d ′ connected to the ground electrode 709 d via a via hole (not shown).
  • This terminal board 7 0 9 is attached to the lower surface of the lower cover 708, and the outer ends of the connection electrodes 705a and 705b of the resin case 705 are connected to the electrodes 709a 'and 709b'. Each is connected by soldering, and the lower surface of the lower cover 708 is connected to the electrode 709 d 'by soldering.
  • the tips of the two strip lines 70 1 a and 70 1 b serving as the input / output terminals are connected to the external circuit connection surface mounting terminal electrodes 7 09 a of the terminal board 7 09.
  • Lumped-constant isolator which is drawn out to 709b and connected to the ground electrode 709d through the terminating resistor 712 through the end of the stripline 701c.
  • the lumped-constant-type isolator having the structure as in the present embodiment, a sample in which the value of C s XC was changed was actually created. At this time, the dimensions of the disk-shaped ferrite core 720 were 3.5 mm in diameter and 0.4 mm in thickness.
  • L 1 is inductor emission scan
  • L 2 is positive phase excitation represent Lee Ndaku evening Nsu reverse phase excitation.
  • C if actually measured L 1, L 2 and L 3, it is the this to calculate yi, the I Ri Ai Seo Resho emission characteristics y 2 and y 3 or et equation.
  • FIG. 11 shows an equivalent circuit of the non-reciprocal circuit element (the sacrificial circuit) according to the present embodiment, in contrast to the conventional sacrificial circuit represented by the equivalent circuit of FIG.
  • the capacitance value for adjusting the in-phase excitation eigenvalue between itself and the ground is determined. Is C s, and a capacity of 110 is added. In this case, the capacitance C s affects only the admittance of the in-phase excitation
  • Figure 12 shows the results of calculating the isolation characteristics when the capacitance value C s of the capacitor 110 was changed. The figure shows the measured C
  • Fig. 13 shows the calculation results obtained by lowering the applied magnetic field so that the maximum value of the isolation becomes the largest.
  • the center frequency of the isolation is further reduced by reducing the applied magnetic field.
  • FIG. 14 shows the relationship between C sxC and the center frequency of the isolation
  • FIG. 15 shows the relationship between C sxC and the applied magnetic field.
  • FIGS. 14 and 15 also show the characteristics of the present embodiment and the embodiment of FIG. 22 described later.
  • the addition of a capacitance value of 110 with a capacitance value of C s can simultaneously reduce the operating frequency of the circuit and the applied magnetic field. . From FIG. 14, it can be seen that the effect of lowering the operating frequency becomes remarkable in the case of C s XC ⁇ 1500 [(pF) 2 ]. Therefore, a preferable range of C s xC is 150 0 [(p F) 2 ] or less. From FIG.
  • the size of the gyromagnetic component is inversely proportional to the operating frequency. In other words, at lower operating frequencies, smaller magnetic rotors can be used. As a result, the size of the entire circuit can be reduced. In addition, if the applied magnetic field is reduced, a smaller permanent magnet can be used, and further miniaturization can be achieved.
  • Figure 16 shows the relationship between C sx C and the frequency change per unit magnetic field d FZ d H as a result of calculating the frequency change by changing the applied magnetic field and changing C sx C. Is shown.
  • dF / dH increases as compared with the case where no capacitance is added.
  • the smaller the capacitance value C s the greater the change in frequency with respect to the change in the applied magnetic field.
  • the value of d F Z d H can be arbitrarily changed.
  • Various factors can be considered as factors that affect the temperature characteristics of nonreciprocal circuit elements such as solar cells, but the dominant factor is that used in magnetic rotors.
  • the temperature characteristics of the saturation magnetization of a magnetic material such as YIG, and the temperature characteristics of a permanent magnet for applying a bias magnetic field can be considered.
  • the temperature characteristics of a magnetic material such as YIG are larger than the temperature characteristics of a bias magnetic field, so that the higher the temperature, the higher the operating frequency of the circuit, and the practically usable frequency band Is narrowing.
  • Increasing dF / dH by adding capacitance 110 of capacitance value C s as in the present invention means that the influence of the temperature characteristics of the bias magnetic field is stronger. This means that it contributes to the temperature characteristics of the night. In other words, an effect appears as if the temperature characteristics of the bias magnetic field were increased, so that the temperature characteristics of the circulating field were improved.
  • the capacitance value C s By selecting the capacitance value C s, d FZ d H Can be arbitrarily changed, so that the temperature characteristics of the circuit can be arbitrarily adjusted.
  • the value of C s it is possible to realize a circuit with almost no change in temperature characteristics.
  • Fig. 18 shows the characteristics when the capacitor 1100 is not added. From FIGS. 17 and 18, it can be seen that when the capacitance 1100 is added, the maximum value of the isolation is relatively small even when the applied magnetic field is changed. The degradation of the bandwidth of the solution can be suppressed, and the temperature characteristics of the circuit can be further improved.
  • FIG. 19 shows another embodiment of the non-reciprocal circuit device of the present invention.
  • FIG. 20 is a perspective view schematically showing the configuration of the magnetic rotor portion in the lumped-constant-type isolator shown in FIG. 20, FIG.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the line A--A in FIG. 19, and FIG. FIG. 10 is an exploded perspective view schematically showing the entire configuration in the ninth embodiment.
  • this embodiment is a case of a lumped constant type isolator, the present invention is also applied to a distributed constant type isolator, a lumped constant type circuit, and a distributed constant type circuit. can do.
  • reference numeral 190 denotes a magnetic rotor formed by integrally firing a core conductor (inner conductor) 190 having a three-fold symmetric pattern and a magnetic material; 2 is a shield conductor formed on one entire surface and part of the side surface of the magnetic rotor 190, and 1903a, 1903b and 1903c are magnetic rotor 1
  • a terminal electrode formed on the side surface of 900, connected to one end of each central conductor 1901, 1904 is an internal substrate, 1905 is a permanent magnet for excitation, and 1906 is a permanent magnet for excitation.
  • Made of soft magnetic metal such as iron ⁇ , 1907 is formed on the lower surface of the shielded conductor 1902, and is a dielectric layer for forming an additional capacitance (capacitance value C s) for adjusting only the in-phase excitation eigenvalue of the present invention. Are respectively shown.
  • the dielectric layer 1907 is sandwiched between the shield conductor 1902 and one surface of the work piece 1906 below it, and the shield conductor of the magnetic rotor 190
  • the additional capacitance of the capacitance value Cs is formed by using the capacitor 1902 and one surface of the yoke 1906 as a capacitor electrode.
  • a dielectric material constituting the dielectric layer 1907 for example, ceramics is used, but is not limited thereto.
  • the internal substrate 1904 has a through hole 1908 in the center of the substrate 1904 made of a dielectric material for mounting the magnetic rotor 1900 inside.
  • a terminating resistor 1 made of ruthenium oxide or the like is placed between the capacitive electrode 1904c connected to the terminal electrode 1903c and the ground electrode 1904d. 9 0 9 is formed by thick film printing.
  • a ground electrode is formed on the entire lower surface of the substrate 190 4, and between the capacitive electrodes 190 4 a, 190 4 b, and 190 4 c. Thus, the required capacitance is formed.
  • the capacitance electrodes 904a and 904b also constitute input terminals and output terminals, respectively, and the ground electrode 904d also constitutes a ground terminal.
  • the method for forming the magnetic rotor 190 will be described below.
  • Yttrium oxide (Y 2 ⁇ 3) and iron oxide (Fe 2 O 3) are mixed at a molar ratio of 3: 5, and the mixed powder is calcined at 1200 ° C.
  • the calcined powder obtained is pulverized by a pole mill, an organic binder and a solvent are added to produce a magnetic slurry.
  • the obtained magnetic slurry is formed into a green sheet by a doctor blade method.
  • a hole for a via hole is formed on the molded dolly sheet by a punching machine, and then a pattern of the center conductor 1901 is formed on the green sheet by a thick film printing method. At this time, the via holes are filled at the same time.
  • the conductor material for example, a silver paste is used.
  • the green sheet thus processed is thermocompression-bonded to obtain a laminate. Then, it is cut into a predetermined size and fired at 148 ° C. Next, a shield conductor 1902 is formed on the entire surface of one side of the fired body by firing silver paste. In addition, on the side surface of the fired body, terminal electrodes 1903a, 1903b and 1903c, and electrodes connecting the shield conductor 1902 and the lead-out portion of the center conductor were connected. It is formed by baking a silver paste. Thereby, a magnetic rotator 190 is obtained.
  • a ceramic layer is printed on the entire surface of the shielded conductor 1902 of the magnetic rotor 1900 and fired to form the dielectric layer 1907. You.
  • An additional capacitance having a capacitance value C s is formed by the shielded conductor 1902 sandwiching the dielectric layer 1907 formed of a ceramic material and one surface of the yoke 1906.
  • the value of C sx C is 50 [(p F) 2 ].
  • the center frequency of the isolation, the relative strength of the bias magnetic field, and the temperature The amount of change in the center frequency of the isolation when the temperature was changed from 5 ° C to + 85 ° C was measured. Table 3 shows the measurement results. For comparison, an isolator without additional capacitance (capacitance value C s) was created and measured similarly. Table 3
  • FIG. 22 is an exploded perspective view schematically showing the overall configuration of a non-reciprocal circuit device according to another embodiment of the present invention, which is a concentrated constant type isolator.
  • a constant type isolator the present invention can be applied to a distributed constant type isolator, a lumped constant type circuit, and a distributed constant type circuit.
  • reference numeral 220 denotes a magnetic rotor formed by integrally firing a central conductor (inner conductor) having a three-fold symmetric pattern and a magnetic material
  • reference numeral 220 denotes a magnetic rotor.
  • Shield conductors formed on one side of the entire surface and part of the side surface of the magnetic rotor are denoted by 2203a, 2203b and 2203c.
  • Terminal electrodes connected to one end of each center conductor, 222 are internal substrates, 220 are permanent magnets for excitation Stone, 222 is a yoke made of a soft magnetic metal such as iron, 222 is a dielectric layer for forming an additional capacitance (capacitance value C s) for adjusting only the in-phase excitation eigenvalue of the present invention, 222 10 is such that it is connected to a shield conductor 222 formed on the lower surface of the magnetic rotor 220 and a shield electrode (not shown) formed on the lower surface of the internal substrate 222.
  • the shield conductor 222 and the shield conductor inserted under the shield electrode are shown.
  • the dielectric layer 222 is sandwiched between the shield conductor 222 and one surface of the yoke 222 located thereunder. 6 is used as a capacitance electrode to form an additional capacitance having a capacitance value C s.
  • a dielectric material constituting the dielectric layer 222 for example, ceramics is used, but it is not limited to this.
  • the internal substrate 222 has a hole 222 in the center of the substrate 222 made of a dielectric material for mounting the magnetic rotator 222 inside.
  • a terminating resistor such as ruthenium oxide is connected. 209 is formed by thick film printing.
  • a shield electrode is formed on the entire lower surface of the substrate 222, and between the capacitive electrodes 220 204 a, 222 b, and 220 c.
  • the required input / output capacity is formed.
  • the capacitive electrodes 2204a and 2204b also constitute the input and output terminals, respectively.
  • the ground electrode 222d also forms a ground terminal.
  • the method of forming the magnetic rotator 222 will be described below.
  • Yttrium oxide (Y 2 ⁇ 3) and iron oxide (Fe 2 O 3) are mixed at a molar ratio of 3: 5, and the mixed powder is calcined at 1200 ° C.
  • the calcined powder thus obtained is pulverized by a pole mill, and then an organic binder and a solvent are added to produce a magnetic slurry.
  • the obtained magnetic slurry is formed into a green sheet by a doctor blade method. Holes for via holes are formed in the formed green sheet by a punching machine, and then the center conductor pattern is formed on the green sheet by thick film printing. At this time, the via holes are filled at the same time.
  • the conductor material for example, a silver paste is used.
  • the green sheet thus processed is thermocompression-bonded to obtain a laminate. Then, it is cut into a predetermined size and fired at 148 ° C. Next, a shield conductor is formed on the entire surface of one side of the fired body by baking silver paste. In addition, on the side surface of the fired body, shield conductors that connect terminal electrodes 2203a, 2203b, and 2203c to the entire surface of the shielded conductor and the lead-out part of the core conductor. Are formed by baking silver paste. As a result, a gyromagnetic component 222 is obtained.
  • the magnetic rotor 222 is mounted on the internal substrate 222, and the shield conductor 222 connected to the entire surface shield electrode and the shield electrode formed on the lower surface of the internal substrate 222 is mounted. 0 and a dielectric layer 2207 underneath, and the permanent magnet 2205 and the upper and lower yokes 222 are assembled as shown in FIG. An isolator is formed. An additional capacitance of capacitance C s is formed by the shielded conductor 2 210 and one surface of the yoke 220 6 sandwiching the dielectric layer 222 formed of a ceramic material. .
  • FIG. 23 shows an equivalent circuit of the nonreciprocal circuit device (circular circuit) according to the present embodiment.
  • a capacitor 2300 whose capacitance value is C s for adjusting the in-phase excitation eigenvalue is added to the ground.
  • the capacitance C s acts only on the admittance of the in-phase excitation, and y “ j
  • one end of the input / output capacitance is not directly connected to the ground, but is connected to the shielded conductor 2201, and is connected to the ground via the capacitance 230. It will be connected.
  • the non-ground side electrode portion of the capacitor 230 in FIG. 23 corresponds to the shield conductor 222 and the electrodes connected thereto.
  • the addition of a capacitance value of 230 with a capacitance value of Cs simultaneously lowers the operating frequency and applied magnetic field of the circuit. You can see that it can be done. From FIG.
  • the capacitance for adjusting only the in-phase excitation eigenvalue is provided between the ground and the shield conductor commonly connected to one end of the center conductor, the operation is improved.
  • the frequency and applied magnetic field can be reduced simultaneously.
  • a smaller magnetic rotor can be used, and the size, weight, and height of the nonreciprocal circuit device can be reduced.
  • the applied magnetic field decreases, a smaller permanent magnet can be used, and the size of the nonreciprocal circuit device can be further reduced.
  • the size of the nonreciprocal circuit device can be reduced in that sense.
  • the value of the frequency change amount dF / dH per unit magnetic field can be arbitrarily changed. If dFZdH increases, the influence of the temperature characteristics of the bias magnetic field contributes more strongly to the temperature characteristics of the irreversible circuit element, and the temperature characteristics of the bias magnetic field have apparently increased. Such an effect can be obtained, and as a result, the temperature characteristics of the non-reciprocal circuit device are improved. Since dF / dH can be arbitrarily changed depending on the capacitance value of the capacitor, the temperature of the non-reciprocal circuit element can be changed. The temperature characteristics can also be adjusted arbitrarily, and a non-reciprocal circuit device with almost no temperature characteristics can be realized. That is, the temperature characteristics can be arbitrarily adjusted without changing the material to be used and without causing the insertion loss to deteriorate.

Landscapes

  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)

Description

明 細 書
非可逆回路素子 技術分野
本発明は、 マイ ク ロ波帯域等で用い られる無線機器、 例えば携帯 電話のごとき移動体無線機器等に使用される非可逆回路素子に関す る。 背景技術
近年の移動体通信機器の小型化に伴い、 これら通信機器に使用さ れるアイ ソ レータ、 サーキユレ一夕等の非可逆回路素子の小型化へ の要求がますます強く なってきている。
従来の集中定数型サ一キユ レ一夕は、 図 1 の分解斜視図に示すご とき基本構造を有してお り 、 平面形状が円形の組立式の磁気回転子 を備えていた。
同図において、 1 0 0 はガラス · エポキシ樹脂等か らなる円形の 非磁性体基板であ り 、 この非磁性体基板 1 0 0 の上下面には中心導 体 1 0 1 及び 1 0 2 が形成されている。 中心導体 1 0 1 及び 1 0 2 は、 非磁性体基板 1 0 0 を貫通する ビアホール 1 0 3 で互いに接続 されている。 中心導体 1 0 1 及び 1 0 2 を形成したこの非磁性体基 板 1 0 0 を両側か ら挟むよう に、 円形の磁性体部材 1 0 4及び 1 0 5 を積み重ねて接着した構造で組立式に取り付けられてお り 、 中心 導体 1 0 1 及び 1 0 2 に印加される高周波電力によってこれら磁性 体部材 1 0 4及び 1 0 5 内に高周波磁束が生じるよう に構成されて いる。 サ一キユ レ一夕全体と しては、 図 2 の分解斜視図に示すよう に、 中心導体 1 0 1 ( 1 0 2 ) を形成したこの非磁性体基板 1 0 0 の両 側に、 磁性体部材 1 0 4及び 1 0 5 、 グラ ン ド電極 1 0 6 及び 1 0 7 、 励磁用永久磁石 1 0 8 及び 1 0 9 、 並びに上下に分割されてお り励磁用永久磁石 1 0 8及び 1 0 9 からの磁束用磁路を構成する分 割式の金属製ハウジング 1 1 0 及び 1 1 1 を こ の順序でそれぞれ積 み重ねて組み立て固定する こ とによって形成される。
図示されていない入出力端子を介して中心導体 1 0 1 及び 1 0 2 に高周波電力を与える と、 磁性体部材 1 0 4及び 1 0 5 内に中心導 体 1 0 1 及び 1 0 2 の回り を回転する高周波磁束が発生する。 この 高周波磁束と直交する直流磁界を永久磁石 1 0 8 及び 1 0 9 から印 加する と、 磁性体部材 1 0 4及び 1 0 5 は、 図 3 に示すよう に、 高 周波磁束の回転方向に応じて異なる透磁率 + 及び / 一 を示す こ と となる。 このような正負の円偏波透磁率の違いから、 高周波信 号の伝播速度が回転方向によって異な り 、 その結果、 磁気回転子内 の打ち消し効果で特定の端子への信号の伝播を止め得る こ とをサー キユ レ一夕は利用 しているのである。
非伝播端子は、 円偏波透磁率 + 及び 一 の性質から、 駆動端 子に対する角度関係で設定される。 例えば、 ある回転方向に沿って 端子 A 、 B及び Cがこの順序で配置されている とする と、 駆動端子 Aに対する非伝播端子が端子 Bである場合に、 駆動端子 B に対する 非伝播端子は端子 C となる。 アイ ソ レータは、 このよう にして構成 されたサ一キユ レ一夕の一端子を終端して構成される。 終端するに は、 整合する抵抗を接続すれば良く 、 従来は、 チップ抵抗又は共振 容量を形成するための基板上に設けた厚膜抵抗又は薄膜抵抗で形成 されている。 非可逆回路素子を構成する部品の中で、 永久磁石の占 める割合は大きく 、 この永久磁石の占める容積が非可逆回路素子を 小型化する上で問題となっている。
また、 従来の集中定数型サ一キユ レ一夕は、 図 4 に示す等価回路 の構造が用い られてきた。 この場合、 サ一キユ レ一夕の各イ ンダク 夕の一端 4 0 0 (外部導体） は、 グラン ドに直接接続されていた。
サ一キユ レ一夕を広帯域化するための手法と して、 図 5 の等価回 路に示すよ うな同相励振固有値を調整するための直列共振回路 5 0 1 をサーキユ レ一夕の各ィ ンダク夕の一端を共通に接続した共通接 続点 5 0 0 (外部導体） とグラン ド との間に付加する こ とが公知で ある。
一般に、 サーキユ レ一夕の成立条件と して、 同相励振、 正相励振 及び逆相励振の各ア ドミ ツ夕 ンスが、 互いに 1 2 0度の関係を保つ こ とが必要である。 通常、 周波数の変化と共に正相励振及び逆相励 振のア ドミ ッタンスは変化するが、 同相励振のア ドミ ツタ ンスは変 化しない。 このため、 周波数が大きく変化する と各ア ドミ ツ夕 ンス が 1 2 0度の関係を保てなく な り、 サ一キユ レ一夕 と して動作でき なく なる。 これが、 サーキユ レ一夕の動作周波数帯域が制限される 理由である。 それ故、 同相励振にのみ寄与する直列共振回路を付加 すれば、 ア ドミ ッタ ンスが互いに 1 2 0度の角度を長く維持する こ とができ、サーキユ レ一夕の動作周波数を広帯域化できるのである。 しかしながら、 L Cの直列共振回路を付加する こ とは、 部品点数を 増加させる こ とになり 、 これは近年の小型化の要求に対して反する ものとなっている。 特に、 小型、 高性能のイ ンダク夕を構成する こ とは非常に困難なこ とであった。 特公昭 4 9 一 2 8 2 1 9 号公報には、 中心導体の一端と地導体と の間に容量を形成する こ とが提案されている。 この場合の等価回路 は、 図 6 のよう に、 3 つの中心導体の一端にそれぞれ容量 6 0 1 、 6 0 2 及び 6 0 3 が接続された構成になると考えられる。 これら容 量は、 同相励振固有値だけではなく 、 正相励振及び逆相励振の固有 値にも共に影響を与える こ とになる。 このため、 図 4 の従来技術の 場合と同様に、 周波数が大きく変化する と各ア ド ミ ツ 夕 ンスが 1 2 0度の関係を保てなく な り 、 サ一キユ レ一夕 と して動作できなく な るので、 動作周波数帯域が制限される こ ととなる。
非可逆回路素子の温度特性について説明する。 サーキュ レータ等 の非可逆回路素子の温度特性に影響を与える要因と しては、 種々の ものが考え られるが、 支配的な要因と しては、 磁気回転子に使用さ れる Y I G等の磁性体の飽和磁化の温度特性や、 バイ アス磁界を与 えるための永久磁石の温度特性が考えられる。 一般に、 Y I G等の 磁性体の温度特性変化は、バイ アス磁界の温度特性変化よ り大きい。 このため、 温度が高く なるほどサ一キユ レ一夕の動作周波数が増加 してしまい、 実質的に使用可能周波数帯域を狭めている。 このため、 Y I Gにガ ド リ ニウムを置換し Y I Gの飽和磁化の温度特性を改善 する こ とが一般に行われている。 しかしながら、 ガ ド リ ニウムを置 換する と、 Y I Gの損失が増加し、 サ一キユ レ一夕の挿入損失の増 加を招く という欠点がある。 また、 このような方法は、 温度特性を 完全に調整できるものではなかった。
以上述べたよう に、 移動体通信機器の小型化に伴って非可逆回路 素子の小型化、軽量化及び低背化の要求がますます強く なつている。 この要求に応えるには、 非可逆回路素子を構成する部品の中でも、 永久磁石を小型化する こ とが重要となる。 また、 非可逆回路素子の 小型化を行う と、 動作周波数が上がってしまい所望の動作周波数が 得られないという 問題がある。 発明の開示
本発明は、 このような状況を鑑みてなされたものであ り 、 その目 的は、 非可逆回路素子の動作磁界を下げて永久磁石を小型化する と 共に動作周波数を下げる こ とができ、 これによつて小型化、 軽量化 及び低背化を図る こ とのできる非可逆回路素子を提供する こ とにあ る。
本発明の他の目的は、 使用する材料を変更せずに、 しかも挿入損 失の悪化を招く こ と無しに任意に温度特性を調整する こ とができる 非可逆回路素子を提供する こ とにある。
本発明によれば、 非可逆回路素子のシール ド導体とグラ ン ド との 間に同相励振固有値のみを調整する容量を設けた非可逆回路素子が 提供される。
本発明によれば、 さ らに、 互いに絶縁された状態で交差する複数 の中心導体と、 これら複数の中心導体に近接して設けられた磁性体 と、 複数の中心導体の一端に共通に接続されたシール ド導体とを備 えた非可逆回路素子であって、 シール ド導体とグラ ン ド との間に同 相励振固有値のみを調整する容量を挿入接続した非可逆回路素子が 提供される。
中心導体の一端に共通に接続されたシール ド導体とグラ ン ド との 間に同相励振固有値のみを調整する容量を設けたので、 動作周波数 及び印加磁界を同時に下げる こ とができる。 動作周波数が下がれば よ り 小型の磁気回転子を使用する こ とが可能とな り、 非可逆回路素 子の小型化が可能となる。 また、 印加磁界が下がれば、 よ り 小型の 永久磁石を使用する こ とが可能とな り 、 非可逆回路素子のさ らなる 小型化が可能となる。 しかも、 容量を追加するのみでよいため、 そ の意味から も非可逆回路素子の小型化を図る こ とができる。
また、 この付加容量の容量値を選ぶことによ り 、 単位磁界当 り の 周波数変化量 d F Z d Hの値を任意に変化させる こ とができる。 d F Z d Hが増加すれば、 バイ アス磁界の温度特性の影響が非可逆回 路素子の温度特性によ り強く寄与する こ と とな り 、 バイ アス磁界の 温度特性が見かけ上大きく なつたよ うな効果を得る こ とができ、 そ の結果、 非可逆回路素子の温度特性が改善される。 容量の容量値に よ り d F / d Hが任意に変化させられるため、 非可逆回路素子の温 度特性も任意に調整できる こ と とな り 、 ほとんど温度特性に変化の ない非可逆回路素子を実現できる こ とになる。
上述の付加する容量は、 その容量値を C s [ p F ]、 非可逆回路素 子の並列共振容量値を C [ p F 3 と した場合に、 C s X C≤ 1 5 0 0 を満たす容量である こ とが好ま しく 、 C s X C≤ 9 0 0 を満たす 容量である こ とがよ り好ま しい。
本発明の一実施態様においては、 上述の中心導体は、 磁性体上に 折り重ねて配置したス ト リ ッ プライ ンである。 この場合、 付加する 容量は、 電極間の誘電体材料と して樹脂材料又はセラミ ッ クスを用 いた容量である こ とが好ましい。
本発明の他の実施態様においては、 上述の中心導体は、 磁性体内 に一体的に形成された導体である。 この場合、 付加する容量は、 電 極間の誘電体材料と してセラ ミ ッ クス又は樹脂材料を用いた容量で ある こ とが好ましい。 本発明のさ ら に他の実施態様においては、 こ の付加する容量は、 磁性体と一体的に形成された容量である。
本発明の実施態様においては、 入出力端とグラ ン ド との間、 入出 力端とシ一ル ド電極との間にそれぞれ容量が形成されていてもよい 図面の簡単な説明
図 1 は、 従来の集中定数型サ一キユ レ一夕における磁気回転子の 分解斜視図である。
図 2 は、 従来の集中定数型サーキユ レ一夕の組立の様子を示す分 解斜視図である。
図 3 は、 回転高周波磁界に対する磁性体の透磁率を示す特性図で ある。
図 4 は、 従来のサ一キユ レ一夕の等価回路図である。
図 5 は、 同相励振固有値を調整するための直列共振回路を付加し たサ一キュ レ一夕の等価回路図である。
図 6 は、 特公昭 4 9 - 2 8 2 1 9 号公報に記載されているサーキ ュ レー夕の等価回路図である。
図 7 は、 本発明の非可逆回路素子の一実施形態である集中定数型 アイ ソ レー夕における全体構成及び組み立て順序を概略的に示す分 解斜視図である。
図 8 は、 図 7 の実施形態における中心導体及びシール ド導体部分 の折り重ね前の展開した状態を示す平面図である。
図 9 は、 図 7 の実施形態における中心導体をフェライ ト コアに折 り重ねて構成される組立体を示す平面図である。
図 1 0 は、 図 7 の実施形態における集中定数型アイ ソ レー夕を組 み立てた後の構成を示す斜視図である。
図 1 1 は、 図 7 の実施形態における非可逆回路素子の等価回路図 である。
図 1 2 は、 容量値 C s の容量を付加した場合のアイ ソ レーショ ンの特性図である。
図 1 3 は、 容量値 C s の容量を付加し、 印加磁界を最適化した 場合のァイ ソ レーショ ンの特性図である。
図 1 4 は、 容量値 C s を変化させた場合の動作周波数の変化を 示す図である
図 1 5 は、 容量値 C s を変化させた場合の印加磁界の変化を示 す図である。
図 1 6 は、 容量値 C s を変化させた場合の d F Z d Hの変化を 示す図である
図 1 7 は、 容量値 C s = 1 p F の容量を付加し、 印加磁化を変 化させた場合のアイ ソ レーショ ンの変化を示す図である。
図 1 8 は、 容量値 C s の容量を付加しないで、 印加磁化を変化 させた場合のアイ ソ レーショ ンの変化を示す図である。
図 1 9 は、 本発明の非可逆回路素子の他の実施形態である集中定 数型アイ ソ レ一夕における磁気回転子の部分の構成を概略的に示す 斜視図である
図 2 0 は、 図 1 9 の A— A線断面図である。
図 2 1 は、 図 1 9 の実施形態における全体構成を概略的に示す分 解斜視図である。
図 2 2 は、 本発明の非可逆回路素子のさ らに他の実施形態である 集中定数型ァィ ソ レー夕における全体構成を概略的に示す分解斜視 図である。
図 2 3 は、 図 2 2 の実施形態における非可逆回路素子の等価回路 図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の非可逆回路素子の実施形態と して、 集中定数型ァ イ ソ レー夕の一例を説明する。 なお、 この実施形態は、 集中定数型 アイ ソ レー夕の場合であるが、 本発明は、 分布定数型アイ ソ レータ、 集中定数型サ一キユ レ一夕及び分布定数型サーキユ レ一夕にも適用 する こ とができる。
図 7 は本発明の非可逆回路素子の一実施形態である集中定数型ァ イ ソ レ一夕における全体構成及び組み立て順序を概略的に示す分解 斜視図であ り 、 図 8 は図 7 の実施形態における中心導体及びシール ド導体部分の折り重ね前の展開した状態を示す平面図であ り 、 図 9 は図 7 の実施形態における中心導体をフェライ ト コアに折り重ねて 構成される組立体を示す平面図、 図 1 0 は図 7 の実施形態における 集中定数型アイ ソ レータを組み立てた後の構成を示す斜視図である これらの図において、 7 0 0 はシール ド導体 （シ一ル ド板）、 7 0 1 a 、 7 0 1 b及び 7 0 1 c は 3 つの中心導体を構成するス ト リ ツ プライ ン、 7 0 2 は Y I Gによる円板状のフェライ ト コァをそれぞ れ示している。
このシール ド導体 7 0 0 とス ト リ ッ プライ ン 7 0 1 a 、 7 0 1 b 及び 7 0 1 c とは、 図 8 に示すよう に、 銅箔の打ち抜き加工によつ てシール ド導体 7 0 0 力、ら 3 つのス ト リ ッ プライ ン 7 0 1 a 、 7 0 1 b及び 7 0 1 c を放射方向に突出伸長させて形成される。 ス ト リ ッ プライ ン 7 0 1 a 及び 7 0 1 b は先端部が入出力端とな り 、 ス ト リ ッ プライ ン 7 0 1 c は先端部が終端するよ う に構成されている。 なお、 シール ド導体 7 0 0 は、 図 7 及び図 9 に示すごと く 、 この上 に載置する 円板状フ ェ ライ ト コ ァ 7 0 2 とほぼ同 じ寸法の円板形状 となっ ている。
シール ド導体 7 0 0 上に円板状フェ ライ ト コ ア 7 0 2 を載置後、 円板状フ ェ ライ ト コ ア 7 0 2 の外周縁に沿っ て、 入出力端を持つス ト リ ッ プライ ン 7 0 1 a 及び 7 0 1 b のう ち の一方を折 り 曲げ、 次 に他方を折 り 曲げ、 最後に終端抵抗接続端を持つス ト リ ッ プライ ン 7 0 1 c を折 り 曲げる。 これによ り 、 図 7 及び図 9 に示すよ う に、 円板状フ ェ ライ ト コ ァ 7 0 2 の上面に 3 つのス ト リ ッ プライ ン 7 0 l a 、 7 0 l b及び 7 0 1 c を折り 重ねて交差させ、 3 つの中心導 体と してのス ト リ ッ プライ ン及び円板状フェ ライ ト コ アの組立体 7 0 3 が形成される。
図示されていないが、 各ス ト リ ッ プライ ン 7 0 1 a 、 7 0 2 b 及 び 7 0 1 c を円板状フ ェ ライ ト コ ア 7 0 2 に折 り 重ねる際に、 ス ト リ ッ プライ ン 7 0 1 a 、 7 0 2 b及び 7 0 1 c 相互間の絶縁を とる ために、ポ リ イ ミ ド系の絶縁シー トが互いの間に挟み込まれている。
図 7 及び図 1 0 か ら理解できるよ う に、 集中定数型アイ ソ レータ は、 組立体 7 0 3 の他に、 終端抵抗や所要の静電容量が形成されて いる内部基板 7 0 4 と、 方形枠状の樹脂ケース 7 0 5 と、 フ ェ ライ ト コ ア 7 0 2 の厚み方向に直流磁界を印加する永久磁石 7 0 6 と、 樹脂ケース 7 0 5 の上下に一体化される軟磁性体ヨーク と しての上 カバー 7 0 7 及び下カバ一 7 0 8 と、面装着用の端子基板 7 0 9 と、 本発明の同相励振固有値のみを調整する付加容量 （容量値 C s ) を形成するための絶縁シー ト 7 1 0 とを備えている。
誘電体絶縁シー ト 7 1 0 は組立体 7 0 3 と下カバ一 7 0 8 との間 に挟み込まれ、 組立体 7 0 3 のシール ド導体 7 0 0 と下カバ一 7 0 8 とを容量電極と して、 容量値 C s の付加容量を形成している。 絶縁シー ト 7 1 0 を構成する誘電体と しては、 例えば樹脂材料が用 い られるが、 これに限定されるものではない。
内部基板 7 0 4 は、 組立体 7 0 3 を内部に取り付けるための抜き 穴 7 1 1 を誘電体材料による この基板 7 0 4 の中央部に有している 基板 7 0 4 の上面には、 ス ト リ ップライ ン 7 0 1 a 、 7 0 2 D及び 7 0 1 c の先端部が載置され接続される所定形状の容量電極 7 0 4 a、 7 0 4 b及び 7 0 4 c が形成されている。 さ らに、 この上面に は、 ス ト リ ッ プライ ン 7 0 1 c の先端部が接続される容量電極 7 0 4 c とシール ド電極 7 0 4 d との間に、 酸化ルテニウム等による終 端抵抗 7 1 2 が厚膜印刷によって形成されている。 図示されていな いが、 基板 7 0 4 の下面には、 容量電極 7 0 4 a、 7 0 4 b及び 7 0 4 c との間で所要の入出力容量を形成するグラ ン ド電極が形成さ れている。 このグラ ン ド電極は直接的にグラ ン ドされている。
組立体 7 0 3 は、 基板 7 0 4 の穴 7 1 1 に嵌め込まれ、 その基板 7 0 4上の容量電極 7 0 4 a、 7 0 4 b及び 7 0 4 c に、 ス ト リ ツ プライ ン 7 0 1 a 、 7 0 2 b及び 7 0 1 c の先端部がハンダ付けで それぞれ接続される。
鉄等の軟磁性金属による下カバ一 7 0 8 上に絶縁シー ト 7 1 0 を 挟んで組立体 7 0 3 を取り付けた内部基板 7 0 4が載置される。
方形枠状の樹脂ケース 7 0 5 は、 先端部が入出力端となる 2 つの ス ト リ ッ プライ ン 7 0 1 a及び 7 0 1 b のそれら先端部に対応する 位置に 2 つの接続電極 7 0 5 a及び 7 0 5 b を有する と共に、 終端 抵抗 7 1 2 の一端をグラン ドに落すためにグラ ン ド電極 7 0 4 d に 対応する位置にグラ ン ド接続電極 7 0 5 d を有している。 この樹脂 ケース 7 0 5 の下側には、 組立体 7 0 3 を取り付けた下カバー 7 0 8 が組み付けられ、 接続電極 7 0 5 a及び 7 0 5 b のケース内側端 部に、 ス ト リ ップライ ン 7 0 1 a及び 7 0 1 b の先端部並びに容量 電極 7 0 4 a及び 7 0 4 bがハンダ付けでそれぞれ接続され、 グラ ン ド接続電極 7 0 5 d のケース内側端部にグラ ン ド電極 7 0 4 が ハンダ付けで接続される。
鉄等の軟磁性金属による上カバー 7 0 7 の内側には、 永久磁石 7 0 6 が固定されている。 この永久磁石 7 0 6 を内蔵する上カバ一 7 0 7 が樹脂ケース 7 0 5 の上側に組み付けられ、 上カバー 7 0 7 及 び下カバ一 7 0 8 が相互にかしめられて一体化されている。 その結 果、 上カバ一 7 0 7 及び下カバ一 7 0 8 で構成される磁気ヨークの 内側に、 永久磁石 7 0 6 とス ト リ ッ プライ ン 7 0 1 a 、 7 0 2 b及 び 7 0 1 c を上側に設けたフェライ ト コァ 7 0 2 とが配置される こ ととなり 、 これらは磁気ヨーク によって囲まれている。
端子基板 7 0 9 は、 入出力端を持つ 2 つのス ト リ ッ プライ ン 7 0 1 a及び 7 0 1 b の先端部に対応する位置に 2 つの外部回路接続用 面装着端子電極 7 0 9 a及び 7 0 9 b をその下面に有する と共に、 グラ ン ド電極 7 0 9 d をその下面に有する。 さ らに、 その上面に、 図示されていないビアホールを介して外部回路接続用面装着端子電 極 7 0 9 a 及び 7 0 9 b に接続される電極 7 0 9 a ' 及び 7 0 9 b ' と、 図示されていないビアホールを介してグラ ン ド電極 7 0 9 d に接続される電極 7 0 9 d ' とを有している。 こ の端子基板 7 0 9 は、 下カバー 7 0 8 の下面に装着され、 樹脂ケース 7 0 5 の接続 電極 7 0 5 a 及び 7 0 5 b のケース外側端部が電極 7 0 9 a ' 及び 7 0 9 b ' にそれぞれハンダ付けで接続され、 下カバ一 7 0 8 の下 面が電極 7 0 9 d ' にハンダ付けで接続される。
このよう にして、 入出力端となる 2 つのス ト リ ップライ ン 7 0 1 a及び 7 0 1 b の先端部が、 端子基板 7 0 9 の外部回路接続用面装 着端子電極 7 0 9 a及び 7 0 9 b に引き出され、 ス ト リ ップライ ン 7 0 1 c の先端部が終端抵抗 7 1 2 を介してグラン ド電極 7 0 9 d に接続されて終端された集中定数型アイ ソ レータが組み立てられる 本実施形態のごとき構造を有する集中定数型アイ ソ レータ につい て、 C s X Cの値を変化させたサンプルを実際に作成した。 このと き、 円板形状のフェライ ト コア 7 0 2 の寸法は、 直径 3 . 5 m m、 厚さ 0 . 4 m mと した。 アイ ソ レーショ ンの中心周波数、 ノ ィ ァス 磁界の相対強度、 及び温度を— 2 5 °Cから + 8 5 °Cまで変化させた ときのアイ ソ レ一ショ ンの中心周波数の変化量をそれぞれ測定した その測定結果を表 1 に示す。 比較のために付加容量 （容量値 C s ) を設けないアイ ソ レータを作成し、 同様に測定した。
C s c アイ ソ レーショ 印加磁界 中心周波数の変 ンの中心周波数 化量 [ M H z ] [ M H z ]
0 9 3 6 1 . 0 0 3 5
5 8 0 8 9 2 0 . 9 9 3 3
3 9 0 8 7 5 0 . 9 9 3 3
5 0 8 4 8 0 . 9 6 3 3
2 0 8 3 0 0 . 9 5 3 3
1 0 8 1 5 0 . 9 5 3 3 また、 円板形状のフェライ ト コア 7 0 6 の寸法を直径 2 . 5 mm、 厚さ 0 . 4 mmと して同様の実験をした。 その測定結果を表 2 に示 す。
2
Figure imgf000016_0001
これら表 1 及び表 2 か ら 明 らかのよ う に、 付加容量 （容量値 C s ) を追加する こ とによって、 アイ ソ レーショ ンの中心周波数が 低下し、 かつバイ アス印加磁界が低下する こ とが分かる。 しかも温 度特性も改善されている。 以上述べた実施形態をも含む本発明の非可逆回路素子のアイ ソ レ ーシヨ ン特性、 温度特性等について、 シミ ュ レーショ ンによる計算 結果をも参照し、 以下詳細に説明する。
一般に、 3端子の非可逆回路素子に対する同相励振のア ドミ ツ夕 ンス ェ 、 正相励振のア ドミ ツタ ンス 2 、 及び逆相励振のア ドミ ッタ ンス y は、 y】 = jO)し +-
J ω L1 y2 = j し +
j ω L2 1
y3 = jC C +
j ω L のよう に表わすこ とができる。 こ こで、 Cは並列共振容量、
L 1 は同相励振のイ ンダク夕 ンス、 L 2 は正相励振のイ ンダクタ ン ス、 L 3 は逆相励振のイ ンダク夕ンスを表わしている。 この式よ り 、 C 、 L 1 、 L 2 及び L 3 を実測すれば、 y i 、 y 2 及び y 3 か ら次式によ り アイ ソ レーショ ン特性を計算する こ と ができる。
„ - y0- Vi
y0— s2ej 2 7t/ 3 + s3e- j 2 7C/ 3)
Figure imgf000017_0001
ただし、 y Q は回路の固有ア ドミ ツ 夕 ンス、 s は散乱行列固有値、 S 3 1 はアイ ソ レーショ ンをそれぞれ表わしている。 図 4 の等価回路で表わされる従来のサ一キユ レ一夕に対し、 本実 施形態による非可逆回路素子 （サ一キユ レ一夕） の等価回路が図 1 1 に示されている。 両図を比較すれば明らかのよう に、 本実施形態 では、 3 つのイ ンダクタを構成する中心導体の一端が結線された後 に、 グラン ド との間に同相励振固有値を調整するための容量値が C s である容量 1 1 0 0 が付加されている。 この場合、 容量値 C s は、 同相励振のア ドミ ツ夕 ンスのみに作用 し、
Figure imgf000017_0002
となる。 なお、 図 1 1 の容量 1 1 0 0 の非接地側電極部分が、 シー ル ド導体 7 0 0 に対応している。 容量 1 1 0 0 の容量値 C s を変えた場合のアイ ソ レーショ ン特 性を計算した結果が、 図 1 2 に示されている。 同図は、 実測した C 、
L L ? 及び L 3 よ り アイ ソ レーショ ン特性を計算したもので あ り 、 C s xC = 3 0 、 3 0 0 、 3 0 0 0 [ ( p F ) 2 ] の各場合と 容量 1 1 0 0 を付加しない場合とを示している。
図 1 2 から明らかなよう に、 この位置に容量 1 1 0 0 を付加する こ とによって、 アイ ソ レーショ ンの中心周波数が低下している こ と が分かる。 しかしながら、 この図 1 2 の場合、 磁界が一定である と してアイ ソ レーショ ンを計算しているため、 アイ ソ レーショ ンの最 大値は、 容量値が小さいほど低下する。
このため、 アイ ソ レーショ ンの最大値が一番大きく なるよう に印 加磁界を下げて計算した結果を図 1 3 に示す。 図 1 3 か ら明らかな よう に、 印加磁界を低下させる こ とによって、 アイ ソ レーショ ンの 中心周波数はさ らに低下する。
図 1 4 は、 C s x C とアイ ソ レーショ ンの中心周波数との関係を 示してお り 、 図 1 5 は、 C s xC と印加磁界との関係を示している。 ただし、 これらの図 1 4及び図 1 5 は、 本実施形態と後述する図 2 2 の実施形態における特性をも合わせて示している。 これらの図か ら明 らかなよ う に、 容量値 C s の容量 1 1 0 0 を付加する こ とに よ り 、 サーキユ レ一夕の動作周波数及び印加磁界を同時に下げられ る こ とが分かる。 動作周波数を低下させる効果は、 図 1 4 よ り 、 C s X C≤ 1 5 0 0 [ ( p F ) 2 ] の場合に顕著となる こ とが分かる。 従って、 好ま しい C s xCの範囲は、 1 5 0 0 [ ( p F ) 2 ] 以下と なる。 また、 印加磁界を低下させる効果は、 図 1 5 よ り 、 C s xC ≤ 9 0 0 [( p F ) 2 ] の場合に顕著となる こ とが分かる。 従って、 よ り好ま しい C s xCの範囲は、 9 0 0 [( p F ) 2 ] 以下となる。
一般に、 磁気回転子の大きさは動作周波数に逆比例する。 つま り 、 動作周波数が低下すれば、 よ り 小型の磁気回転子を使用する こ とが 可能とな り 、 サーキユ レ一夕全体の小型化が可能となる。 また、 印 加磁界が下がれば、 よ り小型の永久磁石を使用する こ とが可能とな り 、 サ一キユ レ一夕のさ らなる小型化が可能となるのである。
図 1 6 は、 印加磁界を種々変化させる と共に C s x C を変化させ て周波数変化量を計算した結果と して、 C s x C と単位磁界当 り の 周波数変化量 d F Z d Hとの関係を示している。 同図から明 らかな よ う に、 容量値 C s の容量 1 1 0 0 を付加する と、 付加しない場 合よ り d F / d Hが増加する。 しかも、 容量値 C s が小さ い方が、 印加磁界の変化に対して周波数の変化が大きいこ とが分かる。また、 C s の値を適切に選ぶこ とによ り 、 d F Z d Hの値を任意に変化 させる こ とができる。
サ一キユ レ一夕等の非可逆回路素子の温度特性に影響を与える要 因と しては、 種々 のもの考えられるが、 支配的な要因と しては、 磁 気回転子に使用される Y I G等の磁性体の飽和磁化の温度特性、 及 びバイ アス磁界を与えるための永久磁石の温度特性が考え られる。 通常は、 Y I G等の磁性体の温度特性がバイ アス磁界の温度特性よ り も大きいため、 温度が高く なるほどサ一キユ レ一夕の動作周波数 が増加してしまい、 実質的に使用可能周波数帯域を狭めているので ある。
本発明のよ う に容量値 C s の容量 1 1 0 0 を付加する こ とによ つて d F / d Hが増加する という こ とは、 バイ アス磁界の温度特性 の影響がよ り強くサーキユ レ一夕の温度特性に寄与している こ とを 意味している。 即ち、 見かけ上バイ アス磁界の温度特性が大き く な つたような効果が現われるので、 サーキュ レー夕の温度特性が改善 されるのである。 容量値 C s を選択する こ とによ り 、 d F Z d H が任意に変化させられるため、 サ一キユ レ一夕の温度特性も任意に 調整できる こ とになる。 また、 C s の値を適当に選ぶこ とによ り 、 ほとんど温度特性に変化のないサーキユ レ一夕を実現できる こ とに もなる。
図 1 7 は、 容量値 C s = 1 の容量 1 1 0 0 を付加し、 印加 磁界を変化させた場合の特性を示している。 比較のために容量 1 1 0 0 を付加しない場合の特性を図 1 8 に示す。 これらの図 1 7 及び 図 1 8 から、 容量 1 1 0 0 を付加した場合は、 印加磁界を変化させ てもアイ ソ レーショ ンの最大値の劣化が比較的小さい こ とが分かる このため、アイ ソ レーショ ンの帯域幅の劣化も押さえる こ とができ、 さ ら にサーキユ レ一夕の温度特性を改善する こ とができるのである 図 1 9 は本発明の非可逆回路素子の他の実施形態である集中定数 型アイ ソ レー夕における磁気回転子の部分の構成を概略的に示す斜 視図であ り 、 図 2 0 は図 1 9 の A _ A線断面図、 図 2 1 は図 1 9 の 実施形態における全体構成を概略的に示す分解斜視図である。なお、 この実施形態は、 集中定数型アイ ソ レータの場合であるが、 本発明 は、 分布定数型アイ ソ レータ、 集中定数型サーキユ レ一夕及び分布 定数型サ一キユ レ一夕にも適用する こ とができる。
これらの図において、 1 9 0 0 は 3 回対称のパターンを有する中 心導体 （内部導体） 1 9 0 1 と磁性体とを一体的に焼成して形成さ れた磁気回転子、 1 9 0 2 は磁気回転子 1 9 0 0 の一方の面全体及 び側面の一部に形成されたシール ド導体、 1 9 0 3 a 、 1 9 0 3 b 及び 1 9 0 3 c は磁気回転子 1 9 0 0 の側面に形成され、 各中心導 体 1 9 0 1 の一端に接続されている端子電極、 1 9 0 4 は内部基板、 1 9 0 5 は励磁用永久磁石、 1 9 0 6 は鉄等の軟磁性金属による ョ —ク、 1 9 0 7 はシール ド導体 1 9 0 2 の下面に形成されてお り 、 本発明の同相励振固有値のみを調整する付加容量 （容量値 C s ) を形成するための誘電体層をそれぞれ示している。
誘電体層 1 9 0 7 はシール ド導体 1 9 0 2 とその下に位置する ョ —ク 1 9 0 6 の一面との間に挟み込まれ、 磁気回転子 1 9 0 0 のシ —ル ド導体 1 9 0 2 とヨーク 1 9 0 6 の一面とを容量電極と して、 容量値 C s の付加容量を形成している。 誘電体層 1 9 0 7 を構成 する誘電体材料と しては、 例えばセラ ミ ッ クスが用い られるが、 こ れに限定されるものではない。
内部基板 1 9 0 4 は、 磁気回転子 1 9 0 0 を内部に取り付けるた めの抜き穴 1 9 0 8 を誘電体材料による この基板 1 9 0 4 の中央部 に有している。 基板 1 9 0 4 の上面には、 磁気回転子 1 9 0 0 の端 子電極 1 9 0 3 a 、 1 9 0 3 b及び 1 9 0 3 c が接続される所定パ ターンの容量電極 1 9 0 4 a、 1 9 0 4 b及び 1 9 0 4 c が形成さ れている。 さ らに、 この上面には、 端子電極 1 9 0 3 c が接続され る容量電極 1 9 0 4 c とグラ ン ド電極 1 9 0 4 d との間に、 酸化ル テニゥム等による終端抵抗 1 9 0 9 が厚膜印刷によって形成されて いる。 図示されていないが、 基板 1 9 0 4 の下面には全面にグラ ン ド電極が形成されてお り 、 容量電極 1 9 0 4 a、 1 9 0 4 b及び 1 9 0 4 c との間で所要の静電容量が形成される。 容量電極 1 9 0 4 a及び 1 9 0 4 b は入力端子及び出力端子をもそれぞれ構成してお り 、 グラ ン ド電極 1 9 0 4 d はグラ ン ド端子をも構成している。 磁気回転子 1 9 0 0 の形成方法について以下説明する。 酸化イ ツ ト リ ウム （ Y 2 Ο 3 ) と酸化鉄 （ F e 2 O 3 ) をモル比で 3 ： 5 の割合で混合し、 混合粉を 1 2 0 0 °Cで仮焼する。 これによつて得 られた仮焼粉をポールミルにて粉砕したのち、 有機バイ ンダー及び 溶剤を添加し、 磁性体スラ リ ーを作製する。 得られた磁性体ス ラ リ —を ドクターブレー ド法にて、 グリ ーンシー ト に成形する。 成形し たダリ 一ンシ一 卜にビアホール用の穴をパンチングマシーンで形成 し、 その後グリ ーンシー ト に厚膜印刷法で中心導体 1 9 0 1 のパタ —ンを形成する。 このとき、 ビアホールの充填も同時に行う。 導体 材料と しては、 例えば銀べ一ス トが使用される。
このよう に加工したグリ ーンシー ト を熱圧着し、 積層体を得る。 その後、 所定の大きさの形状に切断し、 1 4 8 0 °Cで焼成する。 次 いで、 この焼成体の一方の面全面にシール ド導体 1 9 0 2 を銀ぺ一 ス ト を焼き付ける こ とによって形成する。 さ らに、 焼成体側面に、 端子電極 1 9 0 3 a 、 1 9 0 3 b及び 1 9 0 3 c とシ一ル ド導体 1 9 0 2 及び中心導体の電極引き出し部分をつなぐ電極とを、 銀べ一 ス ト を焼き付ける こ とによ り形成する。 これによ り 、 磁気回転子 1 9 0 0 が得られる。
次いで、 磁気回転子 1 9 0 0 の全面シール ド導体 1 9 0 2 の面上 に、 セラ ミ ッ クスペース ト を印刷し、 焼成する こ とによ り誘電体層 1 9 0 7 が形成される。
この磁気回転子 1 9 0 0 に、 内部基板 1 9 0 4 、 永久磁石 1 9 0 5 及び上下のヨーク 1 9 0 6 を図 2 1 のよう に組み立てる こ とによ り 、 集中定数型アイ ソ レータが形成される。
セラ ミ ッ ク材料で形成された誘電体層 1 9 0 7 を挟むシール ド導 体 1 9 0 2 と ヨーク 1 9 0 6 の一面とによ り容量値 C s の付加容 量が形成され、 C s x C の値は 5 0 [ ( p F ) 2 ] である。 アイ ソ レ ーシヨ ンの中心周波数、 バイ アス磁界の相対強度、 及び温度を一 2 5 °Cから + 8 5 °Cまで変化させたときのアイ ソ レ一ショ ンの中心周 波数の変化量をそれぞれ測定した。 その測定結果を表 3 に示す。 比 較のために付加容量 （容量値 C s ) を設けないアイ ソ レータ を作 成し、 同様に測定した。 表 3
Figure imgf000023_0001
本実施形態においても、 前述した実施形態の場合と同様に、 付加 容量 （容量値 C s ) を追加する こ とによって、 アイ ソ レーショ ン の中心周波数が低下し、 かつバイアス印加磁界が低下している。 し かも温度特性も改善されている。
図 2 2 は本発明の非可逆回路素子のさ らに他の実施形態である集 中定数型アイ ソ レー夕の全体構成を概略的に示す分解斜視図である なお、 この実施形態は、 集中定数型アイ ソ レータの場合であるが、 本発明は、 分布定数型アイ ソ レータ、 集中定数型サーキユ レ一夕及 び分布定数型サーキユ レ一夕にも適用する こ とができる。
同図において、 2 2 0 0 は 3 回対称のパターンを有する中心導体 (内部導体）と磁性体とを一体的に焼成して形成された磁気回転子、 2 2 0 2 は磁気回転子 2 2 0 0 の一方の面全体及び側面の一部に形 成されたシ一ル ド導体、 2 2 0 3 a 、 2 2 0 3 b及び 2 2 0 3 c は 磁気回転子 2 2 0 0 の側面に形成され、 各中心導体の一端に接続さ れている端子電極、 2 2 0 4 は内部基板、 2 2 0 5 は励磁用永久磁 石、 2 2 0 6 は鉄等の軟磁性金属によるヨーク、 2 2 0 7 は本発明 の同相励振固有値のみを調整する付加容量 （容量値 C s ) を形成 するための誘電体層、 2 2 1 0 は磁気回転子 2 2 0 0 の下面に形成 されたシール ド導体 2 2 0 2 と内部基板 2 2 0 4 の下面に形成され た図示されていないシール ド電極とに接続されるよう にこれら シ一 ル ド導体 2 2 0 2 及びシール ド電極の下に挿入されたシール ド導体 をそれぞれ示している。
誘電体層 2 2 0 7 はシール ド導体 2 2 1 0 とその下に位置する ョ ーク 2 2 0 6 の一面との間に挟み込まれ、 このシール ド導体 2 2 1 0 と ヨーク 2 2 0 6 の一面とを容量電極と して、 容量値 C s の付 加容量を形成している。 誘電体層 2 2 0 7 を構成する誘電体材料と しては、 例えばセラ ミ ッ クスが用い られるが、 これに限定されるも のではない。
内部基板 2 2 0 4 は、 磁気回転子 2 2 0 0 を内部に取り付けるた めの抜き穴 2 2 0 8 を誘電体材料による この基板 2 2 0 4 の中央部 に有している。 基板 2 2 0 4 の上面には、 磁気回転子 2 2 0 0 の端 子電極 2 2 0 3 a 、 2 2 0 3 b及び 2 2 0 3 c が接続される所定パ ターンの容量電極 2 2 0 4 a 、 2 2 0 4 b及び 2 2 0 4 c が形成さ れている。 さ らに、 この上面には、 端子電極 2 2 0 3 c が接続され る容量電極 2 2 0 4 c とグラ ン ド電極 2 2 0 4 d との間に、 酸化ル テニゥム等による終端抵抗 2 2 0 9 が厚膜印刷によって形成されて いる。 図示されていないが、 基板 2 2 0 4 の下面には全面にシール ド電極が形成されてお り 、 容量電極 2 2 0 4 a 、 2 2 0 4 b及び 2 2 0 4 c との間で所要の入出力容量が形成される。 容量電極 2 2 0 4 a及び 2 2 0 4 b は入力端子及び出力端子をもそれぞれ構成して お り 、 グラ ン ド電極 2 2 0 4 d はグラ ン ド端子をも構成している。 磁気回転子 2 2 0 0 の形成方法について以下説明する。 酸化イ ツ ト リ ウム （ Y 2 Ο 3 ) と酸化鉄 （ F e 2 O 3 ) をモル比で 3 ： 5 の割合で混合し、 混合粉を 1 2 0 0 °Cで仮焼する。 これによつて得 られた仮焼粉をポールミルにて粉砕したのち、 有機バイ ンダー及び 溶剤を添加し、 磁性体スラ リーを作製する。 得られた磁性体スラ リ —を ドクターブレー ド法にて、 グリ ーンシー トに成形する。 成形し たグリ ーンシー ト にビアホール用の穴をパンチングマシーンで形成 し、 その後グリ ーンシー ト に厚膜印刷法で中心導体のパターンを形 成する。 このとき、 ビアホールの充填も同時に行う。 導体材料と し ては、 例えば銀べ一ス トが使用される。
このよ う に加工したグリーンシー トを熱圧着し、 積層体を得る。 その後、 所定の大きさの形状に切断し、 1 4 8 0 °Cで焼成する。 次 いで、 この焼成体の一方の面全面にシール ド導体を銀ペース ト を焼 き付ける こ とによって形成する。 さ らに、 焼成体側面に、 端子電極 2 2 0 3 a 、 2 2 0 3 b及び 2 2 0 3 c と全面シール ド導体及び中 心導体の電極引き出し部分をつなぐシール ド導体 2 2 0 2 とを、 銀 ペース ト を焼き付ける こ とによ り形成する。 これによ り 、 磁気回転 子 2 2 0 0 が得られる。
この磁気回転子 2 2 0 0 を、 内部基板 2 2 0 4 に取り付け、 全面 シール ド電極及び内部基板 2 2 0 4 の下面に形成されたシール ド電 極に接続されるシール ド導体 2 2 1 0 と、 その下に誘電体層 2 2 0 7 とを積層した後、 永久磁石 2 2 0 5 及び上下のヨーク 2 2 0 6 を 図 2 2 のよう に組み立てる こ とによ り 、 集中定数型アイ ソ レータが 形成される。 セラ ミ ッ ク材料で形成された誘電体層 2 2 0 7 を挟むシール ド導 体 2 2 1 0 と ヨーク 2 2 0 6 の一面とによ り容量値 C s の付加容 量が形成される。 本実施形態による非可逆回路素子 （サーキユ レ一 夕） の等価回路が図 2 3 に示されている。 3 つのイ ンダク夕を構成 する中心導体の一端が結線された後に、 グラ ン ド との間に同相励振 固有値を調整するための容量値が C s である容量 2 3 0 0 が付加 されている。 この場合、 容量値 C s は、 同相励振のア ド ミ ツ タ ン スのみに作用し、 y「 j
ω c C—- ω L1 となる。 また、 こ の実施形態では、 入出力容量の一方の端は直接的 にグラン ドに接続されず、 シール ド導体 2 2 1 0側に接続され、 容 量 2 3 0 0 を介してグラン ドに接続される こ と となる。 なお、 図 2 3 の容量 2 3 0 0 の非接地側電極部分が、 シール ド導体 2 2 1 0 及 びこれに接続される電極等に対応している。 図 1 4及び図 1 5 か ら明 らかなよ う に、 容量値 C s の容量 2 3 0 0 を付加する こ とによ り 、 サ一キユ レ一夕の動作周波数及び印加 磁界を同時に下げられる こ とが分かる。 動作周波数を低下させる効 果は、 図 1 4 よ り 、 C s xC≤ 1 5 0 0 [( p F ) 2 ] の場合に顕著 となる こ とが分かる。 従って、 好ま しい C s X Cの範囲は、 1 5 0 0 [( p F ) 2 ] 以下となる。 また、 印加磁界を低下させる効果は、 図 1 5 よ り 、 C s xC≤ 9 0 0 [ ( p F ) 2 ] の場合に顕著となる こ とが分かる。 従って、 よ り好ま しい C s xCの範囲は、 9 0 0 [ ( p F ) 2 ] 以下となる。 本実施形態においても、 前述した実施形態の場合と同様に、 付加 容量 （容量値 C s ) を追加する こ とによって、 アイ ソ レーショ ン の中心周波数が低下し、 かつバイアス印加磁界が低下している。 し かも温度特性も改善されている。
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限 定的に示すものではなく 、 本発明は他の種々の変形態様及び変更態 様で実施する ことができる。 従って本発明の範囲は特許請求の範囲 及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
以上詳細に説明したよう に本発明によれば、 中心導体の一端に共 通に接続されたシール ド導体とグラ ン ドとの間に同相励振固有値の みを調整する容量を設けたので、 動作周波数及び印加磁界を同時に 下げる こ とができる。 動作周波数が下がればよ り 小型の磁気回転子 を使用する こ とが可能となり 、 非可逆回路素子の小型化、 軽量化及 び低背化を図る こ とが可能となる。 また、 印加磁界が下がればよ り 小型の永久磁石を使用する こ とが可能とな り 、 非可逆回路素子のさ らなる小型化が可能となる。 しかも、 容量のみを追加するのみでよ いため、 その意味か ら も非可逆回路素子の小型化を図る こ とができ る。
また、 この付加容量の容量値を選ぶこ とによ り 、 単位磁界当 り の 周波数変化量 d F / d Hの値を任意に変化させる こ とができる。 d F Z d Hが増加すれば、 バイ アス磁界の温度特性の影響が非可逆回 路素子の温度特性によ り強く寄与する こ ととな り 、 バイ アス磁界の 温度特性が見かけ上大きく なつたよ うな効果を得る こ とができ、 そ の結果、 非可逆回路素子の温度特性が改善される。 容量の容量値に よ り d F / d Hが任意に変化させられるため、 非可逆回路素子の温 度特性も任意に調整できる こ と とな り、 ほとんど温度特性のない非 可逆回路素子を実現できる こ とになる。 即ち、 使用する材料を変更 せずに、 しかも挿入損失の悪化を招く こと無しに任意に温度特性を 調整する こ とができる。

Claims

請求の範囲
1 . 非可逆回路素子のシール ド導体とグラ ン ド との間に同相励振固 有値のみを調整する容量を設けたこ とを特徴とする非可逆回路素子
2 . 前記中心導体は、 前記磁性体上に折り重ねて配置したス ト リ ツ プライ ンである こ とを特徴とする請求項 1 に記載の非可逆回路素子
3 . 前記中心導体は、 前記磁性体内に一体的に形成された導体であ る こ とを特徴とする請求項 1 に記載の非可逆回路素子。
4 . 前記容量は、 電極間の誘電体材料と して樹脂材料を用いた容量 である こ とを特徴とする請求項 1 に記載の非可逆回路素子。
5 . 前記容量は、 電極間の誘電体材料と してセラ ミ ッ クスを用いた 容量である こ とを特徴とする請求項 1 に記載の非可逆回路素子。
6 . 前記容量は、 前記磁性体と一体的に形成された容量である こ と を特徴とする請求項 1 に記載の非可逆回路素子。
7 . 前記容量は、 該容量の容量値を C S [ p F ]、 当該非可逆回路 素子の並列共振容量値を C [ p F ] と した場合に、 C s x C≤ 1 5 0 0 を満たす容量である こ とを特徴とする請求項 1 に記載の非可逆 回路素子。
8 . 前記容量は、 該容量の容量値を C S [ p F ]、 当該非可逆回路 素子の並列共振容量値を C [ p F ] と した場合に、 C s x C≤ 9 0 0 を満たす容量である こ とを特徴とする請求項 1 に記載の非可逆回 路素子。
9 . 入出力端と前記グラン ド との間にそれぞれ入出力容量が形成さ れている こ とを特徴とする請求項 1 に記載の非可逆回路素子。
1 0 . 入出力端と前記シ一ル ド電極との間にそれぞれ入出力容量が 形成されている こ とを特徴とする請求項 1 に記載の非可逆回路素子
1 1 . 互いに絶縁された状態で交差する複数の中心導体と、 該複数 の中心導体に近接して設けられた磁性体と、 該複数の中心導体の一 端に共通に接続されたシール ド導体とを備えた非可逆回路素子であ つて、 前記シール ド導体とグラ ン ド との間に同相励振固有値のみを 調整する容量を挿入接続したこ とを特徴とする非可逆回路素子。
1 2 . 前記中心導体は、 前記磁性体上に折り重ねて配置したス 卜 リ ップライ ンである こ とを特徴とする請求項 1 1 に記載の非可逆回路 素子。
1 3 . 前記中心導体は、 前記磁性体内に一体的に形成された導体で ある こ とを特徴とする請求項 1 1 に記載の非可逆回路素子。
1 4 . 前記容量は、 電極間の誘電体材料と して樹脂材料を用いた容 である こ とを特徴とする請求項 1 1 に記載の非可逆回路素子。
1 5 . 前記容量は、 電極間の誘電体材料と してセラミ ッ クスを用い た容量である こ とを特徴とする請求項 1 1 に記載の非可逆回路素子
1 6 . 前記容量は、 前記磁性体と一体的に形成された容量である こ とを特徴とする請求項 1 1 に記載の非可逆回路素子。
1 7 . 前記容量は、 該容量の容量値を C S [ p F ]、 当該非可逆回 路素子の並列共振容量値を C [ p F ] と した場合に、 C s x'C≤ l 5 0 0 を満たす容量である ことを特徴とする請求項 1 1 に記載の非 可逆回路素子。
1 8 . 前記容量は、 該容量の容量値を C s [ P F ]、 当該非可逆回 路素子の並列共振容量値を C [ p F ] と した場合に、 C s xC≤ 9 0 0 を満たす容量である こ とを特徴とする請求項 1 1 に記載の非可 逆回路素子。
1 9 . 入出力端と前記グラン ド との間にそれぞれ入出力容量が形成 されている こ とを特徴とする請求項 1 1 に記載の非可逆回路素子。
2 0 . 入出力端と前記シール ド電極との間にそれぞれ入出力容量が 形成されている こ とを特徴とする請求項 1 1 に記載の非可逆回路素 子。
PCT/JP1998/005103 1997-12-08 1998-11-13 Element de circuit irreversible WO1999030382A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/341,672 US6215371B1 (en) 1997-12-08 1998-11-11 Non-reciprocal circuit element with a capacitor between the shield conductor and ground to lower the operating frequency
EP98953033A EP0959520A4 (en) 1997-12-08 1998-11-13 IRREVERSIBLE CIRCUIT ELEMENT

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9/352011 1997-12-08
JP35201197 1997-12-08
JP10/24079 1998-01-22
JP02407998A JP3807071B2 (ja) 1997-12-08 1998-01-22 非可逆回路素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1999030382A1 true WO1999030382A1 (fr) 1999-06-17

Family

ID=26361567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1998/005103 WO1999030382A1 (fr) 1997-12-08 1998-11-13 Element de circuit irreversible

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6215371B1 (ja)
EP (1) EP0959520A4 (ja)
JP (1) JP3807071B2 (ja)
CN (1) CN1174519C (ja)
WO (1) WO1999030382A1 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3438683B2 (ja) * 1999-11-30 2003-08-18 株式会社村田製作所 非可逆回路素子、通信装置および非可逆回路素子の製造方法
US6906597B2 (en) * 2001-10-29 2005-06-14 Hitachi Metals, Ltd. Non-reciprocal circuit device and resin casing used therefor
JP3686884B2 (ja) * 2002-06-06 2005-08-24 アルプス電気株式会社 電子部品用筐体の製造方法
JP3705253B2 (ja) * 2002-08-14 2005-10-12 株式会社村田製作所 ３ポート型非可逆回路素子および通信装置
US7113065B2 (en) * 2003-09-30 2006-09-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Modular inductor for use in power electronic circuits
JP4724152B2 (ja) * 2006-08-31 2011-07-13 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 非可逆回路素子
JP5089567B2 (ja) * 2008-02-20 2012-12-05 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 非可逆回路素子
JP5843007B2 (ja) * 2012-05-09 2016-01-13 株式会社村田製作所 非可逆回路素子
WO2014007014A1 (ja) * 2012-07-02 2014-01-09 株式会社村田製作所 非可逆回路素子
WO2015037693A1 (ja) 2013-09-13 2015-03-19 株式会社村田製作所 非可逆回路素子
WO2015079792A1 (ja) * 2013-11-29 2015-06-04 株式会社村田製作所 非可逆回路素子
CN104184457A (zh) * 2014-09-02 2014-12-03 王少夫 一种环行器
JP6592893B2 (ja) * 2014-12-26 2019-10-23 日産自動車株式会社 電源装置
CN104701594A (zh) * 2015-03-29 2015-06-10 王少夫 一种环行器装置
CN112838344A (zh) * 2020-12-31 2021-05-25 广东大普通信技术有限公司 一种环形器
CN116073099A (zh) 2021-10-29 2023-05-05 Tdk株式会社 不可逆电路元件和具有该不可逆电路元件的通信装置
CN119133807B (zh) * 2024-10-23 2025-03-21 南京奕可飞电子科技有限公司 一种多旋磁组合全屏蔽环行器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS495547A (ja) * 1972-05-04 1974-01-18
JPS4928219B1 (ja) * 1969-04-28 1974-07-24
JPS509661B1 (ja) * 1969-11-03 1975-04-15
JPS56123624U (ja) * 1980-02-19 1981-09-19
JPH06338707A (ja) * 1993-03-31 1994-12-06 Tdk Corp サーキュレータ

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3517340A (en) * 1968-12-23 1970-06-23 Bell Telephone Labor Inc Circulator having conductive post capacitively coupled between first and second transmission line conductors for broadbanding purposes
JPS4928219A (ja) 1972-07-10 1974-03-13
JPS509661A (ja) 1973-05-28 1975-01-31
US3890582A (en) * 1973-06-15 1975-06-17 Addington Lab Inc Floating-ground microwave ferrite isolators
US3836874A (en) * 1973-06-25 1974-09-17 Hitachi Ltd Lumped element circulator
JPS608643B2 (ja) * 1976-12-24 1985-03-05 日本電気株式会社 サーキユレータ
FR2418967A1 (fr) * 1978-03-03 1979-09-28 Lignes Telegraph Telephon Circulateur a elements localises a circuit d'elargissement de bande reglable
JPS56123624A (en) 1980-03-05 1981-09-28 Mitsubishi Rayon Co Polypropylene film for electric article
JP2526219B2 (ja) * 1986-10-23 1996-08-21 日立フェライト 株式会社 集中定数型サ−キユレ−タ及びアイソレ−タ
US4920323A (en) * 1988-12-27 1990-04-24 Raytheon Company Miniature circulators for monolithic microwave integrated circuits
JP3269409B2 (ja) * 1996-07-26 2002-03-25 株式会社村田製作所 非可逆回路素子
JPH1041706A (ja) * 1996-07-26 1998-02-13 Hitachi Metals Ltd 非可逆回路素子

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4928219B1 (ja) * 1969-04-28 1974-07-24
JPS509661B1 (ja) * 1969-11-03 1975-04-15
JPS495547A (ja) * 1972-05-04 1974-01-18
JPS56123624U (ja) * 1980-02-19 1981-09-19
JPH06338707A (ja) * 1993-03-31 1994-12-06 Tdk Corp サーキュレータ

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KNERR R H, BARNES C E, BOSCH F: "A COMPACT BROAD-BAND THIN-FILM LUMPED- ELEMENT L-BAND CIRCULATOR", IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES., IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ., US, vol. MTT.18, no. 12, 1 December 1970 (1970-12-01), US, pages 1100 - 1108, XP002918392, ISSN: 0018-9480, DOI: 10.1109/TMTT.1970.1127418 *
See also references of EP0959520A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP0959520A4 (en) 2002-07-31
EP0959520A1 (en) 1999-11-24
JPH11234003A (ja) 1999-08-27
JP3807071B2 (ja) 2006-08-09
CN1246966A (zh) 2000-03-08
CN1174519C (zh) 2004-11-03
US6215371B1 (en) 2001-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7253697B2 (en) Two-port isolator and communication apparatus
EP1098386B1 (en) Nonreciprocal device with lumped elements
WO1999030382A1 (fr) Element de circuit irreversible
JP5082858B2 (ja) 非可逆回路素子
JP4665786B2 (ja) 非可逆回路素子及び通信装置
JP4793350B2 (ja) ２ポート型非可逆回路素子
US7432777B2 (en) Non-reciprocal circuit element, composite electronic component, and communication apparatus
JP3412593B2 (ja) 非可逆回路素子および高周波回路装置
US7382211B2 (en) Non-reciprocal circuit device
JP4548383B2 (ja) 非可逆回路素子及び通信装置
JP4548384B2 (ja) 非可逆回路素子及び通信装置
JP5748025B2 (ja) 非可逆回路素子
US7429901B2 (en) Non-reciprocal circuit element, composite electronic component, and communication apparatus
JP4831234B2 (ja) 非可逆回路素子
JP2003168902A (ja) 非可逆回路素子および非可逆回路素子を用いた無線端末装置
JPH1197911A (ja) 集中定数型非可逆回路素子
JP3891437B2 (ja) ３端子対非可逆素子及びこれを用いた通信装置
JP5136322B2 (ja) 非可逆回路素子
JP4811519B2 (ja) 非可逆回路素子
JP4293118B2 (ja) 非可逆回路素子および通信装置
JPH11308013A (ja) 集中定数型非可逆回路素子
JPH08307111A (ja) 非可逆回路素子
JPH1041707A (ja) 集中定数型アイソレータ
JP2007267052A (ja) 非可逆回路素子

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 98802350.4

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09341672

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1998953033

Country of ref document: EP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1998953033

Country of ref document: EP

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务，不要输入任何密码和下载