CN1206767C - 非可逆电路元件及隔离器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非可逆电路元件，其中，在板状磁性体(15)上配置共用电极(14)，从共用电极(14)向三个方向延伸而形成的3个中心导体(11、12、13)，以包围住板状磁性体(15)的状态形成曲折，并且在各中心导体(11～13)以规定的角度交叉的同时，在各中心导体的(11～13)的一端连接电容(C1～C3)，设定与在从板状磁性体(15)离开的一侧交叉的一方的中心导体(11)连接的电容的容量，比与在另一侧的中心导体(12)连接的电容(C2)的容量大。从而可减小插入损失、提高信号的传输效率。

Description

非可逆电路元件及隔离器

技术领域

本发明涉及在微波等高频带域中使用的隔离器、循环器等的不可逆电路器件。

背景技术

集中常数型的隔离器是具有可以让信号在传输方向上无损失地通过，而阻止向逆方向通过的功能的高频器件，用于移动电话等移动通信装置的信号发送电路部中。作为这样的隔离器的一个实例，其构成如图14所示。

图14所示是以往的隔离器，磁性组件50和永磁铁56是结构的主体。磁性组件50由以下的部件构成：由偏平圆板状的铁氧体形成的磁性体55、在其下面沿展设置的金属板构成的共用电极54、从该共用电极54向3个方向放射状延伸形成，卷在磁性体表面的第1中心导体51和第2中心导体52以及第3中心导体53。

上述第1、第2、第3中心导体51～53全部沿着磁性体55曲折，在磁性体的表面互相以120度角交叉重叠。而在图中省略未画出，中心导体51、52、53都由绝缘膜在磁性体表面被分别绝缘包裹起来。

说到各中心导体51～53的位置关系，如图14所示，第1中心导体51配置在磁性体最近的位置，其次，在该第1中心导体51的上侧重叠设置第3中心导体53，然后在第3中心导体53的上侧重叠安装第2中心导体52，是这样一种位置关系。

而且，各中心导体51、52、53的前端部分突出在磁性体55一侧设置，形成端口部P1、P2、P3。各端口部P1～P3分别与耦合用电容C1、C2、C3连接，终端电阻R通过前头的电容与端口部P3连接，这些部件与永磁铁56一起，被包装在构成磁电路的磁性体轭铁内，磁性组件50以永磁铁56可以附加直流磁场的方式构成隔离器。在该隔离器中，端口P1为输入端子，端口P2为输出端子。

各中心导体51～56在作为接地部的共用电极54中连接成一体化，共用电极53向三个方向突出形成，这些中心导体51～53对于磁性体55以规定角度，精确组合构成。各中心导体51～53，包卷在磁性体55的表面，并且接收从永磁铁来的直流磁场，作为电感发挥作用，各自成为固定电感L1、L2、L3。

所以现有的隔离器，可以从上述的各中心导体的位置关系明显看出，在各中心导体的交叉部里，为了使第一中心导体51位于第二中心导体52与磁性体55之间，第二中心导体52必须放在比第一中心导体距离磁性体更远的地方，这样第二中心导体52的电感L2比第一中心导体51的电感L1要低。所以如果使用同样容量的电容C1、C2时，第一、第二中心导体51、52的反射系数的中心频率就相互不同，插入损失扩大，产生信号的传输效率低下问题。

发明内容

本发明的目的是解决上述的问题，提供一种能够抑制插入损失，优化传输效率的非可逆电路元件。

为了达成上述的目的，本发明采用如下构成。

本发明的非可逆电路元件在由扁平圆板状的铁氧体构成的板状磁性体的第一面上延展配置由金属板构成的共用电极，从该共用电极外周部向三个方向放射状延伸而形成的三个中心导体，包住所述板状磁性体向板状磁性体的第二面折弯，并且，各中心导体在所述第二面互相以规定的角度交叉，进而在各中心导体的自由端各自连接有电容器，对于3个中心导体之中的任何一对中心导体，与远离所述板状磁性体的中心导体连接的电容器的容量比与靠近所述板状磁性体的中心导体连接的电容器的容量要大。

根据本发明的非可逆电路元件，由于从板状磁性体离开的一侧，连接交叉的一方的中心导体的电容容量，比板状磁性体近侧的交叉的另一方向的中心体连接的电容的容量要大，所以可以使一对中心体的反射系数的中心频率一致，由此可以降低非可逆元件的插入损失，使信号的传输效率提高。另外，所谓中心频率就是反射系数为最小值时的频率。

在本发明的非可逆元件中，在把与远离所述板状磁性体的中心导体连接的电容的容量设定为Cap1，把与靠近所述板状磁性体的中心导体连接的电容的容量设定为Cap2时，以公式(Cap1-Cap2)/Cap1×100(％)表示容量差，在1％～10％的范围是令人满意的。

在本发明的非可逆电路元件中，如果容量差在2％～6％范围里更好，如果在2.2％～5.5％范围内则更加理想。

根据本发明的非可逆电路元件，由于电容C1与C2的容量差是在上述的范围之内，所以，能够使一对中心导体的反射系数的中心频率一致，由此可以减少非可逆电路元件的插入损失，提高信号的传输效率。

另外，本发明的非可逆电路元件中，对于3个中心导体，在交叉部分上，在设定从上述板状磁性体最近的顺序为第3中心导体、第2中心导体、第1中心导体时，理想的是，使与第1中心导体连接的电容容量比与第2中心导体连接的电容容量要大，并且使与第2中心导体连接的电容的容量比与第3中心导体连接的电容的容量要大。

根据所述的非可逆电路元件，由于设定与3个中心导体连接的电容的容量，以中心导体的重叠顺序逐步增大，所以可以使各中心导体的反射系数的中心频率一致，由此可以减少非可逆电路元件的插入损失，提高信号的传输效率。

而且本发明的另一种非可逆电路元件，是基于上述的非可逆电路元件，其特征在于：在所述一对中心导体的各中心导体的反射系数为最小时的频率，即，中心频率分别一致。

而且本发明的另一种非可逆电路元件，是基于上述的非可逆电路元件，其特征在于：在所述3个中心导体的各中心导体的反射系数为最小时的频率，即，中心频率分别一致。

根据所述的非可逆电路元件，通过使各中心导体的反射系数的中心频率分别一致，由此可以减少插入损失，提高信号的传输效率。

附图说明

图1是表示本发明第1实施方案的隔离器的主要部分的立体图。

图2是表示图1所示的隔离器的共用电极以及第1、第2、第3中心导体展开图。

图3是表示本发明第1实施方案的隔离器的分解立体图。

图4是表示本发明第1实施方案的隔离器组合在移动电话装置的电路构成的一例的电路图。

图5是表示本发明第1实施方案的隔离器的操作原理的模式图。

图6是表示去除与本发明的第2实施方案有关的隔离器一部分的状态的平面图。

图7是表示本发明第2实施方案的隔离器示意断面图。

图8是表示本发明第2实施方案的隔离器使用的板状磁性体的一例的平面图。

图9是表示本发明第2实施方案的隔离器使用的电极部展开图。

图10是表示试验例1的隔离器的反射系数S11、S12的频率依赖性示意图形。

图11是表示试验例隔离器的插入损失以及隔离值的频率依赖性示意图形。

图12是表示试验例2的隔离器反射系数S11、S12的频率依赖性示意图形。

图13是表示试验例隔离器的插入损失以及隔离值的频率依赖性示意图形。

图14是表示以往的隔离器主要部分的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图，就本发明的实施方案进行说明。图1是本发明的第1实施方案的非可逆电路元件的一例的隔离器主要部分的立体图，图3是隔离器的分解立体图。

图1所示的隔离器1以磁性组件和永磁铁为主体构成。磁性组件10是由扁平圆板状的铁氧体构成的板状磁性体15、其下面(一面)的15b上延展设置的由金属板构成的共用电极、以及从该共用电极向三个方向放射状延长形成，在板状磁性体15的表面(另一面)15a一侧卷曲的第1中心导体11和第2中心导体12和第3中心导体13构成的。

第1、第2、第3的中心导体11～13全部都沿着板状磁性体15弯曲折，在板状磁性体15的表面(另一面)15a一侧相互以大约120度的交叉角度交叉重叠。在图中没有表示出来，中心导体11～13都是被绝缘膜包围在板状磁性体15的表面15a一侧各自绝缘。

说到各中心导体11～13交叉部分的位置关系，如图1所示，第2中心导体11配置在磁性体15最近的位置，其次，在该第2中心导体15的上侧重叠设置第3中心导体13，进而在第3中心导体13的上侧重叠安装第1中心导体11，这样一种位置关系。即，第1中心导体11比第2中心导体12距离板状磁性体15离得更远。

而且，各中心导体11、12、13的先端部分突出在板状磁性体15一侧设置，形成端口部P1、P2、P3。然后，各端口部P1～P3分别与耦合用电容C1、C2、C3连接，进而，终端电阻(电阻元件)R通过电容C3与端口部P3连接，这些部件与永磁铁16一起，被包装在构成磁电路的磁性体轭铁内，磁性组件10以永磁铁16可以附加直流磁场的方式构成隔离器。在该隔离器里，端口P1为输入侧，端口P2为输出侧。而消除终端电阻，可以作为循环器发挥功能。

各中心导体11～13，与作为接地部的共用电极14连接一体化，从共用电极14向三个方向突出形成。然后如图1所示，这些中心导体11～13对于板状磁性体15以规定角度，精确组合而构成。各中心导体11～13，包卷在磁性体15的表面15a，并且接收从永磁铁来的直流磁场，作为电感发挥作用，各自成为固定电感L1、L2、L3。

如图1所示的隔离器1，在各中心导体11～13的交叉部分，板状磁性体15上，以第2中心导体12、第3中心导体13、第1中心导体的顺序重叠组合，进而使各中心导体11～13的形状基本一致，所以各中心导体的电感依照从板状磁性体16的距离依次变小，即L2＞L3＞L1的顺序。

而且，至于各电容器C1、C2的容量Cap1、Cap2，理想的是使连接于第1中心导体11的电容器C1的容量Cap1比连接于第2中心导体12的电容器C2的容量Cap2大。通过使电容器C1的容量Cap1比电容器C2的容量Cap2大，从第1、第2的中心导体12的电感的关系(L2＞L1)，可以使第1的中心导体11的反射系数的中心频率与第2的中心频率12的反射系数的中心频率一致。所谓中心频率，就是反射系数成为最小时的频率。由此可以减少插入损失，提高信号的传输效率。

至于连接于第1中心导体11的电容器C1的容量Cap1与连接于第2中心导体12的电容器C2的容量Cap2的关系，由(Cap1-Cap2)/Cap1×100(％)的公式表示的容量差在1％～10％以下的范围之内是理想的。如果在2％～6％以下的范围内则更好。

如果容量差不满1％，则第1中心导体11的反射系数的中心频率比第2中心导体12的中心频率更高，而如果容量差超过10％，则第1中心导体11的反射系数的中心频率比第2中心导体12的中心频率小，所有这些情况都不可能使各自的中心频率一致，插入损失变大，这是不希望出现的情况。

如果说到本发明实施方案的隔离器1的整体结构，如图3所示，由上轭铁21和下轭铁22构成的闭磁性电路(磁性体轭铁)的内部。换言之，在上轭铁21和下轭铁22之间包容了以下的部件构成：4角板状的永磁铁16、衬垫材料17、磁性组件10、电容器板24、25、26和终端电阻27(R)以及包装这些部件的树脂盒23。磁性组件10是由第1、第2、第3的中心导体11～13包裹在板状磁性体15上构成。然后在第1中心导体上安装电容器板24，在第2中心导体12上安装电容器板25，在第3中心导体13上安装电容器板26以及终端电阻27。

而，如图1所示，在电容器板24上内置电容器C1，在电容器板25上内置电容器C2，在电容器板26上内置电容器C3，进而在终端电阻27里内置终端电阻R。

根据本实施方案的隔离器，在板状磁性体15离开的一侧交叉的第1中心导体连接的电容器C1的容量Cap1比在板状磁性体15近侧交叉的第2中心导体连接的电容C2的电容量Cap2要大，所以可以使各中心导体11、12的反射系数的中心频率一致，由此可以减少隔离器的插入损失，提高信号的传输效率。

而且，如图4所示的电路，是把本实施方案的隔离器1组合进移动电话装置的电路构成的例，在该例的电路构成中，与天线140连接有天线收发转换开关(天线收发转换开关)141，在该天线收发转换开关141的输出端通过低噪声放大器(放大器)142和段间滤波器148和混合电路143连接IF电路144，天线收发转换开关141的输入一侧通过本实施方案的隔离器1和功率放大器(放大器)145和混合电路146连接IF电路147，混合电路143、146通过分配变压器149连接本机振荡器150而构成。

天线收发转换开关141，比如是由两个内置的梯形SAW滤波器而构成。而且，阶梯型SAW滤波器装置138、138的输入侧端子各自连接天线140一侧，一方的阶梯型SAW滤波器装置138的输出端子连接低噪声放大器(放大器)142，另一方的阶梯型SAW滤波器装置138的输出端子连接到隔离器1。

如上构成的隔离器1，被设置在如图4所示的移动电话装置的电路中而使用，起到从隔离器1向天线收发转换开关141一侧的信号可以地损耗地通过，而使向逆方向的信号损失变大的作用。由此，可以起到不向放大器145一侧反向输入在放大器145一侧的噪音等不需要的信号的作用。

图5表示的是从图1到图3表示的构成隔离器1的操作原理。在组合在图5所示的电路里的隔离器1，从符号①表示第1端口P1侧(输入侧)向符号②表示的第2端口P2(输出侧)方向传输信号，但是从符号②的第2端口向符号③的第3端口P3的信号由于终端电阻的影响被衰减吸收，从终端电阻R侧的符号③表示的第3端口P3侧向符号①表示的第1端口P1侧的信号被截断。所以，在设置在如图4所示的电路中的情况下，可以收到上面说明过的效果。

另外，本实施方案的非可逆电路元件的适用范围，并不限定上述实施方案，在以下的第2实施方案也可适用。

图6～图9表示的是本发明非可逆电路元件的一例的隔离器的第2实施方案，该方式的隔离器在31由上轭铁32和下轭铁33构成的磁闭电路内，由以下部件构成，永磁铁34和强磁性体构成的板状磁性体35、中心导体36、37、38、连接这些中心导体36、37、38的共用电极40、板状磁性体35周围配置的电容器基板41、41以及终端电阻43。

在上轭铁32和下轭铁33围起的空间里，换言之，在由上轭铁32和下轭铁33构成的闭磁电路里，板状磁性体35和3根的中心导体36、37、38和连接这些中心导体36、37、38的共用电极收容在40构成的磁性组件45。

板状磁性体35由YIG铁氧体等强磁性体构成，如图8所示从俯视面看去的略长的长方形板状。更详细地讲，相对方向的横长的两个边的长边35a、35a，和与这些长边呈直角的短边35b、35b，位于长边35A/35a的两端部侧，对于各长边35A呈150度角倾斜，(对于长边的延长线呈30度倾斜)每个分别与上述的短边35B连接4个斜边35D构成的在平面上呈横长的大致长方形构成。所以板状磁性体35的平面视的4个角部是由各自对于长边呈150度角(对于短边呈120度角)的倾斜面(受面)形成。

上述的3根中心导体36～38与共用电极40如图9的展开图所示，是一体化的，以3根中心导体36～38与共用电极40为主体形成电极部46。共用电极40由从平面上看与上述的板状磁性体35基本相似形状的金属板构成的本体部40A构成。即，本体部40A由相对方向的2个长边部40a、40a、与这些长边部呈直角的短边部40b、40b、位于上述长边部40a、40a的两端部侧对于各长边部呈150度角度倾斜，对于上述的短边部呈120度角度倾斜连接的4个倾斜部40c构成的基本平面长方形(矩形)

上述的共用电极40的4个角部的倾斜部40c之中，第1中心导体36和第2中心导体37从一方的长边部侧的2个倾斜部40c延伸而出形成。首先，第1的基础导体36a和第1的中央导体36b和第1的先端部导体36c构成的第1中心导体36从上述的2个倾斜部40c的一方延伸出来形成，而由第2的基部导体37a和第2的中央部导体37b和第的先端部导体37c构成的第2的中心导体37从上述的倾斜部的另外一方延伸而出形成。上述基部导体36a、37a都是如同倾斜部的延长那样与倾斜部40c的宽度相同而形成，基部导体36a、37a使中心轴线对共用电极40的长边部40a呈150度倾斜角度倾斜设置。其次，上述的中央部导体36b、37b全部对于共用电极40的短边部40b平行，换言之，对基部导体36a、37a的中心轴线(长方向)呈150度倾斜角度形成，进而，前端部导体36c、37c全部对共用电极40的长边部40a呈150度角度倾斜。

由于上述的设置，连接导体36a、37a的中心轴线之间，呈现的角度θ1，如图9所示呈60度，前端部导体36c、36c的中心轴线之间呈现角度θ2，如图9所示呈120度。

其次，在第1中心导体36的宽方向的中央部，形成从共用电极40的外周部通过基部导体36a和中央导体36b，一直到达前端部导体36c的基端部的缝隙部48，由于形成了该缝隙部48，中央部导体36b就被分割成2根分割的导体36b1、36b2，基部导体36a也被分割成2根的分割导体36a1、36a2，在第2的中心导体37的宽方向中央部同样也形成缝隙部49，由于形成了该缝隙部49，中央部导体37b就被分割成2根分割的导体37b1、37b2，基部导体37a也被分割成2根的分割导体37a1、37a2。

缝隙部48的共用电极40侧的端部通过连接导体36a，从共用电极的外周部到达相当深的位置，形成凹部48a，使第1的中心导体36的线路长度加长一些，同时缝隙部49的共用电极40侧的端部也通过连接导体37a一直到达共用电极40的外部，形成凹部49a，使第2的中心导体37的线路加长一些。

一方面，在共用电极40的另一方的长边部40a的中央部延长设置第3中心导体38。该第3中心导体38由从共用电极40突出形成的第3的基部导体38a和第3的中央部导体38b和第3的前端部导体38c构成。第3的基部导体38a由从共用电极40的长边侧中央部基本呈直角地延伸而出形成的2根短册状的分割导体38a1、38a2构成，在2根的2分割导体38a1、38a2之间形成缝隙50。第3的中央部导体38b由与上述的分割导体38a1连接的平面视L字形状的的分割导体38b1与连接于上述的分割导体38a2de平面视L字状的分割导体38b2构成，分割导体38b1和分割导体382，为了实质性地加长这些分割导体38a1、38a2的长度，使各个中央部离开一定距离，从分割导体38a1、38a2延长设置，由分割导体38b1和38b2形成菱形的中央导体38b。

进一步，这些分割导体38b1、38b2的前端侧与L字型的第3的前端部导体38c一体化。该第3的前端部导体38c，由与上述的分割导体38b1、38b2一体化，面向与上述的分割导体38a1、38a2同样的方向延伸而出形成的连接部38c1以及对于该连接部基本呈直角方向延长而出形成的连接部38c2而构成。

其次，在共用电极40的一方的长边部40a侧，在第3的中心导体38的分割导体38a1、38a2的两侧部分，形成共用电极40的长边部40a被切下一部分的形状地形成3个凹部40e，通过形成这些凹部40e而加长了第3中心导体38的线路长度。进而，在共用电极40的一方的长边部40a上，在3个凹部40e中的位于两侧的2个凹部40e的外侧，换言之，在凹部40e和倾斜部40c之间的部分，在平行于上述的分割导体38a1、38a2的方向上，形成延伸的台形的支撑片51，同时，在共用电极40的另一方的长边部40a侧的中央部上，形成延伸的平面视长方形状的支撑片52。这些支撑片51、52被作为电容器基板41、42的接地电极，电容器基板41、42的一面构成电连接，进而，其他面侧也如后述那样，与各前端部导体36c、37c、38c构成电连接。

如上所述，所构成的共用电极40，通过将其主体部40A沿着板状磁性体35的背面15b侧(一面侧)，将第1中心导体36、第2中心导体37、第3中心导体38，在板状磁性体35的表面15a侧(另一面)弯折，安装在板状磁性体35上，与板状磁性体35一起构成磁性组件45。即，将第1中心导体36的分割导体36a1、36a2沿着板状磁性体35的一个倾斜面35d的边缘弯曲折，将第2中心导体37的分割导体37a1、37a2沿着板状磁性体35的另一个倾斜面35d的边缘弯曲折，将第3中心导体38的分割导体38a1、38a2沿着板状磁性体35的一个倾斜面35a的边缘弯曲折，将第1的中心导体36的中央导体36a沿着板状磁性体表面侧的对角线添加在板状磁性体35的表面侧(另一面侧)，将第2的中心导体37的中央导体37b沿着板状磁性体表面侧的对角线添加在板状磁性体35的表面侧(另一面侧)，进而，将第3的中心导体38的中央导体38b沿着板状磁性35表面侧的中央部分添加，共用电极40装在板状磁性体35上成为磁性体组件45。

而这里所述的对角线，如图8所示平面看板状磁性体的情况下，将在各长边35a和各短边35b的延长线相交的位置假定为基本长方形的板状磁性体35的顶点，这4个定点之中，对象的定点之间结成的线定义为对角线。

进而，导体部38b1、38b2配置在板状磁性体35的表面，但是在板状磁性体35表面侧添加的分割导体38b1或者分割导体38b2的长度如图所示在板状磁性体35的纵向幅度(沿着横长长方形的板状磁性体35的幅度方向的幅度)的105％以上是理想的。这样，分割导体38b1、38b2的实质导体长度加长，作为非可逆元件的低频率化和小型化可以同时实现。而且，凹部40e、48a、49a根据必要与否，可以设置，也可以不设置。

以上那样将第1～第3的中心导体36、37、38装在板状磁性体35的表面侧，如图6所示，第1的中心导体36和第2的中心导体37沿着各自的板状磁性体35的对角线L1、L2重叠配置，第1的中央导体36b和第2的中央导体37b在板状磁性体35的表面上以平面视120度的倾斜角交叉重叠。而第1～第3的中心导体36b、37b、38b的重叠状态里，第1的中央导体36b的分割导体36b1、36b2和第2的中央导体37b的分割导体37b1、37b2的重叠部分在板状磁性体35的表面侧以平面视位置错开配置，分割导体36b1、36b2和分割导体37b1、37b2重叠的部分在板状磁性体35上不重叠那样进行配置。

而说到各中心导体36～38的交叉部的位置关系，如图6所示，第2中心导体37在距离板状磁性体最近处配置，其次在该第2中心导体37上重叠第1中心导体36，进而在第1中心导体36上重叠第3中心导体38这样一种关系。即，第1中心导体36在比第2中心导体37距离板状磁性体35更远的位置。

本实施方案的隔离器31，第1、第2的中心导体36、37的交叉部分，在板状磁性体35上，以第2的中心导体37、第1的中心导体36的顺序重叠组合，进而各中心导体36、37的形状基本相同，所以第1、第2的各中心导体36、37的电感L1、L2随着距离板状磁性体35越远而越小。即L2＞L1的顺序。

进而，对于分割导体36b1、36b2和分割导体37b1、37b2重叠的部分，为了避免这些部分，配置了第3中央导体38b的分割导体38b1、38b2。所以，在板状磁性体35的表面，分割导体36b1、36b2和分割导体37b1、37b2和分割导体38b1、3682，这些组合之中，即使有2根重叠设置，但不会产生3根重叠配置的情况。

另外，虽然在图6中被省略表示，但在板状磁性体35和第1的中心导体36和第2的中心导体37和第3的中心导体38之间，各自如图7简略表示的那样，通过介入绝缘膜Z，使各中心导体36、37、38各自电气上是绝缘的。

其次，磁性组件45被配置在下轭铁33的底部中央侧，在下轭铁33的底部侧的磁性组件45的两侧部分上，收容有平面视为细长的相当于上述板状磁性体35一半厚度的板状电容器基板41、41，在电容器基板412的一侧部分侧面收容有终端电阻43。更详细地讲，上述磁性组件45的板状磁性体35的长度与下轭铁33的内幅度基本相同，板状磁性体35的幅度(长手方向正交方向的幅度)比下轭铁33的内幅度小，所以，如图6所示，将板状磁性体35安装在下轭铁33的内部，使其从平面视呈横长状态，在板状磁性体35的横方向两侧如图6所示出现一个可以安装电容器基板41、42的空间，在该空间部安装了电容基板41、42和终端电阻43。

然后，将上述的第1的中心导体36的前端部导体36c与上述的电容器基板41的一侧端部形成的电极部41a进行电气性连接，将上述的第2的中心导体37的前端部导体37c与上述的电容器基板41的一侧端部形成的电极部41b进行电气性连接，将上述的第3的中心导体38的前端部导体38c与上述的电容器基板42和终端电阻43构成电连接，在磁性组件45上，电容器基板41、42与终端电阻43是连接的。而且不连接终端电阻43的话，可以作为循环器使用。

在前端部导体37c的部分连接电容器基板41的端部侧，形成作为非可逆电路元件31的第1端口P1，在前端部导体36c的部分连接电容器基板41的端部侧，形成作为非可逆电路元件31的第2端口P2，在前端部导体38c的部分连接电容器基板43的端部侧，形成作为非可逆电路元件31的第3端口P3。

而在电容器基板41上第1的中心导体36连接的电容器C1与第2的中心导体37连接的电容器C2是内置的。而在电容器基板42上连接于第3的中心导体38的电容器C3是内置的。

关于电容器C1、C2的容量Cap1、Cap2，理想的情况是第1的中心导体36连接的电容C1的容量Cap1比第2中心导体37连接的电容器C2的容量Cap2要大。由于电容器C1的容量Cap1比电容器C2的容量Cap2大，由第1、第2的中心导体36、37的电感的关系(L1＞L2)，可以使第1的中心导体36的反射系数的中心频率与第2的中心导体36的反射系数的中心频率一致。而所谓中心频率是反射系数最小时的频率。由此可以减少插入损失，提高信号的传输效率。

连接于第1中心导体36的电容器C1的容量Cap1和连接于第2中心导体37的电容器的容量Cap2的关系，与第一实施方案的情况同样的理由，理想的情况是：由(Cap1-Cap2)/Cap1×100％公式表示的容量差在1％～10％以下的范围里，在2％～6％范围以下则更好，进一步如果在2.2％～5.5％的范围之内则更加理想。

而在下轭铁33和上轭铁32之间的空间部的磁性组件45由占有该空间部的厚度的一半的厚度形成，在磁性组件45更上面的的上轭铁32侧的空间部分安装衬垫部件60，在衬垫部件上面安装永磁铁34。

图6～图9所示本实施方案的隔离器31，与第1实施方案里说明的效果相同的效果以外，还得到以下的效果。

即，本实施方案的隔离器31，第1的中心导体36和第2的中心导体37全部通过板状磁性体35的平面状的受面35d、35d弯曲折，第3的中心导体38沿着板状磁性体35的长边35a曲折，所以各中心导体36、37、38的中央部导体36a、37b、38b的曲折部分在板状磁性体35的表面侧正确的角度，比如第1的中心导体36和第2的中心导体37之间是120度角曲折。即，通过平面状的受面35d的边缘的直线部分形成曲折重叠作业，所以将中央部导体36b、37b在板状磁性体35的表面以正确地120度角度交叉1曲折变得容易进行。所以，从输入侧的中心导体到板状磁性体35输入的信号可以有效地传输到输出侧，发挥低损耗、宽带宽的通过特性。磁性组件45可以确实获得良好的磁特性。

而且，板状磁性体35的表面曲折重叠的中央部件36a、37b、38b如图所示是重叠设置，但是这种重叠状态，中央部导体36b、37b、38b的各自分割成2根的分割导体36b1、36b2、37b1、37b2、38b1、38b2的重叠部分全部是只有2个分割导体的重叠部，没有3个分割导体的重叠。这样，2根的中央部导体36、37分割为2的基础上，将中央部导体38b作为广泛状态的2分割构造是一种可以对中央部导体36b、37b重叠部分进行防止的重叠构造。

由于采用这样的重叠构造，可以防止3个分割导体的重叠，由此，在衬垫部件60的底部，将中央部导体36b、37b、38b压在板状磁性体35上时，中央部导体36b、37b、38b的重叠部分是平均地压在上面的。这里，比如，分割导体出现三重重叠的情况，比起分割导体2重重叠的部分，3重重叠的部分要变厚，在该3重重叠的部分，与衬垫部件60的强大的压力的作用相反，其它2重重叠的部分上衬垫部件60的压力不能充分发挥作用，就会非常担心不能在中央部导体36b、37b、38b上产生均等的压力作用，从而不能均等地支撑所有这些部件的问题。

而且如前所述，中央部导体38b的分割导体38b1、38b2是非平行或者是平行并且1曲折或者是弯曲的形式被分割的，由此从输入侧的中心导体的输入信号有效地传输到高频率铁氧体制的板状磁性体35上，可以输出，可以发挥宽带的通过特性。

而为了低频化，各中心导体36、37、38加长，必需加大其电感量，但是在本发明中，第3中央部导体38b里，第3中心导体38在长方向中央部侧相互分离的方向做成曲折或者弯曲的，或者相互平行但是又曲折或者弯曲的，这样，第3中心导体38的长度实质上加长，电感变大，可以做到低频化和小型化二者兼得。

其次，在本实施方案中，电极部40A做成与板状磁性体35基本相同的平面视形状，这样，本体部40A与位于其下面的下轭铁33接触面积很大，电阻变低，可以减少损耗。

其次，如前面所说明的那样，在第1中心导体36和第2中心导体37在第3中心导体38的各自安装的根部，形成凹部48a、49a、40e，各中心导体的线路长度长了一些，各中心导体36、37、38的电感变大，共振容量的面积变小，换言之，具有电容器基板41、42的面积变小的效果，作为非可逆元件31的整体小型化也有贡献。

实施例

实施例1

关于图1～图3所示的构成的隔离器，对电容器C1、C2的容量改变时的反射系数、插入损失以及隔离值的测定。

在图1～图3所示的隔离器里，作为板状磁性体，采用由直径2mm、厚度0.35mm的圆板形状钇铁榴石铁氧体(YIG铁氧体)构成的材料。而作为第1、第2、第3的中心导体采用的是线路长2.4mm、实质线路幅度0.4mm、厚度0.05mm的铜箔。这些第1、第2、第3的中心导体，是从直径2mm、厚度0.05mm的圆板状的共用电极向三个方向延伸而形成部件。

在板状磁性体的底面上贴付共用电极，然后通过将第1、第2、第3的中心导体在板状磁性体的表面一侧的折弯，制造出图1所示的磁性组件。

其次，分别在第1中心导体前端的端口P1(输入口)安装电容器C1，在第2中心导体前端的端口P2(输入口)安装电容器C2，在第3中心导体前端的端口P3(输入口)安装电容器C3，进而在电容器C3上安装电阻R，进而，在永磁铁与板状磁性体贴在一起的状态下，配置在上轭铁以及下轭铁构成的闭磁电路内，而做成图1所示的实验例1以及实验例2的隔离器。

关于实验例1的隔离器，电容器C1的容量为7.2pF，电容器C2的容量为7.0pF电容器C3的容量为8.0pF，终端电阻为47Ω。而在实验例2里，电容器C1和C2的容量为5.2pF，电容器C3的容量为5.0pF，终端电阻为47Ω。

实验例1以及实验例2的隔离器，在1.4～2GHz的频带领域，分别测出输入侧(第？的中心导体)的反射系数S11、输出侧(第2的中心导体)的反射系数S22、插入损失、隔离值。图10～图13表示的是反射系数S11、反射系数S22、插入损失以及隔离值各自对频率的依赖性。

首先，在实验例1的隔离器上，如图10所示，可以看出反射系数S11、S22的中心频率分别在1.48GHz附近，中心频率基本一致。而如图11所示，插入损失最低时是在频率为1.45～1.5的范围内，图10的中心频率在该范围，插入损失和反射系数S11、S22的最佳频率范围一致。

因此实验例1的隔离器，可以使之在反射系数S11、S22的中心频率基本相同的频率进行操作，可以提高信号的传输效率。

而且，实验例1的电容器C1、C2的容量差为2.8％左右。

而在实验例2的隔离器上，如图12所示，可以看出反射系数S11/S22的中心频率分别在1.87GHz、1.96GHz附近，中心频率错开0.09GHz(90MHz)左右。而如图13所示插入损失最小处在频率1.88～1.94GHz的范围，由图12的可见S11、S22的各中心频率超出了该范围。

因此实验例2的隔离器在反射系数S11、S22的中心频率错位的频率上动作，插入损失变大，信号传输效率降低。

由此，将电容器C1、C2的容量差控制在2.8％范围，就可以使输入侧以及输出侧的各中心导体的反射系数的中心频率基本一致。

实施例2

关于图6以及图7所示的构成的隔离器，电容器C1、C2的容量变动时测定反射系数以及传输系数。

图6以及图7所示的构成的光隔离器，作为板状磁性体，采用纵向2mm、横幅3.4mm、厚度0.35mm的如图8所示形状的钇铁榴石铁氧体(YIG铁氧体)构成的材料。而作为第1、第2、第3的中心导体采用的是线路长3.6mm、全幅800μ、缝隙宽400μm实质线宽400μm、厚度0.05mm的铜箔。这些第1、第2、第3的中心导体，如图9所示，是从直径2mm、横幅3.4mm、厚度0.05mm的圆板状的共用电极向三个方向延伸而形成的部件。

板状磁性体的底面共用电极贴在一起，然后通过将第1、第2、第3的中心导体在板状磁性体的表面一侧的折弯，制造出图6、图7所示的磁性组件。

其次，分别在第1中心导体前端的端口P1(输入口)安装电容器C1，在第2中心导体前端的端口P2(输入口)安装电容器C2，在第3中心导体前端的端口P3(输入口)安装电容器C3，进而在电容器C3上安装终端电阻R，进而，在永磁铁与板状磁性体贴在一起的状态下，配置在上轭铁以及下轭铁构成的闭磁电路内，而做成图6以及图7所示的实验例3的隔离器。

关于实验例3的隔离器，电容器C1的容量为12.5pF，电容器C2的容量为12.2pF电容器C3的容量为17.8pF，终端电阻为39Ω。而电容器C1和C2的容量的差为2.4％。

对于实验例3的隔离器，求出第1的中心导体的反射系数S11、第2中心导体的反射系数S22、传输系数S21以及S12。结果如表1所示。

表1

实验例3
			电容器C1(pF)		12.5
电容器C2(pF)		12.2
			反射系数(S11)	强度	23.93
中心频率(GHz)	1.001
		反射系数(S22)		强度	29.88
中心频率(GHz)	1.001
			传输系数(S21)	强度	19.42
中心频率(GHz)	0.95
		传输系数(S12)		强度	0.657
中心频率(GHz)	1.001

如表1所示，反射系数S11以及S22的中心频率都是1.001GHz，可见反射系数S11、S22的中心频率一致。

所以，图6以及图7所示构成的隔离器，可以看出：调整了电容器C1以及C2的容量差，可以使反射系数的中心频率一直，信号的传输效率提高。

表2

试验材料号	电容C1容量(pF)	电容C2容量(pF)	容量差(％)
				1	5.5	5.2	5.5
2	8.7	8.4	3.4
				3	9	8.8	2.2
4	12.5	12.2	2.4
				5	13.1	12.8	2.3
6	13.2	12.9	2.3
				7	13.4	13.1	2.2
8	13.8	13.5	2.2

进而在表2中，表示了将中心频率的差调整为0时，电容器C1以及C2的各容量。从表2可以看出，电容器C1以及C2的容量差在2.2％以上，未满5.5的范围，可以使中心频率一致。

如以上所详细说明的那样，通过本发明的非可逆电路元件，将从板状磁性体离开的一侧交叉一方的中心导体连接的电容器容量做得大于从板状磁性体附近的一侧交叉一方的中心导体连接的电容器容量，可以使一对中心导体的反射系数的中心频率一致，由此可以减少非可逆电路元件的插入损耗，提高信号传输效率。

Claims (3)

1、一种非可逆电路元件，其特征在于：在由扁平圆板状的铁氧体构成的板状磁性体的第一面上延展配置由金属板构成的共用电极，从该共用电极外周部向三个方向放射状延伸而形成的三个中心导体，包住所述板状磁性体向板状磁性体的第二面折弯，并且，各中心导体在所述第二面互相以规定的角度交叉，进而在各中心导体的自由端各自连接有电容器，

对于3个中心导体之中的任何一对中心导体，与远离所述板状磁性体的中心导体连接的电容器的容量比与靠近所述板状磁性体的中心导体连接的电容器的容量要大。

2.根据权利要求1所述的非可逆电路元件，其特征在于：在将与远离所述板状磁性体的中心导体连接的电容器的容量设定为Cap1，将与靠近所述板状磁性体的中心导体连接的电容器的容量设定为Cap2时，以公式(Cap1-Cap2)/Cap1×100(％)表示的容量差在1％以上、10％以下的范围内。

3.根据权利要求1所述的非可逆电路元件，其特征在于：对于所述一对中心导体，使各中心导体的中心频率分别一致。

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