DE10065511A1 - Nicht-reziprokes Schaltungsbauelement und Kommunikationsgerät mit dem nicht-reziproken Schaltungsbauelement - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein nicht-reziprokes Schaltungsbauelement, das es ermöglicht, daß die Induktivitätskomponente von mittleren Leitern vergrößert wird, selbst wenn ein Magnetkörper verkleinert wird, und das dadurch in der Lage ist, überlegene Charakteristika in einem breiten Band zu erreichen und trotzdem eine kleine Größe zu haben. Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Kommunikationsgerät mit einem solchen nicht-reziproken Schaltungsbauelement. Bei diesem nicht-reziproken Schaltungsbauelement wird ein Magnetkörper gebildet, indem zwei mittlere Leiter um einen Magnetkörper mit einer rechteckigen Parallelepiped-Plattenform gewickelt wird, wobei sich die beiden mittleren Leiter in einem Winkel von im wesentlichen 90 DEG schneiden. Als mittlere Leiter werden Metalldrähte, die aus einem Metallmaterial bestehen, wie z. B. aus Kupfer oder Silber, verwendet, wobei die Metalldrähte mit einem isolierenden Harz, wie z. B. Polyester oder Polyimid, beschichtet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein nicht- reziprokes Schaltungsbauelement, das in einem hochfrequen­ ten Band, wie z. B. dem Mikrowellenband, verwendet wird, und auf ein Kommunikationsgerät, das das nicht-reziproke Schaltungsbauelement verwendet.

Das nicht-reziproke Schaltungsbauelement wird in Kommunika­ tionsgeräten und dergleichen verwendet, die die Charakteri­ stika vorteilhaft ausnutzen, daß das nicht-reziproke Schal­ tungsbauelement eine kleine Dämpfung in der Senderichtung eines Signals hat, während es eine große Dämpfung in der entgegengesetzten Richtung hat. Herkömmlicherweise ist ein nicht-reziprokes Schaltungsbauelement vom Zweitortyp be­ kannt, bei dem zwei mittlere Leiter auf einem ferromagneti­ schen Körper (Ferrit) in einem Zustand elektrischer Isola­ tion angeordnet sind, um sich in einem Winkel von im we­ sentlichen 90° zu schneiden. Ein Ende von jedem mittleren Leiter ist mit einem Eingangs- bzw. einem Ausgangsanschluß verbunden. Das andere Ende ist auf Masse gelegt. Kondensa­ toren sind zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschluß und eine Masse geschaltet. Ein Widerstand ist zwischen den Ein­ gangs- und den Ausgangsanschluß geschaltet. Schließlich wird ein statisches magnetisches Feld an den Magnetkörper angelegt. Ein solcher Aufbau soll es ermöglichen, daß die­ ses nicht-reziproke Schaltungsbauelement vom Zweitortyp ei­ ne kleinere Größe und eine größere Bandbreite hat, in der die oben erwähnten nicht-reziproken Charakteristika erhal­ ten werden, im Vergleich zu einem nicht-reziproken Schal­ tungsbauelement vom Dreitortyp. Bisher werden bei einem solchen nicht-reziproken Schaltungsbauelement die mittleren Leiter (Elektrodenfilme) auf der Oberfläche oder innerhalb eines Magnetkörpers durch Drucken oder dergleichen gebil­ det. Andererseits werden mittlere Leiter, die auf der Ober­ fläche oder dem Inneren eines dielektrischen Substrats durch Drucken oder dergleichen gebildet sind, auf dem Ma­ gnetkörper angeordnet. Alternativ werden mittlere Leiter aus einer Metallfolie (Leiterplatte) auf dem Magnetkörper angeordnet (siehe die japanische nicht-geprüfte Patentan­ meldungsveröffentlichung Nr. 11-205016). Insbesondere sind bei einem herkömmlichen nicht-reziproken Schaltungsbauele­ ment vom Zweitortyp die mittleren Leiter nur auf einer der Hauptoberflächen des Magnetkörpers oder nur auf der anderen der Hauptoberfläche parallel zu derselben angeordnet, ohne daß sie um den magnetischen Körper herum gewickelt sind.

Aufgrund der Anforderung nach einer weiteren Reduktion der Größe von neuen Mobilkommunikationsausrüstungen werden mittlerweile auch nicht-reziproke Schaltungsbauelemente, die für Mobilkommunikationsausrüstungen gebraucht werden, benötigt, um eine weitere Größenreduktion zu erreichen. Die charakteristische Eingangs/Ausgangs-Impedanz von Kommunika­ tionsgeräten und dergleichen ist typischerweise entworfen, um im wesentlichen 50 Ω zu sein. Allgemein ist die charak­ teristische Impedanz des Eingangs/Ausgangs-Abschnitts des nicht-reziproken Schaltungsbauelements ebenfalls entworfen, um im wesentlichen 50 Ω zu sein. Die charakteristische Im­ pedanz des Eingangs/Ausgangs-Abschnitts des nicht- reziproken Schaltungsbauelements wird durch die Induktivi­ tätskomponente, die die mittleren Leiter haben, und die Ka­ pazität eines Kondensators bestimmt, der parallel zu der Induktivitätskomponente geschaltet ist.

Wenn hingegen bei der oben erwähnten herkömmlichen Anord­ nung das nicht-reziproke Schaltungsbauelement größenmäßig reduziert wird, und wenn folglich die Größe des Magnetkör­ pers reduziert wird, wird unvermeidbar die Länge des mitt­ leren Leiters verringert, wodurch die Induktivitätskompo­ nente desselben verringert wird. Um daher eine erforderli­ che charakteristische Impedanz zu erhalten, ist es notwen­ dig, den Kapazitätswert des Kondensators zu erhöhen, d. h. die Größe des Kondensators zu erhöhen. Dies resultiert dar­ in, daß eine Größenreduktion sehr schwierig zu erreichen ist. Andererseits wird, sobald die Induktivitätskomponente verringert wird, auch die Bandbreite schmäler, wodurch in einem erwünschten Band nicht mehr eine erwünschte Isolati­ onscharakteristik und ein erwünschter Einfügungsverlust er­ reicht werden können.

Da bei dem oben beschriebenen herkömmlichen nicht- reziproken Schaltungsbauelement in anderen Worten ausge­ drückt mit einer Verkleinerung der Größe die Induktivitäts­ komponente des mittleren Leiters verringert wird, wird kei­ ne Impedanzanpassung erreicht, und der Einfügungsverlust nimmt in einem erwünschten Frequenzband zu, was nichts an­ deres bedeutet, als daß keine erwünschten Charakteristika mehr erreicht werden können. Dagegen wird es nötig, einen großen Kondensator zu verwenden, wenn der Versuch unternom­ men wird, erwünschte Charakteristika zu erreichen. Dies führt zu dem Problem, daß das nicht-reziproke Schaltungs­ bauelement nicht miniaturisiert werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein miniaturisierbares nicht-reziprokes Schaltungsbauelement sowie ein Kommunikationsgerät mit einem solchen nicht- reziproken Schaltungsbauelement zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein nicht-reziprokes Schaltungs­ bauelement nach Patentanspruch 1 oder Patentanspruch 2 so­ wie durch ein Kommunikationsgerät nach Patentanspruch 11 gelöst.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die vorliegende Erfindung ein nicht-reziprokes Schaltungs­ bauelement schafft, das es ermöglicht, daß die Induktivi­ tätskomponente der mittleren Leiter vergrößert werden kann, selbst wenn der Magnetkörper größenmäßig reduziert wird, und das dadurch in der Lage ist, bessere Charakteristika über einem breiten Band zu erreichen, während dasselbe gleichzeitig eine kleine Größe hat.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß dieselbe ein Kommunikationsgerät schafft, das ein erfindungsgemäßes nicht-reziprokes Schaltungsbauelement aufweist.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein nicht-reziprokes Schaltungsbauelement einen Magnetkör­ per, an den ein magnetisches Gleichfeld anlegbar ist, wobei der Magnetkörper eine Mehrzahl von mittleren Leitern um­ faßt, die in einem Zustand elektrischer Isolation vorgese­ hen sind. Bei diesem nicht-reziproken Schaltungsbauelement sind die mittleren Leiter der Mehrzahl von mittleren Lei­ tern Isolations-beschichtete Metalldrähte, wobei jeder der Metalldrähte um den Magnetkörper einmal oder mehrere Male gewickelt ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung um­ faßt ein nicht-reziprokes Schaltungsbauelement einen ersten mittleren Leiter, wobei ein Ende desselben mit einem Ein­ gangsanschluß verbunden ist, und wobei das andere Ende des­ selben auf Masse gelegt ist, einen zweiten mittleren Lei­ ter, der den ersten Leiter in einem Zustand elektrischer Isolation schneidet, wobei ein Ende desselben mit einem Ausgangsanschluß verbunden ist, und wobei das andere Ende desselben auf Masse gelegt ist, einen Magnetkörper, der den ersten und den zweiten mittleren Leiter umfaßt, einen Per­ manentmagneten zum Anlegen eines statischen magnetischen Feldes im wesentlichen senkrecht zu den Hauptoberflächen des Magnetkörpers, einen ersten Kondensator, der zwischen den Eingangsanschluß und eine Masse geschaltet ist, einen zweiten Kondensator, der zwischen den Ausgangsanschluß und die Masse geschaltet ist, und einen Widerstand, der zwi­ schen den Eingangsanschluß und den Ausgangsanschluß ge­ schaltet ist. Bei diesem nicht-reziproken Schaltungsbauele­ ment sind der erste und der zweite mittlere Leiter Isola­ tions-beschichtete Metalldrähte, wobei die Metalldrähte einmal oder mehrere Male um den Magnetkörper herum gewic­ kelt sind. Vorzugsweise wird als Material für den Metall­ draht Kupfer oder Silber verwendet, welche preisgünstig sind. Eine Anzahl von Windungen ist derart definiert, daß, wenn der mittlere Leiter (Metalldraht) angeordnet ist, um einmal entlang beider Hauptoberflächen des Magnetkörpers gewickelt zu sein, die Anzahl der Windungen gleich 1 ist.

Gemäß dieser Anordnung können die mittleren Leiter lang ge­ staltet werden, selbst wenn ein kleiner Magnetkörper ver­ wendet wird, da die mittleren Leiter auf dem Magnetkörper derart angeordnet sind, daß sie um denselben herum gewic­ kelt sind, wodurch eine große Induktivitätskomponente er­ reicht werden kann. Ferner kann durch Verändern der Anzahl der Windungen ein erforderlicher Induktivitätswert ohne weiteres erreicht werden. Dies ermöglicht es, daß der Kon­ densator zum Liefern einer benötigten charakteristischen Impedanz größenmäßig reduziert ist, wodurch es möglich wird, daß das nicht-reziproke Schaltungsbauelement miniatu­ risiert werden kann. Da ferner die Induktivitätskomponente erhöht werden kann, wird die Bandbreite, in der die nicht- reziproken Charakteristika erhalten werden, in einem Be­ triebsfrequenzband größer, kann der Einfügungsverlust in einem breiten Band reduziert werden, und können somit her­ ausragende Trenncharakteristika erhalten werden. Da ferner Isolations-beschichtete Metalldrähte verwendet werden, be­ steht kein Bedarf dahingehend, daß separate Isolatoren zum elektrischen Isolieren der mittleren Leiter vorgesehen wer­ den, wie z. B. isolierende Schichten, wodurch Herstellungs­ kosten reduziert werden können.

Im Fall eines nicht-reziproken Schaltungsbauelements vom Zweitortyp, das aus zwei mittleren Leitern besteht, wird der Schnittwinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Lei­ ter vorzugsweise in dem Bereich eingestellt, der sich von 80° zu 100° erstreckt, um erwünschte Trenncharakteristika zu erhalten.

Indem ein Magnetkörper mit einer polygonalen Form hinsicht­ lich der Draufsicht verwendet wird, können die mittleren Leiter orthogonal zu den Seiten des Magnetkörpers gewickelt werden, wodurch die mittleren Leiter zuverlässig mit hoher Genauigkeit positioniert werden können, und wodurch der Schnittwinkel genau eingestellt werden kann. Dies führt zu stabilen und überlegenen Charakteristika mit kleiner Va­ riation. In diesem Fall, wenn für die Form des Magnetkör­ pers ein rechteckiges Parallelepiped ausgewählt wird, kann ein Magnetkörper aus einem großen Magnetkörpersubstrat ge­ schnitten werden, ohne daß Substrat verschwendet wird, was ebenfalls zu einer Kostenreduktion führt.

Indem ferner ein Permanentmagnet in der Form einer rechtec­ kigen Parallelepipedplatte verwendet wird, können die Ko­ sten ebenso wie im Fall des Magnetkörpers verringert wer­ den, wobei ferner die Magnetkraft effizient an den Magnet­ körper angelegt werden kann. Dieser Effekt tritt besonders dann zu Tage, wenn der Magnetkörper als rechteckiges Paral­ lelepiped gebildet ist.

Indem ferner ein Joch angeordnet wird, das jedes der Bauglieder abschirmt, und das eine Magnetschaltung bildet, und zwar auf dem Anschlußsubstrat, auf dem der Eingangsan­ schluß, der Ausgangsanschluß und der Masseleiter gebildet sind, und indem dieses Joch mit dem Masseleiter des An­ schlußsubstrats mit Masse verbunden wird, wird der Abschir­ meffekt verbessert.

Durch Verwenden der oben beschriebenen Anordnung, bei­ spielsweise wenn ein Magnetkörper mit einer rechteckigen Parallelepiped-Plattenform verwendet wird, kann die Dimen­ sion der langen Seite derselben auf 1,0 mm oder weniger re­ duziert werden. Zusätzlich kann ein nicht-reziprokes Schal­ tungsbauelement mit 3,5 mm² oder weniger in der Draufsicht implementiert werden.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kommunikationsgerät geschaffen, das ein nicht- reziprokes Schaltungsbauelement aufweist, das die oben er­ wähnten Merkmale hat. Ein kleines Kommunikationsgerät mit überlegenen Charakteristika kann dadurch erhalten werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen detailliert erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht, die ein nicht-reziprokes Schaltungsbauelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung zeigt;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die das nicht- reziproke Schaltungsbauelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt, wobei das obere Joch und der Permanentmagnet entfernt sind;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, die eine Magne­ tanordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 4 ein Blockdiagramm, das den Aufbau des Hauptab­ schnitts eines Kommunikationsgeräts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.

Der Aufbau des nicht-reziproken Schaltungsbauelements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 3 be­ schrieben. Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsan­ sicht, die dieses nicht-reziproke Schaltungsbauelement zeigt. Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die das nicht-reziproke Schaltungsbauelement zeigt, von dem das obere Joch und der Permanentmagnet entfernt sind. Fig. 3 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine Ma­ gnetanordnung zeigt.

Das nicht-reziproke Schaltungsbauelement gemäß diesem Aus­ führungsbeispiel hat einen Aufbau, bei dem ein Permanentma­ gnet 3 mit einer Form einer rechteckigen Parallelepi­ pedplatte auf der inneren Oberfläche eines kastenförmigen oberen Jochs 2, das aus einem magnetischen Metall, wie z. B. einem Weicheisen besteht, angeordnet ist. Ferner ist ei­ ne geschlossene Magnetschaltung aus diesem oberen Joch 2 und einem im wesentlichen U-förmigen unteren Joch 7 gebil­ det, das ebenso aus einem magnetischen Metall besteht. Eine Magnetanordnung 5, Chipkondensatoren C1 und C2 und ein Chipwiderstand R sind in dem Joch vorgesehen. Ein Anschluß­ substrat 8 ist auf der unteren Oberfläche des unteren Jochs 7 vorgesehen. Ferner wird ein magnetisches Gleichfeld an die Magnetanordnung 5 durch den Permanentmagneten 3 ange­ legt.

Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, wird die Magnetanordnung 5 gebildet, indem zwei mittlere Leiter 51, 52 um einen in der Draufsicht rechteckigen Magnetkörper 55 gewickelt werden, um sich bei einen Winkel von 90° zu schneiden. Die Form von jeder von beiden Oberflächen des Magnetkörpers 55 ist rechteckig oder quadratisch. Als mittlere Leiter 51 und 52 werden Metalldrähte, die aus einem Metallmaterial, wie z. B. Kupfer oder Silber bestehen, verwendet, wobei die Me­ talldrähte mit einem isolierenden Harz beschichtet sind. Als isolierendes Harz kann Polyester, Polyimid, Polyuret­ han, Polyamid, Polyesterimid oder dergleichen verwendet werden.

Die Abmessung einer Seite des Magnetkörpers 55 liegt zwi­ schen 0,5 mm bis 1,0 mm, und die Dicke desselben beträgt 0,3 mm bis 0,5 mm. Der Querschnittsdurchmesser von jedem der mittleren Leiter 51 und 52 beträgt 0,05 mm bis zu 0,10 mm. Als Material für die metallischen Drähte wird Kupfer oder Silber verwendet, wobei diese Materialien preisgünstig sind und eine hohe Permittivität haben. Alternativ kann je­ doch auch ein anderes Metallmaterial, wie z. B. Gold, ver­ wendet werden. Ferner sind die Metalldrähte nicht auf sol­ che begrenzt, die einen kreisförmigen Querschnitt haben. Auch Metalldrähte mit bandförmigem Querschnitt können ver­ wendet werden.

Insbesondere werden bei diesem Ausführungsbeispiel als mittlere Leiter 51 und 52 Isolations-beschichtete Me­ talldrähte verwendet, wobei diese Metalldrähte um den Ma­ gnetkörper 55 gewickelt sind, um zumindest einmal entlang beider Hauptoberflächen des Magnetkörpers 55 angeordnet zu sein. Fig. 3 stellt den Zustand dar, bei dem jeder der Me­ talldrähte um den Magnetkörper 1,5 mal gewickelt ist.

Das Anschlußsubstrat 8 hat eine Eingangsanschlußelektrode 81, eine Ausgangsanschlußelektrode 82 und eine Masseelek­ trode 83 auf sich vorgesehen. Die Eingangs- und die Aus­ gangselektrode 81, 82, und die Masseelektrode 83 erstrecken sich zu den Seiten und der unteren Oberfläche des Anschluß­ substrats 8. Das nicht-reziproke Schaltungsbauelement ist auf einem Befestigungssubstrat (Schaltungssubstrat) ange­ bracht, wobei die untere Oberfläche des Anschlußsubstrats 8 als Befestigungsoberfläche verwendet wird.

Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist das untere Joch 7 auf dem Anschlußsubstrat 8 angeordnet. Die Magnetanordnung 5 und die Chip-Kondensatoren C1 und C2, bei denen Elektroden auf der oberen und der unteren Oberfläche (hinsichtlich der Fi­ gur) angebracht sind, sind auf dem unteren Joch 7 angeord­ net. Schließlich ist der Chipwiderstand R auf den Kondensa­ toren C1 und C2 angeordnet, um die Kondensatoren C1 und C2 zu überbrücken. Die untere Oberfläche des unteren Jochs ist an den Masseleiter 83 auf dem Anschlußsubstrat 8 gelötet. Die Elektroden der unteren Oberfläche der Kondensatoren C1 und C2 sind an das untere Joch 7 gelötet. Die Elektrode des Chipwiderstands R ist an die entsprechende Elektrode auf der oberen Oberfläche des Kondensatoren C1 und C2 gelötet. Ein Ende von jedem mittleren Leiter 51 und 52 ist an das untere Joch 7 gelötet. Das andere Ende des mittleren Lei­ ters 51 ist an die Eingangsanschlußelektrode 81 über die Elektrode auf der oberen Oberfläche des Kondensators C1 ge­ lötet. Das andere Ende des mittleren Leiters 52 ist an die Ausgangsanschlußelektrode 82 über die Elektrode der oberen Oberfläche des Kondensators C2 gelötet. Wenn zu diesem Zeitpunkt ein Harzmaterial, wie z. B. ein Polyesterimid, als Beschichtungsmaterial für die mittleren Leiter 51 und 52 verwendet wird, wird die Beschichtung durch die Erwär­ mung während des Lötens verdampft. Dies wird den Bedarf nach einem vorausgehenden Entfernen der Isolationsbeschich­ tungen an zu lötenden Abschnitten eliminieren, was zu einer Reduktion der Anzahl von Herstellungsschritten führt.

Durch die oben beschriebene Verbindung wird ein nicht- reziprokes Schaltungsbauelement vom Zweitortyp gebildet, bei dem ein Ende jedes mittleren Leiters 51 und 52 auf Mas­ se gelegt ist, während das andere Ende des mittleren Lei­ ters 51 mit dem Eingangsanschluß 81 verbunden ist, und wäh­ rend das andere Ende des mittleren Leiters 52 mit dem Aus­ gangsanschluß 82 verbunden ist, wobei der Kondensator C1 zwischen den Eingangsanschluß 81 und die Masse geschaltet ist. Der Kondensator C2 ist zwischen den Ausgangsanschluß 82 und die Masse geschaltet. Der Widerstand R schließlich ist zwischen den Eingangsanschluß 81 und den Ausgangsan­ schluß 82 geschaltet.

Indem dann das kastenförmige obere Joch 2, an dem der Per­ manentmagnet 3 vorher befestigt worden ist, auf das An­ schlußsubstrat 8 gelegt wird, und indem das obere Joch 2 und das untere Joch 7 zusammen verlötet werden, wird das nicht-reziproke Schaltungsbauelement in seiner Gänze gebil­ det. Dieses Joch, das aus dem oberen Joch 2 und dem unteren Joch 7 gebildet ist, bildet eine geschlossene Magnetschal­ tung und liefert die Funktion eines äußeren Gehäuses zum Schützen der inneren Bauglieder sowie die Funktion eines elektrischen Abschirmbauglieds, da das Joch mit dem Masse­ leiter 83 verbunden ist.

Wie es oben beschrieben worden ist, werden bei dem nicht- reziproken Schaltungsbauelement gemäß diesem Ausführungs­ beispiel Isolations-beschichtete Metalldrähte als mittlere Leiter 51 und 52 verwendet, wobei diese Drähte um den Ma­ gnetkörper 55 gewickelt sind, wodurch die Induktivitätskom­ ponente der mittleren Leiter 51 und 52 größer als bei her­ kömmlichen Schaltungsbauelementen wird. Die Wicklungsanzahl der mittleren Leiter 51 und 52 ist eingestellt, um so groß zu sein, daß es möglich wird, eine erwünschte Induktivi­ tätskomponente zu erreichen. Somit kann durch Verändern der Windungsanzahl der mittleren Leiter der erwünschte Indukti­ vitätswert ohne weiteres erreicht werden.

Wenn daher ein kleiner Magnetkörper 55 verwendet wird, kann die Induktivitätskomponente der mittleren Leiter 51 und 52 erhöht werden, wodurch Kapazitoren C1 und C2, von denen je­ der einen kleinen Kapazitätswert hat, d. h. eine kleine Größe hat, verwendet werden, was in einer Größenreduktion der gesamten nicht-reziproken Schaltung resultiert. Wenn beispielsweise bei einer Betriebsfrequenz von 800 MHz die mittleren Leiter, die jeweils einen Durchmesser von 0,05 mm haben, 3,5 mal um einen Magnetkörper mit einer Länge von 0,7 mm, einer Breite von 0,7 mm und einer Dicke von 0,3 mm gewickelt werden, wird der Induktivitätswert der Anordnung zu im wesentlichen 19,8 nH, wobei der Kapazitätswert, der für die Kondensatoren benötigt wird, gleich 2,0 pF wird. Wenn dabei ein dielektrisches Material mit einer Permitti­ vität von 110 und einer Dicke von 0,17 mm verwendet wird, können die Abmessungen von jedem der Kondensatoren 0,45 mm × 0,75 mm betragen, wobei die äußeren Abmessungen des nicht-reziproken Schaltungsbauelements mit der oben be­ schriebenen Konstruktion auf 3,5 mm² oder weniger reduziert werden können.

Da ferner die mittleren Leiter 51 und 52 isolationsbe­ schichtet sind, existiert kein Bedarf nach zusätzlichen Isolatoren zum Isolieren der mittleren Leiter voneinander, wodurch die Anzahl der Aufbauschritte hinsichtlich der Ma­ gnetanordnung reduziert werden kann. Wenn zusätzlich der Magnetkörper als rechteckiges Parallelepiped mit einer Rechteckform hinsichtlich der Draufsicht wie oben beschrie­ ben gebildet wird, können die mittleren Leiter 51 und 52 um den Magnetkörper 55 in einem Schnittwinkel von 90° einfach und zuverlässig gewickelt werden.

Da ferner der Permanentmagnet 3, der als rechteckiges Par­ allelepiped gebildet ist, verwendet wird, kann auf effizi­ ente Art und Weise eine Magnetkraft auf den Magnetkörper 55 angelegt werden.

Da ferner die Form sowohl des Magnetkörpers 55 als auch des Permanentmagneten nicht auf die hinsichtlich des ersten Ausführungsbeispiels beschriebenen Formen begrenzt sind, kann statt dessen auch eine polygonale Form in der Drauf­ sicht außer einer rechteckigen Form in der Draufsicht oder aber auch eine Kreisform in der Draufsicht als Form des Elements verwendet werden. Wenn ein Magnetkörper mit einer Polygonalform in der Draufsicht verwendet wird, können die zwei mittleren Leiter in einem erwünschten Schnittwinkel mit hoher Genauigkeit gewickelt werden, indem die mittleren Leiter orthogonal zu den Seiten des Magnetkörpers gewickelt werden. Ferner ist der Schnittwinkel zwischen den zwei mittleren Leitern nicht auf 90° begrenzt, sondern kann auch auf einen Wert zwischen 80° und 100° je nach Bedarf einge­ stellt werden. Ferner ist die Gesamtstruktur des nicht- reziproken Schaltungsbauelements nicht auf die des ersten Ausführungsbeispiels begrenzt. Beispielsweise kann ein ein­ stückiges Joch verwendet werden, ohne daß das Joch geteilt wird, und als Anschlußsubstrat kann auch ein kastenförmiges Anschlußsubstrat verwendet werden. Abstandshalterbauglieder zum Halten von Baugliedern können ebenfalls vorgesehen sein.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde das erfindungsgemäße nicht-reziproke Schaltungsbauelement vom Zweitortyp beispielhaft beschrieben. Die vorliegende Erfin­ dung kann jedoch auch auf ein nicht-reziprokes Schaltungs­ bauelement vom Dreitortyp angewendet werden.

Anschließend wird der Aufbau eines Kommunikationsgeräts ge­ mäß einem zweiten Ausführungsbeispiel bezugnehmend auf Fig. 4 beschrieben. Unter Verwendung des beschriebenen nicht- reziproken Schaltungsbauelements wird beispielsweise, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, das nicht-reziproke Schaltungs­ bauelement an einem Schwingungsausgangsabschnitt eines Os­ zillators, wie z. B. eines VCO (VCO = Voltage-Controlled Oscillator = spannungsgesteuerter Oszillator), vorgesehen, wodurch die reflektierten Wellen von der Sendeschaltung, die mit dem Ausgangsabschnitt des nicht-reziproken Schal­ tungsbauelements verbunden ist, nicht in den Oszillator eintreten. Dies verbessert die Schwingungsstabilität des Oszillators. Wie es ferner in Fig. 4 zu sehen ist, kann das nicht-reziproke Schaltungsbauelement auch an dem Eingangs­ abschnitt eines Filters zur Impedanzanpassung vorgesehen werden. Ein Filter mit konstanter Impedanz wird dadurch ge­ bildet. Das Kommunikationsgerät wird durch Anordnung einer solchen Schaltung an dem Sendeschaltungsabschnitt oder dem Empfangsschaltungsabschnitt gebildet.

Unter Verwendung des nicht-reziproken Schaltungsbauelements gemäß der vorliegenden Erfindung kann somit ein kleines Kommunikationsgerät mit herausragenden Charakteristika er­ reicht werden.

Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich wird, kann bei dem nicht-reziproken Schaltungsbauelement der vorlie­ genden Erfindung, selbst wenn ein kleiner Magnetkörper ver­ wendet wird, die Induktivitätskomponente der mittleren Lei­ ter erhöht werden, wodurch die Kondensatoren zum Liefern einer erforderlichen Charakteristik größenmäßig reduziert werden können, und wodurch das nicht-reziproke Schaltungs­ bauelement miniaturisiert werden kann. Da ferner die Induk­ tivitätskomponente erhöht werden kann, kann der Einfügungs­ verlust in einem breiten Band reduziert werden, und heraus­ ragende Isolationscharakteristika können erhalten werden. Da ferner Isolations-beschichtete Metalldrähte verwendet werden, besteht kein Bedarf nach einem getrennten Vorsehen von Isolatoren zum elektrischen Isolieren der zwei mittle­ ren Leiter, was ebenfalls zu einer Kostenreduktion führt.

Da ferner ein Magnetkörper mit einer polygonalen Platten­ form verwendet wird, können die Kosten reduziert werden, und die mittleren Leiter können zuverlässig mit hoher Ge­ nauigkeit positioniert werden, und es können stabile und herausragende Charakteristika erreicht werden. Indem ferner ein Permanentmagnet, der als rechteckiges Parallelepiped gebildet ist, verwendet wird, können die Kosten ebenfalls reduziert werden, und es kann ferner auf wirksame Art und Weise eine magnetische Kraft an den Magnetkörper angelegt werden.

Indem ferner das nicht-reziproke Schaltungsbauelement gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann ein Kommu­ nikationsgerät mit kleiner Größe und herausragenden Charak­ teristika erhalten werden.

Claims (11)

1. Nicht-reziprokes Schaltungsbauelement mit folgenden Merkmalen:
einem Magnetkörper (55), an den ein magnetisches Gleichfeld anlegbar ist, wobei der Magnetkörper (55) eine Mehrzahl von mittleren Leitern (51, 52) aufweist, die in einem Zustand elektrischer Isolation vorgesehen sind,
wobei die Mehrzahl von mittleren Leitern (51, 52) Iso­ lations-beschichtete Metalldrähte sind, und
wobei jeder der Metalldrähte um den Magnetkörper (55) einmal oder mehrere Male gewickelt ist.

2. Nicht-reziprokes Schaltungsbauelement mit folgenden Merkmalen:
einem erste mittleren Leiter (51), wobei ein Ende des­ selben mit einem Eingangsanschluß (81) verbunden ist, und wobei das andere Ende desselben mit Masse (83) verbunden ist;
einem zweiten mittleren Leiter (52), der den ersten Leiter (51) in einem Zustand elektrischer Isolierung schneidet, wobei ein Ende desselben mit einem Aus­ gangsanschluß (82) verbunden ist, und wobei das andere Ende desselben mit Masse (83) verbunden ist;
einem Magnetkörper (55), der den ersten und den zwei­ ten mittleren Leiter (51, 52) umfaßt;
einem Permanentmagnet (3) zum Anlegen eines statischen Magnetfeldes im wesentlichen senkrecht zu den Haupto­ berflächen des Magnetkörpers (55);
einem ersten Kondensator (C1), der zwischen den Ein­ gangsanschluß (81) und eine Masse (83) geschaltet ist;
einem zweiten Kondensator (C2), der zwischen den Aus­ gangsanschluß (82) und die Masse (83) geschaltet ist; und
einem Widerstand (R), der zwischen den Eingangsan­ schluß (81) und den Ausgangsanschluß (82) geschaltet ist,
wobei der erste und der zweite mittlere Leiter (51, 52) Isolations-beschichtete Metalldrähte sind, und
wobei die Metalldrähte um den Magnetkörper (55) einmal oder mehrere Male gewickelt sind.

3. Nicht-reziprokes Schaltungsbauelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das Material der Metalldrähte (51, 52) Kupfer oder Silber ist.

4. Nicht-reziprokes Schaltungsbauelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der Schnittwinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter (51, 52) eingestellt ist, um in einem Bereich zu sein, der sich von 80° zu 100° erstreckt.

5. Nicht-reziprokes Schaltungsbauelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der Magnetkörper (55) eine polygonale Form in einer Draufsicht hat.

6. Nicht-reziprokes Schaltungsbauelement nach Anspruch 5, bei dem der Magnetkörper (55) eine rechteckige Form in einer Draufsicht hat.

7. Nicht-reziprokes Schaltungsbauelement nach Anspruch 2, bei dem der Permanentmagnet (3) eine rechteckige Form in einer Draufsicht hat.

8. Nicht-reziprokes Schaltungsbauelement nach Anspruch 2, das ferner folgende Merkmale aufweist:
ein Joch (2, 7), das die mittleren Leiter (51, 52), den Magnetkörper (55), den Permanentmagnet (3), die Kondensatoren (C1, C2) und den Widerstand (R) auf­ nimmt, wobei das Joch (2, 7) auf einem Anschlußsub­ strat (8) angeordnet ist, auf dem der Eingangsanschluß (81), der Ausgangsanschluß (82) und ein Masseleiter (83) vorgesehen sind, und wobei das Joch (2, 7) mit dem Masseleiter (83) des Anschlußsubstrats (8) verbun­ den ist.

9. Nicht-reziprokes Schaltungsbauelement nach Anspruch 6, bei dem die Abmessung der langen Seite des Magnetkör­ pers (55) nicht mehr als 1,0 mm beträgt.

10. Nicht-reziprokes Schaltungsbauelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dessen äußere Form eine Rechteckform in einer Draufsicht ist, wobei die Abmessung der langen Seite des nicht- reziproken Schaltungsbauelements nicht mehr als 3,5 mm beträgt.

11. Kommunikationsgerät mit einem nicht-reziproken Schal­ tungsbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10.