DE10202731A1 - Nichtreziprokes Schaltungsbauelement und Kommunikationsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Ein nichtreziprokes Schaltungsbauelement, das mit einer symmetrischen Schaltung verbunden werden kann, ohne daß ein Balun zwischengeschaltet werden muß, und eine Kommunikationsvorrichtung, die das nichtreziproke Schaltungsbauelement umfaßt. Ein Trennglied umfaßt im allgemeinen eine Schaltungsplatine, ein unteres Metallgehäuse, eine Mittelelektrodenanordnung, ein oberes Metallgehäuse, einen Permanentmagneten, einen Widerstand und Anpassungskondensatoren. Die Schaltungsplatine umfaßt ein isolierendes Substrat, wie z. B. ein Glasepoxidsubstrat oder ein Ferritsubstrat, auf dem ein unsymmetrischer Eingangsanschluß, symmetrische Ausgangsanschlüsse (d. h. Differenzausgangsanschlüsse) gebildet sind, einen Masseanschluß und eine Halbwellenleitung, die die symmetrischen Ausgangsanschlüsse verbindet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein nichtrezi­ prokes Schaltungsbauelement und insbesondere auf ein nicht­ reziprokes Schaltungsbauelement, wie z. B. ein Trennglied, für die Verwendung bei dem Mikrowellenband, und auf eine Kommunikationsvorrichtung.

Fig. 13 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung eines HF-Abschnitts eines herkömmlichen tragbaren Telephons 1. In Fig. 13 bezeichnet das Bezugszeichen 2 ein Antennen­ element. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Duplexer. Die Bezugszeichen 4 und 6 bezeichnen jeweils einen Leistungs­ verstärker auf der Sendeseite. Das Bezugszeichen 5 bezeich­ net ein Zwischenbandpaßfilter auf der Sendeseite. Das Be­ zugszeichen 7 bezeichnet einen Mischer auf der Sendeseite. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen rauscharmen Verstärker auf der Empfangsseite. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet ein Zwischenbandpaßfilter auf der Empfangsseite. Das Bezugszei­ chen 10 bezeichnet einen Mischer auf der Empfangsseite. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet ein Trennglied. Das Bezugszei­ chen 12 bezeichnet einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO = voltage-controlled-oscillator). Das Bezugszeichen 13 bezeichnet ein lokales Bandpaßfilter.

Im allgemeinen ist das Trennglied 11 zwischen dem span­ nungsgesteuerten Oszillator 12 und den Mischern 7 und 10 auf der Sende- und Empfangsseite angeordnet, um eine Tren­ nung zwischen dem spannungsgesteuerten Oszillator 12 und den Mischern 7 und 10 auf der Sende- und der Empfangsseite zu erreichen, so daß Signale, die von den Mischern auf der Sende- und Empfangsseite reflektiert werden, nicht zu dem spannungsgesteuerten Oszillator zurückgesendet werden. Statt dem Trennglied 11 wird manchmal ein Pufferverstärker verwendet. Da das Trennglied 11 eines nichtreziproken Schaltungsbauelements keine Leistung benötigt, ist die Bat­ terielebensdauer durch das Trennglied jedoch nicht beein­ trächtigt, daher hat das Trennglied 11 den Vorteil, daß die Standby-Zeit bzw. Bereitschaftszeit und die Telephonge­ sprächszeit des tragbaren Telephons 1 erhöht werden können.

Da es in den vergangenen Jahren eine Nachfrage nach kleine­ ren tragbaren Telephonen und danach, eine Kostenreduzierung zu erreichen, gab, haben sich integrierte Schaltungen, die den Mischer 7 auf der Sendeseite und den Mischer 10 auf der Empfangsseite umfassen (die symmetrische Ein­ gangs/Ausgangsschaltungen sind) mehr und mehr verbreitet. Die Eingangs/Ausgangstore eines herkömmlichen Trennglieds 11 sind jedoch beide Tore des unsymmetrischen Typs. Um da­ her die Eingangs/Ausgangstore einer integrierten Schaltung, in die ein Mixer eingebaut ist, elektrisch mit dem Trenn­ glied zu verbinden, ist es notwendig, ein paralleles Signal der integrierten Schaltung durch Verwenden eines Balun in ein Eintaktsignal umzuwandeln. Aus diesem Grund wird die Anzahl von Komponenten erhöht, und die Anzahl von Verbin­ dungspunkten wird erhöht, was beispielsweise zu Strahlungs­ problemen, Problemen bei den resistiven Verlusten und zu einem größeren Befestigungsbereich und einer größeren Aus­ fallsrate führt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein nichtre­ ziprokes Schaltungsbauelement mit verbesserten Charakteri­ stika und eine Kommunikationsvorrichtung, die das nichtre­ ziproke Schaltungsbauelement umfaßt, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein nichtreziprokes Schaltungsbau­ element gemäß Anspruch 1 und eine Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst.

Um diese Probleme anzugehen, liefert die vorliegende Erfin­ dung ein nichtreziprokes Schaltungsbauelement, das mit ei­ ner symmetrischen Schaltung verbunden werden kann, ohne daß ein Balun verwendet werden muß, und eine Kommunikationsvor­ richtung.

Das nichtreziproke Schaltungsbauelement gemäß der vorlie­ genden Erfindung kann zwei Tore aufweisen, wobei zumindest eines der beiden Tore ein Tor des symmetrischen Typs ist. Es gibt beispielsweise Fälle, bei denen nur das Eingangstor ein Tor des symmetrischen Typs ist, oder nur das Ausgangs­ tor ein Tor des symmetrischen Typs ist, oder sowohl das Eingangstor als auch das Ausgangstor Tore des symmetrischen Typs sind.

Genauer gesagt, das nichtreziproke Schaltungsbauelement kann eine Mittelelektrodenanordnung, die aus einem Ferrit und zwei Mittelelektronen gebildet ist, einen Permanentma­ gneten zum Anlegen eines Gleichmagnetfelds an den Ferrit, und ein Metallgehäuse zum Unterbringen der Mittelelektro­ denanordnung und des Permanentmagneten umfassen. Das Tor des symmetrischen Typs ist aus einem Paar von Anschlüssen gebildet, die jeweils elektrisch mit den beiden Enden einer Leitung verbunden sind, die bei einer Betriebsfrequenz eine Länge von im wesentlichen einer halben Wellenlänge hat, und einer des Paars von Anschlüssen ist mit einer der Mittel­ elektroden verbunden. Ferner ist das Tor des symmetrischen Typs aus einem Paar von Anschlüssen gebildet, die über ei­ nen Anpassungskondensator mit beiden Enden von einer der Mittelelektroden elektrisch verbunden sind.

Das nichtreziproke Schaltungsbauelement mit dem obigen Auf­ bau kann mit einer symmetrischen Schaltung verbunden wer­ den, ohne daß ein Balun zwischengeschaltet werden muß.

Die Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung umfaßt ein nichtreziprokes Schaltungsbauelement mit den oben beschriebenen Merkmalen und dadurch kann eine hohe Zuverlässigkeit erhalten werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden Beschreibung der bevorzugten Aus­ führungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht, die ein erstes Ausführungsbeispiel eines nichtreziproken Schaltungsbauelements gemäß der vorliegenden Er­ findung zeigt;

Fig. 2 ein elektrisches Ersatzschaltbild des in Fig. 1 gezeigten nichtreziproken Schaltungsbauelements;

Fig. 3 ein elektrisches Blockdiagramm einer Kommunikati­ onsvorrichtung, die das in Fig. 1 gezeigte nicht­ reziproke Schaltungsbauelement umfaßt;

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsansicht, die ein zweites Ausführungsbeispiel eines nichtreziproken Schaltungsbauelements gemäß der vorliegenden Er­ findung zeigt;

Fig. 5 ein elektrisches Ersatzschaltbild des in Fig. 4 gezeigten nichtreziproken Schaltungsbauelements;

Fig. 6 ein elektrisches Blockdiagramm einer Kommunikati­ onsvorrichtung, die das in Fig. 4 gezeigte nicht­ reziproke Schaltungsbauelement umfaßt;

Fig. 7 eine perspektivische Explosionsansicht, die ein drittes Ausführungsbeispiel eines nichtreziproken Schaltungsbauelements gemäß der vorliegenden Er­ findung zeigt;

Fig. 8 ein elektrisches Ersatzschaltbild des in Fig. 7 gezeigten nichtreziproken Schaltungsbauelements;

Fig. 9 ein elektrisches Blockdiagramm einer Kommunikati­ onsvorrichtung, die das in Fig. 7 gezeigte nicht­ reziproke Schaltungsbauelement umfaßt;

Fig. 10 eine perspektivische Explosionsansicht, die ein viertes Ausführungsbeispiel eines nichtreziproken Schaltungsbauelements gemäß der vorliegenden Er­ findung zeigt;

Fig. 11 ein elektrisches Ersatzschaltbild des in Fig. 10 gezeigten nichtreziproken Schaltungsbauelements;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht, die eine Koaxial­ leitung zeigt; und

Fig. 13 ein elektrisches Blockdiagramm einer Kommunikati­ onsvorrichtung, die ein herkömmliches nichtrezi­ prokes Schaltungsbauelement umfaßt.

Ausführungsbeispiele eines nichtreziproken Schaltungsbau­ elements und einer Kommunikationsvorrichtung gemäß der vor­ liegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Bei jedem Ausfüh­ rungsbeispiel wird eine Beschreibung unter Verwendung eines Trennglieds mit konzentrierten Konstanten oder konzentrier­ ten Elementen als ein Beispiel eines nichtreziproken Schal­ tungsbauelements gegeben. Komponenten und Abschnitte, die bei den mehreren Ausführungsbeispielen gleich sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und Mehrfachbe­ schreibungen werden ausgelassen.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt ein Trennglied 21 im all­ gemeinen eine Schaltungsplatine 22, ein unteres Metallge­ häuse 24, eine Mittelelektrodenanordnung 43, ein oberes Me­ tallgehäuse 28, einen Permanentmagneten 29, einen Wider­ stand R und Anpassungskondensatoren C1 und C2.

Die Mittelelektrodenanordnung 43 umfaßt ein rechteckiges Mikrowellenferrit 40 und Mittelelektroden 41 und 42, die durch Wickeln von zwei Leitern (einem Kupferdraht, einem Silberdraht, usw.), die mit einem Trennglied bedeckt sind, um die Oberfläche des Ferrits 40 gebildet sind, wobei die Mittelelektrode 41 und 42 so hergestellt sind, daß sie ein­ ander kreuzen, so daß ihr Schnittwinkel im wesentlichen 90° beträgt. Die Mittelelektrodenanordnung 43 ist mit einem Haftmittel an der oberen Oberfläche des unteren Metallge­ häuses 24 befestigt. Ferner sind die Enden 41a und 42a der Mittelelektroden 41 bzw. 42 durch ein Verfahren wie z. B. Löten, mit dem unteren Metallgehäuse 24 verbunden und daher geerdet.

Auf der Schaltungsplatine 22 sind ein Eingangsanschluß 31 des unsymmetrischen Typs, Ausgangsanschlüsse des symmetri­ schen Typs (d. h. Differenzausgangsanschlüsse) 32 und 33, ein Masseanschluß 34 und eine Halbwellenleitung 35 auf ei­ nem isolierenden Substrat gebildet, wie z. B. einem Glase­ poxidsubstrat oder einem Ferritsubstrat. Der Eingangsan­ schluß des unsymmetrischen Typs 31 ist auf der linken Seite der Schaltungsplatine 22 freigelegt, wie es in Fig. 1 er­ sichtlich ist, und das Paar von Ausgangsanschlüssen des symmetrischen Typs 32 und 33 ist an der rechten Seite der Schaltungsplatine 22 freigelegt. Der Masseanschluß 34 er­ streckt sich über die Rückseite der Schaltungsplatine 22, wie es in Fig. 1 ersichtlich ist, und Endabschnitte dessel­ ben sind auf der linken und rechten Seite der Schaltungs­ platine 22 freigelegt. Eine mäanderförmige Halbwellenlei­ tung 35 ist zwischen den Ausgangsanschlüssen des symmetri­ schen Typs 32 und 33 elektrisch verbunden, so daß die Pha­ sendifferenz bei einer beabsichtigten Betriebsfrequenz 180° beträgt. Wenn als eine Folge der Verwendung der Halbwellen­ leitung 35 gewünscht wird, daß die Betriebsfrequenz des Trennglieds 21 geändert wird, kann die Halbwellenleitung 35 mit einer gewünschten Betriebsfrequenz einfach durch Bilden einer Elektrodenstruktur einer vorbestimmten Länge auf der Schaltungsplatine 22 gemäß der Betriebsfrequenz gebildet werden. Ferner kann durch Ändern der dielektrischen Kon­ stante der Schaltungsplatine 22 die Größe der Halbwellen­ leitung 35 noch weiter reduziert werden.

Oberhalb des Masseanschlusses 34 der Schaltungsplatine 22 ist das untere Metallgehäuse 24 gelötet. Ferner sind auf der oberen Oberfläche des unteren Metallgehäuses 24 die An­ passungswiderstände C1 und C2 und ein Widerstand R befe­ stigt. Das heißt, daß bei jedem der Anpassungskondensatoren C1 und C2 eine Kondensatorelektrode auf der kalten Seite an das untere Metallgehäuse 24 gelötet ist. Eine Seite des Wi­ derstands R ist auf der heißen Seite des Anpassungskonden­ sators C1 an eine Kondensatorelektrode gelötet, und die an­ dere Seite ist an eine Kondensatorelektrode auf der heißen Seite des Anpassungskondensators C2 gelötet. Ferner ist das andere Ende 41b der Mittelelektrode 41 auf der heißen Seite des Anpassungskondensators C1 an die Kondensatorelektrode gelötet und danach wird das andere Ende 41b an den Ein­ gangsanschluß des unsymmetrischen Typs 31 gelötet. Gleich­ artig dazu ist das andere Ende 42b der Mittelelektrode 42 auf der heißen Seite des Anpassungskondensators C2 an die Kondensatorelektrode gelötet, und daher ist das andere Ende 42b an den Ausgangsanschluß des symmetrischen Typs 32 gelö­ tet.

Ferner ist der Permanentmagnet 29 durch ein Verfahren, wie z. B. ein Haftmittel, an der Decke des oberen Metallgehäu­ ses 28 befestigt, und danach wird das obere Metallgehäuse 28 auf die Schaltungsplatine 22 plaziert. Der Permanentma­ gnet 29 legt ein Gleichmagnetfeld an den Ferrit 40 der Mit­ telelektrodenanordnung 43 an. Das untere Metallgehäuse 24 und das obere Metallgehäuse 28 werden miteinander verbun­ den, um ein Metallgehäuse zu bilden, wodurch eine magneti­ sche Schaltung gebildet wird.

Fig. 2 ist ein elektrisches Ersatzschaltbild des Trenn­ glieds 21. Fig. 3 ist ein elektrisches Blockdiagramm in ei­ nem Fall, bei dem das Trennglied 21 in den HF-Abschnitt ei­ nes tragbaren Telephons 51 eingebaut ist. In Fig. 3 be­ zeichnet das Bezugszeichen 52 ein Antennenelement. Das Be­ zugszeichen 53 bezeichnet einen Duplexer. Die Bezugszeichen 54 und 56 bezeichnen jeweils einen Leistungsverstärker auf der Sendeseite. Das Bezugszeichen 25 bezeichnet ein Zwi­ schenbandpaßfilter auf der Sendeseite. Das Bezugszeichen 57 bezeichnet eine integrierte Schaltung (IC = integrated cir­ cuit), bei der ein Modulator 58 und ein Demodulator 59 ein­ gebaut sind. Das Bezugszeichen 60 bezeichnet einen rausch­ armen Verstärker auf der Empfangsseite. Das Bezugszeichen 61 bezeichnet ein Zwischenbandpaßfilter auf der Empfangs­ seite. Das Bezugszeichen 62 bezeichnet einen spannungsge­ steuerten Oszillator (VCO).

Hier sind die Eingangs/Ausgangsanschlüsse der IC 57 von ei­ nem symmetrischen Typ, und Teile, die mit der IC 57 verbun­ den werden sollen, müssen nicht mit Anschlüssen des symme­ trischen Typs versehen sein. Das Eingangstor des Trenn­ glieds 21 ist durch den Eingangsanschluß des unsymmetri­ schen Typs 31 gebildet, und das Ausgangstor ist durch die Ausgangsanschlüsse des symmetrischen Typs 32 und 33 gebil­ det. Daher können der Eingangsanschluß des unsymmetrischen Typs 31 des Trennglieds 21 mit dem spannungsgesteuerten Os­ zillator 62 elektrisch verbunden werden, und die Ausgangs­ anschlüsse des symmetrischen Typs 32 und 33 können mit der IC 57 elektrisch verbunden sein.

Das heißt, da dieses Trennglied 21 Signale mit einer Pha­ sendifferenz von 180° mit der gleichen Amplitude von den Ausgangsanschlüssen des symmetrischen Typs 32 und 33 ausge­ ben kann, kann das Trennglied 21 mit den Eingangsanschlüs­ sen des symmetrischen Typs der IC 57 verbunden werden, ohne daß ein Balun zwischengeschaltet werden muß. Daher ist die Anzahl von Komponenten verringert und der Bereich der Schaltungsplatine 22 kann verringert werden. Da ferner der Balun ausgelassen werden kann, ist es möglich, ein kleines und kostengünstiges tragbares Telephon 51 mit einem gerin­ gen Einfügungsverlust und einer geringen unerwünschten Strahlung zu erhalten.

Wie es in Fig. 4 und 5 gezeigt ist, ist bei dem Trennglied 21a des zweiten Ausführungsbeispiels das Eingangstor durch ein Paar von Eingangsanschlüssen des symmetrischen Typs 37 und 38 gebildet, und das Ausgangstor ist durch einen Aus­ gangsanschluß des unsymmetrischen Typs 39 gebildet.

Die Eingangsanschlüsse des symmetrischen Typs 37 und 38, der Masseanschluß 34 und die Halbwellenleitung 36 sind auf der Schaltungsplatine 22 gebildet. Die Eingangsanschlüsse des symmetrischen Typs 37 und 38 sind auf der linken Seite der Schaltungsplatine 22 freigelegt, und der Ausgangsan­ schluß des unsymmetrischen Typs 39 ist auf der rechten Sei­ te der Schaltungsplatine 22 freigelegt. Die mäanderförmige Halbwellenleitung 36 ist zwischen den Eingangsanschlüssen des symmetrischen Typs 37 und 38 elektrisch verbunden, so daß die Phasendifferenz bei einer beabsichtigten Betriebs­ frequenz 180° beträgt.

Dann ist der Endabschnitt 41b der Mittelelektrode 41 der Mittelelektrodenanordnung 43 auf der heißen Seite des An­ passungskondensators C1 an die Kondensatorelektrode gelö­ tet, und danach wird der Endabschnitt 41b an den Eingangs­ anschluß des symmetrischen Typs 37 gelötet. Gleichartig da­ zu ist der Endabschnitt 42b der Mittelelektrode 42, auf der heißen Seite des Anpassungskondensators C2 an die Kondensa­ torelektrode gelötet, und danach wird der Endabschnitt 42b an den Ausgangsanschluß des unsymmetrischen Typs 39 gelö­ tet.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung, das einen Fall zeigt, bei dem das Trennglied 21a in den HF- Abschnitt des tragbaren Telephons 51a eingebaut ist. Bei Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 52 ein Antennenelement. Das Bezugszeichen 53 bezeichnet einen Duplexer. Die Bezugs­ zeichen 54 und 56 bezeichnen jeweils einen Leistungsver­ stärker auf der Sendeseite. Das Bezugszeichen 55 bezeichnet ein Zwischenbandpaßfilter auf der Sendeseite. Das Bezugs­ zeichen 66 bezeichnet einen Mischer auf der Sendeseite. Das Bezugszeichen 60 bezeichnet einen rauscharmen Verstärker auf der Empfangsseite. Das Bezugszeichen 65 bezeichnet ein Zwischenbandpaßfilter auf der Empfangsseite. Das Bezugszei­ chen 67 bezeichnet einen Mischer auf der Empfangsseite. Das Bezugszeichen 68 bezeichnet einen Pufferverstärker. Das Be­ zugszeichen 62 bezeichnet einen spannungsgesteuerten Oszil­ lator. In den vergangenen Jahren wurde bei den Modulati­ ons/Demodulationsschaltungen eines tragbaren Telephons ver­ mehrt ein Direktumwandlungsmodulationsverfahren verwendet, dessen Größe reduziert werden kann, da ein ZF-Filter nicht notwendig ist. Eine in Fig. 6 gezeigte Schaltung ist ein Beispiel dafür. Da die Übertragungsfrequenz des spannungs­ gesteuerten Oszillators 62 bei der in Fig. 6 gezeigten Schaltung nahe bei der HF-Frequenz des Sendesystems und des Empfangssystems liegt, ist es schwierig, Streusignale die­ ser Frequenzen mit einem Filter zu entfernen. Aus diesem Grund treten das Signal, das von dem Antennenelement 52 in das Empfangssystem eintritt, und ein Streusignal, das von dem spannungsgesteuerten Oszillator 62 kommt, gleichzeitig in den rauscharmen Verstärker 60 ein. In diesem Fall tritt in dem rauscharmen Verstärker 60 eine elektromagnetische Störung auf, und es entsteht ein Problem, da ein zu empfan­ gendes Signal nicht zufriedenstellend empfangen werden kann.

Daher wird, wie in Fig. 6 gezeigt ist, durch Einfügen des Trennglieds 21a auf der Empfangsseite ein Streusignal, das von dem spannungsgesteuerten Oszillator 62 kommt, durch das Trennglied 21a gedämpft, um das Auftreten einer elektroma­ gnetischen Störung zu verhindern. Bei dieser Anordnung wird ein Oberflächenwellenfilter mit einem Ausgangsanschluß des symmetrischen Typs manchmal als das Bandpaßfilter 65 ver­ wendet. Der Grund dafür ist, daß ein Filter mit einem Aus­ gangsanschluß des symmetrischen Typs eine hervorragende Rauschwiderstandsfähigkeit aufweist. Daher sind die Ein­ gangsanschlüsse des symmetrischen Typs 37 und 38 des Trenn­ glieds 21a mit dem Oberflächenwellenbandpaßfilter 65 elek­ trisch verbunden, und der Ausgangsanschluß 39 des unsymme­ trischen Typs ist mit dem Mischer 67 auf der Empfangsseite elektrisch verbunden. Das heißt, da das Trennglied 21a Si­ gnale mit einer Phasendifferenz von 180° mit der gleichen Amplitude in die Eingangsanschlüsse des symmetrischen Typs 37 und 38 eingeben kann, kann das Trennglied 21a mit dem Ausgangsanschluß des symmetrischen Typs des Oberflächenwel­ lenbandpaßfilters 65 verbunden werden. Daher ist es mög­ lich, ein kleines und kostengünstiges tragbares Telephon 51a mit einem niedrigen Einfügungsverlust und einer niedri­ gen unerwünschten Strahlung zu erhalten.

Wie es in Fig. 7 und 8 gezeigt ist, ist bei einem Trenn­ glied 21b des dritten Ausführungsbeispiels das Eingangstor durch ein Paar von Eingangsanschlüssen des symmetrischen Typs 37 und 38 gebildet, und das Ausgangstor ist ebenfalls durch ein Paar von Ausgangsanschlüssen des symmetrischen Typs 32 und 33 gebildet.

Die Eingangsanschlüsse des symmetrischen Typs 37 und 38, die Ausgangsanschlüsse des symmetrischen Typs 32 und 33, der Masseanschluß 34 und die Halbwellenleitungen 35 und 36 sind auf der Schaltungsplatine 22 gebildet. Mäanderförmige Halbwellenleitungen 36 und 35 sind elektrisch verbunden, um eine Phasendifferenz zu erzeugen, die bei einer beabsich­ tigten Betriebsfrequenz zwischen den Eingangsanschlüssen des symmetrischen Typs 37 und 38 und zwischen den Ausgangs­ anschlüssen des symmetrischen Typs 32 bzw. 33 180° beträgt.

Dann wird der Endabschnitt 41b der Mittelelektrode 41 der Mittelelektrodenanordnung 43 auf der heißen Seite des An­ passungskondensators C1 an die Kondensatorelektrode gelö­ tet, und danach wird der Endabschnitt 41b an den Eingangs­ anschluß des symmetrischen Typs 37 gelötet. Gleichartig da­ zu wird der Endabschnitt 42b der Mittelelektrode 42 auf der heißen Seite des Anpassungskondensators C2 an die Kondensa­ torelektrode gelötet, und danach wird der Endabschnitt 42b an den Ausgangsanschluß des symmetrischen Typs 32 gelötet.

Fig. 9 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung, das eine Schaltung zeigt, bei der das Trennglied 21b in ein tragbares Telephon 51b eingebaut ist, das ein Direktumwand­ lungsmodulationsverfahren verwendet. Bei Fig. 9 bezeichnet das Bezugszeichen 52 ein Antennenelement. Das Bezugszeichen 53 bezeichnet einen Duplexer. Die Bezugszeichen 54 und 56 bezeichnen jeweils einen Leistungsverstärker auf der Sende­ seite. Das Bezugszeichen 55 bezeichnet ein Zwischenbandpaß­ filter auf der Sendeseite. Das Bezugszeichen 57 bezeichnet eine integrierte Schaltung, in die ein Modulator 58 und ein Demodulator 59 eingebaut sind. Das Bezugszeichen 60 be­ zeichnet einen rauscharmen Empfänger auf der Empfangsseite. Das Bezugszeichen 65 bezeichnet ein Oberflächenwellenband­ paßfilter. Das Bezugszeichen 70 bezeichnet einen Balun. Das Bezugszeichen 68 bezeichnet einen Pufferverstärker. Das Be­ zugszeichen 62 bezeichnet einen spannungsgesteuerten Oszil­ lator.

Das Trennglied 21b ist derart gebildet, daß die Eingangsan­ schlüsse des symmetrischen Typs 37 und 38 desselben elek­ trisch mit dem Oberflächenwellenbandpaßfilter 65 verbunden sind, ohne daß ein Balun zwischengeschaltet werden muß, und daß die Ausgangsanschlüsse des symmetrischen Typs 32 und 33 desselben elektrisch mit der integrierten Schaltung 57 ver­ bunden sind. Daher ist es möglich, ein kleines und kosten­ günstiges tragbares Telephon 51b mit einem geringen Einfü­ gungsverlust und einer geringen unerwünschten Strahlung zu erhalten.

Wie es in Fig. 10 und 11 gezeigt ist, ist bei einem Trenn­ glied 21c des vierten Ausführungsbeispiels das Eingangstor durch einen Eingangsanschluß des unsymmetrischen Typs 72 gebildet, und das Ausgangstor ist durch Ausgangsanschlüsse des symmetrischen Typs 73 und 74 gebildet.

Der Eingangsanschluß des unsymmetrischen Typs 72, die Aus­ gangsanschlüsse des symmetrischen Typs 73 und 74, ein Mas­ seanschluß 75 und eine Schaltungsstruktur 76 sind auf einer Schaltungsplatine 71 gebildet. Sowohl der Eingangsanschluß des unsymmetrischen Typs 72 als auch der Masseanschluß 75 sind auf der linken Seite der Schaltungsplatine 71 freige­ legt, und das Paar von Ausgangsanschlüssen des symmetri­ schen Typs 73 und 74 ist auf der rechten Seite desselben freigelegt. Beide Enden 42a und 42b der Mittelelektrode 42 der Mittelelektrodenanordnung 43 sind über Anpassungskon­ densatoren C4 bzw. C3 mit dem Ausgangsanschlüssen des sym­ metrischen Typs 74 und 73 verbunden. Ferner sind beide En­ den 42a und 42b der Mittelelektrode 42, die elektrisch mit dem Ausgangsanschluß des symmetrischen Typs 74 und 73 ver­ bunden sind, durch den Anpassungskondensator C2 elektrisch miteinander verbunden. Ein Ende 41a der Mittelelektrode 41 ist mit dem Masseanschluß 75 elektrisch verbunden, und das andere Ende 41b (in Fig. 10 nicht gezeigt) ist über den An­ passungskondensator C1 mit dem Masseanschluß 75 elektrisch verbunden. Ferner ist ein Ende des Widerstands R mit dem Anpassungskondensator C1 und einem Ende 41b der Mittelelek­ trode 41 elektrisch verbunden, und das andere Ende dessel­ ben ist mit den Anpassungskondensatoren C2 und C3 an dem anderen Ende 42b der Mittelelektrode 42 elektrisch verbun­ den.

Das Eingangstor dieses Trennglieds 21c ist durch einen Ein­ gangsanschluß des unsymmetrischen Typs 72 gebildet, und das Ausgangstor ist durch ein Paar von Ausgangsanschlüssen des symmetrischen Typs 73 und 74 gebildet. Das heißt, da das Trennglied 21c Signale mit einer Phasendifferenz von 180° mit der gleichen Amplitude von den Ausgangsanschlüssen des symmetrischen Typs 73 und 74 ausgeben kann, kann das Trenn­ glied 21c mit einer Vorrichtung elektrisch verbunden sein, die Eingangsanschlüsse des symmetrischen Typs aufweist, oh­ ne daß ein Balun zwischengeschaltet werden muß. Darüber hinaus kann bei diesem Trennglied 21c die Größe desselben noch weiter reduziert werden als die des Trennglieds 1 des ersten Ausführungsbeispiels unter Verwendung der Halbwel­ lenleitung 35, da durch Verbinden von zwei Kondensatoren C3 und C4 ein Ausgangstor des symmetrischen Typs gebildet wird.

Das nichtreziproke Schaltungsbauelement und die Kommunika­ tionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele be­ grenzt und können in der Wesensart und dem Schutzbereich der Erfindung verschiedenartig geändert werden. Beispiels­ weise kann statt der in Fig. 12 gezeigten Halbwellenleitung eine Koaxialleitung, die aus einem internen Leiter 90 und einem externen Leiter 91 gebildet ist, verwendet werden, wobei ein Dielektrikum 92 zwischen denselben angeordnet ist.

Ferner können die Mittelelektrode, der Anpassungskondensa­ tor, usw. durch ein Verfahren, wie z. B. Strukturdrucken, auf der Oberfläche eines dielektrischen Substrates oder ei­ nes magnetischen Substrates gebildet werden, oder können durch ein Verfahren, wie z. B. Strukturdrucken innerhalb eines mehrschichtigen Substrats gebildet werden, das durch Laminieren von dielektrischen Lagen oder magnetischen Lagen gebildet wird. Wenn eine Mittelelektrode auf dem magneti­ schen Substrat oder auf dem magnetischen Mehrschichtsub­ strat, das durch Laminieren von dielektrischen Lagen gebil­ det ist, gebildet wird, kann ein Aufbau erhalten werden, bei dem Ferrite und die Mittelelektrode einstückig gebildet sind.

Wie aus der obigen Beschreibung klar ist, kann das nichtre­ ziproke Schaltungsbauelement gemäß der vorliegenden Erfin­ dung mit einem Bauelement verbunden werden, das einen An­ schluß des symmetrischen Typs aufweist, ohne daß ein Balun zwischengeschaltet werden muß, da zumindest eines der bei­ den Tore ein Tor des symmetrischen Typs ist. Folglich kön­ nen die Herstellungskosten, der Einfügungsverlust und eine unerwünschte Strahlung reduziert werden, und eine kleine Kommunikationsvorrichtung mit hervorragenden Frequenzcha­ rakteristika kann erhalten werden.

Claims (8)

1. Nichtreziprokes Schaltungsbauelement, das zwei Tore umfaßt, wobei ein Tor ein Eingangstor ist und das an­ dere Tor ein Ausgangstor ist, und wobei zumindest ei­ nes der beiden Tore ein symmetrisches Tor ist.

2. Nichtreziprokes Schaltungsbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem das Eingangstor ein unsymmetrisches Tor ist und das Ausgangstor ein symmetrisches Tor ist.

3. Nichtreziprokes Schaltungsbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem das Eingangstor ein symmetrisches Tor ist und das Ausgangstor ein unsymmetrisches Tor ist.

4. Nichtreziprokes Schaltungsbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem das Eingangstor und das Ausgangstor symmetri­ sche Tore sind.

5. Nichtreziprokes Schaltungsbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem das symmetrische Tor ein Paar von Anschlüssen umfaßt, die mit jeweiligen Enden einer Leitung, die bei einer Betriebsfrequenz eine Länge von im wesentli­ chen einer halben Wellenlänge hat, elektrisch verbun­ den sind.

6. Nichtreziprokes Schaltungsbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das ferner folgende Merkmale um­ faßt:
eine Mittelelektrodenanordnung (43), die aus einem Ferrit (40) und zwei Mittelelektroden (41, 42) gebil­ det ist, einen Permanentmagneten (29) zum Anlegen ei­ nes Gleichmagnetfeldes an den Ferrit (40), und ein Me­ tallgehäuse (24, 28) zum Unterbringen der Mittelelek­ trodenanordnung (43) und des Permanentmagneten (29), wobei das symmetrische Tor ein Paar von Anschlüssen umfaßt, die mit jeweiligen Enden einer Leitung, die bei einer Betriebsfrequenz eine Länge von im wesentli­ chen einer halben Wellenlänge hat, elektrisch verbun­ den sind, und wobei einer des Paars von Anschlüssen mit einer der Mittelelektroden (41, 42) elektrisch verbunden ist.

7. Nichtreziprokes Schaltungsbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das ferner folgende Merkmale um­ faßt:
eine Mittelelektrodenanordnung (43), die aus einem Ferrit (40) und zwei Mittelelektroden (41, 42) gebil­ det ist, einen Permanentmagneten (29) zum Anlegen ei­ nes Gleichmagnetfeldes an den Ferrit (40), und ein Me­ tallgehäuse (24, 28) zum Unterbringen der Mittelelek­ trodenanordnung (43) und des Permanentmagneten (29), wobei das symmetrische Tor ein Paar von Anschlüssen umfaßt, die über einen entsprechenden Anpassungskon­ densator mit einem jeweiligen Ende von einer der Mit­ telelektroden elektrisch verbunden sind.

8. Kommunikationsvorrichtung, die zumindest entweder eine Sendeschaltung und eine Empfangsschaltung und ein nichtreziprokes Schaltungsbauelement gemäß Anspruch 1, das mit der Schaltung verbunden ist, umfaßt.