JP2001024405A - アイソレータ及び通信機装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】通過帯域幅及びアイソレーション帯域幅を広く
することができるアイソレータを提供する。 【解決手段】終端抵抗Ｒが接続される終端ポートＰ３の
中心導体５３は磁性体５４に密接して配置され、その上
に入出力ポートＰ２，Ｐ１の中心導体５２，５１が絶縁
シートを介して配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波帯等の
高周波帯域で使用されるアイソレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、集中定数型のアイソレータは、
信号の伝送方向（順方向）には減衰量が極めて小さく、
逆方向には極めて大きい特性を有しており、携帯電話等
の通信機器の送受信回路部等に採用されている。この種
のアイソレータは、例えば図６に示すように、磁性体
（フェライト）５４の下面にアース部を当接し、磁性体
５４を包み込むように３つの中心導体５１〜５３を磁性
体５４の上面に絶縁シート（図示省略）を介在させて互
いに所定の角度で交差するように折り曲げて配置し、各
中心導体５１〜５３及び磁性体５４に永久磁石（図示せ
ず）により直流磁界Ｈｅｘを印加し、各中心導体５１〜
５３の先端部にあたるポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３に整合用
容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を接続し、１つのポートＰ３に終
端抵抗Ｒを接続して構成されている。このアイソレータ
は、例えばポートＰ１からポートＰ２方向への信号の減
衰量は極めて小さく、ポートＰ２からの信号はポートＰ
３側に流れポートＰ１方向への信号の減衰量は極めて大
きくなるように機能する。

【０００３】このアイソレータは、図７に示すように、
磁性体５４側から中心導体５２、絶縁シート、中心導体
５１、絶縁シート、中心導体５３の順に配置されてい
る。つまり、従来のアイソレータでは、挿入損失を小さ
くするために、入出力ポートＰ１，Ｐ２の中心導体５
１，５２は磁性体５４側となるように、終端抵抗Ｒが接
続される終端ポートＰ３の中心導体５３は磁性体５４か
ら最も離れるように配置されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、このような
アイソレータはその順方向及び逆方向の減衰特性は周波
数に依存しており、すなわち、順方向ではバンドパスフ
ィルタまた逆方向ではバンドエリミネーションフィルタ
の機能を有しており、使用する周波数帯において、順方
向では所定の減衰量以下の通過帯域幅、逆方向では所定
の減衰量以上のアイソレーション（逆方向での減衰量）
帯域幅が必要である。

【０００５】しかしながら、磁性体５４及びアイソレー
タ全体の小型化に伴い、上記従来の中心導体５１〜５３
の配置構成、すなわち終端抵抗Ｒが接続される中心導体
５３を磁性体５４から最も離れるように配置した構造で
は、通過帯域幅及びアイソレーション帯域幅が狭くな
り、それぞれ必要とする帯域幅を確保することが難しい
という問題があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、通過帯域幅及び
アイソレーション帯域幅を広くすることができるアイソ
レータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るアイソレータは、永久磁石により直流
磁界が印加される磁性体に３つの中心導体を絶縁体を介
して互いに交差させて配置し、各中心導体のポートとア
ース間に整合用容量を接続し、各中心導体の他端をアー
スに接続し、いずれか１つの中心導体のポートに終端抵
抗を接続してなるアイソレータにおいて、終端抵抗が接
続された中心導体を磁性体に最も近接させて配置したこ
とを特徴とする。

【０００８】この構成により、終端抵抗が接続された中
心導体の等価的なインダクタンスは他の中心導体のイン
ダクタンスよりも大きくなるので、順方向での通過帯域
幅及び逆方向でのアイソレーション帯域幅は広くなる。

【０００９】また、中心導体と永久磁石の間にスペーサ
部材を介在させることにより、中心導体と永久磁石が直
接接触することを防止して、挿入損失の改善を図ること
ができる。また、このスペーサ部材は構成部品を安定に
保持固定するために機能する。

【００１０】また、本発明に係る通信機装置は上記の特
徴を有するアイソレータを備えて構成される。これによ
り、通過特性及びアイソレーション特性が良好な通信機
装置を得ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態に係るアイ
ソレータの構成を図１〜図３を参照して説明する。図１
は磁性組立体の斜視図、図２はアイソレータの分解斜視
図、図３はスペーサ部材、永久磁石及び上ヨークを除い
た状態での平面図である。

【００１２】本実施形態のアイソレータは、磁性体金属
からなる箱状の上ヨーク２の内面に永久磁石３を配置す
るとともに、該上ヨーク２に同じく磁性体金属からなる
概略コ字状の下ヨーク８を装着して磁気閉回路を形成
し、下ヨーク８内の底面８ａ上には樹脂ケース７が配設
され、該樹脂ケース７内には磁性組立体５、整合用コン
デンサＣ１〜Ｃ３、終端抵抗Ｒが配設され、永久磁石３
と磁性組立体５との間に四角板状のスペーサ部材４が配
設され、磁性組立体５に永久磁石３により直流磁界が印
加されるように構成されている。

【００１３】磁性組立体５は、円板状の磁性体５４の下
面に薄板状の金属板からなる３本の中心導体５１〜５３
のアース部を当接し、磁性体５４の上面に３本の中心導
体５１〜５３をシート状の絶縁体（絶縁シート：図示省
略）を介在させて互い略１２０度の角度をなすように折
り曲げて配置した構造のものであり、各中心導体５１〜
５３の先端部にあたるポート部Ｐ１〜Ｐ３を外方に突出
して構成されている。

【００１４】このアイソレータでは、磁性体５４の上面
に磁性体５４側から中心導体５３、絶縁シート、中心導
体５２、絶縁シート、中心導体５１の順に配置されてい
る。つまり、本実施形態のアイソレータでは、終端抵抗
Ｒが接続される終端ポートＰ３の中心導体５３は磁性体
５４に密接して配置され、その上に入出力ポートＰ２，
Ｐ１の中心導体５２，５１が絶縁シートを介して配置さ
れている。なお、中心導体５１，５２の配置順序は逆で
あってもよい。

【００１５】樹脂ケース７は、電気的絶縁部材からな
り、矩形枠状の側壁７ａに底壁７ｂを一体形成した構造
のもので、入出力端子７１、７２、アース端子７３がそ
の一部を樹脂内に埋設して設けられ、底壁７ｂの略中央
部には挿通孔７ｃが形成され、挿通孔７ｃの周縁部には
所定の箇所に複数の凹部が形成されている。

【００１６】挿通孔７ｃの周縁に形成された凹部には整
合用コンデンサＣ１〜Ｃ３、終端抵抗Ｒが配置され、挿
通孔７ｃ内には磁性組立体５が挿入配置され、磁性組立
体５の上部にスペーサ部材４が配設され、スペーサ部材
４の上部に永久磁石３が配設されている。スペーサ部材
４は、ガラスエポキシ、プラスチック、テフロン、液晶
ポリマー、セラミック等の絶縁体からなり、各中心導体
５１〜５３と永久磁石３とが直接接触しないように、か
つ内部の隙間を埋めるあるいはその弾性を利用して内部
に配設される構成部品の安定な保持固定を得るためのも
のである。なお、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３や中心導
体５１〜５３の先端部（ポート部Ｐ１〜Ｐ２）等をより
効果的に押えるためにスペーサ部材４の中央部には貫通
孔が設けられているが、この貫通孔は必ずしも形成する
必要はない。

【００１７】磁性組立体５下面の各中心導体５１〜５３
のアース部は下ヨーク８の底面８ａに接続されている。
各整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の下面電極、及び終端抵
抗Ｒの一端側の電極はそれぞれアース端子７３、７３に
接続されている。各整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の上面
電極にはそれぞれ各中心導体５１〜５３のポート部Ｐ１
〜Ｐ３が接続され、終端抵抗Ｒの他端側はポート部Ｐ３
に接続されている。

【００１８】なお、上記実施形態では磁性体に平面視円
板状のもの用いたが、磁性体の形状はこれに限るもので
はなく、矩形状または多角形状の磁性体を用いるように
してもよい。

【００１９】以下、本発明の構成と従来の構成での順方
向及び逆方向の周波数特性を図４及び図５に示す。外形
寸法：５ｍｍ×５ｍｍ、高さ（厚み）２．０ｍｍ、中心
周波数：９２４．５ＭＨｚのアイソレータで、矩形状磁
性体：３．０ｍｍ×２．７ｍｍ、厚み０．４７ｍｍ、各
中心導体：厚み０．０５ｍｍ、ライン幅０．１５ｍｍ×
２を用いた場合の測定値である。

【００２０】図４に示すように、通過帯域幅（挿入損失
０．７５ｄＢでの帯域幅）は従来品では約９３ＭＨｚで
あるのに対し、発明品では約１００ＭＨｚとなり、従来
品に比べ本発明品の方が約７％広くなっている。また、
図５に示すように、アイソレーション帯域幅（アイソレ
ーション１０ｄＢでの帯域幅）は従来品では約８９ＭＨ
ｚであるのに対し、発明品では９４ＭＨｚとなり、従来
品に比べ本発明品の方が約５％広くなっている。また、
アイソレーションのピーク値も従来品に比べ大きくなっ
ている。このように、本実施形態のアイソレータは、終
端抵抗Ｒが接続される中心導体５３を磁性体５４に最も
近接して配置したので、通過帯域幅及びアイソレーショ
ン帯域幅を広くすることができる。すなわち、本実施形
態のアイソレータにおいては、外形寸法を変えることな
く、必要とする通過特性及びアイソレーション特性を得
ることができる。

【００２１】なお、アイソレータ全体の構造は上記実施
形態で説明したものに限るものではなく、本発明は磁性
体上に配置される３つの中心導体のうち終端抵抗が接続
される中心導体を磁性体に最も近接して配置したことを
特徴とするものであり、他の構成については特に限定す
るものではない。

【００２２】次に、本発明の第２実施形態に係る通信機
装置の構成を図６に示す。この通信機装置は、送信用フ
ィルタＴＸ及び受信用フィルタＲＸからなるデュプレク
サＤＰＸのアンテナ端にアンテナＡＮＴが接続され、送
信用フィルタＴＸの入力端とと送信回路との間にアイソ
レータＩＳＯが接続され、受信用フィルタＲＸの出力端
に受信回路が接続されて構成されている。送信回路から
の送信信号はアイソレータＩＳＯを経由し、デュプレク
サＤＰＸの送信用フィルタＴＸを通してアンテナＡＮＴ
から発信される。また、アンテナＡＮＴで受信された受
信信号はデュプレクサＤＰＸの受信用フィルタＲＸを通
して受信回路に入力される。

【００２３】ここに、アイソレータＩＳＯとして、第１
実施形態のアイソレータを使用することができる。本発
明に係るアイソレータを用いることにより、通過特性及
びアイソレーション特性が良好な通信機装置を実現する
ことができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアイ
ソレータによれば、終端抵抗が接続される中心導体を磁
性体に最も近接して配置しているので、通過帯域幅及び
アイソレーション帯域幅を広くすることができ、所要の
通過特性及びアイソレーション特性を得ることができ
る。

【００２５】また、中心導体と永久磁石の間にスペーサ
部材を介在させることにより、中心導体と永久磁石が直
接接触することを防止して、挿入損失の改善を図ること
ができる。

【００２６】また、本発明に係るアイソレータを実装す
ることにより、通過特性及びアイソレーション特性が良
好な通信機装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る磁性組立体の斜視
図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係るアイソレータの分
解斜視図である。

【図３】本発明の第１実施形態に係るアイソレータの平
面図である。

【図４】アイソレータの挿入損失の周波数特性を示す図
である。

【図５】アイソレータのアイソレーションの周波数特性
を示す図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る通信機装置のブロ
ック図である。

【図７】従来のアイソレータを説明するための図であ
る。

【符号の説明】

２ 上ヨーク ３ 永久磁石 ４ スペーサ部材 ５ 磁性組立体 ５１〜５３ 中心導体 ５４ 磁性体 ７ 樹脂ケース ７１、７２ 入出力端子 ７３ アース端子 ８ 下ヨーク Ｃ１〜Ｃ３ 整合用コンデンサ Ｒ 終端抵抗 Ｐ１〜Ｐ３ ポート（ポート部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石により直流磁界が印加される磁
   性体に３つの中心導体を絶縁体を介して互いに交差させ
   て配置し、各中心導体のポートとアース間に整合用容量
   を接続し、各中心導体の他端をアースに接続し、いずれ
   か１つの中心導体のポートに終端抵抗を接続してなるア
   イソレータにおいて、 前記終端抵抗が接続された中心導体を磁性体に最も近接
   させて配置したことを特徴とするアイソレータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のアイソレータにおい
   て、各中心導体の交差部上方に永久磁石を配置し、各中
   心導体と永久磁石とが密着しないように中心導体と永久
   磁石の間にスペーサ部材を配置したことを特徴とするア
   イソレータ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のアイソレ
   ータを備えたことを特徴とする通信機装置。