JP2001028504A - Circulator - Google Patents

Circulator

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JP2001028504A
JP2001028504A JP11197740A JP19774099A JP2001028504A JP 2001028504 A JP2001028504 A JP 2001028504A JP 11197740 A JP11197740 A JP 11197740A JP 19774099 A JP19774099 A JP 19774099A JP 2001028504 A JP2001028504 A JP 2001028504A
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dielectric
ferrite
circulator
branch
waveguide
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JP11197740A
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Japanese (ja)
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Tomoaki Sayana
智昭 佐梁
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Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a circulator without deteriorating its characteristics, while working accuracy is not set strict, and also to miniaturize the circulator. SOLUTION: This circulator consists of a base plate 1, composed of metal being non-magnetic material, Y branch-shaped dielectric parts 2 provided on the plate 1, pillar-shaped ferrite 3 embedded in the central part of the Y branch parts of the parts 2, a matching part 4 which is provided on the Y branch parts of the parts 2 and matches impedance between the parts 2 and the ferrite 3, and a metallic case 5 which is made of nonmagnetic material, connected to the plate 1 and has groove parts 5a where the parts 2 provided with the ferrite 3 and the part 4 are fitted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波帯やミ
リ波帯において使用される非可逆回路素子、特にサーキ
ュレータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-reciprocal circuit device used in a microwave band or a millimeter wave band, and particularly to a circulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】サーキュレータの一般的な構造として、
マイクロストリップ線路もしくは導波管で構成したもの
が知られている。そのマイクロストリップ・サーキュレ
ータは図8に示すように、フェライト基板101の一面
に三叉路形のマイクロストリップ線路102を形成し、
フェライト基板101のもう一面に接地導体103を形
成し、マイクロストリップ線路102の接合面部102
aをTM110モードに近いモードで共振する構造が一般
的である(例えば特開平11−017408号公報の図
5参照)。また、導波管サーキュレータは図9に示すよ
うに、三叉路形の導波管104の内部における導波管1
04の接合空間にフェライト105を配置し、このフェ
ライト105をTM110モードの共振器として動作させ
る構造が一般的である(例えば特開平2−039602
号公報参照)。
2. Description of the Related Art As a general structure of a circulator,
A device constituted by a microstrip line or a waveguide is known. In the microstrip circulator, as shown in FIG. 8, a three-junction microstrip line 102 is formed on one surface of a ferrite substrate 101.
A ground conductor 103 is formed on the other surface of the ferrite substrate 101, and a bonding surface portion 102 of the microstrip line 102 is formed.
structure that resonates the a mode close to the TM 110 mode is common (for example, refer to FIG. 5 of JP-A-11-017408 JP). As shown in FIG. 9, the waveguide circulator is a waveguide 1 inside a three-junction type waveguide 104.
The ferrite 105 disposed 04 joining the space of the structure for operating the ferrite 105 as a resonator of the TM 110 mode is generally (e.g. JP-A 2-039602
Reference).

【0003】上記の導波管サーキュレータの場合は、こ
のサーキュレータの、他の集積回路へのインターフェイ
スとして、導波管を回路パターンに変換して接続する構
造を付与しなければならない。その結果、そのインター
フェイスによって実装面積が大きくなってしまうという
問題がある。
In the case of the above-described waveguide circulator, a structure for converting the waveguide into a circuit pattern and connecting the circuit must be provided as an interface of the circulator to another integrated circuit. As a result, there is a problem that the mounting area is increased by the interface.

【0004】一方、上記構成のマイクロストリップ・サ
ーキュレータのようにフェライト基板上にマイクロスト
リップ線路を形成すると、フェライト基板の誘電率が比
較的高いために実効的な波長が短くなる。その結果、フ
ェライト基板上に形成するマイクロストリップ線路の寸
法精度がサーキュレータ特性に与える影響が、特に50
GHz以上といったミリ波帯では大きくなり、歩留まり
の観点から製造が難しくなっている。
On the other hand, when a microstrip line is formed on a ferrite substrate as in the microstrip circulator having the above configuration, the effective wavelength is shortened because the dielectric constant of the ferrite substrate is relatively high. As a result, the influence of the dimensional accuracy of the microstrip line formed on the ferrite substrate on the circulator characteristics is particularly large.
It becomes large in the millimeter wave band such as GHz or more, and it is difficult to manufacture the device from the viewpoint of yield.

【0005】そこで特開昭61−288486号公報や
特開平11―017408号公報等に示すような、フェ
ライト円板を埋め込んだセラミック基板上に三叉路形の
マイクロストリップ線路を形成し、フェライト円板上
に、マイクロストリップ線路の接合面部だけを対応させ
る構造が考えられる。
Therefore, a three-junction microstrip line is formed on a ceramic substrate in which a ferrite disk is embedded, as shown in JP-A-61-288486 and JP-A-11-017408. In addition, a structure in which only the joint surface of the microstrip line is used can be considered.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭61−
288486等で想定しているようなストリップライン
用いたサーキュレータでも特に50GHzといった高い
周波数では、マイクロストリップ線路の接合面部とこれ
に対応させるフェライト円板の埋め込み位置との精度に
より、サーキュレータ特性が大きく変化するといった問
題が依然とある。本発明の目的は、上記従来技術の問題
点に鑑み、加工精度を厳しくしないでも特性を劣化させ
ずに製造でき、かつ小型化が図れるサーキュレータを提
供することにある。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Even in a circulator using a strip line as assumed in 288486 or the like, particularly at a high frequency such as 50 GHz, the circulator characteristics greatly change due to the accuracy of the junction surface of the microstrip line and the corresponding embedding position of the ferrite disk. There are still problems. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a circulator that can be manufactured without deteriorating characteristics even if processing accuracy is not severe and that can be reduced in size, in view of the above-mentioned problems of the related art.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、Y分岐形の導波管の内部全体に誘電体部が
設けられ、該誘電体部のY分岐部の中央部にフェライト
が埋め込まれたサーキュレータである。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a dielectric portion is provided throughout the inside of a Y-branch type waveguide, and a dielectric portion is provided at the center of the Y-branch portion of the dielectric portion. This is a circulator with ferrite embedded.

【0008】特に本発明のサーキュレータは、非磁性体
の金属からなるベースプレートと、前記ベースプレート
上に設けられたY分岐形の誘電体部と、前記誘電体部に
おけるY分岐部の中央部に埋め込まれた柱状のフェライ
トと、前記ベースプレート上に接合された非磁性体の金
属ケースであって前記誘電体部がはめ込まれた溝部を有
する金属ケースと、を含む構造である。この場合、前記
誘電体部と、前記誘電体部を囲む、前記金属ケースの溝
部の壁と、前記ベースプレートの前記誘電体部が形成さ
れた部分とによって誘電体導波管が構成されている。
In particular, the circulator of the present invention is embedded in a base plate made of a non-magnetic metal, a Y-branch-shaped dielectric portion provided on the base plate, and a central portion of the Y-branch portion in the dielectric portion. And a metal case made of a non-magnetic material joined to the base plate and having a groove in which the dielectric portion is fitted. In this case, a dielectric waveguide is formed by the dielectric portion, the wall of the groove of the metal case surrounding the dielectric portion, and the portion of the base plate where the dielectric portion is formed.

【0009】従来の特開昭61−288486で想定し
ているようなマイクロストリップ線路を用いたサーキュ
レータ構造の場合、ミリ波でも50GHz以上といった
高い周波数では、マイクロストリップ線路の接合面部と
これに対応させるフェライト円板の埋め込み位置との精
度によって特性が大きく変化してしまう。
In the case of a circulator structure using a microstrip line as assumed in the conventional Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-288486, at a high frequency such as 50 GHz or more even in the case of a millimeter wave, the junction surface of the microstrip line is made to correspond thereto. The characteristics vary greatly depending on the accuracy with the embedding position of the ferrite disk.

【0010】これに対し、本発明の構造の場合は、誘電
体部の形状がサーキュレータの特性に影響を与えるた
め、誘電体部でのフェライトの埋め込み位置の精度(フ
ェライトとその埋め込み穴との公差)をあまり厳しくし
ないで済む。また、金属ケースの溝部と誘電体部とのは
め込みにおいても、導波管の管壁の一部を構成する金属
ケースの溝部の壁面と、この溝部内に配置する誘電体部
との間隔寸法の公差を厳しくしないで済む。したがっ
て、本発明のサーキュレータは加工精度を厳しくしない
でも特性を劣化させずに製造でき、歩留まりの観点から
製造が容易である。また、上記のようなサーキュレータ
においては、前記誘電体部にマイクロストリップ線路と
の変換部をさらに設けたことにより、マイクロストリッ
プ線路を用いた回路への実装が容易になる。
On the other hand, in the case of the structure of the present invention, since the shape of the dielectric portion affects the characteristics of the circulator, the accuracy of the embedding position of the ferrite in the dielectric portion (tolerance between the ferrite and the embedding hole). ) Does not have to be too strict. Also, when fitting the groove portion of the metal case and the dielectric portion, the distance between the wall surface of the groove portion of the metal case forming a part of the waveguide wall of the waveguide and the dielectric portion disposed in the groove portion is also set. Avoid tight tolerances. Therefore, the circulator of the present invention can be manufactured without deteriorating the characteristics without strict processing accuracy, and is easy to manufacture from the viewpoint of yield. Further, in the circulator as described above, since the conversion section for converting to the microstrip line is further provided in the dielectric portion, mounting to a circuit using the microstrip line becomes easy.

【0011】さらに、前記フェライトと前記誘電体部と
のインピーダンス整合を図る整合部をさらに備えている
ことが好ましい。
It is preferable that the apparatus further comprises a matching section for matching impedance between the ferrite and the dielectric section.

【0012】前記フェライトとして、六方晶型フェライ
トでマグネトプランバイト型を用いることで、マグネッ
トの外付けが不要になるので、小型化が容易になる。
The use of a magnetoplumbite type hexagonal ferrite as the ferrite eliminates the need for an external magnet, thereby facilitating miniaturization.

【0013】また本発明は、誘電体基板に対向するよう
に配設された導体層および、該導体層間を導通接続する
2列のバイアホール群であって配列方向に遮断周波数よ
り小さい間隔で形成された2列のバイアホール群とによ
って囲まれた領域を、前記誘電体基板を平面的に見たと
きにY分岐形になるよう形成してなる導波管部と、前記
導波管部のY分岐部の中央部に埋め込まれた柱状のフェ
ライトと、を有するサーキュレータをも提供する。この
発明の場合においても、前記対向する導体層と前記2列
のバイアホール群で囲まれた領域の形状がサーキュレー
タの特性に影響を与えるため、ストリップライン用いた
サーキュレータの場合のようにフェライトの埋め込み位
置の精度を厳しくしないで済む。さらに、導体層を有す
る誘電体基板にバイアホールを形成するという簡単な構
成なので、歩留りの観点から製造が容易である。
According to the present invention, there is also provided a conductor layer disposed to face a dielectric substrate, and two rows of via holes for electrically connecting the conductor layers, the via holes being formed at intervals smaller than a cutoff frequency in the arrangement direction. A waveguide section formed by forming a region surrounded by the two rows of via holes thus formed into a Y-branch shape when the dielectric substrate is viewed in a plan view; and Also provided is a circulator having a columnar ferrite embedded in the center of the Y-branch. Also in the case of the present invention, since the shape of the region surrounded by the opposing conductor layer and the two rows of via holes affects the characteristics of the circulator, ferrite is embedded as in the case of a circulator using a strip line. The accuracy of the position does not have to be strict. Further, since the via hole is formed in the dielectric substrate having the conductor layer, the manufacturing is easy from the viewpoint of yield.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態によるサーキュレータを示す分解斜視図、
図2は本発明の第1の実施の形態によるサーキュレータ
を誘電体部に沿って切断した縦断面図である。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
Exploded perspective view showing a circulator according to the embodiment,
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the circulator according to the first embodiment of the present invention, cut along a dielectric portion.

【0016】本実施形態のサーキュレータは図1に示す
ように、非磁性体の金属からなるベースプレート1と、
ベースプレート1上に設けられたY分岐形の誘電体部2
と、誘電体部2におけるY分岐部の中央部に埋め込まれ
た柱状のフェライト3と、誘電体部2のY分岐部に設け
られ、誘電体部2とフェライト3とのインピーダンス整
合を図るための整合部4と、ベースプレート1上に接合
された非磁性体の金属ケース5であって、フェライト3
及び整合部4を設けた誘電体部2がはめ込まれた溝部5
aを有する金属ケース5とから構成されている。インピ
ーダンス整合部4は誘電体部2の一部であり、誘電体部
2と同じ誘電体材料で一体的に形成されている。
As shown in FIG. 1, the circulator of the present embodiment includes a base plate 1 made of a non-magnetic metal,
Y-branch type dielectric portion 2 provided on base plate 1
And a columnar ferrite 3 buried in the center of the Y-branch of the dielectric portion 2 and a ferrite 3 provided at the Y-branch of the dielectric 2 for impedance matching between the dielectric 2 and the ferrite 3. A matching part 4 and a non-magnetic metal case 5 joined to the base plate 1
And a groove portion 5 in which the dielectric portion 2 provided with the matching portion 4 is fitted.
and a metal case 5 having a. The impedance matching section 4 is a part of the dielectric section 2 and is integrally formed of the same dielectric material as the dielectric section 2.

【0017】この形態の場合、インピーダンス整合部4
を含む誘電体部2と、インピーダンス整合部4を含む誘
電体部2を囲む、金属ケース5の溝部5aの壁と、ベー
スプレート1の誘電体部2が設けられた部分とによって
導波管が構成されている。このような構造を以下では、
誘電体導波管と呼ぶ。なお本発明は、導波管の内部全体
に誘電体部が設置された構造、言い換えれば誘電体部が
非磁性体の金属の壁部で囲まれた構造であれば、どのよ
うな構成でも構わない。
In the case of this embodiment, the impedance matching section 4
A waveguide is constituted by a dielectric part 2 including the above, a wall of the groove part 5a of the metal case 5 surrounding the dielectric part 2 including the impedance matching part 4, and a part of the base plate 1 where the dielectric part 2 is provided. Have been. Such a structure is described below.
It is called a dielectric waveguide. In the present invention, any structure may be used as long as the structure has a dielectric portion provided inside the entire waveguide, in other words, a structure in which the dielectric portion is surrounded by a nonmagnetic metal wall. Absent.

【0018】上記のような誘電体導波管において、例え
ば比誘電率εr=10程度の誘電体材料であるアルミナ
セラミックが内部に配置されている場合、内部が空気の
通常の導波管に比べ、30%位の寸法で同じ特性の導波
管を作製することができる。そのため、例えば「Eバン
ド(WR−12)」と呼ばれる幅3.1mmの導波管は
1mm位の幅で作ることが可能である。なお、マイクロ
波、ミリ波帯の導波管は周波数別に略称が用いられてお
り、60〜90GHz帯の導波管はEバンドという他、
50GHz〜75GHz帯のものはVバンド、40GH
z〜60GHz帯のものはUバンドと呼ばれている。ま
た別の表記としてインチ寸法表記もあり、Eバンドは
1.2インチなのでWR−12という表記もできる。導
波管としてはWRの表記をするのが一般的である。
In the above-described dielectric waveguide, for example, when an alumina ceramic which is a dielectric material having a relative permittivity ε r of about 10 is disposed inside, a normal waveguide in which air is inside is used. In comparison, a waveguide having the same characteristics can be manufactured with a size of about 30%. Therefore, for example, a waveguide having a width of 3.1 mm called “E band (WR-12)” can be made with a width of about 1 mm. Abbreviations for microwave and millimeter wave waveguides are used for respective frequencies, and waveguides in the 60 to 90 GHz band are called E band,
V band, 40 GH for 50 GHz to 75 GHz band
Those in the z to 60 GHz band are called U-bands. Another notation is inch size notation, and since the E band is 1.2 inches, it can also be written as WR-12. Generally, a waveguide is denoted by WR.

【0019】ここで、上記の形態のサーキュレータの製
法を簡単に述べる。まず、ベースプレート1上に、イン
ピーダンス整合部4を含む誘電体部2を形成する。次
に、インピーダンス整合部4を含む誘電体部2における
Y分岐部の中央部にフェライト3を挿入する穴を開け
て、その穴にフェライト3を装着する。最後に、金属ケ
ース5の溝部5aの中に、フェライト3及び整合部4を
設けた誘電体部2をはめ込み、金属ケース1をベースプ
レート1に接合する。
Here, a method of manufacturing the circulator of the above embodiment will be briefly described. First, the dielectric part 2 including the impedance matching part 4 is formed on the base plate 1. Next, a hole for inserting the ferrite 3 is formed at the center of the Y branch portion of the dielectric portion 2 including the impedance matching portion 4, and the ferrite 3 is mounted in the hole. Finally, the dielectric portion 2 provided with the ferrite 3 and the matching portion 4 is fitted into the groove 5a of the metal case 5, and the metal case 1 is joined to the base plate 1.

【0020】この形態ではフェライト3として、六方晶
型フェライトでマグネトプランバイト型フェライトを用
いている。このフェライトによればフェライト自体が磁
化しているためマグネットが不要であり、その結果、実
装スペースがコンパクトにできる。また、非磁性体の金
属ケース5の上部にマグネットを装着すれば、通常のN
i−Zn系、Mn−Mg系といったフェライトを用いる
ことも可能である。
In this embodiment, the ferrite 3 is a hexagonal ferrite and a magnetoplumbite ferrite. According to this ferrite, a magnet is unnecessary because the ferrite itself is magnetized, and as a result, the mounting space can be made compact. Further, if a magnet is mounted on the upper part of the non-magnetic metal case 5, the normal N
It is also possible to use ferrite such as i-Zn or Mn-Mg.

【0021】また、この形態の場合、金属ケース5の溝
部5aの中に、フェライト3及び整合部4を設けた誘電
体部2をはめ込むため、インピーダンス整合部4を持つ
誘電体部2の外側面と金属ケース5の溝部5aの壁との
間にクリアランスが必要になる。本発明に適用された誘
電体導波管の構造では、誘電体部の形状がサーキュレー
タの特性に影響を与えるため、上記のクリアランスは最
低でも50μm程度のラフな寸法でよい。したがって、
金属ケース5の溝部5aと誘電体部2との公差、すなわ
ち溝部5aの加工精度をあまり厳しくしないで済む。さ
らに誘電体部2のフェライト埋め込み部においては、埋
め込み穴の形状と高さが、特性に影響を与えるパラメー
タとして重要になるため、フェライトとその埋め込み穴
との公差(フェライト形状の加工精度)もあまり厳しく
しないで済む。以上のように、本実施形態のサーキュレ
ータは歩留まりの観点から製造が容易である。
In this embodiment, since the dielectric portion 2 provided with the ferrite 3 and the matching portion 4 is fitted into the groove 5a of the metal case 5, the outer surface of the dielectric portion 2 having the impedance matching portion 4 is fitted. A clearance is required between the metal case 5 and the wall of the groove 5a. In the structure of the dielectric waveguide applied to the present invention, since the shape of the dielectric portion affects the characteristics of the circulator, the above clearance may be a rough dimension of at least about 50 μm. Therefore,
The tolerance between the groove 5a of the metal case 5 and the dielectric portion 2, that is, the processing accuracy of the groove 5a does not have to be too strict. Further, in the ferrite buried portion of the dielectric portion 2, since the shape and height of the buried hole are important as parameters affecting the characteristics, the tolerance between the ferrite and the buried hole (processing accuracy of the ferrite shape) is also very small. You don't have to be strict. As described above, the circulator of the present embodiment is easy to manufacture from the viewpoint of yield.

【0022】(第2の実施の形態)図3は本発明の第2
の実施の形態によるサーキュレータを示す分解斜視図、
図4は図3のサーキュレータの組み立て後を示す斜視
図、図5は図3のサーキュレータの組み立て後のものを
誘電体部に沿って切断した縦断面図である。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
Exploded perspective view showing a circulator according to the embodiment,
FIG. 4 is a perspective view showing the circulator of FIG. 3 after assembly, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the circulator of FIG. 3 after assembly along the dielectric portion.

【0023】本実施形態のサーキュレータは図3〜図5
に示すように、第1の実施の形態の構成に、マイクロス
トリップ線路と誘電体導波管との変換部6をさらに設け
た構造である。具体的には変換部6は、誘電体部2の先
端側の上面にマイクロストリップ線路を形成し、誘電体
部2の上面で導体パターンを前記マイクロストリップ線
路から連続して誘電体部2のY分岐部に向かって徐々に
太くしていき、誘電体部2の幅になったところで誘電体
部2の側面にもメタライズした構造である。この構造の
場合、誘電体部2の上面及び両側面に形成された導体パ
ターンと、ベースプレート1の誘電体部2が形成された
部分とによって誘電体導波管の管壁が構成される。また
変換部6はメッキやエッチング等の方法を用いて形成す
ることができる。
The circulator of this embodiment is shown in FIGS.
As shown in (1), the structure of the first embodiment is further provided with a converter 6 for converting a microstrip line and a dielectric waveguide. Specifically, the conversion unit 6 forms a microstrip line on the top surface on the tip side of the dielectric unit 2, and continuously forms a conductor pattern on the top surface of the dielectric unit 2 from the microstrip line in the Y direction of the dielectric unit 2. The structure is such that the thickness is gradually increased toward the branch portion and the side surface of the dielectric portion 2 is metallized when the width of the dielectric portion 2 is reached. In the case of this structure, the conductive pattern formed on the upper surface and both side surfaces of the dielectric portion 2 and the portion of the base plate 1 on which the dielectric portion 2 is formed form the wall of the dielectric waveguide. The conversion section 6 can be formed by using a method such as plating or etching.

【0024】このようなマイクロストリップ線路と誘電
体導波管との変換部6を付加すれば、第1の実施の形態
による効果に加え、マイクロストリップ線路がよく用い
られる高周波の集積回路への実装が容易になる。この場
合、特にマグネトプランバイト系のフェライトを用いる
ことでマグネットが不要になるため、マルチチップモジ
ュールへの実装も可能となり小型化が容易になる。
By adding such a conversion section 6 between the microstrip line and the dielectric waveguide, in addition to the effect of the first embodiment, mounting on a high frequency integrated circuit in which the microstrip line is frequently used is provided. Becomes easier. In this case, a magnet is not required particularly by using a magnetoplumbite-based ferrite, so that it can be mounted on a multi-chip module and downsizing is facilitated.

【0025】なお、第1の実施形態と同様にこの形態に
おいても、変換部6を有する誘電体2の外側面と金属ケ
ース5の溝部5aの壁との間にクリアランスが存在する
が、このクリアリンスの寸法精度は厳しくなくても特性
は劣化しないので、歩留まりの観点から製造が容易であ
る。
In this embodiment, as in the first embodiment, there is a clearance between the outer surface of the dielectric 2 having the converter 6 and the wall of the groove 5a of the metal case 5. Even if the dimensional accuracy of the rinse is not strict, the characteristics do not deteriorate, so that the production is easy from the viewpoint of the yield.

【0026】(第3の実施の形態)図6は本発明の第3
の実施の形態によるサーキュレータを示す斜視図、図7
は図6のA−A’線に沿って切断した断面図である。
(Third Embodiment) FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a circulator according to the embodiment of FIG.
FIG. 7 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【0027】図6及び図7に示す形態のサーキュレータ
としては、例えばセラミック材料からなる誘電体基板1
1の両面に外層導体12,13が形成されている。外層
導体12,13間には、外層導体12,13同士を電気
的に接続するバイアホール14が多数設けられている。
バイアホール14は、2列に所定間隔bの幅でかつ、延
在方向に所定間隔cで形成されている。さらにバイアホ
ール14の列はY分岐の形になるよう配設されている。
バイアホール14の所定間隔cは遮断周波数よりも小さ
い間隔に設定され、これにより電気的な壁が形成されて
いる。
As a circulator of the form shown in FIGS. 6 and 7, for example, a dielectric substrate 1 made of a ceramic material is used.
Outer layer conductors 12 and 13 are formed on both surfaces of the substrate. A large number of via holes 14 are provided between the outer layer conductors 12 and 13 for electrically connecting the outer layer conductors 12 and 13 to each other.
The via holes 14 are formed in two rows at a predetermined interval b and at a predetermined interval c in the extending direction. Furthermore, the rows of via holes 14 are arranged in a Y-branch form.
The predetermined interval c between the via holes 14 is set to an interval smaller than the cutoff frequency, thereby forming an electric wall.

【0028】このように、誘電体基板1の両面の外層導
体12,13がバイアホール14の列で導通接続される
ことで、このバイアホール14の列による擬似的な側壁
と外層導体12,13の上下壁とで誘電体材料の四方が
囲まれた構造の誘電体導波管が形成される。
As described above, since the outer conductors 12 and 13 on both surfaces of the dielectric substrate 1 are electrically connected in the row of the via holes 14, the pseudo side walls formed by the row of the via holes 14 and the outer conductors 12 and 13 are formed. A dielectric waveguide having a structure in which the dielectric material is surrounded on all sides by the upper and lower walls is formed.

【0029】この誘電体導波管となる部分におけるY分
岐部の中央部には、柱状のフェライト15が埋め込まれ
ている。このフェライト15には、第1の実施の形態と
同様、六方晶型フェライトでマグネトプランバイト型フ
ェライトや、Ni−Zn系もしくはMn−Mg系といっ
たフェライトを用いることができる。
A columnar ferrite 15 is buried at the center of the Y-branch in the portion that becomes the dielectric waveguide. As the ferrite 15, as in the first embodiment, hexagonal ferrite such as magnetoplumbite ferrite or Ni-Zn or Mn-Mg ferrite can be used.

【0030】また、外層導体12,13の間の、前記誘
電体導波管となる部分以外に、擬似的な側壁を形成する
バイアホール14と接続され且つ、外層導体12,13
と平行に形成された内層導体17,18が配設されてい
てもよい。これにより、バイアホール14の列による擬
似的な壁が、内層導体17,18の接続によって細かな
網目状になるので、バイアホール14の列での電磁波の
遮断効果を高めることができる。
In addition to a portion between the outer conductors 12 and 13 other than the portion serving as the dielectric waveguide, the outer conductors 12 and 13 are connected to via holes 14 forming pseudo side walls.
May be provided in parallel with the inner layer conductors 17 and 18. Thereby, the pseudo wall formed by the rows of the via holes 14 becomes a fine mesh shape by the connection of the inner layer conductors 17 and 18, so that the effect of blocking the electromagnetic waves in the rows of the via holes 14 can be enhanced.

【0031】また、前記誘電体導波管となる部分内にあ
ってフェライト15周辺のY分岐部を除いた部分に、バ
イアホール14と接続され且つ、外層導体12,13と
平行に形成された内層導体19が配設され、この内層導
体19が前記誘電体導波管の上壁を構成していてもよ
い。この内層導体19は内層導体18と同一層で形成す
ることができる。この構成の場合、内層導体19と外層
導体12の間での電磁波の往来を遮断するため、内層導
体19と外層導体12の間を導通接続する複数のバイア
ホール16が、遮断周波数よりも小さい間隔で配設され
ている。また、前記誘電体導波管となる部分のY分岐部
の誘電体の一部が、前記誘電体導波管となる部分の誘電
体とフェライト15とのインピーダンス整合を図るため
の整合部11aを構成している。
Further, a portion of the dielectric waveguide except for the Y branch around the ferrite 15 is formed so as to be connected to the via hole 14 and to be parallel to the outer conductors 12 and 13. An inner layer conductor 19 may be provided, and the inner layer conductor 19 may constitute an upper wall of the dielectric waveguide. The inner conductor 19 can be formed in the same layer as the inner conductor 18. In the case of this configuration, a plurality of via holes 16 for electrically connecting the inner layer conductor 19 and the outer layer conductor 12 are provided at intervals smaller than the cutoff frequency in order to block the transmission of electromagnetic waves between the inner layer conductor 19 and the outer layer conductor 12. It is arranged in. In addition, a part of the dielectric at the Y-branch of the part to be the dielectric waveguide forms a matching part 11a for achieving impedance matching between the dielectric at the part to be the dielectric waveguide and the ferrite 15. Make up.

【0032】以上のような形態のサーキュレータは、パ
ターン印刷及びホール形成を施したグリーンシートを積
層して焼結させてなるセラミック多層基板の製造技術を
用いれば容易に作製することができる。また、誘電体基
板11内の任意の箇所にバイアホールを形成することで
誘電体導波管を自在に設定できるので、構成が簡単で、
小型化が図り得るサーキュレータを提供することができ
る。
The circulator having the above configuration can be easily manufactured by using a ceramic multilayer substrate manufacturing technique in which green sheets on which pattern printing and holes are formed are laminated and sintered. In addition, since the dielectric waveguide can be freely set by forming a via hole at an arbitrary position in the dielectric substrate 11, the configuration is simple.
A circulator that can be reduced in size can be provided.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では誘電体
導波管構造を用いたことにより、誘電体部の形状がサー
キュレータの特性に影響を与えるため、誘電体部でのフ
ェライトの埋め込み位置の精度(フェライトとその埋め
込み穴との公差)をあまり厳しくしないで済む。また、
金属ケースの溝部と誘電体部とのはめ込み部において
も、導波管の管壁の一部を構成する金属ケースの溝部の
壁面と、この溝部内に配置する誘電体部との間隔寸法の
公差を厳しくしないで済む。したがって、本発明のサー
キュレータは加工精度を厳しくしないでも特性を劣化さ
せずに製造でき、歩留まりの観点から製造が容易であ
る。
As described above, in the present invention, since the shape of the dielectric portion affects the characteristics of the circulator by using the dielectric waveguide structure, the position of the ferrite embedded in the dielectric portion is reduced. (The tolerance between the ferrite and the buried hole) need not be so strict. Also,
Also in the fitting portion between the groove of the metal case and the dielectric portion, the tolerance of the distance between the wall surface of the groove of the metal case forming a part of the waveguide wall of the waveguide and the dielectric portion disposed in the groove. Do not have to be strict. Therefore, the circulator of the present invention can be manufactured without deteriorating the characteristics without strict processing accuracy, and is easy to manufacture from the viewpoint of yield.

【0034】また、前記誘電体部にマイクロストリップ
線路との変換部をさらに設けたことにより、マイクロス
トリップ線路を用いた回路への実装において実装スペー
スの縮小化が図れる。
Further, by providing a conversion section for conversion to a microstrip line in the dielectric section, a mounting space can be reduced in mounting on a circuit using the microstrip line.

【0035】また、導体層を有する誘電体基板にバイア
ホールを形成するという簡単な構成によっても誘電体導
波管構造を実現でき、これを使ったサーキュレータはそ
の製法が容易で歩留りの良いものとなる。
Also, a dielectric waveguide structure can be realized by a simple structure in which a via hole is formed in a dielectric substrate having a conductor layer, and a circulator using the same can be manufactured easily with a high yield. Become.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態によるサーキュレー
タを示す分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a circulator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のサーキュレータの組み立て後のものを誘
電体部に沿って切断した縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the circulator of FIG. 1 after being assembled, which is cut along a dielectric portion.

【図3】本発明の第2の実施の形態によるサーキュレー
タを示す分解斜視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a circulator according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3のサーキュレータの組み立て後を示す斜視
図である。
FIG. 4 is a perspective view showing the circulator of FIG. 3 after being assembled.

【図5】図3のサーキュレータの組み立て後のものを誘
電体部に沿って切断した縦断面図である。
5 is a longitudinal sectional view of the circulator of FIG. 3 after being assembled, which is cut along a dielectric portion.

【図6】本発明の第3の実施の形態によるサーキュレー
タを示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a circulator according to a third embodiment of the present invention.

【図7】図6のA−A’線断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 6;

【図8】マイクロストリップ線路で構成した従来のサー
キュレータを示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a conventional circulator constituted by a microstrip line.

【図9】導波管で構成した従来のサーキュレータを示す
斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a conventional circulator composed of a waveguide.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ベースプレート 2 誘電体部 3 フェライト 4 インピーダンス整合部 5 金属ケース 5a 溝部 6 マイクロストリップ線路と誘電体導波管との変換部 11 誘電体基板 12,13 外層導体 14,16 バイアホール 15 フェライト 17,18,19 内層導体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base plate 2 Dielectric part 3 Ferrite 4 Impedance matching part 5 Metal case 5a Groove part 6 Conversion part between microstrip line and dielectric waveguide 11 Dielectric substrate 12, 13 Outer layer conductor 14, 16 Via hole 15 Ferrite 17, 18 , 19 Inner layer conductor

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Y分岐形の導波管の内部全体に設けられ
た誘電体部と、該誘電体部のY分岐部の中央部に埋め込
まれた柱状のフェライトとを有するサーキュレータ。
1. A circulator comprising: a dielectric portion provided in the entire inside of a Y-branch type waveguide; and a columnar ferrite embedded in the center of the Y-branch portion of the dielectric portion.
【請求項2】 非磁性体の金属からなるベースプレート
と、 前記ベースプレート上に設けられたY分岐形の誘電体部
と、 前記誘電体部におけるY分岐部の中央部に埋め込まれた
柱状のフェライトと、 前記ベースプレート上に接合された金属ケースであって
前記誘電体部がはめ込まれた溝部を有する非磁性体の金
属ケースとを備えたサーキュレータ。
2. A base plate made of a non-magnetic metal, a Y-branch-type dielectric portion provided on the base plate, and a columnar ferrite embedded in a center of the Y-branch portion in the dielectric portion. A circulator comprising: a metal case joined to the base plate; and a nonmagnetic metal case having a groove in which the dielectric portion is fitted.
【請求項3】 前記誘電体部と、前記誘電体部を囲む前
記金属ケースの溝部の壁と、前記ベースプレートの前記
誘電体部が形成された部分とによって誘電体導波管が構
成されている請求項2に記載のサーキュレータ。
3. A dielectric waveguide is constituted by the dielectric portion, a wall of a groove of the metal case surrounding the dielectric portion, and a portion of the base plate on which the dielectric portion is formed. A circulator according to claim 2.
【請求項4】 前記誘電体部にマイクロストリップ線路
との変換部がさらに設けられた請求項1から3のいずれ
かに記載のサーキュレータ。
4. The circulator according to claim 1, further comprising a conversion section for converting the microstrip line into the dielectric section.
【請求項5】 前記フェライトと前記誘電体部とのイン
ピーダンス整合を図る整合部をさらに備えた請求項1か
ら4のいずれかに記載のサーキュレータ。
5. The circulator according to claim 1, further comprising a matching section for matching impedance between said ferrite and said dielectric section.
【請求項6】 前記フェライトは六方晶型フェライトで
マグネトプランバイト型である請求項1から5のいずれ
かに記載のサーキュレータ。
6. The circulator according to claim 1, wherein the ferrite is a hexagonal ferrite and is a magnetoplumbite type.
【請求項7】 前記誘電体部はセラミック材料からなる
請求項1から6のいずれかに記載のサーキュレータ。
7. The circulator according to claim 1, wherein said dielectric portion is made of a ceramic material.
【請求項8】 ミリ波帯において使用される請求項1か
ら7のいずれかに記載のサーキュレータ。
8. The circulator according to claim 1, which is used in a millimeter wave band.
【請求項9】 誘電体基板に対向するように配設された
導体層および、該導体層間を導通接続する2列のバイア
ホール群であって配列方向に遮断周波数より小さい間隔
で形成された2列のバイアホール群とによって囲まれた
領域を、前記誘電体基板を平面的に見たときにY分岐形
になるよう形成してなる導波管部と、 前記導波管部のY分岐部の中央部に埋め込まれた柱状の
フェライトと、を有するサーキュレータ。
9. A conductor layer disposed to face a dielectric substrate, and two rows of via holes for electrically connecting the conductor layers, the via holes being formed at intervals smaller than a cutoff frequency in the arrangement direction. A waveguide section formed by forming a region surrounded by a row of via holes in a Y-branch shape when the dielectric substrate is viewed in a plan view; and a Y-branch section of the waveguide section. And a columnar ferrite embedded in the center of the circulator.
【請求項10】 前記フェライトと前記導波管部とのイ
ンピーダンス整合を図る整合部をさらに備えた請求項9
に記載のサーキュレータ。
10. The apparatus according to claim 9, further comprising a matching section for matching impedance between said ferrite and said waveguide section.
The circulator according to claim 1.
【請求項11】 前記フェライトは六方晶型フェライト
でマグネトプランバイト型である請求項9又は10に記
載のサーキュレータ。
11. The circulator according to claim 9, wherein the ferrite is a hexagonal ferrite and is a magnetoplumbite type.
【請求項12】 前記誘電体基板はセラミック材料から
なる請求項9から11のいずれかに記載のサーキュレー
タ。
12. The circulator according to claim 9, wherein said dielectric substrate is made of a ceramic material.
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