JP2001267811A - 非可逆回路素子および通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 矩形の磁性体を用いる場合でも、その磁性体
に対する中心導体の折り曲げ時の干渉を防止し、且つ各
中心導体先端部のポート部とコンデンサ素子や入出力端
子との接合部の信頼性を高めた非可逆回路素子、および
その非可逆回路素子を用いた通信装置を得る。 【解決手段】 中心導体の連結部に矩形状のフェライト
５４を載置し、中心導体の連結部から外方へ延びる中心
導体５１，５２，５３を、フェライト５４を包むように
折り曲げて磁性組立体を構成するが、中心導体５１，５
２のポートＰ１，Ｐ２を、フェライト５４に対する中心
導体５１，５２の折り曲げ時に互いに干渉しないように
非対称に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波帯な
どの高周波帯域で使用される、例えばアイソレータなど
の非可逆回路素子、およびそれを用いた通信装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、集中定数形サーキュレータは、フ
ェライト板に近接配置される互いに交差した複数の中心
導体と、フェライト板に直流磁界を印加する磁石とをケ
ース内に収納して構成されている。また、サーキュレー
タの３つのポートのうち所定のポートを抵抗終端させる
ことによってアイソレータが構成されている。

【０００３】図４は従来のアイソレータの分解斜視図で
ある。ここで２は磁性体金属からなる箱状の上ヨーク、
３は上ヨーク２の内面に配置する矩形板形状の永久磁石
である。また５は磁性組立体であり、円板形状のフェラ
イト５４の底面と同形状である中心導体の連結部にフェ
ライト５４を置き、上記連結部から延び出た３本の中心
導体を、互いに略１２０°の角度をなしてフェライト５
４を包むように折り曲げて配置し、中心導体の先端側の
ポート部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を外方へ突出させた構造とし
ている。４はこの磁性組立体５と永久磁石３との間を所
定間隔に保つためのスペーサ、７は樹脂ケースである。
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３はポート部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と、樹脂
ケース７内のアース電極との間に接続される整合用コン
デンサである。終端抵抗Ｒはポート部Ｐ３に導通する電
極とアース電極との間に接続される。８は磁性体金属か
らなる下ヨークであり、上ヨーク２に組み合わせること
によって、閉磁路を構成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図４に示した従来のア
イソレータにおいては、円板状のフェライトを用い、そ
のフェライトの周囲に、互いに１２０°の間隔で３つの
中心導体を近接させるために、図５に示すような構造を
とっていた。図５の（Ａ）は中心導体の折り曲げ前の、
いわば展開図である。（Ｂ）は、その折り曲げ途中の状
態を示している。ここで５０で示す部分は中心導体連結
部であり、この中心導体連結部から３方向に３つの中心
導体５１，５２，５３を引き出して、それぞれの先端部
をポート部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３としている。この図５の
（Ａ）に示す状態で、中心導体連結部５０の上部にフェ
ライト５４を載置し、同図の（Ｂ）に示すように３つの
中心導体５１，５２，５３をそれぞれフェライト５４を
包むように折り曲げることによって、図４に示した磁性
組立体５を構成していた。

【０００５】上記中心導体の曲げ加工は、中心導体連結
部にフェライトを押し当てて、その押力を利用して、中
心導体連結部から放射方向に延びる中心導体をそれぞれ
一旦３０〜７０°程度に起こす方法が採れる。これは自
動機で中心導体の曲げ加工を行なう際の有効な方法であ
る。

【０００６】一方、中心導体の先端に設けるポート部
は、入出力端子およびコンデンサに接続されるが、入出
力端子およびコンデンサに対する接合部の品質を高める
ためには接合面積を十分に確保する必要がある。そのた
めに、中心導体の先端部のポート部はできるだけ大きく
形成することが望ましい。

【０００７】ところが、全体に矩形状をなす樹脂ケース
内において、中心導体に結合する磁性体の体積を稼ぐた
めに、また、成形を容易にするために、矩形状（直方体
形状）の磁性体を用いることが有効である。図６は、矩
形状の磁性体を用いる場合の中心導体の形状を示してい
る。図６の（Ａ）に示す状態から、中心導体連結部５０
の上部にフェライト５４を載置し、まず中心導体５１を
折り曲げ、次に中心導体５２を折り曲げようとする際、
図６の（Ｂ）において○印で示すように、第１の中心導
体５１の先端部のポート部Ｐ１が第２の中心導体５２と
干渉して曲げ加工できない場合が生じる。この問題を解
消するには、ある中心導体先端部のポート部が他の中心
導体に干渉しないように小さく形成すればよい。しか
し、その結果コンデンサや入出力端子との接合面積が十
分に確保できずに、接合部の信頼性が低下するという問
題が生じる。

【０００８】この発明の目的は、上述の問題を解消し
て、矩形の磁性体を用いる場合でも、その磁性体に対す
る中心導体の折り曲げ時の干渉を防止し、且つ各中心導
体先端部のポート部とコンデンサ素子や入出力端子との
接合部の信頼性を高めた非可逆回路素子を、またその非
可逆回路素子を用いた通信装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、中心導体の
連結部に磁性体を載置し、前記連結部から外方へ延びる
中心導体を前記磁性体を包むように折り曲げた磁性組立
体を設けてなる非可逆回路素子において、前記磁性体を
矩形状にするとともに、コンデンサまたは入出力端子に
接続される中心導体のポート部を、前記磁性体に対する
中心導体の折り曲げ時に互いに干渉しないように非対称
にする。

【００１０】この構造により、各中心導体先端部のポー
ト部を縮小化することなく折り曲げ時の干渉を防止する
ことができる。

【００１１】また、この発明は、前記連結部から外方へ
略線対称に延びる２つの中心導体のうち一方の中心導体
のポート部を他方の中心導体のポート部より小さくす
る。この構造により、上記２つの中心導体を磁性体を包
むように折り曲げる際に、小さく形成したポート部を有
する一方の中心導体を先に折り曲げ、後で他方の中心導
体を折り曲げる際に、既に折り曲げている中心導体のポ
ート部が干渉することなく、且つ後で折り曲げる中心導
体のポート部を十分に大きくしておくことができる。

【００１２】また、この発明は、前記中心導体のポート
部に切り欠きまたは孔を形成する。この構造により、ポ
ート部のコンデンサまた入出力端子への半田接合時の半
田フィレット面積を増大させ、接合部の信頼性を高める
ことができる。

【００１３】さらに、この発明は、前記非可逆回路素子
を用いて通信装置を構成する。

【００１４】

【発明の実施の形態】第１の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はアイ
ソレータの分解斜視図、図２は上ヨーク２を取り除いた
状態での上面図である。ここで２は磁性体金属からなる
箱状の上ヨーク、３は上ヨーク２の内面に配置する矩形
板形状の永久磁石である。また５は磁性組立体であり、
このフェライト５４の底面と略同形状である中心導体の
連結部にフェライト５４を置き、上記連結部から延び出
た３本の中心導体５１，５２，５３を、絶縁シート（不
図示）を介在させて互いに略１２０°の角度をなしてフ
ェライト５４を包むように折り曲げて配置し、中心導体
５１，５２，５３の先端側のポート部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３
を外方へ突出させた構造としている。４は、この磁性組
立体５と永久磁石３との間を所定間隔に保つためのスペ
ーサである。７は樹脂ケースであり、この樹脂ケース７
には、ケース内の上面に一部が露出するアース電極、底
面から側面にかけて露出する入出力端子７２およびアー
ス端子７３などをインサートモールド成形している。整
合用コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３はポート部Ｐ１，Ｐ
２，Ｐ３と樹脂ケース７内のアース電極との間に接続さ
れる。また終端抵抗Ｒはポート部Ｐ３に導通する電極と
アース電極との間に接続される。８は磁性体金属からな
る下ヨークであり、上ヨーク２に組み合わせることによ
って、閉磁路を構成する。これにより、永久磁石３によ
る磁界がフェライト５４に対してその厚み方向に印加さ
れる。

【００１５】図３は、上記中心導体の折り曲げ前の状態
を示す図である。図３において５０で示す部分は中心導
体の連結部であり、この上にフェライト５４を載置す
る。この中心導体連結部５０から３方向に中心導体５
１，５２，５３を延ばしていて、それぞれの先端部をポ
ート部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３として形成している。３つの中
心導体５１，５２，５３のうち、中心導体５３は連結部
５０から、その中心部を通る直線上に引き出していて、
他の２つの中心導体５１，５２は、中心導体５３の延び
る方向を線対称の対称軸とする線対称の関係となるよう
に、且つ中心導体５３の延びる方向から６０°方向に引
き出している。このように３方向に引き出した中心導体
のうち、線対称の関係にある中心導体５１，５２の折り
曲げ時に、一方のポート部が他方の中心導体に干渉する
場合が生じるが、この例のように、ポート部Ｐ１を他方
の中心導体５２のポート部Ｐ２より小さく形成すること
により、まず中心導体５１を折り曲げ、その後で中心導
体５２を折り曲げることによって、中心導体５２に対す
るポート部Ｐ１の干渉を防止することができる。なお、
線対称関係にある中心導体５１，５２の対称軸方向に延
びる中心導体５３は、どの時点で（何番目に）折り曲げ
てもポート部Ｐ３が中心導体５１または５２に干渉する
ことはない。

【００１６】図２，図３に示したように、中心導体のポ
ート部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のそれぞれに孔Ｈや切り欠きＡ
を設けたことにより、各ポート部と整合用コンデンサの
上面の電極、終端抵抗の一方の電極および入出力端子７
１，７２との半田付け時の半田のフィレット面積を大き
くすることができ、これにより半田付け部の信頼性を確
保することができる。

【００１７】なお、中心導体の連結部５０の中央部に孔
Ｈを設けたことにより、磁性組立体を加工する際、中央
部の孔の下面からフェライトを吸引してフェライトの位
置ずれを防止することができるので、磁性組立体の組立
精度を高めることができる。

【００１８】上述の実施形態では、中心導体の連結部か
ら３方向に中心導体を延ばしたものを用いて、３ポート
のサーキュレータを構成し、そのうちの所定のポートを
抵抗終端することによってアイソレータを構成したが、
抵抗終端させることなく、３ポートのサーキュレータと
して構成する場合にもこの発明は同様に適用できる。

【００１９】また、中心導体の連結部から２方向に２つ
の中心導体を引き出し、中心導体同士が交差するように
磁性体を包むように折り曲げた２ポートタイプのアイソ
レータにも同様に適用できる。すなわち図３に示した例
では、互いのなす角度を所定角度に定めて、連結部５０
から中心導体５１，５２のみを引き出せばよい。

【００２０】また、以上に示した例では、中心導体の交
差角を１２０°にしたが、本発明はこれに限るものでは
なく、中心導体同士が接触（短絡）しない範囲で交差角
を変更してもよい。

【００２１】さらに、中心導体のポート部に形成した孔
や切り欠きの数や位置についても例示したものに限ら
ず、適宜変更してもよく、同様の効果が得られる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、各中心
導体先端部のポート部を縮小化することなく折り曲げ時
の干渉を防止することができる。

【００２３】請求項２に記載の発明によれば、上記２つ
の中心導体を磁性体を包むように折り曲げる際に、小さ
く形成したポート部を有する一方の中心導体を先に折り
曲げ、後で他方の中心導体を折り曲げる際に、既に折り
曲げている中心導体のポート部が干渉することなく、且
つ後で折り曲げる中心導体のポート部を十分に大きくし
ておくことができる。

【００２４】請求項３に記載の発明によれば、ポート部
のコンデンサまた入出力端子への半田接合時の半田フィ
レット面積を増大させ、接合部の信頼性を高めることが
できる。

【００２５】請求項４に記載の発明によれば、所定の非
可逆特性を備えた小型で信頼性の高い非可逆回路素子を
用いて、全体に小型且つ高信頼性化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るアイソレータの分解斜視図

【図２】同アイソレータの上ヨークを取り除いた状態で
の上面図

【図３】中心導体の折り曲げ前の状態を示す図

【図４】従来のアイソレータの分解斜視図

【図５】従来のアイソレータで用いる中心導体の折り曲
げ前および折り曲げ途中の状態を示す図

【図６】矩形状のフェライトに対応した従来技術による
中心導体の形状および折り曲げ途中の状態を示す図

【符号の説明】

２−上ヨーク ３−永久磁石 ４−スペーサ ５−磁性組立体 ５０−中心導体連結部 ５１，５２，５３−中心導体 ５４−フェライト 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，Ｃ２，Ｃ３−整合用コンデンサ Ｒ−終端抵抗 Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３−ポート部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心導体の連結部に磁性体を載置し、前
   記連結部から外方へ延びる中心導体を前記磁性体を包む
   ように折り曲げた磁性組立体を設けてなる非可逆回路素
   子において、 前記磁性体を矩形状にするとともに、コンデンサまたは
   入出力端子に接続される中心導体のポート部を、前記磁
   性体に対する中心導体の折り曲げ時に互いに干渉しない
   ように非対称にした非可逆回路素子。
2. 【請求項２】 前記連結部から外方へ略線対称に延びる
   ２つの中心導体のうち一方の中心導体のポート部を他方
   の中心導体のポート部より小さくした請求項１に記載の
   非可逆回路素子。
3. 【請求項３】 前記中心導体のポート部に切り欠きまた
   は孔を形成した請求項１または２に記載の非可逆回路素
   子。
4. 【請求項４】 前記非可逆回路素子を用いた通信装置。