JP2002164712A - 中心電極組立体、非可逆回路素子及び通信装置 - Google Patents
中心電極組立体、非可逆回路素子及び通信装置Info
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Abstract
消でき、信頼性の高い中心電極組立体、非可逆回路素子
及び通信装置を得る。 【解決手段】 中央平面部(アース電極)25から中心
電極21,22,23が所定の角度で外方に延在してい
る電極板20とフェライト15とで構成した中心電極組
立体。中央平面部25をフェライト15の下面に当接さ
せて中心電極21,22,23をフェライト15の側面
から上面へ折り曲げ(折曲げ部a,b)、該中心電極を
フェライト15の上面で交差させている。中心電極2
1,22は1本のラインで形成され、該中心電極のライ
ン幅はコールドエンド側フェライト縁端部xにおいて部
分的に広くなるように形成されている。
Description
波帯で使用されるアイソレータやサーキュレータ等を構
成する中心電極組立体、非可逆回路素子及び該素子を備
えた通信装置に関する。
に採用される集中定数型アイソレータ(可逆回路素子)
では、中心電極組立体として図30に示すものが知られ
ている。この中心電極組立体200は、円盤形状のマイ
クロ波フェライト201を3本の中心電極211,21
2,213を備えた電極板210で包み込んだものであ
る。
215から各中心電極211,212,213を所定の
角度で外方に延在させたものであり、中心電極211,
212は1本のラインで形成され、中心電極213は2
本のラインで形成されている。組立ては、まず、中央平
面部215をフェライト201の下面に当接させて中心
電極211,212,213をフェライト201の側面
から上面へ折り曲げ(折曲げ部a,b)、該中心電極を
フェライト201の上面で所定の交差角で交差させる。
可逆回路素子は主に移動体通信装置に用いられている
が、小型化が著しく進んでおり、電極板210も一層の
小型化が必要なため、中心電極211,212,213
のライン幅が細くなる傾向にある。このような中心電極
は金型によるプレス加工又はエッチング加工で形成され
るが、加工精度に限界があり、全ての中心電極を2本の
ラインで形成することは困難で、1本のラインで形成せ
ざるを得なくなっている。
を示す。この中心電極組立体240は、マイクロ波フェ
ライト270の上面に入力中心電極271、出力中心電
極272及び終端中心電極273を、絶縁シート220
を介在させて、互いの中心線が交差してなる交差角Gが
略120゜になるように配置している。これらの中心電
極271,272,273は、それぞれの一端部がポー
ト部P1,P2,P3に電気的に接続している。さら
に、中心電極271,272,273の他端部がフェラ
イト270の側面を経て、フェライト270の下面に設
けたアース電極276に電気的に接続している。アース
電極276は、フェライト270の下面を略覆ってい
る。
非可逆回路素子に組み込まれる中心電極組立体において
は、3本の中心電極の交差角がばらつくと、挿入損失や
アイソレーションなどの電気特性に大きく影響するた
め、交差角の安定化を図ることが極めて重要である。
電極組立体200では、中心電極はライン幅が細いた
め、組立て作業時、あるいは実装された通信装置の使用
中の振動、加熱等により断線するおそれを有している。
このような断線は折曲げ部a,bで発生し、特に、1本
のラインで形成されている中心電極が断線すると、致命
的な不良となる。
挿入損失とアイソレーション特性がある。挿入損失はそ
れが小さいほどよく、アイソレーション特性はアイソレ
ーション帯域幅が広いほどよい。図32に、交差角Gが
120゜の前記中心電極組立体240を組み込んだアイ
ソレータの挿入損失280とアイソレーション特性28
2を示す(点線参照)。
入力中心電極271と出力中心電極272の交差角Gを
広げる方法がある。例えば、図32に、交差角Gが12
5゜の中心電極組立体240を組み込んだアイソレータ
の挿入損失281とアイソレーション特性283を示す
(実線参照)。ところが、この方法では、挿入損失を改
善させることはできるが、アイソレーション帯域幅が狭
くなり、中心電極組立体240の製造ロットごとの特性
ばらつきによるアイソレータの不良率が高くなりやす
い。
272の交差角Gを広げると、入力中心電極271のエ
ッジと出力中心電極272のエッジの交点A(図31参
照)から絶縁シート220の縁部までの距離A−A’が
短くなる。従って、絶縁シート220が二点鎖線で示し
た220aの位置にずれると、入力中心電極271と出
力中心電極272の短絡不良が発生しやすくなる。
中心電極の断線のおそれを解消でき、信頼性の高い中心
電極組立体、非可逆回路素子及び通信装置を提供するこ
とにある。
を低下させることなく、挿入損失を改善することがで
き、しかも、短絡不良の発生しにくい中心電極組立体、
非可逆回路素子及び通信装置を提供することにある。
成するため、第1の発明に係る中心電極組立体は、中央
平面部から複数の中心電極が所定の角度で外方に延在し
ている電極板とフェライトとで構成され、中央平面部を
フェライトの下面に当接させて中心電極をフェライトの
側面から上面へ折り曲げ、該中心電極をフェライトの上
面で交差させた中心電極組立体において、少なくとも一
つの中心電極を1本のラインで形成し、該中心電極のラ
イン幅がコールドエンド側フェライト縁端部において部
分的に広くなるように形成したことを特徴とする。
平面部から複数の中心電極が所定の角度で外方に延在し
ている電極板とフェライトとで構成され、中央平面部を
フェライトの下面に当接させて中心電極をフェライトの
側面から上面へ折り曲げ、該中心電極をフェライトの上
面で交差させた中心電極組立体において、少なくとも一
つの中心電極を1本のラインで形成し、該中心電極のラ
イン幅がフェライト中心部よりもフェライト縁端部が広
くなるように形成したことを特徴とする。
立体において、中心電極はコールドエンド側フェライト
縁端部で折り曲げてフェライトを包み込む。折曲げ部で
あるコールドエンド側フェライト縁端部は幅広く形成さ
れているため、強度的に強くなり、断線するおそれが大
きく解消する。また、中心電極の交差角も安定し、良好
な電気特性を発揮する。
体において、第1、第2、第3の中心電極を有する場
合、第1の中心電極と一方の側で隣接する第2の中心電
極との交差角θ12と第1の中心電極と他方の側で隣接
する第3の中心電極との交差角θ31をθ12>θ31
となるように設定し、第1の中心電極のコールドエンド
側フェライト縁端部の幅をフェライト中心部での中心線
に対して第3の中心電極に近い方よりも第2の中心電極
に近い方が広くなるように形成することが、第1及び第
2の中心電極間の電気的短絡を防止するうえでも好まし
い。θ12<θ31となるように設定し、第1の中心電
極のコールドエンド側フェライト縁端部の幅をフェライ
ト中心部での中心線に対して第2の中心電極に近い方よ
りも第3の中心電極に近い方が広くなるように形成して
も同様の効果を得ることができる。
電極の幅がフェライト縁端部に向かって漸増しているこ
とが、急激なライン幅の変化をなくし、応力集中を緩和
する点で好ましい。
平面部から複数の中心電極が所定の角度で外方に延在し
ている電極板とフェライトとで構成され、中央平面部を
フェライトの下面に当接させて中心電極をフェライトの
側面から上面へ折り曲げ、該中心電極をフェライトの上
面で交差させた中心電極組立体において、前記中心電極
が前記中央平面部に対して滑らかな円弧状部分を有して
連続していることを特徴とする。
分は折曲げ部に相当するが、この部分が滑らかな円弧状
であることにより応力の集中が緩和され、断線するおそ
れが大きく解消し、中心電極の交差角も安定し、良好な
電気特性を発揮する。
は、フェライトと、該フェライトの第1の主面に、互い
に所定の角度で交差した状態で設けられた入力中心電
極、出力中心電極及び終端中心電極と、前記フェライト
の第2の主面に配置され、前記入力中心電極、前記出力
中心電極及び前記終端中心電極の一端部が電気的に接続
されているアース電極と、前記入力中心電極、前記出力
中心電極及び前記終端中心電極の他端部にそれぞれ電気
的に接続されている入力ポート部、出力ポート部及び終
端ポート部と、を備え、前記入力中心電極、前記出力中
心電極及び前記終端中心電極の少なくともいずれか一つ
の中心電極が、ポート部側の電極幅よりアース電極側の
電極幅が広い漸増幅形状を有していることを特徴とす
る。
心電極及び終端中心電極の少なくともいずれか一つの中
心電極が、ポート部側の電極幅よりアース電極側の電極
幅が広い漸増幅形状を有しているので、高周波電流が最
大となるアース電極側の高周波電流の集中度が緩和さ
れ、アイソレーション特性等の電気特性が低下すること
なく挿入損失が改善する。
れぞれが、終端ポート部に最も近いエッジ側を電極幅方
向に展延させることにより、ポート部側の電極幅よりア
ース電極側の電極幅が広い片漸増幅形状を有しているこ
とを特徴とする。以上の構成により、中心電極相互間の
短絡不良が起きにくくなる。
信装置は、前述の特徴を有する中心電極組立体を備える
ことにより、安定した電気特性が得られ、信頼性が向上
する。
体、非可逆回路素子及び通信装置の実施形態について、
添付図面を参照して説明する。なお、各実施形態を示す
図面において、同じ部材、部分には同じ参照符号を使用
し、重複する説明は省略する。
発明の第1実施形態である中心電極組立体1を備えた非
可逆回路素子(集中定数型アイソレータ)の各構成部品
を示し、図2はそれらを組み立てた状態での断面を示
し、図3は電極板20の展開状態と中心電極組立体1を
示す。さらに、図4は非可逆回路素子の等価回路を示
す。
心電極組立体1、永久磁石55、整合用コンデンサ素子
C1,C2,C3、抵抗素子Rを樹脂ケース50に収容
し、上下から金属ケース(ヨーク)56,57を被せた
ものである。
ンデンサ素子C1,C2,C3、抵抗素子Rを接続する
ための導体部が設けられ、金属ケース57にはアース端
子58が形成され、各部品は図4に示す等価回路を構成
するようにケース50に組み付けられる。
極21,22,23は、それぞれの一端側(ホットエン
ド側)が入出力ポート部P1,P2,P3とされ、他端
側(コールドエンド側)はアースに落とされている。整
合用コンデンサ素子C1,C2,C3は、ホット側電極
がポート部P1,P2,P3にそれぞれはんだ付けさ
れ、コールド側電極がアース電極にそれぞれはんだ付け
されている。
コンデンサ素子C3のホット側電極に接続され、他方は
アース電極に接続されている。即ち、整合用コンデンサ
素子C3と抵抗素子Rとは、中心電極23のポート部P
3とアース電極との間に並列に接続されている。
は、図3に示すように、円盤形状のフェライト15と電
極板20とで構成されている。電極板20は、アース電
極となる中央平面部25から三つの中心電極21,2
2,23が所定の角度で外方に延在している。
面部25をフェライト15の下面に当接させて中心電極
21,22,23をフェライトの側面から上面へ折り曲
げ(折曲げ部a,b)、中心電極21,22,23をフ
ェライト15の上面で約120°の所定の交差角で交差
させたものである。また、フェライト15の上面におい
て、各中心電極21,22,23は、図2に示すよう
に、絶縁シート(ポリイミドシート)16を挿入するこ
とによって互いに絶縁されている。
形成され、中心電極23は2本の導体ラインで形成され
ている。そして、1本の導体ラインで形成されている中
心電極21,22のライン幅は、コールドエンド側フェ
ライト縁端部xがフェライト中心部y及びホットエンド
側フェライト縁端部zよりも広くなるように形成されて
いる。幅広くされている部分には折曲げ部a,bが含ま
れている。
おいて、中心電極21,22は折曲げ部a,bが比較的
幅広く形成されているため、折曲げ部a,bの強度が大
きく、曲げ角度が安定すると共に交差角も安定し、挿入
損失やアイソレーションなどの電気特性が安定した所望
の値を維持し、入力インピーダンス特性等の均一度も向
上する。また、折曲げ部a,bでの断線のおそれが解消
する。
である中心電極組立体2は、1本の導体ラインで形成さ
れている中心電極21,22のライン幅を、中心部yか
らコールドエンド側フェライト縁端部xにわたって漸増
するように(いわば、テーパ状に)形成したものであ
る。
形態と同様であり、その作用効果も基本的には第1実施
形態と同様である。さらに、第2実施形態では、中心電
極21,22のライン幅はいわばテーパ状であるため、
コールドエンド側フェライト縁端部xに段差が生じるこ
とがなく、特に、折曲げ部bでの応力集中を避けること
ができ、中心電極21,22,23のフェライト15上
面での交差角がより安定する。
である中心電極組立体3は、1本の導体ラインで形成さ
れている中心電極21,22のライン幅を、フェライト
中心部yからコールドエンド側フェライト縁端部x及び
ホットエンド側フェライト縁端部zにわたって漸増する
ように(いわば、テーパ状に)形成したものである。
第2実施形態と同様であり、その作用効果も基本的には
第1及び第2実施形態と同様である。さらに、第3実施
形態では、ホットエンド側フェライト縁端部zも幅広く
形成されている。この縁端部zは、図2に示されている
ようにほぼ45°に折り曲げられるため、ここでのライ
ン幅が狭いと、曲げ角度や曲げ形状が安定せず、コンデ
ンサ素子と中心電極との間あるいは中心電極と入出力端
子との間で接続不良や断線を生じるおそれがある。本第
3実施形態のように縁端部zを幅広く形成すれば、その
曲げ角度や曲げ形状が安定し、接続不良、断線のおそれ
を解消できる。
である中心電極組立体4は、前記第1実施形態と同様
に、1本の導体ラインで形成されている中心電極21,
22のライン幅を、コールドエンド側フェライト縁端部
xがホットエンド側フェライト縁端部zよりも広くなる
ように形成したものである。
21,22の交差角をθ12とし、中心電極21,23
の交差角をθ31とし、中心電極22,23の交差角を
θ23とするとき、θ12>θ31、θ12>θ23の
関係にある。
1のコールドエンド側フェライト縁端部xでのライン幅
は、中心電極21のフェライト中心部yでの中心線を基
準として、ポート部P2を構成する中心電極22側に膨
出している。同様に、ポート部P2を構成する中心電極
22のコールドエンド側フェライト縁端部xでのライン
幅は、中心電極22のフェライト中心部yでの中心線を
基準として、ポート部P1を構成する中心電極21側に
膨出している。
θ23であってもよいし、θ31≠θ23であってもよ
い。
要はなく、ポート部P1,P2間の挿入損失をよくする
ためには、120°<θ12<140°が望ましい。交
差角θ12が140°以上であると、アイソレーション
が劣化しすぎて実用的でなくなる。また、120°より
小さいと挿入損失が悪化する。
°と比較してポート部P3のポートインピーダンスが高
くなるので、ポートインピーダンスを下げるために、ポ
ート部P3を構成する中心電極23を複数のラインで形
成することが望ましい。
形態と同様であり、その作用効果も基本的には第1実施
形態と同様である。さらに、第4実施形態では、前記電
極板20とフェライト15とを組み立てて中心電極組立
体4としたとき、中心電極21,22間の間隔vが広く
なり、この間での電気的短絡を防止できる。
である中心電極組立体5は、前記第1実施形態と同様
に、1本の導体ラインで形成されている中心電極21,
22,23のライン幅を、コールドエンド側フェライト
縁端部xがホットエンド側フェライト縁端部zよりも広
くなるように形成したものである。
21,22の交差角をθ12とし、中心電極21,23
の交差角をθ31とし、中心電極22,23の交差角を
θ23とするとき、θ12<θ31、θ12<θ23の
関係にある。
1のコールドエンド側フェライト縁端部xでのライン幅
は、中心電極21のフェライト中心部yでの中心線を基
準として、ポート部P3を構成する中心電極23側に膨
出している。同様に、ポート部P2を構成する中心電極
22のコールドエンド側フェライト縁端部xでのライン
幅は、中心電極22のフェライト中心部yでの中心線を
基準として、ポート部P3を構成する中心電極23側に
膨出している。
θ23であってもよいし、θ31≠θ23であってもよ
い。
要はなく、ポート部P1,P2間のアイソレーションを
よくするためには、100°<θ12<120°が望ま
しい。交差角θ12が100°以下であると、挿入損失
が劣化しすぎて実用的でなくなる。また、120°より
大きいとアイソレーションが悪化する。
°と比較してポート部P3のポートインピーダンスが低
くなるので、ポートインピーダンスを上げるために、ポ
ート部P3を構成する中心電極23を1本の導体ライン
で形成することが望ましい。
形態と同様であり、その作用効果も基本的には第1実施
形態と同様である。さらに、第5実施形態では、前記電
極板20とフェライト15とを組み立てて中心電極組立
体5としたとき、中心電極21,23間及び中心電極2
2,23間の間隔vが広くなり、この間での電気的短絡
を防止できる。
である中心電極組立体6は、2本の導体ラインで形成さ
れている中心電極23の各ラインをフェライト15の上
面において近接させた(非平行とした)ものである。ま
た、中心電極23の各導体ラインは中心線に対して非対
称であってもよい。
極21,22の構成、形状及びその他の構成は前記第1
実施形態と同様である。また、その作用効果も第1実施
形態と同様である。なお、2本の導体ラインを非平行あ
るいは非対称とすることは、他の実施形態に適用するこ
ともできる。
態である中心電極組立体7は、ポート部P3を構成する
中心電極23を3本の導体ラインで形成したものであ
る。また、中心電極23の各導体ラインは3本以上であ
ってもよい。
極21,22の構成、形状及びその他の構成は前記第1
実施形態と同様である。また、その作用効果も第1実施
形態と同様である。なお、中心電極23を3本あるいは
それ以上とすることは、他の実施形態に適用することも
できる。
態である中心電極組立体8は、中心電極21,22,2
3をそれぞれ1本の導体ラインで形成し、前記第1実施
形態と同様に、各中心電極21,22,23のライン幅
を、コールドエンド側フェライト縁端部xが部分的に広
くなるように形成したものである。
形態と同様であり、その作用効果も第1実施形態と同様
である。
態である中心電極組立体9は、各中心電極21,22,
23が中央平面部25に対して滑らかな円弧状部分rを
有して連続するようにしたものである。
形態と同様であり、その作用効果も基本的には第1実施
形態と同様である。さらに、第9実施形態では、中心電
極21,22,23の根元部分に円弧状部分rを形成す
ることにより、折曲げ部aの幅がより広くなって応力の
集中がより緩和され、中心電極の曲げ角度がより安定す
ると共に交差角もより安定する。また、断線のおそれが
確実に解消される。
13は本発明の第10実施形態である中心電極組立体1
0を備えた非可逆回路素子(集中定数型アイソレータ)
の各構成部品を示し、図14は電極板20の展開状態と
中心電極組立体10を示す。
逆回路素子と基本的には同じ構成部品からなり、アース
端子58は樹脂ケース50に設けられている。また、等
価回路は図4に示したものと同じである。
方体形状のものを使用している。従って、電極板20の
中央平面部25はフェライト15の直方体形状に合わせ
て形成されている。中心電極21,22は1本の導体ラ
インで形成され、中心電極23は2本の導体ラインで形
成されている。また、中心電極21,22のライン幅
は、前記第1実施形態と同様に、コールドエンド側フェ
ライト縁端部xがフェライト中心部y及びホットエンド
側フェライト縁端部zよりも部分的に広くなるように形
成されており、幅広くされている部分には折曲げ部a,
bが含まれている。
ト15に直方体形状のものを使用した以外は前記第1実
施形態と同様であり、その作用効果も第1実施形態と同
様である。
施形態である中心電極組立体11は、中心電極21,2
2の幅広に形成されているコールドエンド側フェライト
縁端部xが中心電極21,22の本体部に連続する箇所
に傾斜部Kを設けたものである。
実施形態と同様であり、その作用効果も基本的には第1
0実施形態と同様である。さらに、第11実施形態で
は、前記傾斜部Kを設けることにより、折曲げ部bの近
傍に段差がなくなって応力の集中が緩和される。
16は本発明の第12実施形態である中心電極組立体1
2を示す。この中心電極組立体12は、概略、平面形状
が円形状のマイクロ波フェライト15の上面(第1の主
面)に入力中心電極21、出力中心電極22及び終端中
心電極23を略円形状の絶縁シート16を介在させて、
入力中心電極21と出力中心電極22の交差角Gが12
5゜になるように交差させて配置している。また、終端
中心電極23は、入力中心電極21と出力中心電極22
の間になるように交差させて配置している。中心電極2
1,22,23は、フェライト15の上面に、入力中心
電極21、絶縁シート16、出力中心電極22、絶縁シ
ート16、終端中心電極23の順に重ねられる。
終端中心電極23は、それぞれの一端側にポート部P
1,P2,P3を有し、他端側にアース電極(中央平面
部)25が接続されている。各中心電極21,22,2
3に共通のアース電極25は、フェライト15の下面
(第2の主面)を略覆うように設けられている。入力中
心電極21及び出力中心電極22は、ポート部P1,P
2側の電極幅よりアース電極25側の電極幅が広い漸増
幅形状である。具体的には、ポート部P1,P2側より
アース電極25側に向かって傾斜状に広くなっている。
22及び終端中心電極23とアース電極25は、Ag,
Cu,Au,Al,Be等の導電性材料からなり、金属
薄板を打ち抜き加工、またはエッチングすることによっ
て一体に形成される。
る。この中心電極組立体12は、入力中心電極21と出
力中心電極22が、ポート部P1,P2側の電極幅より
アース電極25側の電極幅が広い漸増幅形状を有してい
るので、高周波電流が最大となるアース電極25側にお
いて、その高周波電流の集中度を緩和することができ
る。この結果、入力中心電極21と出力中心電極22の
交差角Gを広くしても、中心電極組立体12を組み込ん
だアイソレータのアイソレーション帯域幅を狭くするこ
となく、そのアイソレータの挿入損失を小さくすること
ができる。
極22の交差角Gが125゜の中心電極組立体12を組
み込んだアイソレータと、従来の交差角Gが120゜の
中心電極組立体240(図31)を組み込んだアイソレ
ータのそれぞれの挿入損失とアイソレーション特性を示
す。ここで、実線41は交差角Gが125゜の中心電極
組立体12を組み込んだアイソレータの挿入損失を表
し、実線43はそのアイソレーション特性を表す。ま
た、点線40は従来の交差角Gが120゜の中心電極組
立体240を組み込んだアイソレータの挿入損失を表
し、点線42はそのアイソレーション特性を表す。図1
7より、アイソレーション帯域幅は両者共に略同じであ
るのに対して、挿入損失は、従来の中心電極組立体24
0を用いた場合に比べて本第12実施形態の中心電極組
立体12を用いた場合の方が、挿入損失が小さいことが
わかる。
極22の根元であるアース電極25側の電極幅が広いの
で、各中心電極21,22,23のぐらつきを安定させ
ることができる。その結果、製造ロットごとの特性ばら
つきがなくなり、中心電極組立体12の特性ばらつきを
低減させることができる。
参照)ところで、中心電極21,22,23の幅や形状
は図16に示した以外に種々に変更することができる。
極21と出力中心電極22は、アース電極25側に向か
ってステップ状に広がっており、ポート部P1,P2側
の電極幅よりアース電極25側の電極幅が広い漸増幅形
状を有していてもよい。
1,22,23はそれぞれ2本ずつの導体ライン21
c,21d、22c,22d、23c,23dにて構成
されてもよい。
1,22,23はそれぞれ2本ずつの導体ライン21
c,21d、22c,22d、23c,23dにて構成
され、それらの導体ライン21c,21d、22c,2
2d、23c,23dが途中で一体的に接合して1本に
なってもよい。図20の場合、アース電極25側で一体
的に接合している。
1,22,23はそれぞれ2本ずつの導体ライン21
e,21f、22e,22f、23e,23fにて構成
され、それらの導体ライン21e,21f、22e,2
2fがステップ状に広がっていてもよい。
本発明の第13実施形態である中心電極組立体13を示
す。この中心電極組立体13は、マイクロ波フェライト
15の上面に入力中心電極21、出力中心電極22及び
終端中心電極23を、絶縁シート16を間に挟んで、交
差させて配置している。入力中心電極21と出力中心電
極22の交差角Gは122゜である。各中心電極21,
22,23は、それぞれ2本ずつの導体ライン21g,
21h、22g,22h、23g,23hにて構成され
ている。中心電極21,22,23は、それぞれの一端
側がポート部P1,P2,P3とされ、他端側にアース
電極25が接続されている。中心電極21,22,23
に共通のアース電極25は、フェライト15の下面を略
覆うように設けられている。
組立体240において、入力中心電極271と出力中心
電極272の交差角Gを120゜より広げると、入力中
心電極271のエッジe4と出力中心電極272のエッ
ジe5の交点Aから絶縁シート220の縁部までの距離
A−A’より、入力中心電極271のエッジe1と終端
中心電極273のエッジe10の交点Bから絶縁シート
220の縁部までの距離B−B’の方が大きくなる。
の距離B−B’、つまり、中心電極間の絶縁距離が長い
方を利用して、入力中心電極21及び出力中心電極22
の電極幅を広げている。具体的には、入力中心電極21
及び出力中心電極22の終端ポート部P3に最も近い導
体ライン21g,22gのエッジe1,e5側を電極幅
方向に展延させることにより、入力中心電極21及び出
力中心電極22を、ポート部P1,P2側の電極幅より
アース電極25側の電極幅が広い片漸増幅形状にしてい
る。
gのエッジe2と導体ライン21hの両側のエッジe
3,e4とは互いに平行に形成されている。そして、入
力中心電極21のエッジe4と出力中心電極22のエッ
ジe5の交点Aから絶縁シート16の縁部までの距離A
−A’と、入力中心電極21のエッジe1と終端中心電
極23のエッジe10の交点Bから絶縁シート16の縁
部までの距離B−B’とが同じになるまで、終端ポート
部P3に最も近いエッジe1側を電極幅方向に展延させ
ることが好ましい。
2gのエッジe6と導体ライン22hの両側のエッジe
7,e8とは互いに平行に形成されている。そして、出
力中心電極22のエッジe8と入力中心電極21のエッ
ジe1の交点から絶縁シート32の縁部までの距離と、
出力中心電極22のエッジe5と終端中心電極23のエ
ッジe9の交点から絶縁シート32の縁部までの距離と
が同じになるまで、終端ポート部P3に最も近いエッジ
e5側を電極幅方向に展延させることが好ましい。
P3に最も近いエッジe1,e5側を電極幅方向に展延
させることにより、前記第12実施形態の中心電極組立
体12と比較して、絶縁シート16の位置ずれによる中
心電極21,22,23相互間の短絡不良を起きにくく
することができる。
極22の根元であるアース電極25側の電極幅が広いの
で、中心電極21,22,23の交差角Gを安定させ、
この中心電極組立体13の特性ばらつきを低減させるこ
とができる。
本発明の第14実施形態である中心電極組立体14を示
す。この中心電極組立体14は、平面形状が矩形である
フェライト15を用いたものである。入力中心電極21
及び出力中心電極22は、終端ポート部P3に最も近い
導体ライン21g,22gのエッジe1,e5側を電極
幅方向に展延させることにより、ポート部P1,P2側
の電極幅よりアース電極25側の電極幅が広い片漸増幅
形状に形成されている。
2の導体ライン21g,21h,22g,22hの根元
であるアース電極25側の幅を広くして、中心電極2
1,22の交差角Gを安定させることができるので、特
性ばらつきをさらに低減させることができる。
5参照)図24に本発明に係る非可逆回路素子の一実施
形態の各構成部品を示し、図25にそれらの組立完成後
の外観を示す。この非可逆回路素子は、集中定数型アイ
ソレータであり、前記中心電極組立体12が組み込まれ
ている。
中定数型アイソレータ)は、概略、金属製下側ケース5
7と、樹脂製端子ケース50と、前記中心電極組立体1
2dと、金属製上側ケース56と、永久磁石55と、抵
抗素子Rと、整合用コンデンサ素子C1,C2,C3等
を備えている。
の裏面15bに設置されたアース電極25が、樹脂製端
子ケース50の窓部50aを通して、金属製下側ケース
57の底壁57bにはんだ付け等の方法により接続さ
れ、アースされる。
1、出力端子52及びアース端子53がインサートモー
ルドされている。出力端子52は一端が樹脂製端子ケー
ス50の外側壁に露出し、他端が樹脂製端子ケース50
の内側面に露出して出力引出し電極部52aを形成して
いる。入力端子51は一端が樹脂製端子ケース50の外
側壁に露出し、他端が樹脂製端子ケース50の内側面に
露出して入力引出し電極部(図示せず)を形成してい
る。同様に、二つのアース端子53はそれぞれ、一端が
樹脂製端子ケース50の対向する外側壁に露出し、他端
が樹脂製端子ケース50の内側面に露出してアース引出
し電極部53aを形成している。
は、ホット側コンデンサ電極がポート部P1,P2,P
3に電気的に接続され、コールド側コンデンサ電極が樹
脂製端子ケース50の内側面に露出しているアース引出
し電極部53aにそれぞれ電気的に接続されている。
印刷等で電極を形成し、その間にサーメット系やカーボ
ン系やルテニウム系等の厚膜あるいは金属薄膜の抵抗体
を配設したものである。絶縁性基板の材料は、例えば、
アルミナ等の誘電体セラミックが用いられる。また、抵
抗体の表面にはガラス等の被膜が形成されていてもよ
い。
サ素子C3のホット側コンデンサ電極に接続され、他方
の電極はアース引出し電極部53aに接続される。つま
り、整合用コンデンサ素子C3と抵抗素子Rとは、中心
電極組立体12dのポート部P3とアースとの間に電気
的に並列に接続される。
aと底壁57bとを有している。この金属製下側ケース
57上に樹脂製端子ケース50を配置すると共に、樹脂
製端子ケース50内に中心電極組立体12dや整合用コ
ンデンサ素子C1,C2,C3等を収容し、金属製上側
ケース56を装着する。金属製上側ケース56の下面に
は永久磁石55が貼着され、この永久磁石55により中
心電極組立体12dに直流磁界を印加するようになって
いる。金属製下側ケース57と金属製上側ケース56は
磁気回路を構成しており、ヨークとしても機能してい
る。金属製下側ケース57、金属製上側ケース56は、
例えば、Feやケイ素鋼などの高透磁率からなる板材を
打ち抜き、曲げ加工した後、表面にCuやAgをめっき
してなるものである。
素子(集中定数型アイソレータ)が得られる。この集中
定数型アイソレータの電気等価回路は図4に示したとお
りである。この集中定数型アイソレータは、前述した特
徴を有する中心電極組立体12dを備えているので、特
性ばらつきが少なく、挿入損失が小さく、十分なアイソ
レーション帯域幅を有している。
記中心電極組立体12dの他に、前記各実施形態で示し
た中心電極組立体12,12a,12b,12c等を用
いてもよい。
6,27,28参照)図26は前記第1実施形態として
説明した中心電極組立体1及びコンデンサ素子としてを
機能する誘電体シート(ポリイミドシート)26を備え
た他の実施形態である非可逆回路素子(集中定数型アイ
ソレータ)の各構成部品を示し、図27はそれらを組み
立てた状態での断面を示す。さらに、図28はこの非可
逆回路素子の等価回路を示す。
(その詳細は図3に示した第1実施形態と同様である)
の中央平面部25と下金属ケース57との間に誘電体シ
ート26を挿入し、図28に示すようにコンデンサ素子
C4を形成するようにしたものである。従って、この非
可逆回路素子において、電極板20の中央平面部25は
アース電極としては機能していない。
は、これまでに説明した中心電極組立体を備えた非可逆
回路素子においても適用可能である。
係る通信装置の一実施形態として携帯電話を例にして説
明する。図29は携帯電話のRF部分の電気回路120
を示し、122はアンテナ素子、123はデュプレク
サ、131は送信側アイソレータ、132は送信側増幅
器、133は送信側段間用帯域通過フィルタ、134は
送信側ミキサ、135は受信側増幅器、136は受信側
段間用帯域通過フィルタ、137は受信側ミキサ、13
8は電圧制御発振器(VCO)、139はローカル用帯
域通過フィルタである。
て、前記第1〜14実施形態として示した中心電極組立
体1〜14,12a〜12dのいずれかを備えた非可逆
回路素子(集中定数型アイソレータ)を使用することが
できる。これらの非可逆回路素子を実装することによ
り、電気特性の安定した信頼性の高い携帯電話を実現す
ることができる。
電極組立体、非可逆回路素子及び通信装置は前記実施形
態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に
変更できることは勿論である。
ンで構成されていてもよく、それらの導体ラインは中心
電極の任意の位置で一体的に接合して1本又は2本以上
になってもよい。また、フェライトの平面形状は、円形
や多角形や角が丸まった三角形等であってもよい。ま
た、アイソレータの他に、サーキュレータ等の各種非可
逆回路素子にも本発明を適用することができる。
げ加工して形成するものの他に、基板(誘電体基板や磁
性体基板や積層基板等)にパターン電極を設けることに
よっても形成することができる。さらに、絶縁シートの
代わりに、絶縁膜を印刷等の方法で形成してもよい。ま
た、交差角Gは、110゜〜140゜の範囲であればよ
い。
第2の本発明によれば、1本のラインで形成されている
中心電極のコールドエンド側フェライト縁端部を部分的
に幅広く形成するようにしたため、中心電極の断線のお
それが格段に減少して信頼性が向上し、かつ、電気特性
が安定した中心電極組立体、非可逆回路素子及び通信装
置を得ることができる。
の中央平面部に対して滑らかな円弧状部分を有して連続
しているため、この部分での折曲げ時の応力集中が緩和
され、断線するおそれが大きく解消し、さらに、中心電
極の交差角も安定する。
極、出力中心電極及び終端中心電極の少なくともいずれ
か一つの中心電極が、ポート部側の電極幅よりアース電
極側の電極幅が広い漸増幅形状を有しているので、高周
波電流が最大となるアース電極側の高周波電流の集中度
が緩和され、アイソレーション特性等の電気特性が低下
することなく挿入損失を改善することができる。
れぞれを、終端ポート部に最も近いエッジ側を電極幅方
向に展延させて、ポート部側の電極幅よりアース電極側
の電極幅が広い片漸増幅形状にすることにより、中心電
極相互間の短絡不良を起きにくくすることができる。
信装置は、前述の特徴を有する中心電極組立体を備える
ことにより、優れた電気特性を有することができる。
可逆回路素子を示す分解斜視図。
電極板を示す展開平面図、(B)は該電極板とフェライ
トとを組み立てた状態を示す平面図。
電極板を示す展開平面図、(B)は該電極板とフェライ
トとを組み立てた状態を示す平面図。
電極板を示す展開平面図、(B)は該電極板とフェライ
トとを組み立てた状態を示す平面図。
電極板を示す展開平面図、(B)は該電極板とフェライ
トとを組み立てた状態を示す平面図。
電極板を示す展開平面図、(B)は該電極板とフェライ
トとを組み立てた状態を示す平面図。
電極板を示す展開平面図、(B)は該電極板とフェライ
トとを組み立てた状態を示す平面図。
の電極板を示す展開平面図、(B)は該電極板とフェラ
イトとを組み立てた状態を示す平面図。
の電極板を示す展開平面図、(B)は該電極板とフェラ
イトとを組み立てた状態を示す平面図。
を示す展開平面図。
た非可逆回路素子を示す分解斜視図。
体の電極板を示す展開平面図、(B)は該電極板とフェ
ライトとを組み立てた状態を示す平面図。
体の電極板を示す展開平面図、(B)は該電極板とフェ
ライトとを組み立てた状態を示す平面図。
平面図。
アイソレーション特性を示すグラフ。
す平面図。
を示す平面図。
変形例を示す平面図。
変形例を示す平面図。
平面図。
平面図。
示す分解斜視図。
図。
えたいま一つの非可逆回路素子を示す分解斜視図。
示す断面図。
路図。
路を示すブロック図。
す展開平面図、(B)は該電極板とフェライトとを組み
立てた状態を示す平面図。
損失とアイソレーション特性を示すグラフ。
Claims (11)
- 【請求項1】 中央平面部から複数の中心電極が所定の
角度で外方に延在している電極板とフェライトとで構成
され、中央平面部をフェライトの下面に当接させて中心
電極をフェライトの側面から上面へ折り曲げ、該中心電
極をフェライトの上面で交差させた中心電極組立体にお
いて、 少なくとも一つの中心電極を1本のラインで形成し、該
中心電極のライン幅がコールドエンド側フェライト縁端
部において部分的に広くなるように形成したこと、 を特徴とする中心電極組立体。 - 【請求項2】 中央平面部から複数の中心電極が所定の
角度で外方に延在している電極板とフェライトとで構成
され、中央平面部をフェライトの下面に当接させて中心
電極をフェライトの側面から上面へ折り曲げ、該中心電
極をフェライトの上面で交差させた中心電極組立体にお
いて、 少なくとも一つの中心電極を1本のラインで形成し、該
中心電極のライン幅がフェライト中心部よりもフェライ
ト縁端部が広くなるように形成したこと、 を特徴とする中心電極組立体。 - 【請求項3】 第1、第2、第3の中心電極を有し、 第1の中心電極と一方の側で隣接する第2の中心電極と
の交差角θ12と第1の中心電極と他方の側で隣接する
第3の中心電極との交差角θ31をθ12>θ31とな
るように設定し、 第1の中心電極のコールドエンド側フェライト縁端部の
幅をフェライト中心部での中心線に対して第3の中心電
極に近い方よりも第2の中心電極に近い方が広くなるよ
うに形成したこと、 を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の中心電極組
立体。 - 【請求項4】 第1、第2、第3の中心電極を有し、 第1の中心電極と一方の側で隣接する第2の中心電極と
の交差角θ12と第1の中心電極と他方の側で隣接する
第3の中心電極との交差角θ31をθ12<θ31とな
るように設定し、 第1の中心電極のコールドエンド側フェライト縁端部の
幅をフェライト中心部での中心線に対して第2の中心電
極に近い方よりも第3の中心電極に近い方が広くなるよ
うに形成したこと、 を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の中心電極組
立体。 - 【請求項5】 1本のラインで形成されている中心電極
の幅がフェライト縁端部に向かって漸増していることを
特徴とする請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4
に記載の中心電極組立体。 - 【請求項6】 中央平面部から複数の中心電極が所定の
角度で外方に延在している電極板とフェライトとで構成
され、中央平面部をフェライトの下面に当接させて中心
電極をフェライトの側面から上面へ折り曲げ、該中心電
極をフェライトの上面で交差させた中心電極組立体にお
いて、 前記中心電極が前記中央平面部に対して滑らかな円弧状
部分を有して連続していること、 を特徴とする中心電極組立体。 - 【請求項7】 二つの中心電極を1本のラインで形成
し、一つの中心電極を2本のラインで形成したことを特
徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請
求項5又は請求項6に記載の中心電極組立体。 - 【請求項8】 フェライトと、 前記フェライトの第1の主面に、互いに所定の角度で交
差した状態で設けられた入力中心電極、出力中心電極及
び終端中心電極と、 前記フェライトの第2の主面に配置され、前記入力中心
電極、前記出力中心電極及び前記終端中心電極の一端部
が電気的に接続されているアース電極と、 前記入力中心電極、前記出力中心電極及び前記終端中心
電極の他端部にそれぞれ電気的に接続されている入力ポ
ート部、出力ポート部及び終端ポート部と、を備え、 前記入力中心電極、前記出力中心電極及び前記終端中心
電極の少なくともいずれか一つの中心電極が、ポート部
側の電極幅よりアース電極側の電極幅が広い漸増幅形状
を有していること、 を特徴とする中心電極組立体。 - 【請求項9】 前記入力中心電極及び前記出力中心電極
のそれぞれが、前記終端ポート部に最も近いエッジ側を
電極幅方向に展延させることにより、ポート部側の電極
幅よりアース電極側の電極幅が広い片漸増幅形状を有し
ていることを特徴とする請求項8に記載の中心電極組立
体。 - 【請求項10】 永久磁石と、 前記永久磁石により直流磁界が印加される請求項1、請
求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6、請
求項7、請求項8又は請求項9に記載の中心電極組立体
と、 前記永久磁石と前記中心電極組立体とを収容するケース
と、 を備えたことを特徴とする非可逆回路素子。 - 【請求項11】 請求項10に記載の非可逆回路素子を
備えたことを特徴とする通信装置。
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