JP2003017905A - 非可逆回路素子 - Google Patents
非可逆回路素子Info
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Abstract
軽量、かつ、低挿入損失が得られる非可逆回路素子を提
供する。 【解決手段】 非磁性体基板の一方面に形成された磁性
体と、該磁性体に近接して配置されて該磁性体に直流磁
界を印加する磁石とで構成される非可逆回路素子であっ
て、前記非磁性体基板の他方面に溝が設けられ、該溝に
中心電極用導体の一部が配設されて中心電極が構成され
ている。
Description
で使用されるサーキュレータ、アイソレータ等の非可逆
回路素子に関する。
用される集中定数型アイソレータは、信号を伝送方向の
みに通過させ、逆方向への伝送を阻止する機能を有して
いる。また、最近の移動体通信機器では、その用途から
小型化及び軽量化に対する要求が強くなり、これに伴
い、アイソレータも同様に小型化及び軽量化を要請され
ている。
ば、実開平5−80009号公報には、小型化、軽量化
を図るため、中心電極用導体を磁性体に巻き回して巻線
型の中心電極とした非可逆回路素子が開示されている。
この非可逆回路素子は、中心電極の有効長を長くして、
中心電極のインダクタンス値を確保し、磁性体を小径化
しようとするものである。
の厚みが薄い場合、強度上の理由から、育成時に使用し
た非磁性体基板を磁性体下部に残したまま、中心電極用
導体を磁性体に巻き回して中心電極が形成される。する
と、磁性体下部に巻き回された中心電極用導体とそれに
対峙する磁性体の間に非磁性体基板が介在するので、ア
イソレータに要求される低挿入損失が充分に得られない
という問題があった。
き磁性体を用いても、小型で軽量、かつ、低挿入損失が
得られる非可逆回路素子を提供することにある。
いて、非可逆回路素子は、非磁性体基板の一方面に形成
された磁性体と、該磁性体に近接して配置されて該磁性
体に直流磁界を印加する磁石とで構成されており、前記
非磁性体基板の他方面に溝が設けられ、該溝に中心電極
用導体の一部が配設されて中心電極が構成されているこ
とを特徴とする。
が前記磁性体で構成されており、かつ側面が前記非磁性
体で構成されていることを特徴とする。
導体は、絶縁被覆線材であり、非磁性体基板と磁性体、
または磁性体に巻き回されていることを特徴とする。
は、磁性体が磁性ガーネット単結晶であることが好まし
い。また、これらの磁性体が液相エピタキシャル成長法
で育成された磁性体であることが好ましい。また、非磁
性体基板が磁性体と同じガーネット単結晶であることが
好ましい。
性体基板の厚みが薄くなっているので、そこに配設され
た中心電極用導体と磁性体との距離が、溝を設けない場
合よりも短くなるため、挿入損失を小さくすることがで
きる。また、非磁性体基板の溝の深さを任意に設定でき
るので、挿入損失をコントロールすることができるとと
もに、溝に中心電極用導体の一部が半固定されるので中
心電極の位置ずれを防ぐことができる。
との界面に達するように形成して、溝の底面が磁性体で
構成され、かつ側面が非磁性体で構成されるように溝を
設ける。これにより、中心電極用導体と磁性体の間に非
磁性体基盤が介在せず、かつ、磁性体の実効的な厚みも
保持されるため、挿入損失を最も小さくすることができ
る。
あるため、非磁性体基板や磁性体に巻き回したときに、
中心電極用導体が交差する部分において導体同士が互い
に接触しても支障がない。
ることにより、挿入損失をより小さくすることができ
る。
で育成されたものとすることで、磁性体が育成基板と同
じ結晶構造を持ち、かつ結晶性の高い磁性体となる。よ
って、これらの磁性体を用いて挿入損失の小さい、優れ
た非可逆回路素子を得ることができる。
して磁性体と同じ結晶構造にすることで、特性の安定し
た挿入損失の小さい非可逆回路素子を得ることができ
る。
を用いた、寸法3.2mm×2.5mm×2.0mの2
端子アイソレータの分解斜視図である。
び下ヨーク14を含み、両ヨークの間に永久磁石16と
樹脂製の基板18が配置されている。そして、基板18
の上には、4つのコンデンサ20、1つの抵抗器22、
及び基板付き単結晶23が配置される。
ル成長法(以下、LPE法という。)により、非磁性ガ
ーネット単結晶基板26の上に磁性ガーネット単結晶2
4を育成したものである。そして、非磁性ガーネット単
結晶基板26は、磁性ガーネット単結晶24が形成され
た面と反対側の面に、磁性ガーネット単結晶24の主面
と平行に2つの溝28a、28bが形成され、面の中央
部で交差している。
覆銅線で中心電極が構成されるが、この中心電極の構成
を図2(a)、(b)を用いて説明する。
心電極を構成した、基板付き単結晶の斜視図であり、ま
た、図2(b)は、図2(a)における2点鎖線A−A
´線による断面図である。
き単結晶23の非磁性ガーネット単結晶基板26に形成
された溝28a、28bに、被覆銅線30a、30bの
一部がそれぞれ配設され、その両端部が基板付き単結晶
23に巻き回されている。そして、被覆銅線30a、3
0bは、基板付き単結晶23の上面中央部と下面中央部
でそれぞれ交差している。
銅線30a、30bの一端側はそれぞれ、図1に示した
基板18に接地され、他端側はそれぞれ、入力端子と出
力端子の間で互いに直列、並列に接続されたコンデンサ
に接続されている。また、直列に接続したコンデンサと
コンデンサの間には抵抗が直列に配設されている。
施例にもとづき説明する。
ト単結晶(Gd3Ga5O12)基板上に磁性ガーネット単
結晶(Y3Fe5O12)を育成し、基板付き単結晶を得
た。
ングソーにより、平面寸法が0.5mm×0.5mm、
磁性ガーネット単結晶部分の厚みが0.1mm、非磁性
ガーネット単結晶基板部分の厚みが0.2mmになるよ
うに、複数個の試料を切り出した。
ソーにより、磁性ガーネット単結晶が形成された面と反
対側の非磁性ガーネット単結晶基板の面に、幅0.07
mmの溝を表1に示した各深さで、面の中央部で交差す
るように形成した。
付き単結晶に対し、図2(a)、(b)に示すように、
2本の被覆銅線30a、30bの一部を溝28a、28
bに配置し、さらに両端部を基板付き単結晶23に巻き
回して中心電極を構成した。そして、図1に示したその
他の構成部品と共に2端子アイソレータ10を組み立て
た。なお、本実施例では、基板付き単結晶に対する溝の
形成を、非可逆回路素子のサイズに切り出してから行っ
たが、この順序は逆にしてもよい。
ける、基板付き単結晶の非磁性ガーネット単結晶基板部
分に形成した溝の深さと挿入損失との関係を調べた。そ
の結果を表1に示す。なお、表中、基板側とは非磁性ガ
ーネット単結晶基板側を表す。
ーネット単結晶基板に深さ0.05mmの溝を設け、そ
の溝に被覆銅線の一部を配設して中心電極を構成したも
のは、溝を設けない試料番号1よりも挿入損失が向上し
ている。
の深さが、磁性ガーネット単結晶と非磁性ガーネット単
結晶基板との界面に近づくほど、その溝に配設する被覆
銅線と磁性ガーネット単結晶との距離が縮まり、挿入損
失が小さくなっている。
に深くして、磁性ガーネット単結晶と非磁性ガーネット
単結晶基板との界面を超えて磁性ガーネット単結晶部分
まで形成したものも、溝を設けない試料番号1より挿入
損失が向上している。しかしながら、磁性ガーネット単
結晶の実効的な厚みが薄くなるため、挿入損失は溝を界
面まで形成したところから反転して上昇している。
場合は、次のようにすればよい。すなわち、図3に示す
基板付き単結晶の溝28a′、28b′のように、溝の
深さが磁性ガーネット単結晶24と非磁性ガーネット単
結晶基板26との界面に達するように形成する。そし
て、溝28a′、28b′の底面が磁性ガーネット単結
晶24で構成され、かつ側面が非磁性ガーネット単結晶
基板26で構成されるようにする。これにより、基板付
き単結晶の表面に被覆銅線を用いて中心電極を構成した
とき、被覆銅線と磁性ガーネット単結晶の間に非磁性ガ
ーネット単結晶基板が介在せず、かつ、磁性ガーネット
単結晶の実効的な厚みも保持されるため、試料番号4に
示すように、挿入損失を最も小さくすることができる。
アイソレータを用いて説明したが、この発明は他の周波
数帯でも有効に働き、2端子アイソレータ以外の集中定
数型アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子
にも適用することができる。また、この発明に係る非可
逆回路素子は,その全体の構造も図1に示したものに限
るものではない。
性体であっても、小型で軽量、かつ低挿入損失の非可逆
回路素子を得ることができ、これを用いることで、優れ
た集中定数型アイソレータやサーキュレータ等を供給す
ることが可能になる。
一例を示す分解斜視図である。
る、被覆銅線を用いて中心電極を構成した基板付き単結
晶の斜視図である。 (b) 図2(a)のA−A´線で切断した、基板付き
単結晶の断面図である。
かつ側面が非磁性ガーネット単結晶基板で構成された、
基板付き単結晶の斜視図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 非磁性体基板の一方面に形成された磁性
体と、該磁性体に近接して配置されて該磁性体に直流磁
界を印加する磁石とで構成される非可逆回路素子であっ
て、前記非磁性体基板の他方面に溝が設けられ、該溝に
中心電極用導体の一部が配設されて中心電極が構成され
ていることを特徴とする、非可逆回路素子。 - 【請求項2】 前記溝は、底面が前記磁性体で構成され
ており、かつ側面が前記非磁性体で構成されていること
を特徴とする、請求項1記載の非可逆回路素子。 - 【請求項3】 前記中心電極用導体は、絶縁被覆線材で
あり、非磁性体基板と磁性体、または磁性体に巻き回さ
れていることを特徴とする、請求項1または2記載の非
可逆回路素子。 - 【請求項4】 前記磁性体が磁性ガーネット単結晶であ
ることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の
非可逆回路素子。 - 【請求項5】 前記磁性体が液相エピタキシャル成長法
で育成された磁性体であることを特徴とする、請求項1
〜4のいずれかに記載の非可逆回路素子。 - 【請求項6】 前記非磁性体基板が非磁性ガーネット単
結晶であることを特徴とする、請求項4記載の非可逆回
路素子。
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