【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アイソレータ及び通信機装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非可逆回路素子は、信号を伝送方向に損失なく通過させ、逆方向への信号の通過を阻止する機能を備えた高周波部品であり、各種の高周波機器の信号回路等に使用されている。一般に非可逆回路素子にはアイソレータとサーキュレータの２種類の素子がある。サーキュレータは、フェライト等からなる板状磁性体と、板状磁性体の一面側に配置された共通電極と、板状磁性体の他面側に相互に交差した状態で配置された複数の中心導体と、各中心導体に接続された整合用のコンデンサとを備えて構成されている。また、アイソレータは、サーキュレータと同一の基本構成を備えるとともに中心導体の１つに終端抵抗が接続されて構成されている。下記特許文献１には、サーキュレータの一例が記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載されたサーキュレータには、平面視略六角形のフェリ磁性体が備えられている。同文献１の図２には、長さの異なる辺同士が相互に平行して対向してなる六角形状のフェリ磁性体が記載されている。また、同文献１の図１１には正六角形状のフェリ磁性体が記載されている。特に図２に記載のフェリ磁性体を備えたサーキュレータは、組立が容易であり、広帯域化が可能であるとされている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３３０８１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、同じ非可逆回路素子であるアイソレータは、中心導体の一つに終端抵抗が接続されている点においてサーキュレータと異なっているため、特許文献１に記載されたフェリ磁性体をそのままアイソレータに適用したとしても、必ずしも最適な特性が得られるものではなかった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、挿入損失が小さく、アイソレーション値及び帯域外減衰量が高く、しかも入出力端子間のインピーダンスマッチングが容易なアイソレータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明のアイソレータは、板状磁性体の一面側に共通電極が配置されるとともに前記板状磁性体の他面側に第１、第２、第３の中心導体が相互に交差された状態で配置されてなり、前記他面側から見た前記板状磁性体の形状が、略六角形状であって相互に平行な２つの平行辺と相互に非平行な４つの非平行辺を有するとともに、前記平行辺の各中点を通って前記平行辺に直交する対称軸のみを有し、内角が何れも１８０°以下であることを特徴とする。
【０００８】
また本発明のアイソレータは、先に記載のアイソレータであり、前記第３中心導体が前記の各平行辺の間に架け渡されるとともに前記第１、第２中心導体が前記対称軸を挟んで対称となるように前記非平行辺の間に各々架け渡され、前記第１、第２中心導体の一端が一方の平行辺側に延出形成されるとともに前記第３中心導体の一端が他方の平行辺側に延出形成され、更に前記各中心導体の一端側に整合用容量素子が各々接続されるとともに前記第３中心導体の一端側に終端抵抗素子が接続されていることを特徴とする。
【０００９】
特に、前記非平行辺同士を結ぶ２つの交点が、前記一方の平行辺寄りに位置していることが好ましい。
また、前記非平行辺のうち、前記他方の平行辺に連結する２つの非平行辺と前記対称軸とのなす角をθ１とし、前記一方の平行辺に連結する２つの非平行辺と前記対称軸とのなす角をθ２としたとき、θ１とθ２の関係をθ２＞θ１とするとともにθ１を１０°以上４０°以下の範囲に設定しても良い。
【００１０】
上記の構成により、挿入損失を小さくすることができるとともにアイソレーション値及び帯域外減衰量を高くすることができる。
【００１１】
また本発明のアイソレータは、先に記載のアイソレータであり、前記平行辺同士の間隔をＡとし、前記の２つの交点同士を結ぶ線と前記他方の平行辺との間隔をＢとしたとき、Ｂ／Ａが０．５５〜０．８５の範囲であることを特徴とする。
【００１２】
この構成により、アイソレーション値及び帯域外減衰量の両方を高くすることができる。
【００１３】
次に、本発明の通信機装置は、先のいずれかに記載のアイソレータを備えたことを特徴とする。この構成により、優れた送受信特性を有する通信機装置を実現することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１には本実施形態のアイソレータの分解斜視図を示し、図２にはアイソレータ１の内部構造の平面模式図を示し、図３にはアイソレータに備えられた板状磁性体の平面模式図を示し、図４には板状磁性体に装着される端子部品の展開模式図を示す。
【００１５】
図１に示すアイソレータ１は、磁性組立体１５と永久磁石４とが上ヨーク２及び下ヨーク３からなる閉磁気回路内部に収納されて構成されている。図１及び図２に示すように、このアイソレータ１においては、下ヨーク３の基部３ａ上に磁性組立体１５が載置され、更にその上に永久磁石４と上ヨーク２とが配置されている。また図１及び図２に示すように、上ヨーク２及び下ヨーク３の内部には平板型コンデンサ１１ａ、１１ｂ、１２及びチップ抵抗１３が収納されている。平板型コンデンサ１１ａ、１１ｂ、１２には各々共振容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が内蔵され、チップ抵抗１３には終端抵抗Ｒが内蔵されている。
【００１６】
また、磁性組立体１５は下ヨークの基部３ａのほぼ中央に配置され、磁性組立体１５の一方の側にコンデンサ１２及びチップ抵抗１３が収納され、他方の側にコンデンサ１１ａ、１１ｂが収納されている。
【００１７】
磁性組立体１５は、フェライトからなる板状磁性体５と、その一面５Ａに添わせて設けられた板状磁性体５とほぼ同形状の金属板からなる共通電極１０と、共通電極１０から放射状に延出形成されて板状磁性体５の他面５Ｂ側に巻き掛けられた第１、第２、第３中心導体６、７、８とから構成されている。各中心導体６〜８は板状磁性体５に沿って折り曲げられ、板状磁性体５の他面５Ｂ側において相互に交差して重ねられている。なお、板状磁性体５と各中心導体６〜８はそれぞれ、図示略の絶縁シートにより相互に絶縁されている。また共通電極１０は、下ヨーク３の基部３ａに電気的に接続されている。下ヨーク３にはアース端子（接地端子）２３，２３が設けられており、共通電極１０はこのアース端子２３，２３に電気的に接続されることで接地されている。また、下ヨーク３には入力端子２１と出力端子２２とが備えられている。
【００１８】
次に図２及び図３に示すように、板状磁性体５は、他面５Ｂ側から見た形状が、内角が何れも１８０°以下の略六角形状であり、相互に平行な２つの平行辺５ａ、５ｂと、相互に非平行な４つの非平行辺５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを有している。また、板状磁性体５は、平行辺５ａ、５ｂの各中点５ａ１、５ｂ１を通って平行辺５ａ、５ｂに直交する対称軸Ｌのみを有している。
【００１９】
図２に示すように、第３中心導体８は各平行辺５ａ、５ｂの間に架け渡されている。そして、第３中心導体８の一端８ａが板状磁性体５の平行辺５ｂ側に突出され、この一端８ａ側にコンデンサ１２とチップ抵抗１３とが接続されている。また第３中心導体８の他端８ｂ側には共通電極が接続されている。
【００２０】
また、第１、第２中心導体６、７は対称軸Ｌを挟んで対称となるように非平行辺５ｃ〜５ｆの間に各々架け渡されている。すなわち、第１中心導体６は、非平行辺５ｃ、５ｅの間に架け渡されている。そして、第１中心導体６の一端６ａが板状磁性体５の平行辺５ａ側に突出され、この一端６ａ側にコンデンサ１１ａが接続されている。また、第２中心導体７は、非平行辺５ｄ、５ｆの間に架け渡されている。そして、第２中心導体７の一端７ａが板状磁性体５の平行辺５ａ側に突出され、この一端７ａ側にコンデンサ１１ｂが接続されている。また第１、第２中心導体６、７の他端６ｂ、７ｂ側には共通電極が接続されている。
【００２１】
各中心導体６〜８の一端６ａ〜８ａ側には、板状磁性体５の側方に突出する先端部導体６ｃ、７ｃ、８ｃが各々設けられている。このうち、先端部導体６ｃ、７ｃは、入力端子２１及び出力端子２２にそれぞれ接続されている。
【００２２】
第１、第２中心導体６、７が板状磁性体５の非平行辺５ｃ〜５ｄの間に架け渡されることで、第１、第２中心導体６、７の導体長を比較的長くすることができ、各中心導体６、７のインダクタンスが大きくなって挿入損失を低減できる。また、インピーダンスマッチングを容易に行える。また、第１、第２中心導体６、７のインダクタンスが大きくなることで、相対的にコンデンサ１１ａ、１１ｂの共振容量Ｃ１、Ｃ２を小さくすることができ、アイソレータ１の小型化を図ることができる。
【００２３】
同様に、第３中心導体８を平行辺５ａ、５ｂの間に架け渡すことで、第３中心導体８の導体長を比較的長くすることができ、第３中心導体８のインダクタンスを大きくできる。第３中心導体８のインダクタンスが大きくなると、インピーダンスマッチングを図るために第３中心導体８に接続される共振容量Ｃ３が小さく設定される。これによりコンデンサ１２を小型化することができ、アイソレータ１の小型化を図ることができる。
【００２４】
次に、コンデンサ１１ａ、１１ｂ（共振容量Ｃ１、Ｃ２）については、ホット側電極が先端部導体６ｃ、７ｃに接続され、コールド側電極が下ヨーク３に接続されている。このようにして、共振容量Ｃ１、Ｃ２が第１、第２中心導体６、７に並列接続されている。また、コンデンサ１２（共振容量Ｃ３）については、ホット側電極が先端部導体８ｃに接続され、コールド側電極が下ヨーク３に接続されている。更にチップ抵抗１３（終端抵抗Ｒ）については、ホット側電極が先端部導体８ｃに接続され、コールド側電極が下ヨーク３に接続されている。このようにして、共振容量Ｃ３と終端抵抗Ｒとが第３中心導体８に並列接続される。第３中心導体８は、コンデンサ１２及び終端抵抗Ｒが接続されることで終端電極としての役割を担う。
【００２５】
板状磁性体５は、図２及び図３に示すように、相互に平行な２つの平行辺５ａ、５ｂと、相互に非平行な４つの非平行辺５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを有している。第１、第２中心導体６、７は、板状磁性体５の非平行辺５ｄ、５ｅに沿って折り曲げられることにより、板状磁性体５の一面側５Ａから他面５Ｂ側に巻掛けられる。また、第３中心導体８は、板状磁性体５の平行辺５ｂに沿って折り曲げられることにより、板状磁性体５の他面５Ｂ側に巻掛けられる。
【００２６】
平行辺５ａの長さは平行辺５ｂの長さと同一に設定されている。同様に、非平行辺５ｃと５ｆとが同じ長さに設定され、非平行辺５ｄと５ｅとが同じ長さに設定されている。また、非平行辺５ｃ及び５ｄが交点５ｇにおいて接し、非平行辺５ｅ及び５ｆが交点５ｈにおいて接している。
【００２７】
交点５ｇ及び５ｈを結ぶ直線をＭとしたとき、この直線Ｍは平行辺５ａ、５ｂと平行になる。これは、板状磁性体５が平行辺５ａ、５ｂと直交する対称軸Ｌを中心に対称に形成されているためである。そして、平行辺５ａ、５ｂ同士の間隔をＡとし、２つの交点５ｇ、５ｈを結ぶ直線Ｍと平行辺５ｂとの間隔をＢとしたとき、Ｂ／Ａが０．５５以上０．８５以下の範囲に設定されている。このようにして、交点５ｇ及び５ｈはいずれも平行辺５ａ寄りに、即ち第１、第２中心導体の一端６ａ、７ａ寄りに形成されている。
【００２８】
Ｂ／Ａが、０．５５未満若しくは０．８５を越えると、挿入損失が増大し、アイシレーション値及び帯域外減衰量が低くなってしまうので好ましくない。尚、Ｂ／Ａは０．５９２以上０．８２６以下の範囲がより好ましく、０．５９２以上０．６１３以下の範囲が最も好ましい。
【００２９】
また、図３には、対称軸Ｌと平行であって平行辺５ｂと非平行辺５ｄとの交点を通過する仮想線Ｌ’を図示している。この仮想線Ｌ’と非平行辺５ｄとのなす角θ１は、対称軸Ｌと非平行辺５ｄとのなす角に相当する。同様に、仮想線Ｌ’と非平行辺５ｃとのなす角θ２は、対称軸Ｌと非平行辺５ｃとのなす角に相当する。このとき、θ１とθ２との関係は、θ２＞θ１であるとともにθ１が１０°以上４０°以下の範囲に設定されている。このようにθ１及びθ２を設定することで、交点５ｇ及び５ｈがいずれも平行辺５ａ寄りに形成される。
【００３０】
θ２がθ１と同じ角度になるか、若しくはθ２がθ１より小さくなると、挿入損失が増大し、アイシレーション値及び帯域外減衰量が低くなってしまうので好ましくない。また、θ１が１０°未満になると、第１、第２中心導体６、７を板状磁性体５に対して精度良く組み付けられなくなるので好ましくなく、θ１が４０°を越えると、板状磁性体５が大型化してしまうので好ましくない。
【００３１】
図４にはアイソレータ１に備えられた電極部品１６の平面模式図を示す。図４に示すように、各中心導体６、７、８と共通電極１０とは一体化されてなり、各中心導体６、７、８と共通電極１０を主体として電極部品１６が構成されている。共通電極１０は、平面視先の板状磁性体５とほぼ相似形状の金属板からなる本体部１０Ａから構成されている。即ち、本体部１０Ａは相対向する２つの平行辺１０ａ、１０ｂと、平行辺１０ａに接続される非平行辺１０ｃ、１０ｆと、平行辺１０ｂ及び非平行辺１０ｃ、１０ｆにそれぞれ接続される非平行辺１０ｄ、１０ｅとから構成される平面視略六角形状とされている。
【００３２】
第１中心導体６は、その他端６ｂ側に形成された基部導体６ｄと、他端側に形成された先端部導体６ｃとともに第１線路導体６ｅを構成している。同様に、第２中心導体７は、基部導体７ｄと先端部導体７ｃとともに第２線路導体７ｅを構成している。また第３中心導体８は、基部導体８ｄと先端部導体８ｃとともに第３線路導体８ｅを構成している。そして、共通電極１０の非平行辺のうち、非平行辺１０ｅ及び１０ｄからそれぞれ第１線路導体６ｅと第２線路導体７ｅが延出形成されている。また、共通電極１０の平行辺１０ａの中央部に第３線路導体８ｅが延出形成されている。
【００３３】
また、第１線路導体６ｅの幅方向中央部には、共通電極１０の外周部から基部導体６ｄと中心導体６を通過し先端部導体６ｃの基端部まで到達するスリット６ｆが形成され、このスリット６ｆにより中心導体６が一対の分割導体６ｇ１、６ｇ２に分割され、基部導体６ｄも一対の分割導体６ｄ１、６ｄ２に分割されている。第２線路導体７ｅの幅方向中央部にも上記スリット６ｆと同様のスリット７ｆが形成され、このスリット７ｆを形成することにより第２中心導体７が一対の分割導体７ｇ１、７ｇ２に分割され、基部導体７ｄも一対の分割導体７ｄ１、７ｄ２に分割されている。更に、第３線路導体８ｅの幅方向中央部にも上記スリット６ｆと同様のスリット８ｆが形成され、このスリット８ｆを形成することにより第３中心導体８が一対の分割導体８ｇ１、８ｇ２に分割され、基部導体８ｄも一対の分割導体８ｄ１、８ｄ２に分割されている。
【００３４】
前記の如く構成された電極部１６は、その共通電極１０の本体部１０Ａが板状磁性体５の一面５Ａ側に配置され、各線路導体６ｅ〜８ｅが板状磁性体５の他面５Ｂ側に折り曲げられて（巻き付けて）板状磁性体５に装着されるこのようにして磁性組立体１５が構成される。
【００３５】
上記のアイソレータ１によれば、他面５Ｂ側から見た板状磁性体５の形状が、略六角形状であって相互に平行な２つの平行辺５ａ、５ｂと相互に非平行な４つの非平行辺５ｃ〜５ｆを有するとともに、平行辺５ａ、５ｂの各中点を通って平行辺５ａ、５ｂに直交する対称軸Ｌのみを有し、しかも非平行辺５ｃ、５ｄ及び５ｅ、５ｆをそれぞれ結ぶ２つの交点５ｇ、５ｈが平行辺５ａ寄りに位置しているので、挿入損失を小さくできるとともにアイソレーション値及び帯域外減衰量を高くすることができる。
【００３６】
図５は、本実施形態のアイソレータ１が組み込まれた携帯電話装置（通信機装置）の回路構成の一例を示すもので、この例の回路構成においては、アンテナ１４０にアンテナ共用器（ディプレクサ）１４１が接続され、アンテナ共用器１４１の出力側にローノイズアンプ（増幅器）１４２と段間フィルタ１４８と選択回路（混合回路）１４３を介して受信回路（ＩＦ回路）１４４が接続され、アンテナ共用器１４１の入力側に上記のアイソレータ１とパワーアンプ（増幅器）１４５と選択回路（混合回路）１４６を介して送信回路（ＩＦ回路）１４７が接続され、選択回路１４３、１４６に分配トランス１４９を介して局部発振器１５０に接続されて構成されている。
先の構成のアイソレータ１は図５に示す携帯電話装置の回路に組み込まれて使用され、アイソレータ１からアンテナ共振器１４１側への信号は低損失で通過させるが、その逆方向の信号は損失を大きくして遮断するように作用する。これにより、増幅器１４５側のノイズ等の不要な信号を増幅器１４５側に逆入力させないという作用を奏する。
【００３７】
上記の携帯電話装置によれば、挿入損失が小さく、アイソレーション値及び帯域外減衰量が高い上記のアイソレータ１を備えており、携帯電話装置の特性を向上させることができる。
【００３８】
【実施例】
（実験例１）
図１及び図２に示した実施形態と同一構成のアイソレータを製造し、挿入損失、アイソレーション値及び帯域外減衰量を測定した。
図１及び図２に示したアイソレータと同一構成のものを製造するに際し、板状磁性体としては、平行辺同士の間隔Ａが１．５ｍｍであり、交点５ｇ、５ｈの間隔が２．４ｍｍであり、厚さが０．３５ｍｍであり、θ１が１０°であり、θ２が２０°，３０°，４０°，５０°である略六角形状のイットリウム鉄ガーネットフェライト（ＹＩＧフェライト）からなるものを用いた。尚、交点同士を結ぶ直線Ｍと平行辺５ｂとの間隔Ｂ及び板状磁性体のＢ／Ａの値は、表１に示す通りとなる。
【００３９】
また、第１中心導体としては、中心導体幅が５５０μｍ、スリット幅が２００μｍ、分割導体の幅が１７５μｍの銅箔を用いた。また第２中心導体としては、中心導体幅が６００μｍ、スリット幅が２００μｍ、分割導体の幅が２００μｍの銅箔を用いた。更に第３中心導体としては、中心導体幅が９００μｍ、スリット幅が６５０μｍ、分割導体の幅が１２５μｍの銅箔を用いた。
【００４０】
そして、板状磁性体の一面に共通電極を張り合わせ、第１、第２、第３中心導体を板状磁性体の他面側に折り曲げることにより、図１及び図２に示すような磁性組立体を製造した。
【００４１】
次に、第１、第２、第３中心導体の各先端側にコンデンサ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）をそれぞれ取り付け、更に第３中心導体にはチップ抵抗（Ｒ）を取り付け、更に板状磁性体に永久磁石を貼り合わせた状態で、上ヨーク及び下ヨークからなる閉磁気回路内に配置することにより、３．２ｍｍ角の実施例１〜４のアイソレータを作成した。
【００４２】
尚、各アイソレータのコンデンサＣ１の静電容量は４ｐＦまたは４．１ｐＦとし、コンデンサＣ２の静電容量は３．９〜４．０ｐＦとし、コンデンサＣ３の静電容量は７．７〜７．８ｐＦとし、終端抵抗は７９〜８０Ωとした。また、特性インピーダンスを５０Ωになるように設計し、アイソレーション値の中心周波数ｆ０は１．８８ＧＨｚになるように設計した。
【００４３】
更に、θ２が５°，１０°であり、コンデンサＣ１の静電容量が４．１ｐＦであり、コンデンサＣ２の静電容量が４．０〜４．１ｐＦであり、コンデンサＣ３の静電容量が７．４〜７．８ｐＦであり、終端抵抗が８５〜９５Ωであること以外は実施例１〜４と同様にして比較例１及び２のアイソレータを製造した。
【００４４】
実施例１〜４及び比較例１〜２のアイソレータについて、挿入損失、アイソレーション値及び帯域外減衰量を測定した。結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１に示すように、実施例１〜４の挿入損失は０．３１ｄＢであり、比較例１〜２の挿入損失（０．３２ｄＢ）よりも小さくなっていることが判る。また、実施例１〜４のアイソレーション値は１７．２４〜１７．５８ｄＢであり、比較例１〜２のアイソレーション値（１５．８６〜１６．６８ｄＢ）よりも大幅に高くなっていることが判る。更に実施例１〜４の帯域外減衰量２ｆ０は１７．４５〜１８．０４ｄＢであり、比較例１〜２の帯域外減衰量２ｆ０（１７．５２〜１７．９ｄＢ）とほぼ同等かそれ以上であることが判る。
このように、θ１よりも大きなθ２を有し、かつＢ／Ａが０．６７３〜０．８６７の範囲にある実施例１〜４のアイソレータは、比較例１及び２のアイソレータよりも、挿入損失、アイソレーション値、帯域外減衰量のいずれについても優れていることが判る。
【００４７】
（実験例２）
θ１が２０°であり、θ２が３０°、４０°、５０°であり、コンデンサＣ１の静電容量が４．８ｐＦであり、コンデンサＣ２の静電容量が５．０〜５．１ｐＦであり、コンデンサＣ３の静電容量が７．２〜７．３ｐＦであり、終端抵抗が４４〜４９Ωであること以外は実施例１〜４と同様にして実施例５〜７のアイソレータを製造した。
【００４８】
また、θ１が２０°であり、θ２が１５°、２０°であり、コンデンサＣ１の静電容量が４．８ｐＦであり、コンデンサＣ２の静電容量が５．２〜５．３ｐＦであり、コンデンサＣ３の静電容量が７．３〜７．４ｐＦであり、終端抵抗が５２〜５５Ωであること以外は実施例１〜４と同様にして比較例３及び４のアイソレータを製造した。
【００４９】
実施例５〜７及び比較例３〜４のアイソレータについて、挿入損失、アイソレーション値及び帯域外減衰量を測定した。結果を表２に示す。また、図６に周波数と挿入損失との関係を表したグラフを示し、図７に図６の拡大図を示し、図８には周波数とアイソレーション値との関係を表したグラフを示す。
【００５０】
【表２】
【００５１】
図６〜図８及び表２に示すように、実施例５〜７の挿入損失は０．３３ｄＢであり、比較例３〜４の挿入損失（０．３３〜０．３４ｄＢ）と比べてほぼ同等か小さいことが判る。また、実施例５〜７のアイソレーション値は２２．１３〜２３．２６ｄＢであり、比較例３〜４のアイソレーション値（２１．１４〜２１．４９ｄＢ）よりも大幅に高くなっていることが判る。更に実施例５〜７の帯域外減衰量２ｆ０は１８．０３〜１９．７２ｄＢであり、比較例３〜４の帯域外減衰量２ｆ０（１８．１５〜１８．７９ｄＢ）とほぼ同等かそれ以上であることが判る。
このように、θ１よりも大きなθ２を有し、かつＢ／Ａが０．６１３〜０．８２６の範囲にある実施例５〜７のアイソレータは、比較例３及び４のアイソレータよりも、挿入損失、アイソレーション値、帯域外減衰量のいずれについても優れていることが判る。
【００５２】
（実験例３）
θ１が３０°であり、θ２が４０°、５０°、６０°であり、コンデンサＣ１の静電容量が４．４〜４．９ｐＦであり、コンデンサＣ２の静電容量が４．７〜４．８ｐＦであり、コンデンサＣ３の静電容量が７．４〜７．６ｐＦであり、終端抵抗が４３〜４７Ωであること以外は実施例１〜４と同様にして実施例８〜１０のアイソレータを製造した。
【００５３】
また、θ１が３０°であり、θ２が２０°、３０°であり、コンデンサＣ１の静電容量が４．９〜５ｐＦであり、コンデンサＣ２の静電容量が４．８〜５ｐＦであり、コンデンサＣ３の静電容量が７．６〜７．９ｐＦであり、終端抵抗が５０〜５７Ωであること以外は実施例１〜４と同様にして比較例５及び６のアイソレータを製造した。
【００５４】
実施例８〜１０及び比較例５〜６のアイソレータについて、挿入損失、アイソレーション値及び帯域外減衰量を測定した。結果を表３に示す。
【００５５】
【表３】
【００５６】
表３に示すように、実施例８〜１０の挿入損失は０．３３ｄＢであり、比較例５〜６の挿入損失（０．３３〜０．３４ｄＢ）と比べてほぼ同等か小さいことが判る。また、実施例８〜１０のアイソレーション値は２２．０７〜２３．０２ｄＢであり、比較例３〜４のアイソレーション値（２０．１４〜２１．４９ｄＢ）よりも大幅に高くなっていることが判る。更に実施例８〜１０の帯域外減衰量２ｆ０は１６．５０〜１７．６２ｄＢであり、比較例５〜６の帯域外減衰量２ｆ０（１６．３８〜１７．１８ｄＢ）とほぼ同等かそれ以上であることが判る。
このように、θ１よりも大きなθ２を有し、かつＢ／Ａが０．５９２〜０．７５の範囲にある実施例８〜１０のアイソレータは、比較例５及び６のアイソレータよりも、挿入損失、アイソレーション値、帯域外減衰量のいずれについても優れていることが判る。
【００５７】
（実験例４）
θ１が３０°であり、θ２が５０°、６０°であり、コンデンサＣ１の静電容量が４．１〜４．２ｐＦであり、コンデンサＣ２の静電容量が４．１ｐＦであり、コンデンサＣ３の静電容量が７．１〜７．３ｐＦであり、終端抵抗が３４〜３７Ωであること以外は実施例１〜４と同様にして実施例１１〜１２のアイソレータを製造した。
【００５８】
また、θ１が３０°であり、θ２が３０°、４０°であり、コンデンサＣ１の静電容量が４．３ｐＦであり、コンデンサＣ２の静電容量が４．２〜４．４ｐＦであり、コンデンサＣ３の静電容量が７．４〜７．５ｐＦであり、終端抵抗が４０〜４６Ωであること以外は実施例１〜４と同様にして比較例７及び８のアイソレータを製造した。
【００５９】
実施例１１〜１２及び比較例７〜８のアイソレータについて、挿入損失、アイソレーション値及び帯域外減衰量を測定した。結果を表４に示す。また、図９に周波数と挿入損失との関係を表したグラフを示し、図１０に図９の拡大図を示し、図１１には周波数とアイソレーション値との関係を表したグラフを示す。
【００６０】
【表４】
【００６１】
図９〜図１１及び表４に示すように、実施例１１、１２の挿入損失は０．３６ｄＢであり、比較例８及び９の挿入損失（０．３６〜０．３７ｄＢ）と比べてほぼ同等か小さいことが判る。また、実施例１１，１２のアイソレーション値は２４．５８〜２５．５５ｄＢであり、比較例８〜９のアイソレーション値（２２．１４〜２３．６ｄＢ）よりも大幅に高くなっていることが判る。更に実施例１１，１２の帯域外減衰量２ｆ０は１３．９８〜１７．４８ｄＢであり、比較例７〜８の帯域外減衰量２ｆ０（１７．５６〜１８．７９ｄＢ）とほぼ同等であることが判る。
このように、θ１よりも大きなθ２を有し、かつＢ／Ａが０．５９２〜０．６７３の範囲にある実施例８〜１０のアイソレータは、比較例８及び８のアイソレータよりも、アイソレーション値、帯域外減衰量についても優れていることが判る。
【００６２】
また、実施例１〜１０について、Ｂ／Ａ比と帯域外減衰量２ｆ０との関係に着目すると、Ｂ／Ａ比が０．５９２〜０．８２６の範囲である実施例３〜１０の帯域外減衰量２ｆ０が１７．９９以上と高くなっていることがわかる。更に、Ｂ／Ａ比が０．５９２〜０．６１３の範囲である実施例５及び実施例８の帯域外減衰量２ｆ０が１９．７２と特に高いことが判る。従って、Ｂ／Ａ比の範囲については、０．５５以上０．８５以下が好ましく、０．５９２以上０．８２６以下の範囲がより好ましく、０．５９２以上０．６１３以下の範囲が最も好ましいことがわかる。
【００６３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明のアイソレータによれば、他面側から見た板状磁性体の形状が、略六角形状であって相互に平行な２つの平行辺と相互に非平行な４つの非平行辺を有するとともに、平行辺の各中点を通って各平行辺に直交する対称軸のみを有し、しかも非平行辺同士をそれぞれ結ぶ２つの交点が一方の平行辺寄りに位置しているので、挿入損失を小さくできるとともにアイソレーション値及び帯域外減衰量を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のアイソレータの全体構成を示す分解斜視図。
【図２】図１に示したアイソレータの内部構造を示す平面模式図。
【図３】図１に示したアイソレータに備えられた板状磁性体の平面模式図。
【図４】板状磁性体に装着される端子部品の展開模式図。
【図５】本実施形態のアイソレータが組み込まれる携帯電話装置の回路構成の一例を示す回路図。
【図６】θ１が２０°であり、θ２が１５〜５０°の範囲にある実施例５〜７及び比較例３及び４の周波数と挿入損失との関係を示すグラフ。
【図７】図６において周波数３〜４ＧＨｚの範囲を拡大したグラフ。
【図８】θ１が２０°であり、θ２が１５〜５０°の範囲にある実施例５〜７及び比較例３及び４の周波数とアイソレーション値との関係を示すグラフ。
【図９】θ１が４０°であり、θ２が３０〜６０°の範囲にある実施例１１，１２及び比較例７，８の周波数と挿入損失との関係を示すグラフ。
【図１０】図９において周波数３〜４ＧＨｚの範囲を拡大したグラフ。
【図１１】θ１が４０°であり、θ２が３０〜６０°の範囲にある実施例１１，１２及び比較例７，８の周波数とアイソレーション値との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１…アイソレータ、５…板状磁性体、５Ａ…一面、５Ｂ…他面、５ａ…平行辺（一方の平行辺）、５ｂ…平行辺（他方の平行辺）、５ａ１、５ｂ１…平行辺の中点、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ…非平行辺、５ｇ、５ｈ…交点、６…第１中心導体、７…第２中心導体、８…第３中心導体、６ａ、７ａ、８ａ…一端、１０…共通電極、１１ａ、１１ｂ、１２…コンデンサ（整合用容量素子）、１３…チップ抵抗（終端抵抗素子）、Ａ…平行辺同士の間隔、Ｂ…交点同士を結ぶ線と他方の平行辺との間隔、Ｌ…対称軸、Ｍ…直線（交点同士を結ぶ線）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an isolator and a communication device.
[0002]
[Prior art]
A non-reciprocal circuit device is a high-frequency component having a function of passing a signal in a transmission direction without loss and preventing a signal from passing in a reverse direction, and is used for a signal circuit of various high-frequency devices. Generally, there are two types of non-reciprocal circuit elements: an isolator and a circulator. The circulator is composed of a plate-shaped magnetic body made of ferrite, etc., a common electrode arranged on one side of the plate-shaped magnetic body, and a plurality of center conductors arranged crossing each other on the other side of the plate-shaped magnetic body. And a matching capacitor connected to each center conductor. Further, the isolator has the same basic configuration as the circulator, and is configured such that a terminating resistor is connected to one of the center conductors. Patent Document 1 listed below describes an example of a circulator.
[0003]
The circulator described in Patent Literature 1 includes a ferrimagnetic material having a substantially hexagonal shape in plan view. FIG. 2 of the same document 1 describes a hexagonal ferrimagnetic material in which sides having different lengths face each other in parallel. FIG. 11 of the document 1 describes a regular hexagonal ferrimagnetic material. In particular, the circulator provided with the ferrimagnetic material shown in FIG. 2 is said to be easy to assemble and capable of widening the band.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-330811
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the isolator, which is the same non-reciprocal circuit element, differs from the circulator in that a terminating resistor is connected to one of the center conductors. Therefore, the ferrimagnetic material described in Patent Document 1 was applied to the isolator as it is. However, optimal characteristics were not always obtained.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an isolator having a small insertion loss, a high isolation value and a high attenuation outside a band, and an easy impedance matching between input and output terminals. And
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configurations.
The isolator of the present invention has a configuration in which a common electrode is disposed on one surface side of a plate-shaped magnetic body and first, second, and third center conductors are crossed on the other surface side of the plate-shaped magnetic body. Are arranged, and the shape of the plate-shaped magnetic body as viewed from the other surface side is substantially hexagonal, having two parallel sides parallel to each other and four non-parallel sides non-parallel to each other, It has only a symmetric axis passing through each midpoint of the parallel side and orthogonal to the parallel side, and the interior angles are all 180 ° or less.
[0008]
The isolator according to the present invention is the isolator described above, wherein the third central conductor is bridged between the parallel sides, and the first and second central conductors are symmetric with respect to the symmetry axis. One end of each of the first and second center conductors is formed so as to extend toward one of the parallel sides, and one end of the third center conductor is connected to the other parallel side. And a matching capacitor element is connected to one end of each of the center conductors, and a terminating resistor is connected to one end of the third center conductor.
[0009]
In particular, it is preferable that two intersections connecting the non-parallel sides are located closer to the one parallel side.
Further, among the non-parallel sides, an angle formed between two non-parallel sides connected to the other parallel side and the symmetry axis is θ. 1 And the angle between the two non-parallel sides connected to the one parallel side and the axis of symmetry is θ 2 And θ 1 And θ 2 The relationship of θ 2 > Θ 1 And θ 1 May be set in a range from 10 ° to 40 °.
[0010]
According to the above configuration, the insertion loss can be reduced, and the isolation value and the out-of-band attenuation can be increased.
[0011]
Further, the isolator of the present invention is the isolator described above, wherein A is an interval between the parallel sides, and B is an interval between the line connecting the two intersections and the other parallel side. / A is in the range of 0.55 to 0.85.
[0012]
With this configuration, both the isolation value and the out-of-band attenuation can be increased.
[0013]
Next, a communication device according to the present invention includes the isolator described above. With this configuration, a communication device having excellent transmission / reception characteristics can be realized.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of the isolator of the present embodiment, FIG. 2 is a schematic plan view of the internal structure of the isolator 1, and FIG. 3 is a schematic plan view of a plate-like magnetic body provided in the isolator. FIG. 4 is an exploded schematic view of a terminal component mounted on the plate-shaped magnetic body.
[0015]
The isolator 1 shown in FIG. 1 includes a magnetic assembly 15 and a permanent magnet 4 housed in a closed magnetic circuit including an upper yoke 2 and a lower yoke 3. As shown in FIGS. 1 and 2, in the isolator 1, a magnetic assembly 15 is mounted on a base 3a of a lower yoke 3, and a permanent magnet 4 and an upper yoke 2 are further disposed thereon. . As shown in FIGS. 1 and 2, flat type capacitors 11 a, 11 b, 12 and a chip resistor 13 are housed inside the upper yoke 2 and the lower yoke 3. The flat capacitors 11a, 11b and 12 each have a resonance capacitance C 1 , C 2 , C 3 And the chip resistor 13 has a built-in terminating resistor R.
[0016]
The magnetic assembly 15 is disposed substantially at the center of the base 3a of the lower yoke, and the capacitor 12 and the chip resistor 13 are housed on one side of the magnetic assembly 15 and the capacitors 11a and 11b are housed on the other side. I have.
[0017]
The magnetic assembly 15 includes a plate-shaped magnetic body 5 made of ferrite, a common electrode 10 made of a metal plate having substantially the same shape as the plate-shaped magnetic body 5 provided along one surface 5A thereof, And the first, second, and third center conductors 6, 7, and 8 wound around the other surface 5B of the plate-shaped magnetic body 5. Each of the center conductors 6 to 8 is bent along the plate-shaped magnetic body 5 and overlaps each other on the other surface 5 </ b> B side of the plate-shaped magnetic body 5. The plate-shaped magnetic body 5 and each of the center conductors 6 to 8 are insulated from each other by an insulating sheet (not shown). The common electrode 10 is electrically connected to the base 3a of the lower yoke 3. The lower yoke 3 is provided with ground terminals (ground terminals) 23, 23, and the common electrode 10 is grounded by being electrically connected to the ground terminals 23, 23. The lower yoke 3 has an input terminal 21 and an output terminal 22.
[0018]
Next, as shown in FIGS. 2 and 3, the plate-shaped magnetic body 5 has a substantially hexagonal shape whose inner angle is 180 ° or less, as viewed from the other surface 5B side, and two parallel parallel shapes. It has sides 5a, 5b and four non-parallel sides 5c, 5d, 5e, 5f that are non-parallel to each other. Moreover, the plate-shaped magnetic body 5 has only the symmetry axis L orthogonal to the parallel sides 5a and 5b through the midpoints 5a1 and 5b1 of the parallel sides 5a and 5b.
[0019]
As shown in FIG. 2, the third center conductor 8 is bridged between the parallel sides 5a and 5b. One end 8a of the third center conductor 8 protrudes toward the parallel side 5b of the plate-shaped magnetic body 5, and the capacitor 12 and the chip resistor 13 are connected to the one end 8a. A common electrode is connected to the other end 8b of the third center conductor 8.
[0020]
The first and second center conductors 6 and 7 are bridged between the non-parallel sides 5c to 5f so as to be symmetrical with respect to the symmetry axis L. That is, the first center conductor 6 is bridged between the non-parallel sides 5c and 5e. One end 6a of the first center conductor 6 protrudes toward the parallel side 5a of the plate-shaped magnetic body 5, and a capacitor 11a is connected to the one end 6a. The second center conductor 7 is bridged between the non-parallel sides 5d and 5f. One end 7a of the second center conductor 7 projects toward the parallel side 5a of the plate-shaped magnetic body 5, and a capacitor 11b is connected to the one end 7a. A common electrode is connected to the other ends 6b and 7b of the first and second center conductors 6 and 7, respectively.
[0021]
Tip conductors 6 c, 7 c, 8 c protruding to the side of the plate-shaped magnetic body 5 are provided on one end 6 a-8 a side of each of the center conductors 6-8, respectively. The tip conductors 6c and 7c are connected to the input terminal 21 and the output terminal 22, respectively.
[0022]
Since the first and second center conductors 6 and 7 are bridged between the non-parallel sides 5c to 5d of the plate-shaped magnetic body 5, the conductor lengths of the first and second center conductors 6 and 7 are relatively long. As a result, the inductance of each of the center conductors 6 and 7 increases, and the insertion loss can be reduced. Further, impedance matching can be easily performed. In addition, since the inductance of the first and second center conductors 6 and 7 increases, the resonance capacitance C of the capacitors 11a and 11b relatively increases. 1 , C 2 And the size of the isolator 1 can be reduced.
[0023]
Similarly, by bridging the third center conductor 8 between the parallel sides 5a and 5b, the conductor length of the third center conductor 8 can be made relatively long, and the inductance of the third center conductor 8 can be increased. When the inductance of the third center conductor 8 increases, the resonance capacitance C connected to the third center conductor 8 to achieve impedance matching is increased. 3 Is set small. As a result, the size of the capacitor 12 can be reduced, and the size of the isolator 1 can be reduced.
[0024]
Next, the capacitors 11a and 11b (the resonance capacitance C 1 , C 2 Regarding (2), the hot side electrode is connected to the tip conductors 6c and 7c, and the cold side electrode is connected to the lower yoke 3. Thus, the resonance capacitance C 1 , C 2 Are connected in parallel to the first and second center conductors 6 and 7. The capacitor 12 (resonance capacitance C 3 In (2), the hot side electrode is connected to the tip conductor 8c, and the cold side electrode is connected to the lower yoke 3. Further, with respect to the chip resistor 13 (terminating resistor R), the hot side electrode is connected to the tip conductor 8c, and the cold side electrode is connected to the lower yoke 3. Thus, the resonance capacitance C 3 And the terminating resistor R are connected in parallel to the third central conductor 8. The third center conductor 8 serves as a terminal electrode by connecting the capacitor 12 and the terminal resistor R.
[0025]
As shown in FIGS. 2 and 3, the plate-shaped magnetic body 5 has two parallel sides 5a, 5b parallel to each other and four non-parallel sides 5c, 5d, 5e, 5f non-parallel to each other. ing. The first and second center conductors 6 and 7 are folded along the non-parallel sides 5d and 5e of the plate-shaped magnetic body 5 so as to be wound from one side 5A of the plate-shaped magnetic body 5 to the other side 5B. . In addition, the third center conductor 8 is bent along the parallel side 5b of the plate-shaped magnetic body 5 so as to be wound around the other surface 5B of the plate-shaped magnetic body 5.
[0026]
The length of the parallel side 5a is set to be the same as the length of the parallel side 5b. Similarly, the non-parallel sides 5c and 5f are set to the same length, and the non-parallel sides 5d and 5e are set to the same length. The non-parallel sides 5c and 5d are in contact at the intersection 5g, and the non-parallel sides 5e and 5f are in contact at the intersection 5h.
[0027]
Assuming that a straight line connecting the intersections 5g and 5h is M, the straight line M is parallel to the parallel sides 5a and 5b. This is because the plate-shaped magnetic body 5 is formed symmetrically about a symmetry axis L orthogonal to the parallel sides 5a and 5b. When the distance between the parallel sides 5a and 5b is A and the distance between the straight line M connecting the two intersections 5g and 5h and the parallel side 5b is B, B / A is 0.55 or more and 0.85 or less. Set to range. In this manner, the intersections 5g and 5h are formed near the parallel side 5a, that is, near the ends 6a and 7a of the first and second center conductors.
[0028]
If B / A is less than 0.55 or more than 0.85, the insertion loss increases, and the oscillating value and the out-of-band attenuation decrease. B / A is more preferably in the range of 0.592 to 0.826, and most preferably in the range of 0.592 to 0.613.
[0029]
FIG. 3 illustrates a virtual line L ′ that is parallel to the symmetry axis L and passes through the intersection of the parallel side 5b and the non-parallel side 5d. Angle θ between the virtual line L 'and the non-parallel side 5d 1 Corresponds to the angle between the axis of symmetry L and the non-parallel side 5d. Similarly, the angle θ between the virtual line L ′ and the non-parallel side 5c 2 Corresponds to an angle between the axis of symmetry L and the non-parallel side 5c. At this time, θ 1 And θ 2 Is related to θ 2 > Θ 1 And θ 1 Is set in a range of 10 ° or more and 40 ° or less. Thus θ 1 And θ 2 Is set, the intersections 5g and 5h are both formed near the parallel side 5a.
[0030]
θ 2 Is θ 1 The same angle as, or θ 2 Is θ 1 When the distance is smaller, the insertion loss increases, and the eye oscillation value and the out-of-band attenuation decrease. Also, θ 1 Is less than 10 °, the first and second center conductors 6 and 7 cannot be assembled to the plate-shaped magnetic body 5 with high accuracy. 1 When the angle exceeds 40 °, the plate-shaped magnetic body 5 is undesirably increased in size.
[0031]
FIG. 4 is a schematic plan view of the electrode component 16 provided in the isolator 1. As shown in FIG. 4, each of the center conductors 6, 7, 8 and the common electrode 10 are integrated, and each of the center conductors 6, 7, 8 and the common electrode 10 constitutes an electrode component 16 as a main component. . The common electrode 10 is composed of a main body 10A made of a metal plate having a substantially similar shape to the plate-like magnetic body 5 viewed from the top. That is, the main body 10A has two parallel sides 10a and 10b facing each other, non-parallel sides 10c and 10f connected to the parallel side 10a, and non-parallel sides connected to the parallel side 10b and the non-parallel sides 10c and 10f, respectively. It has a substantially hexagonal shape in plan view constituted by the sides 10d and 10e.
[0032]
The first center conductor 6 constitutes a first line conductor 6e together with a base conductor 6d formed on the other end 6b side and a tip conductor 6c formed on the other end side. Similarly, the second center conductor 7 forms a second line conductor 7e together with the base conductor 7d and the tip conductor 7c. The third center conductor 8 constitutes a third line conductor 8e together with the base conductor 8d and the tip conductor 8c. The first line conductor 6e and the second line conductor 7e extend from the non-parallel sides 10e and 10d of the non-parallel sides of the common electrode 10, respectively. Further, a third line conductor 8e is formed to extend in the center of the parallel side 10a of the common electrode 10.
[0033]
Further, a slit 6f is formed at the center in the width direction of the first line conductor 6e, passes through the base conductor 6d and the center conductor 6 from the outer periphery of the common electrode 10 and reaches the base end of the tip conductor 6c. The central conductor 6 is divided into a pair of divided conductors 6g1 and 6g2 by the slit 6f, and the base conductor 6d is also divided into a pair of divided conductors 6d1 and 6d2. A slit 7f similar to the above-described slit 6f is also formed at the center in the width direction of the second line conductor 7e. By forming this slit 7f, the second center conductor 7 is divided into a pair of divided conductors 7g1 and 7g2, and the base portion is formed. The conductor 7d is also divided into a pair of divided conductors 7d1 and 7d2. Further, a slit 8f similar to the above-mentioned slit 6f is also formed at the center in the width direction of the third line conductor 8e. By forming this slit 8f, the third center conductor 8 is divided into a pair of divided conductors 8g1 and 8g2. The base conductor 8d is also divided into a pair of divided conductors 8d1 and 8d2.
[0034]
In the electrode portion 16 configured as described above, the main body portion 10A of the common electrode 10 is disposed on one surface 5A side of the plate-shaped magnetic body 5, and each of the line conductors 6e to 8e is connected to the other surface 5B side of the plate-shaped magnetic body 5. The magnetic assembly 15 is configured to be bent (wrapped) and attached to the plate-shaped magnetic body 5 in this manner.
[0035]
According to the above-described isolator 1, the shape of the plate-shaped magnetic body 5 viewed from the other surface 5B side is substantially hexagonal, and the two parallel sides 5a and 5b parallel to each other and the four non-parallel sides parallel to each other. It has parallel sides 5c to 5f, has only a symmetry axis L passing through each midpoint of the parallel sides 5a and 5b, and orthogonal to the parallel sides 5a and 5b, and has non-parallel sides 5c, 5d and 5e and 5f respectively. Since the two intersecting points 5g and 5h are located near the parallel side 5a, the insertion loss can be reduced, and the isolation value and the out-of-band attenuation can be increased.
[0036]
FIG. 5 shows an example of a circuit configuration of a mobile phone device (communication device) in which the isolator 1 of the present embodiment is incorporated. In the circuit configuration of this example, an antenna 140 is used as an antenna duplexer (diplexer) 141. And a receiving circuit (IF circuit) 144 is connected to the output side of the antenna sharing device 141 via a low-noise amplifier (amplifier) 142, an interstage filter 148, and a selection circuit (mixing circuit) 143. A transmission circuit (IF circuit) 147 is connected to the input side via the isolator 1, a power amplifier (amplifier) 145, and a selection circuit (mixing circuit) 146, and a local oscillator is connected to the selection circuits 143 and 146 via a distribution transformer 149. 150.
The isolator 1 having the above configuration is used by being incorporated in the circuit of the mobile phone device shown in FIG. 5. The signal from the isolator 1 to the antenna resonator 141 side is passed with low loss, but the signal in the opposite direction causes loss. It works to make it bigger and cut off. This has the effect of preventing unnecessary signals such as noise on the amplifier 145 side from being input back to the amplifier 145 side.
[0037]
According to the above-described portable telephone device, the above-described isolator 1 having a small insertion loss, a high isolation value and a high out-of-band attenuation is provided, and the characteristics of the portable telephone device can be improved.
[0038]
【Example】
(Experimental example 1)
An isolator having the same configuration as the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured, and the insertion loss, the isolation value, and the out-of-band attenuation were measured.
When manufacturing an isolator having the same configuration as the isolators shown in FIGS. 1 and 2, as a plate-shaped magnetic material, the interval A between parallel sides is 1.5 mm, and the interval between intersections 5 g and 5 h is 2.4 mm. With a thickness of 0.35 mm and θ 1 Is 10 ° and θ 2 Made of substantially hexagonal yttrium iron garnet ferrite (YIG ferrite) having an angle of 20 °, 30 °, 40 °, and 50 °. The distance B between the straight line M connecting the intersections and the parallel side 5b and the value of B / A of the plate-like magnetic material are as shown in Table 1.
[0039]
Further, as the first central conductor, a copper foil having a central conductor width of 550 μm, a slit width of 200 μm, and a divided conductor width of 175 μm was used. As the second central conductor, a copper foil having a central conductor width of 600 μm, a slit width of 200 μm, and a divided conductor width of 200 μm was used. Further, as the third central conductor, a copper foil having a central conductor width of 900 μm, a slit width of 650 μm, and a divided conductor width of 125 μm was used.
[0040]
Then, a common electrode is attached to one surface of the plate-shaped magnetic body, and the first, second, and third center conductors are bent toward the other surface side of the plate-shaped magnetic body, so that the magnetic assembly as shown in FIGS. Was manufactured.
[0041]
Next, capacitors (C 1 , C 2 , C 3 ), A chip resistor (R) is attached to the third central conductor, and a permanent magnet is attached to the plate-shaped magnetic body, and the permanent magnet is placed in a closed magnetic circuit consisting of an upper yoke and a lower yoke. Thus, the 3.2 mm square isolators of Examples 1 to 4 were produced.
[0042]
The capacitor C of each isolator 1 Is 4 pF or 4.1 pF, and the capacitor C 2 Has a capacitance of 3.9 to 4.0 pF and a capacitor C 3 Has a capacitance of 7.7 to 7.8 pF and a termination resistance of 79 to 80 Ω. Also, the characteristic impedance is designed to be 50Ω, and the center frequency f of the isolation value is set. 0 Was designed to be 1.88 GHz.
[0043]
Furthermore, θ 2 Are 5 ° and 10 °, and the capacitor C 1 Is 4.1 pF and the capacitor C 2 Has a capacitance of 4.0 to 4.1 pF, and the capacitor C 3 The isolator of Comparative Examples 1 and 2 was manufactured in the same manner as in Examples 1 to 4, except that the capacitance was 7.4 to 7.8 pF and the termination resistance was 85 to 95 Ω.
[0044]
With respect to the isolators of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, the insertion loss, the isolation value, and the out-of-band attenuation were measured. Table 1 shows the results.
[0045]
[Table 1]
[0046]
As shown in Table 1, the insertion loss of Examples 1 to 4 is 0.31 dB, which is smaller than the insertion loss (0.32 dB) of Comparative Examples 1 and 2. In addition, the isolation values of Examples 1 to 4 are 17.24 to 17.58 dB, which are significantly higher than the isolation values (15.86 to 16.68 dB) of Comparative Examples 1 and 2. I understand. Further, the out-of-band attenuation 2f of the first to fourth embodiments 0 Is 17.45 to 18.04 dB, and the out-of-band attenuation 2f of Comparative Examples 1 and 2 0 (17.52 to 17.9 dB).
Thus, θ 1 Greater than θ 2 And the B / A is in the range of 0.673 to 0.867, the isolators of Examples 1 to 4 have higher insertion loss, isolation value, and out-of-band attenuation than the isolators of Comparative Examples 1 and 2. It turns out that all are excellent.
[0047]
(Experimental example 2)
θ 1 Is 20 ° and θ 2 Are 30 °, 40 °, and 50 °, and the capacitor C 1 Has a capacitance of 4.8 pF and a capacitor C 2 Has a capacitance of 5.0 to 5.1 pF, and the capacitor C 3 The isolator of Examples 5 to 7 was manufactured in the same manner as in Examples 1 to 4, except that the capacitance was 7.2 to 7.3 pF and the termination resistance was 44 to 49Ω.
[0048]
Also, θ 1 Is 20 ° and θ 2 Are 15 ° and 20 °, and the capacitor C 1 Has a capacitance of 4.8 pF and a capacitor C 2 Has a capacitance of 5.2 to 5.3 pF and a capacitor C 3 The isolator of Comparative Examples 3 and 4 was manufactured in the same manner as in Examples 1 to 4, except that the capacitance was 7.3 to 7.4 pF and the termination resistance was 52 to 55 Ω.
[0049]
For the isolators of Examples 5 to 7 and Comparative Examples 3 and 4, the insertion loss, the isolation value, and the out-of-band attenuation were measured. Table 2 shows the results. FIG. 6 is a graph showing the relationship between frequency and insertion loss, FIG. 7 is an enlarged view of FIG. 6, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between frequency and isolation value.
[0050]
[Table 2]
[0051]
As shown in FIGS. 6 to 8 and Table 2, the insertion loss of Examples 5 to 7 is 0.33 dB, which is almost equal to the insertion loss (0.33 to 0.34 dB) of Comparative Examples 3 and 4. Or small. In addition, the isolation values of Examples 5 to 7 are 22.13 to 23.26 dB, which are significantly higher than the isolation values of Comparative Examples 3 and 4 (21.14 to 21.49 dB). I understand. Further, the out-of-band attenuation 2f of the fifth to seventh embodiments 0 Is 18.03 to 19.72 dB, and the out-of-band attenuation 2f of Comparative Examples 3 and 4 is 0 (18.15 to 18.79 dB).
Thus, θ 1 Greater than θ 2 And the B / A is in the range of 0.613 to 0.826, the isolators of Examples 5 to 7 have higher insertion loss, isolation value, and out-of-band attenuation than the isolators of Comparative Examples 3 and 4. It turns out that all are excellent.
[0052]
(Experimental example 3)
θ 1 Is 30 ° and θ 2 Are 40 °, 50 °, 60 ° and the capacitor C 1 Has a capacitance of 4.4 to 4.9 pF, and the capacitor C 2 Is 4.7 to 4.8 pF, and the capacitor C 3 The isolator of Examples 8 to 10 was manufactured in the same manner as in Examples 1 to 4, except that the capacitance was 7.4 to 7.6 pF and the termination resistance was 43 to 47Ω.
[0053]
Also, θ 1 Is 30 ° and θ 2 Are 20 ° and 30 °, and the capacitor C 1 Has a capacitance of 4.9 to 5 pF, and the capacitor C 2 Has a capacitance of 4.8 to 5 pF, and the capacitor C 3 The isolator of Comparative Examples 5 and 6 was manufactured in the same manner as in Examples 1 to 4, except that the capacitance was 7.6 to 7.9 pF and the termination resistance was 50 to 57Ω.
[0054]
With respect to the isolators of Examples 8 to 10 and Comparative Examples 5 to 6, the insertion loss, the isolation value, and the out-of-band attenuation were measured. Table 3 shows the results.
[0055]
[Table 3]
[0056]
As shown in Table 3, the insertion loss of Examples 8 to 10 is 0.33 dB, which is almost equal to or smaller than the insertion loss of Comparative Examples 5 to 6 (0.33 to 0.34 dB). Further, the isolation values of Examples 8 to 10 are 22.07 to 23.02 dB, which are significantly higher than the isolation values (20.14 to 21.49 dB) of Comparative Examples 3 and 4. I understand. Further, the out-of-band attenuation 2f of the eighth to tenth embodiments 0 Is 16.50 to 17.62 dB, and the out-of-band attenuation 2f of Comparative Examples 5 to 6 is 0 (16.38 to 17.18 dB).
Thus, θ 1 Greater than θ 2 And the B / A is in the range of 0.592 to 0.75, the isolators of Examples 8 to 10 have higher insertion loss, isolation value and out-of-band attenuation than the isolators of Comparative Examples 5 and 6. It turns out that all are excellent.
[0057]
(Experimental example 4)
θ 1 Is 30 ° and θ 2 Are 50 ° and 60 °, and the capacitor C 1 Has a capacitance of 4.1 to 4.2 pF, and the capacitor C 2 Is 4.1 pF and the capacitor C 3 The isolator of Examples 11 to 12 was manufactured in the same manner as in Examples 1 to 4, except that the capacitance was 7.1 to 7.3 pF and the termination resistance was 34 to 37Ω.
[0058]
Also, θ 1 Is 30 ° and θ 2 Are 30 ° and 40 °, and the capacitor C 1 Is 4.3 pF and the capacitor C 2 Has a capacitance of 4.2 to 4.4 pF, and the capacitor C 3 The isolator of Comparative Examples 7 and 8 was manufactured in the same manner as in Examples 1 to 4, except that the capacitance was 7.4 to 7.5 pF and the termination resistance was 40 to 46 Ω.
[0059]
For the isolators of Examples 11 to 12 and Comparative Examples 7 to 8, the insertion loss, the isolation value, and the out-of-band attenuation were measured. Table 4 shows the results. FIG. 9 is a graph showing the relationship between frequency and insertion loss, FIG. 10 is an enlarged view of FIG. 9, and FIG. 11 is a graph showing the relationship between frequency and isolation value.
[0060]
[Table 4]
[0061]
As shown in FIGS. 9 to 11 and Table 4, the insertion loss of Examples 11 and 12 is 0.36 dB, which is almost equal to the insertion loss (0.36 to 0.37 dB) of Comparative Examples 8 and 9. Or small. In addition, the isolation values of Examples 11 and 12 are 24.58 to 25.55 dB, which are significantly higher than the isolation values of Comparative Examples 8 and 9 (22.14 to 23.6 dB). I understand. Further, the out-of-band attenuation 2f of the eleventh and twelfth embodiments 0 Is 13.98 to 17.48 dB, and the out-of-band attenuation 2f of Comparative Examples 7 to 8 is 0 (17.56 to 18.79 dB).
Thus, θ 1 Greater than θ 2 And the B / A is in the range of 0.592 to 0.673, the isolators of Examples 8 to 10 are superior to the isolators of Comparative Examples 8 and 8 in the isolation value and the attenuation outside the band. It turns out that it is.
[0062]
In Examples 1 to 10, the B / A ratio and the out-of-band attenuation 2f 0 Focusing on the relationship, the out-of-band attenuation 2f of Examples 3 to 10 in which the B / A ratio is in the range of 0.592 to 0.826 0 Is higher than 17.99. Further, the out-of-band attenuation 2f of the fifth and eighth embodiments in which the B / A ratio is in the range of 0.592 to 0.613. 0 Is particularly high at 19.72. Therefore, the range of the B / A ratio is preferably 0.55 or more and 0.85 or less, more preferably 0.592 or more and 0.826 or less, and most preferably 0.592 or more and 0.613 or less. I understand.
[0063]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the isolator of the present invention, the shape of the plate-shaped magnetic body viewed from the other surface side is substantially hexagonal and non-parallel to two parallel sides parallel to each other. Has four non-parallel sides and has only a symmetry axis orthogonal to each parallel side through each midpoint of the parallel sides, and two intersections connecting the non-parallel sides to one parallel side, respectively. Since it is located, the insertion loss can be reduced and the isolation value and the out-of-band attenuation can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the overall configuration of an isolator according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic plan view showing the internal structure of the isolator shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic plan view of a plate-shaped magnetic body provided in the isolator shown in FIG. 1;
FIG. 4 is an exploded schematic view of a terminal component mounted on a plate-shaped magnetic body.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a circuit configuration of a mobile phone device in which the isolator of the embodiment is incorporated.
FIG. 6 1 Is 20 ° and θ 2 7 is a graph showing the relationship between the frequency and the insertion loss in Examples 5 to 7 and Comparative Examples 3 and 4 in which the angle is within the range of 15 to 50 °.
FIG. 7 is an enlarged graph of a frequency range of 3 to 4 GHz in FIG. 6;
FIG. 8 1 Is 20 ° and θ 2 7 is a graph showing the relationship between the frequency and the isolation value of Examples 5 to 7 and Comparative Examples 3 and 4 in which the angle is in the range of 15 to 50 °.
FIG. 9 1 Is 40 ° and θ 2 13 is a graph showing the relationship between the frequency and the insertion loss of Examples 11 and 12 and Comparative Examples 7 and 8 in which the angle is in the range of 30 to 60 °.
FIG. 10 is a graph in which the frequency range of 3 to 4 GHz in FIG. 9 is enlarged.
FIG. 11 1 Is 40 ° and θ 2 13 is a graph showing the relationship between the frequency and the isolation value of Examples 11 and 12 and Comparative Examples 7 and 8 in which the angle is in the range of 30 to 60 °.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Isolator, 5 ... Plate magnetic body, 5A ... One surface, 5B ... Other surface, 5a ... Parallel side (one parallel side), 5b ... Parallel side (the other parallel side), 5a1, 5b1 ... Parallel side Points 5c, 5d, 5e, 5f: non-parallel sides, 5g, 5h: intersections, 6: first central conductor, 7: second central conductor, 8: third central conductor, 6a, 7a, 8a: one end, 10 ... common electrodes, 11a, 11b, 12 ... capacitors (capacitance elements for matching), 13 ... chip resistors (termination resistor elements), A ... spacing between parallel sides, B ... between lines connecting intersections and the other parallel side Interval, L: symmetry axis, M: straight line (line connecting intersections)
