JP2019134337A - Non-reciprocal circuit device and high-frequency front-end circuit module - Google Patents

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JP2019134337A JP2018015786A JP2018015786A JP2019134337A JP 2019134337 A JP2019134337 A JP 2019134337A JP 2018015786 A JP2018015786 A JP 2018015786A JP 2018015786 A JP2018015786 A JP 2018015786A JP 2019134337 A JP2019134337 A JP 2019134337A
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裕亮 楠本
Yusuke Kusumoto
裕亮 楠本
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Abstract

To provide a non-reciprocal circuit device capable of reducing a center frequency without increasing a size of a center electrode.SOLUTION: The non-reciprocal circuit device includes a ferrite plate 4, a center electrode 8, correction capacitance electrodes 9, 10, 11, transmission lines 12, 13, 14 and a magnet 15. The correction capacitance electrodes 9, 10, 11 include rectangular portions 9A, 10A, 11A that are wider than the transmission lines 12, 13, 14. In addition, at least one of the correction capacitance electrodes 9, 10, 11 is a distributed constant type nonreciprocal circuit device further including an arc-shaped portion that extends in an arc shape toward the center electrode 8. For example, the arc-shaped portions 9B, 9C are provided on the correction capacitance electrode 9. The arcuate portions 9B, 9C may be either one.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、アイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子に関する。また、本発明は、本発明の非可逆回路素子を備えた高周波フロントエンド回路モジュールに関する。   The present invention relates to non-reciprocal circuit elements such as isolators and circulators. The present invention also relates to a high frequency front end circuit module including the nonreciprocal circuit device of the present invention.

携帯電話やスマートフォンなどの電子機器に、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、アイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子が広く使用されている。   Nonreciprocal circuit elements such as isolators and circulators that allow signals to pass only in the transmission direction and prevent transmission in the reverse direction are widely used in electronic devices such as mobile phones and smartphones.

特許文献1(実開平1-147504号公報)に、そのような非可逆回路素子が開示されている。図19(A)、(B)に、特許文献1に開示された非可逆回路素子(サーキュレータ)1000を示す。ただし、図19(A)は、非可逆回路素子1000の正面図である。図19(B)は、絶縁体106と磁石107とを取り除いて示した非可逆回路素子1000の要部平面図である。   Patent Document 1 (Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-1747504) discloses such a nonreciprocal circuit device. 19A and 19B show a nonreciprocal circuit element (circulator) 1000 disclosed in Patent Document 1. FIG. However, FIG. 19A is a front view of the nonreciprocal circuit device 1000. FIG. FIG. 19B is a plan view of the main part of the non-reciprocal circuit element 1000 with the insulator 106 and the magnet 107 removed.

非可逆回路素子1000は、フェライト板(フェライト基板)101を備えている。   The nonreciprocal circuit element 1000 includes a ferrite plate (ferrite substrate) 101.

フェライト板101の下側主面に、グランド導体(接地導体)102が形成されている。   A ground conductor (ground conductor) 102 is formed on the lower main surface of the ferrite plate 101.

フェライト板101の上側主面に、円形形状の中心電極(ジャンクション部)103が形成されている。中心電極103から外方に突出して3つの補正用容量電極(変成器)104が形成されている。補正用容量電極104からそれぞれ外方に突出して伝送線路105が形成されている。   A circular center electrode (junction portion) 103 is formed on the upper main surface of the ferrite plate 101. Three correction capacitance electrodes (transformers) 104 are formed so as to protrude outward from the center electrode 103. A transmission line 105 is formed so as to protrude outward from the correcting capacitance electrode 104.

中心電極103上に、絶縁体106が配置されている。絶縁体106上に、磁石(マグネット)107が配置されている。   An insulator 106 is disposed on the center electrode 103. A magnet (magnet) 107 is disposed on the insulator 106.

非可逆回路素子1000は、磁石107が発生させた直流磁界をフェライト板101に印加することによって、3つの伝送線路105を入出力ポートにして非可逆回路素子として機能する。   The non-reciprocal circuit element 1000 functions as a non-reciprocal circuit element using the three transmission lines 105 as input / output ports by applying a DC magnetic field generated by the magnet 107 to the ferrite plate 101.

実開平1-147504号公報Japanese Utility Model Publication No. 1-1475504

非可逆回路素子1000の中心周波数(動作周波数)は、中心電極103の寸法の大きさに依存する。具体的には、中心周波数を高くするためには中心電極103の寸法を小さくする必要があり、中心周波数を低くするためには中心電極103の寸法を大きくする必要がある。   The center frequency (operating frequency) of the nonreciprocal circuit element 1000 depends on the size of the center electrode 103. Specifically, it is necessary to reduce the size of the center electrode 103 in order to increase the center frequency, and it is necessary to increase the size of the center electrode 103 in order to decrease the center frequency.

そのため、非可逆回路素子1000には、低い周波数帯で動作させる場合に、寸法が大きくなってしまう場合があった。すなわち、中心電極103の寸法を大きくするためにフェライト板101の寸法を大きくしなければならず、フェライト板101の寸法を大きくしたことによって非可逆回路素子1000の寸法が平面方向に大きくなってしまう場合があった。   Therefore, the non-reciprocal circuit element 1000 may have a large size when operated in a low frequency band. That is, in order to increase the size of the center electrode 103, the size of the ferrite plate 101 must be increased. By increasing the size of the ferrite plate 101, the size of the non-reciprocal circuit element 1000 increases in the planar direction. There was a case.

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものである。その手段として、本発明の非可逆回路素子は、フェライト板と、フェライト板上に設けられた円形形状の中心電極と、中心電極から外方に突出してフェライト板上に設けられた3つの補正用容量電極と、3つの補正用容量電極からそれぞれ外方に突出してフェライト板上に設けられた伝送線路と、中心電極上に設けられた磁石と、を備え、3つの補正用容量電極のそれぞれは、伝送線路よりも幅の広い矩形部分を含み、かつ、3つの補正用容量電極のうち少なくとも1つは、中心電極に向けて弧状に広がる弧状部分をさらに含む非可逆回路素子とする。この場合には、中心電極の寸法を大きくせずに、中心周波数を低くすることができる。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems. As the means, the non-reciprocal circuit device of the present invention includes a ferrite plate, a circular center electrode provided on the ferrite plate, and three correction electrodes provided on the ferrite plate protruding outward from the center electrode. Each of the three correction capacitance electrodes includes a capacitance electrode, a transmission line that protrudes outward from each of the three correction capacitance electrodes, and is provided on the ferrite plate, and a magnet that is provided on the center electrode. The non-reciprocal circuit element includes a rectangular portion that is wider than the transmission line, and at least one of the three correction capacitor electrodes further includes an arc-shaped portion that extends in an arc shape toward the center electrode. In this case, the center frequency can be lowered without increasing the size of the center electrode.

矩形部分と中心電極との境界は、中心電極の外形をなす円周上の円弧からなり、円弧の両端を矩形部分と中心電極との接続点と規定したとき、3つの矩形部分と中心電極との境界に位置する6つの接続点のうち、少なくとも1つの接続点に弧状部分が付加され、弧状部分における補正用容量電極の外形は、その弧状部分が付加された接続点の方向に凹んだ弧とされることも好ましい。   The boundary between the rectangular portion and the center electrode is formed by a circular arc on the circumference of the outer shape of the central electrode. When both ends of the circular arc are defined as connection points between the rectangular portion and the central electrode, the three rectangular portions and the central electrode An arc-shaped portion is added to at least one of the six connection points located at the boundary, and the outer shape of the correction capacitor electrode in the arc-shaped portion is an arc recessed in the direction of the connection point to which the arc-shaped portion is added. It is also preferable that

6つの接続点のうち、少なくとも、隣り合う2つの補正用容量電極に含まれる2つの矩形部分の間に位置する2つの接続点に、それぞれ弧状部分が付加されることも好ましい。この場合には、これらの部分を通過する信号の中心周波数を低周波側に移動させることができる。   Of the six connection points, it is also preferable that arc-shaped portions are respectively added to at least two connection points located between two rectangular portions included in two adjacent correction capacitor electrodes. In this case, the center frequency of the signal passing through these portions can be moved to the low frequency side.

また、6つの接続点のうち、少なくとも、1つの補正用容量電極に含まれる1つの矩形部分の両側に位置する2つの接続点に、それぞれ弧状部分が付加されることも好ましい。この場合には、補正用容量電極の矩形部分の両側に弧状部分を付加したポートの共振モードの周波数を低周波側に移動させることができる。   It is also preferable that arc-shaped portions are added to at least two connection points located on both sides of one rectangular portion included in one correction capacitor electrode among the six connection points. In this case, the frequency of the resonance mode of the port in which the arc-shaped portion is added to both sides of the rectangular portion of the correction capacitor electrode can be moved to the low frequency side.

また、6つの接続点の全てに弧状部分が付加されることも好ましい。この場合には、中心電極の寸法を大きくしなくても、非可逆回路素子の中心周波数(動作周波数)を低周波側に移動させることができる。なお、中心電極の寸法を大きくし、かつ、6つの接続点の全てに弧状部分を付加すれば、非可逆回路素子の中心周波数をより低周波側に移動させることができる。   It is also preferred that arcuate portions are added to all six connection points. In this case, the center frequency (operating frequency) of the non-reciprocal circuit element can be moved to the low frequency side without increasing the size of the center electrode. In addition, if the dimension of a center electrode is enlarged and an arc-shaped part is added to all six connection points, the center frequency of a nonreciprocal circuit element can be moved to the lower frequency side.

また、弧状部分における補正用容量電極の外形が円弧であり、その円弧の曲率半径が中心電極の直径以下の大きさであることも好ましい。この場合には、中心電極と補正用容量電極との間のインピーダンスの不整合を抑制することができる。   It is also preferable that the outer shape of the correcting capacitor electrode in the arc-shaped portion is an arc, and the radius of curvature of the arc is not larger than the diameter of the center electrode. In this case, impedance mismatch between the center electrode and the correction capacitor electrode can be suppressed.

また、フェライト板の下に、板状の下ヨークを備えることも好ましい。この場合には、磁石が発生させた直流磁界を効率的にフェライト板に印加させることができる。   It is also preferable to provide a plate-like lower yoke under the ferrite plate. In this case, the DC magnetic field generated by the magnet can be efficiently applied to the ferrite plate.

また、フェライト板の上に、少なくとも中心電極と磁石とを覆う上ヨークを備えることも好ましい。この場合には、磁石が発生させた直流磁界を効率的にフェライト板に印加させることができる。   It is also preferable to provide an upper yoke that covers at least the center electrode and the magnet on the ferrite plate. In this case, the DC magnetic field generated by the magnet can be efficiently applied to the ferrite plate.

また、本発明の非可逆回路素子と、パワーアンプとを使って、高周波フロントエンド回路モジュールを作製することができる。   In addition, a high-frequency front-end circuit module can be manufactured using the nonreciprocal circuit device of the present invention and a power amplifier.

本発明の非可逆回路素子は、中心電極の寸法を大きくしなくても、中心周波数を低くすることが可能である。   The nonreciprocal circuit device of the present invention can reduce the center frequency without increasing the size of the center electrode.

第1実施形態にかかる非可逆回路素子の斜視図である。It is a perspective view of the nonreciprocal circuit device according to the first embodiment. 第1実施形態にかかる非可逆回路素子の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the nonreciprocal circuit device according to the first embodiment. 図3(A)、(B)は、それぞれ、第1実施形態にかかる非可逆回路素子の要部平面図である。FIGS. 3A and 3B are plan views of main parts of the non-reciprocal circuit device according to the first embodiment, respectively. 図4(A)は、第1実施形態にかかる非可逆回路素子のS11特性を示すグラフである。図4(B)は、同非可逆回路素子のS22特性を示すグラフである。図4(C)は、同非可逆回路素子のS33特性を示すグラフである。FIG. 4A is a graph showing the S11 characteristic of the nonreciprocal circuit device according to the first embodiment. FIG. 4B is a graph showing the S22 characteristic of the non-reciprocal circuit device. FIG. 4C is a graph showing the S33 characteristic of the non-reciprocal circuit device. 図5(A)は、第1実施形態にかかる非可逆回路素子のS31特性を示すグラフである。図5(B)は、同非可逆回路素子のS23特性を示すグラフである。FIG. 5A is a graph showing the S31 characteristic of the non-reciprocal circuit device according to the first embodiment. FIG. 5B is a graph showing the S23 characteristic of the non-reciprocal circuit device. 第2実施形態にかかる非可逆回路素子の要部平面図である。It is a principal part top view of the nonreciprocal circuit device concerning 2nd Embodiment. 図7(A)は、第2実施形態にかかる非可逆回路素子のS11特性を示すグラフである。図7(B)は、同非可逆回路素子のS22特性を示すグラフである。図7(C)は、同非可逆回路素子のS33特性を示すグラフである。FIG. 7A is a graph showing the S11 characteristic of the nonreciprocal circuit device according to the second embodiment. FIG. 7B is a graph showing S22 characteristics of the non-reciprocal circuit device. FIG. 7C is a graph showing the S33 characteristic of the non-reciprocal circuit device. 図8(A)は、第2実施形態にかかる非可逆回路素子のS31特性を示すグラフである。図8(B)は、同非可逆回路素子のS23特性を示すグラフである。FIG. 8A is a graph showing the S31 characteristics of the nonreciprocal circuit device according to the second embodiment. FIG. 8B is a graph showing the S23 characteristic of the non-reciprocal circuit device. 図9(A)は、第2実施形態にかかる非可逆回路素子のS13特性を示すグラフである。図9(B)は、同非可逆回路素子のS32特性を示すグラフである。FIG. 9A is a graph showing S13 characteristics of the non-reciprocal circuit device according to the second embodiment. FIG. 9B is a graph showing the S32 characteristic of the non-reciprocal circuit device. 中心電極の直径φと、補正用容量電極の弧状部分の円弧の曲率半径Rと、非可逆回路素子の中心周波数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the diameter (phi) of a center electrode, the curvature radius R of the circular arc of the arc-shaped part of the capacity | capacitance electrode for correction | amendment, and the center frequency of a nonreciprocal circuit element. 3つの非可逆回路素子のS31特性を比較したグラフである。It is the graph which compared the S31 characteristic of three nonreciprocal circuit elements. 2つの非可逆回路素子のフェライト板の大きさを比較した図である。It is the figure which compared the magnitude | size of the ferrite plate of two nonreciprocal circuit elements. 図13(A)は、補正用容量電極の弧状部分の円弧の曲率半径Rを1.5mmにした非可逆回路素子のS11特性を示すグラフである。図13(B)は、同非可逆回路素子のS22特性を示すグラフである。図13(C)は、同非可逆回路素子のS33特性を示すグラフである。FIG. 13A is a graph showing the S11 characteristic of the nonreciprocal circuit device in which the radius of curvature R of the arc of the arcuate portion of the correction capacitor electrode is 1.5 mm. FIG. 13B is a graph showing the S22 characteristic of the non-reciprocal circuit device. FIG. 13C is a graph showing the S33 characteristic of the non-reciprocal circuit device. 図14(A)は、補正用容量電極の弧状部分の円弧の曲率半径Rを1.5mmにした非可逆回路素子のS31特性を示すグラフである。図14(B)は、同非可逆回路素子のS23特性を示すグラフである。FIG. 14A is a graph showing the S31 characteristic of the nonreciprocal circuit device in which the radius of curvature R of the arc of the arcuate portion of the correction capacitor electrode is 1.5 mm. FIG. 14B is a graph showing the S23 characteristic of the non-reciprocal circuit device. 図15(A)は、補正用容量電極の弧状部分の円弧の曲率半径Rを1.5mmにした非可逆回路素子のS13特性を示すグラフである。図15(B)は、同非可逆回路素子のS32特性を示すグラフである。FIG. 15A is a graph showing the S13 characteristic of the non-reciprocal circuit element in which the radius of curvature R of the arc of the arcuate portion of the correction capacitor electrode is 1.5 mm. FIG. 15B is a graph showing the S32 characteristic of the non-reciprocal circuit device. 第3実施形態にかかる非可逆回路素子の要部平面図である。It is a principal part top view of the nonreciprocal circuit device concerning 3rd Embodiment. 第4実施形態にかかる非可逆回路素子の要部平面図である。It is a principal part top view of the nonreciprocal circuit device concerning 4th Embodiment. 第5実施形態にかかる高周波フロントエンド回路モジュールの等価回路図である。It is an equivalent circuit schematic of the high frequency front end circuit module concerning a 5th embodiment. 図19(A)は、特許文献1に開示された非可逆回路素子の正面図である。図19(B)は、同非可逆回路素子の要部平面図である。FIG. 19A is a front view of the non-reciprocal circuit device disclosed in Patent Document 1. FIG. FIG. 19B is a plan view of the main part of the non-reciprocal circuit device.

以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

なお、各実施形態は、本発明の実施の形態を例示的に示したものであり、本発明が実施形態の内容に限定されることはない。また、異なる実施形態に記載された内容を組合せて実施することも可能であり、その場合の実施内容も本発明に含まれる。また、図面は、明細書の理解を助けるためのものであって、模式的に描画されている場合があり、描画された構成要素または構成要素間の寸法の比率が、明細書に記載されたそれらの寸法の比率と一致していない場合がある。また、明細書に記載されている構成要素が、図面において省略されている場合や、個数を省略して描画されている場合などがある。   Each embodiment shows an embodiment of the present invention exemplarily, and the present invention is not limited to the content of the embodiment. Moreover, it is also possible to implement combining the content described in different embodiment, and the implementation content in that case is also included in this invention. Further, the drawings are for helping the understanding of the specification, and may be schematically drawn, and the drawn components or the ratio of dimensions between the components are described in the specification. There are cases where the ratio of these dimensions does not match. In addition, the constituent elements described in the specification may be omitted in the drawings or may be drawn with the number omitted.

[第1実施形態]
(非可逆回路素子100の構造)
図1、図2、図3(A)、(B)に、第1実施形態にかかる非可逆回路素子100を示す。ただし、図1は、非可逆回路素子100の斜視図である。図2は、非可逆回路素子100の分解斜視図である。図3(A)、(B)は、それぞれ、非可逆回路素子100の要部平面図であり、フェライト板4の上側主面を示している。なお、図3(B)は、図3(A)の一部分を拡大して示している。
[First Embodiment]
(Structure of non-reciprocal circuit device 100)
1, 2, 3 </ b> A, and 3 </ b> B show a nonreciprocal circuit device 100 according to the first embodiment. However, FIG. 1 is a perspective view of the nonreciprocal circuit device 100. FIG. 2 is an exploded perspective view of the non-reciprocal circuit device 100. 3A and 3B are plan views of main parts of the nonreciprocal circuit device 100, respectively, showing the upper main surface of the ferrite plate 4. FIG. Note that FIG. 3B is an enlarged view of a portion of FIG.

本実施形態の非可逆回路素子100は、サーキュレータである。ただし、本発明の非可逆回路素子は、サーキュレータには限られず、アイソレータなどであっても良い。   The nonreciprocal circuit device 100 of the present embodiment is a circulator. However, the nonreciprocal circuit device of the present invention is not limited to a circulator, and may be an isolator or the like.

非可逆回路素子100は、下ヨーク1を備えている。下ヨーク1の材質は任意であるが、後述する磁石15が発生させる直流磁界の磁束を効率的に回流させるためには、Fe、Ni、Coなどの強磁性体であることが望ましい。本実施形態においては、下ヨーク1を、平面視が矩形の板状とした。なお、下ヨーク1は、単純な板状ではなく、垂直部などを備えたものであっても良い。   The nonreciprocal circuit device 100 includes a lower yoke 1. The material of the lower yoke 1 is arbitrary, but in order to efficiently circulate a magnetic flux of a DC magnetic field generated by a magnet 15 described later, a ferromagnetic material such as Fe, Ni, Co or the like is desirable. In the present embodiment, the lower yoke 1 has a plate shape that is rectangular in plan view. The lower yoke 1 is not a simple plate shape, and may be provided with a vertical portion or the like.

下ヨーク1の表面は、高周波電流が流れるため、挿入損失を低減させるために、Cu、Ag、Au、Ptなどの高導電率材料でメッキされていることが望ましい。   Since the high frequency current flows on the surface of the lower yoke 1, it is desirable that the surface of the lower yoke 1 be plated with a high conductivity material such as Cu, Ag, Au, or Pt in order to reduce insertion loss.

下ヨーク1の4つの辺のうち、3つの辺に、それぞれ切欠きが設けられ、それらの切欠きに、それぞれ絶縁体2が埋め込まれている。絶縁体2の材質は任意であるが、たとえば、樹脂を使用することができる。   Of the four sides of the lower yoke 1, three sides are each provided with a notch, and the insulator 2 is embedded in each of the notches. Although the material of the insulator 2 is arbitrary, for example, a resin can be used.

各絶縁体2に、それぞれ入出力端子3a、3b、3cが形成されている。本実施形態においては、入出力端子3a、3b、3cとして、CuやAgなどを主成分とする導電性樹脂を、絶縁体2に埋め込んだ。入出力端子3a、3b、3cは、絶縁体2を上下方向に貫通しており、絶縁体2の上面、側面、下面の3つの面において外部に露出している。なお、入出力端子3a、3b、3cの構造は任意であり、上記に代えて、たとえば、CuやAgなどの金属片を絶縁体2に埋め込んで、入出力端子としても良い。あるいは、絶縁体2の上面、側面、下面の3つの面にわたって、CuやAgなどの金属膜を形成して、入出力端子としても良い。   Each insulator 2 is provided with input / output terminals 3a, 3b and 3c, respectively. In the present embodiment, as the input / output terminals 3a, 3b, and 3c, conductive resin mainly composed of Cu, Ag, or the like is embedded in the insulator 2. The input / output terminals 3a, 3b, and 3c penetrate the insulator 2 in the vertical direction, and are exposed to the outside on three surfaces of the upper surface, the side surface, and the lower surface of the insulator 2. The structure of the input / output terminals 3a, 3b, and 3c is arbitrary, and instead of the above, for example, a metal piece such as Cu or Ag may be embedded in the insulator 2 to serve as the input / output terminal. Alternatively, a metal film such as Cu or Ag may be formed over the three surfaces of the upper surface, the side surface, and the lower surface of the insulator 2 to serve as an input / output terminal.

非可逆回路素子100において、入出力端子3aが第1ポートP1を、入出力端子3bが第2ポートP2を、入出力端子3cが第3ポートP3を、それぞれ構成している。   In the nonreciprocal circuit device 100, the input / output terminal 3a constitutes the first port P1, the input / output terminal 3b constitutes the second port P2, and the input / output terminal 3c constitutes the third port P3.

非可逆回路素子100は、フェライト板4を備えている。フェライト板4の組成は任意であるが、たとえば、NiZn系、MnZn系、YIG系、CVG系のフェライト等を使用することができる。本実施形態においては、フェライト板4を、平面視が矩形の板状とした。ただし、フェライト板4の形状は任意である。   The nonreciprocal circuit element 100 includes a ferrite plate 4. The composition of the ferrite plate 4 is arbitrary, but, for example, NiZn-based, MnZn-based, YIG-based, CVG-based ferrite, and the like can be used. In the present embodiment, the ferrite plate 4 has a rectangular plate shape in plan view. However, the shape of the ferrite plate 4 is arbitrary.

フェライト板4の上側主面と下側主面とを貫通して、6つのスルーホール導体5a、5b、5c、5d、5e、5fが形成されている。スルーホール導体5a〜5fの材質は任意であるが、たとえば、CuやAgなどを使用することができる。   Six through-hole conductors 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, and 5f are formed through the upper main surface and the lower main surface of the ferrite plate 4. Although the material of the through-hole conductors 5a to 5f is arbitrary, for example, Cu, Ag, or the like can be used.

フェライト板4の下側主面に、3つの信号電極6a、6b、6cが形成されている。信号電極6aは、入出力端子3aに対応する位置に形成されて、スルーホール導体5aに電気的に接続されている。信号電極6bは、入出力端子3bに対応する位置に形成されて、スルーホール導体5bに電気的に接続されている。信号電極6cは、入出力端子3cに対応する位置に形成されて、スルーホール導体5cに電気的に接続されている。   Three signal electrodes 6 a, 6 b, 6 c are formed on the lower main surface of the ferrite plate 4. The signal electrode 6a is formed at a position corresponding to the input / output terminal 3a and is electrically connected to the through-hole conductor 5a. The signal electrode 6b is formed at a position corresponding to the input / output terminal 3b and is electrically connected to the through-hole conductor 5b. The signal electrode 6c is formed at a position corresponding to the input / output terminal 3c and is electrically connected to the through-hole conductor 5c.

また、フェライト板4の下側主面には、信号電極6a、6b、6cと間隔を開けて、グランド導体7が形成されている。グランド導体7が、スルーホール導体5d、5e、5fと電気的に接続されている。   A ground conductor 7 is formed on the lower main surface of the ferrite plate 4 at intervals from the signal electrodes 6a, 6b, 6c. The ground conductor 7 is electrically connected to the through-hole conductors 5d, 5e, and 5f.

信号電極6a、6b、6c、グランド導体7の材質は、それぞれ任意であるが、たとえば、CuやAgなどを使用することができる。   The signal electrodes 6a, 6b, 6c and the ground conductor 7 can be made of any material. For example, Cu or Ag can be used.

フェライト板4の上側主面に、中心電極8が形成されている。本実施形態においては、中心電極8を、平面視において、直径φが1.5mmの円形形状にした。   A central electrode 8 is formed on the upper main surface of the ferrite plate 4. In the present embodiment, the center electrode 8 has a circular shape with a diameter φ of 1.5 mm in plan view.

また、フェライト板4の上側主面には、中心電極8から外方に突出して、3つの補正用容量電極9、10、11が形成されている。補正用容量電極9は、矩形状の矩形部分9Aと、矩形部分9Aの両側に設けられた中心電極8に向けて弧状に広がる弧状部分9B、9Cとで構成されている。補正用容量電極10は、矩形状の矩形部分10Aのみで構成されている。補正用容量電極11は、矩形状の矩形部分11Aのみで構成されている。なお、弧状部分9B、9Cの詳しい形成位置などについては、後述する。   Further, on the upper main surface of the ferrite plate 4, three correction capacitance electrodes 9, 10, 11 are formed so as to protrude outward from the center electrode 8. The correction capacitor electrode 9 is composed of a rectangular portion 9A having a rectangular shape and arc-shaped portions 9B and 9C that extend in an arc shape toward the center electrode 8 provided on both sides of the rectangular portion 9A. The correcting capacitance electrode 10 is composed of only a rectangular portion 10A having a rectangular shape. The correcting capacitance electrode 11 is composed of only a rectangular portion 11A having a rectangular shape. The detailed formation positions of the arcuate portions 9B and 9C will be described later.

補正用容量電極9は、中心電極8と、後述する伝送線路12とのインピーダンスの整合をはかるために設けられている。同様に、補正用容量電極10は、中心電極8と、後述する伝送線路13とのインピーダンスの整合をはかるために設けられている。補正用容量電極11は、中心電極8と、後述する伝送線路14とのインピーダンスの整合をはかるために設けられている。   The correcting capacitance electrode 9 is provided in order to match the impedance between the center electrode 8 and a transmission line 12 described later. Similarly, the correcting capacitance electrode 10 is provided to match the impedance between the center electrode 8 and a transmission line 13 described later. The correcting capacitance electrode 11 is provided to match the impedance between the center electrode 8 and a transmission line 14 described later.

図3(A)、(B)に、それぞれ、フェライト板4を示す。フェライト板4の上側主面には、上述のとおり、中心電極8、補正用容量電極9、10、11が形成されている。中心電極8は、平面視において円形である。   FIGS. 3A and 3B show the ferrite plate 4 respectively. As described above, the center electrode 8 and the correction capacitance electrodes 9, 10, 11 are formed on the upper main surface of the ferrite plate 4. The center electrode 8 is circular in plan view.

中心電極8と補正用容量電極9の矩形部分9Aとは、図に破線で示す境界Xで接している。境界Xは、中心電極8の外形をなす円周上の円弧からなる。境界Xの補正用容量電極11側の端を接続点A、補正用容量電極10側の端を接続点Bと定義する。   The center electrode 8 and the rectangular portion 9A of the correction capacitor electrode 9 are in contact with each other at a boundary X indicated by a broken line in the drawing. The boundary X is a circular arc on the circumference that forms the outer shape of the center electrode 8. An end on the correction capacitor electrode 11 side of the boundary X is defined as a connection point A, and an end on the correction capacitor electrode 10 side is defined as a connection point B.

中心電極8と補正用容量電極10の矩形部分10Aとは、図に破線で示す境界Yで接している。境界Yは、中心電極8の外形をなす円周上の円弧からなる。境界Yの補正用容量電極9側の端を接続点C、補正用容量電極11側の端を接続点Dと定義する。   The center electrode 8 and the rectangular portion 10A of the correction capacitor electrode 10 are in contact with each other at a boundary Y indicated by a broken line in the drawing. The boundary Y is a circular arc on the circumference that forms the outer shape of the center electrode 8. An end on the correction capacitor electrode 9 side of the boundary Y is defined as a connection point C, and an end on the correction capacitor electrode 11 side is defined as a connection point D.

中心電極8と補正用容量電極11の矩形部分11Aとは、図に破線で示す境界Zで接している。境界Zは、中心電極8の外形をなす円周上の円弧からなる。境界Zの補正用容量電極10側の端を接続点E、補正用容量電極9側の端を接続点Fと定義する。   The center electrode 8 and the rectangular portion 11A of the correction capacitor electrode 11 are in contact with each other at a boundary Z indicated by a broken line in the drawing. The boundary Z is a circular arc on the circumference that forms the outer shape of the center electrode 8. The end on the correction capacitor electrode 10 side of the boundary Z is defined as a connection point E, and the end on the correction capacitor electrode 9 side is defined as a connection point F.

中心電極8と補正用容量電極9、10、11の矩形部分9A、10A、11Aとの境界X、Y、Zには、6つの接続点A、B、C、D、E、Fが存在することになる。本実施形態にかかる非可逆回路素子100においては、これらの接続点のうち、接続点Aに弧状部分9Bが形成され、接続点Bに弧状部分9Cが形成されている。すなわち、補正用容量電極9の矩形部分9Aの両側の接続点A、Bに、弧状部分9B、9Cが形成されている。弧状部分9B、9Cは、非可逆回路素子100の中心周波数を低くするために形成されている。なお、図3(A)、(B)においては、弧状部分9B、9Cを着色して示している。   There are six connection points A, B, C, D, E, and F at boundaries X, Y, and Z between the center electrode 8 and the rectangular portions 9A, 10A, and 11A of the correction capacitor electrodes 9, 10, and 11, respectively. It will be. In the nonreciprocal circuit device 100 according to the present embodiment, among these connection points, an arc-shaped portion 9B is formed at the connection point A, and an arc-shaped portion 9C is formed at the connection point B. That is, arc-shaped portions 9B and 9C are formed at connection points A and B on both sides of the rectangular portion 9A of the correcting capacitance electrode 9. The arc-shaped portions 9B and 9C are formed to lower the center frequency of the nonreciprocal circuit device 100. 3A and 3B, the arc-shaped portions 9B and 9C are colored.

弧状部分9Bの外周は、中心電極8との境界9Bと、矩形部分9Aとの境界9Bと、弧9Bとを繋いだものからなる。境界9Bは中心電極8の外形をなす円周上の円弧である。境界9Bは直線である。弧9Bは、一方の端部が中心電極8と接し、他方の端部が矩形部分9Aと接し、かつ、接続点Aの方向に凹んでいる。本実施形態にかかる非可逆回路素子100においては、弧9Bを、曲率半径Rが0.6mmの円弧とした。 The outer periphery of the arc-shaped portion 9B is formed by connecting the boundary 9B X with the center electrode 8, the boundary 9B Y with the rectangular portion 9A, and the arc 9B Z. The boundary 9B X is a circular arc on the circumference forming the outer shape of the center electrode 8. The boundary 9B Y is a straight line. Arc 9B Z has one end in contact with the central electrode 8 and the other end is in contact with the rectangular portion 9A, and is recessed in the direction of the connection point A. In such non-reciprocal circuit element 100 in the present embodiment, the arc 9B Z, the radius of curvature R S is an arc of 0.6 mm.

弧状部分9Cの外周は、中心電極8との境界9Cと、矩形部分9Aとの境界9Cと、弧9Cとを繋いだものからなる。境界9Cは中心電極8の外形をなす円周上の円弧である。境界9Cは直線である。弧9Cは、一方の端部が中心電極8と接し、他方の端部が矩形部分9Aと接し、かつ、接続点Bの方向に凹んでいる。本実施形態にかかる非可逆回路素子100においては、弧9Cを、曲率半径Rが0.6mmの円弧とした。 The outer periphery of the arc-shaped portion 9C is formed by connecting the boundary 9C X with the center electrode 8, the boundary 9C Y with the rectangular portion 9A, and the arc 9C Z. The boundary 9 </ b> C X is a circular arc on the circumference forming the outer shape of the center electrode 8. Boundary 9C Y is a straight line. Arc 9C Z has one end in contact with the central electrode 8 and the other end is in contact with the rectangular portion 9A, and is recessed in the direction of the connection point B. In such non-reciprocal circuit element 100 in the present embodiment, the arc 9C Z, the radius of curvature R T is an arc of 0.6 mm.

なお、曲率半径R、Rは、それぞれ、中心電極8の直径以下の大きさであることが好ましい。具体的には、本実施形態においては中心電極8の直径が1.5mmであるため、曲率半径R、Rは、それぞれ、1.5mm以下であることが好ましい。曲率半径R、Rが中心電極8の直径よりも大きくなると、中心電極8と補正用容量電極9とのインピーダンスに不整合が発生し、比帯域が狭くなってしまう虞があるからである。 The radii of curvature R S and R T are preferably smaller than the diameter of the center electrode 8. Specifically, in this embodiment, since the diameter of the center electrode 8 is 1.5 mm, the curvature radii R S and R T are preferably 1.5 mm or less, respectively. This is because if the curvature radii R S and R T are larger than the diameter of the center electrode 8, the impedance between the center electrode 8 and the correction capacitor electrode 9 may be mismatched, and the ratio band may be narrowed. .

また、フェライト板4の上側主面には、補正用容量電極9から外方に突出して伝送線路12が、補正用容量電極10から外方に突出して伝送線路13が、補正用容量電極11から外方に突出して伝送線路14が、それぞれ形成されている。伝送線路12、13、14は、それぞれ、所定の幅および長さを備えている。ただし、伝送線路12、13、14の幅は、それぞれ、補正用容量電極9、10、11(矩形部分9A、10A、11A)の幅よりも狭い。   Further, on the upper main surface of the ferrite plate 4, the transmission line 12 protrudes outward from the correction capacitance electrode 9, and the transmission line 13 protrudes outward from the correction capacitance electrode 10, from the correction capacitance electrode 11. A transmission line 14 is formed to protrude outward. Each of the transmission lines 12, 13, and 14 has a predetermined width and length. However, the widths of the transmission lines 12, 13, and 14 are narrower than the widths of the correction capacitance electrodes 9, 10, and 11 (rectangular portions 9A, 10A, and 11A), respectively.

伝送線路12の先端が、スルーホール導体5aに電気的に接続されている。同様に、伝送線路13の先端が、スルーホール導体5bに電気的に接続されている。伝送線路14の先端が、スルーホール導体5cに電気的に接続されている。   The tip of the transmission line 12 is electrically connected to the through-hole conductor 5a. Similarly, the tip of the transmission line 13 is electrically connected to the through-hole conductor 5b. The tip of the transmission line 14 is electrically connected to the through-hole conductor 5c.

中心電極8、補正用容量電極9、10、11、伝送線路12、13、14の材質は、それぞれ任意であるが、たとえば、CuやAgなどを使用することができる。   The material of the center electrode 8, the correction capacitor electrodes 9, 10, 11 and the transmission lines 12, 13, and 14 is arbitrary, but, for example, Cu or Ag can be used.

フェライト板4は、下ヨーク1の上側主面上に配置されている。そして、入出力端子3aと信号電極6aとが、入出力端子3bと信号電極6bとが、入出力端子3cと信号電極6cとが、それぞれ電気的に接続されている。また、下ヨーク1とグランド導体7とが電気的に接続されている。   The ferrite plate 4 is disposed on the upper main surface of the lower yoke 1. The input / output terminal 3a and the signal electrode 6a are electrically connected to each other, and the input / output terminal 3b and the signal electrode 6b are electrically connected to each other. Further, the lower yoke 1 and the ground conductor 7 are electrically connected.

この結果、伝送線路12の先端が、スルーホール導体5a、信号電極6aを経由して、入出力端子3a(第1ポートP1)と電気的に接続されている。同様に、伝送線路13の先端が、スルーホール導体5b、信号電極6bを経由して、入出力端子3b(第2ポートP2)と電気的に接続されている。伝送線路14の先端が、スルーホール導体5c、信号電極6cを経由して、入出力端子3c(第3ポートP3)と電気的に接続されている。   As a result, the tip of the transmission line 12 is electrically connected to the input / output terminal 3a (first port P1) via the through-hole conductor 5a and the signal electrode 6a. Similarly, the end of the transmission line 13 is electrically connected to the input / output terminal 3b (second port P2) via the through-hole conductor 5b and the signal electrode 6b. The tip of the transmission line 14 is electrically connected to the input / output terminal 3c (third port P3) via the through-hole conductor 5c and the signal electrode 6c.

非可逆回路素子100は、中心電極8上に、磁石15が配置されている。磁石15の材質は任意であるが、たとえば、ストロンチウム系、バリウム系、ランタン系のフェライト磁石、サマリウムコバルト系、ネオジム系の希土類磁石などを使用することができる。本実施形態においては、磁石15を、四角柱とした。ただし、磁石15の形状は任意であり、四角柱に代えて、円柱、楕円柱、四角柱以外の多角柱などの形状であっても良い。   In the nonreciprocal circuit device 100, the magnet 15 is disposed on the center electrode 8. Although the material of the magnet 15 is arbitrary, for example, strontium-based, barium-based, lanthanum-based ferrite magnets, samarium cobalt-based, neodymium-based rare earth magnets, and the like can be used. In the present embodiment, the magnet 15 is a quadrangular prism. However, the shape of the magnet 15 is arbitrary, and may be a shape such as a cylinder, an elliptical column, or a polygonal column other than the quadrangular column instead of the quadrangular column.

非可逆回路素子100は、上ヨーク16を備えている。上ヨーク16の材質は任意であるが、磁石15が発生させる直流磁界の磁束を効率的に回流させるためには、Fe、Ni、Coなどの強磁性体であることが望ましい。   The nonreciprocal circuit device 100 includes an upper yoke 16. The material of the upper yoke 16 is arbitrary, but in order to efficiently circulate the magnetic flux of the DC magnetic field generated by the magnet 15, it is desirable to use a ferromagnetic material such as Fe, Ni, or Co.

上ヨーク16の表面は、高周波電流が流れるため、挿入損失を低減させるために、Cu、Ag、Au、Ptなどの高導電率材料でメッキされていることが望ましい。   Since the high-frequency current flows on the surface of the upper yoke 16, it is desirable that the surface of the upper yoke 16 be plated with a high conductivity material such as Cu, Ag, Au, or Pt in order to reduce insertion loss.

本実施形態の上ヨーク16は、平面視が矩形で板状の天面部16aと、天面部16aに対して垂直な板状の2つの垂直部16b、16cとを備えている。また、垂直部16bには、伝送線路12との接触を避けるために切欠き16bxが形成され、垂直部16cには、伝送線路14との接触を避けるために切欠き16cxが形成されている。ただし、上ヨーク16の形状は任意であり、種々の変更を加えることができる。   The upper yoke 16 of the present embodiment includes a plate-like top surface portion 16a that is rectangular in plan view, and two plate-shaped vertical portions 16b and 16c that are perpendicular to the top surface portion 16a. Further, the vertical portion 16b is formed with a notch 16bx to avoid contact with the transmission line 12, and the vertical portion 16c is formed with a notch 16cx to avoid contact with the transmission line 14. However, the shape of the upper yoke 16 is arbitrary, and various changes can be made.

上ヨーク16は、中心電極8、補正用容量電極9、10、11、伝送線路12、13、14、磁石15を覆って、フェライト板4の上側主面上に配置されている。そして、垂直部16bとスルーホール導体5dとが、垂直部16cとスルーホール導体5eとが、それぞれ電気的に接続されている。ただし、垂直部16bとスルーホール導体5dとの電気的接続や、垂直部16cとスルーホール導体5eとの電気的接続は必須ではなく、省略することも可能である。   The upper yoke 16 covers the center electrode 8, the correction capacitor electrodes 9, 10, 11, the transmission lines 12, 13, 14 and the magnet 15, and is disposed on the upper main surface of the ferrite plate 4. The vertical portion 16b and the through-hole conductor 5d are electrically connected to each other, and the vertical portion 16c and the through-hole conductor 5e are electrically connected to each other. However, the electrical connection between the vertical portion 16b and the through-hole conductor 5d and the electrical connection between the vertical portion 16c and the through-hole conductor 5e are not essential and may be omitted.

非可逆回路素子100は、磁石15が発生させた直流磁界の磁束が、下ヨーク1および上ヨーク16を回流してフェライト板4に印加されることによって、非可逆回路素子(サーキュレータ)として機能する。   The nonreciprocal circuit element 100 functions as a nonreciprocal circuit element (circulator) by applying a magnetic flux of a DC magnetic field generated by the magnet 15 to the ferrite plate 4 through the lower yoke 1 and the upper yoke 16. .

具体的には、非可逆回路素子100は、入出力端子3a(第1ポートP1)に入力された信号が入出力端子3c(第3ポートP3)から出力され、入出力端子3c(第3ポートP3)に入力された信号が入出力端子3b(第2ポートP2)から出力され、入出力端子3b(第2ポートP2)に入力された信号が入出力端子3a(第1ポートP1)から出力され、これらと逆の方向には信号は流れない。   Specifically, in the nonreciprocal circuit element 100, a signal input to the input / output terminal 3a (first port P1) is output from the input / output terminal 3c (third port P3), and the input / output terminal 3c (third port). The signal input to P3) is output from the input / output terminal 3b (second port P2), and the signal input to the input / output terminal 3b (second port P2) is output from the input / output terminal 3a (first port P1). Thus, no signal flows in the opposite direction.

(非可逆回路素子100の製造方法)
以上の構造を有する第1実施形態にかかる非可逆回路素子100は、従来から非可逆回路素子の製造において一般的に用いられている製造方法によって製造することができる。
(Manufacturing method of non-reciprocal circuit device 100)
The nonreciprocal circuit device 100 according to the first embodiment having the above-described structure can be manufactured by a manufacturing method that has been conventionally used in manufacturing nonreciprocal circuit devices.

(非可逆回路素子100の特性)
非可逆回路素子100のS11特性を図4(A)に、S22特性を図4(B)に、S33特性を図4(C)に、それぞれ示す。また、非可逆回路素子100のS31特性を図5(A)に、S23特性を図5(B)に、それぞれ示す。各図には、比較のために、非可逆回路素子100の補正用容量電極9に弧状部分9B、9Cを形成しなかった場合の各特性を比較例として示している。
(Characteristics of non-reciprocal circuit device 100)
The S11 characteristic of the nonreciprocal circuit device 100 is shown in FIG. 4A, the S22 characteristic is shown in FIG. 4B, and the S33 characteristic is shown in FIG. 4C. Further, FIG. 5A shows the S31 characteristic of the non-reciprocal circuit device 100, and FIG. 5B shows the S23 characteristic thereof. In each figure, for comparison, each characteristic when the arc-shaped portions 9B and 9C are not formed in the correction capacitor electrode 9 of the non-reciprocal circuit element 100 is shown as a comparative example.

ここで、S11特性、S22特性およびS33特性は、各入出力端子における反射特性である。具体的には、S11特性、S22特性およびS33特性は、それぞれ、入出力端子3a(第1ポートP1)、入出力端子3b(第2ポートP2)および入出力端子3c(第3ポートP3)におけるリターンロスの周波数特性である。また、S31特性及びS23特性は、入出力端子間における通過特性である。具体的には、S31特性およびS23特性は、それぞれ、入出力端子3a(第1ポートP1)から入出力端子3c(第3ポートP3)へのインサーションロス、および、入出力端子3c(第3ポートP3)から入出力端子3b(第2ポートP2)へのインサーションロスの周波数特性である。   Here, the S11 characteristic, the S22 characteristic, and the S33 characteristic are reflection characteristics at each input / output terminal. Specifically, the S11 characteristic, the S22 characteristic, and the S33 characteristic are respectively at the input / output terminal 3a (first port P1), the input / output terminal 3b (second port P2), and the input / output terminal 3c (third port P3). This is the frequency characteristic of return loss. The S31 characteristic and the S23 characteristic are pass characteristics between the input / output terminals. Specifically, the S31 characteristic and the S23 characteristic are respectively the insertion loss from the input / output terminal 3a (first port P1) to the input / output terminal 3c (third port P3), and the input / output terminal 3c (third This is a frequency characteristic of insertion loss from the port P3) to the input / output terminal 3b (second port P2).

図4(A)〜(C)のS11特性、S22特性、S33特性を比較して分かるように、非可逆回路素子100は、補正用容量電極9に弧状部分9B、9Cを形成した第1ポートP1のみ、共振モードの周波数が低周波側に移動している。補正用容量電極に弧状部分を形成しなかった第2ポートP2、第3ポートP3は、いずれも、共振モードの周波数が移動していない。また、第1ポートP1のS11のみ、リターンロスが低減している。   4A to 4C, the nonreciprocal circuit device 100 includes a first port in which arc-shaped portions 9B and 9C are formed in the correction capacitor electrode 9, as can be seen by comparing the S11 characteristics, S22 characteristics, and S33 characteristics. Only in P1, the frequency of the resonance mode is shifted to the low frequency side. In both the second port P2 and the third port P3 in which the arc-shaped portion is not formed in the correction capacitor electrode, the resonance mode frequency does not move. Further, the return loss is reduced only in S11 of the first port P1.

そして、図5(A)から分かるように、非可逆回路素子100は、第1ポートP1の補正用容量電極9に弧状部分9B、9Cを形成したことによって、S31特性の中心周波数が低周波側に移動している。これに対し、図5(B)から分かるように、非可逆回路素子100では、S23特性の中心周波数は移動していない。   As can be seen from FIG. 5A, the nonreciprocal circuit element 100 has the arc-shaped portions 9B and 9C formed in the correction capacitive electrode 9 of the first port P1, so that the center frequency of the S31 characteristic is on the low frequency side. Has moved to. On the other hand, as can be seen from FIG. 5B, in the nonreciprocal circuit device 100, the center frequency of the S23 characteristic does not move.

このことから分かるように、本発明を使用すれば、非可逆回路素子の中心周波数をポートごとに個別調整することが可能になる。たとえば、本実施形態の非可逆回路素子100のように、S31特性の中心周波数を低周波側に移動させるが、S23特性の中心周波数は移動させないといった調整が可能になる。したがって、本発明の非可逆回路素子は、送信と受信の周波数帯が異なる周波数分割複信(FDD;Frequency Division Duplex)を使用した通信機器などにおいて、使用されることが期待される。   As can be seen from this, when the present invention is used, the center frequency of the nonreciprocal circuit element can be individually adjusted for each port. For example, as in the nonreciprocal circuit device 100 of the present embodiment, adjustment is possible in which the center frequency of the S31 characteristic is moved to the low frequency side, but the center frequency of the S23 characteristic is not moved. Therefore, the nonreciprocal circuit device of the present invention is expected to be used in communication equipment using frequency division duplex (FDD) with different frequency bands for transmission and reception.

[第2実施形態]
(非可逆回路素子200の構造)
図6に、第2実施形態にかかる非可逆回路素子200を示す。ただし、図6は、非可逆回路素子200の要部平面図であり、フェライト板4の上側主面を示している。
[Second Embodiment]
(Structure of non-reciprocal circuit device 200)
FIG. 6 shows a non-reciprocal circuit device 200 according to the second embodiment. However, FIG. 6 is a plan view of the main part of the non-reciprocal circuit element 200 and shows the upper main surface of the ferrite plate 4.

非可逆回路素子200は、第1実施形態にかかる非可逆回路素子100の構成に変更を加えた。具体的には、非可逆回路素子100では、中心電極8と補正用容量電極9、10、11の矩形部分9A、10A、11Aとの境界X、Y、Zにある6つの接続点のうち、第1ポートP1の接続点A、Bに、弧状部分9B、9Cを形成した。これに対し、非可逆回路素子200では、第1ポートP1〜第3ポートP3の6つの接続点A、B、C、D、E、Fの全てに、弧状部分9B、9C、10B、10C、11B、11Cを形成した。   The nonreciprocal circuit element 200 is a modification of the configuration of the nonreciprocal circuit element 100 according to the first embodiment. Specifically, in the non-reciprocal circuit device 100, among the six connection points at the boundaries X, Y, and Z between the center electrode 8 and the rectangular portions 9A, 10A, and 11A of the correction capacitive electrodes 9, 10, and 11, Arc-shaped portions 9B and 9C are formed at connection points A and B of the first port P1. On the other hand, in the nonreciprocal circuit element 200, the arc-shaped portions 9B, 9C, 10B, 10C, all of the six connection points A, B, C, D, E, and F of the first port P1 to the third port P3, 11B and 11C were formed.

具体的には、非可逆回路素子200では、第1ポートP1の接続点Aに弧状部分9Bを形成し、接続点Bに弧状部分9Cを形成した。また、非可逆回路素子200では、第2ポートP2の接続点Cに弧状部分10Bを形成し、接続点Dに弧状部分10Cを形成した。さらに、非可逆回路素子200では、第3ポートP3の接続点Eに弧状部分11Bを形成し、接続点Fに弧状部分11Cを形成した。   Specifically, in the nonreciprocal circuit element 200, the arc-shaped portion 9B is formed at the connection point A of the first port P1, and the arc-shaped portion 9C is formed at the connection point B. In the nonreciprocal circuit element 200, the arc-shaped portion 10B is formed at the connection point C of the second port P2, and the arc-shaped portion 10C is formed at the connection point D. Further, in the nonreciprocal circuit element 200, the arc-shaped portion 11B is formed at the connection point E of the third port P3, and the arc-shaped portion 11C is formed at the connection point F.

なお、弧状部分9B、9C、10B、10C、11B、11Cの外形は、それぞれ、中心電極8および矩形部分9A、10A、11Aのいずれとも接していない部分に、弧を有している。本実施形態においては、これらの弧を、それぞれ、曲率半径が0.6mmの円弧とした。   Note that the outer shapes of the arc-shaped portions 9B, 9C, 10B, 10C, 11B, and 11C have arcs at portions that are not in contact with the center electrode 8 and the rectangular portions 9A, 10A, and 11A, respectively. In the present embodiment, these arcs are arcs having a curvature radius of 0.6 mm.

非可逆回路素子200のその他の構造は、非可逆回路素子100と同じにした。したがって、中心電極8は、直径が1.5mmの円形形状である。   The other structure of the nonreciprocal circuit device 200 is the same as that of the nonreciprocal circuit device 100. Therefore, the center electrode 8 has a circular shape with a diameter of 1.5 mm.

(非可逆回路素子200の特性)
非可逆回路素子200のS11特性を図7(A)に、S22特性を図7(B)に、S33特性を図7(C)に、それぞれ示す。また、非可逆回路素子200のS31特性を図8(A)に、S23特性を図8(B)に、それぞれ示す。さらに、非可逆回路素子200のS13特性を図9(A)に、S32特性を図9(B)に、それぞれ示す。各図には、比較のために、弧状部分9B、9C、10B、10C、11B、11Cを形成しなかった場合の各特性を比較例として示している。
(Characteristics of non-reciprocal circuit element 200)
FIG. 7A shows the S11 characteristic of the nonreciprocal circuit device 200, FIG. 7B shows the S22 characteristic, and FIG. 7C shows the S33 characteristic. The S31 characteristic of the nonreciprocal circuit element 200 is shown in FIG. 8A, and the S23 characteristic is shown in FIG. 8B. Further, the S13 characteristic of the non-reciprocal circuit element 200 is shown in FIG. 9A, and the S32 characteristic is shown in FIG. 9B. In each figure, for comparison, each characteristic when arc-shaped portions 9B, 9C, 10B, 10C, 11B, and 11C are not formed is shown as a comparative example.

図7(A)〜(C)のS11特性、S22特性、S33特性や、図9(A)、(B)のS13特性、S32特性から分かるように、第1ポートP1〜第3ポートP3の全ての接続点A、B、C、D、E、Fに弧状部分9B、9C、10B、10C、11B、11Cを形成した非可逆回路素子200は、第1ポートP1〜第3ポートP3の全てにおいて、共振モードの周波数が低周波側に移動している。また、第1ポートP1のS11および第3ポートP3のS33において、リターンロスが低減している。   As can be seen from the S11, S22, and S33 characteristics of FIGS. 7A to 7C, and the S13 and S32 characteristics of FIGS. 9A and 9B, the first port P1 to the third port P3. The nonreciprocal circuit element 200 in which the arcuate portions 9B, 9C, 10B, 10C, 11B, and 11C are formed at all the connection points A, B, C, D, E, and F includes all of the first port P1 to the third port P3. The frequency of the resonance mode is shifted to the low frequency side. Further, the return loss is reduced in S11 of the first port P1 and S33 of the third port P3.

そして、図8(A)、(B)から分かるように、非可逆回路素子200においては、S31特性の中心周波数が低周波側に移動するとともに、S23特性の中心周波数も低周波側に移動している。また、図には示していないが、S12特性の中心周波数も低周波側に移動している。   8A and 8B, in the nonreciprocal circuit element 200, the center frequency of the S31 characteristic moves to the low frequency side, and the center frequency of the S23 characteristic also moves to the low frequency side. ing. Although not shown in the figure, the center frequency of the S12 characteristic is also moved to the low frequency side.

上述したとおり、従来の非可逆回路素子において、中心周波数を低くするためには、中心電極の寸法を大きくする必要があった。そのため、フェライト板の寸法が大きくなり、非可逆回路素子の寸法が平面方向に大きくなってしまうという問題があった。   As described above, in the conventional nonreciprocal circuit device, in order to reduce the center frequency, it is necessary to increase the size of the center electrode. For this reason, there is a problem that the size of the ferrite plate is increased, and the size of the nonreciprocal circuit element is increased in the planar direction.

これに対し、本発明の非可逆回路素子によれば、中心電極8の寸法を大きくしなくても、接続点A、B、C、D、E、Fに弧状部分9B、9C、10B、10C、11B、11Cを形成することによって、S31特性およびS23特性の中心周波数を低周波側に移動させることができる。すなわち、本発明の非可逆回路素子は、寸法を平面方向に大きくすることなく、中心周波数(動作周波数)を低くすることができる。   On the other hand, according to the nonreciprocal circuit device of the present invention, the arcuate portions 9B, 9C, 10B, 10C are connected to the connection points A, B, C, D, E, F without increasing the size of the center electrode 8. , 11B, and 11C, the center frequencies of the S31 characteristic and the S23 characteristic can be moved to the low frequency side. That is, the nonreciprocal circuit device of the present invention can reduce the center frequency (operating frequency) without increasing the dimension in the plane direction.

(実験)
非可逆回路素子200の構造において、中心電極8の直径φの大きさ、および、補正用容量電極9、10、11の弧状部分9B、9C、10B、10C、11B、11Cの弧(円弧)の曲率半径Rの大きさを変化させて、非可逆回路素子の中心周波数がどのように変化するかを調べた。なお、非可逆回路素子200は、S31特性の中心周波数とS23特性の中心周波数とS12特性の中心周波数が等しくなるように設計しているので、ここではS31特性の中心周波数を非可逆回路素子200の中心周波数とした。
(Experiment)
In the structure of the non-reciprocal circuit device 200, the diameter φ of the center electrode 8 and the arcs (arcs) of the arc-shaped portions 9B, 9C, 10B, 10C, 11B, and 11C of the correction capacitor electrodes 9, 10, and 11 are included. It was examined how the center frequency of the nonreciprocal circuit element changes by changing the radius of curvature R. Note that the nonreciprocal circuit element 200 is designed so that the center frequency of the S31 characteristic, the center frequency of the S23 characteristic, and the center frequency of the S12 characteristic are equal to each other. The center frequency of

まず、非可逆回路素子200の構造において、中心電極8の直径φを、1.4mm、1.5mm、1.6mmの3通りに変化させ、弧状部分9B、9C、10B、10C、11B、11Cの円弧の曲率半径Rを、0.0mm(弧状部分なし)、0.1mm、0.2mm、0.4mm、0.6mmの5通りに変化させ、合計15種類の非可逆回路素子を作製した。   First, in the structure of the non-reciprocal circuit element 200, the diameter φ of the center electrode 8 is changed in three ways: 1.4 mm, 1.5 mm, and 1.6 mm, and arc-shaped portions 9B, 9C, 10B, 10C, 11B, and 11C. A total of 15 types of nonreciprocal circuit elements were manufactured by changing the radius of curvature R of the arc of 5 in five ways: 0.0 mm (no arc portion), 0.1 mm, 0.2 mm, 0.4 mm, and 0.6 mm. .

次に、15種類の非可逆回路素子につき、それぞれ、中心周波数を測定した。表1に、各非可逆回路素子の中心周波数を示す。また、図10に、各非可逆回路素子の中心周波数をグラフにして示す。

Figure 2019134337
Next, the center frequency was measured for each of 15 types of nonreciprocal circuit elements. Table 1 shows the center frequency of each nonreciprocal circuit element. FIG. 10 is a graph showing the center frequency of each nonreciprocal circuit element.
Figure 2019134337

表1および図10からわかるように、中心電極の直径φを大きくすることによって、中心周波数を低くすることができる。しかし、中心電極の直径φを大きくする代わりに、弧状部分の円弧の曲率半径Rを大きくすることによっても、中心周波数を低くすることができる。   As can be seen from Table 1 and FIG. 10, the center frequency can be lowered by increasing the diameter φ of the center electrode. However, the center frequency can be lowered by increasing the radius of curvature R of the arc of the arc-shaped portion instead of increasing the diameter φ of the center electrode.

補正用容量電極に弧状部分を設けることによって、中心電極の直径φが小さい非可逆回路素子の中心周波数が、補正用容量電極に弧状部分を設けていない中心電極の直径φが大きい非可逆回路素子の中心周波数よりも、低くなる場合がある。たとえば、補正用容量電極に曲率半径Rが0.6mmの弧状部分を設けた中心電極の直径φが1.5mmの非可逆回路素子の中心周波数が26.60GHzであるのに対し、補正用容量電極に弧状部分を設けていない中心電極の直径φが1.6mmの非可逆回路素子の中心周波数は26.80GHzである。   A nonreciprocal circuit element in which the center frequency of the nonreciprocal circuit element having a small diameter φ of the center electrode is large and the diameter φ of the center electrode having no arcuate part in the correction capacitor electrode is large by providing the correction capacitive electrode with an arcuate portion. May be lower than the center frequency. For example, the center frequency of the nonreciprocal circuit element having a diameter φ of 1.5 mm of the center electrode provided with an arc-shaped portion having a curvature radius R of 0.6 mm on the correction capacitor electrode is 26.60 GHz, whereas the correction capacitor The center frequency of the non-reciprocal circuit element having a diameter φ of 1.6 mm of the center electrode in which no arc-shaped portion is provided on the electrode is 26.80 GHz.

図11に、補正用容量電極に弧状部分を設けていない中心電極の直径φが1.5mmの非可逆回路素子のS31特性と、補正用容量電極に弧状部分を設けていない中心電極の直径φが1.6mmの非可逆回路素子のS31特性と、補正用容量電極に曲率半径Rが0.6mmの弧状部分を設けた中心電極の直径φが1.5mmの非可逆回路素子のS31特性とを比較して示す。図11から分かるように、中心電極の直径φが1.5mmの非可逆回路素子は、補正用容量電極に曲率半径Rが0.6mmの弧状部分を設けることによって、S31特性の中心周波数が低周波側に移動し、補正用容量電極に弧状部分を設けていない中心電極の直径φが1.6mmの非可逆回路素子のS31特性と極めて近似したS31特性を備えている。この知見を利用すれば、補正用容量電極に弧状部分を設けることによって、中心電極(フェライト板;非可逆回路素子)の寸法を大きくすることなく、非可逆回路素子の中心周波数を低くすることが可能になる。   FIG. 11 shows the S31 characteristics of the non-reciprocal circuit element in which the correction electrode is not provided with an arcuate portion and the diameter φ of the center electrode in which the correction capacitor electrode is not provided with an arcuate portion. The S31 characteristic of the nonreciprocal circuit element having a diameter of 1.6 mm and the S31 characteristic of the nonreciprocal circuit element having a diameter φ of 1.5 mm of the center electrode in which the arcuate portion having the curvature radius R of 0.6 mm is provided on the correction capacitor electrode. Are shown in comparison. As can be seen from FIG. 11, the nonreciprocal circuit element having the diameter φ of the center electrode of 1.5 mm has a low center frequency of the S31 characteristic by providing an arc-shaped portion with a curvature radius R of 0.6 mm in the correction capacitor electrode. It has S31 characteristics that are very close to the S31 characteristics of the nonreciprocal circuit element having a diameter φ of 1.6 mm of the center electrode that moves to the frequency side and has no arcuate portion on the correction capacitor electrode. If this knowledge is used, the center frequency of the non-reciprocal circuit element can be lowered without increasing the size of the center electrode (ferrite plate; non-reciprocal circuit element) by providing an arc-shaped portion in the correction capacitor electrode. It becomes possible.

図12に、補正用容量電極に曲率半径Rが0.6mmの弧状部分を設けた中心電極の直径φが1.5mmの非可逆回路素子(中心周波数=26.60GHz)を実施例として、補正用容量電極に弧状部分を設けていない中心電極の直径φが1.6mmの非可逆回路素子(中心周波数=26.80GHz)を比較例として、両者のフェライト板の大きさをイメージとして示す。   FIG. 12 shows a correction using a non-reciprocal circuit element (center frequency = 26.60 GHz) having a diameter φ of 1.5 mm as a center electrode in which an arc-shaped portion having a radius of curvature R of 0.6 mm is provided on a correction capacitor electrode. As a comparative example, a nonreciprocal circuit element (center frequency = 26.80 GHz) having a diameter φ of 1.6 mm of a center electrode in which no arc-shaped portion is provided in the capacitor electrode for use is shown as an image of the size of both ferrite plates.

図12からわかるように、実施例の非可逆回路素子は、比較例の非可逆回路素子よりも低い中心周波数を有しているにもかかわらず、比較例の非可逆回路素子よりもフェライト板が小さくなっている。具体的には、図12にGで示す寸法分だけ、フェライト板の一辺の長さが小さくなっている。   As can be seen from FIG. 12, the non-reciprocal circuit element of the example has a lower center frequency than the non-reciprocal circuit element of the comparative example, but the ferrite plate is higher than the non-reciprocal circuit element of the comparative example. It is getting smaller. Specifically, the length of one side of the ferrite plate is reduced by the dimension indicated by G in FIG.

以上より、本発明の非可逆回路素子によれば、中心電極(フェライト板;非可逆回路素子)の寸法を大きくすることなく、非可逆回路素子の中心周波数を低くすることが可能である。   As described above, according to the nonreciprocal circuit device of the present invention, the center frequency of the nonreciprocal circuit device can be lowered without increasing the size of the center electrode (ferrite plate; nonreciprocal circuit device).

次に、中心電極の直径φに対する、補正用容量電極の弧状部分の円弧の曲率半径Rの適正値について検討する。   Next, an appropriate value of the radius of curvature R of the arc of the arcuate portion of the correction capacitor electrode with respect to the diameter φ of the center electrode will be examined.

上述したとおり、非可逆回路素子200において、中心周波数を低くするためには、補正用容量電極の弧状部分の円弧の曲率半径Rを大きくすれば良い。しかしながら、曲率半径Rを大きくし過ぎると、中心電極8と補正用容量電極9、10、11とのインピーダンスに不整合が生じ、比帯域が狭くなってしまう虞がある。   As described above, in the nonreciprocal circuit device 200, in order to lower the center frequency, the radius of curvature R of the arc of the arc-shaped portion of the correction capacitor electrode may be increased. However, if the radius of curvature R is excessively increased, the impedance between the center electrode 8 and the correction capacitor electrodes 9, 10, 11 may be mismatched, and the ratio band may be narrowed.

そこで、曲率半径Rの大きさがインピーダンスの不整合に与える影響を調べるために、補正用容量電極の弧状部分の円弧の曲率半径Rが大きい非可逆回路素子を作製し、その特性を測定した。具体的には、中心電極8の直径φが1.5mmで、補正用容量電極の弧状部分の円弧の曲率半径Rが1.5mmの非可逆回路素子を作製し、その特性を測定した。この非可逆回路素子は、中心電極の直径φと補正用容量電極の弧状部分の円弧の曲率半径Rとが等しい。   Therefore, in order to investigate the effect of the radius of curvature R on impedance mismatch, a nonreciprocal circuit device having a large radius of curvature R of the arc of the arcuate portion of the correcting capacitor electrode was fabricated and its characteristics were measured. Specifically, a non-reciprocal circuit device having a diameter φ of the center electrode 8 of 1.5 mm and a radius of curvature R of the arc of the correction capacitor electrode of 1.5 mm was manufactured, and its characteristics were measured. In this nonreciprocal circuit element, the diameter φ of the center electrode and the radius of curvature R of the arc of the arcuate portion of the correction capacitor electrode are equal.

作製した非可逆回路素子のS11特性を図13(A)に、S22特性を図13(B)に、S33特性を図13(C)に、それぞれ示す。また、作製した非可逆回路素子のS31特性を図14(A)に、S23特性を図14(B)に、それぞれ示す。さらに、作製した非可逆回路素子のS13特性を図15(A)に、S32特性を図15(B)に、それぞれ示す。各図には、比較のために、補正用容量電極に弧状部分を形成しなかった場合と、補正用容量電極に円弧の曲率半径Rが0.6mmの弧状部分9B、9C、10B、10C、11B、11Cを形成した場合の各特性を示している。   FIG. 13A shows the S11 characteristics, FIG. 13B shows the S22 characteristics, and FIG. 13C shows the S33 characteristics of the manufactured nonreciprocal circuit element. In addition, FIG. 14A shows the S31 characteristic of the produced nonreciprocal circuit element, and FIG. 14B shows the S23 characteristic. Further, FIG. 15A shows the S13 characteristics and FIG. 15B shows the S32 characteristics of the produced nonreciprocal circuit device. In each figure, for comparison, a case where no arc-shaped portion is formed on the correction capacitor electrode and an arc-shaped portion 9B, 9C, 10B, 10C, in which the radius of curvature R of the arc is 0.6 mm on the correction capacitor electrode, Each characteristic when 11B and 11C are formed is shown.

図13(A)〜(C)、図14(A)、(B)、図15(A)、(B)から分かるように、中心電極の直径φおよび弧状部分9B、9C、10B、10C、11B、11Cの円弧の曲率半径Rを1.5mmとした非可逆回路素子は、インピーダンスの不整合により、各特性が乱れ始めている。ただし、図14(A)、(B)からわかるように、まだ、S31特性、S23特性は、実用上問題のない比帯域を備えている。しかしながら、曲率半径Rをこれよりも大きくすると、比帯域が狭くなるため好ましくない。したがって、補正用容量電極の弧状部分の円弧の曲率半径Rは、中心電極の直径φ以下の大きさであることが好ましいということができる。   As can be seen from FIGS. 13 (A) to (C), FIGS. 14 (A), (B), FIGS. 15 (A) and (B), the diameter φ of the center electrode and the arcuate portions 9B, 9C, 10B, 10C, In the non-reciprocal circuit device in which the radius of curvature R of the arcs of 11B and 11C is 1.5 mm, each characteristic starts to be disturbed due to impedance mismatch. However, as can be seen from FIGS. 14A and 14B, the S31 characteristic and the S23 characteristic still have specific bandwidths that have no practical problem. However, if the radius of curvature R is larger than this, the ratio band becomes narrow, which is not preferable. Therefore, it can be said that the radius of curvature R of the arc of the arcuate portion of the correction capacitor electrode is preferably not more than the diameter φ of the center electrode.

[第3実施形態]
図16に、第3実施形態にかかる非可逆回路素子300を示す。ただし、図16は、非可逆回路素子300の要部平面図であり、フェライト板4の上側主面を示している。
[Third Embodiment]
FIG. 16 shows a nonreciprocal circuit device 300 according to the third embodiment. However, FIG. 16 is a plan view of a main part of the non-reciprocal circuit element 300 and shows the upper main surface of the ferrite plate 4.

非可逆回路素子300では、6つある接続点A〜Fのうち、接続点Aに弧状部分9Bを形成するとともに、接続点Fに弧状部分11Cを形成し、その他の接続点B〜Eには弧状部分を形成しなかった。すなわち、非可逆回路素子300では、第1ポートP1と第3ポートP3との間の2つの接続点A、Fに、弧状部分9B、11Cを形成した。   In the nonreciprocal circuit element 300, among the six connection points A to F, an arcuate part 9B is formed at the connection point A, an arcuate part 11C is formed at the connection point F, and the other connection points B to E No arc-shaped part was formed. That is, in the nonreciprocal circuit device 300, arc-shaped portions 9B and 11C are formed at two connection points A and F between the first port P1 and the third port P3.

非可逆回路素子300は、S23特性やS12特性の中心周波数をほとんど移動させることなく、S31特性の中心周波数だけが低周波側に移動している。   In the nonreciprocal circuit device 300, only the center frequency of the S31 characteristic is moved to the low frequency side without moving the center frequency of the S23 characteristic or the S12 characteristic.

[第4実施形態]
図17に、第4実施形態にかかる非可逆回路素子400を示す。ただし、図17は、非可逆回路素子400の要部平面図であり、フェライト板4の上側主面を示している。
[Fourth Embodiment]
FIG. 17 shows a nonreciprocal circuit device 400 according to the fourth embodiment. However, FIG. 17 is a plan view of a main part of the non-reciprocal circuit element 400 and shows the upper main surface of the ferrite plate 4.

非可逆回路素子400では、6つある接続点A〜Fのうち、接続点Aに弧状部分9Bを形成し、接続点Cに弧状部分10Bを形成し、接続点Eに弧状部分11Bを形成し、その他の接続点B、D、Fには弧状部分を形成しなかった。すなわち、非可逆回路素子400では、第1ポートP1においては第3ポートP3側の接続点Aに弧状部分9Bを形成し、第2ポートP2においては第1ポートP1側の接続点Cに弧状部分10Bを形成し、第3ポートP3においては第2ポートP2側の接続点Eに弧状部分11Bを形成した。   In the nonreciprocal circuit element 400, among the six connection points A to F, an arcuate part 9B is formed at the connection point A, an arcuate part 10B is formed at the connection point C, and an arcuate part 11B is formed at the connection point E. The arcuate portions were not formed at the other connection points B, D, and F. That is, in the nonreciprocal circuit element 400, the arc-shaped portion 9B is formed at the connection point A on the third port P3 side in the first port P1, and the arc-shaped portion is formed on the connection point C on the first port P1 side in the second port P2. 10B was formed, and in the third port P3, an arcuate portion 11B was formed at the connection point E on the second port P2 side.

非可逆回路素子400は、第2実施形態にかかる非可逆回路素子200と同様に、S31特性、S23特性、S12特性の中心周波数が、それぞれ、低周波側に移動している。ただし、非可逆回路素子400は、非可逆回路素子200に比べて、中心周波数の移動量が小さい。   In the nonreciprocal circuit element 400, the center frequencies of the S31 characteristic, the S23 characteristic, and the S12 characteristic are moved to the low frequency side, respectively, similarly to the nonreciprocal circuit element 200 according to the second embodiment. However, the nonreciprocal circuit element 400 has a smaller movement amount of the center frequency than the nonreciprocal circuit element 200.

[第5実施形態]
図18に、第5実施形態にかかる高周波フロントエンド回路モジュール500を示す。ただし、図18は、高周波フロントエンド回路モジュール500の等価回路図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 18 shows a high-frequency front-end circuit module 500 according to the fifth embodiment. However, FIG. 18 is an equivalent circuit diagram of the high-frequency front-end circuit module 500.

高周波フロントエンド回路モジュール500は、図示しないが、たとえば、1枚の基板上に種々の電子部品を実装したものからなる。高周波フロントエンド回路モジュール500は、図18に示す等価回路を備えている。   Although not shown, the high-frequency front-end circuit module 500 is formed by mounting various electronic components on a single substrate, for example. The high frequency front end circuit module 500 includes an equivalent circuit shown in FIG.

高周波フロントエンド回路モジュール500は、たとえば、アンテナ70に接続して使用される。   The high-frequency front-end circuit module 500 is used by being connected to the antenna 70, for example.

高周波フロントエンド回路モジュール500は、RFIC51を備えている。RFIC51は、4対の送信端子TX、受信端子RXを備えている。高周波フロントエンド回路モジュール500が接続されるアンテナ70も、4系統での送信、受信が可能になっている。   The high frequency front end circuit module 500 includes an RFIC 51. The RFIC 51 includes four pairs of transmission terminals TX and reception terminals RX. The antenna 70 to which the high-frequency front end circuit module 500 is connected can also transmit and receive in four systems.

高周波フロントエンド回路モジュール500のRFIC51と、アンテナ70とが、4系統の接続回路53a、53b、53c、54dによって接続されている。接続回路53a、53b、53c、54dは、いずれも同じ構成になっているので、ここでは接続回路53aの構成について説明する。   The RFIC 51 of the high-frequency front-end circuit module 500 and the antenna 70 are connected by four systems of connection circuits 53a, 53b, 53c, and 54d. Since all of the connection circuits 53a, 53b, 53c, and 54d have the same configuration, the configuration of the connection circuit 53a will be described here.

接続回路53aは、パワーアンプ54と、上述した第1実施形態にかかる非可逆回路素子(サーキュレータ)100と、バンドパスフィルタ55と、スイッチ56と、ローノイズアンプ57とを備えている。   The connection circuit 53a includes a power amplifier 54, the irreversible circuit element (circulator) 100 according to the first embodiment, a band pass filter 55, a switch 56, and a low noise amplifier 57.

パワーアンプ54の一端が、RFIC51の送信端子TXに接続されている。パワーアンプ54の他端に、非可逆回路素子100の第1ポートP1が接続されている。非可逆回路素子100の第3ポートP3に、バンドパスフィルタ55の一端が接続されている。バンドパスフィルタ55の他端が、アンテナ70に接続されている。   One end of the power amplifier 54 is connected to the transmission terminal TX of the RFIC 51. The first port P <b> 1 of the nonreciprocal circuit device 100 is connected to the other end of the power amplifier 54. One end of the band pass filter 55 is connected to the third port P3 of the nonreciprocal circuit device 100. The other end of the band pass filter 55 is connected to the antenna 70.

また、非可逆回路素子100の第2ポートP2に、スイッチ56の1つの端子が接続されている。スイッチ56の別の1つの端子が、抵抗を介してグランドに終端されている。スイッチ56のさらに別の1つの端子に、ローノイズアンプ57の一端が接続されている。ローノイズアンプ57の他端が、RFIC51の受信端子RXに接続されている。   One terminal of the switch 56 is connected to the second port P2 of the nonreciprocal circuit device 100. Another terminal of the switch 56 is terminated to ground through a resistor. One end of the low noise amplifier 57 is connected to another one terminal of the switch 56. The other end of the low noise amplifier 57 is connected to the reception terminal RX of the RFIC 51.

図18は、高周波フロントエンド回路モジュール500が送信をおこなっている状態を示している。RFIC51の送信端子TXから出力された送信信号は、パワーアンプ54、非可逆回路素子100、バンドパスフィルタ55を経由して、アンテナ70に伝送される。   FIG. 18 shows a state in which the high-frequency front-end circuit module 500 is transmitting. The transmission signal output from the transmission terminal TX of the RFIC 51 is transmitted to the antenna 70 via the power amplifier 54, the nonreciprocal circuit element 100, and the band pass filter 55.

このとき、アンテナ70が不要な反射波を発生させる場合がある。このアンテナ70が発生させた不要な反射波は、バンドパスフィルタ55、非可逆回路素子100、スイッチ56を経由して、グランドに落とされる。すなわち、高周波フロントエンド回路モジュール500においては、非可逆回路素子100によって、パワーアンプ54が、アンテナ70の不要な反射波から守られている。   At this time, the antenna 70 may generate an unnecessary reflected wave. Unnecessary reflected waves generated by the antenna 70 are dropped to the ground via the bandpass filter 55, the nonreciprocal circuit element 100, and the switch 56. That is, in the high-frequency front end circuit module 500, the power amplifier 54 is protected from unnecessary reflected waves of the antenna 70 by the nonreciprocal circuit element 100.

一方、高周波フロントエンド回路モジュール500が受信をおこなう場合は、スイッチ56は、非可逆回路素子100の第2ポートP2を、ローノイズアンプ57に接続する。受信の場合は、アンテナ70から出力された受信信号が、バンドパスフィルタ55、非可逆回路素子100、スイッチ56、ローノイズアンプ57を経由して、RFIC51の受信端子RXに入力される。   On the other hand, when the high-frequency front-end circuit module 500 performs reception, the switch 56 connects the second port P <b> 2 of the nonreciprocal circuit element 100 to the low noise amplifier 57. In the case of reception, the reception signal output from the antenna 70 is input to the reception terminal RX of the RFIC 51 via the band pass filter 55, the nonreciprocal circuit element 100, the switch 56, and the low noise amplifier 57.

接続回路53b〜53dも、接続回路53aと同じ動作をおこなう。   The connection circuits 53b to 53d also perform the same operation as the connection circuit 53a.

高周波フロントエンド回路モジュール500においては、第1実施形態にかかる非可逆回路素子100によって、パワーアンプ54が、アンテナ70の不要な反射波から守られている。   In the high-frequency front-end circuit module 500, the power amplifier 54 is protected from unnecessary reflected waves of the antenna 70 by the nonreciprocal circuit element 100 according to the first embodiment.

以上、第1実施形態〜第4実施形態にかかる非可逆回路素子100、200、300、400、第5実施形態にかかる高周波フロントエンド回路モジュール500について説明した。しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更をなすことができる。   The nonreciprocal circuit elements 100, 200, 300, and 400 according to the first to fourth embodiments and the high-frequency front-end circuit module 500 according to the fifth embodiment have been described above. However, the present invention is not limited to the contents described above, and various modifications can be made in accordance with the spirit of the invention.

たとえば、非可逆回路素子100、200、300、400は、いずれもサーキュレータであったが、これらはアイソレータであっても良い。なお、アイソレータを構成するためには、入出力ポートである伝送線路12、13、14のうちの1つを、抵抗を介してグランドに接続して終端させれば良い。   For example, each of the nonreciprocal circuit elements 100, 200, 300, and 400 is a circulator, but may be an isolator. In order to configure an isolator, one of the transmission lines 12, 13, and 14 serving as input / output ports may be terminated by connecting to the ground via a resistor.

また、非可逆回路素子100、200、300、400では、中心電極8、補正用容量電極9、10、11、伝送線路12、13、14が、フェライト板4の上側主面に形成されたものであった。すなわち、これらの電極や線路は、たとえば薄膜技術を使って、フェライト板4の上側主面に直接に形成されたものであった。しかしながら、この方法に代えて、フェライト板4とは別体の、金属板を加工して作製した電極や線路を使用しても良い。   In the nonreciprocal circuit elements 100, 200, 300, and 400, the center electrode 8, the correction capacitor electrodes 9, 10, and 11, and the transmission lines 12, 13, and 14 are formed on the upper main surface of the ferrite plate 4. Met. That is, these electrodes and lines are formed directly on the upper main surface of the ferrite plate 4 using, for example, a thin film technique. However, instead of this method, an electrode or a line produced by processing a metal plate that is separate from the ferrite plate 4 may be used.

また、非可逆回路素子100、200、300、400では、補正用容量電極9、10、11の弧状部分9B、9C、10B、10C、11B、11Cの弧を円弧としたが、弧は円弧には限定されない。   In the nonreciprocal circuit elements 100, 200, 300, and 400, the arcs of the arc-shaped portions 9B, 9C, 10B, 10C, 11B, and 11C of the correction capacitor electrodes 9, 10, and 11 are arcs. Is not limited.

また、高周波フロントエンド回路モジュール500は、非可逆回路素子100、パワーアンプ54に加えて、RFIC51、バンドパスフィルタ55、スイッチ56、ローノイズアンプ57の他の電子部品を備えていたが、本発明の高周波フロントエンド回路モジュールは、最低限、非可逆回路素子とパワーアンプとを備えていれば良い。   In addition to the nonreciprocal circuit element 100 and the power amplifier 54, the high frequency front end circuit module 500 includes the RFIC 51, the band pass filter 55, the switch 56, and other electronic components of the low noise amplifier 57. The high-frequency front-end circuit module only needs to include at least a nonreciprocal circuit element and a power amplifier.

1・・・下ヨーク
2・・・絶縁体
3a、3b、3c・・・入出力端子
4・・・フェライト板
5a、5b、5c、5d、5e、5f・・・スルーホール導体
6a、6b、6c・・・信号電極
7・・・グランド導体
8・・・中心電極
9、10、11・・・補正用容量電極
9A、10A、11A・・・矩形部分
9B、9C、10B、10C、11B、11C・・・弧状部分
9B、9C・・・境界(弧状部分と中心電極との境界)
9B、9C・・・境界(弧状部分と矩形部分との境界)
9B、9C・・・弧(円弧)
12、13、14・・・伝送線路
15・・・磁石
16・・・上ヨーク
P1・・・第1ポート
P2・・・第2ポート
P3・・・第3ポート
R、R、R・・・曲率半径
A、B、C、D、E、F・・・接続点(補正用容量電極の矩形部分と中心電極との接続点)
X、Y、Z・・・境界(補正用容量電極の矩形部分と中心電極との境界)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lower yoke 2 ... Insulator 3a, 3b, 3c ... Input / output terminal 4 ... Ferrite plate 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f ... Through-hole conductor 6a, 6b, 6c ... Signal electrode 7 ... Ground conductor 8 ... Center electrodes 9, 10, 11 ... Correction capacitor electrodes 9A, 10A, 11A ... Rectangular portions 9B, 9C, 10B, 10C, 11B, 11C... Arc-shaped portion 9B X , 9C X ... Boundary (boundary between arc-shaped portion and center electrode)
9B Y , 9C Y ... Boundary (boundary between arc-shaped part and rectangular part)
9B Z , 9C Z ... Arc (arc)
12, 13, 14 ... transmission line 15 ... magnet 16 ... upper yoke P1 ... first port P2 ... second port P3 ... third port R, RS , RT .. Curvature radii A, B, C, D, E, F: Connection points (connection points between the rectangular portion of the correction capacitance electrode and the center electrode)
X, Y, Z... Boundary (boundary between the rectangular portion of the correction capacitor electrode and the center electrode)

Claims (9)

フェライト板と、
前記フェライト板上に設けられた円形形状の中心電極と、
前記中心電極から外方に突出して前記フェライト板上に設けられた3つの補正用容量電極と、
3つの前記補正用容量電極からそれぞれ外方に突出して前記フェライト板上に設けられた伝送線路と、
前記中心電極上に設けられた磁石と、を備え、
3つの前記補正用容量電極のそれぞれは、前記伝送線路よりも幅の広い矩形部分を含み、かつ、3つの前記補正用容量電極のうち少なくとも1つは、前記中心電極に向けて弧状に広がる弧状部分をさらに含む、
非可逆回路素子。
A ferrite plate,
A circular center electrode provided on the ferrite plate;
Three correcting capacitive electrodes provided on the ferrite plate so as to protrude outward from the center electrode;
A transmission line provided on the ferrite plate projecting outward from each of the three capacitance electrodes for correction;
A magnet provided on the center electrode,
Each of the three correction capacitor electrodes includes a rectangular portion wider than the transmission line, and at least one of the three correction capacitor electrodes has an arc shape extending in an arc shape toward the center electrode. Further including a portion,
Non-reciprocal circuit element.
前記矩形部分と前記中心電極との境界は、前記中心電極の外形をなす円周上の円弧からなり、前記円弧の両端を前記矩形部分と前記中心電極との接続点と規定したとき、
3つの前記矩形部分と前記中心電極との境界に位置する6つの前記接続点のうち、少なくとも1つの前記接続点に前記弧状部分が付加され、
前記弧状部分における前記補正用容量電極の外形は、当該弧状部分が付加された前記接続点の方向に凹んだ弧である請求項1に記載された非可逆回路素子。
When the boundary between the rectangular portion and the center electrode is a circular arc on the circumference forming the outer shape of the central electrode, and both ends of the circular arc are defined as connection points between the rectangular portion and the central electrode,
Of the six connection points located at the boundary between the three rectangular parts and the central electrode, the arc-shaped part is added to at least one of the connection points,
2. The nonreciprocal circuit device according to claim 1, wherein an outer shape of the correction capacitor electrode in the arc-shaped portion is an arc recessed in a direction of the connection point to which the arc-shaped portion is added.
6つの前記接続点のうち、
少なくとも、隣り合う2つの前記補正用容量電極に含まれる2つの前記矩形部分の間に位置する2つの前記接続点に、
それぞれ前記弧状部分が付加された、請求項2に記載された非可逆回路素子。
Of the six connection points,
At least the two connection points located between the two rectangular portions included in the two adjacent correction capacitor electrodes,
The nonreciprocal circuit device according to claim 2, wherein each of the arcuate portions is added.
6つの前記接続点のうち、
少なくとも、1つの前記補正用容量電極に含まれる1つの前記矩形部分の両側に位置する2つの前記接続点に、
それぞれ前記弧状部分が付加された、請求項2または3に記載された非可逆回路素子。
Of the six connection points,
At least two connection points located on both sides of one rectangular portion included in one correction capacitor electrode,
4. The nonreciprocal circuit device according to claim 2, wherein each of the arcuate portions is added.
6つの前記接続点の全てに前記弧状部分が付加された、請求項2ないし4のいずれか1項に記載された非可逆回路素子。   The nonreciprocal circuit device according to any one of claims 2 to 4, wherein the arc-shaped portion is added to all of the six connection points. 前記弧状部分における前記補正用容量電極の外形は円弧であり、
当該円弧の曲率半径が前記中心電極の直径以下の大きさである、請求項1ないし5のいずれか1項に記載された非可逆回路素子。
The outer shape of the correction capacitor electrode in the arc-shaped portion is an arc,
6. The nonreciprocal circuit device according to claim 1, wherein a radius of curvature of the arc is equal to or smaller than a diameter of the center electrode.
前記フェライト板の下に、板状の下ヨークを備えた、請求項1ないし6のいずれか1項に記載された非可逆回路素子。   The nonreciprocal circuit device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a plate-like lower yoke under the ferrite plate. 前記フェライト板の上に、少なくとも前記中心電極と前記磁石とを覆う上ヨークを備えた、請求項1ないし7のいずれか1項に記載された非可逆回路素子。   The nonreciprocal circuit device according to any one of claims 1 to 7, further comprising an upper yoke that covers at least the center electrode and the magnet on the ferrite plate. 請求項1ないし8のいずれか1項に記載された非可逆回路素子と、
パワーアンプと、を備えた高周波フロントエンド回路モジュール。

A nonreciprocal circuit device according to any one of claims 1 to 8,
A high-frequency front-end circuit module including a power amplifier.

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