JP4151009B2 - 非可逆回路素子 - Google Patents
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Description
また、アース板98は、下ガーネット板95bと下ケース91bとの間にギャップを生じないように磁気ヨークとして挿入される。
以上の部品を、上ケース91aと下ケース91bとで形成される空洞部に配設して非可逆回路素子90が構成される。
電波を中心導体96のポート部96aから入力すると、2つの円偏波透磁率の差により、合成された偏波面が回転し、電波は循環して次のポート部96bに伝搬されて、サーキュレータとして動作する。
サーキュレータのポート部96cを、ダミー抵抗(図示せず)を介して接地すると、ポート部96aからの順方向の高周波信号はポート部96bに通過するが、反射などによるポート部96bからの逆方向の高周波信号はポート部96aに戻らず、ダミー抵抗において熱として散逸されて無害化される。
フレーム97の材質は絶縁体であり、リフロー半田をする場合には耐熱性の良好な液晶ポリマーまたは高温プラスチックが、耐熱性をさほど要求されない場合にはポリエステル、ポリプロピレンなどが使用される。
しかし、このような絶縁体のフレームを使うと、複雑な形状のフレーム97を必要とし、かつ、アースをとる為のアース板98を別に設ける必要があった。
本発明の〔手段1〕は、上ケースと下ケースとで形成される空洞部に、少なくともガーネット板と、該ガーネット板に高周波磁界を印加する中心導体と、該中心導体に直流磁界を印加する永久磁石と、前記ガーネット板を位置決めする突起を金属板を備えた非可逆回路素子であって、前記金属板は、その外周に設けられた複数の位置決め爪と、少なくとも3ヶ所に立設された突起とを備え、前記突起はガーネット板の外周を係止し、前記位置決め爪は下ケースの内壁に当接されたことを特徴とする非可逆回路素子である。
本発明の〔手段2〕は、前記金属板の突起部に抜き穴を設けた手段1記載の非可逆回路素子である。
本発明の〔手段3〕は、金属板に導電性の被覆層を設けた〔手段1〕または〔手段2〕記載の非可逆回路素子である。
更に、永久磁石30の磁束密度分布を均一化する為に永久磁石30の上下には上鉄板20a、下鉄板20bが配置され、上ガーネット板50aとの間にトリプレート構造を形成する為に、アース板35が配置される。
従来の非可逆回路素子(図8参照)に於けるフレーム97及びアース板98は、本発明で用いた金属板60で置換できる。金属板60は、上ガーネット板50a、中心導体40、下ガーネット板50bの位置決めのみならず、従来のアース板98を兼用して、本発明では省略できる。
以上の部品を、上ケース10aと下ケース10bとで形成される空洞部に収納して非可逆回路素子80が構成される。
まず、下ガーネット板50b、中心導体40、及び上ガーネット板50aを保持する為の少なくとも3つの突起61a〜61cを有する金属板60を治具にセットする。
ついで、金属板60の中央部に下ガーネット板50b、中心導体40、及び上ガーネット板50aの順に載置すると、ガーネット板50b、中心導体40、及びガーネット板50aが突起61a〜61cにしっかりと保持されて位置決めされる。従って、本発明によると、下ガーネット板50b、中心導体40、及び上ガーネット板50aの位置決めが良好である。
更に、アース板35、次いで上鉄板20a、下鉄板20bで挟まれた永久磁石30を載置し、上ケース10aと下ケース10bとで形成される空洞部に収納する。
板材を打ち抜き、曲げ加工した後、表面処理を施す。導電性の良い銀などによるメッキ処理を施すと更に好ましい。メッキ処理の硫化による変色防止用として脂肪酸有機化合物などを用いた変色防止処理を行うこともできる。
金属板60の中央部に穴を形成して、穴の周縁部にガーネット板50a、50bの位置決め用の突起61a〜61cを形成する構成も考えられなくは無い。しかし、その場合には、突起61a〜61cを有する金属板60を打ち抜きなどで形成するコストが高くなる。
本発明では、金属板60の外縁部に突起61a〜61cを形成するので、打ち抜きなどで形成するコストが安くて済む。
例えば、表皮効果は、2GHzで約1.5μm、損失にすると0.05dB程度/0.2dB=25%程度の影響がある。
導電性の被覆を形成する方法は、メッキに限定されるものではなく、金属ペーストの印刷法でも良い。
位置決め爪64a〜64fは、下ケースの内壁に当接させて金属板60の位置決めをしている。
廻り止め63a、63bは、下ケース10bの壁部に対応する切欠きに挿入されて、電位を持つホットラインである中心導体40が廻って、下ケース10bに接触してショートするのを防止している。
ガーネット板50a、50bのコーナ部に適切な面取りが有る場合や、突起61a〜61cの折り曲げによるコーナ部がガーネット板50a、50bのコーナ部にぶつからない場合には、図4(A)に示す形状で十分である。
そうでない場合、図3(B)のように、3つの突起61a〜61cのコーナ中央部に抜き穴62a〜62cを設けると、金属板60のコーナ部が逃げるので、突起61a〜61cの折り曲げによるコーナ部に金属板60のコーナ部がぶつからない。抜き穴62a〜62cがないと、金属板60の曲げのコーナ部にガーネット板50a、50bのコーナ部が載るとコア割れを起こすことがある。
図4は、本発明に係る非可逆回路素子に用いる金属板について、突起の実施例を示す断面図である。図4(A)は突起を直線的に立設した実施例を示す断面図、図4(B)は突起にバネ性を付与した実施例を示す断面図である。但し、図4(A)に示すように突起を直線的に立設した場合でも、金属板の底面に対して90度を超えるテーパを付ければ、バネ性が大きくなる。
なお、図4ではガーネット板50が1枚の場合を例示したが、トリプレート構造の場合には、下ガーネット板50b、中心導体40、上ガーネット板50aの組立体が突起61a〜61cに保持される。
これに、図1で説明した上鉄板20a、下鉄板20bで挟持された永久磁石30を載置し、上ケース10aにより蓋をして本発明に係る非可逆回路素子80が構成される。
この場合には、ポート部40aを入力ポート、ポート部40bを出力ポートとし、ポート部40cにダミー抵抗71を半田付けしてアイソレータを構成している。
図7(A)は金属板60の抜き穴62a〜62cが無い場合、図7(B)は金属板60の抜き穴62a〜62cが有る場合の、永久磁石30から供給された静磁界の磁束の流れを模式的に示した断面図である。永久磁石30から発生する磁束は、ガーネット板50a、50bに供給され、下ケース10bから上ケース10aに流れて永久磁石30に戻る閉磁気回路を構成する。
図7(A)に示す場合、永久磁石30の端部付近の磁束は、近くに配置される金属板60の立設された側壁へ流れ易く漏れ磁束φgとなってガーネット板50a、50bに有効に利用されないことがある。
他方、図7(B)に示す場合、金属板60の抜き穴62a〜62cが有る場合には、抜き穴62a〜62cにおける空隙での磁気抵抗が大きいため、永久磁石30の端部付近の磁束は、むしろ磁気抵抗のより小さなガーネット板50a、50bの方に磁束φeとして流れて有効に利用されるからである。金属板60が永久磁石30の近くに配置される場合には、抜き穴62a〜62cの有る効果が大きい。
中心導体40は120度の角度間隔を有する3つのポートを具備した導体板であり、高周波電流が入出力して非可逆回路動作をする。
この実施例では、図2(A)に示すように、位置決め爪64a〜64fを下ケースの内壁に当接させて位置決めしている。
また、実施例では、2枚のガーネット板50a、50bが中心導体40を挟んで用いられるトリプレート構造を用いて説明したが、本発明は、それに限定されるものではなく、1枚のガーネット板のみの場合にも適用できる。
10b 下ケース
20a 上鉄板
20b 下鉄板
30 永久磁石
35 アース板
40 中心導体
40a〜40c 中心導体のポート部
50 ガーネット板
50a 上ガーネット板
50b 下ガーネット板
60 金属板
61a〜61c 突起
62a〜62c 抜き穴
63a、63b 廻り止め
64a〜64f 位置決め爪
71 ダミー抵抗
80 非可逆回路素子
Claims (2)
- 上ケースと下ケースとで形成される空洞部に、少なくともガーネット板と、該ガーネット板に高周波磁界を印加する中心導体と、該中心導体に直流磁界を印加する永久磁石と、前記ガーネット板を位置決めする突起を金属板を備えた非可逆回路素子であって、
前記金属板は、その外周に設けられた複数の位置決め爪と、少なくとも3ヶ所に立設され抜き穴が設けられた突起とを備え、前記突起はガーネット板の外周を係止し、前記位置決め爪は下ケースの内壁に当接されたことを特徴とする非可逆回路素子。 - 前記金属板に導電性の被覆層を設けた請求項1記載の非可逆回路素子。
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