JP4281035B2

JP4281035B2 - Non-reciprocal circuit element

Info

Publication number: JP4281035B2
Application number: JP2000298329A
Authority: JP
Inventors: 和弘萩原; 雄太杉山
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: JP2002111319A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は携帯電話などの移動体通信機に使用される集中定数型非可逆回路素子（以下、アイソレータと言うことがある。）に関し、特に整合用コンデンサを単体あるいは積層素体で構成し、これに調整用の導電性パターンを形成した非可逆回路素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にアイソレータと呼ばれる非可逆回路素子は、信号の伝送方向には減衰が小さく、かつ逆方向には信号の減衰が大きいという特徴を有しており、携帯電話などの移動体通信機の高周波回路においてパワーアンプ保護等の目的で多く用いられている。基本的なアイソレータの一例として図１２に等価回路を示す。図１２において11aは入力ポートと整合用のコンデンサ11eを含む入力部である。11bは出力ポートと整合用のコンデンサ11fを含む出力部である。11cは逆方向信号を吸収するダミーポート部であり、整合用のコンデンサ11gと信号吸収を行う抵抗体11hからなっている。11dは信号の流れる方向を制御する磁気回転子であり入力部から入った信号を出力部へ、出力部から入った信号をダミーポート部へ、ダミーポート部から入った信号を入力部へとそれぞれ流す。アイソレータにおいては出力ポートから入った逆方向信号はダミーポート部で精度良く整合し、かつ吸収する必要がある。ダミーポート部における整合あるいは吸収が精度良く行われなかった場合、逆方向信号はダミーポート部において反射され、ダミーポート部から入力部へと流れてしまい、逆方向信号の減衰が十分に行われない。
【０００３】
実際のアイソレータの構造例を図１０を用いて示す。図１０中の9aは整合用のコンデンサを積層素体で構成した誘電体基板部である。この誘電体基板部9aでは図１２の等価回路における入力部11a、出力部11b、ダミーポート部11cの回路が導電性パターンを印刷することで形成されている。誘電体基板部9aには開口部が設けてあり、この開口部に中心導体部9bを設置している。そして中心導体部9b上に直流磁場印加用の永久磁石9cを配置することで中心導体部9bは磁気回転子として機能することができる。以上の様にして組み立てられた9a、9b、9cからなる構造物を電極用基板9d上に設置し、磁気ヨークを兼ねた金属ケース9e、9fで囲むことでアイソレータは形成される。
【０００４】
各々の構成と組み立て手順を以下に示す。
誘電体基板部9aは、例えば特開平９−５５６０７号公報に開示されたように導電性パターンを印刷した単層の誘電体セラミックシートあるいは複数の誘電体セラミックシートを積層し圧着した後、焼成することによって得られ、中央部に中心導体部を設置するための開口部10eが設けてある。次に誘電体基板部9aの上面に印刷した導電性パターンの例を図１１に示す。10a、10bはそれぞれ入力部、出力部の整合用のコンデンサの電極パターンであり、10cはダミーポート部における整合用のコンデンサの電極パターン、10dはダミーポート部における逆方向信号を吸収するための抵抗体である。なおこの抵抗体は印刷抵抗あるいはチップ抵抗を用いる。アイソレータは逆方向信号の減衰が大きい必要があるので、ダミーポート部において逆方向信号を精度良く整合するためにコンデンサ用電極パターン10cを適切な特性に調整することが重要である。また抵抗体として印刷抵抗を用いている場合は抵抗体の抵抗値の調整も行う必要がある。通常、特性の調整はレーザーあるいはリューターを用いて電極パターンや抵抗体を削ることにより実現する。
【０００５】
中心導体部9bはマイクロ波用磁性体に中心導体を互いに電気的絶縁状態を保ちながら所定角度で交差して配置した構造をしており、磁気回転子としての働きを有する。図８に詳細を示すように、円盤状のマイクロ波用磁性体7aの側面から上面にかけて３本の中心導体7b、7d、7fを配置しており、まず、中心導体7bはマイクロ波用磁性体7aの上面中心を通り直径方向に伸ばして織り、その一方はマイクロ波用磁性体の側面に接する構造をしている。次に中心導体7bの上に絶縁膜7cを配置し、その後同様に絶縁膜の上面に中心導体7dを直径方向に伸ばして設け、その上に絶縁膜7eを、さらに中心導体7fを順に配置し、一番上に絶縁膜7gを配置する。よって、中心導体7b、7d、7fは共に電気的絶縁状態を保ちながらマイクロ波用磁性体上面の中心を通り直径方向に伸びて織られており、おのおの約120度の角度を保ちながらねじれの位置で交差して設けられている。
【０００６】
次に、このようにして組み立てられた中心導体部9bを誘電体基板部9aと図９に示すように接続する。図９に示すように中心導体部9bを誘電体基板部9aの開口部10eの中に設置し、中心導体7b、7d、7fの一端をそれぞれ対応する電極パターン10a、10b、10c上に置いてそれぞれ半田付けで接続する。尚、中心導体7b、7d、7fのもう一方端は電極用基板9dのアース電極板上に半田付けされる。以上の構造体の上部に直流磁場印加用の永久磁石9cを配置し、これらを金属ケース9e、9fで包囲することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、携帯電話等の情報通信機器に使われる部品には一層の小型化・高精度化・低価格化が益々強く要求されている。ところで、このようなアイソレータにおいては、ダミーポート部のコンデンサ容量や抵抗体の抵抗値はある程度のばらつきを持つことはいさめない。一方でアイソレータでは逆方向信号を精度良く整合・吸収する必要があり、そのためにはダミーポート部のコンデンサ容量、あるいは抵抗体として印刷抵抗を用いている場合は抵抗体の抵抗値を高精度に調整する必要がある。これらの調整は従来アイソレータの組み立て時において、コンデンサ容量や抵抗値を測定しながらそれらの数値が目的の値を示すようにレーザーあるいはリューターを用いて導電性パターンを削るという方法が用いられている。
【０００８】
一例として従来のアイソレータの製造工程におけるコンデンサ容量と抵抗値の調整手順をあげると以下の通りである。
▲１▼誘電体基板部を形成する。
▲２▼コンデンサ容量を測定する。
▲３▼コンデンサの容量値に応じてコンデンサの電極パターンである導電性パターンを削る。
▲４▼抵抗体を形成する。
▲５▼抵抗体の抵抗値を測定する。
▲６▼抵抗体の抵抗値に応じて抵抗体の導電性パターンを削る。
【０００９】
参考までに以上の工程のフローチャートを図６（ａ）に示す。この様にコンデンサ容量の測定・調整と抵抗値の測定・調整は別々に行われている。その理由は、従来構造においてはダミーポート部のコンデンサと印刷抵抗は連続的に続けて構成するため一旦抵抗体を形成してしまうとコンデンサ容量の測定ができないからである。このことを図７を用いてさらに説明する。図７には抵抗体形成前後における導電性パターンの形状の例と夫々のダミーポート部の等価回路を示してある。この図より一旦印刷抵抗を形成してしまうとダミーポート部には抵抗体とコンデンサの並列回路が形成され、抵抗体の抵抗値とコンデンサの容量値をそれぞれ正確に測定するのが困難であることが分かる。そのため各々を正確に測定するためには、例えば印刷抵抗を形成前にコンデンサの容量測定と調整を行い、その後に印刷抵抗を形成し抵抗値測定と調整を行うということが考えられる。このように従来構造では測定と調整を抵抗体とコンデンサについて２度にわたり行う必要があったので製造工程が煩雑で長くなるという問題点があった。
【００１０】
本発明は、この様な問題を解決することを目的とするものでダミーポート部における抵抗体の抵抗値とコンデンサの容量値をそれぞれ正確に且つ効率的に設定できる非可逆回路素子（アイソレータ）を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明では、ダミーポート部のコンデンサの容量と抵抗体の抵抗値の測定を同時に行えるようにするものであり、誘電体基板部の最上面に形成されたダミーポート部の印刷抵抗が接続する電極パターンと整合用コンデンサ用の電極パターンを電気的に絶縁した状態に形成したことを特徴とし、次に、アイソレータとして動作させるためには、ダミーポート部の印刷抵抗と整合用コンデンサの容量値の調整をした上で前記印刷抵抗と整合用コンデンサを電気的に接続するもので、両者の接続を中心導体部の中心導体の一端で接続することをさらに特徴とするものである。
即ち、直流磁界が印加される磁性体と、該磁性体に互いに電気的絶縁状態を保ちながら所定角度で交差して設けた複数の中心導体と、該中心導体の一端と接続される整合用コンデンサが形成された単層あるいは積層からなる誘電体基板と、前記磁性体と中心導体とからなる中心導体部に直流磁界を印可する永久磁石と、磁性ヨークを兼ねる金属ケースとを備えてなる非可逆回路素子であって、前記誘電体基板の上面に各中心導体と接続する電極パターンと印刷抵抗が形成され、前記電極パターンの一部は整合用コンデンサを構成し、前記印刷抵抗と並列接続される整合用コンデンサを含むダミーポート部において、前記整合用コンデンサ用の電極パターンと、前記印刷抵抗が接続する電極パターンが電気的絶縁状態に離間して形成されており、前記印刷抵抗と前記整合用コンデンサの特性値を調整した後、中心導体の一端で前記整合用コンデンサと前記印刷抵抗の電極パターンを電気的に接続することを特徴とする非可逆回路素子である。
【００１２】
ここで、本発明では、前記ダミーポート部を誘電体基板の上面の偏った位置に設けても良く、また、前記ダミーポート部の印刷抵抗と直列にインダクタ部を誘電体基板に設けた非可逆回路素子としても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。
本発明のアイソレータの概略構造は図１０に示す。但し、本発明は図１０において誘電体基板部9ａと中心導体部9ｂがそれぞれ下記する誘電体基板部２０ａと中心導体部２０ｂに取り替えたものである。よって、誘電体基板部および中心導体部以外の構成については従来と同様であるので説明は省略する。
【００１４】
図１において、誘電体基板部20aには中央に磁気回転子として働く中心導体部20bが入る開口部1fが設けてあり、この誘電体基板部20aは単層の誘電体セラミックシートでもよいし、また導電性パターンを印刷した複数の誘電体セラミックシートを積層した構造でも良い。図１（ａ）には従来の誘電体基板を参考までに図示し、図１（ｂ）に本発明を適用した誘電体基板部20aの上面の導電性パターンの例を図示する。（ｂ）に示すように誘電体基板部20aの上面には導電性パターン1a、1b、1ｃ、1eがそれぞれ印刷形成されている。1a、1bの導電性パターンはそれぞれ入力部と出力部の整合用のコンデンサの電極パターンであり、1cがダミーポート部に相当する逆方向信号の整合用コンデンサの電極パターンである。また1dがダミーポート部の印刷抵抗である。本発明では図１（ｂ）の点線部に示すように印刷抵抗1dから引き出された導電性パターン1eと整合用コンデンサの電極パターン1cとの間は電気的に絶縁された状態で形成している。このように両者を電気的に絶縁しておくことで抵抗値と容量値を同時に測定することが可能となる。参考までに本発明を適用した場合のコンデンサ容量値と抵抗体抵抗値の調整手順工程のフローチャートを図６（ｂ）に示している。図６（ａ）に示す従来の工程に比べて作業工数が大幅に減少していることが分かる。
【００１５】
次にアイソレータとして動作させるためには、ダミーポート部の抵抗体の抵抗値とコンデンサの容量値の調整をした段階でダミーポート部の抵抗体とコンデンサを電気的に接続する必要がある。本発明では両者の接続を中心導体部の中心導体で行うようにしている。これを図２を用いて説明する。図２の上図はコンデンサ容量や抵抗体の抵抗値を調整した後の誘電体基板部20aの開口部1fに中心導体部20bを設置する直前の状態を示している。1cはダミーポート部の整合用コンデンサの電極パターンであり、1dはダミーポート部の印刷抵抗であり1eは抵抗体1dの引き出し線としての導電性パターンである。一方2aは中心導体部のダミーポート部に接続される中心導体で細長い帯状の端部を有している。中心導体部を設置する前は印刷抵抗1dとコンデンサの電極パターン1cは電気的に絶縁されている。次に図２の下図に示すように誘電体基板部20aの開口部1fに中心導体部20bを設置する。本発明ではこの際、印刷抵抗1dと接続された導電性パターン1eと整合用のコンデンサの電極パターン1cとの両者に、中心導体部20bの中心導体の帯状端部2aが電気的に接するように中心導体部を設置し半田付けしている。このようにすることでダミーポート部の抵抗体とコンデンサを簡便に電気的に接続することができ、最終的にアイソレータを構成することができる。
【００１６】
次に、本発明について製造方法を主体に説明する。本発明では、図１に示すような導電性パターンを有する誘電体基板部を形成した後、コンデンサの容量、抵抗体の抵抗値を測定し、その測定結果に基づき、設計数値に調整するように各々の導電性パターンを削る工程を有している。ここで導電性パターンを削る際、レーザーを用いてもよいしリューターを用いても良い。加工用レーザーとしてはCO₂レーザ(波長1.06μm)やYAGレーザ(波長10.6μm)が適しているが、銀製の導電性パターンに対する反射率はYAGレーザの方が低く加工性が良いのでYAGレーザを用いる方が望ましい。
【００１７】
次に誘電体基板部の開口部に中心導体部を設置する。中心導体部は磁気回転子として機能する部分であり、その構造は上記図９に示す様にマイクロ波用磁性体表面に帯状の中心導体を約120度の角度を保ちながら巻きつけた構造をしている。また、この中心導体部はマイクロ波用磁性体のシートの中に互いに絶縁された状態で導体線パターンを埋設した積層体構造としてもよい。
【００１８】
次に図２中の下部に示すように、中心導体部の中心導体2a、2b、2cと誘電体基板部の上面の電極パターン1cと1e、1a、1bをそれぞれ半田付けにより接続する。本発明ではこの半田付けの際に、誘電体基板部上にて電気的に絶縁された状態である1cと1eを中心導体部の中心導体2aを介して電気的に接続する工程を有するものである。
【００１９】
本発明の他の実施例を図３及び図４に示す。ダミーポート部に流れてきた逆方向信号は、誘電体基板部中に埋設しているダミーポート部以外の導電性パターンに漏洩することがあるため、漏洩がおきないような位置にこのパターンを設置することが有効である。この例は図１ではダミーポート部の抵抗体を左側、コンデンサを右側に配置していたが、図３に示すように両者とも左右いずれかの一方に偏らせて配置している。図３では右側に偏らせて設けており、電極3aと3bはそれぞれ入力部と出力部の整合用のコンデンサの電極パターンであり、3cと3dはそれぞれダミーポート部の整合用のコンデンサの電極と逆方向信号吸収用の印刷抵抗である。一方の中心導体部の中心導体4aの形状は、図４に示すように印刷抵抗3dとコンデンサの電極3cの両者を電気的に接続できるような鉤状の形状にしている。
【００２０】
さらに、本発明の他の実施例を図５に示す。図１と図３の例では一例としてコンデンサと抵抗体のみを図示しているが、整合用にさらにインダクタを含んでいても良い。そのような例として一般に非可逆回路の広帯域化に用いられるチェビシェフ法を用いた構造がある。その例を図５に示す。ダミーポート部の等価回路を図５（ａ）に、誘電体基板部上面の導電性パターンの例を図５（ｂ）に示す。この図ではダミーポート部の抵抗体にコンデンサとインダクタンスを直列に繋ぐことで逆方向信号の通過特性の広帯域化を行っている。12aはダミーポート部における整合用のコンデンサであり12bは印刷抵抗であり12cと12dはそれぞれ抵抗体と直列に接続するコンデンサの電極パターンとインダクタの導電性パターンである。12eと12fはそれぞれ入力部と出力部の整合用のコンデンサである。この様に誘電体基板部を形成した後、抵抗体やコンデンサやインダクタンスの調整を各々あるいは同時に行い中心導体部との組み立てを行う。組み立て時には点線で囲んでいる部分を中心導体を用いて接続する。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば以下の効果を得ることが出来る。
（１）印刷抵抗の抵抗値やコンデンサの容量値やインダクタのインダクタンスを一度に測定できるため、アイソレータの製造工程数の削減が可能である。
（２）マイクロ波特性ではなく抵抗値や容量値に基づき個々の特性を管理するので、電気的特性の良いアイソレータとなる。またアイソレータ製造の誘電体基板部形成の段階にて簡便な測定で特性の検査調整が可能となり、特性の検査と調整の自動化が容易となりコスト削減につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非可逆回路素子の誘電体基板部上面の導電性パターンを示す上面図、（ａ）は従来例を示し（ｂ）は本発明の一例を示す。
【図２】本発明の誘電体基板部と中心導体部の組立状況を示す概略図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す誘電体基板部の上面図である。
【図４】図３の誘電体基板部と中心導体部の組み立て状況を示す概略図である。
【図５】非可逆回路素子の一例を示す図で、(a)はダミーポート部の等価回路を、(b)は誘電体基板の上面図である。
【図６】製造方法の調整工程を示すフローチャートで、（ａ）は従来の工程を、（ｂ）は本発明の工程を示す。
【図７】抵抗体形成前後のダミーポート部の等価回路である。
【図８】中心導体部の構造を示す概略図である。
【図９】誘電体基板部と中心導体部の組立状況を示す概略図である。
【図１０】非可逆回路素子の一例を示す分解斜視図である。
【図１１】誘電体基板の一例を示す上面図である。
【図１２】非可逆回路素子の等価回路図である。
【符号の説明】
7a マイクロ波用磁性体
7b,7d,7f 中心導体
7c,7e,7g 絶縁膜
9a 誘電体基板部
9b 中心導体部
9c 永久磁石
10a 入力部の整合用コンデンサの電極パターン
10b 出力部の整合用コンデンサの電極パターン
10c ダミーポート部の整合用コンデンサの電極パターン
10d ダミーポート部の逆方向信号吸収用抵抗体
11a,11b,11c：アイソレータの入力部、出力部、ダミーポート部の等価回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lumped-constant nonreciprocal circuit device (hereinafter sometimes referred to as an isolator) used in a mobile communication device such as a mobile phone, and in particular, a matching capacitor is constituted by a single body or a multilayer body. It relates to non-reciprocal circuit element which is formed a conductive pattern for adjustment.
[0002]
[Prior art]
In general, nonreciprocal circuit elements called isolators are characterized by low attenuation in the signal transmission direction and high signal attenuation in the reverse direction. In high-frequency circuits of mobile communication devices such as mobile phones, It is often used for the purpose of power amplifier protection. FIG. 12 shows an equivalent circuit as an example of a basic isolator. In FIG. 12, reference numeral 11a denotes an input section including an input port and a matching capacitor 11e. An output unit 11b includes an output port and a matching capacitor 11f. Reference numeral 11c denotes a dummy port portion that absorbs a reverse signal, and includes a matching capacitor 11g and a resistor 11h that absorbs the signal. 11d is a magnetic rotator that controls the direction of signal flow, the signal input from the input section to the output section, the signal input from the output section to the dummy port section, and the signal input from the dummy port section to the input section. Shed. In the isolator, it is necessary to match and absorb the reverse signal input from the output port with high accuracy in the dummy port portion. If matching or absorption at the dummy port part is not performed accurately, the backward signal is reflected at the dummy port part and flows from the dummy port part to the input part, and the backward signal is not sufficiently attenuated. .
[0003]
An example of the structure of an actual isolator is shown using FIG. Reference numeral 9a in FIG. 10 denotes a dielectric substrate portion in which a matching capacitor is formed of a multilayer body. In this dielectric substrate portion 9a, circuits of the input portion 11a, the output portion 11b, and the dummy port portion 11c in the equivalent circuit of FIG. 12 are formed by printing a conductive pattern. The dielectric substrate portion 9a is provided with an opening, and the central conductor portion 9b is installed in the opening. By disposing a permanent magnet 9c for applying a DC magnetic field on the central conductor portion 9b, the central conductor portion 9b can function as a magnetic rotor. An isolator is formed by placing a structure composed of 9a, 9b, and 9c assembled as described above on an electrode substrate 9d and surrounding it with metal cases 9e and 9f that also serve as magnetic yokes.
[0004]
Each configuration and assembly procedure are shown below.
The dielectric substrate portion 9a is fired after laminating and pressing a single-layer dielectric ceramic sheet or a plurality of dielectric ceramic sheets printed with a conductive pattern as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-55607. Thus, an opening 10e for installing the central conductor portion is provided in the center portion. Next, an example of the conductive pattern printed on the upper surface of the dielectric substrate portion 9a is shown in FIG. 10a and 10b are matching capacitor electrode patterns at the input and output sections, 10c is a matching capacitor electrode pattern at the dummy port section, and 10d is a resistor for absorbing reverse signals at the dummy port section. Is the body. This resistor uses a printing resistor or a chip resistor. Since the isolator needs to have a large attenuation of the backward signal, it is important to adjust the capacitor electrode pattern 10c to an appropriate characteristic in order to accurately match the backward signal in the dummy port portion. When a printing resistor is used as the resistor, it is necessary to adjust the resistance value of the resistor. Usually, the adjustment of the characteristics is realized by scraping the electrode pattern or the resistor using a laser or a router.
[0005]
The center conductor portion 9b has a structure in which the center conductors are arranged so as to intersect each other at a predetermined angle while maintaining an electrical insulation state with respect to the microwave magnetic body, and functions as a magnetic rotor. As shown in detail in FIG. 8, three central conductors 7b, 7d and 7f are arranged from the side surface to the upper surface of the disk-shaped microwave magnetic body 7a. First, the central conductor 7b is a microwave magnetic body. 7a is woven in a diametrical direction through the center of the upper surface, one of which is in contact with the side surface of the microwave magnetic material. Next, the insulating film 7c is disposed on the central conductor 7b, and thereafter, similarly, the central conductor 7d is provided on the upper surface of the insulating film so as to extend in the diameter direction, and the insulating film 7e and the central conductor 7f are sequentially disposed thereon. The insulating film 7g is disposed on the top. Therefore, the central conductors 7b, 7d, and 7f are all woven in a diametrical direction through the center of the upper surface of the microwave magnetic body while maintaining an electrically insulating state, and each twist position is maintained at an angle of about 120 degrees. It is provided at the intersection.
[0006]
Next, the central conductor portion 9b thus assembled is connected to the dielectric substrate portion 9a as shown in FIG. As shown in FIG. 9, the center conductor portion 9b is placed in the opening 10e of the dielectric substrate portion 9a, and one ends of the center conductors 7b, 7d, 7f are placed on the corresponding electrode patterns 10a, 10b, 10c, respectively. Connect each by soldering. The other ends of the center conductors 7b, 7d, 7f are soldered onto the earth electrode plate of the electrode substrate 9d. The permanent magnet 9c for applying a DC magnetic field is arranged on the upper part of the above structure, and these are surrounded by the metal cases 9e and 9f.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, parts used in information communication devices such as mobile phones are increasingly required to be further downsized, highly accurate, and inexpensive. By the way, in such an isolator, the capacitor capacity of the dummy port portion and the resistance value of the resistor do not have a certain degree of variation. On the other hand, it is necessary for the isolator to accurately match and absorb the reverse direction signal. For this purpose, the capacitor capacity of the dummy port or the resistance value of the resistor when the printed resistor is used as the resistor is adjusted with high accuracy. There is a need to. For these adjustments, when assembling a conventional isolator, a method is used in which the conductive pattern is cut using a laser or a leuter so that the numerical value shows a target value while measuring the capacitor capacity and the resistance value.
[0008]
As an example, the procedure for adjusting the capacitor capacity and the resistance value in the manufacturing process of the conventional isolator is as follows.
(1) A dielectric substrate portion is formed.
(2) Measure the capacitor capacity.
(3) The conductive pattern which is the electrode pattern of the capacitor is cut according to the capacitance value of the capacitor.
(4) A resistor is formed.
(5) Measure the resistance value of the resistor.
(6) The conductive pattern of the resistor is cut according to the resistance value of the resistor.
[0009]
For reference, a flowchart of the above steps is shown in FIG. Thus, the measurement and adjustment of the capacitor capacity and the measurement and adjustment of the resistance value are performed separately. The reason is that in the conventional structure, the capacitor and the printing resistor in the dummy port portion are continuously formed, and once the resistor is formed, the capacitance of the capacitor cannot be measured. This will be further described with reference to FIG. FIG. 7 shows an example of the shape of the conductive pattern before and after the formation of the resistor and an equivalent circuit of each dummy port portion. From this figure, once a printing resistor is formed, a parallel circuit of a resistor and a capacitor is formed at the dummy port, making it difficult to accurately measure the resistance value of the resistor and the capacitance value of the capacitor. I understand. Therefore in order to accurately measure each of, for example, to adjust the capacitance measurement of the capacitor before forming the printing resistance, it is considered that thereafter forming a printed resistor to adjust the resistance value measurement. Thus, in the conventional structure, since it was necessary to perform measurement and adjustment twice for the resistor and the capacitor, there was a problem in that the manufacturing process was complicated and lengthened.
[0010]
An object of the present invention is to solve such a problem. A nonreciprocal circuit element (isolator ) capable of accurately and efficiently setting a resistance value of a resistor and a capacitance value of a capacitor in a dummy port portion is provided. provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the present invention, the capacitance of the capacitor in the dummy port portion and the resistance value of the resistor can be measured simultaneously, and the printing resistance of the dummy port portion formed on the uppermost surface of the dielectric substrate portion is connected. an electrode pattern for matching capacitor and the electrode pattern characterized by electrically to the formation of the insulating state, then, in order to operate as an isolator, the printing resistance of the dummy port portion and the capacitance value of the matching capacitor those on which the adjusted connecting matching capacitors and the printed resistor electrically, those further characterized in that to connect both the connection at one end of the center conductor of the center conductor portion.
That is, a magnetic body to which a DC magnetic field is applied, a plurality of center conductors that are crossed at a predetermined angle while maintaining electrical insulation between the magnetic bodies, and a matching capacitor connected to one end of the center conductor Non-reciprocal comprising a dielectric substrate made of a single layer or a laminate formed with a magnetic layer, a permanent magnet that applies a DC magnetic field to a central conductor portion composed of the magnetic material and a central conductor, and a metal case that also serves as a magnetic yoke An electrode pattern connected to each central conductor and a printing resistor are formed on the upper surface of the dielectric substrate, and a part of the electrode pattern constitutes a matching capacitor and is connected in parallel with the printing resistor. in the dummy port section including a matching capacitor, the electrode pattern for the matching capacitor, the electrode patterns where the printed resistor is connected is formed at a distance from each other in an electrically insulating state After adjusting the characteristic value of the matching capacitor and the printed resistor, a non-reciprocal circuit element, characterized in that for electrically connecting the electrode pattern of the printed resistor and the matching capacitor at one end of the central conductor.
[0012]
Here, in the present invention, the dummy port portion may be provided at an offset position on the top surface of the dielectric substrate, and the inductor portion is provided on the dielectric substrate in series with the printing resistance of the dummy port portion. It may be a circuit element.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The schematic structure of the isolator of the present invention is shown in FIG. However, in the present invention, the dielectric substrate portion 9a and the central conductor portion 9b in FIG. 10 are respectively replaced with the dielectric substrate portion 20a and the central conductor portion 20b described below. Therefore, since the configuration other than the dielectric substrate portion and the central conductor portion is the same as the conventional one, the description thereof is omitted.
[0014]
In FIG. 1, the dielectric substrate portion 20a is provided with an opening 1f into which a central conductor portion 20b acting as a magnetic rotor enters in the center. The dielectric substrate portion 20a may be a single-layer dielectric ceramic sheet, Moreover, the structure which laminated | stacked the several dielectric ceramic sheet | seat on which the electroconductive pattern was printed may be sufficient. FIG. 1 (a) shows a conventional dielectric substrate for reference, and FIG. 1 (b) shows an example of a conductive pattern on the top surface of a dielectric substrate portion 20a to which the present invention is applied. As shown in FIG. 5B, conductive patterns 1a, 1b, 1c, and 1e are printed and formed on the upper surface of the dielectric substrate portion 20a. The conductive patterns 1a and 1b are the electrode patterns of the matching capacitors for the input part and the output part, respectively, and 1c is the electrode pattern of the backward signal matching capacitor corresponding to the dummy port part. 1d is the printing resistance of the dummy port portion. In the present invention, the conductive pattern 1e drawn out from the printed resistor 1d and the electrode pattern 1c of the matching capacitor are formed in an electrically insulated state as shown by the dotted line in FIG. . Thus, by electrically insulating both, it becomes possible to measure a resistance value and a capacitance value simultaneously. For reference, FIG. 6B shows a flowchart of a procedure for adjusting the capacitor capacity value and the resistor resistance value when the present invention is applied. It can be seen that the number of work steps is greatly reduced as compared with the conventional process shown in FIG.
[0015]
Next, in order to operate as an isolator, it is necessary to electrically connect the resistor of the dummy port portion and the capacitor at the stage where the resistance value of the resistor of the dummy port portion and the capacitance value of the capacitor are adjusted. In the present invention, both are connected by the central conductor of the central conductor portion. This will be described with reference to FIG. The upper diagram of FIG. 2 shows a state immediately before the central conductor portion 20b is installed in the opening 1f of the dielectric substrate portion 20a after adjusting the capacitor capacity and the resistance value of the resistor. 1c is an electrode pattern of the matching capacitor in the dummy port portion, 1d is a printing resistor in the dummy port portion, and 1e is a conductive pattern as a lead line of the resistor 1d. On the other hand, 2a is a central conductor connected to the dummy port part of the central conductor part and has an elongated strip-shaped end. Before the central conductor portion is installed, the printing resistor 1d and the capacitor electrode pattern 1c are electrically insulated. Next, as shown in the lower diagram of FIG. 2, the central conductor portion 20b is installed in the opening 1f of the dielectric substrate portion 20a. In the present invention, at this time, the strip-shaped end portion 2a of the central conductor of the central conductor portion 20b is in electrical contact with both the conductive pattern 1e connected to the printed resistor 1d and the electrode pattern 1c of the matching capacitor. The center conductor is installed and soldered. By doing in this way, the resistor and capacitor | condenser of a dummy port part can be electrically connected easily, and an isolator can be finally comprised.
[0016]
Next, the manufacturing method of the present invention will be mainly described. In the present invention, after the dielectric substrate portion having the conductive pattern as shown in FIG. 1 is formed, the capacitance of the capacitor and the resistance value of the resistor are measured, and the design value is adjusted based on the measurement result. A step of cutting each conductive pattern is included. Here, when cutting the conductive pattern, a laser or a router may be used. A CO ₂ laser (wavelength: 1.06 μm) or YAG laser (wavelength: 10.6 μm) is suitable as a processing laser, but the YAG laser has a lower reflectivity for silver conductive patterns and has better processability. It is preferable to use it.
[0017]
Next, a central conductor portion is installed in the opening of the dielectric substrate portion. The central conductor is a part that functions as a magnetic rotor, and as shown in FIG. 9, the structure is such that a band-shaped central conductor is wound around the surface of a microwave magnetic material while maintaining an angle of about 120 degrees. ing. In addition, the central conductor portion may have a laminated structure in which a conductor wire pattern is embedded in a microwave magnetic sheet while being insulated from each other.
[0018]
Next, as shown in the lower part of FIG. 2, the central conductors 2a, 2b, 2c of the central conductor part and the electrode patterns 1c, 1e, 1a, 1b on the upper surface of the dielectric substrate part are connected by soldering. The present invention includes a step of electrically connecting 1c and 1e, which are electrically insulated on the dielectric substrate portion, via the central conductor 2a of the central conductor portion during the soldering. is there.
[0019]
Another embodiment of the present invention is shown in FIGS. The reverse signal that flows to the dummy port section may leak to the conductive pattern other than the dummy port section embedded in the dielectric substrate section, so this pattern is installed at a position where no leakage occurs. It is effective to do. In this example, the resistor of the dummy port portion is arranged on the left side and the capacitor is arranged on the right side in FIG. 1, but both are arranged biased to either the left or right as shown in FIG. In FIG. 3, the electrodes 3a and 3b are biased to the right, and the electrodes 3a and 3b are matching capacitor electrode patterns for the input and output sections, respectively, and 3c and 3d are matching capacitor electrodes for the dummy port section, respectively. It is a printing resistor for absorbing a reverse signal. The shape of the center conductor 4a of one of the center conductor portions is a saddle shape that can electrically connect both the printed resistor 3d and the capacitor electrode 3c as shown in FIG.
[0020]
Furthermore, another embodiment of the present invention is shown in FIG. In the example of FIGS. 1 and 3, only a capacitor and a resistor are illustrated as an example, but an inductor may be further included for matching. As such an example, there is a structure using the Chebyshev method which is generally used for widening a non-reciprocal circuit. An example is shown in FIG. FIG. 5A shows an equivalent circuit of the dummy port portion, and FIG. 5B shows an example of the conductive pattern on the upper surface of the dielectric substrate portion. In this figure, the bandwidth of the reverse signal transmission characteristic is increased by connecting a capacitor and an inductance in series to the resistor of the dummy port portion. 12a is a matching capacitor in the dummy port portion, 12b is a printing resistor , 12c and 12d are a capacitor electrode pattern and an inductor conductive pattern connected in series with the resistor, respectively. Reference numerals 12e and 12f denote matching capacitors for the input unit and the output unit, respectively. After the dielectric substrate portion is formed in this way, the resistor, the capacitor, and the inductance are adjusted respectively or simultaneously to assemble with the central conductor portion. At the time of assembly, the part surrounded by the dotted line is connected using the central conductor.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since the resistance value of the printing resistor , the capacitance value of the capacitor, and the inductance of the inductor can be measured at a time, the number of manufacturing steps of the isolator can be reduced.
(2) Since individual characteristics are managed based on resistance values and capacitance values instead of microwave characteristics, an isolator with good electrical characteristics is obtained. In addition, characteristics can be inspected and adjusted by simple measurement at the stage of forming the dielectric substrate portion of the isolator manufacturing, which facilitates automatic inspection and adjustment of characteristics, leading to cost reduction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view showing a conductive pattern on the top surface of a dielectric substrate of a non-reciprocal circuit device according to the present invention, FIG.
FIG. 2 is a schematic view showing an assembly state of a dielectric substrate portion and a central conductor portion according to the present invention.
FIG. 3 is a top view of a dielectric substrate portion showing another embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing an assembly state of the dielectric substrate part and the central conductor part of FIG. 3;
5A and 5B are diagrams illustrating an example of a non-reciprocal circuit device, in which FIG. 5A is an equivalent circuit of a dummy port portion, and FIG. 5B is a top view of a dielectric substrate.
FIGS. 6A and 6B are flow charts showing manufacturing process adjustment steps, where FIG. 6A shows a conventional process and FIG. 6B shows a process of the present invention.
FIG. 7 is an equivalent circuit of a dummy port part before and after the resistor formation.
FIG. 8 is a schematic view showing a structure of a central conductor portion.
FIG. 9 is a schematic view showing an assembly state of a dielectric substrate part and a central conductor part.
FIG. 10 is an exploded perspective view showing an example of a non-reciprocal circuit device.
FIG. 11 is a top view showing an example of a dielectric substrate.
FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of a non-reciprocal circuit device.
[Explanation of symbols]
7a Magnetic material for microwave
7b, 7d, 7f Center conductor
7c, 7e, 7g Insulating film
9a Dielectric substrate
9b Center conductor
9c Permanent magnet
10a Electrode pattern of matching capacitor for input section
10b Electrode pattern of matching capacitor for output section
10c Dummy port matching capacitor electrode pattern
10d Reverse signal absorption resistor for dummy port
11a, 11b, 11c: Equivalent circuit of isolator input, output, and dummy port

Claims

And the magnetic body to which a DC magnetic field is applied, a plurality of central conductors arranged to intersect at a predetermined angle while maintaining the electric insulation state from each other in the magnetic member, the matching capacitor which is connected to one end of said central conductor formed Non-reciprocal circuit device comprising: a single-layered or laminated dielectric substrate ; a permanent magnet that applies a DC magnetic field to a central conductor portion composed of the magnetic body and the central conductor; and a metal case that also serves as a magnetic yoke An electrode pattern connected to each central conductor and a printing resistor are formed on the upper surface of the dielectric substrate, and a part of the electrode pattern constitutes a matching capacitor and is connected in parallel with the printing resistor. in the dummy port section including a capacitor, the electrode pattern for the matching capacitor, the electrode patterns where the printed resistor is connected is formed at a distance from each other in an electrically insulating state, the After adjusting the characteristic value of the matching capacitor and printing resistance, non-reciprocal circuit element, characterized in that for electrically connecting the electrode pattern of the printed resistor and the matching capacitor at one end of the central conductor.

The nonreciprocal circuit device according to claim 1, wherein the dummy port portion is provided at an offset position on an upper surface of the dielectric substrate .

3. The nonreciprocal circuit device according to claim 1, wherein an inductor portion is provided on the dielectric substrate in series with the printing resistance of the dummy port portion.