JP5652116B2 - Non-reciprocal circuit element - Google Patents

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Description

本発明は、非可逆回路素子、特に、マイクロ波帯で使用され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に関する。   The present invention relates to a nonreciprocal circuit device, and more particularly to a nonreciprocal circuit device such as an isolator or a circulator used in a microwave band.

従来より、アイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子は、予め定められた特定方向にのみ信号を伝送し、逆方向には伝送しない特性を有している。この特性を利用して、例えば、アイソレータは、自動車電話、携帯電話などの移動体通信機器の送信回路部に使用されている。   Conventionally, nonreciprocal circuit elements such as isolators and circulators have a characteristic of transmitting a signal only in a predetermined specific direction and not transmitting in a reverse direction. Utilizing this characteristic, for example, an isolator is used in a transmission circuit unit of a mobile communication device such as a car phone or a mobile phone.

この種の非可逆回路素子として、特許文献1には、低損失の2ポート型アイソレータを開示している。この2ポート型アイソレータは、フェライトに互いに電気的に絶縁状態で交差する第1中心電極及び第2中心電極を配置し、第1及び第2中心電極の交差部分に直流磁界を印加するようにしている。そして、入力端子のインピーダンスを50Ωよりも低くするために、入力端子と入力ポート(第1中心電極の一端)との間に、インダクタを挿入している。   As this type of non-reciprocal circuit element, Patent Document 1 discloses a low-loss two-port isolator. In this two-port isolator, a first center electrode and a second center electrode that intersect with each other in an electrically insulated state are arranged on a ferrite, and a DC magnetic field is applied to an intersection of the first and second center electrodes. Yes. In order to make the impedance of the input terminal lower than 50Ω, an inductor is inserted between the input terminal and the input port (one end of the first center electrode).

しかし、前記アイソレータでは、インピーダンス変換のためにインダクタを追加部品として用意する必要があり、該インダクタのQ値によって挿入損失が増加し、また、回路素子自体の小型化に支障を生じる。   However, in the isolator, it is necessary to prepare an inductor as an additional component for impedance conversion, the insertion loss is increased by the Q value of the inductor, and the circuit element itself is hindered in size reduction.

特開2005−102143号公報JP 2005-102143 A

そこで、本発明の目的は、挿入損失を低下させたり、大型化を招来することなく、入力インピーダンスの低下を達成できる非可逆回路素子を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a non-reciprocal circuit device that can achieve a reduction in input impedance without reducing insertion loss or increasing size.

本発明の一形態である非可逆回路素子は、
マイクロ波用磁性体の主面に互いに一端で接続された状態で設けた第1導体及び第2導体と、
前記第1導体及び第2導体の接続点から引き出されて前記第1導体及び第2導体に絶縁状態で交差して前記マイクロ波用磁性体に巻回された第3導体と、
前記第1導体、第2導体及び第3導体の交差部分に直流磁界を印加する永久磁石と、
を備え、
前記第1導体及び第2導体の端部を入出力ポートとし、前記第3導体の端部をグランドポートとし、
前記入出力ポート間に抵抗素子が前記第1導体及び第2導体に対して並列に接続されており、
前記第1導体と前記第3導体との相互インダクタンスと、前記第2導体と前記第3導体との相互インダクタンスとが異なっていること、
を特徴とする。
The non-reciprocal circuit device according to one aspect of the present invention is
A first conductor and a second conductor provided in a state of being connected to each other at one end to the main surface of the microwave magnetic body;
A third conductor drawn from a connection point of the first conductor and the second conductor, intersecting the first conductor and the second conductor in an insulating state and wound around the microwave magnetic body;
A permanent magnet that applies a DC magnetic field to the intersection of the first conductor, the second conductor, and the third conductor;
With
The end portions of the first conductor and the second conductor are input / output ports, the end portion of the third conductor is a ground port,
A resistance element is connected between the input / output ports in parallel to the first conductor and the second conductor,
The mutual inductance between the first conductor and the third conductor is different from the mutual inductance between the second conductor and the third conductor;
It is characterized by.

前記非可逆回路素子において、例えば、第1導体の入出力ポートに高周波電流が入力すると、第2導体及び第3導体に大きな高周波電流が流れて第2導体の入出力ポートから出力される。このとき抵抗素子にはほとんど高周波電流が流れないため、挿入損失が小さくなる。一方、第2導体の入出力ポートから入力された高周波電流は、抵抗素子によって熱として放出され、第1導体にほとんど流れることはない。第1導体、第2導体及び第3導体はそれぞれ磁気的に結合しており、第1導体と第3導体との相互インダクタンスと、第2導体と第3導体との相互インダクタンスとが異なっており、両者の相互インダクタンスを調整することにより、入力側のインピーダンスが低下する。   In the nonreciprocal circuit device, for example, when a high frequency current is input to the input / output port of the first conductor, a large high frequency current flows through the second conductor and the third conductor and is output from the input / output port of the second conductor. At this time, since the high-frequency current hardly flows through the resistance element, the insertion loss is reduced. On the other hand, the high-frequency current input from the input / output port of the second conductor is released as heat by the resistance element, and hardly flows through the first conductor. The first conductor, the second conductor, and the third conductor are magnetically coupled, and the mutual inductance between the first conductor and the third conductor is different from the mutual inductance between the second conductor and the third conductor. By adjusting the mutual inductance of both, the impedance on the input side is lowered.

即ち、前記非可逆回路素子にあっては、マイクロ波用磁性体に設けた導体がインピーダンス変換機能を有し、別部品としてインダクタを追加する必要がなく、挿入損失を低下させたり、大型化を招来することなく、入力インピーダンスの低下を達成できる。   That is, in the non-reciprocal circuit element, the conductor provided in the microwave magnetic body has an impedance conversion function, and it is not necessary to add an inductor as a separate part, so that the insertion loss is reduced or the size is increased. A reduction in input impedance can be achieved without incurring.

本発明によれば、挿入損失を低下させたり、大型化を招来することなく、入力インピーダンスの低下を達成できる。   According to the present invention, it is possible to achieve a reduction in input impedance without reducing insertion loss or increasing size.

第1実施例である非可逆回路素子(2ポート型アイソレータ)を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the nonreciprocal circuit device (2 port type isolator) which is 1st Example. 第1実施例において、フェライト・磁石組立体を回路基板上に実装した状態を示す斜視図である。In a 1st Example, it is a perspective view which shows the state which mounted the ferrite magnet assembly on the circuit board. 第1実施例の等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the first embodiment. 第1実施例において、導体や電極を取り付けたフェライトを示す斜視図である。In a 1st Example, it is a perspective view which shows the ferrite which attached the conductor and the electrode. 第1実施例におけるフェライト・磁石組立体を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the ferrite magnet assembly in 1st Example. 第1実施例の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of 1st Example. 第2実施例である非可逆回路素子(2ポート型アイソレータ)において、導体や電極を取り付けたフェライトを示す斜視図である。In the nonreciprocal circuit device (2 port type isolator) which is 2nd Example, it is a perspective view which shows the ferrite which attached the conductor and the electrode. 第2実施例の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of 2nd Example. 第3実施例である非可逆回路素子(2ポート型アイソレータ)において、導体や電極を取り付けたフェライトを示す斜視図である。In the nonreciprocal circuit device (2 port type isolator) which is 3rd Example, it is a perspective view which shows the ferrite which attached the conductor and the electrode. 第3実施例の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of 3rd Example.

以下、本発明に係る非可逆回路素子の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各実施例を示す図において、同じ部品、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。   Embodiments of a nonreciprocal circuit device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings showing the respective embodiments, the same parts and portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(第1実施例、図1〜図6参照)
第1実施例である非可逆回路素子の分解斜視図を図1に示す。この非可逆回路素子は、2ポート型アイソレータであり、概略、回路基板20と、マイクロ波用磁性体32(以下、フェライト32と記す)と一対の永久磁石41とからなるフェライト・磁石素子30と、平板状ヨーク10と、封止樹脂11と、チップタイプの抵抗素子Rと、チップタイプのコンデンサ素子Cとで構成されている。
(Refer 1st Example and FIGS. 1-6)
An exploded perspective view of the nonreciprocal circuit device according to the first embodiment is shown in FIG. This non-reciprocal circuit element is a two-port isolator, and generally includes a circuit board 20, a ferrite magnet element 30 including a microwave magnetic body 32 (hereinafter referred to as a ferrite 32), and a pair of permanent magnets 41. The flat yoke 10, the sealing resin 11, the chip-type resistance element R, and the chip-type capacitor element C are included.

フェライト32には、以下に図4及び図5を参照して詳述するように、表裏の主面32a,32bに、第1導体35、第2導体36及び第3導体37が導体膜にて形成されている。ここで、フェライト32は互いに平行な第1主面32a及び第2主面32b、上面32c、下面32dを有する直方体形状をなしている。   As described in detail below with reference to FIGS. 4 and 5, the ferrite 32 has a first conductor 35, a second conductor 36, and a third conductor 37 formed of a conductor film on the front and back main surfaces 32 a and 32 b. Is formed. Here, the ferrite 32 has a rectangular parallelepiped shape having a first main surface 32a and a second main surface 32b parallel to each other, an upper surface 32c, and a lower surface 32d.

永久磁石41はフェライト32に対して磁界を主面32a,32bに垂直方向に印加するように主面32a,32bに対向して、例えば、エポキシ系の接着剤42を介して接着され、フェライト・磁石素子30を構成している。永久磁石41の主面はフェライト32の主面32a,32bと同一寸法であり、互いの外形が一致するように主面どうしを対向させて配置されている。   The permanent magnet 41 is opposed to the main surface 32a, 32b so as to apply a magnetic field to the ferrite 32 in a direction perpendicular to the main surface 32a, 32b, for example, via an epoxy adhesive 42, The magnet element 30 is configured. The main surface of the permanent magnet 41 has the same dimensions as the main surfaces 32a and 32b of the ferrite 32, and is disposed with the main surfaces facing each other so that their external shapes match.

図4及び図5に示すように、第1導体35は一端が下面32dの右方に設けた電極35aに接続された状態で第1主面32aを左方に約2/3程度延在して中点導体38に接続されている。第2導体36は一端が下面32dの左方に設けた電極36aに接続された状態で第1主面32aを右方に約1/3程度延在して中点導体38に接続されている。中点導体38は上面32cに設けた電極37aに接続されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the first conductor 35 extends about 2/3 of the first main surface 32a to the left with one end connected to the electrode 35a provided to the right of the lower surface 32d. Are connected to the midpoint conductor 38. The second conductor 36 has one end connected to the electrode 36a provided on the left side of the lower surface 32d and extends to the right about the first main surface 32a by about 1/3 and is connected to the midpoint conductor 38. . The midpoint conductor 38 is connected to an electrode 37a provided on the upper surface 32c.

第3導体37は、主として、第2主面32bに設けた導体37b,37f,37jと、第1主面32aに絶縁層43を介して設けた導体37d,37hから構成されている。導体37b,37f,37jの上部は電極37a,37e,37iに接続され、下部は電極37c,37g,37kに接続されている。導体37d,37hの上部は電極37e,37iに接続され、下部は電極37c,37gに接続されている。即ち、第3導体37は、導体37b,37d,37f,37h,37j及び電極37a,37c,37e,37g,37i,37kからなるもので、中点導体38から引き出されて第1導体35及び第2導体36に絶縁状態で交差してフェライト32に2.5ターン巻回されている。   The third conductor 37 is mainly composed of conductors 37b, 37f, and 37j provided on the second main surface 32b, and conductors 37d and 37h provided on the first main surface 32a via the insulating layer 43. The upper portions of the conductors 37b, 37f, and 37j are connected to the electrodes 37a, 37e, and 37i, and the lower portions are connected to the electrodes 37c, 37g, and 37k. The upper portions of the conductors 37d and 37h are connected to the electrodes 37e and 37i, and the lower portions are connected to the electrodes 37c and 37g. That is, the third conductor 37 is composed of conductors 37b, 37d, 37f, 37h, and 37j and electrodes 37a, 37c, 37e, 37g, 37i, and 37k. It intersects the two conductors 36 in an insulated state and is wound around the ferrite 32 for 2.5 turns.

フェライト32の上下面32c,32dに形成された前記電極は、凹部に電極用導体を塗布又は充填して形成されている。この種の電極は、マザーフェライト基板に予めスルーホールを形成し、このスルーホールを電極用導体で充填した後、スルーホールを分断する位置でカットすることによって形成される。なお、各種電極はスルーホールに導体膜として形成したものであってもよい。また、多数個取りの手法で製作される場合、マザーフェライト基板に接着剤を介して永久磁石をも積層した状態でカットされることもある。   The electrodes formed on the upper and lower surfaces 32c and 32d of the ferrite 32 are formed by applying or filling electrode conductors in the recesses. This type of electrode is formed by forming a through hole in the mother ferrite substrate in advance, filling the through hole with an electrode conductor, and then cutting at a position where the through hole is divided. Various electrodes may be formed as conductor films in the through holes. In the case of manufacturing by a multi-cavity technique, it may be cut in a state where a permanent magnet is also laminated on the mother ferrite substrate via an adhesive.

フェライト32としては、YIGフェライトなどが用いられている。第1、第2及び第3導体35,36,37や各種電極は銀や銀合金の厚膜又は薄膜として印刷、転写、フォトリソグラフィなどで形成することができる。絶縁層43としては、ガラスやアルミナなどの誘電体厚膜、ポリイミドなどの樹脂膜などを用いることができる。   As the ferrite 32, YIG ferrite or the like is used. The first, second, and third conductors 35, 36, and 37 and various electrodes can be formed by printing, transferring, photolithography, or the like as a thick film or thin film of silver or a silver alloy. As the insulating layer 43, a dielectric thick film such as glass or alumina, a resin film such as polyimide, or the like can be used.

永久磁石41は、通常、ストロンチウム系、バリウム系、ランタン−コバルト系のフェライトマグネットが用いられる。永久磁石41とフェライト32とを接着する接着剤42としては、一液性の熱硬化型エポキシ接着剤を用いることが最適である。   As the permanent magnet 41, a strontium-based, barium-based, or lanthanum-cobalt-based ferrite magnet is usually used. As the adhesive 42 for adhering the permanent magnet 41 and the ferrite 32, it is optimal to use a one-component thermosetting epoxy adhesive.

平板状ヨーク10は、高周波電磁回路を形成するとともにシールド機能を有するもので、前記フェライト・磁石素子30の上面に封止樹脂11を介して固定されている。   The flat yoke 10 forms a high-frequency electromagnetic circuit and has a shielding function, and is fixed to the upper surface of the ferrite / magnet element 30 via a sealing resin 11.

回路基板20は、表面に、入力端子電極21、出力端子電極22及びグランド端子電極23が形成されている。前記フェライト・磁石素子30及び抵抗素子R、コンデンサ素子Cは回路基板20上に実装される。フェライト・磁石素子30は、回路基板20上にフェライト32の主面32a,32bが垂直方向に位置するように実装される。このとき、電極35aは入力端子電極21に接続され、電極36aは出力端子電極22に接続され、電極37kはグランド端子電極23に接続される。また、抵抗素子Rとコンデンサ素子Cは、それぞれ、入力端子電極21及び出力端子電極22に接続される。   The circuit board 20 has an input terminal electrode 21, an output terminal electrode 22, and a ground terminal electrode 23 formed on the surface. The ferrite / magnet element 30, the resistance element R, and the capacitor element C are mounted on the circuit board 20. The ferrite magnet element 30 is mounted on the circuit board 20 so that the main surfaces 32a and 32b of the ferrite 32 are positioned in the vertical direction. At this time, the electrode 35 a is connected to the input terminal electrode 21, the electrode 36 a is connected to the output terminal electrode 22, and the electrode 37 k is connected to the ground terminal electrode 23. Further, the resistance element R and the capacitor element C are connected to the input terminal electrode 21 and the output terminal electrode 22, respectively.

前記接続関係によって、本2ポート型アイソレータは、図3に示す等価回路に構成される。即ち、第1導体35と第2導体36とは中点導体38で接続され、第1導体35の端部(電極35a)が入力ポートP1とされ、第2導体36の端部(電極36a)が出力ポートP2とされ、第3導体37の端部(電極37k)がグランドポートP3とされる。また、入力ポートP1と出力ポートP2との間に、抵抗素子Rとコンデンサ素子Cとが、第1導体35及び第2導体36に対してそれぞれ並列に接続される。   According to the connection relationship, the two-port isolator is configured as an equivalent circuit shown in FIG. That is, the first conductor 35 and the second conductor 36 are connected by the midpoint conductor 38, the end portion (electrode 35a) of the first conductor 35 is used as the input port P1, and the end portion (electrode 36a) of the second conductor 36. Is the output port P2, and the end (electrode 37k) of the third conductor 37 is the ground port P3. Further, a resistance element R and a capacitor element C are connected in parallel to the first conductor 35 and the second conductor 36 between the input port P1 and the output port P2.

以上の構成からなる2ポート型アイソレータにおいては、入力ポートP1に高周波電流が入力すると、第2導体36及び第3導体37に大きな高周波電流が流れて出力ポートP2から出力される。このとき、抵抗素子RやコンデンサC1にはほとんど高周波電流が流れないため、挿入損失が小さくなる。一方、出力ポートP2から入力された高周波電流は、第1導体35とコンデンサC1とで形成される並列共振回路によって減衰され、かつ、抵抗素子Rによって熱として放出される。   In the two-port isolator having the above configuration, when a high frequency current is input to the input port P1, a large high frequency current flows through the second conductor 36 and the third conductor 37 and is output from the output port P2. At this time, almost no high-frequency current flows through the resistor element R and the capacitor C1, so that the insertion loss is reduced. On the other hand, the high-frequency current input from the output port P2 is attenuated by the parallel resonance circuit formed by the first conductor 35 and the capacitor C1, and is released as heat by the resistance element R.

第1導体35、第2導体36及び第3導体37はそれぞれインダクタL1,L2,L3として磁気的に結合しており、第1導体35と第3導体37との相互インダクタンスと、第2導体36と第3導体37との相互インダクタンスとが異なっており、両者の相互インダクタンスを調整することにより、入力側のインピーダンスが低下する。即ち、本第1実施例においては、第1導体35(L1)と第3導体37(L3)との結合が相対的に強く、第2導体36(L2)と第3導体37(L3)の結合が相対的に弱く調整されている。このような調整は、第1導体35と第2導体36との長さを異ならせること、第1導体35と第2導体36に対する第3導体37の結合度を異ならせることによって行われる。このように、本第1実施例においては、フェライト32に設けた導体35,36,37(インダクタL1,L2,L3)がインピーダンス変換機能を有し、別部品としてインダクタを追加する必要がなく、挿入損失を低下させたり、大型化を招来することなく、入力インピーダンスの低下を達成できる。   The first conductor 35, the second conductor 36, and the third conductor 37 are magnetically coupled as inductors L1, L2, and L3, respectively, and the mutual inductance between the first conductor 35 and the third conductor 37, and the second conductor 36. And the third conductor 37 have different mutual inductances, and the impedance on the input side is reduced by adjusting the mutual inductance of the two. That is, in the first embodiment, the coupling between the first conductor 35 (L1) and the third conductor 37 (L3) is relatively strong, and the second conductor 36 (L2) and the third conductor 37 (L3) are coupled. Coupling is adjusted relatively weakly. Such adjustment is performed by making the lengths of the first conductor 35 and the second conductor 36 different and making the degree of coupling of the third conductor 37 to the first conductor 35 and the second conductor 36 different. Thus, in the first embodiment, the conductors 35, 36, and 37 (inductors L1, L2, and L3) provided on the ferrite 32 have an impedance conversion function, and it is not necessary to add an inductor as a separate component. A reduction in input impedance can be achieved without reducing insertion loss or increasing the size.

本第1実施例のごとく、第3導体37をフェライト32に2.5ターン巻回した場合の挿入損失特性を図6の曲線Aに示し、アイソレーション特性を図6の曲線Bに示す。周波数帯域1.920〜1.980GHzにおいて、挿入損失が−0.452〜−0.471dB、アイソレーションが−14.265〜−15.987dBである。   As in the first embodiment, the insertion loss characteristic when the third conductor 37 is wound around the ferrite 32 for 2.5 turns is shown by a curve A in FIG. 6, and the isolation characteristic is shown by a curve B in FIG. In the frequency band 1.920 to 1.980 GHz, the insertion loss is −0.452 to −0.471 dB, and the isolation is −14.265 to −15.987 dB.

さらに、本2ポート型アイソレータにおいて、フェライト・磁石素子30は、フェライト32と一対の永久磁石41が接着剤42で一体化されていることで、機械的に安定となり、振動や衝撃で変形・破損しない堅牢なアイソレータとなる。   Further, in the two-port isolator, the ferrite / magnet element 30 is mechanically stable because the ferrite 32 and the pair of permanent magnets 41 are integrated by the adhesive 42, and is deformed or damaged by vibration or impact. It will not be a robust isolator.

(第2実施例、図7及び図8参照)
第2実施例である非可逆回路素子(2ポート型アイソレータ)は、図7に示すように、第3導体37を第1導体35及び第2導体36に絶縁状態で交差してフェライト32に1.5ターン巻回したものである。なお、図7において、第3導体37はその全ての構成要素が図示されてはいないが、図5に示した各構成要素の一部を省略して1.5ターン巻回されている。
(Refer to the second embodiment, FIGS. 7 and 8)
As shown in FIG. 7, the nonreciprocal circuit device (two-port isolator) according to the second embodiment intersects the first conductor 35 and the second conductor 36 in an insulated state by crossing the third conductor 37 to the ferrite 32. .5 turns. In FIG. 7, all the components of the third conductor 37 are not shown, but some of the components shown in FIG. 5 are omitted and wound for 1.5 turns.

本第2実施例における第1導体35、第2導体36及び第3導体37の作用効果は前記第1実施例と同様であり、挿入損失特性を図8の曲線Aに示し、アイソレーション特性を図8の曲線Bに示す。周波数帯域1.920〜1.980GHzにおいて、挿入損失が−0.592dB、アイソレーションが−12.917〜−20.050dBである。   The effects of the first conductor 35, the second conductor 36, and the third conductor 37 in the second embodiment are the same as those in the first embodiment. The insertion loss characteristic is shown by the curve A in FIG. This is shown by curve B in FIG. In the frequency band of 1.920 to 1.980 GHz, the insertion loss is -0.592 dB and the isolation is -12.919 to -20.050 dB.

(第3実施例、図9及び図10参照)
第3実施例である非可逆回路素子(2ポート型アイソレータ)は、図9に示すように、第3導体37を第1導体35及び第2導体36に絶縁状態で交差してフェライト32に3.5ターン巻回したものである。なお、図9において、第3導体37はその全ての構成要素が図示されてはいないが、図5に示した各構成要素を増加させて3.5ターン巻回されている。
(Refer to the third embodiment, FIGS. 9 and 10)
As shown in FIG. 9, the nonreciprocal circuit device (two-port isolator) according to the third embodiment intersects the third conductor 37 with the first conductor 35 and the second conductor 36 in an insulated state, and the ferrite 32 .5 turns. In FIG. 9, all the components of the third conductor 37 are not shown, but each component shown in FIG. 5 is increased and is wound for 3.5 turns.

本第3実施例における第1導体35、第2導体36及び第3導体37の作用効果は前記第1実施例と同様であり、挿入損失特性を図10の曲線Aに示し、アイソレーション特性を図10の曲線Bに示す。周波数帯域1.920〜1.980GHzにおいて、挿入損失が−0.416〜−0.390dB、アイソレーションが−11.186〜−20.286dBである。   The effects of the first conductor 35, the second conductor 36, and the third conductor 37 in the third embodiment are the same as those in the first embodiment. The insertion loss characteristic is shown by the curve A in FIG. This is shown by curve B in FIG. In the frequency band 1.920 to 1.980 GHz, the insertion loss is −0.416 to −0.390 dB, and the isolation is −11.186 to −20.286 dB.

(ターン数と入出力インピーダンスとの関係)
以下の表1に、第3導体37のフェライト32に対するターン数と入力インピーダンスS11及び出力インピーダンスS22との関係を示す。ターン数が1.5ターン以上で入出力間のインピーダンス実部に変換特性が現われ、かつ、インピーダンス値自体も大きくなる。また、2.5ターンで、出力インピーダンスが50Ωになり、入力25+j20Ω、出力50+j0Ωのインピーダンス変換機能を有する。
(Relationship between number of turns and input / output impedance)
Table 1 below shows the relationship between the number of turns of the third conductor 37 with respect to the ferrite 32, the input impedance S11, and the output impedance S22. When the number of turns is 1.5 turns or more, conversion characteristics appear in the real part of the impedance between the input and output, and the impedance value itself increases. Further, in 2.5 turns, the output impedance becomes 50Ω, and has an impedance conversion function of input 25 + j20Ω and output 50 + j0Ω.

Figure 0005652116
Figure 0005652116

(他の実施例)
なお、本発明に係る非可逆回路素子は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
(Other examples)
The non-reciprocal circuit device according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist thereof.

例えば、永久磁石41のN極とS極を反転させれば、入力ポートP1と出力ポートP2とが入れ替わる。また、前記第1、第2、及び第3導体35,36,37の形状は種々に変更することができる。例えば、第1及び第2導体35,36はフェライト32の主面32a上で2本に分岐していてもよく、側面に回り込んでいてもよい。また、回路基板20を多層基板とし、コンデンサ素子Cなどを内部電極で構成してもよい。   For example, if the N pole and S pole of the permanent magnet 41 are reversed, the input port P1 and the output port P2 are switched. The shapes of the first, second, and third conductors 35, 36, and 37 can be variously changed. For example, the first and second conductors 35, 36 may be branched into two on the main surface 32 a of the ferrite 32, and may wrap around the side surface. Further, the circuit board 20 may be a multilayer board, and the capacitor element C and the like may be constituted by internal electrodes.

以上のように、本発明は、非可逆回路素子に有用であり、特に、挿入損失を低下させたり、大型化を招来することなく、入力インピーダンスの低下を達成できる点で優れている。   As described above, the present invention is useful for non-reciprocal circuit devices, and is particularly excellent in that a reduction in input impedance can be achieved without reducing insertion loss or increasing size.

20…回路基板
21…入力端子電極
22…出力端子電極
23…グランド端子電極
30…フェライト・磁石素子
32…フェライト
35…第1導体
36…第2導体
37…第3導体
41…永久磁石
P1…入力ポート
P2…出力ポート
P3…グランドポート
R…抵抗素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Circuit board 21 ... Input terminal electrode 22 ... Output terminal electrode 23 ... Ground terminal electrode 30 ... Ferrite magnet element 32 ... Ferrite 35 ... 1st conductor 36 ... 2nd conductor 37 ... 3rd conductor 41 ... Permanent magnet P1 ... Input Port P2 ... Output port P3 ... Ground port R ... Resistance element

Claims (6)

マイクロ波用磁性体の主面に互いに一端で接続された状態で設けた第1導体及び第2導体と、
前記第1導体及び第2導体の接続点から引き出されて前記第1導体及び第2導体に絶縁状態で交差して前記マイクロ波用磁性体に巻回された第3導体と、
前記第1導体、第2導体及び第3導体の交差部分に直流磁界を印加する永久磁石と、
を備え、
前記第1導体及び第2導体の端部を入出力ポートとし、前記第3導体の端部をグランドポートとし、
前記入出力ポート間に抵抗素子が前記第1導体及び第2導体に対して並列に接続されており、
前記第1導体と前記第3導体との相互インダクタンスと、前記第2導体と前記第3導体との相互インダクタンスとが異なっていること、
を特徴とする非可逆回路素子。
A first conductor and a second conductor provided in a state of being connected to each other at one end to the main surface of the microwave magnetic body;
A third conductor drawn from a connection point of the first conductor and the second conductor, intersecting the first conductor and the second conductor in an insulating state and wound around the microwave magnetic body;
A permanent magnet that applies a DC magnetic field to the intersection of the first conductor, the second conductor, and the third conductor;
With
The end portions of the first conductor and the second conductor are input / output ports, the end portion of the third conductor is a ground port,
A resistance element is connected between the input / output ports in parallel to the first conductor and the second conductor,
The mutual inductance between the first conductor and the third conductor is different from the mutual inductance between the second conductor and the third conductor;
A nonreciprocal circuit device characterized by the above.
前記入出力ポート間に容量素子が前記抵抗素子に対して並列に接続されていること、を特徴とする請求項1に記載の非可逆回路素子。   The nonreciprocal circuit device according to claim 1, wherein a capacitive element is connected in parallel to the resistance element between the input / output ports. 前記第1導体と前記第2導体との長さが異なっていること、を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の非可逆回路素子。   The nonreciprocal circuit device according to claim 1, wherein the first conductor and the second conductor have different lengths. 前記第1導体と前記第3導体との相互インダクタンスと、前記第2導体と前記第3導体との相互インダクタンスとが異なっていること、を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の非可逆回路素子。 The non- inductance according to claim 1 or 2 , wherein a mutual inductance between the first conductor and the third conductor is different from a mutual inductance between the second conductor and the third conductor. Reversible circuit element. 前記第1導体と前記第2導体とは前記マイクロ波用磁性体の一主面のみに設けられていること、を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の非可逆回路素子。 5. The nonreciprocal circuit device according to claim 1, wherein the first conductor and the second conductor are provided only on one main surface of the microwave magnetic body. 6. . さらに、表面に接続用端子電極を設けた回路基板を備え
前記マイクロ波用磁性体はその両主面に前記永久磁石で挟着された一体的な磁性体・磁石素子とされ、
前記磁性体・磁石素子は前記回路基板の表面に前記マイクロ波用磁性体の主面が垂直方向に位置するように実装されていること、を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の非可逆回路素子。
Furthermore, a circuit board having connection terminal electrodes on its surface is provided, and the microwave magnetic body is an integral magnetic body / magnet element sandwiched between the main surfaces of the permanent magnet,
6. The magnetic body / magnet element is mounted on a surface of the circuit board so that a main surface of the microwave magnetic body is positioned in a vertical direction. The nonreciprocal circuit device according to 1.
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