JP5821093B2 - Non-reciprocal circuit element - Google Patents
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Description
本発明は、非可逆回路素子に関し、一層詳細には、異なる周波数帯域で動作させることが可能な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 that can be operated in different frequency bands.
非可逆回路素子は、電磁波を一方向にのみ通す機能(非可逆的伝送特性)を持つ電子部品であり、送受信回路の保護や安定動作を保証するために使用される。携帯電話等移動体通信システムでは、複数の周波数帯が使用されている。例えば、携帯電話では、日本国内の場合、800MHz帯や2GHz帯の周波数帯域が用いられ、端末によって用いられる周波数帯域が設定されている。また、携帯電話の周波数帯域は各国ごとにも異なっている。 The nonreciprocal circuit element is an electronic component having a function of passing electromagnetic waves only in one direction (irreversible transmission characteristics), and is used to guarantee protection and stable operation of the transmission / reception circuit. In mobile communication systems such as mobile phones, a plurality of frequency bands are used. For example, in a mobile phone in Japan, the frequency band of 800 MHz band or 2 GHz band is used, and the frequency band used by the terminal is set. In addition, the frequency band of mobile phones varies from country to country.
従って、各周波数帯域を用いる端末には、それぞれの異なる周波数帯域に対応した非可逆回路素子が用いられている。これは、各地域、国ごとに設置されている携帯電話の基地局における非可逆回路素子も同様である。 Therefore, non-reciprocal circuit elements corresponding to different frequency bands are used for terminals using each frequency band. The same applies to non-reciprocal circuit elements in mobile phone base stations installed in each region and country.
ところで、2007年に開催された世界無線通信会議において、次世代(第4世代)移動通信システム(IMT−Advanced)の規格が制定され、450MHzから3.6GHzまでの間の4つの周波数帯域が割り当てられた。従来の非可逆回路素子では、各周波数帯にチューニングされたものが1個ずつ必要であった。 By the way, in the world wireless communication conference held in 2007, the standard of the next generation (fourth generation) mobile communication system (IMT-Advanced) was established, and four frequency bands from 450 MHz to 3.6 GHz are allocated. It was. A conventional non-reciprocal circuit element needs to be tuned for each frequency band.
しかし、近年になって一つの端末で2つの周波数帯域を利用できる非可逆回路素子が提案されている(例えば、特許文献1)。 However, recently, a nonreciprocal circuit device that can use two frequency bands in one terminal has been proposed (for example, Patent Document 1).
上記特許文献1記載の非可逆回路素子は、正円偏波透磁率の実数項μ+と、負円偏波透磁率の実数項μ−との差分の大きいところで動作させているが、磁気共鳴点の高磁場側から低磁場側までの広範囲において動作させるには至っていない。 The nonreciprocal circuit element described in Patent Document 1 is operated at a location where the difference between the real term μ + of the positive circular polarization permeability and the real term μ − of the negative circular polarization permeability is large. It has not been operated in a wide range from the high magnetic field side to the low magnetic field side.
また、磁性部材と、当該磁性部材と同直径の中央部分から突出した伝送線路部を有する導体とが積層された構造であるため、磁場分布の乱れが生じ易い問題がある。 In addition, since the magnetic member and the conductor having the transmission line portion protruding from the central portion of the same diameter as the magnetic member are laminated, there is a problem that the magnetic field distribution is likely to be disturbed.
本発明は上記のような従来技術の問題を考慮してなされたものであり、磁気共鳴点の高磁場側から低磁場側に至る広範囲において安定して動作可能な非可逆回路素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described problems of the prior art, and provides a nonreciprocal circuit device that can operate stably over a wide range from the high magnetic field side to the low magnetic field side of the magnetic resonance point. With the goal.
第1の本発明に係る非可逆回路素子は、中央部分に貫通孔を有する誘電体基板と、前記貫通孔に嵌め込まれた円柱形状の磁性部材と、前記磁性部材の一主面から前記誘電体基板の一主面にかけて形成された導体と、前記磁性部材に対し、バイアス磁場を可変的に印加するバイアス磁場可変手段とを有し、前記導体は、前記磁性部材の径よりも小さい径を有する円形部と、該円形部から三方に張り出す伝送線路部とを一体に有し、前記バイアス磁場可変手段にて印加するバイアス磁場を変化させることにより、前記磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側から低磁場側に至る範囲において動作可能であることを特徴とする。 The nonreciprocal circuit device according to the first aspect of the present invention includes a dielectric substrate having a through hole in a central portion, a columnar magnetic member fitted in the through hole, and the dielectric from one main surface of the magnetic member. A conductor formed on one main surface of the substrate; and a bias magnetic field variable means for variably applying a bias magnetic field to the magnetic member, wherein the conductor has a diameter smaller than a diameter of the magnetic member. A high magnetic field at the magnetic resonance point of the magnetic member is obtained by integrally changing the bias magnetic field applied by the bias magnetic field varying means, which has a circular part and a transmission line part extending in three directions from the circular part. It is possible to operate in a range from the side to the low magnetic field side.
このような構成によれば、磁場可変手段によって、磁気共鳴点の高磁場側から低磁場側に至る広範囲にて動作させることが可能であると共に、誘電体基板に磁性部材を嵌め込み、磁性部材の一主面から誘電体基板の一主面にかけて形成された導体を有することにより、磁性部材の歪みや欠け等による磁場分布の乱れを低減することができ、さらに導体の伝送線路のインピーダンスを一致させることも容易になる。 According to such a configuration, the magnetic field varying means can be operated over a wide range from the high magnetic field side to the low magnetic field side of the magnetic resonance point, and the magnetic member is fitted into the dielectric substrate. By having a conductor formed from one main surface to one main surface of the dielectric substrate, it is possible to reduce disturbance of the magnetic field distribution due to distortion or chipping of the magnetic member, and to match the impedance of the transmission line of the conductor It becomes easy.
第1の本発明に係る非可逆回路素子において、磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側と低磁場側とのいずれの範囲においても、挿入損失0.3dB以下で動作させることができ、また、前記範囲において100MHz以上の動作周波数帯を有する。 The non-reciprocal circuit device according to the first aspect of the present invention can be operated with an insertion loss of 0.3 dB or less in both the high magnetic field side and the low magnetic field side of the magnetic resonance point of the magnetic member. In the above range, it has an operating frequency band of 100 MHz or more.
第2の本発明に係る非可逆回路素子は、中央部分に貫通孔を有する第1及び第2誘電体基板と、前記第1及び第2誘電体基板の前記貫通孔に、それぞれ嵌め込まれた円柱形状の第1及び第2磁性部材と、前記第1及び第2磁性部材の一主面から前記第1及び第2誘電体基板の一主面にかけて形成され、前記第1磁性部材及び前記第1誘電体基板と、前記第2磁性部材及び前記第2誘電体基板とに挟まれた導体と、前記第1及び第2磁性部材に対し、バイアス磁場を可変的に印加するバイアス磁場可変手段とを有し、前記導体は、前記第1及び第2磁性部材の径よりも小さい径を有する円形部と、該円形部から三方に張り出す伝送線路部とを一体に有し、前記バイアス磁場可変手段にて印加するバイアス磁場を変化させることにより、前記第1及び第2磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側から低磁場側に至る範囲において動作可能であることを特徴とする。 A non-reciprocal circuit device according to a second aspect of the present invention includes first and second dielectric substrates having a through hole in a central portion, and a cylinder fitted into the through holes of the first and second dielectric substrates, respectively. First and second magnetic members having a shape and formed from one main surface of the first and second magnetic members to one main surface of the first and second dielectric substrates, the first magnetic member and the first magnetic member A dielectric substrate, a conductor sandwiched between the second magnetic member and the second dielectric substrate, and a bias magnetic field variable means for variably applying a bias magnetic field to the first and second magnetic members. And the conductor integrally includes a circular portion having a diameter smaller than the diameters of the first and second magnetic members and a transmission line portion extending in three directions from the circular portion, and the bias magnetic field varying means By changing the bias magnetic field applied in the first, Characterized in that the high magnetic field side of the magnetic resonance points with the beauty second magnetic member is operable in a range leading to downfield.
このような構成によれば、上記第1の本発明に係る非可逆回路素子と同様に、磁気共鳴点の高磁場側から低磁場側に至る広範囲にて動作させること、磁場分布の乱れを低減できること、伝送線路のインピーダンスの調整が容易になること、に加え、導体が磁性部材によって挟まれていることから、導体から電磁波が放射されることによる損失を抑えることができる。 According to such a configuration, similarly to the non-reciprocal circuit device according to the first aspect of the present invention, the magnetic resonance point is operated in a wide range from the high magnetic field side to the low magnetic field side, and the disturbance of the magnetic field distribution is reduced. In addition to the fact that the impedance of the transmission line can be easily adjusted, the conductor is sandwiched between the magnetic members, so that it is possible to suppress a loss due to the electromagnetic wave being radiated from the conductor.
第2の本発明に係る非可逆回路素子においても、第1の本発明に係る非可逆回路素子と同様に、磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側と低磁場側とのいずれの範囲においても、挿入損失0.3dB以下で動作させることができ、また、前記範囲において100MHz以上の動作周波数帯を有する。 In the nonreciprocal circuit device according to the second aspect of the present invention, as in the nonreciprocal circuit device according to the first aspect of the present invention, in any range between the high magnetic field side and the low magnetic field side of the magnetic resonance point of the magnetic member. Can be operated with an insertion loss of 0.3 dB or less, and has an operating frequency band of 100 MHz or more in the above range.
また、第1又は第2の本発明に係る非可逆回路素子において、前記バイアス磁場可変手段は、永久磁石と、コアと該コアの側壁を囲むコイルとを有する電磁石と、を備え、前記永久磁石と、前記コアとが積層して構成されていることが好ましく、さらに、前記バイアス磁場可変手段は、前記磁性部材の一方の主面側に設けられ、前記磁性部材の他方の主面側に、軟磁性裏打ち層が設けられていることが好ましい。これにより、磁性部材に生じる磁場分布を均一化することができ、より一層安定した動作が可能となる。 In the nonreciprocal circuit device according to the first or second aspect of the present invention, the bias magnetic field varying means includes a permanent magnet and an electromagnet having a core and a coil surrounding a side wall of the core, and the permanent magnet And the core is preferably laminated, and the bias magnetic field varying means is provided on one main surface side of the magnetic member, and on the other main surface side of the magnetic member, A soft magnetic underlayer is preferably provided. Thereby, the magnetic field distribution generated in the magnetic member can be made uniform, and a more stable operation becomes possible.
さらに、第1又は第2の本発明に係る非可逆回路素子において、前記バイアス磁場可変手段は、永久磁石と、径可変機構を備えた軟磁性円板とが積層して構成されることを特徴とする。このような構成によれば、広範囲にバイアス磁場を変化させることができるとともに、一旦磁場強度を変化させた後にエネルギーを供給しなくとも、その磁場強度を保持することができる。この場合も、前記バイアス磁場可変手段は、磁性部材の一方の主面側に設けられ、前記磁性部材の他方の主面側に、軟磁性裏打ち層が設けられていてよい。 Furthermore, in the nonreciprocal circuit device according to the first or second aspect of the present invention, the bias magnetic field varying means is configured by laminating a permanent magnet and a soft magnetic disk having a diameter varying mechanism. And According to such a configuration, the bias magnetic field can be changed over a wide range, and the magnetic field strength can be maintained without supplying energy after changing the magnetic field strength once. Also in this case, the bias magnetic field varying means may be provided on one main surface side of the magnetic member, and a soft magnetic backing layer may be provided on the other main surface side of the magnetic member.
またさらに、第1又は第2の本発明に係る非可逆回路素子において、前記伝送線路部は、前記円形部から前記磁性部材と前記誘電体基板との境界部にかけて形成された第1線路部と、前記誘電体基板の一主面に形成された第2線路部と、前記第1線路部と前記第2線路部との間に介在された接続部とを有し、前記第1線路部の幅をW1、前記第2線路部の幅をW2としたとき、
W1>W2
である。加えて、前記接続部は、前記第1線路部から前記第2線路部にかけて幅が連続的に縮小した形状を有していることが好ましく、さらに、前記第1線路部の長さをL1、前記接続部の長さをL2としたとき、
L1/3≦L2≦2L1
であることが好ましい。このような構成により、伝送線路部のインピーダンスの整合を図ることができる。
Furthermore, in the nonreciprocal circuit device according to the first or second aspect of the present invention, the transmission line portion includes a first line portion formed from the circular portion to a boundary portion between the magnetic member and the dielectric substrate. A second line part formed on one principal surface of the dielectric substrate, and a connection part interposed between the first line part and the second line part, When the width is W 1 and the width of the second line portion is W 2 ,
W 1 > W 2
It is. In addition, it is preferable that the connection portion has a shape in which a width is continuously reduced from the first line portion to the second line portion, and further, the length of the first line portion is set to L 1. when the length of the connecting portion was set to L 2,
L 1/3 ≦ L 2 ≦ 2L 1
It is preferable that With such a configuration, the impedance of the transmission line portion can be matched.
また、第1又は第2の本発明に係る非可逆回路素子において、前記伝送線路部は、前記円形部から前記磁性部材と前記誘電体基板との境界部にかけて形成された第1線路部と、前記誘電体基板の一主面に形成された第2線路部とを有し、前記第2線路部には、キャパシタンス成分を付加するためのスタブが設けられていることを特徴とする。これによっても、伝送線路部のインピーダンスの整合を図ることが容易になる。 Further, in the nonreciprocal circuit device according to the first or second aspect of the present invention, the transmission line portion includes a first line portion formed from the circular portion to a boundary portion between the magnetic member and the dielectric substrate, And a second line portion formed on one main surface of the dielectric substrate, and the second line portion is provided with a stub for adding a capacitance component. This also facilitates the impedance matching of the transmission line portion.
本発明によれば、磁場可変手段によって、磁気共鳴点の高磁場側から低磁場側に至る広範囲にて動作させることが可能であると共に、誘電体基板に磁性部材を嵌め込み、磁性部材の一主面から誘電体基板の一主面にかけて形成された導体を有することにより、磁性部材の歪みや欠け等による磁場分布の乱れを低減することができ、さらに伝送線路部のインピーダンスの整合を図ることが容易になる。 According to the present invention, the magnetic field varying means can be operated over a wide range from the high magnetic field side to the low magnetic field side of the magnetic resonance point, and the magnetic member is fitted into the dielectric substrate, so that By having a conductor formed from the surface to one principal surface of the dielectric substrate, it is possible to reduce the disturbance of the magnetic field distribution due to distortion or chipping of the magnetic member, and to further match the impedance of the transmission line section It becomes easy.
以下、本発明に係る非可逆回路素子について、好適な実施形態を挙げ、図1〜図16を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the nonreciprocal circuit device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
先ず、第1実施形態について、図1〜図9を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る非可逆回路素子10の断面図である。この非可逆回路素子10は、例えば、携帯電話端末や携帯電話基地局等の通信機器に組み込まれ、信号を一方向に伝送し、逆方向の伝送を防止する機能を有する。
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of the
非可逆回路素子10は、中央部分に貫通孔を有する誘電体基板12と、その貫通孔に嵌め込まれた円柱形状の磁性部材14と、磁性部材14の一主面14aから誘電体基板12の一主面12aにかけて形成された導体16と、磁性部材14の他主面14bから誘電体基板12の他主面12bにかけて形成された接地導体18と、磁性部材14に対し、バイアス磁場を可変的に印加するバイアス磁場可変手段20を有する。
The
誘電体基板12は、方形状のセラミック板からなる。セラミックとしては、非磁性且つ絶縁性の材料を用いることができる。例えば、アルミナは、これらの特性に優れ、さらに機械的強度にも優れる点で好ましい。アルミナとしては、例えば、周波数1MHzにおいて誘電率が8〜10、誘電正接が1〜10×10−4のものを用いることができる。誘電体基板12に設けられる中央部分の貫通孔には、磁性部材14が嵌め込まれる。誘電体基板12の厚みや貫通孔の大きさ、形状は、使用する磁性部材14に併せて設定される。
The
磁性部材14は、円柱形状(円板形状)を有し、誘電体基板12の貫通孔に嵌め込まれる。磁性部材14と誘電体基板12との間は、ポリイミド等の樹脂を介して嵌合されてもよいし、クリアランスを小さくして直接嵌合された構成としてもよい。磁性部材14には、磁気損失及び強磁性共鳴半値幅(ΔH)が小さいフェライトを用いることができる。例えば、ニッケル亜鉛フェライト、YIG(イットリウム鉄ガーネット)を好適に用いることができる。YIG単結晶を用いてもよい。この場合、磁性部材14の飽和磁化は850G程度である。磁性部材14の飽和磁化としては、例えば850G以下、700G以下、600G以下のものを用いることができる。
The
図2は、第1実施形態に係る非可逆回路素子10の誘電体基板12と磁性部材14と導体16とを一主面12a、14a側からみた平面図である。磁性部材14の一主面14aから誘電体基板12の一主面12aにかけて導体16が形成されている。磁性部材14の一主面14aと誘電体基板12の一主面12aとは、略同一平面を構成している。導体16は、磁性部材14の径よりも小さい径を有する円形部22と、該円形部22から三方に張り出す伝送線路部24とが一体に構成される。導体16は、例えば、導体ペーストの印刷・焼き付け、メッキ、導電性接着剤による金属箔の貼り付け等の方法によって形成される。導体16の材料としては、Au、Ag、Cu、Al等が挙げられる。
FIG. 2 is a plan view of the
誘電体基板12及び磁性部材14の他主面12b、14bに設けられる接地導体18も、一主面12a、14aに形成される導体16と同様に形成される。接地導体18は、誘電体基板12と磁性部材14の他主面12b、14bを覆うように設けることができる。
The
三方のうち一方の伝送線路部24は、図示しない終端抵抗に接続され、残部の一方の伝送線路部24から入力された信号が他方に伝送される。このとき、他方の伝送線路部24に接続された負荷からの反射波が戻ってきた場合に、反射波は、入力側には戻らず、終端抵抗が接続された伝送線路部24へ伝送されて終端抵抗により吸収される。 One of the three transmission lines 24 is connected to a terminating resistor (not shown), and the signal input from the other transmission line 24 is transmitted to the other. At this time, when the reflected wave from the load connected to the other transmission line unit 24 returns, the reflected wave does not return to the input side but is transmitted to the transmission line unit 24 to which the terminating resistor is connected. Absorbed by the terminating resistor.
伝送線路部24は、円形部22から磁性部材14と誘電体基板12との境界部にかけて形成された第1線路部24aと、誘電体基板12の一主面12aに形成された第2線路部24bと、前記第1線路部24aと前記第2線路部24bとの間に介在された接続部24cとを有する。ここで、図2中において円で囲った接続部24c近傍を拡大した一部平面図に示すように、前記接続部24cの幅をW1、前記第2線路部24bの幅をW2としたとき、W1>W2であることが好ましい。また、接続部24cは、前記第1線路部24aから前記第2線路部24bにかけて幅が連続的に縮小した形状を有する。さらに、前記第1線路部24aの長さをL1、前記接続部24cの長さをL2としたとき、L1/3≦L2≦2L1であることが好ましい。
The transmission line portion 24 includes a
バイアス磁場可変手段20は、永久磁石26と、コア28と該コア28の側壁を囲むコイル30とを有する電磁石32と、を備える。
The bias magnetic field varying means 20 includes a
永久磁石26としては、例えば、ストロンチウム、バリウム、ランタンーコバルト系等のフェライト磁石、又はサマリウム−コバルト系、ネオジウム−鉄−ボロン系等の金属磁石を用いることができる。
As the
この永久磁石26と、コア28とが積層される。コア28には、例えば、初透磁率μiが1000以上、より好ましくは50000以上、さらに好ましくは100000以上の金属材料を用いることが好ましく、また、飽和磁束密度Bsが0.4T以上、より好ましくは、0.5T以上、さらに好ましくは0.6T以上の金属材料を用いることが好ましい。例えば、FeNi合金(パーマロイ)、FeCoV合金(パーメンダ)が好適に用いられる。コア28の径は、少なくとも磁性部材14の径よりも大きいことが好ましい。
The
コア28の側壁を囲むコイル30の一端は、図示しない電流印加手段に接続され、他端は接地される。
One end of the
前記磁性部材14の一方の主面に対向して前記バイアス磁場可変手段20が設けられ、前記磁性部材14の他方の主面に対向して軟磁性裏打ち層34が設けられる。第1実施形態では、導体16が形成された一主面14a側にバイアス磁場可変手段20が設けられ、接地導体18が形成された他主面14b側に軟磁性裏打ち層34が設けられているが、これは、逆であっても構わない。すなわち、導体16が形成された一主面14a側に軟磁性裏打ち層34が設けられ、接地導体18が形成された他主面14b側にバイアス磁場可変手段20が設けられてもよい。
The bias magnetic field varying means 20 is provided to face one main surface of the
軟磁性裏打ち層34には、初透磁率μiが1000以上、より好ましくは50000以上、さらに好ましくは100000以上の金属材料を用いることが好ましく、また、飽和磁束密度Bsが0.4T以上、より好ましくは、0.5T以上、さらに好ましくは0.6T以上の金属材料を用いることが好ましい。例えば、前記コア28に用いた材料と同じ材料を用いることができ、具体的には、FeNi合金、FeCoV合金を好適に用いることができる。
For the soft
なお、このように構成される非可逆回路素子10は、その外周を囲うケース(ヨーク)を有していてもよい。この場合、例えば、軟磁性裏打ち層34がケースを兼ねる構成としてもよく、また、バイアス磁場可変手段20がケースの外側に
設けられた構成としてもよい。
The
次に、以上のように構成される第1実施形態に係る非可逆回路素子10の作用効果について、図2〜図9を参照しながら説明する。
Next, the effect of the
第1実施形態に係る非可逆回路素子10では、図2に示すように、誘電体基板12に磁性部材14を嵌め込んだ構成を有している。これにより、磁性部材14の歪みや欠けを効果的に防ぐことができ、磁場分布の乱れを低減することができる。特に第1実施形態では磁性部材14に印加するバイアス磁場を変化させるため、磁場分布が乱れ易いことからこのような構成とすることによって、より一層安定な動作が可能となる。
The
また、非可逆回路素子10では、導体16の円形部22は、磁性部材14の径よりも小さい径を有する。そのため、磁性部材14の外側にはみ出す部分がないため、円形部22の形状、寸法通りの特性が容易に得られる。
In the
さらに、導体16の伝送線路部24は、第1線路部24aと第2線路部24bとの間に介在された接続部24cとを有し、磁性部材14上に位置する第1線路部24aの幅W1と誘電体基板12上に位置する第2線路部24bの幅W2は、所定の関係を有することから、誘電体基板12と磁性部材14との組合せにおいて、好適なインピーダンスマッチングが可能となる。さらに、接続部24cが、第1線路部24aから第2線路部24bにかけて連続的に縮小した形状を有し、前記第1線路部24aの長さL1と接続部24cの長さL2とが、所定の関係を有することから、より一層インピーダンスマッチングの好適化が図られる。
Further, the transmission line portion 24 of the
図3は、第1実施形態に係る磁性部材14(フェライト:誘電率15、飽和磁化450G、強磁性共鳴半値幅1Oe)に対し、バイアス磁場450Oeを印加した場合の透磁率の周波数特性を示した図である。磁性部材14の寸法は、φ17mm×0.62mmとし、当該磁性部材14の寸法に併せた貫通孔を略中央に有し、52mm×52mm×厚み0.62mmの誘電体基板12(アルミナ、誘電率9.36、誘電正接0.00024)に嵌め込んだモデルとした。円形部22、伝送線路部24及び接地導体18は、導電率6.1×107S/mの銀とし、その厚みを0.01mm、円形部22の直径を10mm、伝送線路部24のうち、第1線路部24aの長さを3.5mm、幅を4mm、第2線路部24bの幅を1.2mmとした。第1線路部24aから第2線路部24bまでの間の接続部24cの長さは、3mmとし、その幅が4mmから1.2mmに縮小されるようにした。
FIG. 3 shows the frequency characteristics of the magnetic permeability when a bias magnetic field 450 Oe is applied to the magnetic member 14 (ferrite: dielectric constant 15, saturation magnetization 450 G, ferromagnetic resonance half width 1 Oe) according to the first embodiment. FIG. The dimension of the
図3中のμ+′、μ−′は、μ±=μ±′−jμ±″で表され、複素数である円偏波透磁率μ+、μ−の実数部である。μ+は正円偏波透磁率、μ−は負円偏波透磁率を意味し、μ+″、μ−″は、その虚数部(損失項)を表している。また、μeffは、実効透磁率を示す。実効透磁率μeffは、μ+、μ−によって実効透磁率μeff=2μ+μ−/(μ++μ−)と表すことができる。なお、図示していないが、損失項であるμ+″が最大値を示す周波数が磁気共鳴点となる。 In FIG. 3, μ + ′ and μ − ′ are represented by μ ± = μ ± ′ −jμ ± ″, and are real parts of the circularly polarized magnetic permeability μ + and μ − which are complex numbers. Μ + is positive. Circular polarization permeability, μ − means negative circular polarization permeability, μ + ″, μ − ″ represents the imaginary part (loss term), and μ eff represents effective permeability. The effective permeability μ eff can be expressed by μ + , μ − as effective permeability μ eff = 2 μ + μ − / (μ + + μ − ), although it is not shown, it is a loss term. The frequency at which μ + ″ has the maximum value is the magnetic resonance point.
通常、非可逆回路素子は、μ+′>0、μ+′−μ−′<0、又はμ+′>0、μ+′−μ−′>0、の領域で使用される。また、実効透磁率μeffとの関係において、μ+′>0、μeff>0の領域でも動作させることが可能なことがわかっている。図3の場合には、動作周波数帯2.3〜2.4GHzにおいて、μ+′>0、μ+′−μ−′<0の関係を有していることから、第1実施形態に係る磁性部材14は、この領域で使用可能なことがわかる。
Usually, the nonreciprocal circuit device is used in the region of μ + ′> 0, μ + ′ −μ − ′ <0, or μ + ′> 0, μ + ′ −μ − ′> 0. Further, it has been found that it is possible to operate even in the region of μ + ′> 0 and μ eff > 0 in relation to the effective magnetic permeability μ eff . In the case of FIG. 3, in the operating frequency band of 2.3 to 2.4 GHz, there is a relationship of μ + ′> 0 and μ + ′ −μ − ′ <0. It can be seen that the
この透磁率の周波数特性は、磁性部材14に対して印加するバイアス磁場によって、また伝送する周波数によっても異なることから、所望の動作周波数帯に応じてバイアス磁場を変化させることにより、広範囲の周波数帯で動作し得る非可逆回路素子10とすることができる。
The frequency characteristic of the magnetic permeability varies depending on the bias magnetic field applied to the
図4に動作周波数帯及びバイアス磁場を変化させた例を示す。図4は、第1実施形態に係る磁性部材14、すなわち図3と同一のフェライトに対し、バイアス磁場300Oeを印加した場合の透磁率の周波数特性を示した図である。この場合、動作周波数帯0.7〜0.8GHzにおいて、μ+′>0、μ+′−μ−′>0の関係を有していることから、この領域で使用可能なことがわかる。図3に示した例は、磁気共鳴点の高磁場側において動作可能であることを示したものであるが、図4の例では、磁気共鳴点の低磁場側においても動作可能であることが示されている。
FIG. 4 shows an example in which the operating frequency band and the bias magnetic field are changed. FIG. 4 is a diagram showing the frequency characteristics of magnetic permeability when a bias
図3及び図4で示した例の両帯域で動作する非可逆回路素子10の伝送特性を解析した結果を図5A〜図6Bに示す。
The results of analyzing the transmission characteristics of the
図5Aは、図3に示したように、磁性部材14に対しバイアス磁場450Oeを印加した場合の伝送特性を示したものであり、図5Bは、その挿入損失を示したものである。非可逆動作の中心周波数は、2.38GHzであり、挿入損失0.30dBであった。また、磁性部材14に対しバイアス磁場300Oeを印加した場合の伝送特性及び挿入損失は、図6A、図6Bに示すように、非可逆動作の中心周波数が0.74GHzであり、挿入損失0.28dBであった。
FIG. 5A shows transmission characteristics when a bias magnetic field 450 Oe is applied to the
このように、第1実施形態に係る磁性部材14に対し、印加するバイアス磁場を変化させることにより、磁気共鳴点の高磁場側から低磁場側に至る広範囲にて動作させることが可能になることがわかる。なお、図3〜図6Bで示した例は、磁気共鳴点から離れた周波数帯での動作であるが、磁気共鳴点近傍で動作させる場合には、例えば、μ+′>0、μeff>0の関係を有するように動作周波数に応じてバイアス磁場を変化させるとよい。
As described above, the
磁性部材14に印加するバイアス磁場は、バイアス磁場可変手段20においてコイル30に印加する電流値を調整することによって変化させることができる。図7は、バイアス磁場可変手段20においてコイル30に印加する電流値とバイアス磁場との関係を示した図である。これは、図1に示すバイアス磁場可変手段20をモデルに解析を行ったものである。解析は、3次元有限要素法磁場解析シミュレータ(JMAG、日本総研ソリューションズ製)を用い、磁性部材14をYIG単結晶(飽和磁化850G、φ1.2mm)とし、永久磁石26(φ1.4mm、厚み0.05mm)、コア28(FeNi合金、初透磁率μi150000、飽和磁束密度Bs0.65T、φ1.6mm、厚み0.7mm)、コイル30(200巻)、軟磁性裏打ち層(Soft mag. backlayer material)34(FeNi合金)を積層したもので行った。なお、バイアス磁場の数値は、磁性部材14の厚み方向の中央部におけるものである。
The bias magnetic field applied to the
図7に示すように、この場合、電流値が50mAのとき、コア28側から軟磁性裏打ち層34に向かう方向に180Oeのバイアス磁場が印加される。一方、電流値が−10mAのとき、軟磁性裏打ち層34側からコア28側に向かう方向に100Oeのバイアス磁場が印加される。このときの磁場の向きを表したモデル図を図8A、図8Bに示す。
As shown in FIG. 7, in this case, when the current value is 50 mA, a bias magnetic field of 180 Oe is applied in the direction from the core 28 side toward the soft
図8Aは、電流値を50mAとしたときの磁場の向き(磁束線、矢印B)を示したモデル図であり、図8Bは、電流値を−10mAとしたときの磁場の向き(矢印C)を示したモデル図である。図8Aでは、磁性部材14に対して、永久磁石26が作る磁場の向き(矢印A)と、コイル30が作る磁場の向きとが、同方向となっている。これにより、磁性部材14に対して印加されるバイアス磁場強度が高められる。一方、図8Bでは、磁性部材14に対して、永久磁石26が作る磁場の向きと、コイル30が作る磁場の向きとが、逆方向となっている。従って、永久磁石26が作る磁場とコイル30が作る磁場とが打ち消し合って、磁性部材14に対して印加されるバイアス磁場強度が低下する。このように、コイル30に印加する電流値を制御することによって、バイアス磁場を可変的に印加することができる。これは、非可逆回路素子のマルチバンド化を実現するうえで有利となる。
FIG. 8A is a model diagram showing the magnetic field direction (magnetic flux line, arrow B) when the current value is 50 mA, and FIG. 8B is the magnetic field direction (arrow C) when the current value is −10 mA. It is the model figure which showed. In FIG. 8A, with respect to the
図9は、上記解析モデルにおいて、磁性部材14における内部磁場の分布を示した図である。軟磁性裏打ち層34がない場合、バイアス磁場100Oe、180Oeのいずれの場合(図9中△、▲で示す)も、磁性部材14の中央部で磁場強度が低下していることがわかる。特に180Oeの場合に、中央部での磁場強度の低下が激しい。一方、軟磁性裏打ち層34を有する場合(図9中○、●で示す)には、中央部に生じる内部磁場分布の均一性が極めて高いことがわかる。これは、軟磁性裏打ち層34を有することで、磁気回路が形成され磁性部材14の中央部で強磁場が印加されることによる。これにより、磁性部材14に生じる磁場分布を均一化することができ、より一層安定した動作が可能となる。
FIG. 9 is a diagram showing the distribution of the internal magnetic field in the
図10は、第1実施形態の変形例に係る非可逆回路素子40の断面図である。上記した非可逆回路素子10は、誘電体基板12の露出した一主面12aと磁性部材14のそれぞれ露出した一主面14aに伝送線路部24が形成された、いわゆるマイクロストリップ型の構成を採用しているのに対し、この変形例では、第1誘電体基板42A及び第2誘電体基板42Bと、第1磁性部材44A及び第2磁性部材44Bとによって、導体46が挟まれた、いわゆるストリップ型の構成を採用している。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a
この非可逆回路素子40においても、第1誘電体基板42A及び第2誘電体基板42Bは、中央部に貫通孔を有し、第1磁性部材44A及び第2磁性部材44Bは、それぞれ前記貫通孔に嵌め込まれている。そして、第1誘電体基板42Aと第2誘電体基板42Bとの対向する一主面間から、第1磁性部材44Aと第2磁性部材44Bとの対向する一主面間にかけて導体46が内装されている。外方に向いた、それぞれの他の一主面には、第1接地導体48A及び第2接地導体48Bが設けられている。
Also in this
図11は、導体46を説明するために一部を省略して示す平面図である。導体46は、前記導体16と同様に、例えば、導体ペーストの印刷・焼き付け等の方法によって形成され、第1磁性部材44A及び第2磁性部材44Bの径よりも小さい径を有する円形部50と、該円形部50から三方に張り出す伝送線路部52とが一体に構成される。伝送線路部52は、円形部50から第1磁性部材44A及び第2磁性部材44Bから第1誘電体基板42A及び第2誘電体基板42Bとの境界にかけて形成された第1線路部52aと、その外方に延びる第2線路部52bとを有する。
FIG. 11 is a plan view showing the
この第1線路部52aと第2線路部52bは、上記したマイクロストリップ型の非可逆回路素子10の例と異なり、線幅は等しくなっている。ただし、第2線路部52bには、その一部が拡幅したスタブ54が形成されている。ここで、図11中において円で囲ったスタブ54近傍を拡大した一部平面図に示すように、スタブ54の幅をS1、第2線路部52bの幅をW2としたとき、S1<W2であることが好ましい。さらに、スタブ54の長さをS2としたとき、S1/5≦S2≦5S1であることが好ましい。
Unlike the above-described example of the microstrip type
このような構成の非可逆回路素子40によれば、伝送線路部52が第1磁性部材44A及び第2磁性部材44Bと、第1誘電体基板42A及び第2誘電体基板42Bによって挟まれていることから、伝送線路部52から電磁波が放射されることによる損失を抑えることができる。さらに、第2線路部52bに設けられたスタブ54により、キャパシタンス成分が付加されることによって、インピーダンスの整合を図ることが容易になる。
According to the
この変形例において、バイアス磁場可変手段20は、第2磁性部材44B側に設けられているが、第1磁性部材44A側であってもよく、さらには、第1磁性部材44A側と、第2磁性部材44B側の両方に設けられてもよい。
In this modification, the bias magnetic field varying means 20 is provided on the second
次に、第2実施形態に係る非可逆回路素子60について、図12〜図16Bを参照しながら説明する。なお、上記した第1実施形態と同一又は共通する構成については、詳細な説明、図示を省略する。
Next, the
図12は、第2実施形態に係る非可逆回路素子60の断面図である。非可逆回路素子60は、図1に示した第1実施形態の永久磁石26と電磁石32とを組み合わせたバイアス磁場可変手段20に代わり、永久磁石26と、該永久磁石26と軟磁性層62とに挟持され、径可変機構を備えた軟磁性円板64とから構成されるバイアス磁場可変手段66を有している。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the
この軟磁性円板64の径可変機構は、例えば、料理に使用される落とし蓋のような構造を備える。すなわち、図13A、図13Bに示すように、軟磁性円板64は、長穴68(スリット)が設けられた複数の扇形片70が要ピン72及び各扇形片70の円弧端部に設けられたリベット74により連結されて構成され、要ピン72の位置を、各扇形片70の長穴68の中でスライドさせることにより、拡径された図13Aの状態と、縮径された図13Bの状態との間で、その径を変化させることができる。
The diameter variable mechanism of the soft
図14は、第2実施形態に係る非可逆回路素子60におけるバイアス磁場可変手段66において、軟磁性円板64の直径と内部バイアス磁場との関係を解析した結果を示した図である。解析は、3次元有限要素法磁場解析シミュレータ(JMAG、日本総研ソリューションズ製)を用い、磁性部材14をYIG単結晶とし、永久磁石26(Nd−Fe−B磁石、φ2.4mm、厚み0.4mm)、軟磁性円板64(パーメンダ、YEP−2V、日立金属社製、最小直径2.0mm、最大直径4.0mm、厚み0.2mm)、軟磁性層62(パーメンダ、直径2.0mm、厚み0.2mm)、軟磁性裏打ち層34(パーメンダ、直径2.0mm、厚み0.2mm)を積層したもので行った。なお、永久磁石26については、軟磁性円板64を最小直径(2.0mm)としたときに、バイアス磁場1200Oeが得られるように設定した。
FIG. 14 is a diagram showing a result of analyzing the relationship between the diameter of the soft
図14に示すように、第2実施形態に係るバイアス磁場可変手段66によれば、軟磁性円板64の直径を2.0mmから3.2mmまで可変とすることにより、最小値100Oeから、その10倍以上の最大値1200Oeまで、広範囲にバイアス磁場を変化させることができることがわかった。また、上記第2実施形態に係る解析モデルにおいて、磁性部材14における内部バイアス磁場の分布を示す図15より、第2実施形態においても、軟磁性裏打ち層34の存在により内部バイアス磁場分布の均一性が高いことがわかる。
As shown in FIG. 14, according to the bias magnetic field varying means 66 according to the second embodiment, by making the diameter of the soft
図16A、図16Bは、軟磁性円板64の直径をそれぞれ、2.0mm、3.2mmとしたときの磁束線の流れを模式的に表した図である。図16A、図16Bから容易に理解されるように、径可変の軟磁性円板64の直径が最小(2.0mm)の場合には、永久磁石26から出た磁束線は、途中でさほど拡がらずに、対向する軟磁性裏打ち層34に向かって流れるため、強いバイアス磁場が磁性部材14に印加される。一方、軟磁性円板64の直径が3.2mmと大きくなった場合には、永久磁石26から出た磁束線の大部分は、軟磁性円板64を水平方向に流れ、ショートカットして永久磁石26の背面に戻る。そのため、磁性部材14に加わる内部バイアス磁場は極めて小さくなる。
16A and 16B are diagrams schematically showing the flow of magnetic flux lines when the diameter of the soft
このように、第2実施形態では、軟磁性円板64の直径を可変として調整することで、内部バイアス磁場を可変的に印加することができる。従って、第2実施形態においても、磁気共鳴点の高磁場側から低磁場側に至る広範囲にて動作させることが可能になることが明らかである。この場合、第1実施形態で用いた電磁石32が不要であり、磁場強度を保持するためにエネルギーを供給する必要もないことに加え、より一層容易に且つ広範囲に内部バイアス磁場を変化させることができる点で優れている。これは、非可逆回路素子のマルチバンド化を実現するうえで、さらに有利となる。
Thus, in the second embodiment, the internal bias magnetic field can be variably applied by adjusting the diameter of the soft
本発明に係る非可逆回路素子10、40、60は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。例えば、第1実施形態の変形例に係るストリップ型の非可逆回路素子40と、第2実施形態の径可変の軟磁性円板64を備えるバイアス磁場可変手段66とを組み合わせた構成としてもよい。
Of course, the
10、40、60…非可逆回路素子 12、42A、42B…誘電体基板
14、44A、44B…磁性部材 16、46…導体
18、48A、48B…接地導体 20、66…バイアス磁場可変手段
22、50…円形部 24、52…伝送線路部
24a、52a…第1線路部 24b、52b…第2線路部
24c…接続部 26…永久磁石
28…コア 30…コイル
34…軟磁性裏打ち層 64…軟磁性円板
10, 40, 60 ...
Claims (19)
前記貫通孔に嵌め込まれた円柱形状の磁性部材と、
前記磁性部材の一主面から前記誘電体基板の一主面にかけて形成された導体と、
前記磁性部材に対し、バイアス磁場を可変的に印加するバイアス磁場可変手段とを有し、
前記導体は、前記磁性部材の径よりも小さい径を有する円形部と、該円形部から三方に張り出す伝送線路部とを一体に有し、
前記バイアス磁場可変手段にて印加するバイアス磁場を変化させることにより、前記磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側から低磁場側に至る範囲において動作可能であり、
前記バイアス磁場可変手段は、永久磁石と、径可変機構を備えた軟磁性円板とが積層して構成されていることを特徴とする非可逆回路素子。 A dielectric substrate having a through hole in the central portion;
A columnar magnetic member fitted in the through hole;
A conductor formed from one main surface of the magnetic member to one main surface of the dielectric substrate;
Bias magnetic field variable means for variably applying a bias magnetic field to the magnetic member;
The conductor integrally includes a circular portion having a diameter smaller than the diameter of the magnetic member, and a transmission line portion extending in three directions from the circular portion,
By varying the bias magnetic field applied by the bias magnetic field varying means, Ri operable der in a range extending from the high magnetic field side of the magnetic resonance point in which the magnetic member has a lower magnetic field,
It said bias magnetic field varying means, the nonreciprocal circuit device and the permanent magnet, and the soft magnetic disc having a diameter varying mechanism characterized that you have been constructed by laminating.
前記バイアス磁場可変手段にて可変するバイアス磁場を変化させることにより、前記磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側と低磁場側とのいずれの範囲においても、挿入損失0.3dB以下で動作可能であることを特徴とする非可逆回路素子。 The nonreciprocal circuit device according to claim 1,
By changing the bias magnetic field variable by the bias magnetic field changing means, the magnetic member can operate with an insertion loss of 0.3 dB or less in both the high magnetic field side and the low magnetic field side of the magnetic resonance point of the magnetic member. A non-reciprocal circuit device characterized by the above.
前記バイアス磁場可変手段にて印加するバイアス磁場を変化させることにより、前記磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側と低磁場側とのいずれの範囲においても、100MHz以上の動作周波数帯を有することを特徴とする非可逆回路素子。 The nonreciprocal circuit device according to claim 1 or 2,
By changing the bias magnetic field applied by the bias magnetic field varying means, the magnetic resonance point of the magnetic member has an operating frequency band of 100 MHz or more in both the high magnetic field side and the low magnetic field side. A nonreciprocal circuit device characterized by the above.
前記第1及び第2誘電体基板の前記貫通孔に、それぞれ嵌め込まれた円柱形状の第1及び第2磁性部材と、
前記第1及び第2磁性部材の一主面から前記第1及び第2誘電体基板の一主面にかけて形成され、前記第1磁性部材及び前記第1誘電体基板と、前記第2磁性部材及び前記第2誘電体基板とに挟まれた導体と、
前記第1及び第2磁性部材に対し、バイアス磁場を可変的に印加するバイアス磁場可変手段とを有し、
前記導体は、前記第1及び第2磁性部材の径よりも小さい径を有する円形部と、該円形部から三方に張り出す伝送線路部とを一体に有し、
前記バイアス磁場可変手段にて印加するバイアス磁場を変化させることにより、前記第1及び第2磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側から低磁場側に至る範囲において動作可能であり、
前記バイアス磁場可変手段は、永久磁石と、径可変機構を備えた軟磁性円板とが積層して構成されていることを特徴とする非可逆回路素子。 First and second dielectric substrates having a through hole in the central portion;
Columnar first and second magnetic members fitted in the through holes of the first and second dielectric substrates, respectively;
Formed from one main surface of the first and second magnetic members to one main surface of the first and second dielectric substrates; the first magnetic member and the first dielectric substrate; the second magnetic member; A conductor sandwiched between the second dielectric substrates;
Bias magnetic field variable means for variably applying a bias magnetic field to the first and second magnetic members;
The conductor integrally includes a circular portion having a diameter smaller than the diameters of the first and second magnetic members, and a transmission line portion extending in three directions from the circular portion,
By varying the bias magnetic field applied by the bias magnetic field varying means, Ri operable der in a range extending from the high magnetic field side of the magnetic resonance point in which the first and second magnetic members having the low magnetic field side,
It said bias magnetic field varying means, the nonreciprocal circuit device and the permanent magnet, and the soft magnetic disc having a diameter varying mechanism characterized that you have been constructed by laminating.
前記バイアス磁場可変手段にて可変するバイアス磁場を変化させることにより、前記第1及び第2磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側と低磁場側とのいずれの範囲においても、挿入損失0.3dB以下で動作可能であることを特徴とする非可逆回路素子。 The non-reciprocal circuit device according to claim 4,
By changing the bias magnetic field that is variable by the bias magnetic field varying means, the insertion loss is reduced in the range of both the high magnetic field side and the low magnetic field side of the magnetic resonance point of the first and second magnetic members. A nonreciprocal circuit device characterized by being operable at 3 dB or less.
前記バイアス磁場可変手段にて印加するバイアス磁場を変化させることにより、前記第1及び第2磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側と低磁場側とのいずれの範囲においても、100MHz以上の動作周波数帯を有することを特徴とする非可逆回路素子。 The nonreciprocal circuit device according to claim 4 or 5,
By changing the bias magnetic field applied by the bias magnetic field varying means, the operation at 100 MHz or higher in both the high magnetic field side and the low magnetic field side of the magnetic resonance point of the first and second magnetic members. A non-reciprocal circuit device characterized by having a frequency band.
前記バイアス磁場可変手段は、前記磁性部材の一方の主面側に設けられ、
前記磁性部材の他方の主面側に、軟磁性裏打ち層が設けられていることを特徴とする非可逆回路素子。 In the nonreciprocal circuit device according to any one of claims 1 to 6 ,
The bias magnetic field varying means is provided on one main surface side of the magnetic member,
A nonreciprocal circuit device, wherein a soft magnetic backing layer is provided on the other main surface side of the magnetic member.
前記伝送線路部は、
前記円形部から前記磁性部材と前記誘電体基板との境界部にかけて形成された第1線路部と、
前記誘電体基板の一主面に形成された第2線路部とを有し、
前記第2線路部には、キャパシタンス成分を付加するためのスタブが設けられていることを特徴とする非可逆回路素子。 In the nonreciprocal circuit device according to any one of claims 1 to 7 ,
The transmission line section is
A first line portion formed from the circular portion to a boundary portion between the magnetic member and the dielectric substrate;
A second line portion formed on one main surface of the dielectric substrate,
The non-reciprocal circuit device, wherein the second line portion is provided with a stub for adding a capacitance component.
前記貫通孔に嵌め込まれた円柱形状の磁性部材と、
前記磁性部材の一主面から前記誘電体基板の一主面にかけて形成された導体と、
前記磁性部材に対し、バイアス磁場を可変的に印加するバイアス磁場可変手段とを有し、
前記導体は、前記磁性部材の径よりも小さい径を有する円形部と、該円形部から三方に張り出す伝送線路部とを一体に有し、
前記バイアス磁場可変手段にて印加するバイアス磁場を変化させることにより、前記磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側から低磁場側に至る範囲において動作可能であり、
前記伝送線路部は、
前記円形部から前記磁性部材と前記誘電体基板との境界部にかけて形成された第1線路部と、
前記誘電体基板の一主面に形成された第2線路部と、
前記第1線路部と前記第2線路部との間に介在された接続部とを有し、
前記第1線路部の幅をW1、前記第2線路部の幅をW2としたとき、
W1>W2
であることを特徴とする非可逆回路素子。 A dielectric substrate having a through hole in the central portion;
A columnar magnetic member fitted in the through hole;
A conductor formed from one main surface of the magnetic member to one main surface of the dielectric substrate;
Bias magnetic field variable means for variably applying a bias magnetic field to the magnetic member;
The conductor integrally includes a circular portion having a diameter smaller than the diameter of the magnetic member, and a transmission line portion extending in three directions from the circular portion,
By changing the bias magnetic field applied by the bias magnetic field varying means, the magnetic member can operate in a range from the high magnetic field side to the low magnetic field side of the magnetic resonance point of the magnetic member,
The transmission line section is
A first line portion formed from the circular portion to a boundary portion between the magnetic member and the dielectric substrate;
A second line portion formed on one main surface of the dielectric substrate;
A connecting portion interposed between the first line portion and the second line portion;
When the width of the first line portion is W 1 and the width of the second line portion is W 2 ,
W 1 > W 2
A non-reciprocal circuit device characterized by the above.
前記バイアス磁場可変手段にて可変するバイアス磁場を変化させることにより、前記磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側と低磁場側とのいずれの範囲においても、挿入損失0.3dB以下で動作可能であることを特徴とする非可逆回路素子。 The non-reciprocal circuit device according to claim 9 ,
By changing the bias magnetic field variable by the bias magnetic field changing means, the magnetic member can operate with an insertion loss of 0.3 dB or less in both the high magnetic field side and the low magnetic field side of the magnetic resonance point of the magnetic member. A non-reciprocal circuit device characterized by the above.
前記バイアス磁場可変手段にて印加するバイアス磁場を変化させることにより、前記磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側と低磁場側とのいずれの範囲においても、100MHz以上の動作周波数帯を有することを特徴とする非可逆回路素子。 The nonreciprocal circuit device according to claim 9 or 10 ,
By changing the bias magnetic field applied by the bias magnetic field varying means, the magnetic resonance point of the magnetic member has an operating frequency band of 100 MHz or more in both the high magnetic field side and the low magnetic field side. A nonreciprocal circuit device characterized by the above.
前記第1及び第2誘電体基板の前記貫通孔に、それぞれ嵌め込まれた円柱形状の第1及び第2磁性部材と、Columnar first and second magnetic members fitted in the through holes of the first and second dielectric substrates, respectively;
前記第1及び第2磁性部材の一主面から前記第1及び第2誘電体基板の一主面にかけて形成され、前記第1磁性部材及び前記第1誘電体基板と、前記第2磁性部材及び前記第2誘電体基板とに挟まれた導体と、Formed from one main surface of the first and second magnetic members to one main surface of the first and second dielectric substrates; the first magnetic member and the first dielectric substrate; the second magnetic member; A conductor sandwiched between the second dielectric substrates;
前記第1及び第2磁性部材に対し、バイアス磁場を可変的に印加するバイアス磁場可変手段とを有し、Bias magnetic field variable means for variably applying a bias magnetic field to the first and second magnetic members;
前記導体は、前記第1及び第2磁性部材の径よりも小さい径を有する円形部と、該円形部から三方に張り出す伝送線路部とを一体に有し、The conductor integrally includes a circular portion having a diameter smaller than the diameters of the first and second magnetic members, and a transmission line portion extending in three directions from the circular portion,
前記バイアス磁場可変手段にて印加するバイアス磁場を変化させることにより、前記第1及び第2磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側から低磁場側に至る範囲において動作可能であり、By changing the bias magnetic field applied by the bias magnetic field varying means, it is possible to operate in a range from the high magnetic field side to the low magnetic field side of the magnetic resonance point of the first and second magnetic members,
前記伝送線路部は、The transmission line section is
前記円形部から前記磁性部材と前記誘電体基板との境界部にかけて形成された第1線路部と、A first line portion formed from the circular portion to a boundary portion between the magnetic member and the dielectric substrate;
前記誘電体基板の一主面に形成された第2線路部と、A second line portion formed on one main surface of the dielectric substrate;
前記第1線路部と前記第2線路部との間に介在された接続部とを有し、A connecting portion interposed between the first line portion and the second line portion;
前記第1線路部の幅をWThe width of the first line portion is W 11 、前記第2線路部の幅をW, The width of the second line portion is W 22 としたとき、When
WW 11 >W> W 22
であることを特徴とする非可逆回路素子。A non-reciprocal circuit device characterized by the above.
前記バイアス磁場可変手段にて可変するバイアス磁場を変化させることにより、前記第1及び第2磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側と低磁場側とのいずれの範囲においても、挿入損失0.3dB以下で動作可能であることを特徴とする非可逆回路素子。 The non-reciprocal circuit device according to claim 12 ,
By changing the bias magnetic field that is variable by the bias magnetic field varying means, the insertion loss is reduced in the range of both the high magnetic field side and the low magnetic field side of the magnetic resonance point of the first and second magnetic members. A nonreciprocal circuit device characterized by being operable at 3 dB or less.
前記バイアス磁場可変手段にて印加するバイアス磁場を変化させることにより、前記第1及び第2磁性部材が有する磁気共鳴点の高磁場側と低磁場側とのいずれの範囲においても、100MHz以上の動作周波数帯を有することを特徴とする非可逆回路素子。 The non-reciprocal circuit device according to claim 12 or 13 ,
By changing the bias magnetic field applied by the bias magnetic field varying means, the operation at 100 MHz or higher in both the high magnetic field side and the low magnetic field side of the magnetic resonance point of the first and second magnetic members. A non-reciprocal circuit device characterized by having a frequency band.
前記バイアス磁場可変手段は、
永久磁石と、コアと該コアの側壁を囲むコイルとを有する電磁石と、を備え、
前記永久磁石と、前記コアとが積層して構成されていることを特徴とする非可逆回路素子。 The nonreciprocal circuit device according to any one of claims 9 to 14 ,
The bias magnetic field varying means includes
A permanent magnet, and an electromagnet having a core and a coil surrounding the side wall of the core,
A nonreciprocal circuit device, wherein the permanent magnet and the core are laminated.
前記バイアス磁場可変手段は、
永久磁石と、径可変機構を備えた軟磁性円板とが積層して構成されていることを特徴とする非可逆回路素子。 The nonreciprocal circuit device according to any one of claims 9 to 14 ,
The bias magnetic field varying means includes
A non-reciprocal circuit device, wherein a permanent magnet and a soft magnetic disk having a variable diameter mechanism are laminated.
前記バイアス磁場可変手段は、前記磁性部材の一方の主面側に設けられ、
前記磁性部材の他方の主面側に、軟磁性裏打ち層が設けられていることを特徴とする非可逆回路素子。 The nonreciprocal circuit device according to claim 15 or 16 ,
The bias magnetic field varying means is provided on one main surface side of the magnetic member,
A nonreciprocal circuit device, wherein a soft magnetic backing layer is provided on the other main surface side of the magnetic member.
前記接続部は、前記第1線路部から前記第2線路部にかけて幅が連続的に縮小した形状を有することを特徴とする非可逆回路素子。 The nonreciprocal circuit device according to any one of claims 9 to 17 ,
The non-reciprocal circuit device, wherein the connection portion has a shape in which a width is continuously reduced from the first line portion to the second line portion.
前記第1線路部の長さをL1、前記接続部の長さをL2としたとき、
L1/3≦L2≦2L1
であることを特徴とする非可逆回路素子。 The nonreciprocal circuit device according to any one of claims 9 to 18 ,
When the length of the first line portion is L 1 and the length of the connection portion is L 2 ,
L 1/3 ≦ L 2 ≦ 2L 1
A non-reciprocal circuit device characterized by the above.
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