JPH0582110U - 非可逆回路素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短絡不良による電気的特性の劣化を招くこと
なく、フェライト板における直流磁界の平行度を保つこ
とのできる非可逆回路素子を提供することである。 【構成】 下ヨーク６および上ヨーク９の内部には、中
心電極２０１〜２０３が巻回されたフェライト板１の下
面と対向するように、絶縁性を有する強磁性体板１３が
配置されている。強磁性体板１３を設けることによっ
て、磁石１０からの磁力線の広がりが防止され、磁力線
がフェライト板１に集中してフェライト板１における直
流磁界の平行度が保たれる。その結果、インサーション
ロスが低減される。また、中心電極が強磁性体板１３に
接触しても、強磁性体板１３は絶縁性を有するため、短
絡不良による電気的特性の劣化が生じない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、非可逆回路素子に関し、より特定的には、マイクロ波帯の高周波 部品として採用される非可逆回路素子、例えばアイソレータ，サーキュレータに 関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、アイソレータ，サーキュレータ等の非可逆回路素子は、信号の伝送方 向にはほとんど減衰がなく、かつ逆方向には減衰が大きくなるような機能を有し ており、例えばＵＨＦ帯で使用される携帯電話，自動車電話等の移動通信機器の 送信回路部に採用されている。この移動通信機器に採用される非可逆回路素子は 、その用途からして小型，軽量であることが要求されており、このため現在では 分布定数型に比べて小型化，軽量化が可能な集中定数型が広く用いられている。 このような集中定数型の非可逆回路素子として、従来、マイクロストリップライ ンタイプやストリップラインタイプの非可逆回路素子が知られている。

【０００３】 しかしながら、従来のマイクロストリップラインタイプあるいはストリップラ インタイプの非可逆回路素子は、フェライト板の片面にのみ中心電極が配置され ているため、フェライト板を小径化すると中心電極の持つインダクタンスを必要 値だけ確保することが困難となり、その結果電気的特性が悪化するという問題点 があった。すなわち、集中定数型の非可逆回路素子では、フェライト板を小径化 しても周波数に悪影響は生じないが、必要な電気的特性を得るためには、整合回 路の条件から上記中心電極のインダクタンス値を大きく設定しなければならない 。このインダクタンス値は中心電極の長さで決まり、中心電極の長さはフェライ ト板の直径値で決定される。したがって、フェライト板を小径化するほど中心電 極の有効長が短くなり、応じてインダクタンス値も小さくなる。ここで、インダ クタンス値を大きくする方法として、中心電極の幅を狭くすることが考えられる が、このような方法では中心電極のＱが低下し、非可逆回路素子の挿入損失が増 加するという別の問題を生じる。したがって、従来の集中定数型非可逆回路素子 は、フェライト板を小径化することが困難であり、移動通信機器の小型化を妨げ る要因となっていた。

【０００４】 そこで、本願出願人は、フェライト板を小径化しても、必要なインダクタンス 値を十分に確保することのできる、小型でかつ軽量の巻線型非可逆回路素子を先 に提案した。

【０００５】 図３および図４は、本願出願人が先に提案した巻線型のサーキュレータの構成 を示す図であり、特に、図３は当該サーキュレータにおけるフェライト組立体の 分解斜視図を、図３は図４に示すフェライト組立体の完成状態の外観斜視図を示 している。図において、このサーキュレータは、巻線型の中心電極を用いている 。図３に示すように、巻線型の中心電極２０１〜２０３は、それぞれ帯状の電極 が中央部で折り曲げられて構成されている。これら中心電極２０１〜２０３は、 それぞれ１２０°の間隔をあけてフェライト板１に巻き付けられ、フェライト板 １の上面および下面の各中央部で交差される。また、各中心電極２０１〜２０３ の間には、フェライト板１の上面において２枚の絶縁シート３が配置され、フェ ライト板１の下面において２枚の絶縁シート３が配置される。これによって、各 中心電極２０１〜２０３が相互に絶縁されている。また、中心電極２０１〜２０ ３の各一端は、それぞれ、コンデンサ等からなる整合回路４１〜４３を介して入 出力ポート５１〜５３に接続されている。また、中心電極２０１〜２０３の各他 端は接地されている。さらに、フェライト板１の上面から下面に向けて直流磁界 が印加されている。

【０００６】 次に、図４に示すサーキュレータの動作について説明する。入出力ポート５１ に高周波信号が入力されると、中心電極２０１の回りに生じる高周波磁界が上記 直流磁界によって所定角度だけ回転し、フェライト板１を介した誘導結合によっ て左隣の中心電極２０２に誘導電流が生じる。したがって、入出力ポート５１か ら入力される高周波信号は、左隣の入出力ポート５２に伝達され、右隣の入出力 ポート５３には伝達されない。同様に、入出力ポート５２から入力される高周波 信号は、左隣の入出力ポート５３に伝達され、右隣の入出力ポート５１には伝達 されない。また、入出力ポート５３から入力される高周波信号は、左隣の入出力 ポート５１に伝達され、右隣の入出力ポート５２には伝達されない。

【０００７】 なお、図４に示すサーキュレータにおいて、いずれか１つの入出力ポート（例 えば、入出力ポート５３）に代えて、終端抵抗Ｒを整合回路（例えば、整合回路 ４３）に接続すれば、図４に示すサーキュレータをアイソレータとして用いるこ とができる。この場合、当該アイソレータは、残りの一方の入出力ポート（例え ば、入出力ポート５１）から残りの他方の入出力ポート（例えば、入出力ポート ５２）への一方向にのみ高周波信号を伝達する。

【０００８】 図５は、図４に示すフェライト組立体を搭載したサーキュレータの構成を示す 断面図である。図において、金属製の下ヨーク６の底には、端子用樹脂板７およ びガラスエポキシ基板８が載置される。ガラスエポキシ基板８の中央部には、図 ４に示すフェライト組立体１００が半田付け等によって固着される。下ヨーク６ の上には、金属製の上ヨーク９が被せられる。この上ヨーク９の裏面には、フェ ライト組立体１００に直流磁界を印加するための磁石１０が固着されている。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

図５に示すごとく、フェライト組立体１００は、金属製の下ヨーク６の内部に 収納されるため、磁石１０からの磁力線が下ヨーク６に吸収され、フェライト板 １の上面に垂直な磁力線が印加されにくい。そのため、フェライト板１における 磁界の平行度が損なわれ、その結果、インサーションロス（挿入損失）が増加す るという問題点があった。

【００１０】 上記のような問題点を解消するために、図６に示すように、端子用樹脂板７の 中央部に金属板１２を配置し、この金属板１２によってフェライト板１に磁界を 集中させることが考えられる。しかしながら、このような方法では、中心電極の 周囲に形成される高周波磁界の分布が、金属板１２によって歪められ、通過損失 が増大するという別の問題点が生じる。また、図７に示すように、中心電極（例 えば中心電極２０１）が撓んだ場合、ガラスエポキシ基板８に形成された透孔８ ０を介して中心電極が金属板１２に接触し、電気的特性が悪化するという問題点 も生じる。

【００１１】 それゆえに、この考案の目的は、短絡不良を生じることなく、フェライト板に おける直流磁界の平行度を保つことのできる非可逆回路素子を提供することであ る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、信号の伝送方向には減衰度が極めて小さく、逆方向には減衰度が極 めて大きい非可逆回路素子であって、 フェライト板、 フェライト板の第１の主表面に対向して設けられ、フェライト板に直流磁界を 印加するための磁石、 直流磁界方向と直交するようにフェライト板に巻回され、このフェライト板の 第１および第２の主表面上において互いに電気的絶縁状態を保ちながらかつ所定 の角度間隔をあけて交差するように配置された複数の帯状の中心電極、および フェライト板における直流磁界の平行度を保つためにフェライト板の第２の主 表面に対向して設けられる、絶縁性を有する強磁性体板を備えている。

【００１３】

【作用】

本考案においては、絶縁性を有する強磁性体板をフェライト板の第２の主表面 に対向して設けることにより、フェライト板に直流磁界を集中させ、フェライト 板における直流磁界の平行度が保たれるようにしている。また、上記強磁性体板 は絶縁性を有しているので、たとえ中心電極が強磁性体に接触しても、短絡不良 による電気的特性の悪化が生じない。

【００１４】

【実施例】

図１および図２は、この考案の一実施例に係るサーキュレータの構成を示す図 であり、特に、図１は分解斜視図であり、図２は断面図である。図において、本 実施例のサーキュレータは、図６における金属板１２に代えて絶縁性を有する強 磁性体板１３がフェライト板１の下面に対向して配置されている。この強磁性体 板１３は、例えばＭｎ−Ｚｎフェライトによって構成されており、端子用樹脂板 ７の中央部に形成された透孔７０の中に挿入されている。四隅に端子７１〜７４ が形成された端子用樹脂板７は、強磁性体板１３とともに、下ヨーク６の底面上 に載置され固定される。このとき、強磁性体板１３も下ヨーク６の底面上に固定 される。図１に示すサーキュレータのその他の構成は、図６に示すサーキュレー タの構成と同様であり、相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省 略する。

【００１５】 強磁性体板１３は磁力線を吸収する作用を有するので、図２に示すごとく、磁 石９から出た磁力線は下ヨーク６の方に広がらず、フェライト板１に集中するこ とになる。したがって、フェライト板１における直流磁界の平行度が保たれ、イ ンサーションロスが減少して電気的特性が向上する。また、強磁性体板１３は絶 縁性を有しているので、たとえ中心電極が撓んで強磁性体板１３に接触しても、 短絡不良による電気的特性の劣化を生じない。

【００１６】 なお、上記実施例は、サーキュレータとして構成されているが、この考案はも ちろんアイソレータにも適用が可能である。

【００１７】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、絶縁性を有する強磁性体板をフェライト板の 第２の主表面に対向して設けるようにしたので、フェライト板に直流磁界を集中 させることができ、フェライト板における直流磁界の平行度を保つことができる 。その結果、インサーションロスを低減でき、電気的特性の向上を図ることがで きる。また、上記強磁性体板は絶縁性を有しているので、たとえ中心電極が強磁 性体に接触しても、短絡不良による電気的特性の劣化が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の巻線型サーキュレータの
構成を示す分解斜視図である。

【図２】この考案の一実施例の巻線型サーキュレータの
構成を示す断面図である。

【図３】本願出願人が先に提案した巻線型サーキュレー
タにおけるフェライト組立体の構成を示す分解斜視図で
ある。

【図４】本願出願人が先に提案した巻線型サーキュレー
タにおけるフェライト組立体の構成を示す斜視図であ
る。

【図５】図４に示すフェライト組立体が搭載された巻線
型サーキュレータの構成の一例を示す断面図である。

【図６】図４に示すフェライト組立体が搭載された巻線
型サーキュレータの構成の他の例を示す断面図である。

【図７】図６に示す巻線型サーキュレータの問題点を説
明するための断面図である。

【符号の説明】

１： フェライト板 ３： 絶縁シート ６： 下ヨーク ７： 端子用樹脂基板 ８： ガラスエポキシ基板 ９： 上ヨーク １０： 磁石 １１： 磁力線 １３： 絶縁性を有する強磁性体板 １００： フェライト組立体 ２０１〜２０３： 中心電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 岡村 圭司 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)考案者 川浪 崇 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)考案者 傳 章則 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号の伝送方向には減衰度が極めて小さ
   く、逆方向には減衰度が極めて大きい非可逆回路素子で
   あって、 フェライト板、 前記フェライト板の第１の主表面に対向して設けられ、
   前記フェライト板に直流磁界を印加するための磁石、 前記直流磁界方向と直交するように前記フェライト板に
   巻回され、当該フェライト板の第１および第２の主表面
   上において互いに電気的絶縁状態を保ちながらかつ所定
   の角度間隔をあけて交差するように配置された複数の帯
   状の中心電極、および前記フェライト板における前記直
   流磁界の平行度を保つために前記フェライト板の第２の
   主表面に対向して設けられた、絶縁性を有する強磁性体
   板を備える、非可逆回路素子。