JPH0595207A - 広帯域交叉導体集中定数素子サーキユレータ用の共通ノードリアクタンス回路網 - Google Patents
広帯域交叉導体集中定数素子サーキユレータ用の共通ノードリアクタンス回路網Info
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- JPH0595207A JPH0595207A JP3204395A JP20439591A JPH0595207A JP H0595207 A JPH0595207 A JP H0595207A JP 3204395 A JP3204395 A JP 3204395A JP 20439591 A JP20439591 A JP 20439591A JP H0595207 A JPH0595207 A JP H0595207A
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- JP
- Japan
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- circulator
- circuit
- conductive layer
- disk
- ferrite disk
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/32—Non-reciprocal transmission devices
- H01P1/38—Circulators
- H01P1/383—Junction circulators, e.g. Y-circulators
- H01P1/387—Strip line circulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/32—Non-reciprocal transmission devices
- H01P1/38—Circulators
Landscapes
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、小型で広い動作帯域を有するマイ
クロ波回路中で使用するサーキュレータ回路を得ること
を目的とする。 【構成】 フェライトディスク23と多重ポート 31a〜c
とを具備する集中定数素子サーキュレータと、共通接地
平面19に中定数素子サーキュレータを共振的に結合する
手段とを具備していることを特徴とする。集中定数素子
サーキュレータはフェライトディスク23と、その上面で
交叉して互いに容量結合されて一端がポートに接続され
ているマイクロストリップ導体25a〜cとによって構成さ
れ、集中定数素子サーキュレータはフェライトディスク
23の底面の金属層28と基体11の上面に形成された金属層
13とがそれらを接合している接着剤層35を誘電体として
キャパシタを形成し金属層13に接続されたインダクタン
ス15の直列回路によって接地平面19に接続されている。
クロ波回路中で使用するサーキュレータ回路を得ること
を目的とする。 【構成】 フェライトディスク23と多重ポート 31a〜c
とを具備する集中定数素子サーキュレータと、共通接地
平面19に中定数素子サーキュレータを共振的に結合する
手段とを具備していることを特徴とする。集中定数素子
サーキュレータはフェライトディスク23と、その上面で
交叉して互いに容量結合されて一端がポートに接続され
ているマイクロストリップ導体25a〜cとによって構成さ
れ、集中定数素子サーキュレータはフェライトディスク
23の底面の金属層28と基体11の上面に形成された金属層
13とがそれらを接合している接着剤層35を誘電体として
キャパシタを形成し金属層13に接続されたインダクタン
ス15の直列回路によって接地平面19に接続されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーキュレータ回路と
して知られている多重ポートに電力を導く回路に関し、
特に比較的広帯域の集中定数素子サーキュレータ回路に
関する。
して知られている多重ポートに電力を導く回路に関し、
特に比較的広帯域の集中定数素子サーキュレータ回路に
関する。
【０００２】
【従来の技術】サーキュレータ回路はマイクロ波システ
ムの素子間にマイクロ波電力を導くためのマイクロ波シ
ステムにおいて広く使用されている。例えばレーダシス
テムにおいて、送信信号を放射アンテナに結合し、同じ
アンテナによって受信された信号を受信機に導くために
使用されるサーキュレータはまた両者の機能間の分離を
維持する。現在マイクロ波周波数動作のためのマイクロ
波集積回路中で使用されているサーキュレータはフェラ
イトマイクロストリップ装置を備えている。フェライト
マイクロストリップ装置では特にフェイズドアレイモジ
ユールに対して寸法が問題となる。
ムの素子間にマイクロ波電力を導くためのマイクロ波シ
ステムにおいて広く使用されている。例えばレーダシス
テムにおいて、送信信号を放射アンテナに結合し、同じ
アンテナによって受信された信号を受信機に導くために
使用されるサーキュレータはまた両者の機能間の分離を
維持する。現在マイクロ波周波数動作のためのマイクロ
波集積回路中で使用されているサーキュレータはフェラ
イトマイクロストリップ装置を備えている。フェライト
マイクロストリップ装置では特にフェイズドアレイモジ
ユールに対して寸法が問題となる。
【０００３】従来知られているサーキュレータにはまた
マイクロ波周波数においてフェライトマイクロストリッ
プサーキュレータに比較して小型の集中定数素子サーキ
ュレータとして知られているサーキュレータが含まれて
いる。しかしながら従来の集中定数素子サーキュレータ
のマイクロ波周波数における動作帯域幅はフェライトマ
イクロストリップサーキュレータの動作帯域幅よりも著
しく狭い。以下にマイクロストリップサーキュレータお
よび集中定数素子サーキュレータの文献を示す。１．
“On Stripline Y-Circulation at UHF”H.Bosma,IEEE
Transactions on Microwave Theory＆Tech.,Vol.MTT-1
2,61〜72頁、1964年1月、２．“Lumped Element Y Circ
ulator”Y.Konishi, IEEE Transactions onMicrowave T
heory＆Tech.,Vol.MTT-13,852〜865頁、1965年11月、
３．“Resonance Isolater and Y-Circulator with Lum
ped Element at VHF”J.Deutsch およびB.Wiesser, IEE
E Transactions on Magnetics.,Vol.MAG-2,”278〜282
頁、1966年9月、４．“Compact Broad-Band Thin-Film
Lumped Element L-Band Circulator”R.H.Knerr, IEEE
Transactions on Microwave Theory＆Tech.,Vol.MTT-1
8,1100〜1108頁、1970年12月、５．“An Inproved Equi
valent Circuit for the Thin Film Lumped ElementCir
culator”R.H.Knerr,IEEE Transactions on Microwave
Theory＆Tech.,Vol.MTT-20,446〜452頁、1972年7月、
６．“4-GHz Lumped Element Circulator”R.H.Knerr,
IEEE Transactionson Microwave Theory＆Tech.,Vol.M
TT-16,150〜151頁、1973年3月、７．“Wideband Operat
ion of Microstrip Circulatiors”Y.S.WuおよびF.J.Ro
senbaum,IEEE Transactions on MicrowaveTheory＆Tec
h.,Vol.MTT-22,849〜856頁、1974年10月、８．“Bidire
ctional Thin-Film Lumped Element Circulator”M.Kit
linski, Electronic Letters ,Vol.10,No.6、1974年、
９．“The Frequency Behavior of Stripline Circulat
ion Junctions”S.AyterおよびS.Ayasli,IEEE Transact
ions on Microwave Theory＆Tech.,Vol.MTT-26,197〜 2
02頁、1978年3月、１０．“Broad-Band Stripline Circ
ulators Based on YIG and Li-FerriteSingle Crystal
s” E.Schloemann およびR.E.Blight, IEEE Transacti
onsonMicrowave Theory＆Tech.,Vol.MTT-34, 1394〜140
0頁、1986年12月、１１．“Circulatiors for Microw
ave and Millimeter Wave IntegratedCircuits”E.F.
Schloemann,Proceedings of IEEE,Vol.76,188〜200頁、
1988年 2月、１２．“Multiport Lumped Element Circu
lator”M.Kitlinski, TechnicalUniversity of Gdansk,
Telecommunications Institute 80−852 Gdansk,Maj
akowskiego,11/12,poland、
マイクロ波周波数においてフェライトマイクロストリッ
プサーキュレータに比較して小型の集中定数素子サーキ
ュレータとして知られているサーキュレータが含まれて
いる。しかしながら従来の集中定数素子サーキュレータ
のマイクロ波周波数における動作帯域幅はフェライトマ
イクロストリップサーキュレータの動作帯域幅よりも著
しく狭い。以下にマイクロストリップサーキュレータお
よび集中定数素子サーキュレータの文献を示す。１．
“On Stripline Y-Circulation at UHF”H.Bosma,IEEE
Transactions on Microwave Theory＆Tech.,Vol.MTT-1
2,61〜72頁、1964年1月、２．“Lumped Element Y Circ
ulator”Y.Konishi, IEEE Transactions onMicrowave T
heory＆Tech.,Vol.MTT-13,852〜865頁、1965年11月、
３．“Resonance Isolater and Y-Circulator with Lum
ped Element at VHF”J.Deutsch およびB.Wiesser, IEE
E Transactions on Magnetics.,Vol.MAG-2,”278〜282
頁、1966年9月、４．“Compact Broad-Band Thin-Film
Lumped Element L-Band Circulator”R.H.Knerr, IEEE
Transactions on Microwave Theory＆Tech.,Vol.MTT-1
8,1100〜1108頁、1970年12月、５．“An Inproved Equi
valent Circuit for the Thin Film Lumped ElementCir
culator”R.H.Knerr,IEEE Transactions on Microwave
Theory＆Tech.,Vol.MTT-20,446〜452頁、1972年7月、
６．“4-GHz Lumped Element Circulator”R.H.Knerr,
IEEE Transactionson Microwave Theory＆Tech.,Vol.M
TT-16,150〜151頁、1973年3月、７．“Wideband Operat
ion of Microstrip Circulatiors”Y.S.WuおよびF.J.Ro
senbaum,IEEE Transactions on MicrowaveTheory＆Tec
h.,Vol.MTT-22,849〜856頁、1974年10月、８．“Bidire
ctional Thin-Film Lumped Element Circulator”M.Kit
linski, Electronic Letters ,Vol.10,No.6、1974年、
９．“The Frequency Behavior of Stripline Circulat
ion Junctions”S.AyterおよびS.Ayasli,IEEE Transact
ions on Microwave Theory＆Tech.,Vol.MTT-26,197〜 2
02頁、1978年3月、１０．“Broad-Band Stripline Circ
ulators Based on YIG and Li-FerriteSingle Crystal
s” E.Schloemann およびR.E.Blight, IEEE Transacti
onsonMicrowave Theory＆Tech.,Vol.MTT-34, 1394〜140
0頁、1986年12月、１１．“Circulatiors for Microw
ave and Millimeter Wave IntegratedCircuits”E.F.
Schloemann,Proceedings of IEEE,Vol.76,188〜200頁、
1988年 2月、１２．“Multiport Lumped Element Circu
lator”M.Kitlinski, TechnicalUniversity of Gdansk,
Telecommunications Institute 80−852 Gdansk,Maj
akowskiego,11/12,poland、
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】それ故小型で比較的広
い帯域幅を有するマイクロ波サーキュレータ回路を提供
することは重要である。また従来知られている集中定数
素子サーキュレータ構造を利用した比較的広帯域のマイ
クロ波サーキュレータを提供することも大きな利点があ
る。
い帯域幅を有するマイクロ波サーキュレータ回路を提供
することは重要である。また従来知られている集中定数
素子サーキュレータ構造を利用した比較的広帯域のマイ
クロ波サーキュレータを提供することも大きな利点があ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は、集中定数素子サーキュレータおよびマイクロ波回
路の共通接地平面にこの集中定数素子サーキュレータを
結合する共通ノードリアクタンス回路網を具備している
マイクロ波回路で使用するサーキュレータ回路によって
達成される。
的は、集中定数素子サーキュレータおよびマイクロ波回
路の共通接地平面にこの集中定数素子サーキュレータを
結合する共通ノードリアクタンス回路網を具備している
マイクロ波回路で使用するサーキュレータ回路によって
達成される。
【０００６】
【実施例】以下、添付図面を参照にして本発明の実施例
を詳細に説明する。同一の部品は各図で同一の符号を使
用している。図１は３ポートサーキュレータ回路10の理
想的な動作を示す概略図である。理想的にはサーキュレ
ータは全ポートにおいてゼロ反射であり、前進方向にお
いて挿入損失はゼロである。図１に示すようにそのよう
な前進方向はポート1からポート2へ、ポート2からポー
ト3へ、ポート3からポート1への方向である。さらにサ
ーキュレータは理想的には反対方向において無限大の分
離を行う。図１に示す実施例では、反対方向はポート1
からポート3へ、ポート2からポート1へ、ポート3からポ
ート2への方向である。
を詳細に説明する。同一の部品は各図で同一の符号を使
用している。図１は３ポートサーキュレータ回路10の理
想的な動作を示す概略図である。理想的にはサーキュレ
ータは全ポートにおいてゼロ反射であり、前進方向にお
いて挿入損失はゼロである。図１に示すようにそのよう
な前進方向はポート1からポート2へ、ポート2からポー
ト3へ、ポート3からポート1への方向である。さらにサ
ーキュレータは理想的には反対方向において無限大の分
離を行う。図１に示す実施例では、反対方向はポート1
からポート3へ、ポート2からポート1へ、ポート3からポ
ート2への方向である。
【０００７】図２および図３には本発明の１実施例のサ
ーキュレータ回路の構成が示されている。サーキュレー
タ回路はアルミナ基体11を備えており、それは共通ノー
ドリアクタンス回路および直列の共振回路を介して接地
平面に結合された集中定数素子サーキュレータを支持し
ている。共通ノードリアクタンス回路は平行電極板キャ
パシタおよびマイクロストリップラインインダクタンス
を含んでいる。アルミナ基体11上に形成された等辺三角
形形状の金属被覆区域13はキャパシタの第１の電極板を
形成している。キャパシタの第２の電極板は以下さらに
詳細に説明するように集中定数素子サーキュレータを構
成する構造の一部である。マイクロストリップラインイ
ンダクタンス15a,15b,15cは金属被覆区域13の各頂点か
ら放射方向に延在し、金属被覆区域13を中心にして等間
隔である。インダクタンスの端部は各接地ピン17a,17b,
17cに接続され、それらの接地ピン17a,17b,17cは基体11
を貫通して下方に延びて基体11の底面の金属被覆区域19
に電気的に接続されている。金属被覆区域19は基体11上
に配置されたマイクロストリップ回路のための接地平面
を構成している。
ーキュレータ回路の構成が示されている。サーキュレー
タ回路はアルミナ基体11を備えており、それは共通ノー
ドリアクタンス回路および直列の共振回路を介して接地
平面に結合された集中定数素子サーキュレータを支持し
ている。共通ノードリアクタンス回路は平行電極板キャ
パシタおよびマイクロストリップラインインダクタンス
を含んでいる。アルミナ基体11上に形成された等辺三角
形形状の金属被覆区域13はキャパシタの第１の電極板を
形成している。キャパシタの第２の電極板は以下さらに
詳細に説明するように集中定数素子サーキュレータを構
成する構造の一部である。マイクロストリップラインイ
ンダクタンス15a,15b,15cは金属被覆区域13の各頂点か
ら放射方向に延在し、金属被覆区域13を中心にして等間
隔である。インダクタンスの端部は各接地ピン17a,17b,
17cに接続され、それらの接地ピン17a,17b,17cは基体11
を貫通して下方に延びて基体11の底面の金属被覆区域19
に電気的に接続されている。金属被覆区域19は基体11上
に配置されたマイクロストリップ回路のための接地平面
を構成している。
【０００８】線状の支持突起体21は金属被覆区域13の各
側面に隣接して配置され、金属被覆区域13を結合キャパ
シタの第２の電極板から分離している。この結合キャパ
シタの第２の電極板は集中定数素子サーキュレータを構
成する構造の底部に形成された金属層28から構成されて
いる。
側面に隣接して配置され、金属被覆区域13を結合キャパ
シタの第２の電極板から分離している。この結合キャパ
シタの第２の電極板は集中定数素子サーキュレータを構
成する構造の底部に形成された金属層28から構成されて
いる。
【０００９】例として説明すると、結合キャパシタの第
１の電極板を構成している金属被覆区域13とマイクロス
トリップラインインダクタンス15は薄膜フォトリソグラ
フ技術によって形成され、支持突起体21は現像されたフ
ォトレジストの領域により構成される。集中定数素子サ
ーキュレータはフェライトディスク23と、このフェライ
トディスク23上に対称的に配置された３個のマイクロス
トリップ導体25a,25b,25cを含んでいる。各マイクロス
トリップ導体は各端部で共に接続された第１と第２の平
行なストリップで構成されている。対称性を維持するた
めに、マイクロストリップ導体のストリップはフェライ
トディスクの中心区域で織り合されている。
１の電極板を構成している金属被覆区域13とマイクロス
トリップラインインダクタンス15は薄膜フォトリソグラ
フ技術によって形成され、支持突起体21は現像されたフ
ォトレジストの領域により構成される。集中定数素子サ
ーキュレータはフェライトディスク23と、このフェライ
トディスク23上に対称的に配置された３個のマイクロス
トリップ導体25a,25b,25cを含んでいる。各マイクロス
トリップ導体は各端部で共に接続された第１と第２の平
行なストリップで構成されている。対称性を維持するた
めに、マイクロストリップ導体のストリップはフェライ
トディスクの中心区域で織り合されている。
【００１０】マイクロストリップ導体の第１の端部はそ
れぞれ接地帯体27a,27b,27cに接続され、それら帯体27
a,27b,27cはフェライトディスク23の底面に形成された
金属層28まで下方に延在している。マイクロストリップ
導体の第２の端部は各終端金属層区域29a,29b,29cに接
続され、それは各結合ストリップ33a,33b,33cを介して
それぞれ50オームのマイクロストリップ31a,31b,31cに
電気的に接続されている。織り合されたマイクロストリ
ップ素子は適当な誘電体層（図示せず）によって互いに
分離され、導体の交叉部分はそれぞれの交叉マイクロス
トリップライン間の結合キャパシタンスを構成する。
れぞれ接地帯体27a,27b,27cに接続され、それら帯体27
a,27b,27cはフェライトディスク23の底面に形成された
金属層28まで下方に延在している。マイクロストリップ
導体の第２の端部は各終端金属層区域29a,29b,29cに接
続され、それは各結合ストリップ33a,33b,33cを介して
それぞれ50オームのマイクロストリップ31a,31b,31cに
電気的に接続されている。織り合されたマイクロストリ
ップ素子は適当な誘電体層（図示せず）によって互いに
分離され、導体の交叉部分はそれぞれの交叉マイクロス
トリップライン間の結合キャパシタンスを構成する。
【００１１】フェライトディスク23とその上に配置され
た部品を含む装置は接着層35によって基体11上に接着さ
れ、この接着層35はさらに基体11上に配置された金属被
覆層13とフェライトディスク23の底面に配置された金属
層28とにより構成された平行電極板キャパシタの電極板
間の誘電体として機能する。上述のように支持突起体21
は基体11上に形成された金属被覆層13とフェライトディ
スク23の底面に配置された金属層28とにより構成された
平行電極板キャパシタの電極板間の分離を維持する。集
中定数素子サーキュレータはさらにバイアス磁界Ｈdcを
供給するためのバイアス磁石を備えている。
た部品を含む装置は接着層35によって基体11上に接着さ
れ、この接着層35はさらに基体11上に配置された金属被
覆層13とフェライトディスク23の底面に配置された金属
層28とにより構成された平行電極板キャパシタの電極板
間の誘電体として機能する。上述のように支持突起体21
は基体11上に形成された金属被覆層13とフェライトディ
スク23の底面に配置された金属層28とにより構成された
平行電極板キャパシタの電極板間の分離を維持する。集
中定数素子サーキュレータはさらにバイアス磁界Ｈdcを
供給するためのバイアス磁石を備えている。
【００１２】フェライトディスク23の上面の導体および
誘電体層は薄膜フォトリソグラフ技術によって形成さ
れ、幾つかの工程が誘電体と導体の交叉区域を形成する
ために使用される。フェライトディスク23の底面もまた
薄膜金属被覆技術を使用して金属層を形成される。
誘電体層は薄膜フォトリソグラフ技術によって形成さ
れ、幾つかの工程が誘電体と導体の交叉区域を形成する
ために使用される。フェライトディスク23の底面もまた
薄膜金属被覆技術を使用して金属層を形成される。
【００１３】図４乃至６を参照すると、本発明のサーキ
ュレータ回路の別の実施例が示されている。共通ノード
リアクタンス回路および集中定数素子サーキュレータを
含むサーキュレータ装置は基体111中に形成された穴中
に挿入され、金属支持体136によって支持されている。
共通ノードリアクタンス回路はマイクロストリップ平行
電極板キャパシタおよびマイクロストリップラインイン
ダクタンスを備えている。キャパシタの第１の電極板を
構成する切込みを付けられた金属の円形区域113が誘電
体ディスク211の底面に形成される。マイクロストリッ
プラインインダクタンス115は円形区域113の切込み部分
から誘電体ディスク211の縁部へ外方に延在している。
誘電体ディスク211の上面は共通ノードリアクタンス回
路のキャパシタの第２の電極板を構成している金属層11
6を備えている。誘電体ディスク211の上面は薄膜技術を
使用して金属被覆され、誘電体ディスク211の底面の金
属被覆パターンは薄膜フォトリソグラフ技術を使用して
形成される。
ュレータ回路の別の実施例が示されている。共通ノード
リアクタンス回路および集中定数素子サーキュレータを
含むサーキュレータ装置は基体111中に形成された穴中
に挿入され、金属支持体136によって支持されている。
共通ノードリアクタンス回路はマイクロストリップ平行
電極板キャパシタおよびマイクロストリップラインイン
ダクタンスを備えている。キャパシタの第１の電極板を
構成する切込みを付けられた金属の円形区域113が誘電
体ディスク211の底面に形成される。マイクロストリッ
プラインインダクタンス115は円形区域113の切込み部分
から誘電体ディスク211の縁部へ外方に延在している。
誘電体ディスク211の上面は共通ノードリアクタンス回
路のキャパシタの第２の電極板を構成している金属層11
6を備えている。誘電体ディスク211の上面は薄膜技術を
使用して金属被覆され、誘電体ディスク211の底面の金
属被覆パターンは薄膜フォトリソグラフ技術を使用して
形成される。
【００１４】集中定数素子サーキュレータはフェライト
ディスク123とこのフェライトディスク123上に対称に配
置された３個のマイクロストリップ導体125を備えてい
る。各マイクロストリップ導体125は各端部で共通に接
続されている第１と第２の平行なストリップで構成され
ている。対称性を維持するために、マイクロストリップ
導体のストリップはフェライトディスクの中心区域で織
り合されている。マイクロストリップ導体の第１の端部
はそれぞれ接地帯体127に接続され、帯体127はフェライ
トディスク123の底面に形成された金属層128までフェラ
イトディスク123の下方に延在している。マイクロスト
リップ導体の第２の端部はそれぞれ終端金属層区域129c
に接続され、それらは各結合ストリップ133を介してそ
れぞれ50オームのマイクロストリップ31a,31b,31cに電
気的に接続されている。織り合されたマイクロストリッ
プ素子は適当な誘電体層（図示せず）によって互いに分
離され、導体の交叉部分はそれぞれの交叉マイクロスト
リップライン間の結合キャパシタンスを構成している。
ディスク123とこのフェライトディスク123上に対称に配
置された３個のマイクロストリップ導体125を備えてい
る。各マイクロストリップ導体125は各端部で共通に接
続されている第１と第２の平行なストリップで構成され
ている。対称性を維持するために、マイクロストリップ
導体のストリップはフェライトディスクの中心区域で織
り合されている。マイクロストリップ導体の第１の端部
はそれぞれ接地帯体127に接続され、帯体127はフェライ
トディスク123の底面に形成された金属層128までフェラ
イトディスク123の下方に延在している。マイクロスト
リップ導体の第２の端部はそれぞれ終端金属層区域129c
に接続され、それらは各結合ストリップ133を介してそ
れぞれ50オームのマイクロストリップ31a,31b,31cに電
気的に接続されている。織り合されたマイクロストリッ
プ素子は適当な誘電体層（図示せず）によって互いに分
離され、導体の交叉部分はそれぞれの交叉マイクロスト
リップライン間の結合キャパシタンスを構成している。
【００１５】フェライトディスク123の上面の導体およ
び誘電体層は薄膜フォトリソグラフ技術によって形成さ
れ、幾つかの工程が誘電体と導体の交叉区域を形成する
ために使用される。フェライトディスク123の底面もま
た薄膜金属被覆技術を使用して金属で被覆されている。
び誘電体層は薄膜フォトリソグラフ技術によって形成さ
れ、幾つかの工程が誘電体と導体の交叉区域を形成する
ために使用される。フェライトディスク123の底面もま
た薄膜金属被覆技術を使用して金属で被覆されている。
【００１６】集中定数素子サーキュレータ回路および共
通ノードリアクタンス回路は導電性エポキシを使用して
接合されている。特にフェライトディスク123の底面の
金属層128は導電性エポキシ層130により誘電体ディスク
211の上面の金属層116に接合されている。共通ノードリ
アクタンス回路と集中定数素子サーキュレータ回路を備
えた装置はアルミナ基体111の穴138内に整列され、共融
ハンダ層137を使用して金属支持体136に取付けられる。
金属支持体136の穴138の直径は、金属タブ35および誘電
体ディスク211の底面上のマイクロストリップラインイ
ンダクタンス115の端部がハンダ層137によって金属支持
体136に取付けられることを可能にするように選択され
ている。この取付けはマイクロストリップラインインダ
クタンス115を共通接地平面119に電気的に接続する。
通ノードリアクタンス回路は導電性エポキシを使用して
接合されている。特にフェライトディスク123の底面の
金属層128は導電性エポキシ層130により誘電体ディスク
211の上面の金属層116に接合されている。共通ノードリ
アクタンス回路と集中定数素子サーキュレータ回路を備
えた装置はアルミナ基体111の穴138内に整列され、共融
ハンダ層137を使用して金属支持体136に取付けられる。
金属支持体136の穴138の直径は、金属タブ35および誘電
体ディスク211の底面上のマイクロストリップラインイ
ンダクタンス115の端部がハンダ層137によって金属支持
体136に取付けられることを可能にするように選択され
ている。この取付けはマイクロストリップラインインダ
クタンス115を共通接地平面119に電気的に接続する。
【００１７】集中定数素子サーキュレータはさらにバイ
アス磁界Ｈdcを供給するためのバイアス磁石を備えてい
る。
アス磁界Ｈdcを供給するためのバイアス磁石を備えてい
る。
【００１８】図７を参照すると、本発明の広帯域サーキ
ュレータ回路の概略等価回路が示されている。集中定数
素子サーキュレータは集中定数素子サーキュレータ等価
回路素子57,58,59,60によって表されている。インダク
タンス57は平行分割マイクロストリップ実効負荷インダ
クタンスを表し、キャパシタ58は中心のマイクロストリ
ップの交叉によって形成された等価結合キャパシタンス
である。インダクタンス60端部タブのインダクタンスで
あり、抵抗59は等価マイクロストリップ抵抗損失を表し
ている。
ュレータ回路の概略等価回路が示されている。集中定数
素子サーキュレータは集中定数素子サーキュレータ等価
回路素子57,58,59,60によって表されている。インダク
タンス57は平行分割マイクロストリップ実効負荷インダ
クタンスを表し、キャパシタ58は中心のマイクロストリ
ップの交叉によって形成された等価結合キャパシタンス
である。インダクタンス60端部タブのインダクタンスで
あり、抵抗59は等価マイクロストリップ抵抗損失を表し
ている。
【００１９】共通ノードリアクタンス回路を接地平面へ
結合する結合キャパシタおよび直列インダクタンスはそ
れぞれインダクタンス55と直列のキャパシタ53によって
表されている。インダクタンス55と並列のキャパシタ56
はストレーキャパシタンスを表している。
結合する結合キャパシタおよび直列インダクタンスはそ
れぞれインダクタンス55と直列のキャパシタ53によって
表されている。インダクタンス55と並列のキャパシタ56
はストレーキャパシタンスを表している。
【００２０】本発明の動作を理解するために、以下集中
定数素子サーキュレータの簡単な説明を行なう。どのよ
うにして循環、すなわち前進方向の結合および反対方向
の分離が集中定数素子サーキュレータにおいて得られる
のかを理解するために、フェライトの特性を考える必要
がある。直流バイアス磁界Ｈdcの影響下ではフェライト
中の電子はその角度回転軸をバイアス磁界の方向に整列
させる傾向がある。もしも妨害磁界がバイアス磁界の方
向に垂直に供給されるならば、電子はフェライトの制動
機構が平衡歳差軌道を設定するまでその整列軸を中心に
歳差運動をするであろう。２つの反対方向の円偏波磁界
の場合には、歳差角度の方向に偏波された磁界はフェラ
イト材料の特性と相互作用し、反対の偏波の磁界は相互
作用は小さく、或いは全く行われない。材料の相互作用
は２つの反対方向の円偏波磁界に対して別々の共振周波
数を生成する。この別々の共振周波数は線形磁界の回転
を生じさせ、その結果２つの反対の回転の組合わせから
円偏波磁界が生じる。
定数素子サーキュレータの簡単な説明を行なう。どのよ
うにして循環、すなわち前進方向の結合および反対方向
の分離が集中定数素子サーキュレータにおいて得られる
のかを理解するために、フェライトの特性を考える必要
がある。直流バイアス磁界Ｈdcの影響下ではフェライト
中の電子はその角度回転軸をバイアス磁界の方向に整列
させる傾向がある。もしも妨害磁界がバイアス磁界の方
向に垂直に供給されるならば、電子はフェライトの制動
機構が平衡歳差軌道を設定するまでその整列軸を中心に
歳差運動をするであろう。２つの反対方向の円偏波磁界
の場合には、歳差角度の方向に偏波された磁界はフェラ
イト材料の特性と相互作用し、反対の偏波の磁界は相互
作用は小さく、或いは全く行われない。材料の相互作用
は２つの反対方向の円偏波磁界に対して別々の共振周波
数を生成する。この別々の共振周波数は線形磁界の回転
を生じさせ、その結果２つの反対の回転の組合わせから
円偏波磁界が生じる。
【００２１】磁気的にバイアスされたフェライトコアは
磁力線が集中定数素子サーキュレータの信号の１つと平
行であり（すなわち分離）、残りのマイクロストリップ
と交叉する（すなわち結合）ように入来する磁界（妨害
磁界）を回転させる。集中定数素子の円形循環はマイク
ロストリップコイルの磁気的にバイアスされたフェライ
トコアによる非可逆的誘導性結合によって得られる。例
えばポート1に入る磁界はフェライトコアにより回転さ
れ、ポート1と2に接続された導電性マイクロストリップ
コイル間の最大磁気誘導を与え、一方ポート3に接続さ
れた導電性マイクロストリップコイルに対しては最小の
磁気誘導を維持する。また集中定数素子サーキュレータ
の近接した交叉導体は各導電性マイクロストリップコイ
ル間の緊密な磁気結合を可能にする。
磁力線が集中定数素子サーキュレータの信号の１つと平
行であり（すなわち分離）、残りのマイクロストリップ
と交叉する（すなわち結合）ように入来する磁界（妨害
磁界）を回転させる。集中定数素子の円形循環はマイク
ロストリップコイルの磁気的にバイアスされたフェライ
トコアによる非可逆的誘導性結合によって得られる。例
えばポート1に入る磁界はフェライトコアにより回転さ
れ、ポート1と2に接続された導電性マイクロストリップ
コイル間の最大磁気誘導を与え、一方ポート3に接続さ
れた導電性マイクロストリップコイルに対しては最小の
磁気誘導を維持する。また集中定数素子サーキュレータ
の近接した交叉導体は各導電性マイクロストリップコイ
ル間の緊密な磁気結合を可能にする。
【００２２】前述の参照文献に示されているように３ポ
ート集中定数素子サーキュレータの特性は等価集中定数
素子モデルの特性固有値によって解析されることができ
る。正および負の回転固有値はフェライトの特性と織り
合された分割導体の共振構造依存するすることが示され
ている。非回転固有値、帯域幅制限因子は結合回路網に
よって特有の制御をされることが示され、それは集中定
数素子サーキュレータの３個の導電性コイルの全てに共
通である。本発明により共振共通ノードリアクタンス回
路は増加された制御により非回転固有値を許容される。
ート集中定数素子サーキュレータの特性は等価集中定数
素子モデルの特性固有値によって解析されることができ
る。正および負の回転固有値はフェライトの特性と織り
合された分割導体の共振構造依存するすることが示され
ている。非回転固有値、帯域幅制限因子は結合回路網に
よって特有の制御をされることが示され、それは集中定
数素子サーキュレータの３個の導電性コイルの全てに共
通である。本発明により共振共通ノードリアクタンス回
路は増加された制御により非回転固有値を許容される。
【００２３】図７の等価回路に関して、本発明によるサ
ーキュレータ回路の例示的実施例に対する回路値が3125
ガウスの磁気飽和（４πＭｓ）、150ｏｅのライン幅、
および2325ｏｅのバイアス内部磁界を有するフェライト
ディスクに対して以下に示される。
ーキュレータ回路の例示的実施例に対する回路値が3125
ガウスの磁気飽和（４πＭｓ）、150ｏｅのライン幅、
および2325ｏｅのバイアス内部磁界を有するフェライト
ディスクに対して以下に示される。
【００２４】 インダクタンス57 0.46ｎＨ 抵抗59 １Ω キャパシタンス58 0.03ｐＦ キャパシタンス53 2.13ｐＦ インダクタンス55 0.214ｎＨ キャパシタンス56 0.0ｐＦ インダクタンス60 0.03ｎＨ 以上の例において中心周波数9.75ＧＨz、帯域幅7.5ＧＨ
zにおいて20ｄＢ以上の分離と、0.5ｄＢ以下の挿入損失
が得られた。従来既知の集中定数素子サーキュレータの
特性に比較して、本発明によるこの実施例のサーキュレ
ータは５倍の特性の改善を得ることができた。
zにおいて20ｄＢ以上の分離と、0.5ｄＢ以下の挿入損失
が得られた。従来既知の集中定数素子サーキュレータの
特性に比較して、本発明によるこの実施例のサーキュレ
ータは５倍の特性の改善を得ることができた。
【００２５】以上マイクロ波周波数において１オクター
ブ以上の動作帯域幅で著しく小型に構成することのでき
るサーキュレータ回路が開示された。上記の説明は本発
明の特定の実施例の説明であるが、当業者には特許請求
の範囲に記載された本発明の技術的範囲を逸脱すること
なく種々の変形変更が可能であろう。
ブ以上の動作帯域幅で著しく小型に構成することのでき
るサーキュレータ回路が開示された。上記の説明は本発
明の特定の実施例の説明であるが、当業者には特許請求
の範囲に記載された本発明の技術的範囲を逸脱すること
なく種々の変形変更が可能であろう。
【図１】サーキュレータ回路の動作を説明するための概
略図。
略図。
【図２】本発明の１実施例のサーキュレータ回路の斜視
図。
図。
【図３】図２の実施例のサーキュレータ回路の基体の中
心部分の平面図。
心部分の平面図。
【図４】本発明の別の実施例のサーキュレータ回路の斜
視図。
視図。
【図５】図４の実施例のサーキュレータ回路の誘電体デ
ィスクの平面図。
ィスクの平面図。
【図６】図５の誘電体ディスクの断面図。
【図７】図２および３ならびに図４乃至６に示したサー
キュレータ回路の等価回路図。
キュレータ回路の等価回路図。
11…アルミナ基体、15a〜c3…マイクロストリップライ
ンインダクタンス、23…フェライトディスク、25a〜c…
マイクロストリップ導体。
ンインダクタンス、23…フェライトディスク、25a〜c…
マイクロストリップ導体。
フロントページの続き (72)発明者 キム・アルト・プールソン アメリカ合衆国、カリフオルニア州 93555、リツジクレスト、ペトリス 304 (72)発明者 オム・ピー・ガンデイ アメリカ合衆国、ユタ州 84112、ソル ト・レイク・シテイー、メリル・エンジニ アリング・ビルデイング 4516
Claims (6)
- 【請求項１】 共通接地平面を有するマイクロ波回路中
で使用するサーキュレータ回路において、 フェライトディスクと、循環方向におけるポート間のエ
ネルギの結合と循環方向と反対方向におけるポート間の
分離とを行うように構成された多重ポートとを具備する
集中定数素子サーキュレータと、 共通接地平面に前記集中定数素子サーキュレータを共振
的に結合する手段とを具備していることを特徴とするサ
ーキュレータ回路。 - 【請求項２】 前記共振的に結合する手段は前記サーキ
ュレータと接地平面との間に直列に接続された並列電極
板キャパシタおよびマイクロストリップラインインダク
タンスを備えている請求項１記載のサーキュレータ回
路。 - 【請求項３】 前記並列電極板キャパシタは前記フェラ
イトディスク上の第１の電極板と前記フェライトディス
クを支持する基体上の第２の電極板とを具備し、前記マ
イクロストリップラインインダクタンスはこの基体上に
形成されている請求項１記載のサーキュレータ回路。 - 【請求項４】 共通接地平面を有するマイクロ波回路中
で使用するサーキュレータ回路において、 第１と第２の平行な側面を有するフェライトディスク
と、 このフェライトディスクの第１の側面に配置され、第１
の端部がそれぞれサーキュレータ回路のポートを構成し
ている複数のマイクロストリップ導体と、 フェライトディスクの第２の側面に配置された第１の導
電層と、 前記マイクロストリップ導体の第２の端部をこの第１の
導電層に電気的に接続する手段と、 前記第１の導電層と誘電体で分離され、第１の導電層と
共にキャパシタを形成している第２の導電層と、 第２の導電層と共通接地平面との間に電気的に接続され
たストリップラインインダクタンス手段とを具備してい
ることを特徴とするサーキュレータ回路。 - 【請求項５】 前記第２の導電層と前記ストリップライ
ンインダクタンス手段とは前記フェライトディスクを支
持する基体上に配置されている請求項４記載のサーキュ
レータ回路。 - 【請求項６】 前記第２の導電層と前記ストリップライ
ンインダクタンス手段とは前記第１の導電層に固定され
た誘電体ディスク上に配置されている請求項４記載のサ
ーキュレータ回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US56837890A | 1990-08-15 | 1990-08-15 | |
| US568378 | 1990-08-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0595207A true JPH0595207A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=24271036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3204395A Pending JPH0595207A (ja) | 1990-08-15 | 1991-08-14 | 広帯域交叉導体集中定数素子サーキユレータ用の共通ノードリアクタンス回路網 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0472087B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0595207A (ja) |
| KR (1) | KR930010678B1 (ja) |
| AU (1) | AU640811B2 (ja) |
| CA (1) | CA2048537A1 (ja) |
| DE (1) | DE69127793T2 (ja) |
| ES (1) | ES2109247T3 (ja) |
| IL (1) | IL99092A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100435810B1 (ko) * | 1999-11-30 | 2004-06-12 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 비가역 회로 소자, 비가역 회로 및 통신 장치 |
| KR100684148B1 (ko) * | 2005-11-03 | 2007-02-20 | 한국전자통신연구원 | 디지털 방식으로 제어되는 서큘레이터 및 그를 구비하는무선주파수 식별 리더 |
| JP2009081623A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Tdk Corp | 非可逆回路素子 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3147615B2 (ja) * | 1993-10-12 | 2001-03-19 | 株式会社村田製作所 | 高周波用非可逆回路素子 |
| JP3196491B2 (ja) * | 1994-05-12 | 2001-08-06 | 株式会社村田製作所 | 非可逆回路素子 |
| US6263220B1 (en) * | 1997-03-11 | 2001-07-17 | Com Dev Ltd. | Non-etched high power HTS circuits and method of construction thereof |
| RU2571526C1 (ru) * | 2014-10-06 | 2015-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Циркулятор на сосредоточенных элементах с двукратным изменением направления циркуляции |
| CN105226358A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-06 | 世达普(苏州)通信设备有限公司 | 具有宽带匹配的微波带状传输线环行器 |
| KR102291005B1 (ko) * | 2018-11-27 | 2021-08-19 | 한양대학교 산학협력단 | 이차전지용 음극소재의 제조방법 |
| KR102364127B1 (ko) * | 2018-12-31 | 2022-02-17 | (주) 세이크 | 실리카 에어로겔 유사체가 포함된 폴리우레탄 복합 발포체 및 이의 제조방법 |
| CN113381151B (zh) * | 2021-06-18 | 2023-05-05 | 中国电子科技集团公司第九研究所 | 一种小型化微带环行器电路及由该电路组成的环行器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48101061A (ja) * | 1972-03-31 | 1973-12-20 | ||
| JPS4975049A (ja) * | 1972-11-22 | 1974-07-19 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3517340A (en) * | 1968-12-23 | 1970-06-23 | Bell Telephone Labor Inc | Circulator having conductive post capacitively coupled between first and second transmission line conductors for broadbanding purposes |
| JPS5232713B2 (ja) * | 1972-05-24 | 1977-08-23 | ||
| JPS63299501A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-07 | Nec Corp | 集中定数型サ−キュレ−タ |
-
1991
- 1991-08-05 IL IL9909291A patent/IL99092A/en not_active IP Right Cessation
- 1991-08-07 CA CA002048537A patent/CA2048537A1/en not_active Abandoned
- 1991-08-12 ES ES91113525T patent/ES2109247T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-12 DE DE69127793T patent/DE69127793T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-12 EP EP91113525A patent/EP0472087B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-14 AU AU82482/91A patent/AU640811B2/en not_active Ceased
- 1991-08-14 JP JP3204395A patent/JPH0595207A/ja active Pending
- 1991-08-14 KR KR1019910014014A patent/KR930010678B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48101061A (ja) * | 1972-03-31 | 1973-12-20 | ||
| JPS4975049A (ja) * | 1972-11-22 | 1974-07-19 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100435810B1 (ko) * | 1999-11-30 | 2004-06-12 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 비가역 회로 소자, 비가역 회로 및 통신 장치 |
| US6798311B2 (en) | 1999-11-30 | 2004-09-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Nonreciprocal circuit device with a solenoid-shaped inductor generating perpendicular flux |
| KR100684148B1 (ko) * | 2005-11-03 | 2007-02-20 | 한국전자통신연구원 | 디지털 방식으로 제어되는 서큘레이터 및 그를 구비하는무선주파수 식별 리더 |
| JP2009081623A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Tdk Corp | 非可逆回路素子 |
Also Published As
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|---|---|
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| AU8248291A (en) | 1992-02-27 |
| KR920005405A (ko) | 1992-03-28 |
| KR930010678B1 (ko) | 1993-11-05 |
| IL99092A (en) | 1995-06-29 |
| ES2109247T3 (es) | 1998-01-16 |
| DE69127793D1 (de) | 1997-11-06 |
| EP0472087B1 (en) | 1997-10-01 |
| CA2048537A1 (en) | 1992-02-16 |
| IL99092A0 (en) | 1992-07-15 |
| EP0472087A2 (en) | 1992-02-26 |
| AU640811B2 (en) | 1993-09-02 |
| DE69127793T2 (de) | 1998-01-15 |
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