JPH06164211A - 非可逆回路素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ショート不良や電磁波のリークを防止しなが
ら、磁界の平行度を向上して挿入損失を小さくできる非
可逆回路素子を提供する。 【構成】 磁性体製金属からなる磁気回路ヨーク２ａ，
２ｂ内にフェライト７を配設するとともに、該フェライ
ト７に複数の中心導体８を電気的絶縁状態にかつ交差状
に巻回し、上記ヨーク２ｂに貼着された永久磁石６によ
り上記フェライト７に直流磁界を印加するようにした非
可逆回路素子１を構成する。この場合に、上記磁気回路
ヨーク２ａ内の上記フェライト７を挟んで永久磁石６と
対向する部分に補助フェライト１４を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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し、特にショート
不良や電磁波のリークを防止しながら、磁界の平行度を
向上して挿入損失を低減できるようにした構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、非可逆回路素子は、信号を伝送
方向にのみ通過させ、逆方向への伝送を阻止する機能を
有しており、例えば携帯電話，自動車電話等の移動通信
機器に不可欠な部品である。この非可逆回路素子は、図
８に示すように、磁性体製金属からなるヨーク４０の底
壁４０ａ上に入出力端子用樹脂基板４１を配設するとと
もに、これの上面に整合回路用電極基板４２を配設し、
該電極基板４２上にフェライト素子４３を配設し、上記
金属ケース４０の天壁４０ｂ内面に永久磁石４４を貼着
して構成されている。上記フェライト素子４３は、これ
の小型化，軽量化を図る目的から、フェライト４５の両
主面に３本の中心導体４６を略コ字状に折り曲げて、か
つ電気的絶縁状態で互いに120 度の角度をなすように交
差させて巻回した構造を採用している。このようにして
上記非可逆回路素子では、永久磁石４４からフェライト
４５に直流磁界を印加するとともに、ヨーク４０で磁気
閉回路を形成する。

【０００３】ところで、上記従来構造のものでは、永久
磁石４４からの磁界Ｈが鉄製のヨーク４０の側壁４０ｃ
に吸収され易いことから、フェライト４５面に対して垂
直な磁界が印加され難く、その結果挿入損失が増大する
という問題がある。このような挿入損失の増大を回避す
るものとして、従来、図９に示すように、樹脂基板４
１，電極基板４２の上記フェライト４５を挟んで永久磁
石４４と対向する部分に穴４７を形成し、この穴４７内
に強磁性体鉄板４８を配設した構造のものがある。これ
によれば磁界Ｈの平行度を向上させることができ、それ
だけ永久磁石４５からの印加磁界をフェライト４５に集
中でき、電気的特性を向上できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の非可逆回路素子では、図１０に示すように、その構
造上鉄板４８が中心導体４６に近接しているから、該中
心導体４６が鉄板４８に接触し易く、場合によってはシ
ョート不良を起こすおそれがある。また上記中心導体４
６を通過する電磁波が鉄板４８にリークし易く、その結
果電気的特性が悪化するという問題点もある。

【０００５】本発明は上記従来の状況に鑑みてなされた
もので、ショート不良や電磁波のリークを防止しながら
磁界の平行度を向上して挿入損失を低減できる非可逆回
路素子を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、磁性体
製金属からなる磁気回路ヨーク内にフェライトを配設す
るとともに、該フェライトに複数の中心導体を電気的絶
縁状態にかつ交差状に巻回し、上記フェライトに永久磁
石により直流磁界を印加するようにした非可逆回路素子
において、上記ヨーク内の上記フェライトを挟んで永久
磁石と対向する部分に補助フェライトを配設したことを
特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明に係る非可逆回路素子によれば、フェラ
イトを挟んで永久磁石と対向する部分に補助フェライト
を配設したので、永久磁石からの磁界の平行度を向上で
き、フェライト面に対して垂直な磁界を集中して印加す
ることができ、それだけ挿入損失を低減できる。また上
記フェライト，補助フェライトの複数枚で構成したの
で、磁界の平行度とともに非可逆充填率を向上でき、こ
の点からも挿入損失を低減でき、電気的特性を向上でき
る。さらに本発明では、上記補助フェライトは絶縁体で
あることから、中心導体が接触してもショートすること
はなく、電磁波のリークの問題が生じることもない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図１及び図２は本発明の一実施例による非可逆回路
素子を説明するための図であり、本実施例では集中定数
型のアイソレータに適用した場合を例にとって説明す
る。図において、１は集中定数型のアイソレータであ
り、これは磁性体製金属からなる下部ヨーク２ａの底壁
上に樹脂基板３を配設するとともに、これの上部に電極
基板４を配設し、この電極基板４の上部にフェライト素
子５を配設してなる。また上記下部ヨーク２ａには同じ
く磁性体製金属からなる上部ヨーク２ｂが装着されてお
り、該上部ヨーク２ｂと下部ヨーク２ａとで磁気閉回路
を構成している。また上記上部ヨーク２ｂの内面には永
久磁石６が貼着されており、該永久磁石６により上記フ
ェライト素子５に直流磁界Ｈを印加するように構成され
ている。

【０００９】上記フェライト素子５は円板状のＹＩＧフ
ェライト７に、３本の中心導体８を巻回して構成されて
いる。この各中心導体８は、帯状の金属板を略コ字状に
折り曲げ形成したもので、各中心導体８は上記フェライ
ト７の直径方向に延び、かつ絶縁シート９を介して互い
に120 度の角度をなして交差状に配置されている。

【００１０】上記樹脂基板３の中央部には上記フェライ
トと略同径の穴３ａが形成されている。また上記樹脂基
板３の左, 右側面の一端部には入出力端子１０が、他端
部にはアース端子１１がそれぞれ形成されており、この
各端子１０，１１は下部ヨーク２ａに形成された開口９
から外方に露出している。上記各端子１０，１１はこれ
に対応した金属部材を上記樹脂基板３にインサートして
形成されたものである。

【００１１】上記電極基板４はガラスエポキシ樹脂から
なるもので、これの中央部には上記穴３ａと同じ径で、
かつ同心円をなす穴４ａが形成されている。この電極基
板４の穴４ａの周縁部には間隔をあけて３つのアース電
極１５が形成されており、各アース電極１５はスルーホ
ール１６を介して下部ヨーク２ａに接続されている。

【００１２】また上記電極基板４の外周縁には第１〜第
３ポート電極１２ａ〜１２ｃが形成されており、該基板
４の第３ポート電極１２ｃに対応する両縁部にはアース
電極１９ａ，１９ｂが形成されている。この各アース電
極１９ａ，１９ｂは上記アース端子１１に接続されてい
る。さらに上記電極基板４の第１，第２ポート電極１２
ａ，１２ｂに対応する一側縁の両端部にはアース電極１
３ａ，１３ｂが形成されており、この各電極１３ａ，１
３ｂは下部ヨーク２ａに接続されている。また上記各第
１，第２ポート電極１２ａ，１２ｂはスルーホール１８
を介して上記入力出力端子１０に接続されている。

【００１３】上記電極基板４の各ポート電極１２ａ〜１
２ｃ上にはチップコンデンサＣが配設されており、この
各コンデンサＣの一方の電極は上記各ポート電極１２ａ
〜１２ｃに、他方の電極は上記各アース電極１３ａ，１
３ｂ，１９ｂにそれぞれ接続されている。また上記第３
ポート電極１２ｃには終端チップ抵抗Ｒが配設されてお
り、該チップ抵抗Ｒの一方の電極は上記ポート電極１２
ｃに、他方の電極はアース電極１９ａに接続されてい
る。

【００１４】また、上記電極基板４の各アース電極１５
には上記各中心導体８の下面側一端部８ａが接続されて
おり、上記第１〜第３ポート電極１２ａ〜１２ｃには各
中心導体８の段状に折り曲げ形成された他端部８ｂが接
続されている。

【００１５】そして、上記各基板３，４の穴３ａ，４ａ
内には本実施例の特徴をなすＹＩＧ補助フェライト１４
が挿入配置されている。この補助フェライト１４は上記
フェライト７と同じ大きさ，形状のもので、該補助フェ
ライト１４の下面は下部ヨーク２ａに当接しており、上
面は上記各中心導体８同士の下面の交差部に当接してい
る。これにより上記補助フェライト１４はフェライト素
子５を挟んで上記永久磁石６と対向している。

【００１６】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例のアイソレータ１によれば、フェライト素
子５の下部に補助フェライト１４を配設し、永久磁石６
と対向させたので、該永久磁石６からの磁力線の平行度
を高めることができ、上記フェライト７面に対して垂直
な磁界Ｈを集中して印加することができる（図２の破線
→印参照）。その結果、挿入損失を小さくでき、電気的
特性を向上できる。またフェライト７，補助フェライト
１４の２枚を用いたことによって、磁力線の平行度とと
もに非可逆充填率を向上でき、この２つの効果によりさ
らに挿入損失を小さくできる。また、上記補助フェライ
ト１４は電気的に絶縁体であることから、中心導体８が
接触してもショートすることはなく、電磁波のリークの
問題が生じることもない。

【００１７】図７は、補助フェライトを配設した場合
（曲線Ａ）と、補助フェライトを配設していない場合
（曲線Ｂ）との挿入損失を比較した特性図である。同図
からも明らかなように、フェライト１枚だけの場合（曲
線Ｂ）に比べて補助フェライトを配設した場合（曲線
Ａ）は、周波数特性が大幅に向上していることがわか
る。

【００１８】なお、上記実施例では、円板状のフェライ
ト７と同一の大きさ，形状からなる補助フェライト１４
を用いた場合を例にとって説明したが、本発明の補助フ
ェライトの形状はこれに限られるものではなく、三角
形，四角形等の多角形のものでもよく、また大きさ，配
置位置等においても特に限定するものではない。図３な
いし図６は、補助フェライトの変形例を説明するための
図であり、図中、図２と同一符号は同一又は相当部分を
示す。

【００１９】図３(a) に示す例は、補助フェライト２０
の直径を上記実施例のフェライト７の直径より小さくし
た例である。また図３(b) に示す例は、補助フェライト
２１を上記フェライト７の直径より大きくした例であ
る。

【００２０】また、図４(a) に示す構造のものは、補助
フェライト２２の厚さを上記フェライト７の厚さより薄
くした例であり、この場合は樹脂基板３の厚さも薄くな
っている。さらに図４(b) に示すものは、補助フェライ
ト２３の厚さを上記フェライト７の厚さより厚くした例
であり、この場合は樹脂基板３の厚さも厚くしている。

【００２１】図５(a) に示す構造のものは、樹脂基板３
の上部に凹部３ｂを形成し、この凹部３ｂ内に補助フェ
ライト２４を配設し、これにより該補助フェライト２４
の下面が下部ヨーク２ａに接触しないように構成した例
である。また、図５(b) に示す構造のものは、樹脂基板
３の底面に凹部３ｃを形成し、この凹部３ｃ内に補助フ
ェライト２５を配設し、これにより該補助フェライト２
５とフェライト素子５の中心導体８とが接触しないよう
に構成した例である。図５（ａ），（ｂ）のように樹脂
基板３より補助フェライト２４を薄くした場合、図５
（ａ）は図５（ｂ）に比べて、磁界の平行度は下がるけ
れども非可逆充填率は向上する。

【００２２】図６に示す構造のものは、フェライト素子
５を挟んで永久磁石６と対向する樹脂基板３の穴３ａ内
に第１補助フェライト２６を配設するとともに、上記フ
ェライト素子５の上面でかつ永久磁石６の下方に第２補
助フェライト２７を配設した例である。この例では、２
枚の補助フェライト２６，２７を用いたことにより、非
可逆充填率をさらに向上できる。

【００２３】また、上記実施例では、アイソレータを例
にとって説明したが、本発明は勿論サーキュレータにも
適用できるとともに、他の高周波部品にも適用できる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明に係る非可逆回路素
子によれば、フェライトを挟んで永久磁石と対向する部
分に補助フェライトを配設したので、ショート不良や電
磁波のリークの問題を生じることなく、永久磁石からの
磁界の平行度を向上でき、それだけ挿入損失を小さくで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による非可逆回路素子を説明
するための分解斜視図である。

【図２】上記実施例の非可逆回路素子の断面図である。

【図３】上記実施例における補助フェライトの変形例を
示す断面図である。

【図４】上記実施例における補助フェライトの変形例を
示す断面図である。

【図５】上記実施例における補助フェライトの変形例を
示す断面図である。

【図６】補助フェライトを２枚配設した例を示す断面図
である。

【図７】上記実施例の効果を説明するための特性図であ
る。

【図８】従来の非可逆回路素子を示す断面図である。

【図９】従来の磁性体鉄板を用いた非可逆回路素子を示
す断面図である。

【図１０】従来の磁性鉄板を用いた場合の問題点を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ アイソレータ（非可逆回路素子） ２ａ，２ｂ 磁気回路ヨーク ６ 永久磁石 ７ フェライト ８ 中心導体 １４，２０〜２７ 補助フェライト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川浪 崇 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 長谷川 隆 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 太平 勝幸 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体製金属からなる磁気回路ヨーク内
   にフェライトを配設するとともに、該フェライトに複数
   の中心導体を電気的絶縁状態にかつ交差状に巻回し、上
   記フェライトに永久磁石により直流磁界を印加するよう
   にした非可逆回路素子において、上記磁気回路ヨーク内
   の上記フェライトを挟んで永久磁石と対向する部分に補
   助フェライトを配設したことを特徴とする非可逆回路素
   子。