JPH10276013A - Yoke structure for irreversible circuit element - Google Patents

Yoke structure for irreversible circuit element

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JPH10276013A
JPH10276013A JP7750597A JP7750597A JPH10276013A JP H10276013 A JPH10276013 A JP H10276013A JP 7750597 A JP7750597 A JP 7750597A JP 7750597 A JP7750597 A JP 7750597A JP H10276013 A JPH10276013 A JP H10276013A
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JP
Japan
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yoke
microwave ferrite
magnet
circuit device
garnet
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Application number
JP7750597A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Ichikawa
耕司 市川
Kyozo Ogawa
共三 小川
Yasunori Yamane
康典 山根
Akinori Misawa
彰規 三沢
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin irreversible circuit element with less insertion loss and dispersion by a simple method by providing a projection on a part facing a microwave ferrite and forming the projection to roughly match the center axis with the center axis of the microwave ferrite. SOLUTION: A disk-shaped garnet 1 is used as the microwave ferrite. On an upper yoke 12, a hill-like projection is formed by using a metalpress at the exact center cart and the hill-like projection is projected in a direction facing the garnet 1. A round hole is provided on the exact center part of the upper yoke 12, that is a position matched with the center axis of the garnet 1, by using a drill. Also, a different disk 6 made of iron provided with the round hole on the center part is prepared and is adhered by an adhesive agent by correcting arrangement so as to match the positions of the hole provided on upper yoke 12 and the hole of the disk 6. Thus, the deformation distortion of the yokes 11 and 12 for affecting the magnetic field distribution of the microwave ferrite is dissolved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波を用い
た移動体通信機器の部品である非可逆回路素子、特には
小型、集中定数型のアイソレータやサーキュレータに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonreciprocal circuit device which is a component of a mobile communication device using a microwave, and more particularly to a small, lumped constant type isolator and circulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】数100MHzから十数GHzの周波数
帯を利用した移動体通信機器すなわちPHS(パーソナ
ル・ハンデイ・ホン)基地局や携帯電話には、アイソレ
ータやサーキュレータといった非可逆回路素子を用いる
例が多い。この素子は順方向のマイクロ波は低損失で通
過せしめ、逆方向のマイクロ波は阻止せしめる機能を有
する。また、他の電子部品同様にできるだけ薄型である
ことが求められている。
2. Description of the Related Art Non-reciprocal circuit elements such as isolators and circulators are used in mobile communication devices using a frequency band of several hundred MHz to several tens of GHz, that is, PHS (Personal Handy Phone) base stations and mobile phones. Many. This element has a function of transmitting microwaves in the forward direction with low loss and blocking microwaves in the reverse direction. Also, as with other electronic components, it is required to be as thin as possible.

【0003】通常の集中定数型非可逆回路素子では、磁
石、マイクロ波フェライト、中心導体、容量素子、抵抗
素子およびその他の部材がヨークを兼ねた鉄製のケース
の中に装着されている。この鉄製のケースはマイクロ波
の素子外への漏洩を緩和する機能も併せ持つものであ
る。また通常上記マイクロ波フェライトと上記磁石とは
積み重なるように配置されている。この場合、マイクロ
波フェライトと磁石との配置に関する限りでは、素子の
薄型化に有利とは言えない。
In a typical lumped constant type nonreciprocal circuit device, a magnet, a microwave ferrite, a center conductor, a capacitor, a resistor, and other members are mounted in an iron case also serving as a yoke. This iron case also has a function of reducing the leakage of microwaves to the outside of the element. Usually, the microwave ferrite and the magnet are arranged so as to be stacked. In this case, as far as the arrangement of the microwave ferrite and the magnet is concerned, it cannot be said that it is advantageous for reducing the thickness of the element.

【0004】そこで素子の薄型化を目的として、上記マ
イクロ波フェライトの外周側に磁石の配置を変えて両者
を水平配置する方法が提案されている。例えば特開昭6
1ー125202号公報に記載のサーキュレータは、分
布定数型非可逆回路素子である点や産業分野が異なるも
のの、マイクロ波フェライトと磁石の配置を水平配置と
することで素子の薄型化をめざしている。
Therefore, for the purpose of reducing the thickness of the element, there has been proposed a method of changing the arrangement of the magnets on the outer peripheral side of the microwave ferrite and horizontally disposing the magnets. For example, JP
The circulator described in JP-A 1-125202 is aimed at reducing the thickness of the element by disposing the microwave ferrite and the magnet in a horizontal arrangement, though the circulator is a distributed constant type non-reciprocal circuit element and the industrial field is different. .

【0005】この例において、磁石の磁場を効率的にマ
イクロ波フェライトに印加するためには、磁石の同極同
士を結ぶヨークを上下に2枚配置する。さらにこの2枚
のヨークは互いに充分離れていなくてはならない。さも
ないと、磁石の発生する磁束の多くがヨークと空間のみ
を経由して対極に至り、マイクロ波フェライトには充分
な磁場が印加されないからである。
In this example, in order to efficiently apply the magnetic field of the magnet to the microwave ferrite, two yokes connecting the same pole of the magnet are arranged vertically. Furthermore, the two yokes must be sufficiently separated from each other. Otherwise, most of the magnetic flux generated by the magnet reaches the counter electrode via only the yoke and the space, and a sufficient magnetic field is not applied to the microwave ferrite.

【0006】またマイクロ波フェライトとヨークとの間
隔も十分に確保する必要がある。さもないと、マイクロ
波フェライト上の中心導体を伝搬するマイクロ波が上記
ヨークに誘導されて大きなエネルギー損失を呈するから
である。
It is necessary to ensure a sufficient space between the microwave ferrite and the yoke. Otherwise, the microwave propagating through the center conductor on the microwave ferrite is guided by the yoke and exhibits a large energy loss.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述のようなマイクロ
波フェライトと磁石とを水平配置した構造では、広い空
隙を介して対向するようにヨークの面とマイクロ波フェ
ライトとが配置されるので、このマイクロ波フェライト
はその外縁部が集中的に磁化されやすいという問題があ
った。
In the structure in which the microwave ferrite and the magnet are horizontally arranged as described above, the surface of the yoke and the microwave ferrite are arranged to face each other with a wide gap therebetween. Microwave ferrite has a problem that its outer edge is easily magnetized intensively.

【0008】この問題は従来型の集中定数型非可逆回路
素子、すなわちマイクロ波フェライトと磁石との配置を
垂直配置とした素子では見られなかった問題である。こ
のことを補足説明すると、次の通りである。
This problem has not been observed in the conventional lumped-constant type nonreciprocal circuit device, that is, the device in which the arrangement of the microwave ferrite and the magnet is vertically arranged. This is supplementarily described as follows.

【0009】従来型の集中定数型非可逆回路素子は、
「(磁石)→(空隙)→(マイクロ波フェライト)→
(ヨーク)→(磁石)」という磁気回路を形成し、かつ
上記マイクロ波フェライトの直径と永久磁石の直径とは
類似していたので、空隙を介して上記マイクロ波フェラ
イトに印加される直流磁界の分布は比較的均一であっ
た。
A conventional lumped constant type non-reciprocal circuit device is
"(Magnet) → (Void) → (Microwave ferrite) →
(Yoke) → (magnet) ”, and the diameter of the microwave ferrite was similar to the diameter of the permanent magnet. The distribution was relatively uniform.

【0010】これに対して、マイクロ波フェライトと磁
石とを水平配置した構造において形成される磁気回路
は、「(磁石)→(ヨーク)→(空隙)→(マイクロ波
フェライト)→(ヨーク)→(磁石)」となり、従来型
の場合よりも磁気回路の磁気抵抗が大きくなる上に、空
隙を介してマイクロ波フェライトと対向するのは磁石で
はなくヨークである。言うまでもなくこのヨークとマイ
クロ波フェライトとは形状も面積も大いに異なっている
ので、空隙を介して上記マイクロ波フェライトに印加さ
れる直流磁界の分布は大いに異なり、従来型の場合とは
その程度が比較にならない程の大きな差となっている。
On the other hand, a magnetic circuit formed in a structure in which a microwave ferrite and a magnet are horizontally arranged is described as “(magnet) → (yoke) → (gap) → (microwave ferrite) → (yoke) → (Magnet) ", the magnetic resistance of the magnetic circuit becomes larger than that of the conventional type, and the yoke, not the magnet, faces the microwave ferrite through the air gap. Needless to say, the shape and area of the yoke and the microwave ferrite are very different, so that the distribution of the DC magnetic field applied to the microwave ferrite through the air gap is very different, and the degree of this is comparable to that of the conventional type. It is a big difference that does not become.

【0011】しかも従来型のヨークが金属ケースを兼ね
た箱形であったのに対して、上記空隙側のヨークは構造
上平板でもよいためゆがみやすく、その僅かなゆがみが
上述の磁界分布に決定的な影響をもたらすので歪みにく
い構造のヨークを提供する必要があった。
In addition, while the conventional yoke is box-shaped, which also serves as a metal case, the gap-side yoke may be a flat plate in structure, so that the yoke is easily distorted, and the slight distortion is determined by the magnetic field distribution described above. Therefore, there is a need to provide a yoke having a structure that is less likely to be distorted because it has an adverse effect.

【0012】なお上述した磁界分布の不均一は、当該非
可逆回路素子の基本機能である順方向挿入損失の増や逆
方向阻止特性の不足をもたらし、品質面での重欠点を招
く。
The above-described non-uniformity of the magnetic field distribution causes an increase in forward insertion loss and a shortage of reverse blocking characteristics, which are basic functions of the nonreciprocal circuit device, and causes a serious defect in quality.

【0013】このような状況に鑑み、数百MHz〜十数
GHzのマイクロ波を用いた移動体通信機器用の集中定
数型非可逆回路素子のヨーク構造に関し、とりわけマイ
クロ波フェライトと磁石を水平配置した薄型のアイソレ
ータやサーキュレータのヨーク構造に関して、本発明が
解決しようとする課題は以下の通りである。
In view of such circumstances, a yoke structure of a lumped-constant type nonreciprocal circuit element for mobile communication equipment using a microwave of several hundred MHz to several tens of GHz, in particular, a microwave ferrite and a magnet are horizontally arranged. With respect to the thin yoke structure of the thin isolator or circulator, the problems to be solved by the present invention are as follows.

【0014】すなわち、磁石から空隙を介して上記マイ
クロ波フェライトに印加される直流磁界の分布を均一に
する構造であること。また上記マイクロ波フェライトの
磁界分布に影響をもたらすようなヨークの変形歪みを実
用上充分なレベルまで押さえ込む構造であること。上記
2つの構造を同時に実現する構造であること。および、
以て高性能、高品質、低価格、かつ薄型の非可逆回路素
子を提供し当技術分野の産業の発展に寄与せしめんとす
るものである。
That is, the structure is such that the distribution of the DC magnetic field applied to the microwave ferrite from the magnet through the air gap is uniform. Further, the yoke should have a structure which suppresses the deformation distortion of the yoke which affects the magnetic field distribution of the microwave ferrite to a practically sufficient level. A structure that simultaneously realizes the above two structures. and,
Accordingly, a high-performance, high-quality, low-cost, and thin non-reciprocal circuit device is provided to contribute to the development of industry in this technical field.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め鋭意研究の結果、本発明者らは、著しく構成を改善し
た非可逆回路素子のヨーク構造に想到したものである。
すなわち第1の発明は、マイクロ波フェライト円板の外
周側に磁石を配置し、当該磁石の同極同士を軟磁性のヨ
ークで橋架けし、当該ヨークの内少なくとも1方と当該
磁石との間にスペーサを配置した構造の非可逆回路素子
において、上記ヨークは空隙を介してマイクロ波フェラ
イトと対向する部分に凸部を有し、当該凸部はその中心
軸が当該マイクロ波フェライトの中心軸と概一致するよ
うに形成した非可逆回路素子のヨーク構造である。
Means for Solving the Problems As a result of earnest studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conceived of a yoke structure of a non-reciprocal circuit device having a remarkably improved configuration.
That is, in the first invention, a magnet is arranged on the outer peripheral side of a microwave ferrite disk, the same poles of the magnet are bridged by a soft magnetic yoke, and at least one of the yokes and the magnet are connected. In a non-reciprocal circuit device having a structure in which spacers are arranged, the yoke has a convex portion at a portion facing the microwave ferrite through a gap, and the central axis of the convex portion is the same as the central axis of the microwave ferrite. This is a yoke structure of a non-reciprocal circuit device formed so as to substantially match.

【0016】本発明において上記凸部の中心軸に垂直な
断面の形状は略円形である。また上記中心軸を一致させ
るため、中心近傍に孔部や突起部を設けてもよい。
In the present invention, the shape of the cross section perpendicular to the central axis of the projection is substantially circular. Further, a hole or a projection may be provided in the vicinity of the center in order to make the central axes coincide.

【0017】また第2の発明は第1の発明において、上
記凸部は、上記ヨーク表面上の上記マイクロ波フェライ
ト対向側に固着した軟磁性の円板であり、当該円板はそ
の直径が当該マイクロ波フェライトの直径よりも小であ
るように構成した非可逆回路素子のヨーク構造である。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the convex portion is a soft magnetic disk fixed to the surface of the yoke facing the microwave ferrite, and the disk has a diameter corresponding to the soft magnetic disk. This is a yoke structure of a non-reciprocal circuit device configured to be smaller than the diameter of the microwave ferrite.

【0018】この発明において上記円板の材質は軟磁性
であれば何でもよく、例えば最も安価な軟鉄でも十分で
ある。またソフトフェライトを用いてもよいし、積極的
に温度特性を補償すべくマイクロ波フェライトと同材質
を用いてもよい。
In the present invention, the disk may be made of any material as long as it is soft magnetic. For example, the cheapest soft iron is sufficient. Also, soft ferrite may be used, or the same material as microwave ferrite may be used to positively compensate for temperature characteristics.

【0019】また第3の発明は第1の発明において、上
記凸部は、上記ヨーク表面上の上記マイクロ波フェライ
ト対向側に固着した軟磁性の複数の円板であり、かつ当
該複数の円板は大径のものから順に積重ねて配置して構
成した非可逆回路素子のヨーク構造である
In a third aspect based on the first aspect, the convex portion is a plurality of soft magnetic disks fixed to the yoke surface on the side facing the microwave ferrite, and the plurality of disks are provided. Is the yoke structure of the non-reciprocal circuit device which is configured by stacking in order from the largest diameter.

【0020】また第4の発明は第1〜第3の何れかの発
明において、上記ヨークと上記凸部とに孔部を設け、当
該孔部に上記マイクロ波フェライトと中心軸を共有する
軟磁性の円柱棒を固着した非可逆回路素子のヨーク構造
である。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the present invention, a hole is provided in the yoke and the projection, and the hole has a central axis shared with the microwave ferrite. Is a yoke structure of a non-reciprocal circuit device to which a cylindrical rod is fixed.

【0021】また第5の発明は第1の発明において、上
記凸部は上記ヨークの一部であって、かつ上記マイクロ
波フェライト対向側に凸の丘状凸部であるように構成し
た非可逆回路素子のヨーク構造である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the irreversible structure according to the first aspect, wherein the convex portion is a part of the yoke and is a convex hill-shaped convex portion facing the microwave ferrite. This is a yoke structure of a circuit element.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明においては、マイクロ波フ
ェライトと磁石とをいわゆる水平配置する。さらに同方
向に磁化された磁石のN極同士およびS極同士を橋架け
するように各々ヨークを固着する。このヨークは軟磁性
であり、通常は最も安価な鉄で足りる。このヨークと磁
石の間には非磁性の導電体を配置してもよい。この非磁
性の導電体は例えば銅や導電性の樹脂である。その他の
導電体でもよいことは言うまでもない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, a microwave ferrite and a magnet are so-called horizontally arranged. Further, the yokes are fixed so as to bridge the N poles and the S poles of the magnets magnetized in the same direction. This yoke is soft magnetic and usually requires the least expensive iron. A non-magnetic conductor may be arranged between the yoke and the magnet. The non-magnetic conductor is, for example, copper or a conductive resin. It goes without saying that other conductors may be used.

【0023】一方マイクロ波フェライト周辺の構造につ
いての概要は以下の通りである。この部分の構造は、従
来型の集中定数型で移動体通信用の非可逆回路素子の構
造と基本的には変わらない。すなわち、絶縁基板に下の
ヨークを接着し、下のヨークに銅製のアース板をハンダ
付けし、さらに中心導体の接地部をハンダ付けする。そ
の上にマイクロ波フェライトを樹脂で接着し、上記中心
導体の一つの端子を、上記マイクロ波フェライトを包む
ように折り曲げる。続いて上記中心導体の他の一つの端
子を同様に折り曲げ先の端子との間に絶縁フィルムを挟
む。同様の手順を繰り返して残った端子を折り込む。
On the other hand, the outline of the structure around the microwave ferrite is as follows. The structure of this part is basically the same as that of a conventional lumped constant type non-reciprocal circuit device for mobile communication. That is, a lower yoke is adhered to an insulating substrate, a copper ground plate is soldered to the lower yoke, and a ground portion of the center conductor is further soldered. A microwave ferrite is bonded thereon with a resin, and one terminal of the center conductor is bent so as to surround the microwave ferrite. Then, another insulating terminal is similarly sandwiched between the other terminal of the center conductor and the terminal to be bent. Repeat the same procedure to fold the remaining terminals.

【0024】これらの端子は、上記絶縁基板に設けられ
た入出力外部端子に接続するとともに、各端子と上記ア
ース板との間には整合用のコンデンサを挿入し接続す
る。コンデンサに代えてセラミックの誘電体基板を用い
る方法もある。
These terminals are connected to input / output external terminals provided on the insulating substrate, and a matching capacitor is inserted and connected between each terminal and the ground plate. There is also a method of using a ceramic dielectric substrate instead of the capacitor.

【0025】上記入出力端子が3個であって、その内の
1個は抵抗素子を介してアース板に接続するように配置
すれば、残った2個を入力端子、出力端子とするアイソ
レータが作成できる。
If the three input / output terminals are arranged so that one of them is connected to a ground plate via a resistance element, an isolator having the remaining two input terminals and output terminals can be obtained. Can be created.

【0026】上記ヨークの内、上のヨークには凸部を設
ける。この凸部は、上記マイクロ波フェライトが円板で
ある場合にあっては中心軸に垂直な断面は円形、上記マ
イクロ波フェライトが三角形に歪んだ円板である場合に
あっては中心軸に垂直な断面は3回対称図形であること
が望ましい。
Of the yokes, the upper yoke has a convex portion. This convex portion has a circular cross section perpendicular to the central axis when the microwave ferrite is a disk, and perpendicular to the central axis when the microwave ferrite is a disk distorted into a triangle. It is desirable that the cross section be a three-fold symmetric figure.

【0027】このようにして作成した非可逆回路素子は
上記磁石の発生磁力を調整することで目的の周波数に合
致した部品に仕上がる。ただし目的の周波数帯への大ま
かな設定は適切なマイクロ波フェライト材料の選定によ
って行う。
The non-reciprocal circuit device produced in this way can be made into a component that matches the target frequency by adjusting the generated magnetic force of the magnet. However, rough setting to the target frequency band is performed by selecting an appropriate microwave ferrite material.

【0028】上記マイクロ波フェライトは通常ガーネッ
ト型結晶構造のGd置換型等のYIGを用いた円板(以
下単にガーネットと記述する。)であるが、形状材料と
もこれに限定する必要はない。一般には、比較的低周波
側ではGd置換型等のYIG、比較的高周波側ではAl
置換型Ni系フェライト(スピネル型結晶構造である)
が採用される。特殊な形状としては三角形に変形した円
板を用いることもある。
The above-mentioned microwave ferrite is usually a disk (hereinafter simply referred to as garnet) using YIG such as a Gd-substituted type having a garnet type crystal structure, but the shape material is not limited to this. In general, YIG such as a Gd substitution type is used at a relatively low frequency side, and Al
Substitution type Ni-based ferrite (has a spinel type crystal structure)
Is adopted. As a special shape, a disk deformed into a triangle may be used.

【0029】次に本発明の実施例につき、図を参照しな
がら詳細に説明する。図1は本発明の一実施例を説明す
るためのアイソレータの要部の正面図である。本図にお
いては発明に直接関係しない部分、すなわち中心導体、
絶縁フィルムおよびコンデンサほかについては記載を省
略して図面を簡明化している。なお、図3は同図の平面
図であり、特に磁石13とガーネット1および鉄製の円
板のみは、その位置を破線で示す。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a main part of an isolator for explaining an embodiment of the present invention. In this figure, the part not directly related to the invention, that is, the center conductor,
The illustration of the insulating film, the capacitor and the like is omitted to simplify the drawing. FIG. 3 is a plan view of the same figure. In particular, only the positions of the magnet 13, the garnet 1, and the iron disk are indicated by broken lines.

【0030】[0030]

【実施例】【Example】

(実施例1)実施例1ではマイクロ波フェライトとして
直径5mm厚さ0.4mmの円板状のガーネット1を用
いた。その周辺の構造は次の通りである。厚さおよそ
0.3mmの絶縁基板2に厚さおよそ0.2mmの下の
ヨーク11を接着し、下のヨーク11に銅で形成したア
ース板3を溶接し、さらに中心導体の接地部をハンダ付
けした。
(Example 1) In Example 1, a disc-shaped garnet 1 having a diameter of 5 mm and a thickness of 0.4 mm was used as microwave ferrite. The structure around it is as follows. A lower yoke 11 having a thickness of about 0.2 mm is adhered to an insulating substrate 2 having a thickness of about 0.3 mm, an earth plate 3 made of copper is welded to the lower yoke 11, and a ground portion of the center conductor is soldered. Attached.

【0031】ここで、下のヨーク11やアース板3の形
状を変更し、かつ入出力端子4をはめ込んだ絶縁性樹脂
製の部品を導入することによって、上記絶縁基板2を省
略することもできる。
Here, the insulating substrate 2 can be omitted by changing the shape of the lower yoke 11 and the ground plate 3 and introducing parts made of insulating resin in which the input / output terminals 4 are fitted. .

【0032】上記中心導体の接地部にガーネット1を乗
せ、上記中心導体の一つの端子をガーネット1を包むよ
うに折り曲げた。続いて上記中心導体の他の一つの端子
を同様に折り曲げ先の端子との間にポリイミド製の絶縁
フィルムを挟み、同様の手順を繰り返して残った端子も
折り込んだ。
The garnet 1 was placed on the ground portion of the center conductor, and one terminal of the center conductor was bent so as to surround the garnet 1. Subsequently, a polyimide insulating film was sandwiched between the other terminal of the center conductor and the terminal to be bent in the same manner, and the same procedure was repeated to fold the remaining terminals.

【0033】中心導体のこれらの端子は、絶縁基板2に
別途設けた入出力外部端子3にハンダ付けで接続した。
アース板3には整合用のコンデンサの一方の端子をハン
ダ付けで接続し、他方の端子には上記中心導体の一つの
端子を接続した。同様にして他の一つの端子にも2つめ
のコンデンサを接続し、残った3つめの端子には抵抗素
子を接続してアイソレータとした。
These terminals of the central conductor were connected to input / output external terminals 3 separately provided on the insulating substrate 2 by soldering.
One terminal of a matching capacitor was connected to the ground plate 3 by soldering, and one terminal of the center conductor was connected to the other terminal. Similarly, a second capacitor was connected to the other terminal, and a resistive element was connected to the remaining third terminal to form an isolator.

【0034】上記下のヨーク11上には、上記ガーネッ
ト1を挟んで対向しかつ上記ガーネット1よりも各々約
1mm離れた位置に磁石13を配置し、接着剤で固定し
た。磁石13はその高さがガーネット1の厚さの2倍程
度、幅がガーネット1の半径程度、長さがガーネット1
の直径程度のバリウムフェライトを採用した。
A magnet 13 was arranged on the lower yoke 11 at a position facing each other with the garnet 1 interposed therebetween and at a distance of about 1 mm from the garnet 1 and fixed with an adhesive. The magnet 13 has a height of about twice the thickness of the garnet 1, a width of about the radius of the garnet 1, and a length of the garnet 1.
A barium ferrite having a diameter of about.

【0035】さらに磁石13上にはスペーサ14を置
き、その上に上のヨーク12を乗せ、これらを溶接とハ
ンダを併用して固着した。スペーサ14には高さ0.4
5mm内外、幅2mm内外、長さ5mm内外の銅を用い
た。上記上のヨーク12の中央部には予め本発明の要部
に係る加工が施してある。
Further, a spacer 14 was placed on the magnet 13, and the upper yoke 12 was placed thereon, and these were fixed together by welding and soldering. 0.4 height for spacer 14
Copper inside and outside 5 mm, inside and outside 2 mm in width, and inside and outside 5 mm in length was used. The central portion of the upper yoke 12 is pre-processed according to the main part of the present invention.

【0036】中心導体と上のヨーク12との間には薄い
シリコンゴム15を挟んで中心導体のたわみ防止に供し
た。このシリコンゴム15は磁気回路上もマイクロ波回
路上も直接の作用をしないので、以上の記述中の空隙と
同意である。以下の説明中でも機能上同意に用いること
がある。また、上記ヨーク11、12には厚さ0.2m
mの鉄、絶縁基板2には厚さ0.3mmのガラスエポキ
シを用いた。
A thin silicon rubber 15 was interposed between the center conductor and the upper yoke 12 to prevent the center conductor from bending. Since the silicone rubber 15 does not directly act on the magnetic circuit or the microwave circuit, it is the same as the gap in the above description. In the following description, it may be used for consent in terms of function. The yokes 11 and 12 have a thickness of 0.2 m.
For the insulating substrate 2, a 0.3 mm thick glass epoxy was used.

【0037】上記上のヨーク12の中央部に予め施した
加工の詳細は、以下の通りである。上のヨーク12の丁
度中央部、すなわちガーネット1の中心軸と一致する位
置にドリルを用いて0.5mm丸の穴を設けた。また別
の、中央部に0.5mm丸の穴を設けた厚さ0.1mm
直径2.5mmの鉄製の円板6を用意し、上記上のヨー
ク12に設けられた穴とこの円板の穴の位置が一致する
ように配置を矯正して接着剤で接着した。
The details of the processing previously performed on the central portion of the above yoke 12 are as follows. A 0.5 mm round hole was formed using a drill at the center of the upper yoke 12, that is, at a position coincident with the central axis of the garnet 1. Another 0.1mm thick with a 0.5mm round hole in the center
An iron disk 6 having a diameter of 2.5 mm was prepared, the arrangement was corrected so that the position of the hole provided in the upper yoke 12 and the position of the hole of the disk matched, and the disk was bonded with an adhesive.

【0038】なお、図1において省略した部分の説明を
すこし加えると、以下の通りである。中心導体の接地部
はアース板3とガーネット1の間に配置される。また中
心導体の端子はガーネット1の側面からシリコンゴム1
5とガーネット1の間を通って入出力端子4に至る。こ
のような中心導体の端子は、シリコンゴム15とガーネ
ット1の間で互いに120度の角度で交叉し、これらの
交叉した中心導体の各端子は2枚のポリイミドフィルム
で絶縁されるが、このポリイミドフィルムはシリコンゴ
ム15とガーネット1の間にあって、各々その厚さは約
20ミクロン直径は約5mmの円形フィルムである。
The explanation of the parts omitted in FIG. 1 is as follows. The ground portion of the center conductor is arranged between the ground plate 3 and the garnet 1. The terminal of the center conductor is silicone rubber 1 from the side of the garnet 1.
5 and the garnet 1 to reach the input / output terminal 4. The terminals of such a center conductor cross each other at an angle of 120 degrees between the silicone rubber 15 and the garnet 1, and each terminal of the crossed center conductor is insulated by two polyimide films. The film is between the silicone rubber 15 and the garnet 1 and is a circular film each having a thickness of about 20 microns and a diameter of about 5 mm.

【0039】以上の手順を踏んだアイソレータを20個
作成し磁石13の着磁強さを電磁石で調整した後、評価
した。また比較用として、上記鉄製の円板6を取り付け
ないで他の構造は基本的に変わらないアイソレータも用
意し、同様に磁石13の着磁強さを調整した後、評価し
た(このようなアイソレータを比較例1とする)。
Twenty isolators prepared according to the above procedure were prepared, and the magnetizing strength of the magnet 13 was adjusted with an electromagnet, and then evaluated. For comparison, an isolator was also prepared in which the iron disk 6 was not attached and the other structure remained basically the same, and the magnetizing strength of the magnet 13 was similarly adjusted and evaluated (such an isolator was used). Is referred to as Comparative Example 1).

【0040】まず製品厚さはおよそ1.7mmであり、
従来型の同規格の製品比で2/3〜1/2の厚さであ
る。但しここで言う製品厚さは、上のヨーク12の外側
から下のヨーク11の外側迄である。絶縁基板2などは
本発明に関与しないし省略も可能だから勘定しない。
First, the product thickness is about 1.7 mm,
The thickness is 2/3 to 1/2 of that of the conventional product of the same standard. However, the product thickness referred to here is from the outside of the upper yoke 12 to the outside of the lower yoke 11. The insulating substrate 2 and the like do not participate in the present invention and can be omitted, so they are not counted.

【0041】ネットワークアナライザで評価した挿入損
失は、比較例1よりも平均0.06dB(デシベル)改
善した。また、そのばらつきが比較例1では0.05d
Bあったのに対して本実施例では0.03dB未満であ
り、品質の大幅な底上げができた。定在波比(反射損
失)、逆方向阻止率(アイソレーション)等の評価項目
についても、数値は異なるものの、同様の改善が見られ
た。
The insertion loss evaluated by the network analyzer was improved by an average of 0.06 dB (decibel) compared to Comparative Example 1. The variation is 0.05 d in Comparative Example 1.
In contrast, B was less than 0.03 dB in the present example, and the quality was greatly improved. With respect to the evaluation items such as the standing wave ratio (reflection loss) and the reverse rejection ratio (isolation), similar improvements were observed, although the numerical values were different.

【0042】この実施例において挿入損失の平均値の改
善は、明らかにガーネット1に印加した静磁界の磁界分
布が改善されたことに因るものである。またばらつきの
改善は上記ヨークの変形が抑制されたことに因るもので
ある。
The improvement in the average value of the insertion loss in this embodiment is apparently due to the improvement in the magnetic field distribution of the static magnetic field applied to the garnet 1. The improvement in variation is due to the suppression of the deformation of the yoke.

【0043】(実施例2)実施例1において鉄製の円板
6の直径のみを変更し評価したところ、図2の結果を得
た。この図によると挿入損失の改善は、鉄製円の板6の
直径がガーネット1の直径付近となったところで顕著と
なり、鉄製の円板6の直径がガーネット1の直径の0.
5〜0.6倍となったところで最大の効果となる。
(Example 2) When only the diameter of the iron disk 6 was changed in Example 1 and evaluated, the result shown in FIG. 2 was obtained. According to this figure, the improvement of the insertion loss becomes remarkable when the diameter of the iron circular plate 6 is close to the diameter of the garnet 1, and the diameter of the iron circular plate 6 is equal to the diameter of the garnet 1.
The maximum effect is obtained when the ratio becomes 5 to 0.6 times.

【0044】(実施例3)実施例3について、上のヨー
ク12の断面構造を図4に示す。断層位置は図3のX−
Xで示した位置に相当する。実施例1の鉄製の円板の所
を直径4mm厚さ0.1mmの鉄製の円板に変更し、さ
らに直径2mm厚さ0.05mmの鉄製の円板を重ねて
接着したものを作成し実施例3とする。
(Embodiment 3) FIG. 4 shows a sectional structure of the upper yoke 12 in Embodiment 3. The fault position is indicated by X- in FIG.
It corresponds to the position indicated by X. The iron disk of Example 1 was changed to an iron disk having a diameter of 4 mm and a thickness of 0.1 mm, and an iron disk having a diameter of 2 mm and a thickness of 0.05 mm was laminated and bonded to be formed. Example 3 is assumed.

【0045】これを評価したところ、挿入損失は比較例
1よりも0.07dB改善した。この改善は磁界分布が
更に一様になったことを示している。また挿入損失のば
らつきは0.025dBであった。上のヨーク12のゆ
がみが更に少なくなったことを示している。
When this was evaluated, the insertion loss was improved by 0.07 dB as compared with Comparative Example 1. This improvement indicates that the magnetic field distribution has become more uniform. The variation in insertion loss was 0.025 dB. This shows that the distortion of the upper yoke 12 has been further reduced.

【0046】(実施例4)実施例4について、上のヨー
ク12の断面構造を図5に示す。断層位置は図3のX−
Xで示した位置に相当する。実施例1の鉄製の円板6の
直径を4mmに変更し、かつ上のヨーク12と鉄製の円
板6とに開けた0.5mm丸の穴のところを2.05m
m丸の穴に変更し、かつこれらの穴部に直径2mm長さ
0.35mmの鉄製の円柱棒7を挿入し、それぞれを接
着剤で固着した。この円柱棒7の配置は鉄製の円板6の
表面よりも0.05mmガーネット1側に突出するよう
に位置を調整した。
(Embodiment 4) FIG. 5 shows a sectional structure of the upper yoke 12 in Embodiment 4. The fault position is indicated by X- in FIG.
It corresponds to the position indicated by X. The diameter of the iron disk 6 of Example 1 was changed to 4 mm, and the 0.5 mm round hole formed in the upper yoke 12 and the iron disk 6 was 2.05 m.
The holes were changed to m-shaped holes, and an iron cylindrical rod 7 having a diameter of 2 mm and a length of 0.35 mm was inserted into these holes, and each was fixed with an adhesive. The position of the cylindrical rod 7 was adjusted so that it protruded 0.05 mm from the surface of the iron disk 6 toward the garnet 1.

【0047】こうして作成したアイソレータを評価した
ところ、挿入損失は比較例1よりも0.07dB改善し
た。また挿入損失のばらつきは0.02dB未満であっ
た。これは上のヨーク12のゆがみが更に少なくなった
ことを示している。また、上記円柱棒の取付位置を調整
することでアイソレータの動作周波数をも容易に調整で
き、調整作業の効率が著しく改善した。
When the isolator thus manufactured was evaluated, the insertion loss was improved by 0.07 dB as compared with Comparative Example 1. The variation in insertion loss was less than 0.02 dB. This indicates that the distortion of the upper yoke 12 has been further reduced. Further, the operating frequency of the isolator can be easily adjusted by adjusting the mounting position of the cylindrical rod, and the efficiency of the adjusting operation has been significantly improved.

【0048】(実施例5)実施例5について、上のヨー
ク12の断面構造を図6に示す。断層位置は図3のX−
Xで示した位置に相当する。実施例1において上のヨー
ク12の凸部の形成方法と形態のみを変更した。すなわ
ち上のヨーク12には、その丁度中心部に金属プレスを
用いて丘状凸部を形成した。この丘状凸部はガーネット
1に対向する方に凸であり、丘状凸部の最大径は約4.
5mm、丘状凸部の高さは約0.15mmである。丘状
凸部の裏側が丘状凹部となっていることは言うまでもな
い。
(Embodiment 5) FIG. 6 shows a cross-sectional structure of the upper yoke 12 in Embodiment 5. The fault position is indicated by X- in FIG.
It corresponds to the position indicated by X. In the first embodiment, only the forming method and form of the convex portion of the upper yoke 12 are changed. That is, the upper yoke 12 was formed with a hill-shaped convex portion at the center thereof using a metal press. The hill-shaped convex portion is convex toward the garnet 1, and the maximum diameter of the hill-shaped convex portion is about 4.0.
5 mm, and the height of the hill-shaped protrusion is about 0.15 mm. It goes without saying that the back side of the hill-shaped convex portion is a hill-shaped concave portion.

【0049】こうして作成したアイソレータを評価した
ところ、挿入損失は比較例1よりも0.07dB改善し
た。また挿入損失のばらつきは極めて少なく0.005
dB未満(評価困難)であった。これは上のヨーク12
のゆがみが完全に解消されたことを示している。
When the isolator thus manufactured was evaluated, the insertion loss was improved by 0.07 dB as compared with Comparative Example 1. The variation in insertion loss is extremely small, 0.005.
Less than dB (evaluation difficult). This is the upper yoke 12
This indicates that the distortion has been completely eliminated.

【0050】[0050]

【発明の効果】上述の結果を纏めると本願発明の効果は
以下の通りである。すなわち、本発明の構造のヨークを
適用することにより、磁石から空隙を介して上記マイク
ロ波フェライトに印加される直流磁界の分布が均一とな
り、かつ上記マイクロ波フェライトの磁界分布に影響を
もたらすようなヨークの変形歪みを解消した。この結
果、挿入損失やばらつきが少なく、かつ薄型の非可逆回
路素子を簡単な手法で提供できるようになり、しかも煩
雑な調整作業も容易にできるようになった。よって本発
明は、当技術分野や産業分野の発展に大いに寄与するも
のである。
The effects of the present invention are as follows, summarizing the above results. That is, by applying the yoke having the structure of the present invention, the distribution of the DC magnetic field applied to the microwave ferrite from the magnet through the air gap becomes uniform, and the magnetic field distribution of the microwave ferrite is affected. The deformation distortion of the yoke has been eliminated. As a result, a thin non-reciprocal circuit device with little insertion loss and variation can be provided by a simple method, and complicated adjustment work can be easily performed. Therefore, the present invention greatly contributes to the development of this technical field and the industrial field.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に関る要部の正面図である。FIG. 1 is a front view of a main part according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に関るデータをグラフに表し
た図である。
FIG. 2 is a graph showing data relating to one embodiment of the present invention.

【図3】図1の平面図である。FIG. 3 is a plan view of FIG. 1;

【図4】本発明の他の実施例に関る要部の断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view of a main part according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の別の実施例に関る要部の断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view of a main part according to another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の異なる実施例に関る要部の断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view of a main part according to a different embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガーネット(マイクロ波フェライト) 6 鉄製の円板 11、12 ヨーク 13 磁石 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Garnet (microwave ferrite) 6 Iron disk 11, 12 Yoke 13 Magnet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三沢 彰規 鳥取県鳥取市南栄町70番地2号日立金属株 式会社鳥取工場内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Akinori Misawa 70-2 Minamisakaemachi, Tottori City, Tottori Pref.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロ波フェライト円板の外周側に磁
石を配置し、当該磁石の同極同士を軟磁性のヨークで橋
架けし、当該ヨークの内少なくとも1方と当該磁石との
間にスペーサを配置した構造の非可逆回路素子におい
て、上記ヨークは空隙を介してマイクロ波フェライトと
対向する部分に凸部を有し、当該凸部はその中心軸が当
該マイクロ波フェライトの中心軸と概一致するように形
成したことを特徴とする非可逆回路素子のヨーク構造。
A magnet is arranged on the outer peripheral side of a microwave ferrite disk, and the same pole of the magnet is bridged by a soft magnetic yoke, and a spacer is provided between at least one of the yokes and the magnet. In the non-reciprocal circuit device having the above structure, the yoke has a convex portion at a portion facing the microwave ferrite via a gap, and the central axis of the convex portion substantially coincides with the central axis of the microwave ferrite. A yoke structure for a non-reciprocal circuit device, characterized in that the yoke structure is formed as follows.
【請求項2】 上記凸部は、上記ヨーク表面上の上記マ
イクロ波フェライト対向側に固着した軟磁性の円板であ
り、当該円板はその直径が当該マイクロ波フェライトの
直径以下であることを特徴とする請求項1に記載の非可
逆回路素子のヨーク構造。
2. The protruding portion is a soft magnetic disc fixed to the yoke surface on the side facing the microwave ferrite, and the disc has a diameter equal to or less than the diameter of the microwave ferrite. The yoke structure of the non-reciprocal circuit device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 上記凸部は、上記ヨーク表面上の上記マ
イクロ波フェライト対向側に固着した軟磁性の複数の円
板であり、かつ当該複数の円板は大径のものから順に積
重ねて配置したものであることを特徴とする請求項1に
記載の非可逆回路素子のヨーク構造。
3. The convex portion is a plurality of soft magnetic disks fixed to the surface of the yoke opposite to the microwave ferrite, and the plurality of disks are arranged in a stacked manner in order from a large diameter. 2. The yoke structure for a non-reciprocal circuit device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 上記ヨークと上記凸部とに孔部を設け、
当該孔部に上記マイクロ波フェライトと中心軸を共有す
る軟磁性の円柱棒を固着したことを特徴とする請求項1
〜請求項3の何れかに記載の非可逆回路素子のヨーク構
造。
4. A hole is provided in the yoke and the projection,
2. A soft magnetic cylindrical rod having a central axis shared with the microwave ferrite is fixed to the hole.
The yoke structure of the non-reciprocal circuit device according to claim 3.
【請求項5】 上記凸部は上記ヨークの一部であって、
かつ上記マイクロ波フェライト対向側に凸の丘状凸部で
あることを特徴とする請求項1に記載の非可逆回路素子
のヨーク構造。
5. The projection is a part of the yoke,
2. The yoke structure of a non-reciprocal circuit device according to claim 1, wherein the yoke structure is a hill-shaped convex portion convex on the side facing the microwave ferrite.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018037654A1 (en) * 2016-08-25 2018-03-01 株式会社村田製作所 Irreversible circuit element, front-end circuit, and communication device

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