JPH104304A - ストリップ線路接合形非可逆回路 - Google Patents
ストリップ線路接合形非可逆回路Info
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- JPH104304A JPH104304A JP15664196A JP15664196A JPH104304A JP H104304 A JPH104304 A JP H104304A JP 15664196 A JP15664196 A JP 15664196A JP 15664196 A JP15664196 A JP 15664196A JP H104304 A JPH104304 A JP H104304A
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- ferrimagnetic material
- ferrimagnetic
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高周波数においても、小型化および薄形化が達
成できるサーキュレータ等のストリップ線路接合形非可
逆回路を提供する。 【解決手段】このマイクロストリップ線路接合形非可逆
回路は、マイクロストリップ導体２と接地導体とが基板
成形したフェリ磁性体１を挟んでマイクロストリップ線
路を構成している。導体２は接合部２ｄから放射状に信
号端子２ａ，２ｂおよび２ｃを接続する。信号端子２ｃ
はチップ抵抗器３とオープンスタブ４で終端され、この
回路はサーキュレータをアイソレータに転換している。
フェリ磁性体１は信号端子２ａまたは２ｂに入力される
高周波数信号の周波数ｆより高い周波数ｆｒにおいて自
己共鳴する異方性磁界Ｈａを有するので、この接合形非
可逆回路は外部磁石なしにサーキューレータ動作を行
う。
成できるサーキュレータ等のストリップ線路接合形非可
逆回路を提供する。 【解決手段】このマイクロストリップ線路接合形非可逆
回路は、マイクロストリップ導体２と接地導体とが基板
成形したフェリ磁性体１を挟んでマイクロストリップ線
路を構成している。導体２は接合部２ｄから放射状に信
号端子２ａ，２ｂおよび２ｃを接続する。信号端子２ｃ
はチップ抵抗器３とオープンスタブ４で終端され、この
回路はサーキュレータをアイソレータに転換している。
フェリ磁性体１は信号端子２ａまたは２ｂに入力される
高周波数信号の周波数ｆより高い周波数ｆｒにおいて自
己共鳴する異方性磁界Ｈａを有するので、この接合形非
可逆回路は外部磁石なしにサーキューレータ動作を行
う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はストリップ線路接合
形非可逆回路に関し、特に超高周波数のマイクロ波帯や
ミリ波帯において小型化および薄形化に適するストリッ
プ線路接合形非可逆回路に関する。
形非可逆回路に関し、特に超高周波数のマイクロ波帯や
ミリ波帯において小型化および薄形化に適するストリッ
プ線路接合形非可逆回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のストリップ線路接合形非可逆回路
を代表する一つであるマイクロストリップ線路接合形ア
イソレータについて、図４の斜視図を参照して説明す
る。
を代表する一つであるマイクロストリップ線路接合形ア
イソレータについて、図４の斜視図を参照して説明す
る。
【０００３】このマイクロストリップ線路接合形アイソ
レータは、基板成形したフェリ磁性体５の両面に金メッ
キ等による導体形成を行ってマイクロストリップ線路を
形成している。即ち、マイクロストリップ線路は、フェ
リ磁性体５と、フェリ磁性体５の表面に形成したマイク
ロストリップ導体２Ａと、裏面全体に形成した図示しな
い接地導体とからなる。なお、フェリ磁性体５はＹＩ
Ｇ，ＣＶＧ等のガーネット型フェライト，Ｍｇ系フェラ
イト，Ｌｉ系フェライトなどを材料としている。マイク
ロストリップ導体２Ａは、フェリ磁性体５の特定点（磁
石７およびスペーサ６の影になっていて図示せず，以
下、中心点Ｏ２と称する）からそれぞれ１２０°の角度
で放射状に導出形成した三つの信号端子２Ａａ（磁石７
の影になっていて図示せず），２Ａｂおよび２Ａｃと、
中心点Ｏ２を中心にした円状の接合部２Ａｄ（スペーサ
６の直径にほぼ等しく，図示されない）とを有する。な
お、この接合部２Ａｄを三端子接合部と定義する。接合
部２Ａｄの上には低損失誘電体のスペーサ６を介して配
置した磁石７から外部磁界Ｈｅｘを印加している。
レータは、基板成形したフェリ磁性体５の両面に金メッ
キ等による導体形成を行ってマイクロストリップ線路を
形成している。即ち、マイクロストリップ線路は、フェ
リ磁性体５と、フェリ磁性体５の表面に形成したマイク
ロストリップ導体２Ａと、裏面全体に形成した図示しな
い接地導体とからなる。なお、フェリ磁性体５はＹＩ
Ｇ，ＣＶＧ等のガーネット型フェライト，Ｍｇ系フェラ
イト，Ｌｉ系フェライトなどを材料としている。マイク
ロストリップ導体２Ａは、フェリ磁性体５の特定点（磁
石７およびスペーサ６の影になっていて図示せず，以
下、中心点Ｏ２と称する）からそれぞれ１２０°の角度
で放射状に導出形成した三つの信号端子２Ａａ（磁石７
の影になっていて図示せず），２Ａｂおよび２Ａｃと、
中心点Ｏ２を中心にした円状の接合部２Ａｄ（スペーサ
６の直径にほぼ等しく，図示されない）とを有する。な
お、この接合部２Ａｄを三端子接合部と定義する。接合
部２Ａｄの上には低損失誘電体のスペーサ６を介して配
置した磁石７から外部磁界Ｈｅｘを印加している。
【０００４】いま、フェリ磁性体５の材質，フェリ磁性
体５の厚さｔｚ２，マイクロストリップ線路の接合部２
Ａｄの直径および磁石７による外部磁界Ｈｅｘ等を適切
に定めると、図示回路では、各信号端子のいずれかに入
力される高周波数信号を時計回り方向の信号端子には出
力する（信号端子２Ａｂから２Ｂｃの方向）が、反時計
回り方向の信号端子には出力しないという高周波数信号
のサーキュレータ動作，つまり所定の非可逆伝送が行わ
れる。図４の回路は、上述の構成要素の他に、信号端子
２Ａｃが構成するマイクロストリップ線路の特性インピ
ーダンスＺｃに等しい抵抗値Ｒｃのチップ抵抗器３の一
端を信号端子２Ａｃに接続し、チップ抵抗器３の他端に
は長さが上記高周波数信号の伝搬波長の１／４波長相当
のオープンスタブ４Ａを接続している。この接続がある
と、接合部２ｄから信号端子２Ａｃに出力される高周波
数信号はチップ抵抗器３によって抵抗終端されるので、
図示の回路は、高周波数信号が信号端子２Ａａから２Ａ
ｂには伝送されるが、信号端子２Ａｂから２Ａａには伝
送されないアイソーレータとなる。
体５の厚さｔｚ２，マイクロストリップ線路の接合部２
Ａｄの直径および磁石７による外部磁界Ｈｅｘ等を適切
に定めると、図示回路では、各信号端子のいずれかに入
力される高周波数信号を時計回り方向の信号端子には出
力する（信号端子２Ａｂから２Ｂｃの方向）が、反時計
回り方向の信号端子には出力しないという高周波数信号
のサーキュレータ動作，つまり所定の非可逆伝送が行わ
れる。図４の回路は、上述の構成要素の他に、信号端子
２Ａｃが構成するマイクロストリップ線路の特性インピ
ーダンスＺｃに等しい抵抗値Ｒｃのチップ抵抗器３の一
端を信号端子２Ａｃに接続し、チップ抵抗器３の他端に
は長さが上記高周波数信号の伝搬波長の１／４波長相当
のオープンスタブ４Ａを接続している。この接続がある
と、接合部２ｄから信号端子２Ａｃに出力される高周波
数信号はチップ抵抗器３によって抵抗終端されるので、
図示の回路は、高周波数信号が信号端子２Ａａから２Ａ
ｂには伝送されるが、信号端子２Ａｂから２Ａａには伝
送されないアイソーレータとなる。
【０００５】ここで、この種のマイクロストリップ線路
接合形アイソレータは、マイクロ波帯やミリ波帯用の能
動集積回路等，マイクロ波集積回路の入出力インピーダ
ンス改善のために上記集積回路の前段，後段あるいは中
間にドロップインアイソレータ等として挿入されること
が多く、この際には上記集積回路とともに金属筐体（金
属ケースまたは金属パッケージと同じ）内に組み込まれ
る。なお、このアイソレータにおいては高周波数信号の
通過損失を少くすることが重要であり、このためフェリ
磁性体５には共鳴半値幅ΔＨの小さい上記ＹＩＧやＣＶ
Ｇを用いることが多い。フェリ磁性体５の共鳴半値幅Δ
Ｈを小さくするには（内部）異方性磁界Ｈａの小さいも
のを選ぶことが重要であると言われており、上記ＹＩＧ
や上記ＣＶＧの異方性磁界Ｈａはマイクロ波帯アイソレ
ータで印加される外部磁界Ｈｅｘより遥かにに小さい値
である。
接合形アイソレータは、マイクロ波帯やミリ波帯用の能
動集積回路等，マイクロ波集積回路の入出力インピーダ
ンス改善のために上記集積回路の前段，後段あるいは中
間にドロップインアイソレータ等として挿入されること
が多く、この際には上記集積回路とともに金属筐体（金
属ケースまたは金属パッケージと同じ）内に組み込まれ
る。なお、このアイソレータにおいては高周波数信号の
通過損失を少くすることが重要であり、このためフェリ
磁性体５には共鳴半値幅ΔＨの小さい上記ＹＩＧやＣＶ
Ｇを用いることが多い。フェリ磁性体５の共鳴半値幅Δ
Ｈを小さくするには（内部）異方性磁界Ｈａの小さいも
のを選ぶことが重要であると言われており、上記ＹＩＧ
や上記ＣＶＧの異方性磁界Ｈａはマイクロ波帯アイソレ
ータで印加される外部磁界Ｈｅｘより遥かにに小さい値
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマイク
ロストリップ線路接合形アイソレータを代表とするスト
リップ線路接合形非可逆回路は、マイクロ波集積回路と
ともに金属筐体内に組み込む場合には、特に小型化が要
求されている。即ち、一般の他の集積回路の部品高さが
割合低いのに対して、この種の非可逆回路は、磁石７の
厚さｔｍが必要なため上記金属筐体の内部寸法を小さく
できず、小型化，特に薄形化に制約を生じるという問題
があった。
ロストリップ線路接合形アイソレータを代表とするスト
リップ線路接合形非可逆回路は、マイクロ波集積回路と
ともに金属筐体内に組み込む場合には、特に小型化が要
求されている。即ち、一般の他の集積回路の部品高さが
割合低いのに対して、この種の非可逆回路は、磁石７の
厚さｔｍが必要なため上記金属筐体の内部寸法を小さく
できず、小型化，特に薄形化に制約を生じるという問題
があった。
【０００７】また、上記金属筐体の内部共振周波数がマ
イクロ波集積回路の使用周波数より低いとこのマイクロ
波集積回路の特性に悪影響を及ぼすことが多いが、磁石
７の厚さｔｍがあると金属筐体の内部寸法，特に厚さを
小さくできず、金属筐体の内部共振周波数を高くできな
いという問題があった。
イクロ波集積回路の使用周波数より低いとこのマイクロ
波集積回路の特性に悪影響を及ぼすことが多いが、磁石
７の厚さｔｍがあると金属筐体の内部寸法，特に厚さを
小さくできず、金属筐体の内部共振周波数を高くできな
いという問題があった。
【０００８】なお、稀土類磁石を使用すると、小さな容
積の磁石７で高い外部磁界Ｈｅｘを生じることができる
が、高価になるという欠点が生じる。
積の磁石７で高い外部磁界Ｈｅｘを生じることができる
が、高価になるという欠点が生じる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によるストリップ
線路接合形非可逆回路は、三端子接合部を含むストリッ
プ線路がフェリ磁性体の基板を挟んで構成されていると
ともに高周波数信号の所定の非可逆伝送を少くとも二つ
の信号端子間で行うストリップ線路接合形非可逆回路に
おいて、前記フェリ磁性体が、所定の非可逆伝送を行う
前記高周波数信号の周波数より高い周波数において自己
共鳴する異方性磁界を有する。
線路接合形非可逆回路は、三端子接合部を含むストリッ
プ線路がフェリ磁性体の基板を挟んで構成されていると
ともに高周波数信号の所定の非可逆伝送を少くとも二つ
の信号端子間で行うストリップ線路接合形非可逆回路に
おいて、前記フェリ磁性体が、所定の非可逆伝送を行う
前記高周波数信号の周波数より高い周波数において自己
共鳴する異方性磁界を有する。
【００１０】前記ストリップ線路接合形非可逆回路の一
つは、前記ストリップ線路が、マイクロストリップ線路
である構成をとることができる。
つは、前記ストリップ線路が、マイクロストリップ線路
である構成をとることができる。
【００１１】前記ストリップ線路形非可逆回路の別の一
つは、前記ストリップ線路が、トリプレート型ストリッ
プ線路である構成をとることができる。
つは、前記ストリップ線路が、トリプレート型ストリッ
プ線路である構成をとることができる。
【００１２】前記ストリップ線路接合形非可逆回路のさ
らに別の一つは、前記フェリ磁性体が、マグネトプラン
バイト型のバリウムフェライトである構成をとることが
できる。
らに別の一つは、前記フェリ磁性体が、マグネトプラン
バイト型のバリウムフェライトである構成をとることが
できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１４】図１は本発明の実施の形態の一つによるマ
イクロストリップ線路接合形アイソレータの斜視図であ
る。また、図２は本発明に係わるフェリ磁性体の内部磁
界Ｈｉに対する透磁率μの変化を示す図である。
イクロストリップ線路接合形アイソレータの斜視図であ
る。また、図２は本発明に係わるフェリ磁性体の内部磁
界Ｈｉに対する透磁率μの変化を示す図である。
【００１５】図１のマイクロストリップ線路接合形アイ
ソレータを参照すると、基板に成形されたフェリ磁性体
１には、ＢａＯ・ｘＡｌ2 Ｏ3 ・（１−ｘ）Ｆｅ2 Ｏ3
（ｘは０を含む正の数値）なる組成を持ち，マグネプラ
ンバイト型フェライトと呼ばれるバリウムフェライト
（一般にバリウム磁石とも呼ばれるフェライト磁石の一
つである）を用いている。フェリ磁性体１の両面には金
メッキ等による導体形成を行ってマイクロストリップ線
路を形成している。即ち、マイクロストリップ線路は、
フェリ磁性体１と、フェリ磁性体１の表面に形成したス
トリップ導体２と、裏面の全面に形成した図示しない接
地導体とからなる。マイクロストリップ導体２は、フェ
リ磁性体５の中心点Ｏからそれぞれ１２０°の角度で放
射状に導出形成した三つの信号端子２ａ，２ｂおよび２
ｃと、中心点Ｏを中心にした円状の接合部２ｄ，つまり
三端子接合部とを有する。また、信号端子２ｃにはこの
信号端子２ｃが構成するマイクロストリップ線路の特性
インピーダンスＺｃに等しい抵抗値Ｒｃのチップ抵抗器
３の一端を接続し、チップ抵抗器３の他端には長さがこ
のアイソレータの動作周波数における伝搬波長の１／４
波長相当のオープンスタブ４を接続している。
ソレータを参照すると、基板に成形されたフェリ磁性体
１には、ＢａＯ・ｘＡｌ2 Ｏ3 ・（１−ｘ）Ｆｅ2 Ｏ3
（ｘは０を含む正の数値）なる組成を持ち，マグネプラ
ンバイト型フェライトと呼ばれるバリウムフェライト
（一般にバリウム磁石とも呼ばれるフェライト磁石の一
つである）を用いている。フェリ磁性体１の両面には金
メッキ等による導体形成を行ってマイクロストリップ線
路を形成している。即ち、マイクロストリップ線路は、
フェリ磁性体１と、フェリ磁性体１の表面に形成したス
トリップ導体２と、裏面の全面に形成した図示しない接
地導体とからなる。マイクロストリップ導体２は、フェ
リ磁性体５の中心点Ｏからそれぞれ１２０°の角度で放
射状に導出形成した三つの信号端子２ａ，２ｂおよび２
ｃと、中心点Ｏを中心にした円状の接合部２ｄ，つまり
三端子接合部とを有する。また、信号端子２ｃにはこの
信号端子２ｃが構成するマイクロストリップ線路の特性
インピーダンスＺｃに等しい抵抗値Ｒｃのチップ抵抗器
３の一端を接続し、チップ抵抗器３の他端には長さがこ
のアイソレータの動作周波数における伝搬波長の１／４
波長相当のオープンスタブ４を接続している。
【００１６】上記構成のアイソレータは、フェリ磁性体
１の厚さｔｚ，マイクロストリップ線路の接合部２ｄの
直径等を適切に定めると、所定の周波数において図４の
アイソレータと同様のサーキュレータ動作を行う。即
ち、図１の回路は、外部磁界Ｈｅｘを与えなくても、信
号端子２ａに入力される高周波数信号は信号端子２ｂに
出力するが，信号端子２ｂからの高周波数信号はチップ
抵抗器３によって抵抗終端して信号端子２ａには伝送し
ないアイソーレータを構成する。これは、後述するとお
り、フェリ磁性体１が上記高周波数信号の周波数より高
い周波数において自己共鳴する異方性磁界Ｈａを有する
ためである。なお、フェリ磁性体１は、異方性磁界Ｈａ
方向に着滋することにより磁石となり、異方性磁界Ｈａ
が強い抗磁力でＺ軸方向に保持されることになる。
１の厚さｔｚ，マイクロストリップ線路の接合部２ｄの
直径等を適切に定めると、所定の周波数において図４の
アイソレータと同様のサーキュレータ動作を行う。即
ち、図１の回路は、外部磁界Ｈｅｘを与えなくても、信
号端子２ａに入力される高周波数信号は信号端子２ｂに
出力するが，信号端子２ｂからの高周波数信号はチップ
抵抗器３によって抵抗終端して信号端子２ａには伝送し
ないアイソーレータを構成する。これは、後述するとお
り、フェリ磁性体１が上記高周波数信号の周波数より高
い周波数において自己共鳴する異方性磁界Ｈａを有する
ためである。なお、フェリ磁性体１は、異方性磁界Ｈａ
方向に着滋することにより磁石となり、異方性磁界Ｈａ
が強い抗磁力でＺ軸方向に保持されることになる。
【００１７】次に、図２を併せ参照して図１のマイクロ
ストリップ線路接合形アイソレータの動作原理を説明す
る。いま、接合部２ｄと上記接地導体との間のフェリ磁
性体１の内部において−Ｚ方向の内部磁界Ｈｉが生じて
おり、また信号端子２ａから周波数ｆの高周波数信号が
入力されているものとする。このとき接合部２ｂには上
記高周波数信号によって円偏波電磁界が生じており、接
合部２ｂと上記接地導体とに挟まれたフェリ磁性体１の
透磁率μは、正円偏波と負円偏波とで異なる。即ち正円
偏波に対する透磁率をμ+ ，負円偏波に対する透磁率を
μ- とすると、μ+ とμ- とは、図２に示す如く、内部
磁界Ｈｉの増加に従って異なった変化を生ずる。また、
上記高周波数信号の周波数ｆｒにおいてフェリ磁性共鳴
を起す共鳴磁界Ｈｒの近傍に内部磁界Ｈｉを設定する
と、フェリ磁性体１は透磁率μの虚数成分μ〃が共鳴カ
ーブを示し、つまり共鳴周波数ｆｒにおいてこのアイソ
ーレータの信号端子２ａから信号端子２ｂへの通過損失
が極大になる。
ストリップ線路接合形アイソレータの動作原理を説明す
る。いま、接合部２ｄと上記接地導体との間のフェリ磁
性体１の内部において−Ｚ方向の内部磁界Ｈｉが生じて
おり、また信号端子２ａから周波数ｆの高周波数信号が
入力されているものとする。このとき接合部２ｂには上
記高周波数信号によって円偏波電磁界が生じており、接
合部２ｂと上記接地導体とに挟まれたフェリ磁性体１の
透磁率μは、正円偏波と負円偏波とで異なる。即ち正円
偏波に対する透磁率をμ+ ，負円偏波に対する透磁率を
μ- とすると、μ+ とμ- とは、図２に示す如く、内部
磁界Ｈｉの増加に従って異なった変化を生ずる。また、
上記高周波数信号の周波数ｆｒにおいてフェリ磁性共鳴
を起す共鳴磁界Ｈｒの近傍に内部磁界Ｈｉを設定する
と、フェリ磁性体１は透磁率μの虚数成分μ〃が共鳴カ
ーブを示し、つまり共鳴周波数ｆｒにおいてこのアイソ
ーレータの信号端子２ａから信号端子２ｂへの通過損失
が極大になる。
【００１８】フェリ磁性体１の−Ｚ方向に向う内部異方
性磁界をＨａ，飽和磁化をＭｓ，形状によって決定され
る反磁場係数をＸ，ＹおよびＺ軸の各軸に対してＮｘ，
ＮｙおよびＮｚとし、−Ｚ方向に向う外部磁界をＨｅ
ｘ，ジャイロ磁気比をγ，つまり｜γ｜／２π≒２．８
ＭＨｚ／Ｏｅ（以下、磁気単位系はＣＧＳ単位系で表わ
す）とすると、フェリ磁性体１の共鳴周波数ｆｒは次式
で表わされる。なお、Ｎｘ＋Ｎｙ＋Ｎｚ＝１であり、そ
の軸方向の厚さｔｘ，ｔｙおよびｔｚが薄いほど大きい
値となり、フェリ磁性体１が仮に球であればＮｘ＝Ｎｙ
＝Ｎｚ＝１／３になる。
性磁界をＨａ，飽和磁化をＭｓ，形状によって決定され
る反磁場係数をＸ，ＹおよびＺ軸の各軸に対してＮｘ，
ＮｙおよびＮｚとし、−Ｚ方向に向う外部磁界をＨｅ
ｘ，ジャイロ磁気比をγ，つまり｜γ｜／２π≒２．８
ＭＨｚ／Ｏｅ（以下、磁気単位系はＣＧＳ単位系で表わ
す）とすると、フェリ磁性体１の共鳴周波数ｆｒは次式
で表わされる。なお、Ｎｘ＋Ｎｙ＋Ｎｚ＝１であり、そ
の軸方向の厚さｔｘ，ｔｙおよびｔｚが薄いほど大きい
値となり、フェリ磁性体１が仮に球であればＮｘ＝Ｎｙ
＝Ｎｚ＝１／３になる。
【００１９】
【００２０】上式において飽和磁化Ｍｓの項を無視する
と、共鳴周波数ｆｒ＝２．８・（Ｈｅｘ＋Ｈａ）（ＭＨ
ｚ／Ｏｅ）となる。図２の透滋率特性は内部磁界Ｈｉを
共鳴周波数ｆｒに対応する共鳴磁界Ｈｒに設定してお
り、図１の回路はμ+ 〉μ- 〉０の範囲となるＡ領域の
周波数ｆｌとμ+ 〈μ- の範囲となるＢ領域の周波数ｆ
ｈの２領域でサーキュレータ動作を行わせることができ
る。Ａ領域でのサーキュレータ動作は共鳴周波数ｆｒよ
り低い周波数ｆｌで行わせるのでビロー（ｂｅｌｏｗ）
動作とも呼ばれ、Ｂ領域でのサーキュレータ動作は共鳴
周波数ｆｒより高い周波数ｆｈで行わせるのでアパー
（ｕｐｐｅｒ）動作とも呼ばれる。
と、共鳴周波数ｆｒ＝２．８・（Ｈｅｘ＋Ｈａ）（ＭＨ
ｚ／Ｏｅ）となる。図２の透滋率特性は内部磁界Ｈｉを
共鳴周波数ｆｒに対応する共鳴磁界Ｈｒに設定してお
り、図１の回路はμ+ 〉μ- 〉０の範囲となるＡ領域の
周波数ｆｌとμ+ 〈μ- の範囲となるＢ領域の周波数ｆ
ｈの２領域でサーキュレータ動作を行わせることができ
る。Ａ領域でのサーキュレータ動作は共鳴周波数ｆｒよ
り低い周波数ｆｌで行わせるのでビロー（ｂｅｌｏｗ）
動作とも呼ばれ、Ｂ領域でのサーキュレータ動作は共鳴
周波数ｆｒより高い周波数ｆｈで行わせるのでアパー
（ｕｐｐｅｒ）動作とも呼ばれる。
【００２１】いま、図１のフェリ磁性体１は、バリウム
フェライトであり、ｘ＝０のときの異方性磁界Ｈａは約
１７Ｋ（Ｏｅ），飽和磁化４πＭｓは約４７００（Ｇ）
である。従って、異方性磁界ＨａをＺ軸方向に整列させ
たフェリ磁性体１の共鳴周波数ｆｒは、飽和磁化Ｍｓの
項を無視すると、外部磁界Ｈｅｘが印加されなくても約
４８ＧＨｚという高い周波数になる。なお、図１では外
部磁界Ｈｅｘを印加していないので、このときのフェリ
磁性体１の共鳴周波数ｆｒを自己共鳴周波数ｆｒともい
う。
フェライトであり、ｘ＝０のときの異方性磁界Ｈａは約
１７Ｋ（Ｏｅ），飽和磁化４πＭｓは約４７００（Ｇ）
である。従って、異方性磁界ＨａをＺ軸方向に整列させ
たフェリ磁性体１の共鳴周波数ｆｒは、飽和磁化Ｍｓの
項を無視すると、外部磁界Ｈｅｘが印加されなくても約
４８ＧＨｚという高い周波数になる。なお、図１では外
部磁界Ｈｅｘを印加していないので、このときのフェリ
磁性体１の共鳴周波数ｆｒを自己共鳴周波数ｆｒともい
う。
【００２２】フェリ磁性体１の自己共鳴周波数ｆｒが約
４８ＧＨｚというように高いので、図１のマイクロスト
リップ線路接合形アイソレータは、２０〜３０ＧＨｚの
ような高周波数においても、Ａ領域でのサーキュレータ
動作を行わせることができている。また、この形式のア
イソレータは、フェリ磁性体１の厚さｔｚを薄くする方
が広帯域特性を得られ易いという特性があるが、ｔｚを
薄くして反磁界係数Ｎｚによる共鳴周波数ｆｒの低下を
生じても、なお十分に高い共鳴周波数ｆｒを保持するこ
とができる。従って、このアイソレータは、外部磁界Ｈ
ｉを印加する高価な磁石が不要であるだけでなく、フェ
リ磁性体１の厚さｔｚも薄くすることができ、高周波数
においてさらに小型化および薄形化を推進できるという
特徴がある。
４８ＧＨｚというように高いので、図１のマイクロスト
リップ線路接合形アイソレータは、２０〜３０ＧＨｚの
ような高周波数においても、Ａ領域でのサーキュレータ
動作を行わせることができている。また、この形式のア
イソレータは、フェリ磁性体１の厚さｔｚを薄くする方
が広帯域特性を得られ易いという特性があるが、ｔｚを
薄くして反磁界係数Ｎｚによる共鳴周波数ｆｒの低下を
生じても、なお十分に高い共鳴周波数ｆｒを保持するこ
とができる。従って、このアイソレータは、外部磁界Ｈ
ｉを印加する高価な磁石が不要であるだけでなく、フェ
リ磁性体１の厚さｔｚも薄くすることができ、高周波数
においてさらに小型化および薄形化を推進できるという
特徴がある。
【００２３】なお、図１のフェリ磁性体１には、上記バ
リウムフェライトと同様のマグネトプランバイト型フェ
ライトであるＳｒＯ・ｘＡｌ2 Ｏ3 ・（６−ｘ）Ｆｅ2
Ｏ3組成のストロンチウムフェライト（ｘ＝０のときＨ
ａ＝２０ＫＯｅ）や、ＢａＭｅ2 Ｆｅ16Ｏ27（Ｍｅは２
価の金属イオン）組成のＷ型と呼ばれる六方晶フェライ
ト（ｆｒ＝３０〜５０ＧＨｚ）等を用いることができ
る。また、マイクロストリップ導体２の接合部２ｄと各
信号端子２ａ，２ｂおよび２ｃとの間には、一般に、サ
ーキュレータの広帯域化のために図示する如き整合線路
を備えている。
リウムフェライトと同様のマグネトプランバイト型フェ
ライトであるＳｒＯ・ｘＡｌ2 Ｏ3 ・（６−ｘ）Ｆｅ2
Ｏ3組成のストロンチウムフェライト（ｘ＝０のときＨ
ａ＝２０ＫＯｅ）や、ＢａＭｅ2 Ｆｅ16Ｏ27（Ｍｅは２
価の金属イオン）組成のＷ型と呼ばれる六方晶フェライ
ト（ｆｒ＝３０〜５０ＧＨｚ）等を用いることができ
る。また、マイクロストリップ導体２の接合部２ｄと各
信号端子２ａ，２ｂおよび２ｃとの間には、一般に、サ
ーキュレータの広帯域化のために図示する如き整合線路
を備えている。
【００２４】図３は本発明の実施の形態の別の一つによ
るストリップ線路接合形サーキュレータの斜視図であ
り、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ１−Ａ２線で
切断した断面図である。
るストリップ線路接合形サーキュレータの斜視図であ
り、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ１−Ａ２線で
切断した断面図である。
【００２５】図３のストリップ線路接合形サーキュレー
タは、トリプレート型ストリップ線路構成の接合形サー
キュレータである。このサーキュレータは、金属板で構
成した接地導体２４Ａ，フェリ磁性体２１Ａ，金属板で
構成したストリップ導体２２，フェリ磁性体２１Ｂおよ
び接地導体２４Ａと同じ構成の接地導体２４Ｂを図１
（ａ）の上から順に積層している。フェリ磁性体２１Ａ
および２１Ｂはそれぞれ円板形状をなしている。フェリ
磁性体２１Ａと２１Ｂとに挟まれるストリップ導体２２
は、中心点Ｏ１からそれぞれ１２０°の角度で放射状に
導出形成した三つの信号端子２２ａ，２２ｂおよび２２
ｃと、中心点Ｏ１を中心にした円状の接合部２２ｄ，つ
まり三端子接合部とを有する。接合部２２ｄの直径はフ
ェリ磁性体２１Ａおよび２２Ｂの直径にほぼ等しく、接
合部２２ｄはフェリ磁性体２４Ａおよび２４Ｂとほぼ重
なるように配置している。フェリ磁性体２４Ａおよび２
４Ｂの円板の外方への延在方向に円環状の誘電体リング
２３Ａおよび２３Ｂをそれぞれ配置し、またストリップ
導体２２の接合部２２ｄと各信号端子２２ａ，２２ｂお
よび２２ｃとの間には図示の如き整合線路を設けてい
る。誘電体リング２３Ａおよび２３Ｂの外径は、接地導
体２４Ａおよび２４Ｂの外径にほぼ等しい。
タは、トリプレート型ストリップ線路構成の接合形サー
キュレータである。このサーキュレータは、金属板で構
成した接地導体２４Ａ，フェリ磁性体２１Ａ，金属板で
構成したストリップ導体２２，フェリ磁性体２１Ｂおよ
び接地導体２４Ａと同じ構成の接地導体２４Ｂを図１
（ａ）の上から順に積層している。フェリ磁性体２１Ａ
および２１Ｂはそれぞれ円板形状をなしている。フェリ
磁性体２１Ａと２１Ｂとに挟まれるストリップ導体２２
は、中心点Ｏ１からそれぞれ１２０°の角度で放射状に
導出形成した三つの信号端子２２ａ，２２ｂおよび２２
ｃと、中心点Ｏ１を中心にした円状の接合部２２ｄ，つ
まり三端子接合部とを有する。接合部２２ｄの直径はフ
ェリ磁性体２１Ａおよび２２Ｂの直径にほぼ等しく、接
合部２２ｄはフェリ磁性体２４Ａおよび２４Ｂとほぼ重
なるように配置している。フェリ磁性体２４Ａおよび２
４Ｂの円板の外方への延在方向に円環状の誘電体リング
２３Ａおよび２３Ｂをそれぞれ配置し、またストリップ
導体２２の接合部２２ｄと各信号端子２２ａ，２２ｂお
よび２２ｃとの間には図示の如き整合線路を設けてい
る。誘電体リング２３Ａおよび２３Ｂの外径は、接地導
体２４Ａおよび２４Ｂの外径にほぼ等しい。
【００２６】フェリ磁性体２１Ａおよび２１Ｂは、図１
のフェリ磁性体１と同様に所定の非可逆伝送を行う高周
波数信号の周波数ｆより高い周波数ｆｒにおいて自己共
鳴する異方性磁界Ｈａを有するマグネプランバイト型フ
ェライト等のフェリ磁性体である。このサーキュレータ
もフェリ磁性体２１Ａおよび２１Ｂの厚さ，ストリップ
導体の接合部２２ｄの直径等を適切に定めると、所定の
周波数ｆにおいてサーキュレータ動作を行う。即ち、図
３のサーキュレータでは、外部磁界Ｈｅｘを与えなくて
も、信号端子２２ａ，２２ｂおよび２２ｃのいずれかに
入力される周波数ｆの高周波数信号を、時計回り方向の
信号端子には出力する（信号端子２２ａから２２ｂの方
向）が、反時計回り方向の信号端子には出力しないとい
う高周波数信号のサーキュレータ動作，つまり所定の非
可逆伝送を行なう。この動作原理は図１の実施の形態と
ほぼ同じである。このサーキュレータは、フェリ磁性体
２１Ａと２１Ｂとがともに磁石として互いに引き合うた
め、外部からの磁気擾乱に対する耐力が大きいという特
徴がある。勿論、外部磁石を別に用意しなくてもサーキ
ュレータ動作を行うので小型化および薄形化に好適であ
る。
のフェリ磁性体１と同様に所定の非可逆伝送を行う高周
波数信号の周波数ｆより高い周波数ｆｒにおいて自己共
鳴する異方性磁界Ｈａを有するマグネプランバイト型フ
ェライト等のフェリ磁性体である。このサーキュレータ
もフェリ磁性体２１Ａおよび２１Ｂの厚さ，ストリップ
導体の接合部２２ｄの直径等を適切に定めると、所定の
周波数ｆにおいてサーキュレータ動作を行う。即ち、図
３のサーキュレータでは、外部磁界Ｈｅｘを与えなくて
も、信号端子２２ａ，２２ｂおよび２２ｃのいずれかに
入力される周波数ｆの高周波数信号を、時計回り方向の
信号端子には出力する（信号端子２２ａから２２ｂの方
向）が、反時計回り方向の信号端子には出力しないとい
う高周波数信号のサーキュレータ動作，つまり所定の非
可逆伝送を行なう。この動作原理は図１の実施の形態と
ほぼ同じである。このサーキュレータは、フェリ磁性体
２１Ａと２１Ｂとがともに磁石として互いに引き合うた
め、外部からの磁気擾乱に対する耐力が大きいという特
徴がある。勿論、外部磁石を別に用意しなくてもサーキ
ュレータ動作を行うので小型化および薄形化に好適であ
る。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ストリッ
プ線路接合形非可逆回路において、三端子結合部を有す
るストリップ線路の一部を形成して所定の非可逆動作を
行うフェリ磁性体が、所定の非可逆伝送を行う高周波数
信号の周波数より高い周波数において自己共鳴する異方
性磁界を有するので、前記フェリ磁性体の自己共鳴周波
数より低い前記高周波数信号の周波数で外部磁界印加用
の磁石なしにサーキュレータ等の所定の非可逆動作を行
わせることができ、前記磁石が不要であるので、高周波
数においても小型化および薄形化が達成できるという効
果がある。
プ線路接合形非可逆回路において、三端子結合部を有す
るストリップ線路の一部を形成して所定の非可逆動作を
行うフェリ磁性体が、所定の非可逆伝送を行う高周波数
信号の周波数より高い周波数において自己共鳴する異方
性磁界を有するので、前記フェリ磁性体の自己共鳴周波
数より低い前記高周波数信号の周波数で外部磁界印加用
の磁石なしにサーキュレータ等の所定の非可逆動作を行
わせることができ、前記磁石が不要であるので、高周波
数においても小型化および薄形化が達成できるという効
果がある。
【図１】本発明の実施の形態の一つによるマイクロスト
リップ線路接合形アイソレータの斜視図である。
リップ線路接合形アイソレータの斜視図である。
【図２】本発明に係わるフェリ磁性体の内部磁界Ｈｉに
対する透滋率μの変化を示す図である。
対する透滋率μの変化を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の別の一つによるストリッ
プ線路接合形サーキュレータの斜視図であり、（ａ）は
断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ１−Ａ２線で切断した断面
図である。
プ線路接合形サーキュレータの斜視図であり、（ａ）は
断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ１−Ａ２線で切断した断面
図である。
【図４】従来技術を用いたマイクロストリップ線路接合
形アイソレータの斜視図である。
形アイソレータの斜視図である。
１，２１Ａ，２１Ｂ フェリ磁性体 ２ マイクロストリップ導体 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 信号端
子 ２ｄ，２２ｄ 接合部 ３ チップ抵抗器 ４ オープンスタブ ２２ ストリップ導体 ２３Ａ，２３Ｂ 誘電体リング ２４Ａ，２４Ｂ 接地導体
子 ２ｄ，２２ｄ 接合部 ３ チップ抵抗器 ４ オープンスタブ ２２ ストリップ導体 ２３Ａ，２３Ｂ 誘電体リング ２４Ａ，２４Ｂ 接地導体
Claims (4)
- 【請求項１】 三端子接合部を含むストリップ線路がフ
ェリ磁性体の基板を挟んで構成されているとともに高周
波数信号の所定の非可逆伝送を少くとも二つの信号端子
間で行うストリップ線路接合形非可逆回路において、 前記フェリ磁性体が、所定の非可逆伝送を行う前記高周
波数信号の周波数より高い周波数において自己共鳴する
異方性磁界を有することを特徴とするストリップ線路接
合形非可逆回路。 - 【請求項２】 前記ストリップ線路が、マイクロストリ
ップ線路であることを特徴とする請求項１記載のストリ
ップ線路形非可逆回路。 - 【請求項３】 前記ストリップ線路が、トリプレート型
ストリップ線路であることを特徴とする請求項１記載の
ストリップ線路接合形非可逆回路。 - 【請求項４】 前記フェリ磁性体が、マグネトプランバ
イト型のバリウムフェライトであることを特徴とする請
求項１記載のストリップ線路接合形非可逆回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15664196A JPH104304A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | ストリップ線路接合形非可逆回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15664196A JPH104304A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | ストリップ線路接合形非可逆回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH104304A true JPH104304A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15632113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15664196A Pending JPH104304A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | ストリップ線路接合形非可逆回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH104304A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002067363A1 (en) * | 2001-02-20 | 2002-08-29 | Nrdtech Co., Ltd. | Nrd guide frequency converter |
| JP2012105050A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Murata Mfg Co Ltd | 非可逆回路素子 |
| JP2012249174A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Soshin Electric Co Ltd | 非可逆回路素子 |
| WO2013168771A1 (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-14 | 株式会社村田製作所 | 非可逆回路素子 |
| WO2016206479A1 (zh) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | 中兴通讯股份有限公司 | 反向隔离装置及电子设备 |
| WO2023089804A1 (ja) * | 2021-11-22 | 2023-05-25 | 三菱電機株式会社 | 磁性セラミック基板、基板製造方法、およびサーキュレータ |
| WO2023157069A1 (ja) * | 2022-02-15 | 2023-08-24 | Tdk株式会社 | 非可逆回路素子及び非可逆回路素子の製造方法 |
-
1996
- 1996-06-18 JP JP15664196A patent/JPH104304A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002067363A1 (en) * | 2001-02-20 | 2002-08-29 | Nrdtech Co., Ltd. | Nrd guide frequency converter |
| JP2012105050A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Murata Mfg Co Ltd | 非可逆回路素子 |
| JP2012249174A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Soshin Electric Co Ltd | 非可逆回路素子 |
| WO2013168771A1 (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-14 | 株式会社村田製作所 | 非可逆回路素子 |
| CN104272524A (zh) * | 2012-05-09 | 2015-01-07 | 株式会社村田制作所 | 不可逆电路元件 |
| JP5843007B2 (ja) * | 2012-05-09 | 2016-01-13 | 株式会社村田製作所 | 非可逆回路素子 |
| US9620838B2 (en) | 2012-05-09 | 2017-04-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Non-reciprocal circuit device |
| WO2016206479A1 (zh) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | 中兴通讯股份有限公司 | 反向隔离装置及电子设备 |
| CN106330166A (zh) * | 2015-06-26 | 2017-01-11 | 中兴通讯股份有限公司 | 反向隔离装置及电子设备 |
| WO2023089804A1 (ja) * | 2021-11-22 | 2023-05-25 | 三菱電機株式会社 | 磁性セラミック基板、基板製造方法、およびサーキュレータ |
| WO2023157069A1 (ja) * | 2022-02-15 | 2023-08-24 | Tdk株式会社 | 非可逆回路素子及び非可逆回路素子の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000404 |