JPS58127402A - 広帯域２端子アイソレ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高周波用アイソレータ、特に広帯域特性を有
Ｔるアイソレータの改良に関Ｔるものである。

現在の技術では、一般的に、２種類のタイプ丁なわち接
合型サーキーレータおよび共鳴吸収型アイソレータに分
類される。これら２種類の素子は回路のある部分を次段
から分離するために用いらｌれる。サーキ為レータは、
一般には５個あるいは４個の端子を有する素子である。

サーキ為レータは、第５端子か整合インピーダンスで路
溝されているものとＴれば、第１端子より人つたエネル
ギーは最小の減衰丁なわち損失で第２端子に伝送され、
他方、第２端子より入ったエネルギーを第３端子に伝送
させ消費することのできる非可逆素子である。したが９
て第１および第２の端子のみを考えるならば、サーキエ
レータはアイソレータとして動作する。この種の素子の
最大の欠点は第５゜端子の整合インピーダンスかりアク
タンスを有ざなければならず、このため周波数に依存す
るので必然的に狭帯域である。

また、公知である共鳴型アイソレータは、７工リ磁性体
の強磁性共鳴により実現されたアイソレージ曹ンを有す
る２端子非可逆素子である。このような、アイソレータ
は、フェリ母性体の共鳴周波数付近の周波数のみ有効で
あり、本来的に狭帯域素子である。ざらに、強磁性共鳴
は印加磁界の強さによってほとんど決定されるので、こ
の素子の動作は、温度変化による磁界変化の影響を受け
る。このことは、素子の電力容量を制限する０消失エネ
ルギーか７工リ磁性体内で消費ざｎ心からである。この
ため濃度が上がりすぎてキエーリー濃度以上となり、フ
ェリ磁性体内の交換相互作用か消失し、フェリ磁性ご維
持できなくなる怖れがある。

本発明の目的は、広帯域の周波数にねたりて動作し、か
つ小型で簡単なアイソレータを提供Ｔることである０ 第１図は、本発明の基礎となった公知のアイソレータの
等価回路（２）である（参照特開昭　５２−１５１５１
　　）。第２図は公知の直交中心導体と２枚のコアの配
置関係を示す図である。第３図は公知の実施例の分解断
面正である。

ざて、第２図、第５図の公知の構造を用いて、産業界の
強い要望である小型化を指向Ｔる場合、直に次のような
設計上の問題点に直面Ｔる。

（１）　　フェライトコアの最適直径Ｉ）Ｇｏは動作周
波数ｆに反比例ＴΦ。これは、ＶＨＦ帯等の低周波の１
場合、アイソレータの寸法が大きくなり装置設計上切実
な問題である。

（２）フェライトコアの直径のＤＧ　ｋ上記条件を無視
して小ざくした場合には、インピーダンスが著しく小ざ
くなり外部回路との整合が困難となる。

磁界を変化させてアイソレータ内部のインピーダンスを
高くＴることは可能であるか、挿入損失。

比帯域中に悪影響が現われ、場合によって使用に耐えな
いことがあΦ０ 本発明の目的は、入力端子７と、出力端子８と基準電圧
面４Ｔｔ具える公知の２端子アイソレータを基にして達
成される。第１中心導体１を入力端子７から基準電圧面
４に接続し、第２中心導体２を出力端子８から基準電圧
面４に接続する。この際、第２中心導体２の長さ方向は
、第１中心導体１の長ざ方向に対してほぼ９０°をなす
ようにする０第１中心導体１を第２中心導体２から絶縁
するための絶縁体１０を設ける。７工リ磁性体を中心導
体に隣接して配置する。第１および第２中心導体１゜２
と７工リ磁性体を磁石近傍に配置し、静磁界が７工リ磁
性体の面に垂直になるようにするＯ電磁シールドか第１
および第２中心導体＋’＋２’と、７工リ磁性体を、は
ソ取り囲んでおり、この電磁シールドを基準電圧面４に
接続する。第１および第２のコンデンサ５ａ、５ｂｒｔ
第１および第２の中心導体１．２にそれぞれ並列に接続
Ｔる。抵抗６を入力端子７と出力端子８との間に接続Ｔ
る。かつ、前記７工リ磁性体として、ｎ（ｎ≧５）枚の
７二り磁性体を用い、これらを重ね合わせた時に生ずる
（ｎ−１）の層間にそｎぞれに２枚１組の前記中心導体
１．２に１組づつ合計（ｎ−１）組配するとともに、前
記（ｎ−１）組の中心導体ヲそれぞれ電気的に直列に接
続する。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明するＯ第５図
は、本発明の一実施例を示す概略構造図テする。５枚の
フェライトコア５ａ、５ｂ、！１ｃ　　がシールドケー
ス１２の中に収納されていり。５枚のフェライトコア３
ａ、５ｂ、！ＳＣにより構成さｎた２つの層間には２枚
−組の直交した中心導体が２組それぞれ挿入ざｎており
、これらは電気的に直列に接続・されている。これらの
様子は、第４図により詳細に示２ｎている。図では、中
心導体の配置関係をわかり易くするために、フェライト
コア間の間隔を実際よりかなり広く描いである。こ−で
、２組の直交した中心導体は１”＠２’および１１　、
２＃で表わされている。そのうちの２本−組の中心導体
１′。

２のそれぞれの一端は接地されている０こわら番工実際
にはシールドナース１２もしくはアース板１４に接続さ
れる。中心導体１１　、２＃のもう一つの一端は、もう
−組の中心導体１／、２／のそれぞれの一端と７エライ
トコア５ａ＠５ｂ１５Ｃの外側で接続されている。

中心導体＋’＊２’のもう一端は入出力端子７．８に接
続されている。このようにすると、中心導体−２′によ
りｍ成されるインダクタンスとｐ、２／により構成され
るものとは電気回路的には直列に接続されることとなり
、中心導体１組の従来品に比較してインダクタンスか著
しく大きくなる。丁なわち電気回路的にはは！２倍の直
径のフェライトコアを用いたことと等価になり、２端子
アイソレータの全体の寸法を大きくすることなく内部の
インピーダンスを大巾に大きくできるという、従来技術
にはない著しい長所がある。

第８図は、第５図および第６図の本発明の構造を用いて
、４００　■ｉ帯で小型２端子アイソレータを作成した
ものの電気的性能を示す。この図から明らかなように、
本実施例を用いたものの電気的特性は、ｌ５ｏｌａｔｉ
ｏｎ　Ｌｏｓｓ　　ノ帯域巾ニシテモ、また挿入損失の
そｎにしても、かなり広帯域となることかわかる。

第６図は、本発明の他の実施例を示す概略構造図である
０この構造は、第５図の双磁石方式とは異なり、薄型化
を計るために本発明者によって既に提供された単一磁石
方式を用いた薄型構造を示す。こ＼で、９は永久磁石、
１４はアース板、１１は上部軟磁性体である。この構造
におし１ても、第５図に示された５枚のフェライトコア
５ａ、５ｂ、５ｃと中心導体１／、ｆの配置を用いるこ
とは可能である。こｎを用いて同様に４００　ＭＨｚ帯
２端子アイソレータを作成し、第８図の結果とは！同じ
結果を得た。本図において、アース板１４とシールド板
１２は別々なものとして描かかれているが、実際には一
体物として作られる場合が多い。また、第６図では、ケ
。−スは表ざｎていないが、必要に応じて第７図１７の
ような磁気シールドケース、ｍ気シールドケースあるい
は巣なるプラスチックケースをかぶせることは可能であ
る。

第７図に、本発明のもう一つの実施例を示す概略構造図
である。この場合には、フェライトコアとして！１ａ　
−５ｂ　Ｉ　ｓｃ　ｅ　５ｃｉの４枚を用いており、３
組の直交した中心導体ビ＊　ｆ　、　＋／／／　　か、
前記７エライトコアの層間にそｎぞれ挿入ざ、れている
。３組の直交した中心導体は、第４図と同様に、フェラ
イトコアの外周部でそｎぞれ電気的に直列に接続されて
いる。本構造を用いることにより、２００鳩り帯比帯域
巾も挿入損失も第９図口と遜色ない特性を有する小型２
端子アイソレータを実現できたＯまた、Ｓ枚以上の７エ
ライト円板５ａｊｂ、５ｃ、５ｄは、多結晶ガーネット
型マイクロ波フェライトの内で特に一般的なものの置換
型ＹＩＧとすることも可能である。本発明に適用ざｎる
ための望ましい特性は、かなり低い飽和磁化（４００〜
１．０００ガウス）と、狭いライン幅（１０００以下）
と高いキ為−リ一点（１３５〜２５０℃）である・０ 以上実施例を用いて詳述したごとく、本発明の特徴は、
３枚以上のフェライトコアを用い、層間に中心導体を配
し、そｎらを電気的に直列に接続した２端子アイソレー
タであるが、本発明の長所を列挙すると次のごとくであ
る０ （１）フェライトコアの枚数をふやしていけば、原理的
にかなりの程度２端子アイソレータの寸法を小ざくする
ことが可能である。

（２）同寸法で従来の２枚コアの構造のものと比較した
場合、挿入損失、比帯域中が著しく改着できたＯ 上記長所はこれらに本来的に要求される小型化高性能化
の産業界の要求と合致Ｔるものであり、特に最近重要視
されている省資源、省エネルギーの観点からも、本発明
の効果はこの種の産業界の期待に充分答えられるものと
確信している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、公知の２端子アイソレータの等価回路、第２
図、第３図は従来の概略組立構造図、第４図、第５ｆ！
ｌＪ、１１１６図、第７図は本発明の実施例を示す概略
構造図、第８図は本発明品の電気性能才　ｌ　口 、’？２釦 ３伎 オ］国 オ　４　口 オ　５　ロ ー、／ ７デ＾ オフ阻 オ乙の □ オ　３　の 周り秋（Ｍ）−１，：） ７ 手続補正書（自発） ＋１７＋ａ＋”””ｌ””　＋１４１１′１（件の表示 昭和５７年特許願第　９７５９　　号 ｊｌ　明（１）　名Ｊｌ’ｌ’　　広帯域２端子アイワ
、−ヶ補市をする者 名　Ｉう・　　１５０８Ｌ　　ｊｌ立金属株式会社代表
占河野　典夫 代　　　理　　　人 ｊｌ（：　　　所　　　東５；〔都千代Ｉ１１区丸の内
分■°目１番２Ｓ）１１１γ余属株式会社内電話　東京
　！！８４−４６４１Ａ補１１：、の対象 明縦１１：発明の詳細な説明」の＋Ｉ。 ｌ　明細書の「発明の詳細な説明」の嘴の紀ｌ１２に一
下記の通り訂正する。 記 Ｌ　明細書第５頁第５行の「分解断面正」全「分解断面
図」に訂正する。 ２　同書第１ｏｌ第１２行ノ［（１０００以下）　Ｊ　
ｋ　［ｘｏ。 Ｏｅ以下）」に訂正する。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　入力端子７および出力端子８を具え、接地となる基
   準電圧面４と、前記入力端子７とこの基準電圧面４との
   間に接続した第１中心導体１と・前期出力端子８と基準
   電圧面４との間に接続ざｎｌその長軸方向を前期第１中
   心導体１の長軸方向に対しほぼ９０　　とした第２中心
   導体２と、前期第１中心導体１ｒｒ：前期第２中心導体
   ２から絶縁するための絶縁体１０と、前記第１中心導体
   １および第２中心導体２に密接して配置した７工リ磁性
   体と、靜磁界を供給するための少なくとも１個の磁石９
   と、前記第１中心導体１および第２中心導体２のそｎぞ
   れに並列に接続された第１および第２コンデンサ５ａ、
   ５ｂと、前期人。 力端子１と出力端子２との間に接続２ｒｎた抵抗を組み
   合わせて具え、前期第１および第２中１６導体と前期７
   工リ磁性体とを前記磁石９の近傍。 に配置し、この静磁界を前期７工リ磁性体の図には！垂
   直となるようにしたこと広帯域２４子アイソレータにお
   いて、前記７工リ磁性体としテ、１１（１１≧３）枚の
   フェリ磁性体ヲ用イ、コれらを重ね合わせた時に生ずる
   （ｎ−１）の層間にそれぞれに２枚１組の前記中心導体
   １・２を１組づつ合計（ｎ−１）組配するとともに、前
   記（ｎ−１）組の中心導体をそｎぞれ電気的に直列に接
   続したことを特徴とする広帯域２４子アイソレータ。 ２　前記磁界の印加方法として、２枚の軟磁性体１１．
   １５の間に前記（ｎ−１）組の第１および第２中心導体
   と前記ｎ個のフェリ磁性体とを配置したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第一項記載の広帯域２端子アイソレー
   タ。 五　磁石か、この磁石の磁界のために軟磁性体の帰還磁
   気回路１５．１７をざらに有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の広帯域２端子アイソレータ。 ４．７工リ磁性体Ｃ１多結晶ガーネット型マイクロ波フ
   ェライト円板としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の広帯域２端子アイソレータ。