JPS58127404A - 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。

特性を有するアイソレータの改良に関するものである。

現在の技術では、一般的に％２１１類のタイプＴなわち
接合をサーキ為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ｎる。サー午凰レータは
、一般には５個あるい４２４個の端子ｔ−有する素子で
ある。サー中為し−ｐは、第５４子が整合インピーダン
スで終端ざｎているものとすれば、第１１１子より入っ
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端子より人つたエネルギーご第３漏
子に伝送させ消費することのできる非可逆素子である。

したがつて第１および第２の端子のみを考えるならば、
サー午為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５４子の整合インピーダンスが
リアクタンスを有ざなけｎ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、公知である共へ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■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、フェリ磁性体の共鳴周波数付近の周波数のみ有効
であり、本来的に狭帯域軒である。ざらに、強磁性体共
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、濃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。消失工
率ルギーがフェリ磁性体内で消費されるからである。

このため濃度が上がり丁ぎてキーーリ一温度以上となり
、７工リ磁性体内の交換相互作用が消失し、７エリ磁性
を維持できなくなる怖れがある。

本発明の目的は、広帯域の同波数にわたって動作し、か
つ小型で簡単なアイソレータを提供Ｔることである。

第１図は、本発明の基礎となった公知のアイソレータの
等価回路図である（参照特開昭５２−１５４５４９）　
ｏ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５図は公知の実施例の分解断面正で
ある０ ざて第１図、第５図、第４図の公知の構造を用いて、産
業界の強い要望である大電力化を指向する場合、直に次
のような設計上の問題点に直面Ｔる０ （１）７エライＦコアの最適直径Ｉ）ｉｏは動作周波数
ｆに反比例する。これは、ＵＨＦ帯等の高周波で大電力
用のものを実現しようとするとヤーキ晶レータ・アイソ
レータの寸法が小ざくなり装置設計上切実な問題である
。

（２）　　高電力に耐えさせるためにフェライトコアの
直径のり、を上記条件を無視して大きくした場合には、
インピーダンスが著しく大きくなり外部回路との整合が
困鑵となる０磁界を変化させて、アイソレータ内部のイ
ンピーダンスを小ざくすることは可能であるが、挿入損
失に悪影響が現われ、場合によって使麻に耐えないこと
がある。

本発明の目的は、入力端子７と、出力端子８と基準電圧
面４を具える公知の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［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の長さ方向に、
第１中心導体１の長ざ方向に対してほぼ９０　　をな丁
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および呵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。電磁シールドが第１
および第２中心導体１’＋２’と、７オリ磁性体を、は
！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　ｅ　ｓｂ
を第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
する。

かつ、前記７工リ磁性体としてｎ（ｎ≧５）枚の７工リ
磁性体を用い、これらを重ね合わせた時に生ずる（ｎ−
＋）の層間にそれぞれに２枚１組の前記中心導体１．２
ｆ：１組づつ合計（ｎ−１）組配Ｔるとともに、前記（
ｎ−１）組の中心導体をそｎぞれ電気的に並列に接続Ｔ
る。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第５図は、本発明の一実施例を示す概略構造図である。

５枚のフェライトコア５ａ＊５ｂｅ５ｃがシールドケー
ス１２の中に収納ざｎている。５枚のフェライトコア５
ａ、Ｓｂ、５ｃにより構成された２つの層間には２枚−
組の直交した中心導体が２組それ挿入されており、これ
らは電気的に並列に接続されている。これらの様子は、
第４図により詳細に示されている。図では、中心導体の
配置関係をわかりゃ１丁くするために、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。ここで、２
組め直交した中心導体は？’＋２’および１１．２１で
表わされている。そのうちの２本−組の中心導体１′、
２’＊　Ｉ’ｓ　２’のそれぞれの一端は接地されでい
る。これらは実際にはシールドケース１２もしぐはアー
ス板１４に接続される。中心導体１／、２／。

１’＊２’　　のもう一つの一端は、フェライトコア６
の外側で１′と＋１　、２／と２の組で接続されそｎぞ
れ一つの端子となり入出力端子７．８に接続ざｎている
。このようにすると、中心導体１＃　、　２＃により構
成ざｎるインダクタンスと＋／、２／に構成されるもの
とは電気回路的には並列に接続されることとなり、直交
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
く小ざくなる。Ｔなわち電気回路的にはほぼ１／２の厚
み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小さくすることなく内部の
インピーダンスを大巾に小ざくできるという、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
製作したａｏｏ　ＭＨｚ帯で大電力用２端子アイソレー
タ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ｌ５ｏｌａｔｉｏｎ
　Ｌｏｓｓ　　の帯域中にしても、また挿入損失のそれ
にしても、広帯域となることがわかる。

第６図は、本発明の他の実施例を示す概略構造図である
。この構造は、第５図の双磁石方式とは異なり、薄型化
を図るために本発明者によって既に提供ざｎた単一磁石
方式を用いた薄型構造を示す。ここで、９は永久磁石、
１４はアース板、＋１は上部軟磁性体である。この構造
においても、第５図に示された５枚の７エライトコア５
ａｅ５ｂ、５ｃと中心導体１’＠　１’の配置を用いる
ことは可能である。これを用いて同様に４００　ＭＨｚ
帯２端子アイソレータを作成し、第８図の結果とほぼ同
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ｎる場合が多い。また、第６図では、
ケースは表されていないが、必要に応じて第７図１７の
ような磁気シールドケース、電気シールドケースあるい
は単なるプラスチックナースをかぶせることは可能であ
る。

第７図は、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ｓ　
ａ　＊　５ｂ　ｅ　５ｃ　＋　５ｄの４枚を用いており
、３組の。

直交した中心導体＋１　、１１　、　（／ＩＩが、前記
７エライトコアの層間にそれぞれ挿入されている。５組
の直交した中心導体は、第４図と同様に、フェライトコ
アの外周部でそれぞｒｔｔ気的に並列に接続ざｎている
。本構造を用いることにより、２５０ＭＨｚ帯で比帯域
中も挿入損失も第８図と遜色ない特性を有する高電力２
４子アイソレータを実現できた。

またＳ枚以上のフェライト円板５ａ＊５ｂ、５ｃは１多
結晶ガーネツトをマイクロ波７エ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
明に適用され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（１５５〜２５０℃
）である。

以上実施例を用いて詳述したごとく、本発明の特徴は、
Ｓ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らを電気的に並列に接続した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。

（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な大きくＴ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善できたＯ 上記長所はこれらに本来的に要求される耐電力性、高性
能化の産業界の要求と合致するものであり、本発明の効
果はこの種の産業界の期待に充分応えられるものと確信
している。

【図面の簡単な説明】

第１図、公知の２端子アイソレータの等価回路第２図、
第５図は従来の概略組立構造図、第４図第５図、第６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図であオ　１　口 第２虐 第４囚 第５ｎ オフｎ 第６ｎ □ ７５ 第８ｎ ｎ　未収（−ＨＪＩ） 手続補正書く自発） 昭和５８．２．ｕ　４　＋１ 特許庁長信殿 ・ドｆ′１の表示 昭和５７ｉ１：、特許願第　９７６１、発明の名　称　
　広帯域２端子フインレータを重重をする占 ヒ　侍　　Ｉ湛１１１立金属株式会社 代ノー右河野　典夫 代　　　理　　　人 補　１１；　　の　対　象　　明細書の「特許請求の範
囲」の欄■　明細書の「特許請求の範囲」の欄の記載を
次の通り訂正する。 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
の関に接続した第１中心導体ｌと、餉家し出力端子８と
基準電圧面４との間に接続され、その長軸方向を前４ｔ
ｈｔｓ１中心導体１の長軸方向に対しほぼ９０＠とじた
第２中心導体２と、前書し第１中心導体１を前把菖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フェ
リ磁性体と、靜磁界を供給するための少なくとも１１［
の磁石と、前記第１中心導体１および第２中心導体２の
それぞれに並列に接続された第１および＃！２コングン
サ５ｍ、　５ｂと、前（乙入力端子１と出力端子２との
間に接続された抵抗を組み合わせて具え、前を乙第１お
よび第２中心導体と前Ｌ７７工リ磁性とを前記磁石９の
近傍に配置し、この靜磁界を前払フェリ磁性体の面には
Ｘ＠直となるよｊＫＬだ糺広帯域２端子アインレータに
おいて、前記フェリ磁性体として、ｎ（ｎ≧３）枚のフ
ェリ磁性体を用い、これらを重ね合わせた時に生ずる（
ｎ−１）の層間にそれぞれに３枚１組の網目状中心導体
を１組づつ合計（ｎ−１）組配するとともに、前記（ｎ
−１）組の中心導体をそれぞれ電気的に並列に接続した
ことを特徴とする広帯域２端子フインレータ。 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７工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端子アインレ
ータ。 ３、磁石が、この磁石の磁界のために軟磁性体の帰還磁
気回路１３．１７をさ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端子アインレータ。 ４、　フェリ磁性体を、多結晶ガーネッ）５１マイクｐ
波フ工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端子フインレータ。 ■　明細書の「発明の詳細な説明」の欄の記載を下記の
通り訂正する。 記 １）　明細書第５頁Ｊｌｌｉ２０行の「使麻」を「使用
」に訂正する。 ２）　同書第１Ｏ頁第１２行の「（１ｏｏθ以下）」を
ｒ（１０００ｅ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
   電圧面との間に接続され、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１を前期第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、
   静磁界を供給するための少なくとも１個の磁石と、前記
   第１中心導体１および第２中心導体２のそれぞれに並列
   に接続された第１および第２コンデンサ５ａ　、　５ｂ
   と、前期入力端子１と出力端子２との間に接続ざｎた抵
   抗を組み合わせて具え、前期第１および第２中心導体と
   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工リ磁性体の面には！垂直となるように
   したこと広帯域２Ｎ４子アイソレータにおいて、前記７
   工リ磁性体として、ｎ（ｎ≧５）枚の７工リ磁性体を用
   い、これらを重ね合わせた時に生ずる（ｎ−１）の層間
   にそれぞれに３枚τ組の網目状中心導体ｆ１組づツ合計
   （ｎ　−１）組配するとともに、前記（ｎ−１）組の中
   心導体をそれぞれ電気的に並列に接続したことそ特徴と
   Ｔる広帯域２端子アイソレータ。 λ　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（Ｉｎ−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　磁石が、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、　フェリ磁性体を、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。