JPS583402A - 広帯域2端子アイソレ−タ - Google Patents

広帯域2端子アイソレ−タ

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JPS583402A
JPS583402A JP10183581A JP10183581A JPS583402A JP S583402 A JPS583402 A JP S583402A JP 10183581 A JP10183581 A JP 10183581A JP 10183581 A JP10183581 A JP 10183581A JP S583402 A JPS583402 A JP S583402A
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JP
Japan
Prior art keywords
terminal
isolator
magnet
broadband
electromagnetic shield
Prior art date
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Pending
Application number
JP10183581A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Takeda
茂 武田
Masaharu Kawashima
川島 正治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
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Publication of JPS583402A publication Critical patent/JPS583402A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/32Non-reciprocal transmission devices
    • H01P1/36Isolators

Landscapes

  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)

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
°するアイル−タの改良に関するものである。
現在の技術では、一般的に、2種類のタイプす・孟わち
以合型丈−キエ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、同格のある部分と
次段から分離するために用いられる。を−そ−レータは
、一般には3個あるいけ4個の端子を有する素子である
サーキュレータは、第3端子が整合インピーダンスで経
端されているもσ)とす几は、tif11端子より入っ
たエネルギーは最小の減衰すなわち損失で第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。
したがって第1および第2の端子のみを考えるならば、
サーキュ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ば第5端子の整合インピーダ
ンスがりアクタンスを有さなければならず、この、・乞
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ル−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シl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1本来的に狭帯埴素子で
ある。さらに1強磁性共鳴は印加磁界の強さyc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。消失エネルギーが7工リ磁性体内で
消費されるから・である。このため温度が上がりすぎて
キエーリ一温度以上とな9.フェ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゛周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することである。
本発明の目的は、入力端子と、出力端子と。
基準電圧面を其える本発明のアイソレータによ抄達成さ
れる。第1中心導体を入力端子から基準電圧面に接続し
、第2中心導体を出力端子から基準電圧面に接続する。
この際、第2中心導体の長さ方向は、第1中心導体の長
さ方向に対してほぼ90°をなすようにする。第1中心
導体を第2中心導体から絶縁するための絶縁体を設ける
。少くとも1個の7工リ磁性°体を中心導体に隣接して
配置する。1個の磁石と2枚の軟磁性体が靜磁界を印加
する。第1および第2中心導体と7工リ磁性体を靜磁界
中に配置し、靜磁界中に配置し、靜磁界がフェリ磁性体
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中心導体と、7工リ磁性体と、・1個の磁石と2
枚の軟磁性体とをほぼ取り囲んでおり、この電磁シール
ドを基準電圧面に接続する。第1および第2のコンデン
サを第1および第2の中心導体にそれぞれ並列に接続す
る。抵抗を入力端子と出力端子との間に接続する。
巣下1本発明を図面に基づいて詳細に説明するO   
 ・ 第1図は1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 )
。第2図は本発明の一実施例の断面正面図である。哨3
図は他の実施例の分解断面正面図である。第4図は1本
実施例で帰られた電気性能図である。第1図および第2
図において2つの中心導体あるいけ、網目状導体10お
よび11を、結合を最小にするために、長市方向を互い
にほぼ90@に配置した状態で示す。これらの導体ある
いは網目状導体は動作周波数によって1本のワイヤある
^は分割された導体あるいは1巻以上の巻数を有す本コ
イルとすることが可能である。網目状中心導体は、マイ
ラーのような薄いシート状の絶縁材料12によって互い
に絶縁′される。フェライトの円板13を網目状中心導
体に隣接して配置し、これら組立品の上方の片側に軟磁
性体19を介して磁石14を配置する。中心導体10の
下方に隣接しても51つの軟磁性体19が配置される。
この場合、軟磁性体19はNi −Zvs7エライト等
の絶縁体が望ましい。それぞれの中心導体の2端を、中
心導体、フェライト円板および磁石を取り囲む鋼製シー
ルドケース15に接続して、素子接地面とする。軟鉄製
部材16が素子を部分的に取り囲んで、磁界“回路的な
帰還路となる。軟鉄製部材16畔、より小さな磁石の使
用を可能にすると、同一に外部磁界の影譬を低減させる
中心導体10.11の非接地端部を鋼製シールドケース
15から取り出し、抵抗17によって相互に接続する。
網目状中心導体の間に接続されたこの抵抗は1次に説明
するように、広帯域な周波数にわたって単方向性を与え
る。コンデンサ18をそれぞれの中心導体と接地の間に
接続する。
このコンデンサは、銅製シールドケース15および軟鉄
#部材16の内部あるいは外部に設けられる。また、こ
のコンデン?は1人力および出力のインピーダンス整合
のためのものである。入力接続を入力中心導体1oに対
して行い、出力接続を出力中心導体11に対して行う。
第5図の実施例は、2枚のフェライト円板15をそれぞ
れを中心導体10. Itを介して対向して配置し、磁
石14と軟磁性体19を外側に配置し。
2つの軟磁iff体190間に鋼製シールドケース15
を配置したこと以外は第2図の実施例と同様である。こ
れら2つの実施例の動作原理は同じであり1周波数応答
のみが多少異なる。この装置は7工ライト円板の強愚性
共鳴点では動作しないので、従来のアイソレータシよび
サーキ凰レータにおける場合のように、磁界11141
は、それほど重畳ではない。フェライト円板15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YIOとすることも可能である。本発
明に適用される乏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(
1ooo#以下)と高いキ轟−リ一点(155−250
”Q )である。1枚ないし2枚の7工ライト円板15
が適切な靜磁界によって磁気的にバイアスされていると
きは、挿入損失(曲1i120)と逆方向損失(曲1f
s21)との間には大きな差が生じる(第4図)。
第4図の曲41120は、 820〜855 Mlls
の周波数範囲で解いられるように設計した実施例の挿入
損失を示す。曲線21け、アイソレータの逆方向通過損
失を示す。縦座標の目標けQ/fあり、:i#入損失と
逆方向通過損失でけ間隔が異なる。第4図の曲線は、挿
入損失と逆方向通過損失では間隔が異なる。第4図の曲
lIIは、挿入損失と逆方向損失の差を示すだけでなく
1本発明の主要な4!FwLである広帯域特性を4示し
ている。この特性は従来の素子にはないものである。こ
れは従来の素子が7工リ磁性体の強磁性共鳴吸収を用い
ているか、あるいけ素子を周波数に対してかなり変化す
るりアクタンスを有するインピーダンス整合回路を有し
ているからである。
本発明の代表的な応用例は、覗圧制御発振器と次段の増
幅器を・切り離すこと?、増幅器の出力とアンテナ回路
との間に入れ、混変l!l特性を改善すること等である
。広帯域特性を有すること、外部エネルギー消費型であ
ること、および磁界調整の重要度が小さいことは、゛小
型でコンパクトな素子にはIWFに必要なことである。
本発明アイソレータ夕は少なくとも数10にHmから2
000MHzの周波数箭囲にわたって動作できることは
明らかである。
【図面の簡単な説明】
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、第2b!Jは一実施例の断面正面図、第5
図は他の実施例の分解断面正面図、縞4図は本発明のア
イソレータの2方向における損失を示す図である。 10.11 ;網目状中心導体 12;薄いシート状絶縁物 13;7工ライト円板   14;、磁石15;銅製シ
ー ルドヶース 、 16;械鉄製部材 17;抵抗        、18;コンデンサー19
;軟磁性体 ・     牙 f 図 オキ閉 81m  (MHl) ′j5・許庁長宮殿 補市をする者 、=llftとの関η   1¥ 許 出 願 人+1
T4r   東京都千代L+1区丸の内2丁目1番2号
−r、  待  淘8)日立金属株式会社代表゛者河野
 夫夫 代  ・理  人 ?+n市の対象 補市の内容 別紙の通り 補正の内容 ■ @縦書の「特LI!f#11求の範囲」の膚を次の
通り訂正する〇 特許請求の範囲 L 入力端子および出力′端子を具え、接地となる基準
電圧面と、前期入力端子とこの基準電圧面′との間に接
続した第1中心導体と、前期出力端子と基準電圧面との
間に接続され、その長軸方向を前期11’l中心導体の
長軸方向に対しはrted’とした1il!!!中心導
体と1前期第1中心導体を前期第2中心導体から絶縁す
るための絶縁体と、前期第1中心導体および第2中心導
体に密接して配置した少くとも1個の7.9磁性体と1
静磁界を供給するための1個の磁石と2枚の軟磁性体と
、前期第1中心導体および第2中心導体のそれぞれに並
列にl!統′された11111および第2コンデンサと
、前記入力層子と出力端子との間に接続された抵抗を組
み合わせて具え、前期第1および第8中心導体と前期7
8り磁性体とを前期2枚の軟磁性体の間に配置し、この
静磁界を前期78り磁性体の面に重度となるようにした
ことを特徴とする高周波無線装置に用いられる広帯域2
端子アイソレータ・ き 電磁シールドを具え、この電磁シールド内に、第1
および第8中心導体と7.り磁性体全段け、前期電磁シ
ールドを基準電圧面と同電位に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8端子アイソレータ。 a a石を電磁シールド内に設けたことを特徴とする特
許請求の範囲第2項記載の広帯域2端子アイソレータ◎ 本 磁石が、この磁石の磁界のために軟磁性体の帰環磁
気回路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端子アイソレータ。 巳 帰環磁気回路を電磁シールドに近接して配置され、
この電磁シールドを部分的もしくは全体的に取り囲む軟
磁性体としたことを特徴とする特許請求の範囲第4項記
載や広帯域a端子アイソレータ。 & 7!゛り磁性体を多結晶ガーネット型マイクロ波7
.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@ ■ 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 L 明細書第3頁第15行の「経端」を「終端」に訂正
する。 2 同書第8頁第14行から第15行の[静磁界中に配
置し、」を削咳する〇 工 同書第8頁第7行の「鋼製」を「銅製」に訂正する
。 t 同書第9頁第8行の「目標はαβであり」を「目盛
はαβであり」に訂正する。 & 同書同頁第9行から第1O行の「第4図の曲線は、
挿入損失と逆方向通過損失では間隔が異なる@」を削除
する。 以  上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 t 入力端子および出力端子を具え、接地となる基準電
    圧面と、#記入力端子とこの基準電圧面との間に接続し
    た第1中心導体と、前期出力端子と基□準電圧面とのr
    illIK接続され、その長軸方向を前期第1中心導体
    の長軸方向に対しはi゛90°とし九第2中心導体と、
    前期第1中心導体を前期jI2中心導体から絶縁するた
    めの絶縁体と、前記#11中心導体および@22中心導
    に密接して配置した少くとも1個のフェリ磁性体と、靜
    磁界を供給゛するため゛の1個の磁石と2枚の軟磁性体
    と、前記第1中心導体および第2中心導体のそれぞれに
    並列に@続された第1および@2コンデンサと、前期入
    力端子と出力端子との間に接続された抵抗を組み合わせ
    て^え、i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2枚の軟磁性体の間に配置し、この静磁界を
    前期フェリ磁性体の面に垂直どなるようにしたことを特
    徴とする高周波無線装置に用いられる広帯域2端子アイ
    ソレータ。 2 電磁シールドを具え、この電磁シールド内に、第1
    シよび第2中心導体と7工リ磁性体を設け、前期電磁シ
    ールドを基準電圧面と同電位に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。 3、 磁石を電磁シールド内に設けたことを特   ′
    微とする特許請求の範囲第2項記載の広帯礒2端子アイ
    ソレータ。 4、 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端子アイツレ゛−タ。 5、帰還磁気回路を、電磁シールドに近接し  1て配
    置され、この電磁シールドを部分的もしくは全体的に取
    り囲む軟磁性体としたことを特徴とする特許請求のaS
    第4項記載の広帯域2端子アイソレータ。− & 7工リ磁性体と、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。
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