JPS6348441B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマイクロ波非可逆回路に関し、とくに
その印加磁界の構造に係る。

マイクロ波回路素子のうちサーキユレータ、ア
イソレータ等のマイクロ波非可逆素子はトランジ
スタの対負荷保護、個別回路間の整合あるいは不
要反射等の目的で、VHF〜ミリ波の広い周波数
帯で広く使用されている。而してマイクロ波集積
回路の発展により、多くのマイクロ波個別回路が
小型化、低価格化され、それに伴つて非可逆回路
素子の小型化、低価格化も強く要求されている。
また多くの個別回路の一体集積化も傾向も強ま
り、他の集積化回路により適合し易い、構造的適
応性も要求されている。従来これらのすべての要
求項目に対して、結局は非可逆回路のみに固有の
磁界印加構造が、障害となつていたため、これに
主眼を置いた新らしい改善が必要である。

サーキユレータあるいはアイソレータを問わ
ず、従来の非可逆回路の代表的なものは第１図
ａ，ｂの断面図が示す構成を取つていた。すなわ
ち、磁性金属板１および接地導体２（両者を同一
板で構成する場合もある）の上にフエリ磁性体板
３、接合電極４および周辺回路５を形成搭載した
誘電体基板６を配置し、上記フエリ磁性体３に永
久磁石７および磁気回路上蓋８により所定の磁界
を印加することにより構成された。

第１図ａの場合永久磁石７を磁気回路上蓋８に
取りつけ、上蓋を磁性金属板に固定しすることに
より磁気回路を閉じすなわち磁気的遮蔽を行うと
ともに物理的遮蔽を行ない、より安定で一様な磁
界を印加することができる。しかしながらこのよ
うな構造を取る限り素子の小型化低価格化には限
度があり、また完全な個別部品化しか行えない。
これらを改善するために第１図ｂのように、点線
で示した磁気回路上蓋８を省略し、永久磁石７を
直接フエリ磁性体板３上に固着することが考えら
れた。これにより上記の改善は計れるが、磁気的
物理的遮蔽が無いため外部の影響を受け易く、ま
た磁束が外部に拡がるために、印加磁界の一様性
が劣化し、結局点線の磁気回路上蓋８を取り付け
ることが行なわれる。またこの場合にはフエリ磁
性体３により通常それより大きな永久磁石７が多
層的に支持されるので、振動等に対し信頼性を欠
く。また第１図ｂの場合はいわゆるトリプレート
型の接合部を示したが、上側のフエリ磁性体３の
ないマイクロストリツプ型では、永久磁石７が直
接高周波電磁界に挿入され、特性の劣化が避けら
れない。

本発明の目的はこのような従来の欠点をことご
とく改善した磁界印加構造を用いたマイクロ波集
積回路を構成するに適した新らしい非可逆回路を
提供することにある。

本発明によれば少くとも互いに平行に配置され
た磁性金属板と永久磁石を用いて形成した磁界中
に少くとも１個以上のフエリ磁性体板を挿入して
なる非可逆回路において、上記永久磁石の上面と
少なくとも一つの側面を覆う形状の磁性金属上蓋
の中に上記永久磁石をその側面が上記磁性金属上
蓋と接しないように配置し、それらを互いに誘電
体基板で固定し、該誘電体基体を前記フエリ磁性
体上方より固定することにより、前記フエリ磁性
体を所定の値に磁化せしめたことを特徴とする非
可逆回路が得られる。

以下本発明を図面を用いて説明する。

第２図は本発明の第１の実施例を示す図でａお
よびｂはその分解斜視図、ｃは組立て時の線
AA′断面図である。本実施例は磁気共鳴型集中定
数アイソレータに本発明を適用したものであり、
以下述べる接合電極およびその周辺回路を変える
ことにより、他の集中定数サーキユレータ、スト
リツプ線路サーキユレータ、等すべての通常のマ
イク波非可逆回路に適用できる。

第２図ｂにおいて表面に良導体めつき（金、
銅、はんだ等）を施こし接地導体を兼ねる磁性金
属板１上のフエリ磁性体板３とそれを中央孔中に
挿入した誘電体基板６が配置され、フエリ磁性体
板３上には接合電極４が、誘電体基板６上には該
接合電極に接続された回転磁界励振用キヤパシタ
５１（より正確には誘電体基板６を誘電体とし磁
性金属板１との間で容量を得るキヤパシタ電極）、
インダクタ５２（５２′はインダクタの終端短絡
導体）およびインピーダンス変換用のインダクタ
５３およびキヤパシタ５４および入出力端子１０
からなる周辺回路がそれぞれパターン状に形成接
続されこの上方より第２図ａに示したごとき、上
部に永久磁石７を、表面および側面にケース状に
磁性金属上蓋体８１をそれぞれ固着した誘電体基
体９を第２図ｃのごとく接着剤層９′を介して搭
載固定することにより、前記フエリ磁性体３に所
定の磁気共鳴磁界を印加し、本発明の非可逆回路
が構成される。

本実施例から分るように、本発明における磁性
金属板１と磁性金属上蓋体８１とで構成する外周
磁気回路は誘電体基板６の厚みＡおよび周辺回路
との電気的結合を無くすため誘電体基板９の底面
より所定の距離だけ上方に間隔Ｂを有している磁
性金属上蓋体８１の該間隔Ｂの分だけ間隔を有し
ているので、第１図ａのごとき完全なる磁気遮蔽
はなされていない。しかしながら第１図ｂのごと
く完全に磁束が外部に拡散することなく実用上充
分な磁気的遮蔽がなされている。またフエリ磁性
体３に印加される磁界の均一性において、第１図
ａとほとんど同一である。しかし本発明は永久磁
石７を含む部分を搭載支持する方法が第１図ｂと
同様に非常に簡単であるので、小型化、低価格
化、取り付けのし易さにおいて、第１図ｂと同様
のメリツトを有する。したがつて後に第３の実施
例で示すようにマイクロ波集積回路への適応性に
優れている。さらに第１図ｂと異なり、磁石部分
全体の支持固定は誘電体基体９によつて、より拡
い面で、すなわちフエリ磁性体３および誘電体基
板２の両方にわたつて支持固着されるので、機械
的に充分強い。

永久磁石としては通常のアルニコ、バリウムフ
ユライト等が用いられる。磁性金属上蓋体８１と
しては軟鉄、純鉄、ニツケルコバール等が用いら
れる。誘電体基体９としてはテフロン（登録商
標）、テフロングラスフアイバー、ポリエチレン
等の高周波損失の少い有機材料、プラスチツク成
型品やアルミナ、フオルスチライト等の高周波誘
電体セラミツク成型品等が広く用いられる。高周
波損失が少くかつ比誘電率の少いものほど好まし
いことは言うまでもない。

本実施例においては永久磁石７、誘電体基板
９、磁性金属上蓋体８１′とも円板状のものを示
したが、これらはそれぞれ角型にし得ることはも
ちろんであり、第３図ａ，ｂに第２の実施例とし
て示すように種々変形し得る。第３図ｂの場合に
は接着剤によらず、ねじまたはばねにより誘電体
基体９をフエリ磁性体回路に固定できる。またこ
れまでの単一磁石のみならず第３図ｃのような整
磁鋼７′付き磁石に適用もでき、さらに同図９″の
ように、高さ調整用の誘電体スペーサーを誘電体
基体底面にあらかじめ接着挿入してもよい。磁界
調整用にはその他に磁性体スペーサーを永久磁石
７上下に挿入する等種々の方法が考えられる。

また２枚のフエリ磁性体２を用いたトリプレー
ト型接合部にも、第３図ｄのような誘電体基体９
の形状変形により本発明が適用できる。この場合
の誘電体基板９欠落部を大きくすれば、接合部周
辺回路に外付け個別部品を用いることもできる。

第４図は本発明の第３の実施例であるマイクロ
波集積回路への適用例を示し、ａは上蓋を除いた
ときの分解斜視図、ｂは上蓋を取り付けたときの
断面図である。本実施例ではトランジスタ２０、
入出力整合マイクロストリツプ回路導体５５、
DCブロツクキヤパシタ５６、バイアスコネクタ
５７等からなるマイクロ波集積回路化された一段
のトランジスタ増幅器と、第２図に示した、アイ
ソレータとが一体化されたトランジスタ増幅器を
示している。第２図と同一構成要素部分は同一記
号をもつて示している。通常上記マイクロストリ
ツプ回路導体等はアルミナ等の誘電体基板上に形
成され、誘電体基板はその裏面導体を介して金属
キヤリアにはんだ付け等により固着される。これ
らの金属キヤリアとしては、アルミナ等と熱膨張
係数の近い鉄、コバー等の磁性金属が用いられる
場合が多い。本実施例では図から明らかなように
金属キヤリアをそのまま延長して非可逆回路部の
磁性金属板１として使用することにより全体の小
型一体化、経済化を計ることができる。本実施例
では、増幅器用誘電体基板と非可逆回路用誘電体
基板も同一の単一誘電体基板６を用いている。し
かし個々の部分で特性を検査する場合には、これ
を分割してもよい。どちらの場合にも、本発明に
よる新らしい磁気回路は、回路パターン等を通常
の集積回路手法のまま形成した後、単に外付けす
るのみであるので一体集積化が非常に容易であ
る。図において、１０′は入出力コネクタ、１１
は全体のケース、１１′は上蓋である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来のアイソレータ断面構造図
であり、１は磁性金属板、２は接地導体、３はフ
エリ磁性体板、４は接合電極、５は周辺回路、６
は誘電体基板、７は永久磁石、８は磁気回路上蓋
である。 第２図は本発明の第１の実施例を示す図で、ａ
およびｂは分解斜視図、ｃは組立て時断面図であ
る。第１図と共通構成要素は同一番号を付した。
５１，５４はキヤパシタ、５２，５３はインダク
タ、１０は入出力端子である。９は誘電体基板、
９′は接着剤層、８１は磁性金属上蓋体である。 第３図は第２の実施態様を示す部分斜視図ある
いは断面図である。７′は整磁鋼、９″は誘電体ス
ペーサーある。 第４図は本発明の第３の実施例を示す斜視図お
よび断面図である。第１図、第２図と共通構成要
素は同一番号を用いた。その他に２０はトランジ
スタ、５５は回路導体、５６はDCブロツクキヤ
パシタ、５７はバイアスコネクタ、１０′は入出
力コネクタ、１１はケース、１１′は上蓋である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも互いに平行に配置された磁性金属
   板と永久磁石を用いて形成した磁界中に少なくと
   も一個以上のフエリ磁性体板を挿入してなる非可
   逆回路において、上記永久磁石の上面と少なくと
   も一つの側面を覆う形状の磁性金属上蓋の中に上
   記永久磁石をその側面が上記磁性金属上蓋と接し
   ないように配置し、それらを互いに誘電体基体で
   固定し、該誘電体基体を前記フエリ磁性体上方よ
   り固定することにより、前記フエリ磁性体を所定
   の値に磁化せしめたことを特徴とする非可逆回
   路。