(57)【要約】  さらなる広帯域化を達成できる非可逆回路素子及び無線通信端末機器を得る。  磁性体コア（１１）と、磁性体コア（１１）に直流磁界を印加する永久磁石と、磁性体コア（１１）に互いに絶縁状態でかつ所定の角度で互いに交差して配置された複数の中心導体（Ｘ１），（Ｘ２），（Ｘ３）と、中心導体（Ｘ１），（Ｘ２），（Ｘ３）のうち少なくとも一つの中心導体に磁性体コア（１１）上で隣接して配置された補助導体（Ｙ１），（Ｙ２），（Ｙ３）と、を備えた非可逆回路素子（サーキュレータ）。補助導体（Ｙ１），（Ｙ２），（Ｙ３）は隣接する中心導体（Ｘ１），（Ｘ２），（Ｘ３）と少なくとも磁性体コア（１１）を介して磁界結合している。
2012124537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体コアと、
前記磁性体コアに直流磁界を印加する永久磁石と、
前記磁性体コアに互いに絶縁状態でかつ所定の角度で互いに交差して配置された複数の中心導体と、
前記複数の中心導体のうち少なくとも一つの中心導体に前記磁性体コア上で隣接して配置された補助導体と、
を備え、
前記補助導体は隣接する前記中心導体と少なくとも前記磁性体コアを介して磁界結合していること、
を特徴とする非可逆回路素子。
【請求項２】
前記補助導体は、隣接する前記中心導体と平行に延在し、かつ、その両端がグランドに接続されること、を特徴とする請求項１に記載の非可逆回路素子。
【請求項３】
前記磁性体コアを含む積層体をさらに備え、
前記中心導体は前記積層体の内部で複数の層にわたって複数ターン巻回されており、
前記補助導体は前記中心導体の各ターンの間の層に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非可逆回路素子。
【請求項４】
前記補助導体と前記グランドとの間に配置したキャパシタンス素子をさらに備え、
前記補助導体は自身が形成するインダクタンス素子と前記キャパシタンス素子とでＬＣ共振器として構成されていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の非可逆回路素子。
【請求項５】
アンテナ素子と、該アンテナ素子に接続された請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の非可逆回路素子と、を備えたことを特徴とする無線通信端末機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非可逆回路素子、特に、マイクロ波帯で使用されるアイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子及び無線通信端末機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子は、予め定められた特定方向にのみ信号を伝送し、逆方向には伝送しない特性を有している。この特性を利用して、例えば、サーキュレータは、携帯電話などの移動体通信端末機器の送受信回路部に使用されている。【０００３】
この種のサーキュレータでは、複数の中心導体を磁性体コア（フェライト）の主面に配置し、該フェライトに永久磁石から直流磁界を印加することで複数の中心導体を結合させている。特許文献１には中心導体に共振回路を追加することで、通過帯域の広帯域化を実現したサーキュレータが記載されている。しかしながら、近年では、無線通信システムにＬＴＥ等の様々なシステムが導入されており、送受信回路部をより簡略化するために、より広帯域での動作が可能な非可逆回路素子が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第００／５９０６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、さらなる広帯域化を達成できる非可逆回路素子及び無線通信端末機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の形態である非可逆回路素子は、
磁性体コアと、
前記磁性体コアに直流磁界を印加する永久磁石と、
前記磁性体コアに互いに絶縁状態でかつ所定の角度で互いに交差して配置された複数の中心導体と、
前記複数の中心導体のうち少なくとも一つの中心導体に前記磁性体コア上で隣接して配置された補助導体と、
を備え、
前記補助導体は隣接する前記中心導体と少なくとも前記磁性体コアを介して磁界結合していること、
を特徴とする。【０００７】
本発明の第２の形態である無線通信端末機器は、アンテナ素子と、該アンテナ素子に接続された前記非可逆回路素子と、を備えたことを特徴とする。【０００８】
非可逆回路素子においては、一の中心導体に入力された高周波信号は、磁性体コア上で結合している他の中心導体に伝搬されて出力される。その際の動作は単共振回路としての動作となる。前記非可逆回路素子では、少なくとも一つの中心導体に前記磁性体コア上で隣接して配置された補助導体が中心導体と磁界結合した補助導体を使用周波数近傍で共振させることで複共振させ、広帯域化する。この際、補助導体と中心導体が磁性体コア上で磁界結合し、高周波信号の非可逆の伝搬に寄与する磁気エネルギーを向上させる。それゆえ、中心導体どうしの非可逆の実効的結合度が高まり、動作する信号が広帯域化する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、中心導体に対して補助導体を併設することで、さらなる広帯域化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本願発明の基本となるサーキュレータの回路図である。
【図２】図１に示したサーキュレータの特性を示すグラフである。
【図３】一実施例であるサーキュレータの回路図である。
【図４】図３に示したサーキュレータの等価回路図である。
【図５】図３に示したサーキュレータの特性を示すグラフである。
【図６】図３に示したサーキュレータの模式的な断面図である。
【図７】図３に示したサーキュレータを構成する積層体を各層ごとに分解して示す平面図である。
【図８】通信端末機器の送受信回路部の第１例を示し、（Ａ）は従来の送受信回路部のブロック図、（Ｂ）は本発明に係るサーキュレータを含む送受信回路部のブロック図である。
【図９】通信端末機器の送受信回路部の第２例を示し、（Ａ）は従来の送受信回路部のブロック図、（Ｂ）は本発明に係るサーキュレータを含む送受信回路部のブロック図、（Ｃ）は本発明に係るサーキュレータを含むいま一つの送受信回路部のブロック図である。
【図１０】通信端末機器の送受信回路部の第３例において本発明に係るサーキュレータを含む送受信回路部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る非可逆回路素子及び無線通信端末機器の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、同じ部材、部分については共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
（サーキュレータの基本形態、図１及び図２参照）
まず、本発明に係るサーキュレータの基本形態について図１を参照して説明する。このサーキュレータ１は、磁性体コア（フェライト）１１の表面に第１中心導体Ｘ１、第２中心導体Ｘ２及び第３中心導体Ｘ３を互いに絶縁状態でかつ１２０°の角度で互いに交差して配置したものである。各中心導体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３の一端はキャパシタンス素子Ｃｓ１，Ｃｓ２，Ｃｓ３を介して入出力ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３とされ、該キャパシタンス素子Ｃｓ１，Ｃｓ２，Ｃｓ３と並列に接続されたキャパシタンス素子Ｃｐ１，Ｃｐ２，Ｃｐ３はグランドに接続されている。また、各中心導体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３の他端はグランドに接続されている。
【００１３】
以上の構成からなるサーキュレータ１において、図示しない永久磁石から付与される直流磁界によって、入出力ポートＰ１から入力された高周波信号Ａは第１中心導体Ｘ１と１２０°で交差する第２中心導体Ｘ２に伝搬し、入出力ポートＰ２から信号Ａ’として出力される。入出力ポートＰ２から入力された高周波信号Ｂは第２中心導体Ｘ２と１２０°で交差する第３中心導体Ｘ３に伝搬し、入出力ポートＰ３から信号Ｂ’として出力される。入出力ポートＰ３から入力された高周波信号Ｃは第３中心導体Ｘ３と１２０°で交差する第１中心導体Ｘ１に伝搬し、入出力ポートＰ１から信号Ｃ’として出力される。
【００１４】
前記サーキュレータ１の特性は図２に示すとおりであり、順方向の挿入損失特性を曲線ａで示し、順方向の反射特性を曲線ｂで示し、アイソレーション特性を曲線ｃで示す。このサーキュレータ１においては、−２０ｄＢを基準とすると領域Ｘが使用可能帯域となる。
【００１５】
（一実施例、図３〜図７参照）
一実施例であるサーキュレータ１０は、図３及び図４に示すように、第１、第２及び第３中心導体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３と平行に隣接して延在する第１、第２及び第３補助導体Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３を配置したものである。これらの補助導体Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３の一端はグランドに接続され、他端はキャパシタンス素子Ｃｃ１，Ｃｃ２，Ｃｃ３を介してグランドに接続されている。各中心導体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３は自身がインダクタンス素子を形成しており、永久磁石１５（図６参照）から付与される直流磁界によって中心導体Ｘ１とＸ２、中心導体Ｘ２とＸ３、中心導体Ｘ３とＸ１がそれぞれ自己のインダクタンス素子によって互いに結合している。
【００１６】
各補助導体Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３は、自身が形成するインダクタンス素子とキャパシタンス素子Ｃｃ１，Ｃｃ２，Ｃｃ３とでそれぞれがＬＣ共振器として構成されており、隣接する中心導体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３と磁性体コア１１上で磁界を介して結合している。
【００１７】
以上の構成からなるサーキュレータ１０において、高周波信号の伝搬経路は前記サーキュレータ１で説明したとおりであり、単共振の特性を示す。そして、中心導体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に隣接して配置され、中心導体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３と磁界結合した補助導体Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３を使用周波数近傍で共振させることで複共振させ、広帯域化する。その際、補助導体Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３が中心導体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３と磁性体コア１１上で磁界結合して高周波信号の非可逆の伝搬に寄与する磁気エネルギーを向上させる。それゆえ、中心導体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３どうしの非可逆の実効的結合度が高まり、動作する信号が広帯域化する。
【００１８】
サーキュレータ１０の特性は図５に示すとおりであり、順方向の挿入損失特性を曲線ａで示し、順方向の反射特性を曲線ｂで示し、アイソレーション特性を曲線ｃで示す。このサーキュレータ１０においては、−２０ｄＢを基準とすると領域Ｘが使用可能帯域となり、図２に示したグラフと比較すると明らかに広帯域化が達成されている。ちなみに、補助導体Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３に設けたキャパシタンス素子Ｃｃ１，Ｃｃ２，Ｃｃ３の容量はそれぞれ８．１ｐＦである。各中心導体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に設けたキャパシタンス素子Ｃｐ１，Ｃｐ２，Ｃｐ３の容量はそれぞれ１．１ｐＦ、キャパシタンス素子Ｃｓ１，Ｃｓ２，Ｃｓ３の容量はそれぞれ３．６ｐＦである。また、中心導体Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３はそれぞれ磁性体コア１１に１．５ターンずつ巻回されている。
【００１９】
前記サーキュレータ１０は磁性体コア１１を含む積層体として構成されており、図６にその構成を模式的に示す。積層体は、表面あるいは裏面に中心導体、補助導体を構成する各種導体が形成された磁性体からなるシートを積層したもので、中心部に磁性体コア１１を内蔵している。積層体の上面には永久磁石１５が配置され、周囲を囲むヨーク１７（図６（Ｂ）参照）によって閉磁路が形成されている。ちなみに、図６（Ａ）はヨーク１７を設けない積層体、図６（Ｂ）はヨーク１７を設けた積層体を示している。また、複数の層に形成された各種導体はビアホール導体によって電気的に接続されている。補助導体は中心導体の各ターンの間の層に形成されていることが好ましい。補助導体を中心導体の各ターンの間の層に形成した場合、補助導体が中心導体と重なる部分で上下の各ターンの層を利用して互いに接触しないように配線することが容易となる。
【００２０】
ここで、サーキュレータ１０の積層構造の一例について図７を参照して説明する。図７では順次下方から積層されるシート２１ａ〜２１ｋを示し、最下層のシート２１ａには裏面に各種導体が形成されている。各シート２１ａ〜２１ｋ上に図示されている小さな円はビアホール導体であり、最下層のシート２１ａに記載されているビアホール導体は上層の導体との接続のためのものであり、それ以外のシート２１ｂ〜２１ｋに記載されているビアホール導体は下層の導体との接続のためのものである。なお、ビアホール導体は煩雑さを避けるために主要なものに符号を付している。
【００２１】
各シート上に導体膜として形成された導体Ｃ１ａ〜Ｃ１ｈは第１中心導体Ｘ１を形成し、導体Ｃ２ａ〜Ｃ２ｈは第２中心導体Ｘ２を形成し、導体Ｃ３ａ〜Ｃ３ｈは第３中心導体Ｘ３を形成している。導体Ｒ１ａ〜Ｒ１ｆは第１補助導体Ｙ１を形成し、導体Ｒ２ａ，Ｒ２ｂは第２補助導体Ｙ２を形成し、導体Ｒ３ａ〜Ｒ３ｅは第３補助導体Ｙ３を形成している。
【００２２】
具体的には、最下層のシート２１ａの裏面には入出力ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３とグランド導体２５が形成されている。入出力ポートＰ１はシート２１ｂに形成された導体Ｄ１ａ、シート２１ｃに形成されたビアホール導体Ｂ１ａ、シート２１ｄ〜２１ｇに形成された導体Ｄ１ｂ〜Ｄ１ｅを介してシート２１ｈに形成された導体Ｃ１ａの一端に接続されている。該導体Ｃ１ａの他端はシート２１ｉに形成されたビアホール導体Ｂ１ｂを介してシート２１ｊに形成された導体Ｃ１ｂの一端に接続されている。該導体Ｃ１ｂの他端はシート２１ｉ〜２１ｅに形成されたビアホール導体Ｂ１ｃ〜Ｂ１ｇを介してシート２１ｄに形成された導体Ｃ１ｃの一端に接続されている。該導体Ｃ１ｃの他端はシート２１ｃに形成されたビアホール導体Ｂ１ｈを介してシート２１ｂに形成された導体Ｃ１ｄの一端に接続されている。該導体Ｃ１ｄの他端はシート２１ｃに形成されたビアホール導体Ｂ１ｉ、シート２１ｄ〜２１ｇに形成された導体Ｄ１ｆ〜Ｄ１ｉを介してシート２１ｈに形成された導体Ｃ１ｅの一端に接続されている。該導体Ｃ１ｅの他端はシート２１ｉに形成されたビアホール導体Ｂ１ｊを介してシート２１ｊに形成された導体Ｃ１ｆの一端に接続されている。該導体Ｃ１ｆの他端はシート２１ｉ〜２１ｅに形成されたＢ１ｋ〜Ｂ１ｏを介してシート２１ｄに形成された導体Ｃ１ｇの一端に接続され、該導体Ｃ１ｇの他端はシート２１ｃに形成されたビアホール導体Ｂ１ｐを介してシート２１ｂに形成された導体Ｃ１ｈの一端に接続されている。該導体Ｃ１ｈの他端はシート２１ａに形成されたビアホール導体Ｂ１ｑを介してグランド導体２５に接続されている。
【００２３】
入出力ポートＰ２はシート２１ｂに形成された導体Ｄ２ａ、シート２１ｃに形成されたビアホール導体Ｂ２ａ、シート２１ｄ〜２１ｇに形成された導体Ｄ２ｂ〜Ｄ２ｅを介してシート２１ｈに形成された導体Ｃ２ａの一端に接続されている。該導体Ｃ２ａの他端はシート２１ｉに形成されたビアホール導体Ｂ２ｂを介してシート２１ｊに形成された導体Ｃ２ｂの一端に接続されている。該導体Ｃ２ｂの他端はシート２１ｉ〜２１ｅに形成されたビアホール導体Ｂ２ｃ〜Ｂ２ｇを介してシート２１ｄに形成された導体Ｃ２ｃの一端に接続されている。該導体Ｃ２ｃの他端はシート２１ｃに形成されたビアホール導体Ｂ２ｈを介してシート２１ｂに形成された導体Ｃ２ｄの一端に接続されている。該導体Ｃ２ｄの他端はシート２１ｃに形成されたビアホール導体Ｂ２ｉ、シート２１ｄ〜２１ｇに形成された導体Ｄ２ｆ〜Ｄ２ｉを介してシート２１ｈに形成された導体Ｃ２ｅの一端に接続されている。該導体Ｃ２ｅの他端はシート２１ｉに形成されたビアホール導体Ｂ２ｊを介してシート２１ｊに形成された導体Ｃ２ｆの一端に接続されている。該導体Ｃ２ｆの他端はシート２１ｉ〜２１ｅに形成されたＢ２ｋ〜Ｂ２ｏを介してシート２１ｄに形成された導体Ｃ２ｇの一端に接続され、該導体Ｃ２ｇの他端はシート２１ｃに形成されたビアホール導体Ｂ２ｐを介してシート２１ｂに形成された導体Ｃ２ｈの一端に接続されている。該導体Ｃ２ｈの他端はシート２１ａに形成されたビアホール導体Ｂ２ｑを介してグランド導体２５に接続されている。
【００２４】
入出力ポートＰ３はシート２１ｂに形成された導体Ｄ３ａ、シート２１ｃに形成されたビアホール導体Ｂ３ａ、シート２１ｄ〜２１ｇに形成された導体Ｄ３ｂ〜Ｄ３ｅを介してシート２１ｈに形成された導体Ｃ３ａの一端に接続されている。該導体Ｃ３ａの他端はシート２１ｉに形成されたビアホール導体Ｂ３ｂを介してシート２１ｊに形成された導体Ｃ３ｂの一端に接続されている。該導体Ｃ３ｂの他端はシート２１ｉ〜２１ｅに形成されたビアホール導体Ｂ３ｃ〜Ｂ３ｇを介してシート２１ｄに形成された導体Ｃ３ｃの一端に接続されている。該導体Ｃ３ｃの他端はシート２１ｃに形成されたビアホール導体Ｂ３ｈを介してシート２１ｂに形成された導体Ｃ３ｄの一端に接続されている。該導体Ｃ３ｄの他端はシート２１ｃに形成されたビアホール導体Ｂ３ｉ、シート２１ｄ〜２１ｇに形成された導体Ｄ３ｆ〜Ｄ３ｉを介してシート２１ｈに形成された導体Ｃ３ｅの一端に接続されている。該導体Ｃ３ｅの他端はシート２１ｉに形成されたビアホール導体Ｂ３ｉを介してシート２１ｊに形成された導体Ｃ３ｆの一端に接続されている。該導体Ｃ３ｆの他端はシート２１ｉ〜２１ｅに形成されたＢ３ｊ〜Ｂ３ｎを介してシート２１ｄに形成された導体Ｃ３ｇの一端に接続され、該導体Ｃ３ｇの他端はシート２１ｃに形成されたビアホール導体Ｂ３ｏを介してシート２１ｂに形成された導体Ｃ３ｈの一端に接続されている。該導体Ｃ３ｈの他端はシート２１ａに形成されたビアホール導体Ｂ３ｐを介してグランド導体２５に接続されている。
【００２５】
最上層のシート２１ｋ上にはキャパシタンス素子Ｃｃ１，Ｃｃ２，Ｃｃ３を実装するための電極Ｅ１ａ，Ｅ１ｂ、Ｅ２ａ，Ｅ２ｂ、Ｅ３ａ，Ｅ３ｂが形成されている。電極Ｅ１ａはシート２１ｋ〜２１ａに形成されたビアホール導体Ｍ１ａ〜Ｍ１ｋを介してグランド導体２５に接続されている。電極Ｅ１ｂはシート２１ｋ、２１ｊに形成されたビアホール導体Ｎ１ａ，Ｎ１ｂを介してシート２１ｉに形成された導体Ｒ１ａの一端に接続されている。該導体Ｒ１ａの他端はシート２１ｊに形成された導体Ｒ１ｂの一端に接続されている。該導体Ｒ１ｂの他端はシート２１ｉに形成された導体Ｒ１ｃの一端に接続されている。該導体Ｒ１ｃの他端はシート２１ｈ〜２１ｄに形成されたビアホール導体Ｎ１ｃ〜Ｎ１ｇを介してシート２１ｃに形成された導体Ｒ１ｄの一端に接続されている。該導体Ｒ１ｄの他端はシート２１ｄに形成された導体Ｒ１ｅの一端に接続されている。該導体Ｒ１ｅの他端はシート２１ｃに形成された導体Ｒ１ｆの一端に接続されている。該導体Ｒ１ｆの他端はシート２１ｂ，２１ａに形成されたビアホール導体Ｎ１ｈ、Ｎ１iを介してグランド導体２５に接続されている。
【００２６】
電極Ｅ２ａはシート２１ｋ〜２１ａに形成されたビアホール導体Ｍ２ａ〜Ｍ２ｋを介してグランド導体２５に接続されている。電極Ｅ２ｂはシート２１ｋ，２１ｊに形成されたビアホール導体Ｎ２ａ，Ｎ２ｂを介してシート２１ｉに形成された導体Ｒ２ａの一端に接続されている。該導体Ｒ２ａの他端はシート２１ｈ〜２１ｄに形成されたビアホール導体Ｎ２ｃ〜Ｎ２ｇを介してシート２１ｃに形成された導体Ｒ２ｂの一端に接続されている。該導体Ｒ２ｂの他端はシート２１ｂ，２１ａに形成されたビアホール導体Ｎ２ｈ，Ｎ２ｉを介してグランド導体２５に接続されている。
【００２７】
電極Ｅ３ａはシート２１ｋ〜２１ａに形成されたビアホール導体Ｍ３ａ〜Ｍ３ｋを介してグランド導体２５に接続されている。電極Ｅ３ｂはシート２１ｋ，２１ｊに形成されたビアホール導体Ｎ３ａ，Ｎ３ｂを介してシート２１ｉに形成された導体Ｒ３ａの一端に接続されている。該導体Ｒ３ａの他端はシート２１ｈに形成された導体Ｒ３ｂの一端に接続されている。該導体Ｒ３ｂの他端はシート２１ｉに形成された導体Ｒ３ｃの一端に接続されている。該導体Ｒ３ｃの他端はシート２１ｈ〜２１ｄに形成されたビアホール導体Ｎ３ｃ〜Ｎ３ｇを介してシート２１ｃに形成された導体Ｒ３ｄの一端に接続されている。該導体Ｒ３ｄの他端はシート２１ｂに形成された導体Ｒ３ｅの一端に接続されている。該導体Ｒ３ｅの他端はシート２１ｃに形成された導体Ｒ３ｆの一端に接続されている。該導体Ｒ３ｆの他端はシート２１ｂ，２１ａに形成されたビアホール導体Ｎ３ｈ，Ｎ３iを介して
グランド導体２５に接続されている。
【００２８】
（送受信回路部への適用例、図８〜図１０参照）
次に、前記サーキュレータ１０を無線通信端末機器（携帯電話）に搭載した例について説明する。図８は送受信回路部の第１例を示し、システム１はローバンド帯（例えば、８００〜９００ＭＨｚ帯）で使用し、システム２はハイバンド帯（例えば、１８００〜１９００ＭＨｚ帯）で使用するように構成されている。
【００２９】
従来の構成は図８（Ａ）に示すように、受信側端子ＲＸ１及び送信側端子ＴＸ１をデュープレクサＤ１を介して、受信側端子ＲＸ２及び送信側端子ＴＸ２をデュープレクサＤ２を介して、アンテナ素子Ａｎｔに接続されたダイプレクサＤ３に接続していた。デュープレクサＤ１，Ｄ２は、送受信信号の周波数が近接しているため、高Ｑ特性が必要とされていた。これに対して、図８（Ｂ）に示す送受信回路部は、受信側端子ＲＸ１、ＲＸ２をダイプレクサＤ４を介して、送信側端子ＴＸ１，ＴＸ２をダイプレクサＤ５を介して、アンテナ素子Ａｎｔに接続された前記サーキュレータ１０に接続している。広帯域で使用可能なサーキュレータ１０を用いることによって高価なデュープレクサＤ１，Ｄ２を使用しなくても済む。
【００３０】
図９は送受信回路部の第２例を示し、四つの周波数帯のシステムを備えたものである。従来の構成は図９（Ａ）に示すように、受信側端子ＲＸ１及び送信側端子ＴＸ１をデュープレクサＤ１１を介して、受信側端子ＲＸ２及び送信側端子ＴＸ２をデュープレクサＤ１２を介して、受信側端子ＲＸ３及び送信側端子ＴＸ３をデュープレクサＤ１３を介して、受信側端子ＲＸ４及び送信側端子ＴＸ４をデュープレクサＤ１４を介して、それぞれ、アンテナ素子Ａｎｔに接続されたスイッチング素子Ｓに接続していた。
【００３１】
これに対して、図９（Ｂ）に示す送受信回路部は、受信側端子ＲＸ１〜ＲＸ４をスイッチング素子Ｓ１に接続するとともに、送信側端子ＴＸ１〜ＴＸ４をスイッチング素子Ｓ２に接続し、各スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を前記サーキュレータ１０を介してアンテナ素子Ａｎｔに接続したものである。
【００３２】
また、図９（Ｃ）に示す送受信回路部は、受信側端子ＲＸ１〜ＲＸ４をフィルタＦ１に接続するとともに、送信側端子ＴＸ１〜ＴＸ４をフィルタＦ２に接続し、各フィルタＦ１，Ｆ２を前記サーキュレータ１０を介してアンテナ素子Ａｎｔに接続したものである。
【００３３】
図９（Ｂ），（Ｃ）に示す送受信回路部においては、広帯域で使用可能なサーキュレータ１０を用いることによって高価なデュープレクサＤ１１〜Ｄ１４を使用しなくても済み、回路構成自体もかなり簡略化することができる。
【００３４】
図１０は送受信回路部の第３例を示し、コグニティブ無線（ソフトウェア無線）通信システムに適用したものである。受信側端子ＲＸ１〜ＲＸｎを周波数可変バンドトラップフィルタＶＦを介して前記サーキュレータ１０に接続し、送信側端子ＴＸ１〜ＴＸｎをアイソレータ５０を介してサーキュレータ１０に接続したもので、サーキュレータ１０はアンテナ素子Ａｎｔに接続されている。
【００３５】
コグニティブ無線通信システムでは使用周波数が状況に合わせて変化するため、同時に送受信する場合を想定するとスイッチング素子を使用できない。デュープレクサで送受信信号を分離するのであれば、周波数可変タイプのデュープレクサが必要となるが、その実現は困難である。前記サーキュレータ１０を用いることで、周波数可変バンドトラップフィルタＶＦを組み合わせて送受信回路部を容易に実現することができる。
【００３６】
（他の実施例）
なお、本発明に係る非可逆回路素子及び無線通信端末機器は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００３７】
特に、補助導体は、全ての中心導体に追加的に設けることなく、少なくとも一つの中心導体に隣接して配置すればよい。また、中心導体や補助導体は様々な形状、構成のものを採用することができる。補助導体は両端がキャパシタンス素子を介することなくグランドに直接接続されていてもよい。また、本発明に係る非可逆回路素子としてサーキュレータを中心に説明したが、三つの入出力ポートのうち一つのポートに整合をとった負荷を接続したアイソレータを構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明は、非可逆回路素子及び無線通信端末機器に有用であり、特に、さらなる広帯域化を達成できる点で優れている。
【符号の説明】
【００３９】
１０…サーキュレータ
１１…磁性体コア
１５…永久磁石
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３…中心導体
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３…補助導体
Ｃｃ１，Ｃｃ２，Ｃｃ３…キャパシタンス素子
Ａｎｔ…アンテナ素子
【図１】
2012124537.tif 000003
【図２】
2012124537.tif 000004
【図３】
2012124537.tif 000005
【図４】
2012124537.tif 000006
【図５】
2012124537.tif 000007
【図６】
2012124537.tif 000008
【図７】
2012124537.tif 000009
【図８】
2012124537.tif 000010
【図９】
2012124537.tif 000011
【図１０】
2012124537.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月7日(2013.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体コアと、
前記磁性体コアに直流磁界を印加する永久磁石と、
前記磁性体コアに互いに絶縁状態でかつ所定の角度で互いに交差して配置された複数の中心導体と、
前記複数の中心導体のうち少なくとも一つの中心導体に前記磁性体コア上で隣接してかつ該中心導体とは独立して配置された補助導体と、
を備え、
前記補助導体は隣接する前記中心導体と少なくとも前記磁性体コアを介して磁界結合していること、
を特徴とする非可逆回路素子。
【請求項２】
前記補助導体は、隣接する前記中心導体と平行に延在し、かつ、その両端がグランドに接続されること、を特徴とする請求項１に記載の非可逆回路素子。
【請求項３】
前記磁性体コアを含む積層体をさらに備え、
前記中心導体は前記積層体の内部で複数の層にわたって複数ターン巻回されており、
前記補助導体は前記中心導体の各ターンの間の層に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非可逆回路素子。
【請求項４】
前記補助導体と前記グランドとの間に配置したキャパシタンス素子をさらに備え、
前記補助導体は自身が形成するインダクタンス素子と前記キャパシタンス素子とでＬＣ共振器として構成されていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の非可逆回路素子。
【請求項５】
アンテナ素子と、該アンテナ素子に接続された請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の非可逆回路素子と、を備えたことを特徴とする無線通信端末機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の第１の形態である非可逆回路素子は、
磁性体コアと、
前記磁性体コアに直流磁界を印加する永久磁石と、
前記磁性体コアに互いに絶縁状態でかつ所定の角度で互いに交差して配置された複数の中心導体と、
前記複数の中心導体のうち少なくとも一つの中心導体に前記磁性体コア上で隣接してかつ該中心導体とは独立して配置された補助導体と、
を備え、
前記補助導体は隣接する前記中心導体と少なくとも前記磁性体コアを介して磁界結合していること、
を特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
非可逆回路素子においては、一の中心導体に入力された高周波信号は、磁性体コア上で結合している他の中心導体に伝搬されて出力される。その際の動作は単共振回路としての動作となる。前記非可逆回路素子では、少なくとも一つの中心導体に前記磁性体コア上で隣接してかつ該中心導体とは独立して配置された補助導体が中心導体と磁界結合した補助導体を使用周波数近傍で共振させることで複共振させ、広帯域化する。この際、補助導体と中心導体が磁性体コア上で磁界結合し、高周波信号の非可逆の伝搬に寄与する磁気エネルギーを向上させる。それゆえ、中心導体どうしの非可逆の実効的結合度が高まり、動作する信号が広帯域化する。
【国際調査報告】
2012124537.tif 000013
2012124537.tif 000014
2012124537.tif 000015
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