(57)【要約】  低背化を損なうことなくフェライトに対して必要部分に均一な密度で直流磁界を印加でき、挿入損失の向上を図ることのできる非可逆回路素子を得る。  永久磁石（４１）と、該永久磁石（４１）により直流磁界が印加されるフェライト（３２）と、該フェライト（３２）に配置された第１中心電極（３５）及び第２中心電極（３６）とを備えた非可逆回路素子（２ポート型アイソレータ）。永久磁石（４１）はフェライト（３２）の主面（３２ａ），（３２ｂ）に対向して配置され、上下面（３２ｃ），（３２ｄ）に形成した中継用電極と対向する部分が他の部分よりも厚く形成されている。
2009069360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石と、
対向する二つの主面を有する直方体の板状をなし、前記永久磁石により該主面を貫通する直流磁界が印加されるフェライトと、
互いに電気的に絶縁状態で交差して前記フェライトに配置された第１中心電極及び第２中心電極と、を備え、
前記フェライトと前記永久磁石は、該フェライトの主面に永久磁石を対向配置したフェライト・磁石組立体を構成し、
前記第１中心電極及び前記第２中心電極は、前記フェライトの主面に配置されるとともに、該主面と直交する長辺に位置する側面に設けた中継用電極を介してフェライトに巻回されており、
前記永久磁石は、前記フェライトの主面と同一形状の主面を有し、前記中継用電極と対向する部分が他の部分よりも厚く形成されていること、
を特徴とする非可逆回路素子。
【請求項２】
前記第１中心電極は、一端が入力ポートに電気的に接続され、他端が出力ポートに電気的に接続され、
前記第２中心電極は、一端が出力ポートに電気的に接続され、他端がグランドポートに電気的に接続され、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間には第１整合容量が電気的に接続され、
前記出力ポートと前記グランドポートとの間には第２整合容量が電気的に接続され、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間には抵抗が電気的に接続されていること、
を特徴とする請求の範囲第１項に記載の非可逆回路素子。
【請求項３】
前記第１中心電極及び前記第２中心電極は、互いに電気的に絶縁されて所定の角度で交差した状態で導体膜によって前記フェライトに形成されていること、を特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の非可逆回路素子。
【請求項４】
前記フェライト・磁石組立体は、表面に端子電極が形成された回路基板上に、フェライトの主面が該回路基板の表面に対して垂直方向に配置されていること、を特徴とする請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の非可逆回路素子。
【請求項５】
前記フェライト・磁石組立体の上面に誘電体層を介して平板状ヨークが配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の非可逆回路素子。
【請求項６】
前記永久磁石は、平坦な主面と厚みが変化している面とを有し、平坦な主面を前記フェライトの主面に対向させて配置されていること、を特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の非可逆回路素子。
【請求項７】
前記永久磁石の厚みは断面形状が階段状に変化していることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の非可逆回路素子。
【請求項８】
前記永久磁石の厚みは断面形状が円弧状に変化していることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の非可逆回路素子。
【請求項９】
前記フェライトを挟み込んでいる一対の永久磁石は、フェライトを中心として対称形状をなしていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の非可逆回路素子。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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、アイソレータは、自動車電話、携帯電話などの移動体通信機器の送信回路部に使用されている。【０００３】
この種の非可逆回路素子では、中心電極を設けたフェライトとそれに直流磁界を印加する永久磁石とからなる組立体を搭載しており、電気的特性の向上や小型化、特に低背化が要請されている。【０００４】
特許文献１には、第１中心電極及び第２中心電極を設けたフェライトと永久磁石を、それぞれ矩形状で同一寸法とされた表裏二つの主面を有する形状とし、互いの外形が一致するように主面どうしを対向させて配置した非可逆回路素子が記載されている。【０００５】
しかしながら、図１３（Ａ）に示すように、フェライト３２と永久磁石４１のそれぞれの主面の外形が同じ場合、端部には漏れ磁束φ３が生じるため、中央部分の磁束φ１に対して端部の磁束φ２が小さくなる。これでは、フェライト３２の主面に印加される磁束密度が不均一になり、挿入損失が低下するという問題点を有している。【０００６】
これを改善するためには、図１３（Ｂ）に示すように、永久磁石４１の外形を大きくすることが考えられる。この場合、漏れ磁束φ３が生じたとしても、フェライト３２の端部に印加される磁束φ２は中央部分の磁束φ１とほぼ同等になる。しかし、この改善策では、永久磁石４１が大きくなるため、非可逆回路素子の大型化を招来し、特に低背化が大きく損なわれる。
【特許文献１】国際公開第２００７／０４６２９９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、低背化を損なうことなくフェライトに対して必要部分に均一な密度で直流磁界を印加でき、挿入損失の向上を図ることのできる非可逆回路素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の一形態である非可逆回路素子は、
永久磁石と、
対向する二つの主面を有する直方体の板状をなし、前記永久磁石により該主面を貫通する直流磁界が印加されるフェライトと、
互いに電気的に絶縁状態で交差して前記フェライトに配置された第１中心電極及び第２中心電極と、を備え、
前記フェライトと前記永久磁石は、該フェライトの主面に永久磁石を対向配置したフェライト・磁石組立体を構成し、
前記第１中心電極及び前記第２中心電極は、前記フェライトの主面に配置されるとともに、該主面と直交する長辺に位置する側面に設けた中継用電極を介してフェライトに巻回されており、
前記永久磁石は、前記フェライトの主面と同一形状の主面を有し、前記中継用電極と対向する部分が他の部分よりも厚く形成されていること、
を特徴とする。【０００９】
前記非可逆回路素子において、フェライトを挟み込んでいる永久磁石は、該フェライトの主面と同一形状の主面を有し、かつ、フェライトに形成された第１及び第２中心電極の中継用電極と対向する部分（フェライトの主面と直交する長辺に位置する側面）が他の部分よりも厚く形成されているため、フェライトの端部において磁束が大きく発生し、漏れ磁束が生じたとしてもフェライトの中央部分とほぼ同等の磁束密度で直流磁界が印加される。それゆえ、非可逆回路素子の低背化を損なうことなくフェライトに対して必要部分に均一な密度で直流磁界を印加でき、挿入損失が向上する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、永久磁石は、フェライトの主面と同一形状の主面を有し、かつ、フェライトに形成された中継用電極と対向する部分が他の部分よりも厚く形成されているため、低背化を損なうことなくフェライトに対して必要部分に均一な密度で直流磁界を印加でき、挿入損失の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る非可逆回路素子（２ポート型アイソレータ）の一実施例を示す分解斜視図である。
【図２】中心電極付きフェライトを示す斜視図である。
【図３】電極を形成する前の前記フェライトを示す斜視図である。
【図４】フェライト・磁石組立体を示す分解斜視図である。
【図５】２ポート型アイソレータの第１回路例を示す等価回路図である。
【図６】２ポート型アイソレータの第２回路例を示す等価回路図である。
【図７】フェライトに印加する直流磁界分布の３種のモデルを示す説明図である。
【図８】前記３種のモデルにおける挿入損失特性を示すグラフである。
【図９】（Ａ）は本実施例におけるフェライトの内部磁束密度分布を示すためのモデルの斜視図、（Ｂ）は密度分布を示すチャート図である。
【図１０】（Ａ）は比較例におけるフェライトの内部磁束密度分布を示すためのモデルの斜視図、（Ｂ）は密度分布を示すチャート図である。
【図１１】永久磁石の他の形態を示す分解斜視図である。
【図１２】永久磁石のさらに他の形態を示す分解斜視図である。
【図１３】永久磁石の厚みを示す説明図であり、（Ａ）は従来例、（Ｂ）は比較例、（Ｃ）は本発明例を示す。
【符号の説明】
【００１２】
１０…平板状ヨーク
２０…回路基板
３０…フェライト・磁石組立体
３２…フェライト
３２ａ，３２ｂ…主面
３５…第１中心電極
３６…第２中心電極
４１…永久磁石
４１ａ…主面
４２…凹部
Ｐ１…入力ポート
Ｐ２…出力ポート
Ｐ３…グランドポート
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る非可逆回路素子の実施例について添付図面を参照して説明する。【００１４】
本発明に係る非可逆回路素子の一実施例である２ポート型アイソレータの分解斜視図を図１に示す。この２ポート型アイソレータは、集中定数型アイソレータであり、概略、平板状ヨーク１０と、回路基板２０と、フェライト３２と一対の永久磁石４１とからなるフェライト・磁石組立体３０とで構成されている。なお、図１において、斜線を付した部分は導電体である。【００１５】
フェライト３２には、図２に示すように、表裏の主面３２ａ，３２ｂに、互いに電気的に絶縁された第１中心電極３５及び第２中心電極３６が形成されている。ここで、フェライト３２は互いに平行な第１主面３２ａ及び第２主面３２ｂを有する直方体形状をなし、主面３２ａ，３２ｂと直交する上面３２ｃ、下面３２ｄ及び端面３２ｅ，３２ｆを有している。【００１６】
また、永久磁石４１はフェライト３２の主面３２ａ，３２ｂに対して磁界を該主面３２ａ，３２ｂに略垂直方向に印加するように主面３２ａ，３２ｂに、例えば、エポキシ系の接着剤４５を介して接着され（図４参照）、フェライト・磁石組立体３０を形成している。永久磁石４１の主面４１ａは前記フェライト３２の主面３２ａ，３２ｂと同一寸法であり、互いの外形が一致するように主面３２ａ，４１ａ、主面３２ｂ，４１ａどうしを対向させて配置されている。【００１７】
図２に示すように、第１中心電極３５はフェライト３２の第１主面３２ａにおいて右下から立ち上がって２本に分岐した状態で左上に長辺に対して比較的小さな角度で傾斜して形成され、左上方に立ち上がり、上面３２ｃ上の中継用電極３５ａを介して第２主面３２ｂに回り込み、第２主面３２ｂにおいて第１主面３２ａと透視状態で重なるように２本に分岐した状態で形成され、その一端は下面３２ｄに形成された接続用電極３５ｂに接続されている。また、第１中心電極３５の他端は下面３２ｄに形成された接続用電極３５ｃに接続されている。このように、第１中心電極３５はフェライト３２に１ターン巻回されている。そして、第１中心電極３５と以下に説明する第２中心電極３６とは、間に絶縁膜が形成されて互いに絶縁された状態で交差している。【００１８】
第２中心電極３６は、まず、０．５ターン目３６ａが第１主面３２ａにおいて右下から左上に長辺に対して比較的大きな角度で傾斜して第１中心電極３５と交差した状態で形成され、上面３２ｃ上の中継用電極３６ｂを介して第２主面３２ｂに回り込み、この１ターン目３６ｃが第２主面３２ｂにおいてほぼ垂直に第１中心電極３５と交差した状態で形成されている。１ターン目３６ｃの下端部は下面３２ｄの中継用電極３６ｄを介して第１主面３２ａに回り込み、この１．５ターン目３６ｅが第１主面３２ａにおいて０．５ターン目３６ａと平行に第１中心電極３５と交差した状態で形成され、上面３２ｃ上の中継用電極３６ｆを介して第２主面３２ｂに回り込んでいる。以下同様に、２ターン目３６ｇ、中継用電極３６ｈ、２．５ターン目３６ｉ、中継用電極３６ｊ、３ターン目３６ｋ、中継用電極３６ｌ、３．５ターン目３６ｍ、中継用電極３６ｎ、４ターン目３６ｏ、がフェライト３２の表面にそれぞれ形成されている。また、第２中心電極３６の両端は、それぞれフェライト３２の下面３２ｄに形成された接続用電極３５ｃ，３６ｐに接続されている。なお、接続用電極３５ｃは第１中心電極３５及び第２中心電極３６のそれぞれの端部の接続用電極として共用されている。【００１９】
即ち、第２中心電極３６はフェライト３２に螺旋状に４ターン巻回されていることになる。ここで、ターン数とは、第２中心電極３６が第１又は第２主面３２ａ，３２ｂをそれぞれ１回横断した状態を０．５ターンとして計算している。そして、中心電極３５，３６の交差角は必要に応じて設定され、入力インピーダンスや挿入損失が調整されることになる。【００２０】
また、接続用電極３５ｂ，３５ｃ，３６ｐや中継用電極３５ａ，３６ｂ，３６ｄ，３６ｆ，３６ｈ，３６ｊ，３６ｌ，３６ｎはフェライト３２の上下面３２ｃ，３２ｄに形成された凹部３７（図３参照）に銀、銀合金、銅、銅合金などの電極用導体を塗布又は充填して形成されている。また、上下面３２ｃ，３２ｄには各種電極と平行にダミー凹部３８も形成され、かつ、ダミー電極３９ａ，３９ｂ，３９ｃが形成されている。この種の電極は、マザーフェライト基板に予めスルーホールを形成し、このスルーホールを電極用導体で充填した後、スルーホールを分断する位置でカットすることによって形成される。なお、各種電極は凹部３７，３８に導体膜として形成したものであってもよい。【００２１】
フェライト３２としてはＹＩＧフェライトなどが用いられている。第１及び第２中心電極３５，３６や各種電極は銀や銀合金の厚膜又は薄膜として印刷、転写、フォトリソグラフなどの工法で形成することができる。中心電極３５，３６の絶縁膜としてはガラスやアルミナなどの誘電体厚膜、ポリイミドなどの樹脂膜などを用いることができる。これらも印刷、転写、フォトリソグラフなどの工法で形成することができる。【００２２】
永久磁石４１は、通常、ストロンチウム系、バリウム系、ランタン−コバルト系のフェライトマグネットが用いられる。永久磁石４１とフェライト３２とを接着する接着剤４５としては、一液性の熱硬化型エポキシ接着剤を用いることが最適である。【００２３】
本実施例において、永久磁石４１の主面４１ａはフェライト３２の主面３２ａ，３２ｂと同一形状であり、前記中継用電極３５ａ，３６ｂ，３６ｄ，３６ｆ，３６ｈ，３６ｊ，３６ｌ，３６ｎと対向する部分、即ち、フェライト３２の上辺部分及び下辺部分に対向する部分が他の部分よりも厚く形成されている。具体的には、図４に示すように、永久磁石４１の主面４１ａとは反対側の面に断面形状が階段状をなす凹部４２が切削加工やプレス加工にて形成されている。なお、永久磁石４１の厚みを変化させることによる作用効果は後に詳述する。【００２４】
回路基板２０は、複数枚の誘電体シート上に所定の電極を形成して積層し、焼結した積層型基板であり、その内部には、等価回路である図５及び図６に示すように、整合用コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃｓ１，Ｃｓ２，Ｃｐ１，Ｃｐ２、終端抵抗Ｒが内蔵されている。また、上面には端子電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃが、下面には外部接続用端子電極２６，２７，２８がそれぞれ形成されている。【００２５】
これらの整合用回路素子と前記第１及び第２中心電極３５，３６との接続関係は、例えば、第１回路例である図５及び第２回路例である図６に示すとおりである。ここで、図６に示す第２回路例に基づいて接続関係を説明する。【００２６】
回路基板２０の下面に形成された外部接続用端子電極２６が入力ポートＰ１として機能し、この端子電極２６は整合用コンデンサＣｓ１を介して整合用コンデンサＣ１と終端抵抗Ｒとに接続されている。また、この電極２６は回路基板２０の上面に形成された端子電極２５ａ及びフェライト３２の下面３２ｄに形成された接続用電極３５ｂを介して第１中心電極３５の一端に接続されている。【００２７】
第１中心電極３５の他端及び第２中心電極３６の一端は、フェライト３２の下面３２ｄに形成された接続用電極３５ｃ及び回路基板２０の上面に形成された端子電極２５ｂを介して終端抵抗Ｒ及びコンデンサＣ１，Ｃ２に接続され、かつ、コンデンサＣｓ２を介して回路基板２０の下面に形成された外部接続用端子電極２７に接続されている。この電極２７が出力ポートＰ２として機能する。【００２８】
第２中心電極３６の他端は、フェライト３２の下面３２ｄに形成された接続用電極３６ｐ及び回路基板２０の上面に形成された端子電極２５ｃを介してコンデンサＣ２及び回路基板２０の下面に形成された外部接続用端子電極２８と接続されている。この電極２８はグランドポートＰ３として機能する。【００２９】
また、入力ポートＰ１とコンデンサＣｓ１の接続点には接地されたインピーダンス調整用のコンデンサＣｐ１が接続されている。同様に、出力ポートＰ２とコンデンサＣｓ２との接続点にも接地されたインピーダンス調整用のコンデンサＣｐ２が接続されている。【００３０】
前記フェライト・磁石組立体３０は、回路基板２０上に載置され、フェライト３２の下面３２ｄの各種電極が回路基板２０上の端子電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃとリフローはんだにて一体化されるとともに、永久磁石４１の下面が回路基板２０上に接着剤にて一体化される。また、フェライト・磁石組立体３０の周囲には図示しない樹脂材が充填される。【００３１】
平板状ヨーク１０は、電磁シールド機能を有するもので、前記フェライト・磁石組立体３０の上面に誘電体層（接着剤層）１５を介して固定されている。平板状ヨーク１０の機能は、フェライト・磁石組立体３０から磁気の漏れ、高周波電磁界の漏れを抑えること、外部からの磁気の影響を抑えること、本アイソレータをチップマウンタを用いて図示しない基板に搭載する際に、バキュームノズルでピックアップする場所を提供することである。なお、平板状ヨーク１０は必ずしも接地されている必要はないが、はんだ付けや導電性接着剤などで接地してもよく、接地すると高周波シールドの効果が向上する。【００３２】
ところで、以上の構成からなる２ポート型アイソレータにおいては、第１中心電極３５の一端が入力ポートＰ１に接続され他端が出力ポートＰ２に接続され、第２中心電極３６の一端が出力ポートＰ２に接続され他端がグランドポートＰ３に接続されているため、挿入損失の小さな２ポート型の集中定数型アイソレータとすることができる。さらに、動作時において、第２中心電極３６に大きな高周波電流が流れ、第１中心電極３５にはほとんど高周波電流が流れない。従って、第１中心電極３５及び第２中心電極３６によって生じる高周波磁界の方向は第２中心電極３６の配置によってその方向が決まる。高周波磁界の方向が決まることにより、挿入損失をより低下させる対策が容易になる。【００３３】
ここで、永久磁石４１によりフェライト３２に印加される直流磁界の分布と挿入損失との関係について発明者のシミュレーションに基づいて説明する。図７（Ａ）に示すように、フェライト３２の全面に２５０００Ａ／ｍの磁界を印加した場合、図８に実線Ａで示す良好な挿入損失特性が得られる。一方、図７（Ｂ）に示すように、フェライト３２の短辺方向の中央部分に２５０００Ａ／ｍの磁界を印加し、上下端部に２００００Ａ／ｍの磁界を印加した場合（図１３（Ａ）に示す従来例に相当する）、図８に長破線Ｂで示す挿入損失特性になり、特性は低下してしまう。【００３４】
一方、本実施例では、図１３（Ｃ）に示すように、永久磁石４１の上下端部を厚く形成しているため、フェライト３２の上下端部において大きな磁束が発生し、漏れ磁束φ３が発生したとしても、上下端部での磁束φ２は中央部分の磁束φ１と同じ大きさが得られる。但し、長辺方向の両端部においては、磁束の漏れにより磁界強度は低下する。本実施例での磁界分布は、図７（Ｃ）に示すように、中央部分に上下端部を含めて２５０００Ａ／ｍ、長辺方向の両端部に２００００Ａ／ｍを印加したモデルに相当する。その挿入損失特性は図８に破線Ｃで示すとおりであり、フェライト３２の全面に２５０００Ａ／ｍの磁界を印加した場合（実線Ａ参照）とほとんど変わらない。【００３５】
この種のフェライト・磁石組立体３０において、高周波磁界は第２中心電極３６を並置した方向とは直交する方向（フェライト３２の短辺方向）に集中している。それゆえ、フェライト３２の短辺方向には均一で必要な強度（例えば、２５０００Ａ／ｍ）の直流磁界を印加しないと挿入損失特性が低下する。【００３６】
図７（Ｂ）に示したモデルの挿入損失特性（従来例、図８の長破線Ｂ参照）が低下するのは、フェライト３２の上下端部に位置する電極に作用する磁束が減少することに起因すると考えられる。一方、図７（Ｃ）に示したモデルの挿入損失特性（本実施例、図８の破線Ｃ参照）が、図７（Ａ）に示したモデルの挿入損失特性（理想例、図８の実線Ａ参照）に比べて僅かに劣化しているだけなのは、電極が設けられていないフェライト３２の長辺方向両端部の高周波磁界が大きくないことに起因すると考えられる。つまり、フェライト３２の長辺方向両端部の直流磁界変化はアイソレータの特性にあまり影響しない。【００３７】
即ち、本実施例においては、フェライト３２に対して必要部分に均一な密度で直流磁界を印加でき、図１３（Ｂ）に示すように永久磁石４１の背を高くすることなく、それとほぼ同等の挿入損失特性を得ることができる。しかも、図１３（Ａ）に示す従来例と比較すると、挿入損失が向上することになる。【００３８】
また、本実施例では、図９（Ａ）に示すように、永久磁石４１の平坦な主面をフェライト３２の主面に対向させて配置し、凹部４２を形成した面を外側に配置している。このような配置におけるフェライト３２の内部の磁束密度分布を図９（Ｂ）に示す。これに対して、図１０（Ａ）に示すように、永久磁石４１の平坦な主面を外側に配置し、凹部４２を形成した面をフェライトの主面に対向させて配置した場合におけるフェライト３２の内部の磁束密度分布を図１０（Ｂ）に示す。なお、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）は図９（Ａ）及び図１０（Ａ）に点線部分で示すフェライト３２の中央断面での密度分布を示している。【００３９】
永久磁石４１の凹部４２を形成した面をフェライト３２の主面に対向させた場合、磁石−フェライト間に空気層が介在するため、磁界密度分布が乱れる（図１０（Ｂ）参照）。これに対して、永久磁石４１の平坦な主面をフェライト３２の主面に対向させた場合は、図１０（Ｂ）に示した分布よりも均一な磁界密度分布となる（図９（Ｂ）参照）。【００４０】
さらに、本実施例では、フェライト・磁石組立体３０の直上に誘電体層１５を介して平板状ヨーク１０が配置されているため、従来の軟鉄製の環状あるいは箱形状のヨークは不要であり、平板状ヨーク１０は製作や取扱いが容易であり、全体としてコストダウンを図ることができる。また、ヨーク１０は回路基板２０とは機械的に接合されていないので、熱ストレスによる回路基板２０の損傷がなく、信頼性が向上する。【００４１】
また、フェライト・磁石組立体３０の周囲を囲むヨークが存在しないので、アイソレータの外形が小型化され、あるいは、フェライト・磁石組立体３０の外形を大きくすることができるので電気特性が向上する。特に、第１及び第２中心電極３５，３６を大きくするとインダクタンス値やＱ値が大きくなる。【００４２】
さらに、フェライト・磁石組立体３０は、フェライト３２と一対の永久磁石４１が接着剤４５で一体化されていることで、機械的に安定となり、振動や衝撃で変形・破損しない堅牢なアイソレータとなる。また、フェライト・磁石組立体３０は回路基板２０上にフェライト３２の主面３２ａ，３２ｂを垂直方向に配置しているため、永久磁石４１の厚みが大きくなってもアイソレータの低背化を損なうことはない。【００４３】
本アイソレータにおいて、回路基板２０は多層誘電体基板である。これにて、内部にコンデンサや抵抗などの回路網を内蔵することができ、アイソレータの小型化、薄型化が達成でき、回路素子間の接続が基板内で行われるために信頼性の向上が期待できる。勿論、回路基板２０は必ずしも多層である必要はなく、単層であってもよく、整合用コンデンサなどをチップタイプとして外付けしてもよい。【００４４】
なお、凹部４２の断面は階段状以外に種々の形状としてもよい。例えば、図１１に示すように断面が半円形状であってもよい。また、図１２に示すように、上端から下端にかけて連続的に変化する断面円弧状であってもよい。【００４５】
（実施例のまとめ）
前記非可逆回路素子において、第１中心電極は、一端が入力ポートに電気的に接続され、他端が出力ポートに電気的に接続され、第２中心電極は、一端が出力ポートに電気的に接続され、他端がグランドポートに電気的に接続され、入力ポートと出力ポートとの間には第１整合容量が電気的に接続され、出力ポートとグランドポートとの間には第２整合容量が電気的に接続され、入力ポートと出力ポートとの間には抵抗が電気的に接続されていること、が好ましい。これにて、挿入損失をより小さくした２ポート型の集中定数型アイソレータを得ることができる【００４６】
また、第１中心電極及び第２中心電極は、互いに電気的に絶縁されて所定の角度で交差した状態で導体膜によってフェライトに形成されていることが好ましい。第１及び第２中心電極をフォトリソ法などの薄膜形成技術によって高精度に安定化して形成することができるからである。【００４７】
また、フェライト・磁石組立体は、表面に端子電極が形成された回路基板上に、フェライトの主面が該回路基板の表面に対して垂直方向に配置されていてもよい。あるいは、フェライト・磁石組立体の上面に誘電体層を介して平板状ヨークが配置されていてもよい。これにて、非可逆回路素子をコンパクトに、かつ、永久磁石の厚みを大きくして第１及び第２中心電極の結合を大きくすることができる。【００４８】
さらに、永久磁石は、平坦な主面と厚みが変化している面とを有し、平坦な主面をフェライトの主面に対向させて配置することが好ましい。永久磁石の平坦な主面がフェライトの主面に対向していることにより、フェライトに印加される磁束密度分布がより均一化される。【００４９】
フェライトを挟み込んでいる一対の永久磁石は、フェライトを中心として対称形状をなしていることが好ましい。永久磁石の厚みは断面形状が階段状に変化していてもよく、あるいは、円弧状に変化していてもよい。【００５０】
（他の実施例）
なお、本発明に係る非可逆回路素子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。【００５１】
例えば、永久磁石４１のＮ極とＳ極を反転させれば、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２が入れ替わる。また、前記第１及び第２中心電極３５，３６の形状は種々に変更することができる。例えば、前記実施例では、第１中心電極３５はフェライト３２の主面３２ａ，３２ｂ上で２本に分岐したものを示したが、分岐していなくてもよい。また、第２中心電極３６は１ターン以上巻回されていればよい。【００５２】
さらに、前記実施例では、左右一対の永久磁石４１にそれぞれ凹部４２を形成したものを示したが、いずれか一方の永久磁石４１にのみ凹部４２を形成してもよい。フェライト３２の上面３２ｃ、下面３２ｄに形成した複数の中継用電極は、図３に示した凹部３７に形成されている必要はなく、平坦な上面３２ｃ、下面３２ｄ上に導体膜にて形成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明は、アイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子に有用であり、特に、低背化を損なうことなくフェライトに対して必要部分に均一な密度で直流磁界を印加でき、挿入損失の向上を図ることができる点で優れている。
【図１】
2009069360.tif 000003
【図２】
2009069360.tif 000004
【図３】
2009069360.tif 000005
【図４】
2009069360.tif 000006
【図５】
2009069360.tif 000007
【図６】
2009069360.tif 000008
【図７】
2009069360.tif 000009
【図８】
2009069360.tif 000010
【図９】
2009069360.tif 000011
【図１０】
2009069360.tif 000012
【図１１】
2009069360.tif 000013
【図１２】
2009069360.tif 000014
【図１３】
2009069360.tif 000015
【国際調査報告】
2009069360.tif 000016
2009069360.tif 000017
2009069360.tif 000018
2009069360.tif 000019