(57)【要約】【課題】２０ＧＨｚ以上の使用周波数帯域における不要波ノイズの発生を抑制しつつ広帯域の伝搬特性を有する小型の非可逆回路素子を提供する。【解決手段】分布定数回路で構成された非可逆回路素子１は、第１主面４０ａおよび第２主面４０ｂを有するフェライト４０と、第１主面４０ａに設けられ２０ＧＨｚ以上の高周波信号を伝搬させる中心電極４１と、中心電極４１を挟んで第１主面４０ａ上に配置された永久磁石３０と、永久磁石３０、フェライト４０、および中心電極４１を第１主面４０ａに垂直な方向に挟むように配置された上側ヨーク２０および下側ヨーク１０と、を備え、上側ヨーク２０は、フェライト４０の第１主面４０ａ側に位置し、永久磁石３０、フェライト４０、および中心電極４１と電気的に接続されており、下側ヨーク１０は、フェライト４０の第２主面４０ｂ側に位置し、上側ヨーク２０と電気的に絶縁されている。【選択図】図１
2018186454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分布定数回路で構成された非可逆回路素子であって、
第１主面および第２主面を有するフェライトと、
前記第１主面に設けられ、２０ＧＨｚ以上の高周波信号を伝搬させる中心電極と、
前記中心電極を挟んで前記第１主面上に配置され、前記フェライトに直流磁界を印加する永久磁石と、
前記永久磁石、前記中心電極、および前記フェライトを、前記第１主面に垂直な方向に挟むように配置された第１ヨークおよび第２ヨークと、を備え、
前記第１ヨークは、前記フェライトの前記第１主面側に位置し、前記永久磁石、前記フェライト、および前記中心電極と電気的に接続されており、
前記第２ヨークは、前記フェライトの前記第２主面側に位置し、前記第１ヨークと電気的に絶縁されている、
非可逆回路素子。
【請求項２】
前記フェライト上の中心電極は、前記第１主面に垂直な方向から見た場合、直径が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である円形状を有する、
請求項１に記載の非可逆回路素子。
【請求項３】
前記フェライトは、ガーネット系フェライト、スピネル系フェライトもしくは六方晶系フェライトで構成されている、
請求項２に記載の非可逆回路素子。
【請求項４】
前記第１ヨークと前記第２ヨークとの間に配置され、前記第１ヨークと前記第２ヨークとを電気的に絶縁する絶縁体を有する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の非可逆回路素子。
【請求項５】
前記第１ヨークは、電気絶縁性のフェライトからなり、
前記第１ヨークと前記第２ヨークとは接している、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の非可逆回路素子。
【請求項６】
前記第１ヨークと前記永久磁石との間隔は、前記高周波信号の波長の１／４以下である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の非可逆回路素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の非可逆回路素子と、
前記非可逆回路素子が実装される実装基板と、を備える
非可逆回路モジュール。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の非可逆回路素子、または、請求項７に記載の非可逆回路モジュールを備えた高周波フロントエンド回路であって、
前記非可逆回路素子は、さらに、前記第１主面に設けられ前記中心電極から引き出されている３つの引き出し電極と、
前記第２ヨークに設けられ前記３つの引き出し電極のそれぞれに対応して接続された３つの入出力電極と、を有し、
前記高周波フロントエンド回路は、さらに、
前記３つの入出力電極のうちの１つに接続される送信側回路と、
前記３つの入出力電極のうちの１つであって、前記送信側回路に接続された入出力電極と異なる入出力電極に接続された受信側回路と、
前記３つの入出力電極のうちの１つであって、前記送信側回路または前記受信側回路に接続された入出力電極と異なる入出力電極に接続されたアンテナ端子と、を備える、
高周波フロントエンド回路。
【請求項９】
高周波信号を処理する信号処理回路と、
請求項８に記載の高周波フロントエンド回路と、を備える、
通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非可逆回路素子、非可逆回路モジュール、高周波フロントエンド回路および通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アイソレータやサーキュレータ等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通過させ、逆方向には実質的に通過させない特性を有している。このような非可逆回路素子として、フェライトの非可逆性を利用した構成が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１では、多層基板、フェライト、中心電極および永久磁石が積み重ねられ、それらが下側ヨーク（ケース８）および上側ヨーク（キャップ４）で覆われた構造を有する集中定数型の非可逆回路素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０２０１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、ミリ波帯域を含む２０ＧＨｚ以上の周波数帯域で動作する小型かつ広帯域の非可逆回路素子が要望されている。この小型かつ広帯域なミリ波帯非可逆回路素子としては、分布定数型の非可逆回路素子が挙げられる。
【０００６】
特許文献１では、小型化（省面積化）に対応すべく、多層基板の垂直方向に、フェライト、中心電極および永久磁石が積み重ねられた構成をとっているが、当該構成の場合には、上側ヨークと下側ヨークとが電気的に導通しているため、当該導通により形成される磁束の閉ループ回路（閉磁路）により、不要な高周波ノイズ（不要波）が発生してしまう。使用周波数帯域がマイクロ波帯域であって集中定数型の非可逆回路素子であれば、上記不要波は、使用周波数帯域より十分高い周波数位置に存在するため問題とならない。これに対して使用周波数帯域が２０ＧＨｚ以上のミリ波帯域であって分布定数型の非可逆回路素子の場合には、上記不要波は使用周波数帯域内または近傍に発生してしまう場合があり、非可逆回路素子の特性に悪影響を与えてしまうという課題が発生する。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、２０ＧＨｚ以上の使用周波数帯域における不要波ノイズの発生を抑制しつつ広帯域の高周波伝搬特性を有する小型の非可逆回路素子、非可逆回路モジュール、高周波フロントエンド回路および通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る非可逆回路素子は、分布定数回路で構成された非可逆回路素子であって、第１主面および第２主面を有するフェライトと、前記第１主面に設けられ、２０ＧＨｚ以上の高周波信号を伝搬させる中心電極と、前記中心電極を挟んで前記第１主面上に配置され、前記フェライトに直流磁界を印加する永久磁石と、前記永久磁石、前記中心電極、および前記フェライトを、前記第１主面に垂直な方向に挟むように配置された第１ヨークおよび第２ヨークと、を備え、前記第１ヨークは、前記フェライトの前記第１主面側に位置し、前記永久磁石、前記フェライト、および前記中心電極と電気的に接続されており、前記第２ヨークは、前記フェライトの前記第２主面側に位置し、前記第１ヨークと電気的に絶縁されている。
【０００９】
これによれば、永久磁石がフェライトの第１主面に垂直な方向に配置されることで、永久磁石をフェライトの側面に配置する必要がないので、非可逆回路素子を小型化（省面積化）することが可能となる。また、２０ＧＨｚ以上のミリ波帯高周波信号を処理する分布定数回路を、第１ヨークと第２ヨークとが電気的に絶縁された状態で構成することで、第１ヨークと第２ヨークとの間で電界を遮断できる。このため、第１ヨークと第２ヨークとで囲まれた空間内における閉磁路の発生を抑制できるので、２０ＧＨｚ以上における不要波ノイズの発生を抑制しつつ広帯域の高周波伝搬特性を有する小型の非可逆回路素子を提供できる。
【００１０】
また、前記フェライト上の中心電極は、前記第１主面に垂直な方向から見た場合、直径が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である円形状を有してもよい。
【００１１】
これにより、２０ＧＨｚ以上における不要波の発生が抑制された、小型かつ広帯域の分布定数型非可逆回路素子を実現できる。
【００１２】
また、前記フェライトは、ガーネット系フェライト、スピネル系フェライトもしくは六方晶系フェライトで構成されていてもよい。
【００１３】
上記フェライトの材料構成により、２０ＧＨｚ以上における不要波の発生が抑制された、小型かつ広帯域のミリ波帯非可逆回路素子を実現できる。
【００１４】
また、前記第１ヨークと前記第２ヨークとの間に配置され、前記第１ヨークと前記第２ヨークとを電気的に絶縁する絶縁体を有してもよい。
【００１５】
これにより、第１ヨークと第２ヨークとを電気絶縁するための構造を容易に形成できる。
【００１６】
また、前記第１ヨークは、電気絶縁性のフェライトからなり、前記第１ヨークと前記第２ヨークとは接していてもよい。
【００１７】
第１ヨークと第２ヨークとの電気絶縁を実現する構成としてセラミックや樹脂などの絶縁体を用いると、電界的に絶縁はできるが、第１ヨークと第２ヨークとの磁界の連続性も遮断させる構造となってしまう。この場合、第１ヨークと第２ヨークとで磁界の連続性がなくなり、絶縁体の大きさにより、漏れ磁束が大きくなる。漏れ磁束は小さい方が良いため、絶縁体の大きさは小さい方が望ましい。
【００１８】
これに対して、第１ヨークとして電気絶縁性を有し磁性体である材料を用いることで、電界を絶縁でき、当該磁性体により第１ヨークと第２ヨークとの磁界の連続性が確保され、閉磁路となる。よって、漏れ磁束を低減できるので、シールド性を向上させることができる。
【００１９】
また、前記第１ヨークと前記永久磁石との間隔は、前記高周波信号の波長の１／４以下であってもよい。
【００２０】
第１ヨークと第２ヨークとが電気絶縁されているので、永久磁石と第１ヨークとの間隔を狭くしても、第１ヨークと第２ヨークとで囲まれた空間内における閉磁路の発生を抑制でき、２０ＧＨｚ以上における不要波ノイズの発生を効果的に抑制できる。これにより、低背化が可能となる。
【００２１】
また、本発明の一態様に係る非可逆回路モジュールは、上記いずれかに記載の非可逆回路素子と、前記非可逆回路素子が実装される実装基板と、を備える。
【００２２】
これによれば、２０ＧＨｚ以上のミリ波帯において不要波ノイズの発生を抑制しつつ広帯域の高周波伝搬特性を有する非可逆回路モジュールを提供できる。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る高周波フロントエンド回路は、上記いずれかに記載の非可逆回路素子、または、上記記載の非可逆回路モジュールを備えた高周波フロントエンド回路であって、前記非可逆回路素子は、さらに、前記第１主面に設けられ前記中心電極から引き出されている３つの引き出し電極と、前記第２ヨークに設けられ前記３つの引き出し電極のそれぞれに対応して接続された３つの入出力電極と、を有し、前記高周波フロントエンド回路は、さらに、前記３つの入出力電極のうちの１つに接続される送信側回路と、前記３つの入出力電極のうちの１つであって、前記送信側回路に接続された入出力電極と異なる入出力電極に接続された受信側回路と、前記３つの入出力電極のうちの１つであって、前記送信側回路または前記受信側回路に接続された入出力電極と異なる入出力電極に接続されたアンテナ端子と、を備える。
【００２４】
これによれば、２０ＧＨｚ以上のミリ波帯において不要波ノイズの発生を抑制しつつ広帯域の高周波伝搬特性を有する高周波フロントエンド回路を提供できる。
【００２５】
また、本発明の一態様に係る通信装置は、高周波信号を処理する信号処理回路と、上記記載の高周波フロントエンド回路と、を備える。
【００２６】
これによれば、２０ＧＨｚ以上のミリ波帯において不要波ノイズの発生を抑制しつつ広帯域の高周波伝搬特性を有する通信装置を提供できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、２０ＧＨｚ以上の使用周波数帯域における不要波ノイズの発生を抑制しつつ広帯域の伝搬特性を有する小型の非可逆回路素子、非可逆回路モジュール、高周波フロントエンド回路および通信装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態１に係る非可逆回路素子および非可逆回路モジュールの斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る非可逆回路素子および非可逆回路モジュールの分解斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る非可逆回路素子および非可逆回路モジュールの断面図である。
【図４Ａ】比較例１に係る非可逆回路モジュールのＳパラメータの計算結果を示すグラフである。
【図４Ｂ】比較例２Ａに係る非可逆回路モジュールのＳパラメータの計算結果を示すグラフである。
【図４Ｃ】実施例１Ａに係る非可逆回路モジュールのＳパラメータの計算結果を示すグラフである。
【図５Ａ】比較例１に係る非可逆回路素子の電磁界分布を示す概略断面図である。
【図５Ｂ】比較例２Ａに係る非可逆回路素子の電磁界分布を示す概略断面図である。
【図６Ａ】比較例２Ｂに係る非可逆回路モジュールのＳパラメータの実測結果を示すグラフである。
【図６Ｂ】実施例１Ｂに係る非可逆回路モジュールのＳパラメータの実測結果を示すグラフである。
【図７】実施の形態１の変形例１に係る非可逆回路素子および非可逆回路モジュールの断面図である。
【図８】実施の形態１の変形例２に係る非可逆回路素子および非可逆回路モジュールの断面図である。
【図９】実施の形態２に係る通信装置を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態およびその変形例に係る非可逆回路素子、非可逆回路モジュール、フロントエンド回路および通信装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態およびその変形例は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態およびその変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態およびその変形例における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３０】
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する場合がある。また、以下では、簡明のため、上面図にハッチングを施している。
【００３１】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る非可逆回路素子は、例えば、携帯電話およびその基地局に搭載され、送信側回路からの送信信号をアンテナへと通過させ、アンテナで受信された受信信号を受信回路へと通過させるサーキュレータである。このため、非可逆回路素子は、予め定められた特定方向に信号を通過させ、逆方向には実質的に通過させない特性を有している。本実施の形態に係る非可逆回路素子は、例えば、ミリ波帯を含む２０ＧＨｚ以上の周波数帯域に適用される。
【００３２】
［１．１  非可逆回路素子および非可逆回路モジュールの構成］
図１は、実施の形態１に係る非可逆回路素子１および非可逆回路モジュール２の斜視図である。また、図２は、非可逆回路素子１および非可逆回路モジュール２の分解斜視図である。また、図３は、実施の形態１に係る非可逆回路素子１および非可逆回路モジュール２の断面図である。具体的には、図３は、図１に示す非可逆回路モジュール２をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した場合の断面図である。
【００３３】
図１および図２に示すように、非可逆回路モジュール２は、非可逆回路素子１と、非可逆回路素子１が実装される実装基板５０と、を備える。
【００３４】
非可逆回路素子１は、基材となる下側ヨーク１０と、フェライト４０と、永久磁石３０と、中心電極４１と、絶縁部材６０と、上側ヨーク２０とを備える。下側ヨーク１０上にはフェライト４０が配置され、フェライト４０上には中心電極４１が形成され、中心電極４１上には永久磁石３０が配置され、永久磁石３０上には上側ヨーク２０が配置されている。また、下側ヨーク１０上の外縁部には絶縁部材６０が配置され、絶縁部材６０上に上側ヨーク２０が配置されている。
【００３５】
上側ヨーク２０は、図２に示すように、天面部２１および側面部２２を有し、側面部２２の下側が絶縁部材６０に接合されている。また、下側ヨーク１０も、絶縁部材６０に接合されている。つまり、上側ヨーク２０と下側ヨーク１０とは、直接接合されておらず、絶縁部材６０を介して対向している。この構成により、上側ヨーク２０は、下側ヨーク１０とともに、永久磁石３０によって形成される磁界に整磁作用を施し、また、永久磁石３０およびフェライト４０を適度に電磁シールドする。上側ヨーク２０の材料としては、例えば、鉄（Ｆｅ）が用いられる。なお、上側ヨーク２０の表面に銀めっきが施されていてもよい。
【００３６】
永久磁石３０は、平板状であり、フェライト４０に直流磁界を印加するように配置される。具体的には、永久磁石３０は、フェライト４０の上方に配置され、フェライト４０上に形成された中心電極４１に接している。
【００３７】
フェライト４０は、磁性を有する部材であり、例えば、ガーネット系フェライト、スピネル系フェライトもしくは六方晶系フェライトが用いられる。
【００３８】
フェライト４０は、平板状であり、第１主面４０ａと、第１主面４０ａに背向する第２主面４０ｂとを有している。フェライト４０の厚みは、例えば、０．１５ｍｍである。
【００３９】
フェライト４０の第１主面４０ａには、図２に示すように、中心電極４１、および、中心電極４１に接続される３つの引き出し電極４２が形成されている。中心電極４１は、分布定数型の共振器であり、ＬＣ成分を有する。中心電極４１および引き出し電極４２の材料としては、例えば、銀を主成分とする金属または合金が用いられる。３つの引き出し電極４２のそれぞれは、線路状であり、中心電極４１から第２主面４０ｂ側に引き出されている。
【００４０】
絶縁部材６０は、図１〜図３に示すように、下側ヨーク１０と上側ヨーク２０との間に配置され、下側ヨーク１０と上側ヨーク２０とを電気的に絶縁する絶縁体である。より具体的には、絶縁部材６０は、その下面が下側ヨーク１０の外縁部と接合し、上面が上側ヨーク２０の側面部２２と接合するように配置された枠体である。絶縁部材６０の材料としては、例えば、エポキシ系などの樹脂、シリコン酸化物などのセラミック、レジスト、絶縁テープなどが挙げられる。なお、絶縁部材６０は、枠体でなくてもよく、例えば側面部２２の対向する２辺、いずれか１辺、３辺、または、１辺の一部など、下側ヨーク１０と上側ヨーク２０とで挟まれた領域の一部に介在していてもよい。また、絶縁部材６０は空隙でもよく、これにより下側ヨーク１０と上側ヨーク２０とが接していない構成を実現できればよい。
【００４１】
下側ヨーク１０は、図２および図３に示すように、平板状であり、第１主面１０ａと、第１主面１０ａに背向する第２主面１０ｂとを有している。下側ヨーク１０は、第１主面１０ａがフェライト４０の第２主面４０ｂに接するように配置される。また、下側ヨーク１０は、フェライト４０と実装基板５０との間に設けられる。下側ヨーク１０の厚みは、例えば、０．１ｍｍである。
【００４２】
下側ヨーク１０は、図２に示すように、３つの入出力電極１１と、入出力電極１１のそれぞれに所定間隔をあけて近接配置されているグランド電極１２とを有している。入出力電極１１は、ミリ波帯域の高周波信号が入出力される部分であり、グランド電極１２は、基準電位に接地される部分である。入出力電極１１とグランド電極１２との間には、絶縁部１３が設けられている。
【００４３】
入出力電極１１およびグランド電極１２の材料としては、例えば、鉄（Ｆｅ）が用いられる。電気特性を向上させるため、入出力電極１１およびグランド電極１２の露出面に銀めっきが施されていてもよい。
【００４４】
グランド電極１２は、下側ヨーク１０の大部分（例えば８０％以上９７％以下）の領域を占め、上側ヨーク２０とともに磁界に整磁作用を施す。グランド電極１２は、第１主面１０ａと第２主面１０ｂとの間を貫いて形成されている。また、グランド電極１２は、入出力電極１１に入力される信号の放射損失を低減するため、第１主面１０ａに沿う方向に、入出力電極１１に近接して配置される。
【００４５】
グランド電極１２は、例えば、接着剤等（図示省略）を用いてフェライト４０の第２主面４０ｂに接合される。
【００４６】
３つの入出力電極１１は、３つの引き出し電極４２のそれぞれに対応し、はんだ等（図示省略）を用いて、引き出し電極４２の他端に接続される。入出力電極１１は、図３に示すように、第１主面１０ａと第２主面１０ｂとの間を貫いて形成されている。
【００４７】
絶縁部１３は、図２に示すように、３つの入出力電極１１のそれぞれを芯材として、入出力電極１１の側面を覆うように、それぞれ３つ設けられている。グランド電極１２は、さらに、この絶縁部１３の側面を覆うように設けられている。なお、絶縁部１３は、入出力電極１１のすべての側面に設けられている必要はなく、グランド電極１２が絶縁部１３を介して入出力電極１１を支持できるように、少なくとも、入出力電極１１の一部の側面とグランド電極１２との間に形成されていればよい。
【００４８】
絶縁部１３の材料としては、例えば、エポキシ系の樹脂が用いられる。下側ヨーク１０は、例えば、絶縁部１３、入出力電極１１およびグランド電極１２を一体モールド成形した後、スライスすることで形成される。
【００４９】
また、下側ヨーク１０には、実装基板５０との電気的かつ機械的な接続性を向上させるため、入出力端子１６およびグランド端子１７が設けられている。入出力端子１６は、３つの入出力電極１１のそれぞれに対応して３つ設けられている。入出力端子１６のそれぞれは、グランド電極１２に接続せず、対応する入出力電極１１に接続するように第２主面１０ｂに形成されている。また、グランド端子１７は、グランド電極１２に接して設けられている。入出力端子１６およびグランド端子１７の材料としては、例えば、銀や銅などが用いられる。
【００５０】
非可逆回路素子１は、これら入出力端子１６およびグランド端子１７から、はんだ等を用いて実装基板５０の表面に実装される。なお、これら入出力端子１６およびグランド端子１７は必ずしも必要ではない。例えば、入出力端子１６およびグランド端子１７を設けずに、入出力電極１１およびグランド電極１２のそれぞれを、はんだ等を用いて実装基板５０に接続してもよい。
【００５１】
次に、非可逆回路モジュール２について説明する。非可逆回路モジュール２は、非可逆回路素子１が実装基板５０の表面に実装された構造をしている。
【００５２】
実装基板５０は、図２に示すように、表面５０ａに沿って形成された、伝送線路パターン５１とグランドパターン５２とを有している。伝送線路パターン５１は、非可逆回路素子１の３つの入出力電極１１に対応して、実装基板５０の表面５０ａに３本設けられている。グランドパターン５２は、伝送線路パターン５１以外の領域において、伝送線路パターン５１に対して間隔をあけて近接配置されている。また、実装基板５０は、表面５０ａと背向する裏面にもグランドパターンを有している（図示省略）。表面５０ａのグランドパターン５２および裏面のグランドパターンは、複数のビア導体により互いに接続されている（図示省略）。実装基板５０の基板本体は、セラミック材料または有機材料により形成される。伝送線路パターン５１およびグランドパターン５２は、銅を主成分とする導体材料により形成される。
【００５３】
本実施の形態に係る非可逆回路素子１は、以下の特徴を有している。
【００５４】
すなわち、下側ヨーク１０および上側ヨーク２０が、永久磁石３０、フェライト４０、および中心電極４１を、フェライト４０の第１主面４０ａに垂直な方向に挟むように配置されている。上側ヨーク２０は、フェライト４０の第１主面４０ａ側に位置し、永久磁石３０、フェライト４０、および中心電極４１と電気的に接続された第１ヨークである。下側ヨーク１０は、フェライト４０の第２主面４０ｂ側に位置し、上側ヨーク２０と電気的に絶縁された第２ヨークである。
【００５５】
上記構成によれば、永久磁石３０がフェライト４０の第１主面４０ａに垂直な方向に配置されることで、永久磁石３０をフェライト４０の側面に配置する必要がないので、非可逆回路素子１を小型化（省面積化）することが可能となる。また、２０ＧＨｚ以上のミリ波帯高周波信号を処理する分布定数回路を、上側ヨーク２０と下側ヨーク１０とが電気的に絶縁された状態で構成することで、上側ヨーク２０と下側ヨーク１０とで囲まれた空間内における閉磁路の発生を抑制できるので、当該閉磁路に起因した２０ＧＨｚ以上における不要波ノイズの発生を抑制しつつ広帯域の高周波伝搬特性を有する小型の非可逆回路素子１を提供できる。
【００５６】
さらには、永久磁石３０およびフェライト４０が上側ヨーク２０および下側ヨーク１０で挟まれているので、非可逆回路素子１をマウンタで実装基板５０に実装しようとする場合、漏れ磁束により発生する磁力により非可逆回路素子１がマウンタ冶具に引き寄せられて実装不良となることを回避できる。
【００５７】
［１．２  非可逆回路モジュールの高周波伝送特性］
以下、本実施の形態（実施例）に係る非可逆回路モジュール２の高周波伝搬特性について、従来の（比較例に係る）非可逆回路素子と比較しながら説明する。
【００５８】
従来、広帯域の高周波伝搬特性を有する非可逆回路素子を実現するにあたり、分布定数型回路を用いる必要があり、この場合には、１ＧＨｚ〜５ＧＨｚの周波数帯域において１２ｍｍ角〜７２ｍｍ角程度のサイズが必要となる。このため、携帯電話等に搭載されるサーキュレータとしては、大き過ぎて使用されるには至らなかった。
【００５９】
一方、近年では、ミリ波帯域（３０ＧＨｚ〜）を含む２０ＧＨｚ以上の周波数帯域が使用され始めてきており、この周波数帯域であれば、分布定数型の非可逆回路素子として２ｍｍ角〜６ｍｍ角程度の小型化が可能であり、携帯電話およびその基地局などにも適用可能となる。
【００６０】
図４Ａは、比較例１に係る非可逆回路モジュールのＳパラメータの計算結果を示すグラフである。また、図４Ｂは、比較例２Ａに係る非可逆回路モジュールのＳパラメータの計算結果を示すグラフである。また、図４Ｃは、実施例１Ａに係る非可逆回路モジュールのＳパラメータの計算結果を示すグラフである。
【００６１】
具体的には、図４Ａに示された比較例１に係る非可逆回路モジュールは、実施の形態１に係る非可逆回路モジュール２の構成と比較して、上側ヨーク２０が配置されていない構成となっている。また、図４Ｂに示された比較例２Ａに係る非可逆回路モジュールは、実施の形態１に係る非可逆回路モジュール２の構成と比較して、絶縁部材６０が配置されておらず、上側ヨーク２０と下側ヨーク１０とが電気的に接続された状態となっている。また、図４Ｃに示された実施例１Ａに係る非可逆回路モジュールは、実施の形態１に係る非可逆回路モジュール２と同様の構成を有している。また、比較例１、比較例２Ａ、および実施例１Ａのいずれも、分布定数型の回路構成となっている。
【００６２】
図４Ａにおいて、比較例１に係る非可逆回路モジュールでは、Ｐｏｒｔ２からＰｏｒｔ１への挿入損失Ｓ（１，２）は、周波数帯域（２５ＧＨｚ±１．５ＧＨｚ）において小さく、良好な通過特性を示している。これに対して、Ｐｏｒｔ３からＰｏｒｔ１への挿入損失Ｓ（１，３）は、周波数帯域（２５ＧＨｚ±１．５ＧＨｚ）において１５ｄＢ以上となっており、十分な減衰量（遮断特性）が確保されている。また、Ｐｏｒｔ１の反射損失Ｓ（１，１）は、周波数帯域（２５ＧＨｚ±１．５ＧＨｚ）において１５ｄＢ以上となっている。比較例１に係る非可逆回路素子が、当該非可逆回路素子の中心に対して対称な構成となっていることから、比較例１に係る非可逆回路モジュールは、Ｐｏｒｔ２からＰｏｒｔ１への伝搬方向、Ｐｏｒｔ１からＰｏｒｔ３への伝搬方向、およびＰｏｒｔ３からＰｏｒｔ２への伝搬方向に上記周波数帯域の高周波信号を通過させ、Ｐｏｒｔ１からＰｏｒｔ２への伝搬方向、Ｐｏｒｔ２からＰｏｒｔ３への伝搬方向、およびＰｏｒｔ３からＰｏｒｔ１への伝搬方向に上記周波数帯域の高周波信号を通過させないという高周波伝搬特性を有している。
【００６３】
しかしながら、比較例１に係る非可逆回路素子のように、小型化に対応すべく上側ヨーク２０が省略された構造の場合、永久磁石３０が剥き出しとなるため漏れ磁束を抑制できない。このため、例えば、マウンタで非可逆回路素子を実装する場合に、マウンタ冶具が磁石の磁力に引き寄せられ実装不良が発生するという問題がある。
【００６４】
一方、図４Ｂの比較例２Ａに係る非可逆回路モジュールでは、Ｐｏｒｔ２からＰｏｒｔ１への挿入損失Ｓ（１，２）において、周波数帯域（２５ＧＨｚ±５ＧＨｚ）内における挿入損失の極大点（２９ＧＨｚ近辺）が発生している。使用周波数帯域がマイクロ波帯域であって集中定数型の非可逆回路素子であれば、上記不要波は、使用周波数帯域より十分高い周波数位置に存在することとなるため問題とならない。これに対して使用周波数帯域が２０ＧＨｚ以上のミリ波帯域であって分布定数型の非可逆回路モジュールの場合には、上記不要波は使用周波数帯域内または近傍に発生してしまう。このため、非可逆回路モジュールの特性に悪影響を与えてしまう。この発生要因としては、上側ヨーク２０と下側ヨーク１０とが電気的に接続されていることが挙げられる。
【００６５】
図５Ａは、比較例１に係る非可逆回路素子の電磁界分布を示す概略断面図である。また、図５Ｂは、比較例２Ａに係る非可逆回路素子の電磁界分布を示す概略断面図である。図５Ａにおいて、比較例１に係る非可逆回路素子では、上側ヨーク２０が配置されていないため、永久磁石３０およびフェライト４０を貫く磁界は、閉磁路を形成していない。このため、上記閉磁路に起因した不要波は発生しない。一方、図５Ｂにおいて、比較例２Ａに係る非可逆回路素子では、上側ヨーク２０および下側ヨーク１０で囲まれた空間内において、永久磁石３０およびフェライト４０を貫く磁界が閉磁路を形成している。このため、上記閉磁路に起因した２０ＧＨｚ以上における不要波ノイズが発生する。
【００６６】
この不要波の発生周波数は、永久磁石３０およびフェライト４０の比誘電率、ならびに、上側ヨーク２０および下側ヨーク１０の寸法によって決定される。ただし、２０ＧＨｚ以上のミリ波帯域であって分布定数型の非可逆回路素子を構成する場合、永久磁石３０およびフェライト４０の比誘電率（後述する表１を参照）は、ほぼ決定される。このため、上記分布定数型の非可逆回路素子において、永久磁石３０、フェライト４０、上側ヨーク２０および下側ヨーク１０のパラメータにより不要波の発生周波数を変えることは困難である。また、上側ヨーク２０と下側ヨーク１０とが電気的に接続されると、中心電極４１が形成するインダクタンス成分とキャパシタンス成分の変化により、不要波の周波数が下がり、動作周波数と重なってしまう。
【００６７】
これに対して、図４Ｃにおいて、実施例１Ａに係る非可逆回路モジュールでは、Ｐｏｒｔ２からＰｏｒｔ１への挿入損失Ｓ（１，２）は、周波数帯域（２５ＧＨｚ±５ＧＨｚ）において小さく、良好な通過特性を示している。これに対して、Ｐｏｒｔ３からＰｏｒｔ１への挿入損失Ｓ（１，３）は、周波数帯域（２５ＧＨｚ±１．５ＧＨｚ）において１５ｄＢ以上となっており、十分な減衰量（遮断特性）が確保されている。また、Ｐｏｒｔ１の反射損失Ｓ（１，１）は、周波数帯域（２５ＧＨｚ±１．５ＧＨｚ）において１５ｄＢ以上となっている。実施例１Ａに係る非可逆回路素子１が、当該非可逆回路素子の中心に対して対称な構成となっていることから、実施例１Ａに係る非可逆回路素子１は、Ｐｏｒｔ２からＰｏｒｔ１への伝搬方向、Ｐｏｒｔ１からＰｏｒｔ３への伝搬方向、およびＰｏｒｔ３からＰｏｒｔ２への伝搬方向に上記周波数帯域の高周波信号を通過させ、Ｐｏｒｔ１からＰｏｒｔ２への伝搬方向、Ｐｏｒｔ２からＰｏｒｔ３への伝搬方向、およびＰｏｒｔ３からＰｏｒｔ１への伝搬方向に上記周波数帯域の高周波信号を通過させないという高周波伝搬特性を有している。
【００６８】
さらに、実施例１Ａに係る非可逆回路素子１は、上側ヨーク２０が配置されているので、永久磁石３０が剥き出しとならず漏れ磁束を抑制できる。このため、マウンタで非可逆回路素子１を実装する場合であっても、上述したような実装不良を回避できる。
【００６９】
実施例１Ａに係る非可逆回路素子１では、上側ヨーク２０および下側ヨーク１０が配置されているが、上側ヨーク２０と下側ヨーク１０とは電気的に接続されていない。このため、上側ヨーク２０と下側ヨーク１０とで囲まれた空間内において、永久磁石３０およびフェライト４０を貫く磁界は、閉磁路を形成しない。これにより、上記閉磁路に起因した２０ＧＨｚ以上における不要波ノイズの発生を抑制できる。
【００７０】
以下、上述した比較例２Ａおよび実施例１Ａに係る非可逆回路モジュールを作成し、当該作成されたものを実測した結果について説明する。
【００７１】
図６Ａは、比較例２Ｂに係る非可逆回路モジュールのＳパラメータの実測結果を示すグラフである。また、図６Ｂは、実施例１Ｂに係る非可逆回路モジュールのＳパラメータの実測結果を示すグラフである。具体的には、図６Ａに係る比較例２Ｂは、比較例２Ａを実際に作成したものを実測した結果であり、図６Ｂに係る実施例１Ｂは、実施例１Ａを実際に作成したものを実測した結果である。
【００７２】
ここで、比較例２Ｂおよび実施例１Ｂにおいて、永久磁石３０の比誘電率を２０とし、フェライト４０の比誘電率を１４とし、フェライト４０の直径を２ｍｍとしている。上記構成において、比較例２Ｂおよび実施例１Ｂの双方において、Ｐｏｒｔ２からＰｏｒｔ１への伝搬方向に周波数帯域（２５ＧＨｚ±１．５ＧＨｚ）の高周波信号を通過させ、Ｐｏｒｔ１からＰｏｒｔ２への伝搬方向に上記周波数帯域の高周波信号を通過させないという高周波伝搬特性を有している。ただし、比較例２Ｂにおいて、Ｐｏｒｔ２からＰｏｒｔ１への挿入損失Ｓ（１，２）において、上記周波数帯域内において、挿入損失の極大点（２０ＧＨｚ近辺）が発生している。このため、上記周波数帯域において不要波を発生させてしまう。これに対して、実施例１Ｂにおいて、上側ヨーク２０と下側ヨーク１０とが電気的に接続されていないため、上側ヨーク２０と下側ヨーク１０とで囲まれた空間内に発生し得る閉磁路に起因した不要波ノイズが抑制されている。
【００７３】
ここで、ミリ波帯域（３０ＧＨｚ〜）を含む２０ＧＨｚ以上の周波数帯域において、広帯域かつ小型（０．１ｍｍ角〜６ｍｍ角）の分布定数型非可逆回路素子を実現するための、各構成要素の設計パラメータは、表１に示すとおりである。
【００７４】
【表１】
2018186454.tif 000003
【００７５】
表１に示された非可逆回路素子１の各構成要素のパラメータにより、２０ＧＨｚ以上における不要波の発生が抑制された、小型かつ広帯域の非可逆回路素子１を実現できる。
【００７６】
なお、本実施の形態に係る非可逆回路素子１において、絶縁部材６０は、電気絶縁性のフェライトで構成されていてもよい。このフェライトとしては、例えば、ガーネット系フェライト、スピネル系フェライトもしくは六方晶系フェライト、または、磁性粉入り樹脂ペーストなどが挙げられる。樹脂ペーストが絶縁体であるため、上記磁性粉は導体でもよい。上側ヨーク２０と下側ヨーク１０との電気絶縁を実現する構成として、セラミックや樹脂などで構成された絶縁部材６０を用いると、上側ヨーク２０と下側ヨーク１０とを電界的に絶縁はできるが、磁界の連続性も完全遮断させる構造となってしまう。この場合、絶縁部材６０の形状および物性により、大きな漏れ磁束が発生してしまう。
【００７７】
これに対して、絶縁部材６０として電気絶縁性を有し磁性体である材料を用いることで、上側ヨーク２０と下側ヨーク１０との電界を絶縁でき、かつ、当該磁性体内を経路とする閉磁路を形成できる。よって、漏れ磁束をより低減できるので、シールド性を向上させることが可能となる。
【００７８】
また、上側ヨーク２０と永久磁石３０との間隔は、使用する高周波信号の波長の１／４以下であることが好ましい。上側ヨーク２０と下側ヨーク１０とが電気絶縁されているので、永久磁石３０と上側ヨーク２０との間隔を狭くしても、２０ＧＨｚ以上における不要波ノイズの発生を効果的に抑制できる。これにより、非可逆回路素子１の低背化が可能となる。
【００７９】
［１．３  変形例に係る非可逆回路モジュール］
図７は、実施の形態１の変形例１に係る非可逆回路素子１Ｃおよび非可逆回路モジュール２Ｃの断面図である。同図に示された非可逆回路素子１Ｃおよび非可逆回路モジュール２Ｃは、図３に示された実施の形態１に係る非可逆回路素子１および非可逆回路モジュール２と比較して、上側ヨーク２３および絶縁部材６１の構成が異なる。以下、本変形例に係る非可逆回路素子１Ｃおよび非可逆回路モジュール２Ｃについて、非可逆回路素子１および非可逆回路モジュール２と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
【００８０】
非可逆回路モジュール２Ｃは、非可逆回路素子１Ｃと、非可逆回路素子１Ｃが実装される実装基板５０と、を備える。
【００８１】
非可逆回路素子１Ｃは、下側ヨーク１０と、フェライト４０と、永久磁石３０と、中心電極４１と、絶縁部材６１と、上側ヨーク２３と、を備える。下側ヨーク１０上にはフェライト４０が配置され、フェライト４０上には中心電極４１が形成され、中心電極４１上には永久磁石３０が配置され、永久磁石３０上には上側ヨーク２３が配置されている。また、下側ヨーク１０上の外縁部には絶縁部材６１が配置され、上側ヨーク２３の外周部に絶縁部材６１が配置されている。上側ヨーク２３は、天面部のみを有し、当該天面部の外周に筒状の絶縁部材６０が接合されている。また、下側ヨーク１０の外縁部は、絶縁部材６１に接合されている。つまり、上側ヨーク２３と下側ヨーク１０とは、直接接合されておらず、絶縁部材６１を介して対向している。すなわち、下側ヨーク１０および上側ヨーク２３が、永久磁石３０、フェライト４０、および中心電極４１を、フェライト４０の第１主面４０ａに垂直な方向に挟むように配置されている。上側ヨーク２３は、フェライト４０の第１主面４０ａ側に位置し、永久磁石３０、フェライト４０、および中心電極４１と電気的に接続されている。下側ヨーク１０は、フェライト４０の第２主面４０ｂ側に位置し、上側ヨーク２３と電気的に絶縁されている。
【００８２】
上記構成によれば、永久磁石３０がフェライト４０の第１主面４０ａに垂直な方向に配置されることで、永久磁石３０をフェライト４０の側面に配置する必要がないので、非可逆回路素子１Ｃを小型化（省面積化）することが可能となる。また、２０ＧＨｚ以上のミリ波帯高周波信号を処理する分布定数回路を、上側ヨーク２３と下側ヨーク１０とが電気的に絶縁された状態で構成することで、上側ヨーク２３と下側ヨーク１０とで囲まれた空間内における閉磁路の発生を抑制できるので、当該閉磁路に起因した２０ＧＨｚ以上における不要波ノイズの発生を抑制しつつ広帯域の高周波伝搬特性を有する小型の非可逆回路素子１Ｃを提供できる。
【００８３】
さらには、永久磁石３０およびフェライト４０が上側ヨーク２３および下側ヨーク１０で挟まれているので、非可逆回路素子１Ｃをマウンタで実装基板５０に実装しようとする場合、漏れ磁束により発生した磁力により非可逆回路素子１Ｃがマウンタ冶具に引き寄せられて実装不良となることを回避できる。
【００８４】
図８は、実施の形態１の変形例２に係る非可逆回路素子１Ｄおよび非可逆回路モジュール２Ｄの断面図である。同図に示された非可逆回路素子１Ｄおよび非可逆回路モジュール２Ｄは、図３に示された実施の形態１に係る非可逆回路素子１および非可逆回路モジュール２と比較して、上側ヨーク２４の構成が異なる。以下、本変形例に係る非可逆回路素子１Ｄおよび非可逆回路モジュール２Ｄについて、非可逆回路素子１および非可逆回路モジュール２と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
【００８５】
非可逆回路モジュール２Ｄは、非可逆回路素子１Ｄと、非可逆回路素子１Ｄが実装される実装基板５０と、を備える。
【００８６】
非可逆回路素子１Ｄは、下側ヨーク１０と、フェライト４０と、永久磁石３０と、中心電極４１と、上側ヨーク２４とを備える。下側ヨーク１０上にはフェライト４０が配置され、フェライト４０上には中心電極４１が形成され、中心電極４１上には永久磁石３０が配置され、永久磁石３０上には上側ヨーク２４が配置されている。上側ヨーク２４は、絶縁部材で構成されており、天面部と、側面部とを有している。下側ヨーク１０の外縁部と上側ヨーク２４の側面部とが接合されている。上側ヨーク２４は、フェライト４０の第１主面４０ａ側に位置している。永久磁石３０、フェライト４０、および中心電極４１は、電気的に接続されている。下側ヨーク１０は、フェライト４０の第２主面４０ｂ側に位置し、永久磁石３０、フェライト４０、中心電極４１、および上側ヨーク２４と、電気的に絶縁されている。
【００８７】
上記構成によれば、永久磁石３０およびフェライト４０が上側ヨーク２４および下側ヨーク１０で挟まれているので、非可逆回路素子１Ｄをマウンタで実装基板５０に実装しようとする場合、上側ヨーク２４が介在することで、漏れ磁束により発生した磁力により非可逆回路素子１Ｄがマウンタ冶具に引き寄せられて実装不良となることを低減できる。また、２０ＧＨｚ以上のミリ波帯高周波信号を処理する分布定数回路を、上側ヨーク２４と下側ヨーク１０とが電気的に絶縁された状態で構成することで、上側ヨーク２４と下側ヨーク１０とで囲まれた空間内における閉磁路の発生を抑制できるので、当該閉磁路に起因した２０ＧＨｚ以上における不要波ノイズの発生を抑制しつつ広帯域の伝搬特性を有する非可逆回路素子１Ｄを提供できる。
【００８８】
なお、本変形例に係る非可逆回路素子１Ｄにおいて、上側ヨーク２４は、電気絶縁性のフェライトで構成されていてもよい。このフェライトとしては、例えば、ガーネット系フェライト、スピネル系フェライトもしくは六方晶系フェライト、または、磁性粉入り樹脂ペーストなどが挙げられる。樹脂ペーストが絶縁体であるため、上記磁性粉は導体でもよい。上側ヨーク２４として、セラミックや樹脂などで構成された絶縁材料を用いると、上側ヨーク２４と下側ヨーク１０とを電界的に絶縁はできるが、磁界の連続性も遮断させる構造となってしまう。この場合、上側ヨーク２４の形状および物性により、大きな漏れ磁束が発生してしまう。
【００８９】
これに対して、上側ヨーク２４として電気絶縁性を有し磁性体である材料を用いることで、上側ヨーク２４と下側ヨーク１０との電界を絶縁でき、かつ、当該磁性体内を経路とする閉磁路を形成できる。よって、漏れ磁束をより低減できるので、シールド性を向上させることが可能となる。
【００９０】
（実施の形態２）
本発明は、実施の形態１およびその変形例に係る非可逆回路素子として実現できるだけでなく、このような非可逆回路素子を備える高周波フロントエンド回路および通信装置としても実現できる。そこで、以下、上述した非可逆回路素子を備える通信装置（非可逆回路素子を含む高周波フロントエンド回路を内蔵する通信装置）について、説明する。
【００９１】
図９は、実施の形態２に係る通信装置３を示す機能ブロック図である。図９に示すように、通信装置３は、非可逆回路素子１を有する高周波フロントエンド回路１００と、ＲＦＩＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）２００と、アンテナ素子３００と、を備える。通信装置３は、例えば、携帯電話の基地局に適用される。なお、通信装置３は、アンテナ素子３００を備えなくてもよい。
【００９２】
高周波フロントエンド回路１００は、通信装置３のフロントエンド部に設けられ、ＲＦＩＣ２００とアンテナ素子３００との間で送信信号または受信信号を伝搬する。具体的には、高周波フロントエンド回路１００は、非可逆回路素子１に加えて、さらに、ＰＡ（パワーアンプ：Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２０２等の送信側回路と、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）２０３と、ＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２０４等の受信回路と、を有する。また、高周波フロントエンド回路１００には、送信信号が入力される送信端子Ｐｔｘ、送信信号を出力し、受信信号が入力されるアンテナ端子Ｐａｎｔ、および、受信信号を出力する受信端子Ｐｒｘが設けられている。なお、高周波フロントエンド回路１００は、ＢＰＦ２０３を備えなくてもよく、上記以外の整合回路あるいは送信用または受信用フィルタ等を備えてもかまわない。
【００９３】
非可逆回路素子１は、入出力端子１６に対応する端子Ｐｏｒｔ１、Ｐｏｒｔ２およびＰｏｒｔ３を有している。端子Ｐｏｒｔ３は送信側回路（ここではＰＡ２０２）に接続され、端子Ｐｏｒｔ１は受信回路（ここではＬＮＡ２０４）に接続され、端子Ｐｏｒｔ２はアンテナ端子Ｐａｎｔに接続されている。具体的には、端子Ｐｏｒｔ３はＰＡ２０２を介して送信端子Ｐｔｘに接続され、端子Ｐｏｒｔ１はＬＮＡ２０４を介して受信端子Ｐｒｘに接続され、端子Ｐｏｒｔ２はＢＰＦ２０３を介してアンテナ端子Ｐａｎｔに接続されている。
【００９４】
ＰＡ２０２は、ＲＦＩＣ２００の送信端子（図中のＴＸ）から高周波フロントエンド回路１００の送信端子Ｐｔｘに入力された送信信号（高周波送信信号）を増幅する、例えば電力増幅モジュールである。
【００９５】
ＢＰＦ２０３は、非可逆回路素子１から出力された送信信号を所定の使用周波数帯域でフィルタリングして通過させる。また、ＢＰＦ２０３は、アンテナ端子Ｐａｎｔから入力された受信信号を当該使用周波数帯域でフィルタリングして通過させる。
【００９６】
ＬＮＡ２０４は、非可逆回路素子１から出力された受信信号（高周波受信信号）を増幅する、例えば低雑音増幅モジュールである。
【００９７】
このような高周波フロントエンド回路１００は、送信端子Ｐｔｘに入力された送信信号を増幅かつフィルタリングしてアンテナ端子Ｐａｎｔから出力し、アンテナ端子Ｐａｎｔに入力された受信信号をフィルタリングかつ増幅して受信端子Ｐｒｘから出力する。このとき、送信信号は非可逆回路素子１のＴｘパスを経由し、受信信号は非可逆回路素子１のＲｘパスを経由する。
【００９８】
ＲＦＩＣ２００は、高周波フロントエンド回路１００の送信端子Ｐｔｘおよび受信端子Ｐｒｘに接続され、送信信号または受信信号を信号処理する回路である。例えば、ＲＦＩＣ２００は、ベースバンド信号処理回路（図示省略）から入力された送信信号をアップコンバートして送信端子（図中ＴＸ）から出力し、高周波フロントエンド回路１００から受信端子（図中ＲＸ）に入力された受信信号をダウンコンバートしてベースバンド信号処理回路に出力する。
【００９９】
アンテナ素子３００は、高周波フロントエンド回路１００のアンテナ端子Ｐａｎｔに接続され、送信信号を送信し、受信信号を受信する。アンテナ素子３００の形状等については特に限定されず、通信装置３の使用周波数帯域に応じて適宜設計されていればよい。
【０１００】
以上説明した高周波フロントエンド回路１００または通信装置３によれば、２０ＧＨｚ以上のミリ波帯において不要波ノイズの発生を抑制しつつ広帯域の高周波伝搬特性を有することが可能となる。
【０１０１】
（その他の変形例）
以上、本発明の実施の形態に係る非可逆回路素子、非可逆回路モジュール、高周波フロントエンド回路および通信装置について、実施の形態および変形例を挙げて説明したが、本発明の非可逆回路素子、非可逆回路モジュール、高周波フロントエンド回路および通信装置は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本開示の非可逆回路素子、非可逆回路モジュール、高周波フロントエンド回路および通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【０１０２】
例えば、上記実施の形態に係る非可逆回路素子の入出力電極１１は、入出力端子１６を介さず、導電性接着剤を用いて伝送線路パターン５１に直接接合されていてもよい。また、グランド電極１２は、グランド端子１７を介さず、導電性接着剤を用いてグランドパターン５２に直接接合されていてもよい。入出力電極１１と引き出し電極４２とは、導電性接着剤を介して接続されていてもよい。永久磁石３０とフェライト４０とは、非導電性接着剤等により接合されていてもよい。
【０１０３】
例えば、実施の形態１に係る非可逆回路モジュール２の実装基板５０をインターポーザ基板とし、実装基板５０の裏面に入出力用の外部端子を設け、非可逆回路モジュール２を、実装基板５０とは異なるプリント配線板に搭載してもよい。ミリ波帯対応の非可逆回路素子１を使用する場合は、高周波信号が放射されにくいように実装基板５０の回路設計を行う必要があり、その回路設計に多大な労力を要する。しかし、非可逆回路素子１が適切に表面実装された上記の非可逆回路モジュール２が予め準備されることで、上記問題を解消することが可能となる。
【０１０４】
例えば、上記説明では、非可逆回路素子として３ポート型の非可逆回路素子を例に説明したが、非可逆回路素子は４ポート以上の複数のポートを有してもかまわない。また、非可逆回路素子は、入力ポートおよび出力ポートを有する２ポートのアイソレータであってもよい。
【０１０５】
例えば、グランド電位は、非可逆回路素子の回路グランドの電位（基準電位）であればよく、０Ｖ、大地グランドの電位（すなわちアースの基準電位）またはフレームグランドと異なる電位であってもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、通信装置のフロントエンド部に配置される非可逆回路素子として、携帯電話およびその基地局等の通信装置に利用できる。
【符号の説明】
【０１０７】
１、１Ｃ、１Ｄ    非可逆回路素子
２、２Ｃ、２Ｄ    非可逆回路モジュール
３    通信装置
１０    下側ヨーク
１０ａ、４０ａ    第１主面
１０ｂ、４０ｂ    第２主面
１１    入出力電極
１２    グランド電極
１３    絶縁部
１６    入出力端子
１７    グランド端子
２０、２３、２４    上側ヨーク
２１    天面部
２２    側面部
３０    永久磁石
４０    フェライト
４１    中心電極
４２    引き出し電極
５０    実装基板
５０ａ  表面
５１    伝送線路パターン
５２    グランドパターン
６０、６１    絶縁部材
１００    高周波フロントエンド回路
２００    ＲＦＩＣ
２０２    ＰＡ
２０３    ＢＰＦ
２０４    ＬＮＡ
３００    アンテナ素子
Ｐｏｒｔ１、Ｐｏｒｔ２、Ｐｏｒｔ３    端子
【図１】
2018186454.tif 000004
【図２】
2018186454.tif 000005
【図３】
2018186454.tif 000006
【図４Ａ】
2018186454.tif 000007
【図４Ｂ】
2018186454.tif 000008
【図４Ｃ】
2018186454.tif 000009
【図５Ａ】
2018186454.tif 000010
【図５Ｂ】
2018186454.tif 000011
【図６Ａ】
2018186454.tif 000012
【図６Ｂ】
2018186454.tif 000013
【図７】
2018186454.tif 000014
【図８】
2018186454.tif 000015
【図９】
2018186454.tif 000016