(57)【要約】【課題】中心導体の凹凸やゆがみなどに起因する空気層による非可逆回路素子の電気的特性の変化を抑制する。【解決手段】磁気回転子４０と、磁気回転子４０に直流磁場を印加する永久磁石３１，３２とを備え、磁気回転子４０は、中心導体７０と、中心導体７０に積層された第１のフェライトコア４１と、中心導体７０と第１のフェライトコア４１との間に形成される隙間に設けられた誘電体４３とを含む。本発明によれば、中心導体７０と第１のフェライトコア４１の間の空気層に誘電体４３が充填されることから、実効的な誘電率の低下を抑制することが可能となる。これにより、中心導体７０の凹凸やゆがみなどに起因する空気層による電気的特性の変化を抑制することが可能となる。【選択図】図２
2019216370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回転子と、
前記磁気回転子に直流磁場を印加する永久磁石と、を備え、
前記磁気回転子は、中心導体と、前記中心導体に積層された第１のフェライトコアと、前記中心導体と前記第１のフェライトコアとの間に形成される隙間に設けられた誘電体とを含むことを特徴とする非可逆回路素子。
【請求項２】
前記誘電体の誘電率は、前記第１のフェライトコアの誘電率の０．５倍以上であ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】
前記誘電体の誘電率は、前記第１のフェライトコアの誘電率以上であることを特徴とする請求項２に記載の非可逆回路素子。
【請求項４】
前記誘電体は、前記中心導体の側面を覆っていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の非可逆回路素子。
【請求項５】
前記磁気回転子は、第２のフェライトコアをさらに含み、
前記中心導体は、前記第１及び第２のフェライトコアに挟まれており、
前記誘電体は、前記中心導体と前記第２のフェライトコアとの間に形成される隙間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の非可逆回路素子。
【請求項６】
前記中心導体の下面は、前記第１のフェライトコアと接する部分と前記第１のフェライトコアと接しない部分とを有し、
前記中心導体の上面は、前記第２のフェライトコアと接する部分と前記第２のフェライトコアと接しない部分とを有し、
前記中心導体の前記下面のうち前記第１のフェライトコアと接しない部分と前記第１のフェライトコアとの間に前記誘電体が介在し、且つ、前記中心導体の前記上面のうち前記第２のフェライトコアと接しない部分と前記第２のフェライトコアとの間に前記誘電体が介在することを特徴とする請求項５に記載の非可逆回路素子。
【請求項７】
前記中心導体は導体厚が厚い部分と薄い部分を有し、前記導体厚が厚い部分は前記第２のフェライトコアと接し、前記導体厚が薄い部分と前記第２のフェライトコアの間に前記誘電体が介在していることを特徴とする請求項５又は６に記載の非可逆回路素子。
【請求項８】
前記中心導体の下面又は上面は、前記第１又は第２のフェライトコアと接することなく、全面が前記誘電体で覆われていることを特徴とする請求項５に記載の非可逆回路素子。
【請求項９】
前記中心導体が配置された前記第１のフェライトコアの表面とは反対側に位置する前記第１のフェライトコアの裏面に配置された接地導体をさらに備え、
前記誘電体は、前記第１のフェライトコアと前記接地導体の間に形成される隙間にさらに設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の非可逆回路素子。
【請求項１０】
前記誘電体の誘電正接（ｔａｎδ）が０．０１以下であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の非可逆回路素子。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の非可逆回路素子を備えた通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置に関し、特に、マイクロ波帯又はミリ波帯での使用に好適なアイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置に関する。
【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、例えば、携帯電話のような移動体通信機器や、基地局で使用される通信装置などに組み込まれて使用される。一般的な非可逆回路素子は、特許文献１に記載されているように、中心導体及びこれを挟み込む一対のフェライトコアからなる磁気回転子と、磁気回転子に磁場を与える永久磁石によって構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６２３１５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の非可逆回路素子では、中心導体、接地導体、フェライトコアなどに凹凸やゆがみが存在すると、中心導体とフェライトコアの間や、接地導体とフェライトコアの間に空気層が生じてしまう。このような空気層が存在すると、中心導体と接地導体の間の実効的な誘電率が低下してしまい、その結果、非可逆回路素子の動作周波数が設計値よりも高くなるという問題があった。
【０００５】
つまり、理想的な非可逆回路素子の場合、フェライトコアの半径ａは、下記式（１）によって決まる。
【０００６】
【数１】
2019216370.tif 000003
【０００７】
ここで、Ｘａ（θ）は接触角θから得られる定数であり、λ０は使用周波数の自由空間波長であり、εｒはフェライトコアの比誘電率であり、μｅｆｆ，ｒは実効透磁率である。電波の伝搬速度をνとすれば、使用周波数Ｆ０は、Ｆ０＝ν／λ０で表すことができるので、式（１）は下記式（１）'に変形することができる。
【０００８】
【数２】
2019216370.tif 000004
【０００９】
これをＦ０について解くと、下記式（２）の通りとなる。
【００１０】
【数３】
2019216370.tif 000005
【００１１】
式（１）'から明らかなように、Ｆ０が一定の場合、空気層が入るなどして実効誘電率が下がると、フェライトコアの半径ａが大きくなることが分かる。一方、式（２）から明らかなように、フェライトコアの半径ａを一定とした場合、実効誘電率が小さくなると、動作周波数が高くなることがわかる。
【００１２】
したがって、本発明は、中心導体、接地導体、フェライトコアなどの凹凸やゆがみなどに起因する空気層による電気的特性の変化を抑制することが可能な非可逆回路素子及びこれを用いた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】
【００１３】
本発明による非可逆回路素子は、磁気回転子と、磁気回転子に直流磁場を印加する永久磁石とを備え、磁気回転子は、中心導体と、中心導体に積層された第１のフェライトコアと、中心導体と第１のフェライトコアとの間に形成される隙間に設けられた誘電体とを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による通信装置は、上記の非可逆回路素子を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、中心導体と第１のフェライトコアとの間の空気層に誘電体が充填されることから、実効的な誘電率の低下を抑制することが可能となる。これにより、中心導体やフェライトコアの凹凸やゆがみなどに起因する空気層による電気的特性の変化を抑制することが可能となる。
【００１６】
本発明において、誘電体の誘電率は第１のフェライトコアの誘電率に近いほど好ましく、この観点からは、誘電体の誘電率は第１のフェライトコアの誘電率の０．５倍以上であることが好ましい。また、誘電体によって空気層を完全に埋めることが困難である場合には、誘電体の誘電率は第１のフェライトコアの誘電率以上であることが好ましい。
【００１７】
本発明において、誘電体は中心導体の側面を覆っていても構わない。これによれば、実効的な誘電率をより高めることが可能となる。
【００１８】
本発明において、磁気回転子は第２のフェライトコアをさらに含み、中心導体は第１及び第２のフェライトコアに挟まれており、誘電体は、中心導体と第２のフェライトコアとの間に形成される隙間に設けられていても構わない。これによれば、磁気回転子の特性をより高めることが可能となる。
【００１９】
本発明において、中心導体の下面は、第１のフェライトコアと接する部分と第１のフェライトコアと接しない部分とを有し、中心導体の上面は、第２のフェライトコアと接する部分と第２のフェライトコアと接しない部分とを有し、中心導体の下面のうち第１のフェライトコアと接しない部分と第１のフェライトコアとの間に誘電体が介在し、且つ、中心導体の上面のうち第２のフェライトコアと接しない部分と第２のフェライトコアとの間に誘電体が介在しても構わない。これによれば、中心導体のゆがみなどに起因する実効的な誘電率の低下を抑制することが可能となる。
【００２０】
本発明において、中心導体は導体厚が厚い部分と薄い部分を有し、導体厚が厚い部分は第２のフェライトコアと接し、導体厚が薄い部分と第２のフェライトコアの間に誘電体が介在していても構わない。これによれば、中心導体の導体厚のばらつきに起因する実効的な誘電率の低下を抑制することが可能となる。
【００２１】
本発明において、中心導体の下面又は上面は、第１又は第２のフェライトコアと接することなく、全面が誘電体で覆われていても構わない。この場合であっても、中心導体と第１又は第２のフェライトコアの間に空気層が生じないことから、実効的な誘電率の低下を抑制することが可能となる。
【００２２】
本発明による非可逆回路素子は、中心導体が配置された第１のフェライトコアの表面とは反対側に位置する第１のフェライトコアの裏面に配置された接地導体をさらに備え、誘電体は、第１のフェライトコアと接地導体の間に形成される隙間にさらに設けられていても構わない。これによれば、接地導体と第１のフェライトコアとの間の空気層にも誘電体が充填されることから、実効的な誘電率の低下を抑制することが可能となる。
【００２３】
本発明において、誘電体の誘電正接（ｔａｎδ）が０．０１以下であっても構わない。これによれば、挿入損失を十分に低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
このように、本発明によれば、中心導体、接地導体、フェライトコアなどの凹凸やゆがみなどに起因する空気層による電気的特性の変化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態による非可逆回路素子１０の構成を示す略斜視図である。
【図２】図２は、非可逆回路素子１０の略分解斜視図である。
【図３】図３は磁気回転子４０の部分断面図であり、（ａ）は中心導体７０に凹凸やゆがみなどが存在しない理想的な状態であり、且つ、中心導体７０とフェライトコア４１，４２が密着している場合を示し、（ｂ）は中心導体７０に凹凸やゆがみなどが存在しない理想的な状態であり、且つ、中心導体７０とフェライトコア４１，４２の間に誘電体４３が存在している場合を示し、（ｃ）は中心導体７０にゆがみが存在している場合を示し、（ｄ）は中心導体７０のエッジ部７０ｃが他の部分よりも薄くなっている場合を示している。
【図４】図４は、非可逆回路素子を用いた通信装置８０の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、変形例による非可逆回路素子の部分断面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ実施例のサンプルＡ〜Ｃにおける中心導体７０の形状を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれサンプルＡ〜Ｃの共振周波数を示すグラフである。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ誘電体の誘電正接（ｔａｎδ）が０．０００８、０．０１及び０．１である場合の挿入損失のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図９】図９は、誘電体の誘電正接（ｔａｎδ）と挿入損失との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の好ましい実施形態による非可逆回路素子１０の構成を示す略斜視図である。また、図２は、非可逆回路素子１０の略分解斜視図である。
【００２８】
図１及び図２に示す非可逆回路素子１０は分布定数型の非可逆回路素子であり、携帯電話のような移動体通信機器や、基地局で使用される通信装置などに組み込まれて、アイソレータ又はサーキュレータとして使用される。特に限定されるものではないが、本実施形態による非可逆回路素子１０は、基地局で使用される通信装置に使用することが好適である。
【００２９】
図１及び図２に示すように、本実施形態による非可逆回路素子１０は略直方体形状を有する表面実装型のチップ部品であり、ｘｚ面を構成する第１及び第２の側面１１、１２と、ｙｚ面を構成する第３及び第４の側面１３、１４と、ｘｙ面を構成する実装面１５及び上面１６とを有している。そして、第１の側面１１には第１の外部端子２１が設けられ、第２の側面１２には第２の外部端子２２が設けられ、第３の側面１３には第３の外部端子２３が設けられている。その他、第１〜第４の側面１１〜１４には、それぞれ複数のグランド端子２０が設けられている。外部端子２１〜２３及び複数のグランド端子２０は、一部が実装面１５に回り込んで形成されている。
【００３０】
これら３つの外部端子２１〜２３は、本実施形態による非可逆回路素子１０をサーキュレータとして使用する場合にはそれぞれ対応する信号配線に接続される。一方、本実施形態による非可逆回路素子１０をアイソレータとして使用する場合には、例えば、外部端子２１及び２２がそれぞれ対応する信号配線に接続され、外部端子２３が終端抵抗を介して接地される。同様に、終端抵抗を介して外部端子２１又は２２を接地した場合も、本実施形態による非可逆回路素子１０をアイソレータとして使用することができる。複数のグランド端子２０には、接地電位が共通に与えられる。
【００３１】
さらに、非可逆回路素子１０は磁気回転子４０に直流磁場を印加する永久磁石３１及び３２を備え、これらの間に磁気回転子４０が積層方向であるｚ方向に挟み込まれた構成を有している。本発明において、永久磁石３１及び３２の一方については省略、或いは、保磁力の小さい磁性体基板としての鉄板等に置き換えても構わないが、磁気回転子４０に対して強い磁場を垂直に印加するためには、磁気回転子４０を２つの永久磁石３１及び３２によって挟み込むことが好ましい。
【００３２】
磁気回転子４０は、２つのフェライトコア４１及び４２と、これらによってｚ方向に挟まれた中心導体７０を含む。フェライトコア４１及び４２の材料としては、イットリウム／鉄／ガーネット（ＹＩＧ）等の軟磁性材料を用いることが好ましい。中心導体７０の平面形状は図２に示すとおりであり、中心点から放射状に導出された３つのポート７１〜７３と、電気的特性を調整するための分岐導体７４〜７６とを有している。中心導体７０とフェライトコア４１，４２は、接着性を有する誘電体４３を介して互いに接着されている。誘電体４３の材料については特に限定されないが、フェライトコア４１，４２の誘電率とほぼ同じ誘電率を有する材料を用いることが好ましい。
【００３３】
ここで、中心導体７０から導出された第１のポート７１の先端は第１の側面１１に露出し、これにより第１の外部端子２１に接続されている。また、中心導体７０から導出された第２のポート７２の先端は第２の側面１２に露出し、これにより第２の外部端子２２に接続されている。さらに、中心導体７０から導出された第３のポート７３の先端は第３の側面１３に露出し、これにより第３の外部端子２３に接続されている。
【００３４】
本実施形態による非可逆回路素子１０は、永久磁石３１と磁気回転子４０によってｚ方向に挟まれた接地導体５１と、永久磁石３２と磁気回転子４０によってｚ方向に挟まれた接地導体５２をさらに備えている。このため、中心導体７０は２つの接地導体５１、５２によって挟まれ、永久磁石３１及び３２から隔離される。接地導体５１には、外部端子２１〜２３と重なる部分に切り欠き５１ａ〜５１ｃが設けられ、接地導体５２には、外部端子２１〜２３と重なる部分に切り欠き５２ａ〜５２ｃが設けられており、これによって外部端子２１〜２３との干渉が防止されている。接地導体５１、５２のその他の部分は、第１〜第４の側面１１〜１４から露出している。このため、複数のグランド端子２０はいずれも接地導体５１、５２に接続される。
【００３５】
本実施形態においては、接地導体５１がフェライトコア４１の下面に印刷されており、接地導体５２がフェライトコア４２の上面に印刷されている。このため、接地導体５１とフェライトコア４１はほぼ隙間なく密着し、接地導体５２とフェライトコア４２はほぼ隙間なく密着している。そして、永久磁石３１と接地導体５１は接着性を有する誘電体６１を介して互いに接着され、永久磁石３２と接地導体５２は接着性を有する誘電体６２を介して互いに接着される。誘電体６１，６２としては、誘電体４３と同じ材料を用いることができる。
【００３６】
図３は磁気回転子４０の部分断面図であり、（ａ）は中心導体７０に凹凸やゆがみなどが存在しない理想的な状態であり、且つ、中心導体７０とフェライトコア４１，４２が密着している場合を示し、（ｂ）は中心導体７０に凹凸やゆがみなどが存在しない理想的な状態であり、且つ、中心導体７０とフェライトコア４１，４２の間に誘電体４３が存在している場合を示し、（ｃ）は中心導体７０にゆがみが存在している場合を示し、（ｄ）は中心導体７０のエッジ部７０ｃが他の部分よりも薄くなっている場合を示している。
【００３７】
図３（ａ）に示すように、中心導体７０に凹凸やゆがみなどが存在しない理想的な状態においては、中心導体７０の下面７０ａとフェライトコア４１の上面４１ａがほぼ隙間なく密着し、中心導体７０の上面７０ｂとフェライトコア４２の下面４２ｂがほぼ隙間なく密着することができる。この場合、中心導体７０とフェライトコア４１，４２の間に空気層などが生じないことから、実効的な誘電率が低下することがなく、したがってほぼ設計通りの電気的特性を得ることができる。また、中心導体７０に凹凸やゆがみなどが存在しない場合、図３（ｂ）に示すように、中心導体７０の下面７０ａとフェライトコア４１の上面４１ａの間に誘電体４３が介在し、中心導体７０の上面７０ｂとフェライトコア４２の下面４２ｂの間に誘電体４３が介在する場合もある。この場合であっても、中心導体７０とフェライトコア４１，４２の間に空気層などが生じないことから、実効的な誘電率が低下することがなく、したがってほぼ設計通りの電気的特性を得ることができる。
【００３８】
これに対し、図３（ｃ）に示すように中心導体７０にゆがみが存在している場合、中心導体７０の下面７０ａとフェライトコア４１の上面４１ａとの間に隙間が生じ、中心導体７０の上面７０ｂとフェライトコア４２の下面４２ｂとの間に隙間が生じる。つまり、中心導体７０の下面７０ａは、フェライトコア４１の上面４１ａと接する部分と接しない部分を有し、接しない部分において隙間が生じる。同様に、中心導体７０の上面７０ｂは、フェライトコア４２の下面４２ｂと接する部分と接しない部分を有し、接しない部分において隙間が生じる。このような状態は、仮に中心導体７０が理想的な形状を有している場合であっても、フェライトコア４１，４２の表面に凹凸やゆがみが存在している場合にも生じる。さらに、図３（ｄ）に示すように、中心導体７０のエッジ部７０ｃが他の部分よりも薄くなっている場合にも、中心導体７０のエッジ部７０ｃとフェライトコア４２の下面４２ｂとの間に隙間が生じる。つまり、中心導体７０の上面７０ｂは、導体厚の厚い部分ではフェライトコア４２の下面４２ｂと接し、導体厚の薄い部分ではフェライトコア４２の下面４２ｂと接することなく隙間が形成される。
【００３９】
このような場合であっても、本実施形態においては、フェライトコア４１とフェライトコア４２の間に誘電体４３が充填されているため、上記の隙間が誘電体４３によって埋め込まれる。そして、誘電体４３の材料として、フェライトコア４１，４２の誘電率とほぼ同じ誘電率を持つ材料を選択すれば、図３（ａ）又は（ｂ）に示す理想的な状態とほぼ同じ状態が実現されることから、中心導体７０にゆがみや膜厚分布などが存在している場合であっても、ほぼ設計通りの電気的特性を得ることが可能となる。
【００４０】
但し、誘電体４３の誘電率がフェライトコア４１，４２の誘電率と完全に一致していることは必須でなく、誘電体４３の誘電率がフェライトコア４１，４２の誘電率よりも低くても構わないし、高くても構わない。これは、誘電体４３の誘電率がフェライトコア４１，４２の誘電率よりも低い場合であっても、中心導体７０とフェライトコア４１，４２の間に空気層が存在する状態に比べれば、実効的な誘電率の低下を抑えることができるからである。この場合、十分な効果を得るためには、誘電体４３の誘電率はフェライトコア４１，４２の誘電率の０．５倍以上であることが好ましい。また、局所的に空気層が残存する可能性や、誘電体４３の介在によって中心導体７０と接地導体５１，５２の距離が僅かに増大する可能性を考慮すれば、誘電体４３の誘電率はフェライトコア４１，４２の誘電率以上であることが好ましいと言える。
【００４１】
さらに、本実施形態においては、平面視で中心導体７０が存在しない部分にも誘電体４３が充填され、これにより、中心導体７０の側面が誘電体４３によって覆われる。その結果、接地導体５１と接地導体５２の間に空気層がほぼ存在しない状態を実現することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態による非可逆回路素子１０は、フェライトコア４１とフェライトコア４２の間に誘電体４３が充填されていることから、中心導体７０とフェライトコア４１，４２が密着していない場合であっても、これらの隙間が誘電体４３によって埋め込まれる。これにより、中心導体７０やフェライトコア４１，４２に凹凸やゆがみが生じている場合であっても、これに起因する空気層による電気的特性の変化を防止することが可能となる。
【００４３】
図４は、本実施形態による非可逆回路素子を用いた通信装置８０の構成を示すブロック図である。
【００４４】
図４に示す通信装置８０は、例えば移動体通信システムにおける基地局に備えられるものであって、受信回路部８０Ｒと送信回路部８０Ｔとを含み、これらが送受信用のアンテナＡＮＴに接続されている。受信回路部８０Ｒは、受信用増幅回路８１と、受信された信号を処理する受信回路８２とを含んでいる。送信回路部８０Ｔは、音声信号、映像信号などを生成する送信回路８３と、電力増幅回路８４とを含んでいる。
【００４５】
このような構成を有する通信装置８０において、アンテナＡＮＴから受信回路部８０Ｒに到る経路や、送信回路部８０ＴからアンテナＡＮＴに至る経路に、本実施形態による非可逆回路素子９１、９２が用いられる。非可逆回路素子９１は、サーキュレータとして機能し、非可逆回路素子９２は終端抵抗器Ｒ０を有するアイソレータとして機能する。
【００４６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４７】
例えば、上記実施形態では、フェライトコア４１とフェライトコア４２の間に誘電体４３を設けているが、接地導体５１，５２をフェライトコア４１，４２に印刷するのではなく金属板を用いる場合や、永久磁石３１，３２に印刷する場合には、フェライトコア４１と接地導体５１の間、或いは、フェライトコア４２と接地導体５２の間に隙間が生じる可能性があるため、この場合には、図５に示すように、フェライトコア４１、４２と接地導体５１、５２の間に形成される隙間に誘電体４３を充填しても構わない。
【００４８】
また、上記実施形態においては、分布定数型の非可逆回路素子を例に説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、集中定数型の非可逆回路素子に適用することも可能である。
【００４９】
さらに、上記実施形態において用いた磁気回転子４０は、中心導体７０を２つのフェライトコア４１，４２で挟み込んだ構造を有しているが、一方のフェライトコア４１と接地導体５１又は他方のフェライトコア４２と接地導体５２を省略しても構わない。
【実施例】
【００５０】
図１と同じ構造を有する非可逆回路素子のサンプルＡ〜Ｃを想定し、これらの電気的特性をシミュレーションによって評価した。
【００５１】
サンプルＡは、図６（ａ）に示すように、中心導体７０に凹凸やゆがみなどが存在せず、且つ、導体厚も完全に一定である理想的な状態を想定したサンプルである。サンプルＢは、図６（ｂ）に示すように、中心導体７０の導体厚がエッジ部７０ｃに近づくほど薄くなる形状を有するサンプルである。サンプルＣは、図６（ｃ）に示すように、中心導体７０の形状はサンプルＢと同じであるものの、フェライトコア４１とフェライトコア４２の間に誘電体４３が充填されているサンプルである。誘電体４３の誘電率及び誘電正接（ｔａｎδ）は、フェライトコア４１，４２の誘電率誘電正接（ｔａｎδ）と同じとした。
【００５２】
シミュレーションの結果を図７に示す。図７において、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれサンプルＡ〜Ｃのシミュレーション結果に対応する。図７（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示す２本の特性は入力及び出力のＶＳＷＲを示し、そのピークの平均値を共振周波数と定義した。図７（ａ）に示すように、中心導体７０が理想的な形状を有している場合の共振周波数は約５．７５ＧＨｚであるのに対し、図７（ｂ）に示すように、中心導体７０に膜厚分布が存在する場合の共振周波数は約６．６０ＧＨｚに上昇した。このことは、サンプルＢにおいてサンプルＡと同等の共振周波数を得るためには、中心導体７０のサイズをより大型化する必要があることを意味する。
【００５３】
これに対し、図７（ｃ）に示すように、フェライトコア４１とフェライトコア４２の間に誘電体４３を充填すると、共振周波数は約５．６５ＧＨｚとなり、中心導体７０が理想的な形状を有している場合（サンプルＡ）の共振周波数とほぼ同等の値が得られた。つまり、中心導体７０に膜厚分布が存在している場合であっても、これにより生じる隙間を誘電体４３で埋め込むことにより、中心導体７０のサイズを大型化することなく、サンプルＡと同等の共振周波数を得ることが可能となることが分かった。
【００５４】
次に、図６（ｃ）に示すサンプルＣにおいて、使用する誘電体４３の誘電正接（ｔａｎδ）の違いによる挿入損失の変化をシミュレーションした。
【００５５】
シミュレーションの結果を図８に示す。図８（ａ）は誘電体４３のｔａｎδが０．０００８であり、フェライトコア４１，４２の材料であるＹＩＧと同じ値である場合の挿入損失を示す。また、図８（ｂ）は誘電体４３のｔａｎδが０．０１である場合の挿入損失を示す。図８（ａ），（ｂ）に示すように、誘電体４３のｔａｎδが０．０００８である場合の挿入損失は−０．５０３ｄＢ、誘電体４３のｔａｎδが０．０１である場合の挿入損失は−０．５２０ｄＢであり、両者間に顕著な差は存在しなかった。これに対し、図８（ｃ）に示すように、誘電体４３のｔａｎδが０．１である場合の挿入損失は−０．６８９ｄＢであり、大きく悪化した。
【００５６】
図９は、誘電体４３の誘電正接（ｔａｎδ）と挿入損失との関係を示すグラフである。図９に示すように、誘電体４３のｔａｎδが大きくなるほど挿入損失も増大するが、ｔａｎδが０．０１以下の領域では挿入損失の変化は僅かであるのに対し、ｔａｎδが０．０１を超えると挿入損失の悪化が顕著となることが分かる。この点を考慮すれば、誘電体４３の材料としては、ｔａｎδが０．０１以下の材料を選択することが好ましいと言える。
【符号の説明】
【００５７】
１０    非可逆回路素子
１１    第１の側面
１２    第２の側面
１３    第３の側面
１４    第４の側面
１５    実装面
１６    上面
２０    グランド端子
２１    第１の外部端子
２２    第２の外部端子
２３    第３の外部端子
３１，３２    永久磁石
４０    磁気回転子
４１    第１のフェライトコア
４２    第２のフェライトコア
４１ａ    フェライトコアの上面
４２ｂ    フェライトコアの下面
４３    誘電体
５１，５２    接地導体
５１ａ〜５１ｃ，５２ａ〜５２ｃ    切り欠き
６１，６２    誘電体
７０    中心導体
７０ａ    中心導体の下面
７０ｂ    中心導体の上面
７０ｃ    中心導体のエッジ部
７１    第１のポート
７２    第２のポート
７３    第３のポート
７４〜７６    分岐導体
８０    通信装置
８０Ｒ    受信回路部
８０Ｔ    送信回路部
８１    受信用増幅回路
８２    受信回路
８３    送信回路
８４    電力増幅回路
９１、９２    非可逆回路素子
ＡＮＴ    アンテナ
Ｒ０    終端抵抗器
【図１】
2019216370.tif 000006
【図２】
2019216370.tif 000007
【図３】
2019216370.tif 000008
【図４】
2019216370.tif 000009
【図５】
2019216370.tif 000010
【図６】
2019216370.tif 000011
【図７】
2019216370.tif 000012
【図８】
2019216370.tif 000013
【図９】
2019216370.tif 000014