(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーキュレータであって、前記サーキュレータは、
第１のポートであって、前記第１のポートは、前記第１のポートのインピーダンスを規定する第１のポートインピーダンス整合回路を有する、第１のポートと、
第２のポートであって、前記第２のポートは、前記第２のポートのインピーダンスを規定する第２のポートインピーダンス整合回路を有する、第２のポートと、
第３のポートであって、前記第３のポートは、前記第３のポートのインピーダンスを規定する第３のポートインピーダンス整合回路を有する、第３のポートと
を備え、
前記第１のポートのインピーダンスは、第１の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、前記第２のポートのインピーダンスは、第２の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、前記第３のポートのインピーダンスは、第３の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、
前記第３のポートのインピーダンスは、前記第１のポートのインピーダンスと異なり、
前記第１のポートインピーダンス整合回路は、第１の変換器の対向側面上に配置されている、第１の上側誘電材料と、第１の下側誘電材料とを備え、
前記第２のポートインピーダンス整合回路は、第２の変換器の対向側面上に配置されている、第２の上側誘電材料と、第２の下側誘電材料とを備え、
前記第３のポートインピーダンス整合回路は、第３の変換器の対向側面上に配置されている、第３の上側誘電材料と、第３の下側誘電材料とを備え、
前記第１の上側誘電材料は、前記第３の上側誘電材料と異なり、
前記第１の下側誘電材料は、前記第３の下側誘電材料と異なり、
前記第１、第２、および第３の変換器の寸法は、実質的に同一である、サーキュレータ。
【請求項２】
前記第１のポートのインピーダンスは、前記第２のポートのインピーダンスと実質的に同一である、請求項１に記載のサーキュレータ。
【請求項３】
前記第３のポートのインピーダンスは、前記第１のポートのインピーダンスと、前記第３のポートのインピーダンスの少なくとも２０％だけ異なる、請求項１に記載のサーキュレータ。
【請求項４】
前記第１のポートのインピーダンスは、約５０オームであり、前記第３のポートのインピーダンスは、５０オーム未満である、請求項１に記載のサーキュレータ。
【請求項５】
少なくとも１つのサーキュレータを含む電力増幅器であって、前記少なくとも１つのサーキュレータは、
第１のポートであって、前記第１のポートは、前記第１のポートのインピーダンスを規定する第１のポートインピーダンス整合回路を有する、第１のポートと、
第２のポートであって、前記第２のポートは、前記第２のポートのインピーダンスを規定する第２のポートインピーダンス整合回路を有する、第２のポートと、
第３のポートであって、前記第３のポートは、前記第３のポートのインピーダンスを規定する第３のポートインピーダンス整合回路を有する、第３のポートと
を備え、
前記第１のポートのインピーダンスは、第１の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、前記第２のポートのインピーダンスは、第２の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、前記第３のポートのインピーダンスは、第３の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、
前記第３のポートのインピーダンスは、前記第１のポートのインピーダンスと異なり、
前記第１のポートインピーダンス整合回路は、第１の変換器の対向側面上に配置されている、第１の上側誘電材料と、第１の下側誘電材料とを備え、
前記第２のポートインピーダンス整合回路は、第２の変換器の対向側面上に配置されている、第２の上側誘電材料と、第２の下側誘電材料とを備え、
前記第３のポートインピーダンス整合回路は、第３の変換器の対向側面上に配置されている、第３の上側誘電材料と、第３の下側誘電材料とを備え、
前記第１の上側誘電材料は、前記第３の上側誘電材料と異なり、
前記第１の下側誘電材料は、前記第３の下側誘電材料と異なり、
前記第１、第２、および第３の変換器の寸法は、実質的に同一である、電力増幅器。
【請求項６】
前記第１のポートのインピーダンスは、前記第２のポートのインピーダンスと実質的に同一である、請求項５に記載の電力増幅器。
【請求項７】
前記第３のポートのインピーダンスは、前記第１のポートのインピーダンスと、前記第３のポートのインピーダンスの少なくとも２０％だけ異なる、請求項５に記載の電力増幅器。
【請求項８】
前記第１のポートのインピーダンスは、約５０オームであり、前記第３のポートのインピーダンスは、５０オーム未満である、請求項５に記載の電力増幅器。
【請求項９】
サーキュレータを提供する方法であって、前記方法は、
実質的にＹ型の導電性ストリップを上側フェライトパックと下側フェライトパックとの間に提供することと、
第１のポートを提供することであって、前記第１のポートは、前記導電性ストリップの第１の部分から延在する前記第１のポートのインピーダンスを規定する第１のポートインピーダンス整合回路を有する、ことと、
第２のポートを提供することであって、前記第２のポートは、前記導電性ストリップの第２の部分から延在する前記第２のポートのインピーダンスを規定する第２のポートインピーダンス整合回路を有する、ことと、
第３のポートを提供することであって、前記第３のポートは、前記導電性ストリップの第３の部分から延在する前記第３のポートのインピーダンスを規定する第３のポートインピーダンス整合回路を有する、ことと
を含み、
前記第１のポートのインピーダンスは、第１の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、前記第２のポートのインピーダンスは、第２の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、前記第３のポートのインピーダンスは、第３の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、
前記第３のポートのインピーダンスは、前記第１のポートのインピーダンスと異なり、
前記第１のポートインピーダンス整合回路は、第１の変換器の対向側面上に配置されている、第１の上側誘電材料と、第１の下側誘電材料とを備え、
前記第２のポートインピーダンス整合回路は、第２の変換器の対向側面上に配置されている、第２の上側誘電材料と、第２の下側誘電材料とを備え、
前記第３のポートインピーダンス整合回路は、第３の変換器の対向側面上に配置されている、第３の上側誘電材料と、第３の下側誘電材料とを備え、
前記第１の上側誘電材料は、前記第３の上側誘電材料と異なり、
前記第１の下側誘電材料は、前記第３の下側誘電材料と異なり、
前記第１、第２、および第３の変換器の寸法は、実質的に同一である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（技術分野）
例示的実施形態は、概して、マイクロ波または無線周波数（ＲＦ）機器に関し、より具体的には、いくつかの実施形態は、サーキュレータであって、サーキュレータの他のポートと異なるインピーダンスを有する、少なくとも１つのポートが提供されるサーキュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
（背景）
サーキュレータは、例えば、無線伝送場所が合理的にほとんど干渉なく動作することを可能にする、伝送機多重結合器等のＲＦおよびマイクロ波機器の基本構成要素である。フェライトサーキュレータ等のサーキュレータは、典型的には、外部導波路または伝送ラインがサーキュレータに接続する、少なくとも３つの端子またはポートを含む。任意のポート内に進入する信号が、順番に次のポートにのみ伝送されることができる。さらに、サーキュレータは、ＲＦまたはマイクロ波エネルギーが、２つの隣接するポート間を一方向にのみ流れることを可能にする、３（または４）端子非可逆デバイスである。
【０００３】
サーキュレータの２つの端子のみが使用されるとき、アイソレータが、形成されてもよい。したがって、例えば、３ポートサーキュレータの１つのポートが整合負荷において終端される場合、サーキュレータは、アイソレータとして動作し、信号が２つの残りのポートの間を一方向にのみ進行することを可能にしてもよい。
【０００４】
インピーダンス整合は、サーキュレータ／アイソレータを外部機器に接続するとき、重要な考慮事項である。これまで、サーキュレータ／アイソレータは、概して、５０オームの接合インピーダンスが提供されてきた。サーキュレータ／アイソレータのポート毎に、安定的かつ精密な５０オームの接合インピーダンスを提供することは、各ポートが予測可能なインピーダンスを有し得るように、工業規格として採用されている。しかしながら、本規格の副作用は、多くの場合において、供給される必要があり得る負荷が、５０オーム以外の何らかのインピーダンスを有し得ることである。
【０００５】
サーキュレータ／アイソレータの固有インピーダンスが５０オームをはるかに下回ることを前提として、殆どのサーキュレータ／アイソレータは、コネクタポートにおいて５０オームの最終インピーダンスを生成するために、ある形態のインピーダンス変換回路網を採用する。故に、５０オーム未満のインピーダンスを有する外部デバイスがサーキュレータ／アイソレータに結合されるべきとき、さらなるインピーダンス変換が、インピーダンスを外部デバイスのインピーダンスにまで減少させて変換するために、採用されなければならない。結果として、複雑な一連のカスケード式インピーダンス変換器となり得、これは、デバイスのコストおよび複雑性を追加し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（いくつかの実施例の簡単な要約）
いくつかの例示的実施形態は、設計者が複雑化したカスケード式インピーダンス変換を採用する必要性を回避することを可能にする能力を提供してもよい。これに関して、例示的実施形態は、設計者がサーキュレータの異なるポートにおいて異なる接合インピーダンスを採用することを可能にしてもよい。いくつかの例示的実施形態は、したがって、異なる負荷が遭遇され得る環境において良好に機能する、より低いコストかつより単純なサーキュレータを提供するように、設計者の能力を改善してもよい。
【０００７】
例示的実施形態では、サーキュレータが、提供される。サーキュレータは、第１のポートであって、第１のポートのインピーダンスを規定する第１のポートインピーダンス整合回路を有する、第１のポートと、第２のポートであって、第２のポートのインピーダンスを規定する第２のポートインピーダンス整合回路を有する、第２のポートと、第３のポートであって、第３のポートのインピーダンスを規定する第３のポートインピーダンス整合回路を有する、第３のポートとを含んでもよい。例示的実施形態では、第１のポートのインピーダンスは、第１の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供されてもよく、第２のポートのインピーダンスは、第２の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供されてもよく、第３のポートのインピーダンスは、第３の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供されてもよい。第３のポートのインピーダンスは、第１のポートのインピーダンスと異なってもよい。
【０００８】
別の例示的実施形態では、電力増幅器が、提供される。電力増幅器は、少なくとも１つのサーキュレータを含んでもよい。サーキュレータは、第１のポートであって、第１のポートのインピーダンスを規定する第１のポートインピーダンス整合回路を有する、第１のポートと、第２のポートであって、第２のポートのインピーダンスを規定する第２のポートインピーダンス整合回路を有する、第２のポートと、第３のポートであって、第３のポートのインピーダンスを規定する第３のポートインピーダンス整合回路を有する、第３のポートとを含んでもよい。例示的実施形態では、第１のポートのインピーダンスは、第１の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供されてもよく、第２のポートのインピーダンスは、第２の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供されてもよく、第３のポートのインピーダンスは、第３の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供されてもよい。第３のポートのインピーダンスは、第１のポートのインピーダンスと異なってもよい。
【０００９】
別の例示的実施形態では、サーキュレータを製造する方法が、提供される。本方法は、実質的にＹ型の導電性ストリップを、上側フェライトパックと下側フェライトパックとの間に提供することを含んでもよい。本方法はさらに、第１のポートを提供することであって、第１のポートは、導電性ストリップの第１の部分から延在する第１のポートのインピーダンスを規定する第１のポートインピーダンス整合回路を有する、ことと、第２のポートを提供することであって、第２のポートは、導電性ストリップの第２の部分から延在する第２のポートのインピーダンスを規定する第２のポートインピーダンス整合回路を有する、ことと、第３のポートを提供することであって、第３のポートは、導電性ストリップの第３の部分から延在する第３のポートのインピーダンスを規定する第３のポートインピーダンス整合回路を有する、こととを含んでもよい。例示的実施形態では、第１のポートのインピーダンスは、第１の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供されてもよく、第２のポートのインピーダンスは、第２の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供されてもよく、第３のポートのインピーダンスは、第３の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供されてもよい。例示的実施形態では、第３のポートのインピーダンスは、第１のポートのインピーダンスと異なるように提供されてもよい。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
サーキュレータであって、前記サーキュレータは、
第１のポートであって、前記第１のポートは、前記第１のポートのインピーダンスを規定する第１のポートインピーダンス整合回路を有する、第１のポートと、
第２のポートであって、前記第２のポートは、前記第２のポートのインピーダンスを規定する第２のポートインピーダンス整合回路を有する、第２のポートと、
第３のポートであって、前記第３のポートは、前記第３のポートのインピーダンスを規定する第３のポートインピーダンス整合回路を有する、第３のポートと
を備え、
前記第１のポートのインピーダンスは、第１の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、前記第２のポートのインピーダンスは、第２の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、前記第３のポートのインピーダンスは、第３の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、
前記第３のポートのインピーダンスは、前記第１のポートのインピーダンスと異なる、サーキュレータ。
（項目２）
前記第１のポートのインピーダンスは、前記第２のポートのインピーダンスと実質的に同一である、項目１に記載のサーキュレータ。
（項目３）
前記第３のポートのインピーダンスは、前記第１のポートのインピーダンスと、前記第３のポートのインピーダンスの少なくとも２０％だけ異なる、項目１に記載のサーキュレータ。
（項目４）
前記第１のポートインピーダンス整合回路は、第１の変換器の対向側面上に配置されている、第１の上側誘電材料と、第１の下側誘電材料とを備え、
前記第２のポートインピーダンス整合回路は、第２の変換器の対向側面上に配置されている、第２の上側誘電材料と、第２の下側誘電材料とを備え、
前記第３のポートインピーダンス整合回路は、第３の変換器の対向側面上に配置されている、第３の上側誘電材料と、第３の下側誘電材料とを備える、項目１に記載のサーキュレータ。
（項目５）
前記第１、第２、および第３の上側誘電材料は、同一であり、
前記第１、第２、および第３の下側誘電材料は、同一であり、
前記第３の変換器の寸法は、前記第１の変換器の寸法と異なる、項目４に記載のサーキュレータ。
（項目６）
前記第３の変換器の幅寸法は、前記第１の変換器の幅寸法と異なる、項目５に記載のサーキュレータ。
（項目７）
前記第１の上側誘電材料は、前記第３の上側誘電材料と異なり、
前記第１の下側誘電材料は、前記第３の下側誘電材料と異なり、
前記第１、第２、および第３の変換器の寸法は、実質的に同一である、項目４に記載のサーキュレータ。
（項目８）
前記第１の上側誘電材料は、前記第３の上側誘電材料と異なり、
前記第１の下側誘電材料は、前記第３の下側誘電材料と異なり、
前記第３の変換器の寸法は、前記第１の変換器の寸法と異なる、項目４に記載のサーキュレータ。
（項目９）
前記第１のポートのインピーダンスは、約５０オームであり、前記第３のポートのインピーダンスは、５０オーム未満である、項目１に記載のサーキュレータ。
（項目１０）
少なくとも１つのサーキュレータを含む電力増幅器であって、前記少なくとも１つのサーキュレータは、
第１のポートであって、前記第１のポートは、前記第１のポートのインピーダンスを規定する第１のポートインピーダンス整合回路を有する、第１のポートと、
第２のポートであって、前記第２のポートは、前記第２のポートのインピーダンスを規定する第２のポートインピーダンス整合回路を有する、第２のポートと、
第３のポートであって、前記第３のポートは、前記第３のポートのインピーダンスを規定する第３のポートインピーダンス整合回路を有する、第３のポートと
を備え、
前記第１のポートのインピーダンスは、第１の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、前記第２のポートのインピーダンスは、第２の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、前記第３のポートのインピーダンスは、第３の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、
前記第３のポートのインピーダンスは、前記第１のポートのインピーダンスと異なる、電力増幅器。
（項目１１）
前記第１のポートのインピーダンスは、前記第２のポートのインピーダンスと実質的に同一である、項目１０に記載の電力増幅器。
（項目１２）
前記第３のポートのインピーダンスは、前記第１のポートのインピーダンスと、前記第３のポートのインピーダンスの少なくとも２０％だけ異なる、項目１０に記載の電力増幅器。
（項目１３）
前記第１のポートインピーダンス整合回路は、第１の変換器の対向側面上に配置されている、第１の上側誘電材料と、第１の下側誘電材料とを備え、
前記第２のポートインピーダンス整合回路は、第２の変換器の対向側面上に配置されている、第２の上側誘電材料と、第２の下側誘電材料とを備え、
前記第３のポートインピーダンス整合回路は、第３の変換器の対向側面上に配置されている、第３の上側誘電材料と、第３の下側誘電材料とを備える、項目１０に記載の電力増幅器。
（項目１４）
前記第１、第２、および第３の上側誘電材料は、同一であり、
前記第１、第２、および第３の下側誘電材料は、同一であり、
前記第３の変換器の寸法は、前記第１の変換器の寸法と異なる、項目１３に記載の電力増幅器。
（項目１５）
前記第３の変換器の幅寸法は、前記第１の変換器の幅寸法と異なる、項目１４に記載の電力増幅器。
（項目１６）
前記第１の上側誘電材料は、前記第３の上側誘電材料と異なり、
前記第１の下側誘電材料は、前記第３の下側誘電材料と異なり、
前記第１、第２、および第３の変換器の寸法は、実質的に同一である、項目１３に記載の電力増幅器。
（項目１７）
前記第１の上側誘電材料は、前記第３の上側誘電材料と異なり、
前記第１の下側誘電材料は、前記第３の下側誘電材料と異なり、
前記第３の変換器の寸法は、前記第１の変換器の寸法と異なる、項目１３に記載の電力増幅器。
（項目１８）
前記第１のポートのインピーダンスは、約５０オームであり、前記第３のポートのインピーダンスは、５０オーム未満である、項目１０に記載の電力増幅器。
（項目１９）
サーキュレータを提供する方法であって、前記方法は、
実質的にＹ型の導電性ストリップを上側フェライトパックと下側フェライトパックとの間に提供することと、
第１のポートを提供することであって、前記第１のポートは、前記導電性ストリップの第１の部分から延在する前記第１のポートのインピーダンスを規定する第１のポートインピーダンス整合回路を有する、ことと、
第２のポートを提供することであって、前記第２のポートは、前記導電性ストリップの第２の部分から延在する前記第２のポートのインピーダンスを規定する第２のポートインピーダンス整合回路を有する、ことと、
第３のポートを提供することであって、前記第３のポートは、前記導電性ストリップの第３の部分から延在する前記第３のポートのインピーダンスを規定する第３のポートインピーダンス整合回路を有する、ことと
を含み、
前記第１のポートのインピーダンスは、第１の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、前記第２のポートのインピーダンスは、第２の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、前記第３のポートのインピーダンスは、第３の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供され、
前記第３のポートのインピーダンスは、前記第１のポートのインピーダンスと異なる、方法。
（項目２０）
前記第３のポートのインピーダンスは、前記第１のポートインピーダンス整合回路および前記第３のポートのインピーダンス整合回路を規定するために、使用される誘電材料、および使用される導電性材料の寸法のうちの一方または両方を改変することによって、前記第１のポートのインピーダンスとは異なるように提供される、項目１９に記載の方法。
【００１０】
本発明を一般的観点から前述したので、ここで、付随の図面を参照するが、これらは、必ずしも縮尺通りに描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、例示的実施形態による、電力増幅器コンテキスト内で採用され得る、サーキュレータの基本概念図を例証する。
【図２】図２は、例示的実施形態の例示的実施形態による、サーキュレータの３次元図を例証する。
【図３】図３は、例示的実施形態による、サーキュレータを製造する方法のブロック図を例証する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（詳細な説明）
いくつかの例示的実施形態が、ここで、全てではないが、いくつかの例示的実施形態が示される、付随の図面を参照して以降により完全に説明される。実際には、本明細書に説明および描写される実施例は、本開示の範囲、可用性、または構成を限定するものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの例示的実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすであろうように提供される。同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を指す。さらに、本明細書に使用されるように、「または」という用語は、そのオペランドの１つ以上が真である度に真となる、論理演算子として解釈されたい。本明細書に使用されるように、動作可能な結合は、直接または間接接続に関連すると理解されるべきであり、これは、いずれの場合も、相互に動作可能に結合される、構成要素の機能的な相互接続を可能にする。
【００１３】
前述されるように、サーキュレータは、アイソレータとして動作するように構成されてもよい。サーキュレータはまた、例えば、デュプレクサ機能、反射型増幅器機能、および／または同等物等の他の機能を実施するように構成されてもよい。故に、本明細書の説明は、サーキュレータの説明に関して提供されるであろう。しかしながら、本説明は、アイソレータまたはサーキュレータの任意の他の可能性として考えられる構成にも等しく適用可能であることを理解されたい。さらに、また、例示的実施形態は、本明細書に３ポートサーキュレータのコンテキストにおいて説明されるであろうが、本明細書に説明される概念は、異なる数のポートを有し得る他の構成（例えば、４ポートサーキュレータ）にも等しく適用可能であることも理解されたい。
【００１４】
加えて、ある基本回路網は、抵抗器、蓄電器、誘導器等を含めて本明細書に表示されるが、採用される特定の構成要素の値および構成は、異なる設計要件および目的に従って変動し得ることを理解されたい。したがって、本明細書に表示される蓄電器、誘導器、および／または抵抗器は、任意の限定的意味における特定の構成または値ではなく、単に、一般的回路網を表すと理解されたい。
【００１５】
図１は、電力増幅器コンテキスト内で採用され得る、基本サーキュレータ１０の基本概念図を例証する。図１に示されるように、サーキュレータ１０は、３つのポート（例えば、第１のポート３０、第２のポート３２、および第３のポート３４）を有し、それぞれ、ポートインピーダンス整合回路（例えば、第１のポートインピーダンス整合回路４０、第２のポートインピーダンス整合回路４２、および第３のポートインピーダンス整合回路４４）を採用する。各ポートは、種々の構成のためにソースまたは負荷として動作し得る、外部回路網（例えば、第１の外部回路５０、第２の外部回路５２、および第３の外部回路５４）に動作可能に結合される。電力は、ポートのうちの任意の１つに進入し、矢印６０によって示される方向に循環した後、隣接するポートを通して退出してもよい。動作中、外部磁場が、以下により詳細に説明されるように、エネルギー「循環」のための望ましい経路以外の内部循環電流を打ち消すために、サーキュレータ１０に印加される。サーキュレータ１０は、したがって、現在結合されていないポートの隔離が望ましい異なるポートの選択的結合のための有用なデバイスとなり得る。いくつかの実施形態では、サーキュレータ１０は、外部回路の１つ以上が、電力増幅器、またはＲＦもしくはマイクロ波印加のために使用されるいくつかの他のデバイスのいずれかとして動作し得るような構成と関係して有用であり得る。
【００１６】
前述されるように、典型的なサーキュレータでは、第１のポートインピーダンス整合回路４０、第２のポートインピーダンス整合回路４２、および第３のポートインピーダンス整合回路４４は、それぞれ、第１のポート３０、第２のポート３２、および第３のポート３４のそれぞれにおいて、安定的かつ正確な５０オームのインピーダンスを提示するように、提供されるであろう。しかしながら、例示的実施形態は、ポートの少なくとも１つに対して、少なくとも１つの異なるインピーダンスの提供を可能にする。例えば、第１のポート３０および第２のポート３２は、対応する第１の外部回路５０および第２の外部回路５２のインピーダンスを整合させるために５０オームのインピーダンスを提供するように構成される、対応する第１のポートインピーダンス整合回路４０および第２のポートインピーダンス整合回路４２を採用してもよい。その一方で、第３のポート３４は、第３の外部回路５４のインピーダンスを整合させるために１２．５オームのインピーダンスを有する第３のポートインピーダンス整合回路４４を採用してもよい。
【００１７】
本コンテキストにおいて使用されるように、「異なるインピーダンス値」という用語またはインピーダンス値における差異に関する議論は、インピーダンス値間のほんの僅少な差異よりも大きいことを表すと理解されたい。これに関して、インピーダンス値における差異は、１つのポートのインピーダンス値が別のポートのインピーダンス値と比較されるとき、インピーダンス値における顕著かつ比較的有意な変化を表すと理解されたい。ある場合には、インピーダンス値は、比較的高いインピーダンス値に対して、わずか１％の差異をもって「異なる」と見なされてもよい。しかしながら、典型的な５０オームの出力インピーダンスのコンテキストでは、一例示的実施形態によると、１つのポートのインピーダンスは、少なくとも１０％（すなわち、５オーム）異なり得る。他の実施例では、差異は、より大きくなり得る（例えば、２０％、５０％、またはそれを上回る）。
【００１８】
少なくとも１つのポートに異なるインピーダンス値を提供することによって、付加的な変換回路の採用は、回避されることができる。インピーダンス変換器は、多くの場合、伝送ラインの複数の長さを９０度にカスケード接続することによって実現されるため、例示的実施形態を採用することによって複数の１／４波長伝送ラインの使用を回避することで、設計者が、比較的有意なサイズ減少を達成することを可能にすることができる。さらに、サーキュレータおよびサーキュレータが機能する構成要素の製造の複雑性およびコストもまた、例示的実施形態を採用することによって減少され得る。大型電力トランジスタ等のある構成要素のより低いインピーダンスは、したがって、ポート（例えば、外部回路網の実施例として）に結合されてもよく、対応するポートのより低いインピーダンス値と適応されることができる。
【００１９】
図２は、例示的実施形態による、サーキュレータ１００の３次元図を例証する。図２のサーキュレータ１００は、図１と関係して説明されるサーキュレータ１０の実施例であってもよい。図２に示されるように、サーキュレータ１００は、伝送媒体１２０の対向側面上に配置され得る、上側フェライトパック１１０と、下側フェライトパック１１２とを含んでもよい。伝送媒体１２０は、相互に実質的に１２０度離れて配置され得る、３つの方向のそれぞれに延在してもよい。ある場合には、伝送媒体１２０の端部は、それぞれ、第１の変換器１３０、第２の変換器１３２、および第３の変換器１３４に動作可能に結合されてもよい。したがって、伝送媒体１２０は、導電性ストリップラインまたはトレースとして形成される、実質的にＹ型の材料であってもよい。
【００２０】
第１の変換器１３０、第２の変換器１３２、および第３の変換器１３４は、望ましい、予測可能なインピーダンスを有する構成要素を形成するために、それぞれ、上側誘電体と下側誘電体との間に配置されてもよい。したがって、例えば、第１の変換器１３０は、上側誘電体１４０と下側誘電体１４１との間に配置されてもよい。第２の変換器１３２は、上側誘電体１４４と下側誘電体１４５との間に配置されてもよい。第３の変換器１３４は、上側誘電体１４８と下側誘電体１４９との間に配置されてもよい。
【００２１】
第１の変換器１３０、上側誘電体１４０、および下側誘電体１４１は、図１の第１のポートインピーダンス整合回路４０に対応してもよい。第２の変換器１３２、上側誘電体１４４、および下側誘電体１４５は、図１の第２のポートインピーダンス整合回路４２に対応してもよい。第３の変換器１３４、上側誘電体１４８、および下側誘電体１４９は、図１の第３のポートインピーダンス整合回路４４に対応してもよい。第１の変換器１３０、第２の変換器１３２、および第３の変換器１３４は、（図１の第１のポート３０、第２のポート３２、および第３のポート３４のそれぞれに対応してもよい）第１のポート１５０、第２のポート１５２、および第３のポート１５４のそれぞれのものに動作可能に結合されてもよい。第１のポート１５０、第２のポート１５２、および第３のポート１５４は、それぞれ、電力増幅器の機器に接続されてもよく、または設計者の選択のコンテキストにおいて、構成に関して望ましくあり得る任意の他のソースおよび負荷に接続されてもよい。少なくとも１つのポートが他のポートと異なるインピーダンス値を有する実施例では、第１のポート１５０および第２のポート１５２のインピーダンスは、５０オームになるように提供されてもよく、第３のポート１５４のインピーダンスは、１２．５オームとなり得る。他のインピーダンス値が、他の例示的実施形態に従って採用され得ることを理解されたいが、本実施例では、第１のポート１５０および第２のポート１５２は、５０オームの負荷に結合され得、第３のポート１５４は、第３のポートのインピーダンス（すなわち、１２．５オームの負荷）を整合させる、（例えば、高電力デバイスインターフェースのコンテキストにおける）外部回路網に結合され得る。
【００２２】
例示的実施形態では、第１の変換器１３０、第２の変換器１３２、および第３の変換器１３４は、所与の誘電材料に対して望ましいポートインピーダンス値を達成するために選択される、物理的寸法を有してもよい。したがって、例えば、上側誘電体１４０、１４４、および１４８は、それぞれ、同一の材料から作製されてもよく、下側誘電体１４１、１４５、および１４９もまた、それぞれ、同一の材料から作製されてもよい。各ポートのそれぞれの変換器の寸法における変更が、それぞれのポート毎に関連付けられる誘電部分の寸法における対応する変更を必要とする場合を除いて、誘電部分はまた、同一または類似する寸法を有してもよい。本例示的実施形態では、各ポートと関連付けられるインピーダンス値は、少なくとも部分的に、第１の変換器１３０、第２の変換器１３２、および第３の変換器１３４によって提供される、導電性経路の寸法（例えば、長さ、高さ、および幅）に基づいて提供されてもよい。より具体的には、ポート間のインピーダンス値における差異は、ポートのうちの少なくとも１つの変換器の寸法の変更をベースに提供されてもよい。故に、第１のポート１５０および第２のポート１５２が同一の値のインピーダンスを有し、第３のポート１５４が異なる値を有する場合、第１の変換器１３０および第２の変換器１３２は、実質的に同一の寸法を有してもよいが、第３の変換器１３４の寸法は、異なり得る。
【００２３】
例示的実施形態によると、サーキュレータ１００の全体サイズまたは寸法の対称的または別様に一貫性を提供することが望ましくあり得る。したがって、変換器の長さは、望ましくは、実質的に同一のままにされてもよい。故に、第３のポート１５４に対して（本実施例の場合のように）より低いインピーダンス値を達成するために、第３の変換器１３４は、第１の変換器１３０および第２の変換器１３２に対して採用される高さおよび／または幅（Ｗ１）に対して、第３の変換器１３４の高さおよび／または幅（Ｗ）を増加させることによって提供される、より大きなサイズまたは導電性面積を有してもよい。本実施例では、幅寸法のみが、改変され得る。しかしながら、寸法のうちの任意の１つが（または寸法のうちの複数のものさえも）、他の例示的実施形態に従って改変され得ることを理解されたい。
【００２４】
代替実施形態では、第１のポート１５０および第２のポート１５２のインピーダンス値と異なるインピーダンス値を第３のポート１５４に提供することは、変換器の寸法を変更することなく、代わりに、採用される誘電材料を変更することによって遂行されてもよい。したがって、例えば、第１の変換器１３０、第２の変換器１３２、および第３の変換器１３４の寸法（例えば、高さおよび幅）は、実質的に同一であってもよい。しかしながら、上側誘電体１４８および下側誘電体１４９の誘電材料は、第１のポート１５０および第２のポート１５２の上側誘電体１４０および１４４ならびに下側誘電体１４１および１４５において採用される誘電材料と異なる特性を有するように選択され、それによって、第１のポート１５０および第２のポート１５２に対するインピーダンス値と異なるインピーダンス値を、第３のポート１５４にもたらしてもよい。
【００２５】
さらに他の実施形態では、変換器寸法における修正と採用される誘電材料への修正との両方が、ポートのうちの少なくとも１つに対して異なるインピーダンス値を達成するために使用されてもよい。したがって、例えば、第３のポート１５４は、第１のポート１５０および第２のポート１５２において採用される誘電材料および変換器サイズと異なる誘電材料と、異なる変換器サイズとの両方を採用してもよい。
【００２６】
また、いくつかの実施形態では、変換器サイズ、誘電材料選択、または両方の修正のいずれかを通して、第１のポート１５０、第２のポート１５２、第３のポート１５４のそれぞれは、所望される場合、異なるインピーダンス値を有し得ることも理解されたい。さらに、ある場合には、外部構成要素との統合を容易にするための標準ポートサイズを促進するために、第１のポート１５０、第２のポート１５２、および第３のポート１５４に対する一貫した全体サイズおよび／または寸法を有することが望ましくあり得ることを理解されたい。したがって、ポートの全体寸法が相互に必ず整合するように、それらは固定されたままであるが、各ポートのインピーダンスを選択するために使用される構成要素は、望ましいインピーダンスと、ポートの全体寸法の要件内になおも適合することとの両方を達成し得る、任意の望ましい方法で修正されてもよい。
【００２７】
ＲＦまたはマイクロ波エネルギーがポートのうちの１つ（例えば、第１のポート１４０）に印加されると、等量の反転電磁場が、上側フェライトパック１１０および下側フェライトパック１１２内に誘発される。外部の軸方向磁場が、上側フェライトパック１１０および下側フェライトパック１１２に印加されてもよい。磁場が適切な強度で印加される場合、反転場は、隣接する伝送ラインのうちの１つにわたって打ち消すように生成されることができる。その一方で、場は、残りの隣接する伝送ラインにわたって相互に増強し得る。したがって、ＲＦまたはマイクロ波エネルギーは、比較的殆ど減衰せずに２つの隣接する伝送ライン間を流れ得るが、他の伝送ライン中には全く流れ得ない。故に、「循環」が、サーキュレータ１００内で達成される。
【００２８】
したがって、例示的実施形態では、磁場が、サーキュレータ１００の適切な動作を誘発し、第３のポート１５４への電力伝達を防止しながら、第１のポート１５０中に提供される電力が、第２のポート１５２に伝達されることを可能にするために、図２のｚ軸に沿って印加されてもよい。代替として、第２のポート１５２中に提供される電力が、第１のポート１５０への電力伝達を防止しながら、第３のポート１５４に伝達されてもよい。さらに別の代替として、第３のポート１５４中に提供される電力が、第２のポート１５２への電力伝達を防止しながら、第１のポート１５０に伝達されてもよい。
【００２９】
電力が第１のポート１５０と第２のポート１５２との間に伝達される例示的場合では、第１のポート１５０および第２のポート１５２のインピーダンスは、同一である。しかしながら、他の実施例では、少なくとも１つのポート（すなわち、第３のポート１５４）のインピーダンスは、他のポート（すなわち、第１のポート１５０および第２のポート１５２）のインピーダンスと異なる。故に、多様な外部回路網が、複雑化した連鎖状のインピーダンス整合変換器の使用を要求することなく適応され得る。代わりに、インピーダンス整合は、複雑性およびコストを減少するために、サーキュレータ自体の内部で遂行されてもよい。例示的実施形態は、いくつかの構成要素が動作することが可能である、周波数帯を拡大してもよい。これに関して、例えば、１２．５オームのポートを有する例示的実施形態は、約１〜２ＧＨｚ帯にわたって優れた性能を提供し得る。しかしながら、他の帯もまた、提供されてもよい。
【００３０】
図３は、例示的実施形態による、サーキュレータを製造する、または別様に提供する方法と関連付けられるブロック図を例証する。図３に示されるように、本方法は、動作２００において、実質的にＹ型の導電性ストリップを、上側フェライトパックと下側フェライトパックとの間に提供することを含んでもよい。本方法はさらに、動作２１０において、第１のポートを提供することであって、第１のポートは、導電性ストリップの第１の部分から延在する第１のポートのインピーダンスを規定する第１のポートインピーダンス整合回路を有する、ことと、動作２２０において、第２のポートを提供することであって、第２のポートは、導電性ストリップの第２の部分から延在する第２のポートのインピーダンスを規定する第２のポートインピーダンス整合回路を有する、ことと、動作２３０において、第３のポートを提供することであって、第３のポートは、導電性ストリップの第３の部分から延在する第３のポートのインピーダンスを規定する第３のポートインピーダンス整合回路を有する、こととを含んでもよい。例示的実施形態では、第１のポートのインピーダンスは、第１の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供されてもよく、第２のポートのインピーダンスは、第２の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供されてもよく、第３のポートのインピーダンスは、第３の外部回路のインピーダンスを整合させるために提供されてもよい。例示的実施形態では、第３のポートのインピーダンスは、第１のポートのインピーダンスと異なるように提供されてもよい。いくつかの実施形態では、第３のポートのインピーダンスは、第１のポートインピーダンス整合回路および第３のポートのインピーダンス整合回路を規定するために、使用される誘電材料、および使用される導電性材料の寸法のうちの一方または両方を改変することによって、第１のポートのインピーダンスと異なるように提供されてもよい。
【００３１】
本明細書に記載される本発明の多くの修正および他の実施形態が、これらの発明に関連し、前述の説明および関連付けられた図面において提示される教示の利益を有する、当業者に想起されるであろう。したがって、本発明は、開示される特定の実施形態に限定されず、修正および他の実施形態は、添付される請求項の範囲内に含まれることが意図されることを理解されたい。さらに、前述の説明および関連付けられた図面は、要素および／または機能のある例示的組み合わせの文脈において、例示的実施形態を説明するが、要素および／または機能の異なる組み合わせが、添付される請求項の範囲から逸脱することなく、代替実施形態によって提供され得ることを理解されたい。これに関して、例えば、明示的に前述されるものとは異なる要素および／または機能の組み合わせもまた、添付される請求項のいくつかにおいて記載され得るものとして想定される。利点、利益、問題への解決策が本明細書に説明される場合、そのような利点、利益、および／または解決策は、いくつかの例示的実施形態には適用可能であり得るが、必ずしも全ての例示的実施形態に適用可能ではあり得ないことを理解されたい。したがって、本明細書に説明される任意の利点、利益、または解決策は、全ての実施形態または本明細書に請求されるものにとって、重要であり、要求される、不可欠なものとして考えられるべきではない。特定の用語が本明細書に採用されるが、それらは、一般的および説明的意味においてのみ使用され、限定を目的として使用されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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