(57)【要約】【課題】本発明はバイアス磁界の作用を良好とした上で挿入損失の低減を図り全体の小型化をなすことができる非可逆回路素子の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、上ヨークと下ヨーク３により形成されるヨーク本体９の内部に、磁性体基板５と、複数本の線路導体６、７、８と、前記磁性体基板の周囲に配置される複数のコンデンサ基板１１、１２と、バイアス磁界印加用の磁石部材４とが具備され、前記線路導体６、７、８が磁性体基板５の一面側で重ねられ、それらの各端部が前記コンデンサ基板１１、１２に接続され、前記磁石部材４が長軸と短軸を有し、その外周部の少くとも一部に曲面部分を有する形状とされたことを特徴とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨーク本体の内部に、磁性体基板と、該磁性体基板の主面上に個々に絶縁されて配置される複数本の線路導体と、前記磁性体基板の周囲に配置される複数のコンデンサ基板と、前記磁性体基板の主面に対して略垂直な方向に直流バイアス磁界を印加するための磁石部材とが具備され、
前記複数の線路導体が前記磁性体基板の主面側において相互に重ねられ、前記磁性体基板の他面側において相互に接続され、前記磁性体基板の主面側において重ねられた前記線路導体の各端部が前記コンデンサ基板に接続されるとともに、前記磁石部材が、平面視長軸と短軸を有し、その外周部の少くとも一部に曲面部分を有する形状とされたことを特徴とする非可逆回路素子。
【請求項２】
前記磁石部材の平面形状が、円又は楕円形の一部を直線状の切断線によりカットした形状とされてな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】
前記磁石部材の平面形状が、楕円状にされた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４】
前記磁石部材の平面形状が、レーストラック形状にされた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５】
前記磁性体基板の投影面形状が前記磁石部材の投影面形状の内側に含まれるか、等しくされたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の非可逆回路素子。
【請求項６】
前記短軸もしくは長軸の一方と、前記磁性体基板の短軸もしくは長軸の一方の比が、１．０〜１．９の範囲とされてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の非可逆回路素子。
【請求項７】
前記短軸もしくは長軸の一方と、前記磁性体基板の短軸もしくは長軸の一方の比が、１．６〜１．９の範囲とされてなることを特徴とする請求項６に記載の非可逆回路素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波帯などの高周波帯域で使用されるアイソレータ、サーキュレータ等の非可逆回路素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の一般的なアイソレータ（非可逆回路素子）の分解斜視図である。図７に示すアイソレータ６０は、下ヨーク６１と上ヨーク６２との間に磁石部材６３とスペーサ部材６４と磁性組立体６５とコンデンサ基板６６、６７、６８と終端抵抗６９と基板７０とを介在させて構成されている。
この例の磁性組立体６５は、フェライト板等からなる円盤状の磁性体基板７２とそれの表面側を囲んで配置された中心導体７３、７４、７５と、磁性体基板７２の裏面側でこれらの導体を接続した図示略の共通電極とから構成され、各中心導体７３、７４、７５がそれらの長さ方向に形成されたスリットにより個々に２分割されている。
【０００３】
また、前記基板７０の上には、薄板状のコンデンサ基板６６、６７、６８が配置され、これらコンデンサ基板６６、６７、６８の内側に磁性組立体６５が配置され、磁性組立体６５の中心導体７３、７４、７５の各先端部７３ａ、７４ａ、７５ａがそれらの下に位置するコンデンサ基板６６、６７、６８に半田付け等により接合されている。また、これらの上側には、凸部６４ａ、６４ａを有する板状のスペーサ部材６４が配置され、そのスペーサ部材６４の上に板状の磁石部材６３が配置されて構成されている。
【０００４】
図７に示す従来例のアイソレータ６０において磁石部材６３は磁性体基板７２に対して垂直方向のバイアス磁界を印加するために設けられている。また、下ヨーク６１と上ヨーク６２は、先の磁石部材６３からのバイアス磁界の磁路の一部を形成するために、それらの側端部を垂直に折り曲げて折曲部を構成し、下ヨーク６１と上ヨーク６２を合わせた場合に全体として箱形になるように形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アイソレータ全体の素子サイズはｍｍ単位で年々小型化されてきているので、下ヨーク６１と上ヨーク６２からなるヨーク部分の寸法を出来る限り小型化しようとする傾向にあり、この関係からヨークの内部に収納される磁石部材６３、スペーサ部材６４、磁性組立体６５のいずれにおいても小型化することが望まれている。
しかしながら、例えば磁石部材６３においては、磁性組立体６５の磁性体基板７２に対して垂直方向（磁性体基板７２の厚さ方向を垂直方向とする）に均一な乱れの無いバイアス磁界を印加しなくてはならないので、磁石部材６３を単に小型化するには限界があった。即ち、磁性体基板７２に印加されるバイアス磁界の均一性が悪化すると、アイソレータとしての挿入損失が増加するなど、性能低下を引き起こすという問題があった。
【０００６】
一方、磁性体基板７２に対して均一なバイアス磁界を作用させるためには、従来、磁性体基板７２の大きさを磁石部材６３に対して小さく形成し、磁性体基板７２の全体に均一な垂直方向のバイアス磁界が作用するようにしていた。
従って従来の磁性体基板７２はアイソレータ６０の全幅の５０％程度の大きさに設定されているが、ｍｍ単位で小型化されてきているアイソレータ６０としての性能を更に向上させるためには、全体としての大きさは小さくとも、できる限り磁性体基板７２を大きくしたいという課題がある。
また、図７に示す従来構造のアイソレータ６０において、磁石部材６３を円盤型ではなく、長方形状に形成したものも知られている。
しかし、アイソレータの全体サイズの小型化に伴い、７〜５ｍｍ程度の大きさまでは磁石部材としては円盤型のものの方が周縁部に角部がないために周縁部の磁界の乱れを少くすることができ、磁性組立体に対するバイアス磁界制御の面では有利と考えられるので、従来のアイソレータにおいては円盤型の磁石部材が用いられることが多かった。また、長方形状の磁石部材の場合、４つの角部側において磁性体基板に作用させるバイアス磁界が乱れ易い傾向があり、アイソレータの素子サイズが充分に大きく、磁石部材よりも磁性体基板を充分に小さく形成できる場合は先のバイアス磁界の乱れを無視できるが、素子サイズの小型化に伴って例えば４ｍｍ角、あるいはそれよりも小型化されてきた場合、それに合わせて磁性体基板を小さくすると、アイソレータとしての特性そのものを高くすることができないので、必然的に磁石部材と磁性体基板の大きさが近くなってくることになり、この場合に先の如く長方形状の磁石部材の４つの角部で作用させるバイアス磁界の乱れが磁性組立体の周縁部分に影響するようになり、バイアス磁界の乱れを無視できなくなる傾向にある。
なお、均一なバイアス磁界を磁性組立体に作用させるためには円盤型の磁石部材が望ましいが、円盤型の磁石部材ではｍｍ単位で小型化されてきているアイソレータにおいて、磁石部材の周囲にコンデンサ基板等の別部材を配置するスペースを確保することが難しく、下ヨーク６１と上ヨーク６２からなるヨーク内部の設置空間での面積効率が悪い問題がある。
【０００７】
本発明は以上の背景に基づいてなされたもので、磁石部材の形状を特別な形状とすることで非可逆回路素子としての性能を落とすことなく小型化をなし得、製造時の加工も容易になるようにした非可逆回路素子を提供することを目的の１つとする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために、ヨーク本体の内部に、磁性体基板と、該磁性体基板の主面上に個々に絶縁されて配置される複数本の線路導体と、前記磁性体基板の周囲に配置される複数のコンデンサ基板と、前記磁性体基板の主面に対して略垂直な方向に直流バイアス磁界を印加するための磁石部材とが具備され、前記複数の線路導体が前記磁性体基板の主面側において相互に重ねられ、前記磁性体基板の他面側において相互に接続され、前記磁性体基板の主面側において重ねられた前記線路導体の各端部が前記コンデンサ基板に接続されるとともに、前記磁石部材が、平面視長軸と短軸を有し、その外周部の少くとも一部に曲面部分を有する形状とされたことを特徴とする。
磁石部材が長軸と短軸を有し、その外周部の少くとも一部に曲面部分を有する形状とされることにより、他の長方形状などに比べて乱れの少ない、効率的に強いバイアス磁界を磁性体基板に印加することが可能となり、非可逆回路素子の小型化に寄与する。また、長軸と短軸を有する形状であるならば、円形の磁石部材に比べて占有面積が小さく、コンデンサ基板等の他の部材を磁石部材の周囲に配置する場合に並べて平面配置が可能で非可逆回路素子の小型化に寄与する。
【０００９】
本発明は前記の課題を解決するために、前記磁石部材の平面形状が、円又は楕円形の一部を直線状の切断線によりカットした形状とされてなることを特徴とする。
円又は楕円形の一部を直線状の切断線によりカットした形状の磁石部材とすることにより、同じ厚さでも他の形状、例えば長方形状に比べて効率的に強いバイアス磁界を磁性体基板に印加することが可能となり、小型化に寄与するとともに、他の形状、例えば４辺の切断加工が必要な長方形状に比べて２辺の切断加工で製造できるので、製造時の加工が容易になる。また、円盤型の磁石部材に比べ、ヨークの設置空間内で磁石部材が占める面積の割に強いバイアス磁界を印加することが可能となり、面積効率が向上する。
【００１０】
本発明は前記課題を解決するために、前記磁石部材の平面形状が、楕円状又はレーストラック形状にされてなる。更に前記磁性体基板の投影面形状が前記磁石部材の投影面形状の内側に含まれるか、等しくされてなる。
これらの形状ならば、他の形状に比べて製造し易く、他の形状、例えば長方形状に比べて同じ面積、厚さで磁性体基板に対する印加磁界を均一に、かつ、強くすることが可能となる。
【００１１】
本発明は前記課題を解決するために、前記短軸もしくは長軸の一方と、前記磁性体基板の短軸もしくは長軸の一方の比が、１．０〜１．９の範囲とされてなることを特徴とする。
本発明は前記課題を解決するために、前記短軸もしくは長軸の一方と、前記磁性体基板の短軸もしくは長軸の一方の比が、１．６〜１．９の範囲とされてなることを特徴とする。
これらの範囲であるならば、磁石部材から磁性体基板に効率よく強いバイアス磁界を印加することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を更に詳細に説明する。
図１〜図５は本発明に係る非可逆回路素子の一例であるアイソレータの第１の実施の形態を示すもので、この形態のアイソレータ１は、上ヨーク２と下ヨーク３とから箱状に構成されたヨーク本体９の内部に、永久磁石などからなる磁石部材４と、強磁性体からなる磁性体基板５と、導電体からなる線路導体６、７、８と、これら線路導体６、７、８を接続した共通電極１０と、磁性体基板５の周囲に配置されたコンデンサ基板１１、１２と、終端抵抗（抵抗素子）１３とを備えて構成されている。
【００１３】
前記上ヨーク２と下ヨーク３からなるヨーク本体９は、例えば平面視４ｍｍ×４ｍｍ角程度の薄い箱状に形成されている。また、側面視略コ字型の上ヨーク２は側面視略コ字型の下ヨーク３に嵌め込み自在の大きさとされており、上ヨーク２と下ヨーク３の互いの開口部分を嵌め合わせることで両者を一体化して箱状のヨーク本体９を構成することができる。
即ち、下ヨーク３は図１に示すように平面視矩形状の強磁性体からなる底板３ａとこの底板３ａの相対向する２辺側に立設された側壁部（外壁部）３ｂとから構成される側面コ字型に形成されるとともに、上ヨーク２は図１と図４に示すように平面矩形状の強磁性体からなる天板２ａとこの天板２ａの相対向する２辺側に立設された側壁部（外壁部）２ｂとから構成される側面コ字型に形成されていて、上ヨーク２の側壁部２ｂ、２ｂと下ヨーク３の側壁部３ｂ、３ｂとを互い違いに配置してヨーク２、３が嵌め合わされて薄型の箱状に形成されている。
【００１４】
なお、これらのヨーク２、３の形状はこの実施形態の形状に限定されるものではなく、複数のヨークでヨーク本体９を構成するものであれば、任意の形状で差し支えない。例えば、ヨーク２、３のどちらか一方の４周縁部のみに側壁部を形成してヨーク２、３の残りの一方を単板形状としても良く、ヨーク２、３のどちらか一方のヨークの３周縁部に側壁部を形成し他方のヨークの１周縁部に側壁部を形成しても良い。更に、ヨーク２、３の側壁部のうち、ヨーク２、３に近い側の部分を一部分のみ折曲部としてこれを延長するように側壁部を構成し、この側壁部を介して両ヨークを一体化した構成としても良いのは勿論である。
【００１５】
前記の如く嵌め合わされた下ヨーク２と上ヨーク３が囲む空間（ヨーク本体９の内部空間）には、先の磁性体基板５と３本の線路導体６、７、８とこれら線路導体６、７、８を接続した共通電極１０とからなる磁性組立体１５が収納されている。
前記磁性体基板５は、フェライト等の強磁性体からなり、図２に示すように平面視横長の略長方形板状とされている。より詳細には磁性体基板５は、相対向する横長の２つの長辺５ａ、５ａと、これらの長辺５ａ、５ａに直角向きの短辺５ｂ、５ｂと、これらを接続する斜辺部５ｄとから構成され平面視略長方形状（略矩形状）とされている。従って磁性体基板５においては短辺５ｂ、５ｂ間の距離が長軸（図２の横幅）とされ、長辺５ａ、５ａ間の距離が短軸（図２の縦幅）とされる。
【００１６】
先の３本の線路導体６、７、８と共通電極１０は図３の展開図に示すように一体化されてなり、３本の線路導体６、７、８と共通電極１０とを主体として電極部１６が構成されている。先の共通電極１０は、平面視先の磁性体基板５とほぼ相似形状の金属板からなる本体部１０Ａから構成されている。この本体部１０Ａは２つの長辺部１０ａ、１０ａと、短辺部１０ｂ、１０ｂと、これらを結ぶ４つの傾斜部１０ｃとから構成される平面視略長方形（略矩形状）とされている。
【００１７】
先の共通電極１０の４つのコーナ部の傾斜部１０ｃのうち、一方の長辺部側の２つの傾斜部１０ｃから第１の線路導体６と第２の線路導体７が延出形成されている。まず、先の２つの傾斜部１０ｃの一方から、第１の基部導体６ａと第１の中心導体６ｂと第１の先端部導体６ｃからなる第１の線路導体６が延出形成される一方、先の傾斜部１０ｃの他方から、第２の基部導体７ａと第２の中心導体７ｂと第２の先端部導体７ｃとからなる第２の線路導体７が延出形成されている。前記基部導体６ａ、７ａはいずれも傾斜部１０ｃを延長するように傾斜部１０ｃと同じ幅に形成されている。次に、前記中心導体６ｂ、７ｂはいずれも共通電極１０の短辺部１０ｂに対して平行に形成されている。
前記第１の線路導体６の幅方向中央部にはスリット部１８を形成することで中央部導体６ｂが２本の分割導体６ｂ１、６ｂ２に分割され、基部導体６ａも２本の分割導体６ａ１、６ａ２に分割され、前記第２の線路導体７の幅方向中央部にも同様のスリット部１９が形成されて分割導体７ｂ１、７ｂ２に分割され、基部導体７ａも分割導体７ａ１、７ａ２に分割されている。
【００１８】
前記共通電極１０の他方の長辺部１０ａ側の中央部に第３の線路導体８が延設されている。この第３の線路導体８は共通電極１０から突出形成された第３の基部導体８ａと第３の中心導体８ｂと第３の先端部導体８ｃから構成されている。前記第３の基部導体８ａは２本の短冊状の分割導体８ａ１、８ａ２からなり、２本の分割導体８ａ１、８ａ２の間にはスリット２０が形成されている。前記第３の中心導体８ｂは、平面視Ｌ字状の分割導体８ｂ１と分割導体８ｂ２とからなり、分割導体８ｂ１と８ｂ２とから菱形の中心導体８ｂが構成されている。
更に、これらの分割導体８ｂ１、８ｂ２の先端側はＬ字型の第３の先端部導体８ｃに一体化されている。この第３の先端部導体８ｃは接続部８ｃ１と接続部８ｃ２とから構成されている。
前記の如く構成された共通電極１０は、その本体部１０Ａを磁性体基板５の裏面側（一面側）に添わせ、第１の線路導体６と第２の線路導体７と第３の線路導体８とを磁性体基板５の表面側（他面側）に折り曲げて磁性体基板５に装着され、磁性体基板５とともに磁性組立体１５が構成されている。
【００１９】
以上のように第１〜第３の線路導体６、７、８を磁性体基板５の主面（表面）側に装着することで、図１Ａに示すように第１の線路導体６と第２の線路導体７は個々に磁性体基板５の対角線に沿って重ねて配置されている。
なお、図１Ａでは略したが、磁性体基板５と第１の線路導体６と第２の線路導体７と第３の線路導体８との間には各々図１Ｂに簡略的に示すように絶縁シートＺが介在されて各線路導体６、７、８は個々に電気的に絶縁されている。
【００２０】
前記磁性組立体１５は下ヨーク３の底部中央側に配置され、下ヨーク３の底部側の磁性組立体１５の両側部分には平面視細長で先の磁性体基板５の半分程度の厚さの板状のコンデンサ基板１１、１２が収納され、コンデンサ基板１２の一側部側には終端抵抗１３が収納されている。
【００２１】
先の第１の線路導体６の先端部導体６ｃを先のコンデンサ基板１１の一側端部に形成されている電極部１１ａに電気的に接続し、先の第２の線路導体７の先端部導体７ｃを先のコンデンサ基板１１の他側端部に形成されている電極部１１ｂに電気的に接続し、先の第３の中心導体８の先端部導体８ｃをコンデンサ基板１２と終端抵抗１３に電気的に接続して磁性組立体１５にコンデンサ１１、１２と終端抵抗１３とが接続されている。なお、この終端抵抗１３を接続しなければ、本実施形態の構成はサーキュレータとして機能する。
【００２２】
前記先端部導体７ｃの部分が接続されたコンデンサ基板１１の端部側にアイソレータ１としての第１ポートＰ１が形成され、先端部導体６ｃの部分が接続されたコンデンサ基板１１の端部側にアイソレータ１としての第２ポートＰ２が形成され、先端部導体８ｃの部分が接続された終端抵抗１３の端部側がアイソレータ１としての第３ポートＰ３とされている。
【００２３】
また、下ヨーク３と上ヨーク２との間の空間部において磁性組立体１５はその空間部の厚さの半分程を占有する厚さに形成されているので、磁性組立体１５よりも上ヨーク２側の空間部分には、図５にも示す樹脂製のスペーサ部材３０が収納され、該スペーサ部材３０に磁石部材４が設置されている。
先のスペーサ部材３０は、上ヨーク２の内部に収納可能な大きさの基板部３１と、この基板部３１の底部側の４隅の各コーナ部分に形成された脚部３１ａとからなり、基板部３１において脚部（凸部）３１ａ…が形成されていない側の面（上面）に先の磁石部材４を収納可能な収納凹部３１ｂが形成され、この収納凹部３１ｂの底面側には基板部３１を貫通する略矩形型の透孔３１ｃが形成されている。
【００２４】
次に、図１に示す磁性体基板５の横幅（平面視矩形状の磁性体基板５の長さ方向に沿う幅：長軸）は、ヨーク２、３からなるヨーク本体９の横幅の６５％以上、１００％以下であることが好ましく、７５％以上、１００％以下であることがより好ましい。ヨーク２、３が４ｍｍ角の大きさとするならば、６５％以上、１００％以下とは２．６ｍｍ以上、４ｍｍ以下、７５％以上、１００％以下とは、３ｍｍ以上、４ｍｍ以下を意味する。
この点において従来構造では磁性体基板に均一なバイアス磁界を印加するために、５０％程度、即ち４ｍｍ角のアイソレータでは２ｍｍ程度とされていたが、本願発明構造を採用して磁性体基板周辺部のバイアス磁界の乱れを無くするならば、上述の範囲の磁性体基板とすることが可能となり、アイソレータ１としての性能向上に寄与する。
【００２５】
これにより、例えば０．８ＧＨｚ帯域用のアイソレータにおいて、磁性体基板の主面上に配置するべき中央導体の導体長として３ｍｍ以上が望ましいと考えられるが、磁性体基板５の横幅を２．６７ｍｍとするならば磁性体基板５の対角線を想定して導体長３ｍｍを確保し易いので、この場合に４ｍｍ角のアイソレータを実現することができる。これに対して４ｍｍ角のアイソレータにおいて５０％程度で２ｍｍ幅の磁性体基板を用いた場合は、中央導体を対角線に配置しても２．８３ｍｍ（８１／２）程度の線路長を確保するのが限界となる。
【００２６】
前記磁石部材４は、図２に磁性体基板５と比較して示す大きさとされ、具体的には磁性体基板５の長辺５ａ、５ａを延長した辺と、短辺５ｂ、５ｂを延長した辺とが交わる形で長方形が形成される場合、その長方形の４つの頂点を円周上に位置させた円を仮想し、この仮想円の周縁部の一部を直線で切り取った形とされた平面視レーストラック状に形成されている。即ち磁石部材４は、図２に示す平面視の場合に左右２つの湾曲部（曲面部）４ａ、４ａと、上下２つの平面部（直線部）４ｂ、４ｂとから構成されている。
【００２７】
図１〜図６に示す本実施の形態のアイソレータ１は、線路導体６、７、８における中心導体６ｂ、７ｂ、８ｂの折り曲げ部分が磁性体基板５の表面側において正確な角度に折り畳まれている。従って、入力側の線路導体から磁性体基板５に入力された信号を出力側に効果的に伝搬させることができ、低損失でしかも広帯域な通過特性を発揮できる。従って磁性組立体１５の磁気特性として好適なものが確実に得られるようになる。
【００２８】
次に、図２に示すようにレーストラック状の磁石部材４は略矩形状の磁性体基板５に対して重なるように配置され、磁性体基板５の厚さ方向に向くバイアス磁界（垂直バイアス磁界）を作用させるが、この場合に磁性体基板５は平面視磁石部材４の内側に位置されているので、垂直バイアス磁界を隅々まで充分に作用させることができる。そして、磁性体基板５の４つの隅部、即ち、斜辺部５ｄの部分は磁石部材４の縁部に近いので、先の垂直バイアス磁界が乱れるおそれを有するが、図２に重ねて平面視するように斜辺部５ｄの周囲とその外側まで十分な幅で磁石部材４の湾曲部４ａ、４ａが存在するので、磁性体基板５の斜辺部５ｄの部分まわりにおいても十分なマス（体積）の磁石部材４から必要な垂直バイアス磁界を印加することができる。また、磁石部材４の周縁部分では磁束が強まるので、磁石部材４の周縁部の強い磁束を磁性体基板５に有効に作用させることができ、バイアス磁界を効率よく印加できる。
【００２９】
これに対して仮に磁石部材４が磁性体基板５の相似形状あるいは似たような長方形状であった場合、磁性体基板５の斜辺部５ｄまわりの磁石部材の体積が少くなるので、磁性体基板５の斜辺部５ｄの部分に乱れの無い充分な量の垂直バイアス磁界を作用させることができなくなる。なお、磁石部材が磁性体基板５の相似形状あるいはほぼ似たような長方形状であった場合に磁石部材を磁性体基板５よりも充分に幅の大きな寸法とすることで先の斜辺部５ｄまわりのバイアス磁界の乱れを無くすることが可能であるが、その場合は磁石部材の横幅自体が大きくなるので、ヨーク本体９の幅も大きくなってしまい、アイソレータとしての小型化の要求に合わなくなる。また、仮に図２の磁石部材４と同じ横幅の長方形状の磁石部材であったとすると、図２の符号４ｃで示す２点鎖線の位置に磁石部材の４つの角部輪郭が位置するが、磁石部材の角部４ｃがこのような位置にある場合、磁性体基板５の斜辺部５ｄ部分と磁石部材の角部が離れ過ぎ、磁石部材の縁部に強い磁束が存在するという作用を利用できないので、磁性体基板５に対して有効に作用する磁束が少くなり、バイアス磁界の作用が弱くなる。
以上のことから磁石部材４の形状は、磁性体基板５の横幅よりも若干幅広であって、磁性体基板５の斜辺部５ｄの周囲に十分な磁石のマス（体積）が存在し、しかも、磁性体基板５の斜辺部５ｄに比較的近い位置に湾曲部４ａが位置するようなレーストラック形状、あるいは、レーストラック形状に近い楕円形状が好ましい。従って、磁石部材４の湾曲部４ａとして、円周状、楕円の一部を切り取った形状、円周に近い多角形状等の種々の形態が可能となる。なお、磁石部材４の長軸とは、磁石部材４の直線部４ｂ、４ｂとそれらに続く４つの角部４ｃとが形成する長方形において、図２の左右方向角部４ｃ、４ｃの間隔、図２の横幅であり、短軸とは図２の縦幅、図２の上下の直線部４ｂ、４ｂの間隔である。
【００３０】
図６は、先のアイソレータ１が適用される携帯電話装置の回路構成の一例を示すもので、この例の回路構成においては、アンテナ４０にデュプレクサ（アンテナ共用器）４１が接続され、このデュプレクサ４１の出力側にローノイズアンプ（増幅器）４２と段間フィルタ４８と混合回路４３を介してＩＦ回路４４が接続され、デュプレクサ４１の入力側にアイソレータ１とパワーアンプ（増幅器）４５と混合回路４６を介してＩＦ回路４７が接続され、混合回路４３、４６に分配トランス４９を介して局部発振器５０が接続されて構成されている。
先の構成のアイソレータ１は図６Ａに示すような携帯電話装置の回路に組み込まれて使用され、アイソレータ１からアンテナ共振器４１側への信号は低損失で通過させるが、その逆方向の信号は損失を大きくして遮断するように作用する。これにより、増幅器４５側のノイズ等の不要な信号を増幅器４２側に逆入力させないという作用を奏する。
【００３１】
図６Ｂは先に示した構成のアイソレータ１の動作原理を示すものである。図６Ｂに示す回路に組み込まれているアイソレータ１は、符号１’で示す第１ポートＰ１側から符号２’で示す第２ポートＰ２方向への信号は伝えるが、符号２’の第２ポートＰ２側から符号３’の第３ポートＰ３側への信号は終端抵抗１３により減衰させて吸収し、終端抵抗１３側の符号３’で示す第３ポートＰ３側から符号１’で示す第１ポートＰ１側への信号は遮断する。
従って図６Ａに示す回路に組み込んだ場合に先に説明した効果を奏することができる。
【００３２】
【実施例】
図１〜５に示すアイソレータの構成において、磁性体基板として図２に示す略矩形状の磁性体基板を用い、図２に示すレーストラック状の磁石部材を用いてアイソレータを組み立てて試験に供した。
また、第１の中心導体の先端部のポートＰ１と第２の中心導体の先端部のポートＰ２に接続するべきコンデンサ基板の容量を５．０ｐＦ、ポートＰ３に接続するべきコンデンサの容量を５．０ｐＦに設定し、フェライトからなる磁性体基板を厚さ０．６５ｍｍ、平面視した場合の横幅３．５ｍｍ、縦幅２．０ｍｍ、斜辺部の傾斜角３０°の形状とし、磁石部材として厚さ０．６５ｍｍ、平面視した場合に半径４ｍｍの円の上下を平面部で切断した縦幅３．８ｍｍ、３．６ｍｍ、３．４ｍｍ、３．２ｍｍの各々のレーストラック状のものを用いてアイソレータを作製した。
アイソレータを構成する上ヨークと下ヨークはＦｅもしくはＮｉ−Ｆｅ合金からなる内部４ｍｍ角のものを用いた。
磁石部材の形状を種々変更した際のアイソレータとしての挿入損失特性を測定した結果を以下の表１に示す。
【００３３】
「表１」
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【００３４】
表１において、４．０×３．２（略矩形状）の試料とは、図２に示す磁性体基板と似た形状であって、長辺側の横幅４．０ｍｍ、短辺側の縦幅３．２ｍｍ、３０°傾斜の斜辺部を有する８角形状のものである。
表１に示す結果から、縦幅を３．８ｍｍ、３．６ｍｍ、３．４ｍｍ、３．２ｍｍと順次小さくすると、磁性体基板内部磁界強度が上昇し、挿入損失も小さくなる傾向があることが判明した。４．０×３．２（略矩形状）の試料に比べて磁性体基板内部磁界強度が高くなり、挿入損失も小さくなる範囲として、４．０ｍｍψのものである場合に３．２〜３．８ｍｍの範囲が好ましい。
ここで磁性体基板を平面視した場合の横幅３．５ｍｍ、縦幅２．０ｍｍ、斜辺部の傾斜角３０°の形状の磁性体基板に対し、磁石部材の縦幅を３．２ｍｍとした場合の（磁石部材の縦幅）／（磁性体基板の縦幅）の値は、１．６であり、３．４ｍｍの場合の（磁石部材の縦幅）／（磁性体基板の縦幅）の値は、１．７であり、３．６ｍｍの場合の（磁石部材の縦幅）／（磁性体基板の縦幅）の値は、１．８であり、３．８ｍｍの場合の（磁石部材の縦幅）／（磁性体基板の縦幅）の値は、１．９である。従って（磁石部材の縦幅）／（磁性体基板の縦幅）の値は、１．６〜１．９の範囲が好ましいことがわかる。
なお、一般にアイソレータにおいて挿入損失の増加割合を小さくできるということは、小型化しても特性の劣化を生じ難いアイソレータを提供できることを意味する。また、磁石部材はその縦幅を３．２ｍｍより更に小さくして磁性体基板の縦幅と同じ寸法にすることで、更に磁界強度を強くすることは可能である。しかし、磁石部材の縦幅と磁性体基板の縦幅の寸法が等しくなると、組立精度により磁性体基板を磁石部材の平面視内側に位置させることが困難となり、磁性体基板全体に垂直バイアス磁界を印加することが困難となって、挿入損失が大きくなるため、上記のように（磁石部材の縦幅）／（磁性体基板の縦幅）を１．６〜１．９程度にすることがより好ましい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、磁石部材が長軸と短軸を有し、その外周部の少くとも一部に曲面部分を有する形状とされることにより、他の長方形状などに比べて効率的に強いバイアス磁界を磁性体基板に印加することが可能となり、小型化に対応できる非可逆回路素子を提供できる。
更に、非可逆回路素子としての小型化をなし得る上に、磁性体基板周縁部側に強いバイアス磁界を乱れの少い状態で印加できるので、磁性体基板のサイズをこれまで以上に大きくすることが可能となり、非可逆回路素子としての性能向上に寄与する。
【００３６】
本発明において、前記磁石部材の平面形状が、円又は楕円形の一部を直線状の切断線によりカットした形状とすることにより、同じ厚さでも他の形状、例えば長方形状に比べて効率的に強いバイアス磁界を磁性体基板に印加することが可能となり、小型化に寄与するとともに、他の形状、例えば長方形状に比べて加工が容易になる。また、円盤型の磁石部材に比べ、下ヨークと上ヨークからなる設置空間内で磁石部材が占める面積の割に強いバイアス磁界を印加することが可能となり、磁石部材として同程度のバイアス磁界を印加する場合の面積効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１Ａは本発明の第１の実施の形態に係るアイソレータの内部構造を示す平面図、図１Ｂは同アイソレータの部分断面図である。
【図２】図２は本発明に係るアイソレータに用いられる磁性体基板の一例と磁石部材の一例を示す平面図。
【図３】図３は本発明に係るアイソレータに用いられる電極部の展開図である。
【図４】図４は本発明に係るアイソレータに備えられる上ヨークを示す側面図である。
【図５】図５は同アイソレータに備えられるスペーサ部材の一例と磁石部材の一例を示す斜視図である。
【図６】図６Ａはこの種のアイソレータが備えられる携帯電話の電気回路の一例を示す図、図６Ｂはアイソレータの動作原理を示す図である。
【図７】図７は従来のアイソレータの一例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１…アイソレータ、２…上ヨーク、２ｂ…側壁部、３…下ヨーク、３ｂ…側壁部、４…磁石部材、４ａ…湾曲部（曲面部）、４ｂ…平面部（直線部）、５…磁性体基板、６、７、８…線路導体、９…ヨーク本体、１１、１２…コンデンサ基板、１３…終端抵抗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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