(57)【要約】【課題】非可逆回路素子において、インサーションロス特性とアイソレーション特性の両方を改善する。【解決手段】本発明に係る非可逆回路素子においては、永久磁石８に重ねて磁性組立体２が配備されている。磁性組立体２は、磁性体に第１乃至第３の中心導体を巻き付けて構成され、第１中心導体の端部に設けられた入力端子部３２と第２中心導体の端部に設けられた出力端子４２が外部接続用の入力端子及び出力端子にそれぞれ接続され、第３の中心導体の端部に設けられた抵抗接続端子部５２が終端抵抗に接続されている。永久磁石８は、薄板部８１の両側に左右一対の厚板部８２、８２を形成してなり、入力端子部３２へ繋がる導体領域が永久磁石８の一方の厚板部８２と対向し、出力端子４２へ繋がる導体領域が他方の厚板部８２と対向し、抵抗接続端子部５２へ繋がる導体領域が薄板部８１と対向している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気シールドされた空間の内部に永久磁石（８）が配置され、該永久磁石（８）に重ねて磁性組立体（２）が配備され、該磁性組立体（２）は、磁性体（２１）と、該磁性体（２１）に所定の交差角度で巻き付けられた第１乃至第３の中心導体（３）（４）（５）とを具え、該中心導体（３）（４）（５）の端部が３つの整合用コンデンサ（６）（６１）（６２）にそれぞれ接続されると共に、第１中心導体（３）の端部に設けられた入力端子部（３２）と第２中心導体（４）の端部に設けられた出力端子部（４２）が、外部接続用の入力端子（７１）及び出力端子（７２）にそれぞれ接続され、第３の中心導体（５）の端部に設けられた抵抗接続端子部（５２）が終端抵抗（６３）に接続されている非可逆回路素子において、永久磁石（８）は、第１中心導体（３）の入力端子部（３２）側の導体領域と第２中心導体（４）の出力端子部（４２）側の導体領域に強い磁界を及ぼす一方、第３中心導体（５）の抵抗接続端子部（５２）側の導体領域に弱い磁界を及ぼす磁界分布を有していることを特徴とする非可逆回路素子。
【請求項２】
永久磁石（８）及び磁性組立体（２）はそれぞれ直方体状に形成され、永久磁石（８）は、薄板部（８１）の両側に左右一対の厚板部（８２）（８２）を形成してなり、第１中心導体（３）の入力端子部（３２）は永久磁石（８）の一方の厚板部（８２）の近傍位置に配置され、第２中心導体（４）の出力端子部（４２）は永久磁石（８）の他方の厚板部（８２）の近傍位置に配置され、第３中心導体（５）の抵抗接続端子部（５２）は永久磁石（８）の薄板部（８１）の近傍位置に配置されている請求項１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、ＶＨＦ、ＵＨＦ、ＳＨＦ等の無線周波数帯域の伝送回路に用いられるアイソレータ、サーキュレータ等の非可逆回路素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機においては、図９に示す如く、送信回路の増幅器ＰＡと送受信アンテナとの間にアイソレータを配備して、アンテナから増幅器ＰＡに戻ってくる反射信号を吸収して増幅器ＰＡを保護し、更には、増幅器ＰＡの負荷インピーダンスを安定させて、アンテナのインピーダンス変動に拘わらず増幅器ＰＡの安定動作を図ることが行なわれている（例えば非特許文献１参照）。
アイソレータは、信号の伝送方向には減衰量が極めて小さく、逆方向には減衰量が極めて大きい特性を有している。
【０００３】
図８に示す如く、アイソレータ（１）は、磁性体金属からなるコ字状の上シールド板（１１）と磁性体金属からなるコ字状の下シールド板（１２）とを組み合わせて、磁気閉回路を形成し、該磁気閉回路内に、永久磁石（１３）、磁性組立体（２）、及び樹脂フレーム（７）を配備して構成されている。
【０００４】
磁性組立体（２）は、フェライトからなる直方体状の磁性体（２１）と、該磁性体（２１）の周囲に巻き付けられた３枚の中心導体（３）（４）（５）とから構成されている。これらの中心電極（３）（４）（５）は、絶縁シート（図示省略）を介して互いに重ねられると共に、磁性体（２１）の上面にて所定の角度（例えば１２０度）で交差させて配置され、各中心電極（３）（４）（５）の一端に設けられた端子部（３２）（４２）（５２）が外方へ突出する一方、各中心電極（３）（４）（５）の他端に設けられたアース部（図示省略）が、磁性体（２１）の底面に接続されている。
【０００５】
図７の如く、樹脂フレーム（７）には、磁性組立体（２）が収容されると共に、該磁性組立体（２）を包囲して配置された３つの整合用コンデンサ（６）（６１）（６２）と１つの終端抵抗（６３）とが収容され、前記中心電極（３）（４）（５）の端子部（３２）（４２）（５２）が該整合用コンデンサ（６）（６１）（６２）にそれぞれ接続されている。又、第１中心導体（３）の端部に設けられた入力端子部（３２）と第２中心導体（４）の端部に設けられた出力端子部（４２）が、樹脂フレーム（７）に配備された外部接続用の入力端子（７１）及び出力端子（７２）にそれぞれ接続され、第３の中心導体（５）の端部に設けられた抵抗接続端子部（５２）が終端抵抗（６３）に接続されている（図１０参照）。
【０００６】
樹脂フレーム（７）には、磁性組立体（２）の収容空間と各整合用コンデンサ（６）（６１）（６２）の収容空間とを仕切る仕切り壁（７３）（７４）（７５）が形成されており、これによって、組立工程の半田リフローの際に磁性組立体（２）と整合用コンデンサ（６）（６１）（６２）とが互いに接触することを防止している。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３３０３８７１号公報
【特許文献２】
特開平１０−４１７０７号公報
【非特許文献１】
雑誌「電子材料」１９９９年４月号第９６頁〜第９８頁
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のアイソレータにおいて、中心電極（３）（４）（５）の交差角度は、アイソレータの特性を左右する重要な要素であり、アイソレーション特性は交差角度が１２０度のときに最も良好となり、インサーションロス（挿入損失）は交差角度が鈍角になるほど良好となる。
即ち、図３及び図４に示す様に、交差角度１２０度に対応した高周波磁界の回転角を得るフェライトに印加される直流バイアス磁界では、磁性体損失μ＋″が大きくなり、インサーションロスが増大することになる。ここで、高周波磁界の回転角はμ＋′とμ−′との差で決定され、磁界が強いほど回転角は小さく、磁界が弱いほど回転角は大きくなる。また交差角度１２０度での動作点におけるμ＋″とμ−″との差が磁性体損失分となる。
【０００９】
図５に示す如く交差角度θ１及びθ２はそれぞれ回転角の補角をなし、交差角度θ１及びθ２に対してインサーションロスＩＬ（ｄＢ）とアイソレーションＩＳＯ（ｄＢ）は図６の如く変化する。
ここで、交差角度θ１が１２０度よりも大きくなると、交差角度θ２が１２０度よりも小さくなるために、インサーションロスＩＬが低減する磁界では、アイソレーションＩＳＯが低下し、インサーションロス特性とアイソレーション特性の両方を同時に改善することが出来ない問題があった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、インサーションロス特性とアイソレーション特性の両方を同時に改善することが出来る非可逆回路素子を提供することである。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係る非可逆回路素子においては、磁気シールドされた空間の内部に永久磁石（８）が配置され、該永久磁石（８）に重ねて磁性組立体（２）が配備されている。
磁性組立体（２）は、磁性体（２１）と、該磁性体（２１）に所定の交差角度で巻き付けられた第１乃至第３の中心導体（３）（４）（５）とを具えており、中心導体（３）（４）（５）の端部が３つの整合用コンデンサ（６）（６１）（６２）にそれぞれ接続されると共に、第１中心導体（３）の端部に設けられた入力端子部（３２）と第２中心導体（４）の端部に設けられた出力端子部（４２）が、外部接続用の入力端子（７１）及び出力端子（７２）にそれぞれ接続され、第３の中心導体（５）の端部に設けられた抵抗接続端子部（５２）が終端抵抗（６３）に接続されている。
又、永久磁石（８）は、第１中心導体（３）の入力端子部（３２）側の導体領域と第２中心導体（４）の出力端子部（４２）側の導体領域に強い磁界を及ぼす一方、第３中心導体（５）の抵抗接続端子部（５２）側の導体領域に弱い磁界を及ぼす磁界分布を有している。
【００１２】
本発明に係る非可逆回路素子においては、入力端子（７１）から第１中心導体（３）の入力端子部（３２）に信号が入力されると、該信号は、第１中心導体（３）の入力端子部（３２）側の導体領域を伝わった後、永久磁石（８）からの磁界が作用する磁性体（２１）の特性によってマイクロ波の進行方向が約６０度回転し、その後は第２中心導体（４）の出力端子部（４２）側の導体領域を伝わって、出力端子部（４２）から出力端子（７２）に出力される。
この信号の流れにおいて、信号は、第１中心導体（３）の入力端子部（３２）側の導体領域を伝わる過程と、第２中心導体（４）の出力端子部（４２）側の導体領域を伝わる過程で、２度に亘って永久磁石（８）からの強い磁界を受けるので、これによって回転角が小さくなり（図４参照）、よって交差角度が大きくなって、インサーションロスは減少することになる（図６参照）。
【００１３】
逆に、出力端子（７２）から第２中心導体（４）の出力端子部（４２）に入力された信号は、第２中心導体（４）の出力端子部（４２）側の導体領域を伝わった後、同様にマイクロ波の進行方向が約６０度回転し、その後は第３中心導体（５）の抵抗接続端子部（５２）側の導体領域を伝わって、抵抗接続端子部（５２）から終端抵抗（６３）へ出力され、該終端抵抗（６３）によって吸収されることになる。
この信号の流れにおいて、信号は、第２中心導体（４）の出力端子部（４２）側の導体領域を伝わる過程で永久磁石（８）から強い磁界を受けるものの、第３中心導体（５）の抵抗接続端子部（５２）側の導体領域を伝わる過程では、永久磁石（８）から弱い磁界を受けるので、平均的な磁界は弱くなり、これによって回転角が大きくなり（図４参照）、よって交差角度が小さくなって、アイソレーションは増大することになる（図６参照）。
【００１４】
具体的構成において、永久磁石（８）及び磁性組立体（２）はそれぞれ直方体状に形成され、永久磁石（８）は、薄板部（８１）の両側に左右一対の厚板部（８２）（８２）を形成してなり、第１中心導体（３）の入力端子部（３２）は永久磁石（８）の一方の厚板部（８２）の近傍位置に配置され、第２中心導体（４）の出力端子部（４２）は永久磁石（８）の他方の厚板部（８２）の近傍位置に配置され、第３中心導体（５）の抵抗接続端子部（５２）は永久磁石（８）の薄板部（８１）の近傍位置に配置されている。
【００１５】
該具体的構成においては、永久磁石（８）の片面に１本の溝を凹設するだけで薄板部（８１）と厚板部（８２）（８２）を形成することが出来、該厚板部（８２）（８２）によって、第１中心導体（３）の入力端子部（３２）側の導体領域と第２中心導体（４）の出力端子部（４２）側の導体領域に強い磁界を及ぼすことが出来ると共に、該薄板部（８１）によって、第３中心導体（５）の抵抗接続端子部（５２）側の導体領域に弱い磁界を及ぼすことが出来る。
【００１６】
【発明の効果】
本発明に係る非可逆回路素子によれば、信号を通過させるべき信号の流れに対してはインサーションロスを低減させる一方、信号の通過を阻止すべき信号の流れに対してはアイソレーションを増大させることが出来るので、インサーションロス特性とアイソレーション特性の両方を同時に改善することが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をアイソレータに実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係るアイソレータは、図８に示す従来のアイソレータ（１）と同様に、磁性体金属からなるコ字状の上シールド板（１１）と磁性体金属からなるコ字状の下シールド板（１２）とを組み合わせて、磁気閉回路を形成し、該磁気閉回路内に、永久磁石（１３）、磁性組立体（２）、及び樹脂フレーム（７）を配備している点で同一構造を有しているが、後述の如く永久磁石の形状が従来と異なっている。
【００１８】
又、磁性組立体（２）は、フェライトからなる直方体状の磁性体（２１）と、該磁性体（２１）の周囲に巻き付けられた３枚の中心導体（３）（４）（５）とから構成されている。これらの中心電極（３）（４）（５）は、絶縁シート（図示省略）を介して互いに重ねられると共に、磁性体（２１）の上面にて所定の角度（例えば１２０度）で交差させて配置され、各中心電極（３）（４）（５）の一端に設けられた端子部（３２）（４２）（５２）が外方へ突出する一方、各中心電極（３）（４）（５）の他端に設けられたアース部（図示省略）が、磁性体（２１）の底面に接続されている。
【００１９】
図７の如く、樹脂フレーム（７）には、磁性組立体（２）が収容されると共に、該磁性組立体（２）を包囲して配置された３つの整合用コンデンサ（６）（６１）（６２）と１つの終端抵抗（６３）とが収容され、前記中心電極（３）（４）（５）の端子部（３２）（４２）（５２）が該整合用コンデンサ（６）（６１）（６２）にそれぞれ接続されている。又、第１中心導体（３）の端部に設けられた入力端子部（３２）と第２中心導体（４）の端部に設けられた出力端子部（４２）が、樹脂フレーム（７）に配備された外部接続用の入力端子（７１）及び出力端子（７２）にそれぞれ接続され、第３の中心導体（５）の端部に設けられた抵抗接続端子部（５２）が終端抵抗（６３）に接続されている（図１０参照）。
【００２０】
本発明に係るアイソレータにおいては、図１及び図２に示す如く、永久磁石（８）が、薄板部（８１）の両側に一対の厚板部（８２）（８２）を形成して構成されており、例えば全体の厚さが０．６ｍｍに形成されている。
ここで、永久磁石（８）の厚板部（８２）（８２）は、磁性組立体（２）を構成する第１中心導体（３）の入力端子部（３２）側の導体領域と第２中心導体（４）の出力端子部（４２）側の導体領域に対応し、永久磁石（８）の薄板部（８１）は、第３中心導体（５）の抵抗接続端子部（５２）側の導体領域に対応している。
【００２１】
上記アイソレータにおいては、第１中心導体（３）の入力端子部（３２）に信号が入力されると、該信号Ｓ１は、図２中に矢印で示す様に、第１中心導体（３）の入力端子部（３２）側の導体領域Ａ１を伝わった後、永久磁石（８）からの磁界を受けてマイクロ波の進行方向が約６０度回転し、その後は第２中心導体（４）の出力端子部（４２）側の導体領域Ａ２を伝わって、出力端子部（４２）から出力される。
【００２２】
この信号の流れにおいて、信号Ｓ１は、第１中心導体（３）の入力端子部（３２）側の導体領域Ａ１を伝わる過程と、第２中心導体（４）の出力端子部（４２）側の導体領域Ａ２を伝わる過程で、２度に亘って永久磁石（８）の厚板部（８２）（８２）からの強い磁界を受けるので、これによって図４の如く回転角が小さくなり、よって交差角度が大きくなって、図６の如くインサーションロスＩＬは減少することになる。
【００２３】
逆に、アンテナから第２中心導体（４）の出力端子部（４２）に信号が入力されたとき、該信号Ｓ２は、図２中に矢印で示す様に第２中心導体（４）の出力端子部（４２）側の導体領域Ａ２を伝わった後、永久磁石（８）から磁界を受けてマイクロ波の進行方向が約６０度回転し、その後は第３中心導体（５）の抵抗接続端子部（５２）側の導体領域を伝わって、抵抗接続端子部（５２）から前記終端抵抗（６３）へ出力され、該終端抵抗（６３）によって吸収されることになる。
【００２４】
この信号の流れにおいて、信号Ｓ２は、第２中心導体（４）の出力端子部（４２）側の導体領域Ａ２を伝わる過程で永久磁石（８）の厚板部（８２）から強い磁界を受けるものの、第３中心導体（５）の抵抗接続端子部（５２）側の導体領域を伝わる過程では、永久磁石（８）の薄板部（８１）から弱い磁界を受けるので、平均的な磁界は弱くなり、これによって図４の如く回転角が大きくなり、よって交差角度が小さくなって、図６の如くアイソレーションＩＳＯは増大することになる。
【００２５】
従って、本発明に係るアイソレータによれば、信号を通過させるべき信号の流れに対してはインサーションロスを低減させる一方、信号の通過を阻止すべき信号の流れに対してはアイソレーションを増大させることが出来、インサーションロス特性とアイソレーション特性の両方を同時に改善することが出来る。
又、永久磁石（８）の片面に１本の溝を凹設するだけで薄板部（８１）と厚板部（８２）（８２）を形成することが出来るので、製造コストの増大を招くことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアイソレータを構成する永久磁石の斜視図である。
【図２】磁性組立体における信号の流れを説明する図である。
【図３】磁性組立体の特性を示すグラフである。
【図４】図３のＢ部を拡大して示すグラフである。
【図５】回転角と交差角度の関係を説明する図である。
【図６】回転角とインサーションロス及びアイソレーションの関係を示すグラフである。
【図７】従来のアイソレータの構成を示す平面図である。
【図８】従来のアイソレータの分解斜視図である。
【図９】携帯電話機の送受信部の構成を示すブロック図である。
【図１０】アイソレータの電気的構成を表わす等価回路図である。
【符号の説明】
（１）  アイソレータ
（２）  磁性組立体
（２１）  磁性体
（３）  中心導体
（３２）  入力端子部
（４）  中心導体
（４２）  出力端子部
（５）  中心導体
（５２）  抵抗接続端子部
（６）  整合用コンデンサ
（６１）  整合用コンデンサ
（６２）  整合用コンデンサ
（６３）  終端抵抗
（８）  永久磁石
（８１）  薄板部
（８２）  厚板部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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