(57)【要約】【課題】組み立て又は組み込みが非常に容易でありかつ電気的な三回対称性を保つことができ、しかも製造コストを低減することができるサーキュレータ素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】駆動線路を構成する内部導体と、内部導体を密接状態で取り囲むように一体的に形成された円形状の外周を有する絶縁性磁性体とを備えており、絶縁性磁性体が円形状の外周に少なくとも１つの切り欠き部を有している。【選択図】　　　図１４
2004023752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動線路を構成する内部導体と、該内部導体を密接状態で取り囲むように一体的に形成された円形状の外周を有する絶縁性磁性体とを備えた集中定数型サーキュレータ素子であって、前記絶縁性磁性体が前記円形状の外周に少なくとも１つの切り欠き部を有していることを特徴とするサーキュレータ素子。
【請求項２】
前記少なくとも１つの切り欠き部が、直線状の切り欠き部であることを特徴とする請求項１に記載のサーキュレータ素子。
【請求項３】
前記少なくとも１つの切り欠き部が、曲線状の切り欠き部であることを特徴とする請求項１に記載のサーキュレータ素子。
【請求項４】
前記少なくとも１つの切り欠き部が、前記絶縁性磁性体の中心から見て３０°以下の角度範囲内に形成された１つの切り欠き部であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のサーキュレータ素子。
【請求項５】
前記内部導体が、互いに約１２０°離隔して直径方向にそれぞれ伸長する３つの単線のストリップ導体からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のサーキュレータ素子。
【請求項６】
前記少なくとも１つの切り欠き部が、１つの前記ストリップ導体の伸長方向にその中心が位置する１つの切り欠き部であることを特徴とする請求項５に記載のサーキュレータ素子。
【請求項７】
一端が前記各ストリップ導体の両端にそれぞれ接続されており、他端が前記絶縁性磁性体の表面に露出した端子に接続されているビアホール導体をさらに備えたことを特徴とする請求項５又は６に記載のサーキュレータ素子。
【請求項８】
駆動線路を構成する内部導体を密接状態で取り囲むように一体的に形成された矩形形状の複数の絶縁性磁性体を作成し、周囲に接着剤を充填して該作成した矩形形状の複数の絶縁性磁性体をそれぞれ固定し、該固定した複数の絶縁性磁性体を円筒状の回転切断刃を偏心させて切り抜くことにより、円形状の外周に少なくとも１つの切り欠き部を有する絶縁性磁性体を得ることを特徴とするサーキュレータ素子の製造方法。
【請求項９】
前記切り欠き部を、前記矩形形状の絶縁性磁性体の一辺の一部で形成することを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記切り欠き部を、前記回転切断刃の外周で形成することを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型で広帯域アイソレーション特性を示す閉磁路集中定数型サーキュレータ素子及びこのサーキュレータ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、集中定数型サーキュレータの一般的な構造を示している。
【０００３】
従来の一般的なサーキュレータは、駆動線路１０を形成した非磁性体基板１１の両側に、磁性体部材１２及び１３、接地導体電極１４及び１５、励磁用永久磁石１６及び１７、並びに上下に分割されており励磁用永久磁石１６及び１７からの磁束用磁路を構成する分割式の金属製ハウジング１８及び１９をそれぞれ積み重ねて組立て固定することによって形成される。
【０００４】
この構造では、三回対称に編まれた駆動線路１０が磁性体１２及び１３上に回転磁界を発生させ、磁界を印加することによって生ずるジャイロ磁気的インダクタンスと共振容量とによって各端子間の伝送特性に非可逆性を与えている。
【０００５】
図２はこのような構造のサーキュレータ特性の典型的な例を示している。同図から分かるように、従来のサーキュレータではそのサーキュレータ素子における駆動線路と磁性体とが分離されているため、磁性体表面に発生する高周波反磁界で透磁率が減少し、小型で広帯域化することが妨げられていた。
【０００６】
そこで、閉磁路サーキュレータ素子として、図３に示すように、磁性体３０の内部に駆動線路３１を埋め込む構造とすることにより、磁性体表面の反磁界消滅で、小型かつ広帯域のアイソレーション特性が得られるようになった。
【０００７】
この駆動線路埋め込み構造のサーキュレータ素子は、本出願人による特許第３０６４７９８号公報に示されたような積層セラミック技術によって製作される。当初、サーキュレータ素子の平面形状は、磁性体内部の高周波磁界分布を考えて三回対称の形状が好ましいとされ、図４に示すような六角形状となっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような六角形状では材料歩留まりが改善できないことが分かり、このため、図５に示すように、必要な駆動線路形状を覆うような矩形形状に変更された。平面形状が矩形のこのサーキュレータ素子によれば、材料歩留まりは向上するが、本来のアイソレーション特性が劣化するなどの問題点が発生し、閉磁路サーキュレータの特性を生かすことが難しかった。
【０００９】
サーキュレータ素子の平面形状を円形とすれば、材料歩留まりを改善できると共に小型かつ広帯域特性を実現できるが、この素子をサーキュレータとして組み立てる又は基板に組み込む際に端子位置を正確に合わせる工程が非常に煩雑であり、量産が困難であった。
【００１０】
従って本発明の目的は、組み立て又は組み込みが非常に容易でありかつ電気的な三回対称性を保つことができるサーキュレータ素子及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、製造が容易でありかつ製造コストを低減することができるサーキュレータ素子及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、サーキュレータ素子は、駆動線路を構成する内部導体と、内部導体を密接状態で取り囲むように一体的に形成された円形状の外周を有する絶縁性磁性体とを備えており、絶縁性磁性体が円形状の外周に少なくとも１つの切り欠き部を有している。
【００１３】
円形状の外周に少なくとも１つの切り欠き部を備えることにより、その端子位置が明確となり、正確な位置決めを行うことができるので、サーキュレータとして組み立てる又は基板に組み込む作業が非常に容易となり、量産が可能となる。しかも、サーキュレータ素子の平面形状が円形であるため、材料歩留まりを改善できると共に小型かつ広帯域特性を実現することができる。
【００１４】
少なくとも１つの切り欠き部が、直線状又は曲線状の切り欠き部であることが好ましい。
【００１５】
少なくとも１つの切り欠き部が、絶縁性磁性体の中心から見て３０°以下の角度範囲内に形成された１つの切り欠き部であることも好ましい。
【００１６】
内部導体が、互いに約１２０°離隔して直径方向にそれぞれ伸長する３つの単線のストリップ導体からなることも好ましい。
【００１７】
少なくとも１つの切り欠き部が、１つのストリップ導体の伸長方向にその中心が位置する１つの切り欠き部であることがより好ましい。
【００１８】
一端が各ストリップ導体の両端にそれぞれ接続されており、他端が絶縁性磁性体の表面に露出した端子に接続されているビアホール導体をさらに備えることも好ましい。
【００１９】
本発明によれば、さらに、駆動線路を構成する内部導体を密接状態で取り囲むように一体的に形成された矩形形状の複数の絶縁性磁性体を作成し、周囲に接着剤を充填して作成した矩形形状の複数の絶縁性磁性体をそれぞれ固定し、固定した複数の絶縁性磁性体を円筒状の回転切断刃を偏心させて切り抜くことにより、円形状の外周に少なくとも１つの切り欠き部を有する絶縁性磁性体を得るサーキュレータ素子の製造方法が提供される。
【００２０】
矩形形状の絶縁性磁性体を作成した後、これを円筒状の回転切断刃で切り抜くことにより、円形状の外周を有する絶縁性磁性体を得るようにしている。従って、材料歩留まりを改善できると共に製造が非常に容易となり、しかも、小型かつ広帯域特性を実現可能なサーキュレータ素子が得られる。また、非常に硬い磁性体を最初から円形に切り抜くのではなく、矩形に形成した後に円形に切り抜いているため、回転切断刃の切断量が少なくなり、その耐久性が大幅に向上するから製造コストが低下する。さらに、回転切断刃を偏心させて切り抜くのみで外周に切り欠き部を設けているため、切り欠き部を形成するための付加的な工程が不要であるから、製造が非常に容易となる。
【００２１】
切り欠き部を、矩形形状の絶縁性磁性体の一辺の一部で形成することが好ましい。この場合、直線状の切り欠きとなる。
【００２２】
切り欠き部を、回転切断刃の外周で形成することも好ましい。この場合、曲線状の切り欠きとなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について説明する前に、集中定数型サーキュレータの設計法について、簡単に説明する。
【００２４】
フェライト・サーキュレータの設計理論としては、固有値理論の他に、端子インピーダンスとテンソル透磁率との関係から最適設計を試みる方法などが知られており、最近では構造シミュレータを利用した設計法も開発されている。
【００２５】
集中定数型サーキュレータは、非可逆特性を示すインダクタンスと可逆的なキャパシタンスとから構成されているため、固有値理論による設計が性能の最適化に最も合致している。従って、以下、固有値理論によるサーキュレータの動作原理について、設計の過程を追って説明する。
【００２６】
集中定数型の三端子サーキュレータの等価回路は図６のように表される。サーキュレータ端子への入力信号を
【外１】
2004023752.tif 000003
とし、出力信号を
【外２】
2004023752.tif 000004
とし、端子間の伝達定数を
【外３】
2004023752.tif 000005
とすれば、入出力関係は次の（１）式のように示せる。
【００２７】
【数１】
2004023752.tif 000006
【００２８】
ここで、（２）式で示されるような三種類の信号を定義して各端子１、２，３に加える。
【数２】
2004023752.tif 000007
これらの信号は三端子回路の固有ベクトルと呼ばれる。最初のベクトルは全ての端子に同位相の信号を加えるので同相励振、二番目のベクトルは正方向回転の三相交流で正相励振、最後のベクトルは負方向回転の三相交流で逆相励振と呼ばれる。
【００２９】
各端子にこの信号を加えると、入出力の関係は（３）式に示される比例関係となる。この比例定数は各端子に固有ベクトルを加えたときの反射係数であり、固有ベクトルの固有値と呼ばれる。
【数３】
2004023752.tif 000008
【００３０】
ここで、さきに示した固有ベクトルの線形結合を求めると、
【数４】
2004023752.tif 000009
となって、これは端子１のみに信号を加えることである。そのときの出力は次の（５）式で表される。
【数５】
2004023752.tif 000010
【００３１】
もし、各固有値が次の（６）式で示されるような関係を満たすとき、
【数６】
2004023752.tif 000011
端子１に加えられた信号は次の（７）式に示されるような値で各端子に現れる。
【数７】
2004023752.tif 000012
【００３２】
この結果は、端子１に入力した信号が全て端子２に現れて端子３には現れず、端子１は完全整合となっていることを示しており、はじめに定義した完全サーキュレータが構成されていると分かる。さきの（６）式で表された関係は、固有ベクトルで駆動された素子の反射係数が１２０°の角度に分離することであり、これをサーキュレータ条件と呼ぶ。
【００３３】
実際のサーキュレータでは、このようなサーキュレータ条件が完全に満たされることはなく、図２で示したように端子３にも信号が現れるし、端子２の信号もフェライト内の損失により減衰する。サーキュレータ特性において端子１及び端子３間の信号減衰をアイソレーション、端子１及び端子２間の減衰を挿入損失と呼ぶ。
【００３４】
これらの固有値は、サーキュレータを固有ベクトルで励振したときの反射係数であるから、さきに示した等価回路の定数を使って次のように表される。
【数８】
2004023752.tif 000013
ただし、ｙ０は回路の特性アドミッタンス、ｙＬｉはサーキュレータ素子をｉ番目の固有ベクトルで励振したときの複素アドミッタンス、ｙＣは共振容量の複素アドミッタンスである。
【００３５】
このように、サーキュレータとなる磁性体素子を固有ベクトルで励振したときの反射係数が印加磁界と周波数の関数として評価できれば、計算からサーキュレータ特性が予測され、組み立てる前に素子性能を判定できる。
【００３６】
実際に、図７に示すごとき構造を有する従来の組立型サーキュレータ素子（フェライト直径：２．５ｍｍ）について複素インダクタンス固有値を測定した。同図において、７０は円板形状のフェライト、７１はその周囲に巻回された駆動線路である。そのインダクタンス測定結果が図８に示されている。
【００３７】
この複素インダクタンス固有値をもとに、素子のサーキュレータ特性を推定できるが、インダクタンス固有値からサーキュレータの最適伝送特性を一意的に求める事は困難なので、共振容量を変化させながら磁界・周波数平面に（６）式にある複素反射係数の角度をマッピングして、サーキュレータ条件を満たす磁界・周波数を求める。
【００３８】
組立方式フェライト素子の複素インダクタンス固有値から得られた複素反射係数の角度を磁界・周波数平面にマッピングした結果が図９に示されている。同図において、φ１は同相励振と正相励振における複素反射係数の角度差、φ２は正相励振と逆相励振における複素反射係数の角度差、φ３は逆相励振と同相励振における複素反射係数の角度差であり、サーキュレータ条件が満たされる磁界・周波数では、φ１＝φ２＝１２０°及びφ３＝２４０°となる。同図に示した９０の部分が、与えられた共振容量における磁界・周波数サーキュレータ条件である。このようにして求められた最適条件をもとに組み立てられた素子のサーキュレータ特性が図１０に示されている。
【００３９】
積層セラミック技術による閉磁路サーキュレータ製造法は、先に述べた特許第３０６４７９８号公報などに詳述されている。実験及び磁性体内部の磁束分布を求めるシミュレーションによれば、駆動線路が単線で三回対称となっている素子はインダクタンスが大きい。
【００４０】
図１１は、このようなサーキュレータ素子の一例として、磁性体の平面形状が矩形形状である素子を示している。同図において、１１０は矩形の平面形状を有するフェライトなどの磁性体、１１１はその内部にほぼ三回対称となるように埋め込まれた各々が単線の３つの駆動線路をそれぞれ示している。
【００４１】
このサーキュレータ素子によれば、小型広帯域のサーキュレータを構成できると考えられていたが、実際には良好なアイソレーション特性を得ることができなかった。その原因を明らかにするため、インダクタンス固有値を測定し、固有ベクトルで励振したときの複素反射係数角を求めた。その測定結果が、図１２及び図１３に示されている。この測定結果を、図７にその構造を示した従来の組立型素子による特性（図８及び図９）と比較すると、
（１）面積が組立型素子より狭いにもかかわらず回転励振インダクタンスは同じ値である、
（２）同相励振インダクタンスは３倍程度大きい、
（３）φ２＝１２０°の線は存在し、組立型の場合とほぼ同様な変化を示す、
（４）φ１＝１２０°及びφ３＝２４０°の線が組立型の場合と異なり、φ２＝１２０°の線と交わらない、
ということが分かった。
【００４２】
この測定結果は、回転励振インダクタンスは組立型の場合と同じであるが同相励振インダクタンスが大きく、そのためにサーキュレータ条件が満たされなかったことを示している。同相励振は全ての端子を同位相で励振するため、理想サーキュレータにおいては駆動線路内の磁束が互いに打ち消し合ってインダクタンスは消滅する。しかし、さきの磁束分布シミュレーションの結果をさらに分析すると、図１１のサーキュレータ素子では、三回対称部分から外への引き出し線が長いため磁束の打ち消しが十分でなく、同相励振でもインダクタンスが発生すると分かった。インダクタンス固有値の測定結果より回転励振インダクタンスの大きさには問題ないので、同相励振インダクタンスを低減させればサーキュレータ条件を満たすことができると結論づけられる。
【００４３】
同相励振インダクタンスを減少させるには磁束分布の対称性を改善し、互いに打ち消し合う磁束の存在領域を拡大させる必要がある。磁束分布の対称性は、素子の平面形状を三回対称形にすることで改善できる。最も簡単な方法は、磁性体の平面形状を三角形状にすることであるが、この形状では駆動線路より離れた角の部分に磁束が及ばないため、面積効率が低く実用にならない。六角形状は対称性も良く小型化に適しているが、前にも述べたように、製造方法が複雑で切り落とし部分が多く材料歩留まりが低いという問題がある。
【００４４】
そこで、本発明では、この磁性体の平面形状を略円形状としている。以下、このような本発明の実施形態について説明する。
【００４５】
図１４は本発明の一実施形態におけるサーキュレータ素子の構成を概略的に示している。
【００４６】
同図において、１４０は平面形状がほぼ円板形状であるフェライトなどの絶縁性磁性体、１４１は磁性体１４０の内部に密接状態で取り囲まれている内部導体、即ち駆動線路を示している。駆動線路１４１は、互いに１２０°離隔して直径方向にそれぞれ伸長する３つの単線のストリップ導体からなっており、これら３つのストリップ導体は互いに接触しないように３層に分かれて設けられている。各単線のストリップ導体の両端には、図示されてないビアホール導体の一端が接続されており、これらビアホール導体の他端は、磁性体１４０の表面上に形成された端子１４２が接続されている。磁性体１４０の裏面には、図示されていないグランド導体が形成されている。
【００４７】
絶縁性磁性体１４０の円形状の外周には、本実施形態では放射方向に垂直な直線で切り欠いた１つの切り欠き部１４３が形成されている。切り欠き部１４３の位置は、その中心が１つの端子１４２の位置となるように形成することが好ましい。切り欠き部１４３の位置を、アイソレーション端子の位置となるように形成することがより好ましい。
【００４８】
切り欠き部１４３の大きさは、サーキュレータ特性に影響を与えないよう決定しなければならない。磁性体１４０の周縁部には６つの端子１４２があるので、切り欠き部１４３を見込む角度は６０°以下となる。切り欠き部１４３による有効直径低減の許容範囲を３％と考えれば（ｃｏｓθ＝０．９７）、最大見込み角（２θ）は３０°となる。なお、図１４に示すように、本実施形態におけるサーキュレータ素子の直径は約２．０ｍｍであり、切り欠き部１４３の部分における面間隔は１．９ｍｍである。
【００４９】
このように、磁性体１４０の円形状の外周に直線状の切り欠き部１４３を備えることにより、その端子位置が明確となり、正確な位置決めを行うことができるので、サーキュレータとして組み立てる又は基板に組み込む作業が非常に容易となり、量産が可能となる。しかも、サーキュレータ素子の平面形状が三回対称性の極限であるほぼ円形であるため、面積効率及び材料歩留まりを改善できると共に小型かつ広帯域特性を実現することができる。
【００５０】
図１５〜図１８は、本実施形態におけるサーキュレータ素子の製造工程の一部を説明する図である。
【００５１】
まず、図１５に示すように、積層セラミック技術によって複数のサーキュレータ素子用の駆動線路１５１、ビアホール導体及び端子１５２を組み込んだ磁性体板１５０を製造し、このサーキュレータ素子板１５０の裏面にグランド電極を焼き付ける。
【００５２】
次いで、図１６に示すように、この平板１５０をダイアモンド直線カッタで個々の矩形形状のサーキュレータ素子１６０に切断分離する。
【００５３】
次いで、図１７に示すように、各素子１６０の周囲に形成されているカッタの切断溝１７０に接着剤１７１を流し込み、この接着剤１７１を硬化させてサーキュレータ素子１６０を堅固に固定し、後工程におけるこれら素子１６０の剥落を防止する。接着剤１７１としては、加熱することによって流動状態となり、常温で又は冷却することによって堅固に硬化する接着剤（シュラック等）が例えば用いられる。
【００５４】
次いで、図１８に示すように、個々の矩形形状のサーキュレータ素子について、円筒状の回転切断刃を有するダイアモンドドリルで丸く抜くことによってほぼ円形の平面形状を有するサーキュレータ素子１８０が得られる。その際、回転切断刃を矩形形状の中心から偏心させて切り抜くことにより、その外周に直線カッタで切断した際の直線エッジが残り、これが直線状の切り欠き部１８１として素子の外周に残ることとなる。
【００５５】
フェライトのように堅い材料を機械的に円板加工するのは加工工具の摩耗が激しく、実用的でないとされていたが、本実施形態によれば、サーキュレータ素子が直線カッタで矩形形状に切断されており、残されたコーナ部分だけをダイアモンドドリルで円形に切り落とすだけで良いため、ドリルの回転切断刃の摩耗が直接抜く場合よりも大幅に低減し、その耐久性が大幅に向上するから製造コストが低下する。しかも、三回対称性の極限である円形に加工できるので、面積効率と材料歩留まりの両面で最も好ましく、さらに、小型かつ広帯域特性を実現ができるサーキュレータ素子が得られる。
【００５６】
このようにして製造されたサーキュレータ素子は、ほぼ完全な円形でしかも直径２ｍｍ以下の小型素子のため、組立時に端子位置を合わせるのが非常に難しいが、回転切断刃を有するドリルで角を落とす工程で、サーキュレータ特性に影響を与えない部分に直線の切り欠き部を作製しているので、取付位置を一意的に決められる形状となり、生産効率改善に寄与する。しかも、回転切断刃を偏心させて切り抜くのみで外周に切り欠き部を設けているため、切り欠き部を形成するための付加的な工程が不要であるから、製造が非常に容易となる。
【００５７】
このようにして製造された素子のインダクタンス固有値、反射係数角マップ及びこのマップから求められて条件で製造されたサーキュレータの特性を図１９、図２０及び図２１にそれぞれ示す。これまで得られた結果との比較でも明らかなように、本実施形態における円形状の閉磁路サーキュレータ素子は従来の組立型素子と比較すると、６４％の面積で同等の特性を示している。
【００５８】
本実施形態の積層型のサーキュレータ素子は、駆動線路の端末をビアホール導体で上下に引き出し、素子表面に入出力端子を備えているので、実際には従来の組立型素子の２５％以下の面積で同等の特性を実現している。前述したように、素子形状が単純な円形状であれば、積層セラミック技術によって製造されたサーキュレータ素子は小型広帯域特性を実現できる。しかし、組立時に端子位置を正確に合わせる工程が非常に煩雑で量産困難であったが、サーキュレータ特性に影響しない部分を切り落として一意的な位置決めが可能な形状にすれば、小型広帯域で量産容易なサーキュレータ素子を製造できる。
【００５９】
図２２は本発明の他の実施形態におけるサーキュレータ素子の構成を概略的に示している。
【００６０】
同図において、２２０は平面形状がほぼ円板形状であるフェライトなどの絶縁性磁性体、２２１は磁性体２２０の内部に密接状態で取り囲まれている内部導体、即ち駆動線路を示している。駆動線路２２１は、互いに１２０°離隔して直径方向にそれぞれ伸長する３つの単線のストリップ導体からなっており、これら３つのストリップ導体は互いに接触しないように３層に分かれて設けられている。各単線のストリップ導体の両端には、図示されてないビアホール導体の一端が接続されており、これらビアホール導体の他端は、磁性体２２０の表面上に形成された端子２２２が接続されている。磁性体２２０の裏面には、図示されていないグランド導体が形成されている。
【００６１】
絶縁性磁性体２２１の円形状の外周には、本実施形態では放射方向に垂直な曲線で切り欠いた１つの切り欠き部２２３が形成されている。切り欠き部２２３の位置は、その中心が１つの端子２２２の位置となるように形成することが好ましい。切り欠き部２２３の位置を、アイソレーション端子の位置となるように形成することがより好ましい。
【００６２】
切り欠き部２２３の大きさは、サーキュレータ特性に影響を与えないよう決定しなければならない。磁性体２２０の周縁部には６つの端子２２２があるので、切り欠き部２２３を見込む角度は６０°以下となる。切り欠き部２２３による有効直径低減の許容範囲を３％と考えれば（ｃｏｓθ＝０．９７）、最大見込み角（２θ）は３０°となる。なお、本実施形態におけるサーキュレータ素子の直径は約２．０ｍｍであり、切り欠き部２２３の部分における面間隔は１．９ｍｍである。
【００６３】
このように、磁性体２２０の円形状の外周に曲線状の切り欠き部２２３を備えることにより、その端子位置が明確となり、正確な位置決めを行うことができるので、サーキュレータとして組み立てる又は基板に組み込む作業が非常に容易となり、量産が可能となる。しかも、サーキュレータ素子の平面形状が三回対称性の極限であるほぼ円形であるため、面積効率及び材料歩留まりを改善できると共に小型かつ広帯域特性を実現することができる。
【００６４】
図２３は、本実施形態におけるサーキュレータ素子の製造工程の一部を説明する図である。
【００６５】
矩形形状に切断分離したサーキュレータ素子を接着剤で固定するまでは、図１４の実施形態における図１５〜図１７の工程と同じである。本実施形態では、その後、図２３に示すように、個々の矩形形状のサーキュレータ素子について、円筒状の回転切断刃を有するダイアモンドドリルで丸く抜くことによってほぼ円形の平面形状を有するサーキュレータ素子２３０を得ているが、その際、回転切断刃を矩形形状の中心から偏心させて切り抜くことにより、隣のサーキュレータ素子の外周部に一部をこの回転切断刃の外周で切り抜いている。これが曲線状の切り欠き部２３１として素子の外周に残ることとなる。
【００６６】
本実施形態の他の構成、作用効果などは図１４の実施形態の場合と同様である。
【００６７】
以上の実施形態では、直線状及び曲線状の１つの切り欠き部をサーキュレータ素子の外周に形成しているが、切り欠き部の数は、位置決めが可能であれば複数であっても良い。また、その位置もサーキュレータ特性に影響を与えずかつ位置決めが可能であれば、素子の外周のいかなる場所であっても良い。さらに、切り欠き部の形状も、サーキュレータ特性に影響を与えずかつ位置決め可能となるものであればいかなる形状であっても良い。
【００６８】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００６９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、円形状の外周に少なくとも１つの切り欠き部を備えることにより、その端子位置が明確となり、正確な位置決めを行うことができるので、サーキュレータとして組み立てる又は基板に組み込む作業が非常に容易となり、量産が可能となる。しかも、サーキュレータ素子の平面形状が円形であるため、材料歩留まりを改善できると共に小型かつ広帯域特性を実現することができる。
【００７０】
本発明によれば、さらに、矩形形状の絶縁性磁性体を作成した後、これを円筒状の回転切断刃で切り抜くことにより、円形状の外周を有する絶縁性磁性体を得るようにしている。従って、材料歩留まりを改善できると共に製造が非常に容易となり、しかも、小型かつ広帯域特性を実現できるサーキュレータ素子が得られる。また、非常に硬い磁性体を最初から円形に切り抜くのではなく、矩形に形成した後に円形に切り抜いているため、回転切断刃の切断量が少なくなり、その耐久性が大幅に向上するから製造コストが低下する。さらに、回転切断刃を偏心させて切り抜くのみで外周に切り欠き部を設けているため、切り欠き部を形成するための付加的な工程が不要であるから、製造が非常に容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】集中定数型サーキュレータの一般的構造を示す分解斜視図である。
【図２】典型的なサーキュレータ特性を示す特性図である。
【図３】閉磁路サーキュレータ素子の構造を示す一部破断斜視図である。
【図４】六角形のサーキュレータ素子の外観を示す斜視図である。
【図５】四角形のサーキュレータ素子の外観を示す斜視図である。
【図６】集中定数型三端子サーキュレータの等価回路図である。
【図７】従来の組立型サーキュレータ素子の外観を示す平面図である。
【図８】図７の素子のインダクタンス測定結果を示す特性図である。
【図９】図７の素子の複素反射係数角のマッピング結果を示す特性図である。
【図１０】図７の素子のサーキュレータ特性を示す特性図である。
【図１１】矩形形状のサーキュレータ素子の示す構造を示す図である。
【図１２】図１１の素子のインダクタンス測定結果を示す特性図である。
【図１３】図１１の素子の複素反射係数角のマッピング結果を示す特性図である。
【図１４】本発明の一実施形態におけるサーキュレータ素子の構成を概略的に示す図である。
【図１５】図１４の実施形態におけるサーキュレータ素子の製造工程の一部を説明する図である。
【図１６】図１４の実施形態におけるサーキュレータ素子の製造工程の一部を説明する図である。
【図１７】図１４の実施形態におけるサーキュレータ素子の製造工程の一部を説明する図である。
【図１８】図１４の実施形態におけるサーキュレータ素子の製造工程の一部を説明する図である。
【図１９】図１４の実施形態における素子のインダクタンス測定結果を示す特性図である。
【図２０】図１４の実施形態における素子の複素反射係数角のマッピング結果を示す特性図である。
【図２１】図１４の実施形態における素子のサーキュレータ特性を示す特性図である。
【図２２】本発明の他の実施形態におけるサーキュレータ素子の構成を概略的に示す図である。
【図２３】図２２の実施形態におけるサーキュレータ素子の製造工程の一部を説明する図である。
【符号の説明】
１４０、２２０　絶縁性磁性体
１４１、１５１、２２１　駆動線路
１４２、１５２、２２２　端子
１４３、１８１、２２３、２３１　切り欠き部
１５０　磁性体板
１６０、１８０、２３０　サーキュレータ素子
１７０　切断溝
１７１　接着剤
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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