(57)【要約】【課題】温度変化に対する挿入損失の中心周波数の変化が少ない非可逆回路素子を提供する。【解決手段】板状磁性体５と、共通電極と、中心導体６ｂ、７ｂ、８ｂと、板状磁性体５に対向して配置されたバイアス用の磁石４とを具備してなり、板状磁性体５の飽和磁化の温度係数が−３５℃〜８５℃の温度範囲で−０．２（％／℃）以上−０．１（％／℃）以下であり、磁石４の残留磁化の温度係数が−３５℃〜８５℃の温度範囲で−０．２０（％／℃）以上−０．１５（％／℃）以下であることを特徴とする非可逆回路素子１を採用する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状磁性体と、該板状磁性体の一面側に配置された共通電極と、該共通電極の外周部から前記板状磁性体を包むように３方向に延出形成されて板状磁性体の他面側に折曲されるとともに該他面側で相互に所定の角度でもって交差された３つの中心導体と、前記板状磁性体に対向して配置されたバイアス用の磁石とを具備してなり、
前記板状磁性体の飽和磁化の温度係数が−８５℃〜−３５℃の温度範囲で−０．２（％／℃）以上−０．１（％／℃）以下であり、
前記磁石の残留磁化の温度係数が−８５℃〜−３５℃の温度範囲で−０．２０（％／℃）以上−０．１５（％／℃）以下であることを特徴とする非可逆回路素子。
【請求項２】
前記板状磁性体が下記の組成式で表されるガーネットフェライト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。
Ｙ３−ｘＲｘＦｅ５―ｙ−ｚＭｙＡｌｚＯ１２
ただし、前記ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上の元素であり、前記Ｍは、Ｉｎのみ、ＣａとＳｎの組合せ、ＣａとＺｒの組合せ、のいずれかであり、化学量論比を示すｘ、ｙ、ｚは０．３≦ｘ≦１．５、０≦ｙ≦０．６、０≦ｚ≦０．５の範囲である。
【請求項３】
前記板状磁性体が下記の組成式で表されるガーネットフェライト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。
Ｙ３−ｘＲｘＦｅａ―ｙ−ｚＭｙＡｌｚＯ１２
ただし、前記ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上の元素であり、前記Ｍは、Ｉｎのみ、ＣａとＳｎの組合せ、ＣａとＺｒの組合せ、のいずれかであり、化学量論比を示すａ、ｘ、ｙ、ｚは４．７５≦ａ≦４．９５、０．３≦ｘ≦１．５、０≦ｙ≦０．６、０≦ｚ≦０．５の範囲である。
【請求項４】
入力側及び出力側の中心導体の交差部における両中心導体の重複部分の長さが、前記他面側に重なる各中心導体部分の長さの１０％以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の非可逆回路素子。
【請求項５】
入力側及び出力側の中心導体に整合用コンデンサが各々接続され、残りの中心導体に整合用コンデンサ及び終端抵抗が接続された構成を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の非可逆回路素子。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の非可逆回路素子と、該非可逆回路素子の入力側の中心導体に接続された送信回路部と、出力側の中心導体に接続されたアンテナとを具備してなることを特徴とする通信機装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非可逆回路素子及び通信機装置に関するものであり、特に、温度変化に対する挿入損失の中心周波数の変化の少ない非可逆回路素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
集中定数型のアイソレータは、信号を伝送方向に損失なく通過させ、逆方向への信号の通過を阻止する機能を備えた高周波部品であり、携帯電話等の移動通信装置の送信回路部とアンテナとの間に配置されて使用されている。
【０００３】
このアイソレータは、板状磁性体と、該板状磁性体に巻掛けられた３つの中心導体と、板状磁性体にバイアス磁界を印加する磁石とを主体として構成されている。板状磁性体としては例えば、イットリウム鉄ガーネットフェライト（ＹＩＧフェライト（基本組成Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２））が用いられ、磁石としてはフェライト磁石が用いられている。
尚、アイソレータの先行技術文献としては、例えば下記特許文献１がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２８３８２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般的なＹＩＧフェライトの飽和磁化の温度係数は、−８５℃〜−３５℃の温度範囲で−０．２７（％／℃）程度であり、フェライト磁石の残留磁化の温度係数は、同じ温度範囲で−０．１８（％／℃）程度であり、両者の温度係数の差が絶対値で０．０９程度になっている。従って、磁石の残留磁化の低下率よりもＹＩＧフェライトの飽和磁化の低下率が大幅に大きくなっている。このため、ＹＩＧフェライトの飽和磁化に対する磁石の残留磁化の割合が温度低下に伴って大きくなり、中心導体のインダクタンスが低下して挿入損失の中心周波数が設定値から大きく外れ、アイソレータの挿入損失が増大するといった問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、温度変化に対する挿入損失の中心周波数の変化が少ない非可逆回路素子を提供するとともに、通信性能に優れた通信機器装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の非可逆回路素子は、板状磁性体と、該板状磁性体の一面側に配置された共通電極と、該共通電極の外周部から前記板状磁性体を包むように３方向に延出形成されて板状磁性体の他面側に折曲されるとともに該他面側で相互に所定の角度でもって交差された３つの中心導体と、前記板状磁性体に対向して配置されたバイアス用の磁石とを具備してなり、前記板状磁性体の飽和磁化の温度係数が−８５℃〜−３５℃の温度範囲で−０．２（％／℃）以上−０．１（％／℃）以下であり、前記磁石の残留磁化の温度係数が−８５℃〜−３５℃の温度範囲で−０．２０（％／℃）以上−０．１５（％／℃）以下であることを特徴とする。
【０００８】
係る非可逆回路素子によれば、板状磁性体の飽和磁化の温度係数が−０．２（％／℃）以上−０．１（％／℃）以下であり、従来のＹＩＧフェライトの飽和磁化の温度係数よりも大きく、磁石の残留磁化の温度係数に近づくので、ＹＩＧフェライトの飽和磁化に対する磁石の残留磁化の割合が温度低下に関わらずほぼ一定となり、中心導体のインダクタンスが一定になって挿入損失の中心周波数が設定値から外れることがなく、非可逆回路素子の挿入損失の増大を防止できる。
【０００９】
また、本発明の非可逆回路素子では、板状磁性体の強磁性共鳴半値幅ΔＨが４．８ｋＡ／ｍ以下であることが好ましく、２．４ｋＡ／ｍ以下であることがより好ましい。
強磁性共鳴半値幅ΔＨとは、透磁率の虚数部μ”のピークの半値幅として知られている値であり、通常の磁性体の透磁率を測定する場合は磁場をかけた方向と同じ方向に基づいて透磁率を測定するものであるのに対し、静磁場で飽和させた状態で静磁場の方向と直角方向に高周波磁界を印加した時の透磁率を測定し、その虚数部の測定値から求められる値である。この値が小さいほど損失としては小さいことを意味する。
従って本発明の非可逆回路素子によれば、板状磁性体の強磁性共鳴半値幅ΔＨが４．８ｋＡ／ｍ以下なので、挿入損失を小さくすることができる。
【００１０】
また本発明の非可逆回路素子では、前記板状磁性体が下記の組成式で表されるガーネットフェライトであることが好ましい。
Ｙ３−ｘＲｘＦｅ５―ｙ−ｚＭｙＡｌｚＯ１２
ただし、前記ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上の元素であり、前記Ｍは、Ｉｎのみ、ＣａとＳｎの組合せ、ＣａとＺｒの組合せ、のいずれかであり、化学量論比を示すｘ、ｙ、ｚは０．３≦ｘ≦１．５、０≦ｙ≦０．６、０≦ｚ≦０．５の範囲である。
【００１１】
また本発明の非可逆回路素子では、前記板状磁性体が下記の組成式で表されるガーネットフェライトであることが好ましい。
Ｙ３−ｘＲｘＦｅａ―ｙ−ｚＭｙＡｌｚＯ１２
ただし、前記ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上の元素であり、前記Ｍは、Ｉｎのみ、ＣａとＳｎの組合せ、ＣａとＺｒの組合せ、のいずれかであり、化学量論比を示すａ、ｘ、ｙ、ｚは４．７５≦ａ≦４．９５、０．３≦ｘ≦１．５、０≦ｙ≦０．６、０≦ｚ≦０．５の範囲である。
尚、上記の２つの組成式のいずれにおいても、元素Ｒとして特にＧｄが好ましく、上記元素Ｍとして特にＩｎが好ましい。
【００１２】
係る非可逆回路素子によれば、板状磁性体が上記組成式で表されるガーネットフェライトであるため、飽和磁化の温度係数を−０．２（％／℃）以上−０．１（％／℃）以下の範囲にすることができる。
【００１３】
また本発明の非可逆回路素子は、先に記載の非可逆回路素子であり、入力側及び出力側の中心導体の交差部における両中心導体の重複部分の長さが、前記他面側に重なる各中心導体部分の長さの１０％以上であることを特徴とする。
【００１４】
係る非可逆回路素子によれば、入力側及び出力側の中心導体の交差部の両中心導体の重複部分の長さが上記のように設定されるため、各中心導体の重複部分で確保される容量値が大きくなり、その分、各中心導体のインダクタンスを小さくすることによって温度によるインダクタンスの変化量を極力少なくすることができ、非可逆回路素子の挿入損失を低減できる。
【００１５】
また本発明の非可逆回路素子は、先に記載の非可逆回路素子であり、入力側及び出力側の中心導体に整合用コンデンサが各々接続され、残りの中心導体に整合用コンデンサ及び終端抵抗が接続された構成を備えることを特徴とする。
【００１６】
係る非可逆回路素子によれば、入力側から出力側に信号に損失なく通過させ、逆方向には信号を通過させないので、携帯電話等の移動通信装置に好適に用いることができる。
【００１７】
次に本発明の通信機装置は、先のいずれかに記載の非可逆回路素子と、該非可逆回路素子の入力側の中心導体に接続された送信回路部と、出力側の中心導体に接続されたアンテナとを具備してなることを特徴とする。
【００１８】
係る通信機装置によれば、温度変化に対する挿入損失の変化が少ない上記の非可逆回路素子を備えているので、挿入損失の増大を抑制して安定した通信を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１〜図３は本発明に係る非可逆回路素子をアイソレータとして適用した第１の実施形態を示すものである。
本実施形態のアイソレータ１（非可逆回路素子）は、上ヨーク２ａ及び下ヨーク２ｂからなる中空ヨーク３内に、フェライトなどからなる磁石４と板状磁性体５と線路導体６、７、８とこれら線路導体６、７、８を接続した共通電極１０と板状磁性体５の周囲に配置された整合用コンデンサ１１、１２と終端抵抗１３とを備えて構成されている。
【００２０】
上ヨーク２ａ及び下ヨーク２ｂは軟鉄などの強磁性体からなり、これらが組み合わされて直方体状の中空ヨーク３が形成される。なお、上下ヨーク２ａ、２ｂの表裏面にはＡｇメッキなどの導電層が被覆形成されることが好ましい。また、側面コ字型の上ヨーク２ａは側面コ字型の下ヨーク２ｂに嵌め込み自在の大きさとされており、上ヨーク２ａと下ヨーク２ｂの互いの開口部分を嵌め合わせることで両者を一体として箱型の磁気閉回路を構成することができるように構成されている。
なお、これらのヨーク２ａ、２ｂの形状はこの実施形態の如くコ字型に限るものではなく、複数のヨークで箱型の閉磁器回路を構成するものであれば、任意の形状で差し支えない。
嵌め合わされた上下ヨーク２ａ、２ｂが区画する空間には、換言すると中空ヨーク３の内部には、先の板状磁性体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。このように本実施形態のアイソレータは、磁性組立体１５を有している。
【００２１】
板状磁性体５は、後述する組成のガーネットフェライトからなり、円形、角形等、必要に応じて様々な形状にすることができるが、本実施形態においては、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、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、長辺５ａ、５ａの両端部側に位置して各長辺５ａに対して１５０゜の角度で傾斜し（長辺５ａの延長線に対しては３０°の傾斜角度で傾斜し）、個々に先の短辺５ｂに接続する４つの傾斜辺５ｄとから構成される平面視横長の略長方形状とされている。従って板状磁性体５の平面視４つのコーナ部には、それぞれ長辺５ａに対する１５０°傾斜（短辺５ｂに対して１２０°傾斜）の傾斜面（受面）５ｄが形成されている。
【００２２】
この板状磁性体５は、Ｙと、元素Ｒと、Ｆｅと、元素Ｍと、Ｏを少なくとも含有し、場合によってＡｌを含むガーネットフェライトであり、Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２を基本組成とし、Ｙの一部を元素Ｒに置換するとともにＦｅの一部を元素Ｍ及びＡｌに置換したものであり、−８５℃〜−３５℃の温度範囲で−０．２（％／℃）以上−０．１（％／℃）以下の飽和磁化の温度係数を示すものである。更に、この板状磁性体５は、４．８ｋＡ／ｍ以下、より好ましくは２．４ｋＡ／ｍ以下の強磁性共鳴半値幅ΔＨを示すものである。板状磁性体５の組成として、例えば、以下の組成を例示できる。
即ち、Ｙ３−ｘＲｘＦｅ５―ｙ−ｚＭｙＡｌｚＯ１２である。
ただし、前記ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上の元素であり、前記Ｍは、Ｉｎのみ、ＣａとＳｎの組合せ、ＣａとＺｒの組合せ、のいずれかであり、ｘ、ｙ、ｚは０．３≦ｘ≦１．５、０≦ｙ≦０．６、０≦ｚ≦０．５の範囲である。
【００２３】
また本実施形態の板状磁性体５として、以下の組成のガーネットフェライトを用いても良い。
即ち、Ｙ３−ｘＲｘＦｅａ―ｙ−ｚＭｙＡｌｚＯ１２である。
ただし、前記ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上の元素であり、前記Ｍは、Ｉｎのみ、ＣａとＳｎの組合せ、ＣａとＺｒの組合せ、のいずれかであり、ａ、ｘ、ｙ、ｚは４．７５≦ａ≦４．９５、０．３≦ｘ≦１．５、０≦ｙ≦０．６、０≦ｚ≦０．５の範囲である。
尚、上記の２つの組成式のいずれにおいても、元素Ｒとして特にＧｄが好ましく、上記元素Ｍとして特にＩｎが好ましい。
【００２４】
上記組成式において、Ｙは、ＦｅとＯ（酸素）とともにガーネットフェライト結晶を構成する必須元素である。Ｙの一部を元素Ｒで置換することにより、飽和磁化の温度係数を高めることが可能になる。
【００２５】
次に元素Ｒは、Ｙの一部と置換して添加することにより、ガーネットフェライトの飽和磁化の温度係数を高める作用があり、特にＧｄは温度係数を高める効果が大きい。Ｇｄを含む元素Ｒは、電子の軌道モーメントに由来する磁気モーメントを示し、絶対零度付近から室温に至るまでの間で飽和磁化が急激に増大する特性を示す。この元素Ｒの磁気特性と、温度上昇により磁化が徐々に低下するＦｅの磁気特性との相互作用によって、ガーネットフェライトの飽和磁化の温度係数を制御できる。Ｇｄの量ｘは０．３以上１．５以下の範囲が好ましい。ｘが０．３未満だと、ガーネットフェライトの飽和磁化の温度係数が−０．２％／℃未満になってしまうので好ましくなく、ｘが１．５を超えるとガーネットフェライトの飽和磁化の温度係数が−０．１％／℃を超えてしまうので好ましくない。
【００２６】
Ｆｅは、磁性元素であってＹやＯと共にガーネットフェライト結晶を構成する必須元素である。Ｆｅには２価と３価の２つの電子状態のもの結晶中に含まれ、いわゆるスピン量子数に基づいた磁気モーメントを示し、絶対零度付近から室温に至るまでの間で飽和磁化が徐々に低下し、キュリー点で飽和磁化が０になる特性を示す。このＦｅの磁気特性と、温度上昇により磁化が増大する元素Ｒの磁気特性との相互作用によって、ガーネットフェライトの飽和磁化の温度係数を制御できる。また、Ｆｅの一部を元素Ｍ及びＡｌで置換することにより、ガーネットフェライトの強磁性共鳴半値幅ΔＨを低くして非可逆回路素子の挿入損失を小さくすることができる。ガーネットフェライトにおいては、Ｆｅと元素ＭとＡｌの合計量である化学量論比は５であるが、上記組成式中のａに示すようにＦｅと元素ＭとＡｌの合計を４．７５以上４．９５以下の範囲にすることもできる。ａを前記の範囲とすることによって、ガーネットフェライトの強磁性共鳴半値幅ΔＨを２．４ｋＡ／ｍ以下にすることができ、非可逆回路素子の挿入損失をより小さくすることができる。尚、Ｆｅ含有量を少なくしすぎると、即ち、Ｆｅを含む化学量論比ａを４．７５未満にするとΔＨの値が明らかに悪化するので好ましくない。
【００２７】
Ｆｅの一部と置換して元素Ｍを添加することにより、ガーネットフェライトの強磁性共鳴半値幅ΔＨを低くすることができる。元素Ｒの量を調整して飽和磁化の温度係数を−０．２〜−０．１％／℃にすると、強磁性共鳴半値幅ΔＨが上昇して挿入損失が増大する場合があり、元素Ｍを添加して強磁性共鳴半値幅ΔＨを低くする。元素Ｍの量ｙは、０以上０．６以下の範囲が好ましい。ｙが０．６を超えると、飽和磁化の温度係数が−０．２％／℃未満となってしまうので好ましくない。
【００２８】
更に、Ｆｅの一部と置換してＡｌを添加することにより、ガーネットフェライトの飽和磁化（４πＭｓ）を低く調整することができる。元素Ｒの組成比を調整して飽和磁化の温度係数を−０．２〜−０．１％／℃にすると、強磁性共鳴半値幅ΔＨが上昇して挿入損失が増大する場合があり、元素Ｍを添加して強磁性共鳴半値幅ΔＨを低くする。一方、元素Ｍを添加することで飽和磁化（４πＭｓ）が高くなるため、Ａｌを添加して飽和磁化（４πＭｓ）を低くする方法が有効である。Ａｌの量ｚは、０以上０．５以下の範囲が好ましい。ｚが０．５を超えると、相対的にＦｅ量が低下して、飽和磁化が低くなってしまうので好ましくない。
【００２９】
Ｏは、ＹやＦｅと共にガーネットフェライト結晶を構成する必須元素であり、その量はガーネットフェライトの基本組成（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）に基づいて１２であることが好ましい。
【００３０】
この板状磁性体５を製造するには、まず、目的とする組成の構成元素の酸化物粉末を用意し、目的の元素組成比となるように混合する。
例えば、Ｙ−Ｇｄ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｍ−Ｏ系のガーネットフェライトを製造するためには、原料として、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＭＯｂ（Ｉｎ２Ｏ３等）、Ａｌ２Ｏ３の各粉末等を用意する。
【００３１】
次に、各粉末を目的の組成比になるように秤量する。なお、粉末状ではない粒状あるいは固体状の原料を用いる場合は、これらの原料を混合し、ボールミル、あるいはアトライタ等の粉砕混合装置により原料を粉砕混合する処理を行う。次に、得られた混合物を乾燥した後、１０００℃〜１２００℃程度の温度で大気中もしくは酸素雰囲気中において必要時間、例えば数時間仮焼し、仮焼粉末（仮焼物）を得、この仮焼粉末（仮焼物）をボールミルあるいはアトライタ等によって粉砕して粉末化する。
得られた仮焼後の粉末の粒径を揃えた後、バインダーとともに目的の形状となるように成型し、１ｔ／ｃｍ２程度の圧力を加えて目的の円盤状あるいは板状あるいは角柱状などの形状に成型し、次いでこの成型体を１３５０℃〜１５００℃程度の温度に加熱して焼結する。なおここで、目的の形状に近い形に成型しておき、焼結後に得られた成型体から目的の形状の板状磁性体５を切り出すようにして製造することもできる。
【００３２】
次に、磁石４は、板状磁性体５と対向して配置されている。この磁石は、板状磁性体５にバイアス磁界を印加するものであり、その残留磁化の温度係数が−８５℃〜−３５℃の温度範囲で−０．２０（％／℃）以上−０．１５（％／℃）以下を示すものが好ましい。このような磁石として例えばフェライト磁石などを例示できる。
【００３３】
次に、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。この共通電極１０は、平面視先の板状磁性体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。即ち、本体部１０Ａは相対向する２つの長辺部１０ａ、１０ａと、これらの長辺部１０ａ、１０ａに直角向きの短辺部１０ｂ、１０ｂと、長辺部１０ａ、１０ａの両端部側に位置して各長辺部１０ａに対して１５０°の角度で傾斜し、先の短辺部１０ｂに対しては１２０°の傾斜角度で接続する傾斜部１０ｄとから構成される平面視略長方形（矩形状）とされている。
【００３４】
そして、共通電極１０から第１線路導体６と第２線路導体７とが延出形成されている。まず、共通電極１０の一方の長辺部１０ａの一端側から第１基部導体６ａと第１中心導体６ｂ（中心導体）と第１先端部導体６ｃからなる第１線路導体６が延出形成される一方、長辺部１０ａの他端側から第２基部導体７ａと第２中心導体７ｂ（中心導体）と第２先端部導体７ｃとからなる第２線路導体７が延出形成されている。
基部導体６ａ、７ａはそれらの中心軸線Ａ、Ａ同士のなす角度θ１が図３に示すように６０°程度とされている。
また、第１中心導体６ｂが入力側の中心導体とされ、第２中心導体７ｂが出力側の中心導体とされている。
【００３５】
第１中心導体６ｂは、平面視波形あるいはジクザグ状のものであり、基部導体側端部６Ｄと、先端部導体側端部６Ｆと、これらの間の中央部６Ｅの３つの部分からなる。第２中心導体７ｂも第１中心導体６ｂと同様の形状であり、基部導体側端部７Ｄと、先端部導体側端部７Ｆと、これらの間の中央部７Ｅの３つの部分からなる。第１、第２中心導体６ｂ、７ｂを上記のような形状とすることで、各中心導体６ｂ、７ｂの導体長を長くしてインダクタンスを大きくし、非可逆回路素子としての低周波化と小型化を両立させることができる。
【００３６】
基部導体側端部６Ｄ、７Ｄは、図３に示すようにそれらの中心軸線Ｂ、Ｂ同士のなす角度θ３が上記角度θ１と同程度の角度以上とされており、即ち、基部導体側端部６Ｄ、７Ｄが徐々に外側に広がるような角度とされている。
中央部６Ｅ、７Ｅは、図３に示すようにそれらの中心軸線Ｂ、Ｂ同士が徐々に近接するように形成されている。
先端部導体側端部６Ｆ、７Ｆは、図３に示すようにそれらの中心軸線Ｂ、Ｂ同士のなす角度θ３が上記角度θ１より大きい角度とされており、即ち、先端部導体側端部６Ｆ、７Ｆが徐々に外側に広がるような角度とされている。
更に先端部導体６ｃ、７ｃは、図３に示すようにそれらの中心軸線Ｃ、Ｃ同士のなす角度θ２が１５０゜程度の角度以上とされており、即ち、先端部導体側端部６Ｃ、７Ｃが徐々に外側に広がるような角度とされている。
【００３７】
次に、第１線路導体６の幅方向中央部には、共通電極１０の外周部から基部導体６ａと中心導体６ｂを通過し先端部導体６ｃの基端部まで到達するスリット部１８が形成され、このスリット部１８を形成することにより中心導体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に分割されている。
第２線路導体７の幅方向中央部にも上記スリット部１８と同様のスリット部１９が形成され、このスリット部１９を形成することにより中心導体７ｂが２本の分割導体７ｂ１、７ｂ２に分割され、基部導体７ａも２本の分割導体７ａ１、７ａ２に分割されている。
スリット部１８の共通電極１０側の端部は、接続導体６ａを通過して共通電極１０の外周部から若干深い位置まで到達することで凹部１８ａを形成し、第１線路導体６の線路長を若干長くしているとともに、スリット部１９の共通電極１０側の端部も接続導体７ａを通過して共通電極１０の外周部まで到達することで凹部１９ａを形成し、第２線路導体７の線路長を若干長くしている。なお、凹部１８ａ、凹部１９ａは必要に応じて設ければ良く、なくても良い。
【００３８】
一方、共通電極１０の他方の長辺部１０ａ側の中央部に第３線路導体８が延設されている。この第３線路導体８は共通電極１０から突出形成された第３基部導体８ａと第３中心導体８ｂ（中心導体）と第３先端部導体８ｃとから構成されている。第３基部導体８ａは、共通電極１０の長辺側中央部からほぼ直角に延出形成された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。
第３中心導体８ｂは、平面視Ｌ字型に湾曲して形成されており、先の分割導体８ａ１に接続する平面視Ｌ字状の分割導体８ｂ１と先の分割導体８ａ２に接続する平面視Ｌ字状の分割導体８ｂ２とからなり、第３中心導体８ｂをこのように湾曲して形成することにより線路導体の実質的な導体長を長くしてインダクタンスを大きくし、非可逆回路素子としての低周波化と小型化を両立させることができる。
【００３９】
更に、これらの分割導体８ｂ１、８ｂ２の先端側はＬ字型の第３先端部導体８ｃに一体化されている。この第３先端部導体８ｃは、先の分割導体８ｂ１、８ｂ２を一体化して先の分割導体８ａ１、８ａ２と同じ方向に向けて延出形成された接続部８ｃ１とこの接続部８ｃ１に対してほぼ直角方向に延出形成された接続部８ｃ２とから構成されている。
次に、共通電極１０の一方の長辺部１０ａ側において、第３線路導体８の分割導体８ａ１、８ａ２の間の部分には、共通電極１０の長辺部１０ａを一部切り欠く形で凹部１０ｅが形成され、この凹部１０ｅを形成することで第３線路導体８の線路長が若干長くされている。なお、この凹部１０ｅも、先の凹部１８ａ、１９ａと同じく、必要に応じて設ければ良い。
【００４０】
前記の如く構成された電極部１６は、その共通電極１０の本体部１０Ａを板状磁性体５の裏面側（一面側）に添わせ、第１線路導体６と第２線路導体７と第３線路導体８とを板状磁性体５の表面側（他面側）に折り曲げて板状磁性体５に装着され、板状磁性体５とともに磁性組立体１５を構成している。
即ち、第１線路導体６の分割導体６ａ１、６ａ２を板状磁性体５の１つの傾斜面５ｄの縁に沿って折り曲げ、第２線路導体７の分割導体７ａ１、７ａ２を板状磁性体５の他の１つの傾斜面５ｄの縁に沿って折り曲げ、第３線路導体８の分割導体８ａ１、８ａ２を板状磁性体５の長辺５ａの縁に沿って折り曲げ、第１線路導体６の中心導体６ａを板状磁性体５の表面（他面）に沿って添わせ、第２線路導体７の中心導体７ｂを板状磁性体５の表面（他面）に沿って添わせ、更に第３線路導体８の中心導体８ｂを板状磁性体５の表面部の中央部分に沿って添わせることで電極部１６が板状磁性体５に装着されて磁性組立体１５とされている。
【００４１】
第１、第２中心導体６ｂ、７ｂを、上記のように板状磁性体５の表面（他面）に沿って添わせると、該板状磁性体５の表面上で第１、第２中心導体６ｂ、７ｂが交差する。図１には、中央部６Ｅ、７Ｅが重複している場合を図示した。
このとき、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第１中心導体６ｂ（入力側の中心導体）を第２中心導体７ｂ（出力側の中心導体）よりも板状磁性体５側に位置させて、第１中心導体６ｂを板状磁性体５の他面に直に接触させて密着させる。こうすることで、第１中心導体６ｂと板状磁性体５との間で隙間が生じず、これにより第１中心導体６ｂのインダクタンスのばらつきが低減され、アイソレータ１の入力インピーダンスのばらつきを抑制することができる。
【００４２】
また、図１Ｂに示すように、第２中心導体７ｂ（出力側の中心導体）は、絶縁シートＺを介して第１中心導体６ｂ上に重ねることが好ましい。同様に、第３中心導体８ｂは、絶縁シートＺを介して第２中心導体７ｂ上に重ねることが好ましい。このようにして、各中心導体６ｂ、７ｂ、８ｂ同士を電気的に絶縁できる。
また、第２中心導体７ｂを第１中心導体６ｂ上に重ねることで、第２中心導体７ｂを板状磁性体５に近接させて第２中心導体７ｂのインダクタンスを大きくでき、アイソレータ１の小型化により有利となる。またインダクタンスのばらつきを低減して出力インピーダンスのばらつきも抑制できる。
【００４３】
また図１Ａに示すように、第１、第２中心導体６ｂ、７ｂの交差部３５の両中心導体の重複部分の長さＬ３は、板状磁性体５の表面（他面）に重なる中心導体部分の長さＬ４の１０％以上、好ましくは２０％以上とされている。図１Ａには、交差部３５の両中心導体の重複部分の長さＬ３が板状磁性体５の表面に重なる中心導体部分の長さＬ４の約７５％である場合を図示した。
なお、第１、第２中心導体６ｂ、７ｂの重複部分の長さＬ３の上限としては、第１、第２線路導体６、７の形状等を変更、例えば、第１、第２基部導体６ａ、７ａの中心軸線Ａ、Ａ同士のなす角度θ１や第１、第２中心導体６ｂ、７ｂの各部分の中心軸線Ｂ、Ｂ同士のなす角度θ３を変更することにより、板状磁性体５の表面に重なる中心導体部分の長さＬ４の１００％まで可能である。
【００４４】
また、第１、第２中心導体６ｂ、７ｂの重複部分が交差する場合、その交差角度が３０°以下であることが好ましく、さらに好ましくは１５°以下である。
また、第１、第２中心導体６ｂ、７ｂの重複部分の第１、第２中心導体６ｂ、７ｂは交差せず、略平行であることがさらに好ましい。
図１には、中央部６Ｅ、７Ｅの中心軸線Ｂ、Ｂが平行である場合を図示した。
【００４５】
第１、第２中心導体６ｂ、７ｂの交差部３５の両中心導体の重複部分の長さＬ３が、板状磁性体５の表面（他面）に重なる中心導体部分の長さＬ４の１０％以上としたことにより、上記重複部分の長さＬ３が長くなるにしたがって、第１、第２中心導体６ｂ、７ｂの重複部分で確保される容量値が大きくなり、その分、各中心導体６ｂ、７ｂのインダクタンスを小さく、即ち中心導体６ｂ、７ｂの導体長を短くでき、アイソレータ１の小型化に有利となる。
【００４６】
なお、第１、第２線路導体６、７が上記のようにそれぞれ２本の分割導体に分割されている場合における、第１、第２中心導体６ｂ、７ｂの交差部３５の両中心導体の重複部分の長さとは、図４に示すように第１中心導体の一方の分割導体６ｂ１と第２中心導体の一方の分割導体７ｂ１の重複部分の長さＬ５あるいは第１中心導体の他方の分割導体６ｂ２と第２中心導体の他方の分割導体７ｂ２の重複部分の長さＬ６としてもよい。この場合、両分割導体の重複部分の長さＬ５、Ｌ６は、それぞれ板状磁性体５の表面（他面）に重なる中心導体部分の長さＬ４の１０％以上とすることが先に述べた理由により好ましい。
【００４７】
また、第１、第２線路導体６、７が上記のようにそれぞれ２本の分割導体に分割されている場合における、第１、第２中心導体６ｂ、７ｂの交差部３５の両中心導体の重複部分の交差角度とは、第１中心導体の一方の分割導体６ｂ１と第２中心導体の一方の分割導体７ｂ１の重複部分の交差角度であってもよいし、第１中心導体の他方の分割導体６ｂ２と第２中心導体の他方の分割導体７ｂ２の重複部分の交差角度であってもよい。この場合の交差角度は３０度以下であることが先に述べた理由により好ましい。
【００４８】
次に、磁性組立体１５は下ヨーク２ｂの底部中央側に配置され、下ヨーク２ｂ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板状磁性体５の半分程度の厚さの板状の整合用コンデンサ１１、１２が収納され、整合用コンデンサ１２の一側部側には終端抵抗１３が収納されている。
そして、第１線路導体６の先端部導体６ｃを整合用コンデンサ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、第２線路導体７の先端部導体７ｃを整合用コンデンサ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、第３線路導体８の先端部導体８ｃを整合用コンデンサ１２と終端抵抗１３に電気的に接続して磁性組立体１５に整合用コンデンサ１１、１２と終端抵抗１３とが接続されている。なお、終端抵抗１３を接続しなければ、サーキュレータとして作用する。
【００４９】
前記先端部導体７ｃの部分が接続された整合用コンデンサ１１の端部側に非可逆回路素子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整合用コンデンサ１１の端部側に非可逆回路素子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。
【００５０】
また、下ヨーク２ｂと上ヨーク２ａ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おり、磁性組立体１５よりも上ヨーク２ａ側の空間部分には、図１Ｂに示すスペーサ部材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２ａの内部に収納可能な大きさの平面視矩形板状の基板部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３１ａ…が形成されていない側の面（上面）に円型の収納凹部３１ｂが形成され、該収納凹部３１ｂの底面側には基板部３１を貫通する矩形型の透孔（図示略）が形成されている。
【００５１】
そして、先の収納凹部３１ｂに円盤状の磁石４が嵌め込まれ、この磁石４を備えた状態のスペーサ部材３０がそれらの４つの脚部３０ａで先の整合用コンデンサ１１、１２とこれらに接続されている第１先端部導体６ｃ、７ｃ、並びに、終端抵抗１３とこれに接続されている先端部導体８ｃの先端部を下ヨーク２ｂの底部側に押さえ付け、スペーサ部材３０の底部により磁性組立体１５を下ヨーク２ｂの底面側に押さえ付けた状態でヨーク２ａ、２ｂの間に収納されている。
【００５２】
上記のアイソレータ１によれば、板状磁性体５の飽和磁化の温度係数が−０．２（％／℃）以上−０．１（％／℃）以下であり、従来のＹＩＧフェライトの飽和磁化の温度係数よりも大きく、磁石４の残留磁化の温度係数（−８５〜―３５℃の温度範囲で−０．２０（％／℃）以上−０．１５（％／℃）以下）に近づくので、板状磁性体５の飽和磁化に対する磁石４の残留磁化の割合が温度低下に関わらずほぼ一定となり、中心導体６ｂ、７ｂのインダクタンスが一定になって挿入損失の中心周波数が設定値から外れることがなく、アイソレータ１の挿入損失の増大を防止できる。
また、上記のアイソレータ１によれば、板状磁性体５の強磁性共鳴半値幅ΔＨが４．８ｋＡ／ｍ以下なので、挿入損失を小さくすることができる。
【００５３】
更に、上記のアイソレータ１は、中心導体６ｂ、７ｂの交差部における両中心導体の重複部分の長さが、板状磁性体５の他面側に重なる各中心導体部分の長さの１０％以上なので、各中心導体６ｂ、７ｂの重複部分で確保される容量値が大きくなり、その分、各中心導体６ｂ、７ｂのインダクタンスを小さくすることによって温度によるインダクタンスの変化量を極力少なくすることができ、アイソレータ１の挿入損失を低減できる。
【００５４】
次に、図５Ａは、先の実施形態のアイソレータ１が組み込まれる携帯電話装置（通信機装置）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にアンテナ共用器（ディプレクサ）４１が接続され、アンテ共用器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と選択回路（混合回路）４３を介して受信回路（ＩＦ回路）４４が接続され、アンテナ共用器４１の入力側に先の実施の形態のアイソレータ１とパワーアンプ（増幅器）４５と選択回路（混合回路）４６を介して送信回路（ＩＦ回路）４７が接続され、選択回路４３、４６に分配トランス４９を介して局部発振器４９ａに接続されて構成されている。尚、アイソレータ１の入力側の第１中心導体６ｂを送信回路４７側に接続し、出力側の第２中心導体７ｂをアンテナ４０側に接続している。
【００５５】
先の構成のアイソレータ１は図５Ａ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４５側に逆入力させないという作用を奏する。
また、挿入損失が少ない上記のアイソレータ１を備えているので、送信回路４７とアンテナ４０との間において信号の劣化が少なく、携帯電話装置の通信能力の向上を図ることができる。
【００５６】
図５Ｂは図１から図４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５Ｂ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５Ａ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。
【００５７】
なお、上記実施形態のアイソレータにおいては、磁性組立体１５に備える電極部１６の第３線路導体８が図３に示すような形状である場合について説明したが図６又は図７に示すような形状であってもよい。
図６の第３線路導体８０が図３の第３線路導体８と異なるところは、分割導体８０ａ１、８０ａ２が非平行であり、詳しくは、互いの中央部を離間するようにして分割導体８０ａ１、８０ａ２から延設され、分割導体８０ｂ１と８０ｂ２とから菱形の中心導体８０ｂが構成されている。
【００５８】
図７の第３線路導体１８０が図３の第３線路導体８と異なるところは、分割導体１８０ａ１、１８０ａ２が平面視直線状であり、これら分割導体１８０ｂ１と１８０ｂ２とから中心導体１８０ｂが構成されている。この場合、第３線路導体１８０の板状磁性体５への折り曲げ加工がし易くなる。
【００５９】
（第２の実施形態）
図８は本発明に係る非可逆回路素子をアイソレータとして適用した第２の実施形態を示すもので、この実施形態のアイソレータ７０は、上ヨーク７１ａと下ヨーク７１ｂとからなる中空ヨーク７２の内部に、換言すると、上ヨーク７１ａと下ヨーク７１ｂの間に、４角板状の永久磁石からなる磁石部材７５とスペーサ部材７６と磁性組立体９５と整合用コンデンサ５８、５９、６０と終端抵抗６１とこれらを収容する樹脂ケース６２とを収容して構成されている。
磁性組立体９５は先の第１の実施の形態と同等の電極部１６が平面視略長方形状の板状磁性体６５に巻き付けられて構成されている。この板状磁性体６５は先の形態の横長の板状磁性体５とほぼ同じ形状であるが若干正方形状に近い長方形板状とされている。
板状磁性体６５に巻き付けられた電極部１６は、第１線路導体６の先端部導体を先の整合用コンデンサ５９の一側端部に形成されている電極部（図示略）に電気的に接続し、第２線路導体７の先端部導体を先の整合用コンデンサ５８の他側端部に形成されている電極部（図示略）に電気的に接続し、第３中心導体８の先端部導体を整合用コンデンサ６０と終端抵抗６１に電気的に接続して磁性組立体６５に整合用コンデンサ５８、５９、６０と終端抵抗６１とが接続されている。
図７に示す構造のアイソレータ７０においても先の実施の形態のアイソレータ１と同等の効果を得ることができる。
【００６０】
（第３の実施形態）
図９は本発明に係る非可逆回路素子をアイソレータとして適用した第３の実施形態を示す平面図である。
第３の実施形態のアイソレータ１０１が図１乃至図４に示した第１の実施形態のアイソレータ１と特に異なるところは、磁性組立体に備える電極部の形状と、第１、第２線路導体が異なるコンデンサ基板に接続されている点である。
図１０は、本実施形態のアイソレータ１０１に備えられる磁性組立体１５ａの電極部１１６の展開図である。
この電極部１１６は、３本の線路導体１０６、１０７、１０８と、共通電極１１０が一体化されてなるものである。
【００６１】
共通電極１１０は、平面視先の板状磁性体５とほぼ相似形状の金属板からなる本体部１１０Ａから構成されている。即ち、本体部１１０Ａは、相対向する２つの長辺部１１０ａ、１１０ａと、これらの長辺部１１０ａ、１１０ａに直角向きの短辺部１１０ｂ、１１０ｂと、長辺部１１０ａ、１１０ａの両端部側に位置して各長辺部１１０ａに対して１５０°の角度で傾斜し、先の短辺部１１０ｂに対しては１３０°の傾斜角度で接続する４つの傾斜部１１０ｄとから構成される平面視略長方形とされている。
【００６２】
そして、共通電極１１０の４つのコーナ部の傾斜部１１０ｄのうち、一方の長辺部側の２つの傾斜部１１０ｄから第１線路導体１０６と第２線路導体１０７が延出形成されている。
まず、先の２つの傾斜部１１０ｄの一方から、第１基部導体１０６ａと第１中心導体１０６ｂと第１先端部導体１０６ｃからなる第１線路導体１０６が延出形成される一方、先の傾斜部１１０ｄの他方から、第２基部導体１０７ａと第２中心導体１０７ｂと第２先端部導体１０７ｃとからなる第２線路導体１０７が延出形成されている。
【００６３】
第１中心導体１０６ｂは、平面視波形あるいはジクザグ状のものであり、基部導体側端部１０６Ｄと、先端部導体側端部１０６Ｆと、これらの間の中央部１０６Ｅの３つの部分からなる。この第１中心導体１０６ｂが第１の実施形態の第１中心導体６ｂと特に異なるところは、中央部１０６Ｅの形状が平面視略く字状である点である。
第２中心導体１０７ｂも第１中心導体１０６ｂと同様の形状であり、基部導体側端部１０７Ｄと、先端部導体側端部１０７Ｆと、これらの間の平面視略く字状の中央部１０７Ｅの３つの部分からなる。
【００６４】
次に、第１線路導体１０６の幅方向中央部には、第１の実施形態と同様にスリット部１１８が形成され、このスリット部１１８を形成することにより中央部導体１０６ｂが２本の分割導体１０６ｂ１、１０６ｂ２に分割され、基部導体１０６ａも２本の分割導体１０６ａ１、１０６ａ２に分割されている。
第２線路導体１０７の幅方向中央部にも上記スリット部１１８と同様のスリット部１１９が形成され、このスリット部１１９を形成することにより中央部導体１０７ｂが２本の分割導体１０７ｂ１、１０７ｂ２に分割され、基部導体１０７ａも２本の分割導体１０７ａ１、１０７ａ２に分割されている。
【００６５】
一方、共通電極１１０の他方の長辺部１１０ａ側の中央部には第３線路導体１０８が延設されている。この第３線路導体１０８は共通電極１１０から突出形成された第３基部導体１０８ａと第３中心導体１０８ｂと第３先端部導体１０８ｃとから構成されている。第３基部導体１０８ａは、共通電極１１０の長辺側中央部からほぼ直角に延出形成された２本の短冊状の分割導体１０８ａ１、１０８ａ２からなり、２本の分割導体１０８ａ１、１０８ａ２の間にはスリット１２０が形成されている。一方の分割導体１０８ａ２は他方の分割導体１０８ａ１より幅広に形成されている。
【００６６】
第３中心導体１０８ｂが第１の実施形態の第３中心導体８ｂと特に異なるところは、先の分割導体１０８ａ１に接続する平面視略直線状の分割導体１０８ｂ１と先の分割導体１０８ａ２に接続する平面視略直線状の分割導体１０８ｂ２とから第３中心導体１０８ｂから構成されており、これら分割導体１０８ｂ１、１０８ｂ２の間にはスリット１２０が形成されている。また、一方の分割導体１０８ｂ２は他方の分割導体１０８ｂ１より幅広に形成されている。
更に、これらの分割導体１０８ｂ１、１０８ｂ２の先端側はＬ字型の第３先端部導体１０８ｃに一体化されている。この第３先端部導体１０８ｃは、先の分割導体１０８ｂ１、１０８ｂ２を一体化して先の分割導体１０８ａ１、１０８ａ２と同じ方向に向けて延出形成された接続部１０８ｃ１とこの接続部１０８ｃ１に対してほぼ直角方向に延出形成された接続部１０８ｃ２とから構成されている。
【００６７】
上記のように第３中心導体１０８ｂの２本の分割導体がそれぞれ平面視略直線状であれば、第３線路導体１０８を板状磁性体５に巻き付けて磁性組立体１５ａを組み立てる際に第３線路導体１０８の位置ずれが起こりにくい。
また、上記のように第３中心導体１０８ｂが２本の分割導体に分割されている場合、これら分割導体１０８ｂ１、１０８ｂ２の間隔Ｗ５は広い方がアイソレーションの帯域を広くすることができる。
また、本実施形態では第３中心導体１０８ｂの２本の分割導体１０８ｂ１、１０８ｂ２のうち一方を他方より幅広にして剛性を高めているので、第３線路導体１０８を板状磁性体５に巻き付けて磁性組立体１５ａを組み立てる際に、第３線路導体１０８の変形を防止でき、分割導体１０８ｂ１を挟幅にすることで挿入損失を低減することが可能になる。
【００６８】
前記の如く構成された電極部１１６は、その共通電極１１０の本体部１１０Ａを板状磁性体５の裏面側（一面側）に添わせ、第１線路導体１０６と第２線路導体１０７と第３線路導体１０８とを板状磁性体５の表面側（他面側）に折り曲げて（巻き付けて）板状磁性体５に装着され、板状磁性体５とともに磁性組立体１５ａを構成している。
【００６９】
第１、第２中心導体１０６ｂ、１０７ｂは上記構成とされているので、上記のように板状磁性体５の表面（他面）に沿って添わせると、板状磁性体５の表面上で第１、第２中心導体１０６ｂ、１０７ｂが交差している。図９には、中央部１０６Ｅ、１０７Ｅが重複している場合を図示した。
【００７０】
本実施形態で第１、第２中心導体１０６ｂ、１０７ｂの交差部３５ａの両中心導体の重複部分の長さとは、図９に示すように中央部１０６Ｅの一方の分割導体１０６ｂ１と中央部１０７Ｅの一方の分割導体１０７ｂ１の重複部分の長さＬ７あるいは中央部１０６Ｅの他方の分割導体１０６ｂ２と中央部１０７Ｅの他方の分割導体１０７ｂ２の重複部分の長さＬ８であり、その場合、両分割導体の重複部分の長さＬ７、Ｌ８は、それぞれ板状磁性体５の表面（他面）に重なる中心導体部分の長さＬ４の１０％以上とすることが先に述べた理由により好ましい。また、上記重複部分の長さＬ７、Ｌ８は、それぞれ板状磁性体５の表面（他面）に重なる中心導体部分の長さＬ４の２０％以上とされていることが先に述べた理由によりさらに好ましい。
分割導体１０６ｂ１と分割導体１０７ｂ１の重複部分は平行である部分（平行部３６ａ）以外に非平行部分を有しており、また、分割導体１０６ｂ２と分割導体１０７ｂ２の重複部分も平行である部分（平行部３６ｂ）以外に非平行部分を有している。平行部３６ａの長さは、分割導体の重複部分の長さＬ７の２０％程度〜６０％程度であることが好ましく、平行部３６ｂの長さは、分割導体の重複部分の長さＬ８の２０％程度〜６０％程度であることが好ましい。
【００７１】
本実施形態での第１、第２中心導体１０６ｂ、１０７ｂの交差部３５ａの両中心導体の重複部分の交差角度とは、中央部１０６Ｅの一方の分割導体１０６ｂ１と中央部１０７Ｅの一方の分割導体１０７ｂ１の重複部分の交差角度あるいは中央部１０６Ｅの他方の分割導体１０６ｂ２と中央部１０７Ｅの他方の分割導体１０７ｂ２の重複部分の交差角度であり、その場合の交差角度は３０度以下であることが好ましく、さらに好ましくは１５度以下である。本実施形態のように両分割導体の重複部分が平行部３６ａを有している場合、この平行部３６ａでの両分割導体の交差角度は０度あるいは略０度であり、非平行部での両分割導体の交差角度は５度〜４５度であることが好ましい。
【００７２】
次に、磁性組立体１５ａ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１５ａの一方の側にコンデンサ基板１２、他方の側にコンデンサ基板１１１ａ、１１１ｂ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。
そして、先の第１線路導体１０６の先端部導体１０６ｃを先のコンデンサ基板１１１ａに形成されている電極部に電気的に接続し、先の第２線路導体１０７の先端部導体１０７ｃを先のコンデンサ基板１１１ｂに形成されている電極部に電気的に接続し、先の第３中心導体１０８の先端部導体１０８ｃ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１５ａにコンデンサ基板１１１ａ、１１１ｂ、１２と終端抵抗１３とが接続されている。なお、終端抵抗１３を接続しなければ、サーキュレータとして作用する。
【００７３】
前記先端部導体１０７ｃの部分が接続されたコンデンサ基板１１１ｂの端部側に非可逆回路素子１０１としての第１ポートＰ１が形成され、先端部導体１０６ｃの部分が接続されたコンデンサ基板１１１ａの端部側に非可逆回路素子１０１としての第２ポートＰ２が形成され、先端部導体１０８ｃ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１０１としての第３ポートＰ３とされている。
【００７４】
本実施形態のアイソレータ１０１によれば、両分割導体の重複部分に上記平行部以外に上記非平行部があるので、非可逆回路素子の挿入損失の低減効果とアイソレーションの向上効果があり、特に、アイソレーションの帯域を広くすることができる。
【００７５】
【実施例】
（実験例１）
Ｙ２Ｏ３粉末とＦｅ２Ｏ３粉末とＡｌ２Ｏ３粉末とＩｎ２Ｏ３粉末とを混合し、この混合物を乾燥した後、１２００℃で２時間仮焼きして仮焼物を得た。次にこの仮焼物を有機バインダーとともにボールミルに投入して２０時間湿式粉砕した。この粉砕物を大気中もしくは酸素雰囲気中において１４５０℃で本焼成してガーネットフェライトの各試料を得た。
尚、得られたガーネットフェライトは、ＹＧｄＦｅＩｎＡｌＯ系のガーネットフェライトであって各構成元素の組成比は表１に示すとおりである。表１に示した組成のうち、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２２の組成は本発明の実施例に相当する組成であり、Ｎｏ．２３〜Ｎｏ．２７の組成は比較例に相当する組成である。
【００７６】
得られたガーネットフェライトについて、２５℃における温度係数と、強磁性共鳴半値幅ΔＨ（各試料における損失項の虚数部μ’’のピークの半値幅）及び飽和磁化（４πＭｓ）を測定した。結果を表１に示す。
この表１の結果に基づいて、Ａｌ量を一定とした場合のＧｄ量及びＩｎ量に対する温度係数及び強磁性共鳴半値幅ΔＨの関係を、多変量解析によって求めた。即ち、下記の（１）〜（５）の５種類の組成毎に、横軸をＧｄ量とし、縦軸をＩｎ量とした上で、温度係数が−０．１％／℃の等値線、温度係数が−０．２％／℃の等値線、ΔＨが３．２ｋＡ／ｍの等値線、ΔＨが４．８ｋＡ／ｍの等値線、をそれぞれプロットした。結果を図１１〜図１５に示す。
【００７７】
【表１】
2004172827.tif 000003
【００７８】
（１）Ｙ３−ｘＧｄｘＦｅ５―ｙＩｎｙＯ１２（ｘ＝０〜１．４、ｙ＝０〜０．６５）、
（２）Ｙ３−ｘＧｄｘＦｅ４．９―ｙＩｎｙＡｌ０．１Ｏ１２（ｘ＝０〜１．４、ｙ＝０〜０．７）、
（３）Ｙ３−ｘＧｄｘＦｅ４．８―ｙＩｎｙＡｌ０．２Ｏ１２（ｘ＝０〜１．４、ｙ＝０〜０．７）、
（４）Ｙ３−ｘＧｄｘＦｅ４．７―ｙＩｎｙＡｌ０．３Ｏ１２（ｘ＝０〜１．４、ｙ＝０〜０．７５）、
（５）Ｙ３−ｘＧｄｘＦｅ４．５―ｙＩｎｙＡｌ０．５Ｏ１２（ｘ＝０〜１．４、ｙ＝０〜０．８）、
【００７９】
図１１に示すように、温度係数−０．１％／℃の等値線と−０．２％／℃の等値線とは相互にほぼ平行であり、またΔＨが３．２ｋＡ／ｍの等値線とΔＨが４．８ｋＡ／ｍの等値線とは相互にほぼ平行であることがわかる。そして、温度係数の等高線の傾きよりもΔＨの等値線の傾きが大きくなっていることがわかる。
このため、図１１のグラフ上で、各等値線に囲まれた領域が存在する。即ち、温度係数が−０．２〜−０．１％／℃で、ΔＨが３．２ｋＡ／ｍ〜４．８ｋＡ／ｍの範囲の領域である。また、Ｉｎ量が負の値をとるこことはあり得ないので、更にＩｎが０以上の領域に絞られる。図１１において、各等値線に囲まれた領域を斜線部で示す。この斜線部の領域に含まれるガーネットフェライト組成が、本発明において好適な組成になる。即ち、Ａｌ量が０の場合は、Ｇｄ量が０．４以上が好ましく、Ｉｎ量が０以上０．５以下が好ましい。
【００８０】
同様に、図１２において、Ａｌ量が０．１の場合は、Ｇｄ量が０．４以上が好ましく、Ｉｎ量が０以上０．４５以下が好ましい。また図１３において、Ａｌ量が０．２の場合は、Ｇｄ量が０．３３以上が好ましく、Ｉｎ量が０以上０．４５以下が好ましい。更に図１４において、Ａｌ量が０．３の場合は、Ｇｄ量が０．３以上１．５以下が好ましく、Ｉｎ量が０以上０．４５以下が好ましい。更にまた図１５において、Ａｌ量が０．５の場合は、Ｇｄ量が０．１以上１．０５以下が好ましく、Ｉｎ量が０以上０．３以下が好ましい。
以上をまとめると、Ｇｄ量は０．３以上１．５以下、Ｉｎ量は０以上０．６以下、Ａｌ量は０以上０．５以下の範囲がよい。
【００８１】
（実験例２）
ガーネットフェライトの組成が、Ｙ２Ｇｄ１Ｆｅ４．５７３Ｉｎ０．１Ａｌ０．３３Ｏ１２（実施例１）及びＹ２Ｇｄ１Ｆｅ４．５８３Ｉｎ０．１Ａｌ０．２Ｏ１２（実施例２）、Ｙ３Ｇｄ１Ｆｅ４．３７Ａｌ０．５４Ｏ１２（比較例）としたこと以外は上記実験例１の場合と同様にして、図２に示す形状のガーネットフェライトを得た。
【００８２】
得られたガーネットフェライトに対して、図３に示すものと同様の電極部を組み付けて磁性組立体を得た。そして、得られた磁性組立体を、２５℃における温度係数が−０．１８％／℃であるフェライト磁石とともに、軟鉄からなるヨーク内に収納し、図１及び図２に示すようなアイソレータを得た。
ガーネットフェライトの２５℃における温度係数と強磁性共鳴半値幅ΔＨを求めた。更に、製造されたアイソレータについて、周波数０．９２６ＧＨｚにおける挿入損失を測定し、−３５℃、２５℃（常温）、８５℃におけるアイソレーションのピーク周波数と常温からのピーク周波数のズレをそれぞれ測定した。結果を表２に示す。
【００８３】
【表２】
2004172827.tif 000004
【００８４】
表２に示すように、実施例１、２におけるガーネットフェライトは、本発明の組成範囲外の比較例におけるガーネットフェライトに対して、ΔＨが高く、飽和磁化（４πＭＳ）、挿入損失は同等であるものの温度係数が本発明の範囲内である。また、実施例１、２のアイソレーションのピーク周波数のズレは、低温側（−３５℃）、高温側（８５℃）のいずれにおいても比較例のものより著しく小さくなっていることが分かる。このようにして本発明の非可逆回路素子は、広い温度領域において安定した動作を示すことが判明した。
【００８５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の非可逆回路素子によれば、板状磁性体の飽和磁化の温度係数が−０．２（％／℃）以上−０．１（％／℃）以下であり、従来のＹＩＧフェライトの飽和磁化の温度係数よりも大きく、磁石の残留磁化の温度係数に近づくので、板状磁性体の飽和磁化に対する磁石の残留磁化の割合が温度低下に関わらずほぼ一定となり、中心導体のインダクタンスが一定になって挿入損失の中心周波数が設定値から外れることがなく、非可逆回路素子の挿入損失の増大を防止できる。
また、本発明の非可逆回路素子によれば、板状磁性体の強磁性共鳴半値幅ΔＨが４．８ｋＡ／ｍ以下なので、挿入損失を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａは第１実施形態のアイソレータの一部分を取り除いた状態を示す平面図、Ｂは同アイソレータの断面図。
【図２】図１に示すアイソレータに用いられる磁性体基板の一例を示す平面図。
【図３】図１に示すアイソレータに用いられる電極部の展開図。
【図４】本発明の第１実施形態の例のアイソレータの一部分を取り除いた状態を示す平面図。
【図５】Ａはこの種のアイソレータが備えられる電気回路の一例を示す図、Ｂはアイソレータの動作原理を示す図。
【図６】第１の実施形態のアイソレータの電極部の第２の例を示す図。
【図７】第１の実施形態のアイソレータの電極部の第３の例を示す図。
【図８】第２実施形態のアイソレータを示す分解斜視図。
【図９】第３実施形態のアイソレータの一部分を取り除いた状態を示す平面図。
【図１０】図９に示すアイソレータに用いられる電極部の展開図。
【図１１】Ａｌの化学量論比が０の場合における温度係数及びΔＨのＩｎ及びＧｄの化学量論比依存性を示すグラフ。
【図１２】Ａｌの化学量論比が０．１の場合における温度係数及びΔＨのＩｎ及びＧｄの化学量論比依存性を示すグラフ。
【図１３】Ａｌの化学量論比が０．２の場合における温度係数及びΔＨのＩｎ及びＧｄの化学量論比依存性を示すグラフ。
【図１４】Ａｌの化学量論比が０．３の場合における温度係数及びΔＨのＩｎ及びＧｄの化学量論比依存性を示すグラフ。
【図１５】Ａｌの化学量論比が０．５の場合における温度係数及びΔＨのＩｎ及びＧｄの化学量論比依存性を示すグラフ。
【符号の説明】
１…アイソレータ（非可逆回路素子）、３…中空ヨーク、４…磁石、５…板状磁性体、６ｂ…第１中心導体（中心導体）、７ｂ…第２中心導体（中心導体）、８ｂ…第３中心導体（中心導体）、１０…共通電極、１１，１２…整合用コンデンサ、１３…終端抵抗、４０…アンテナ、４７…送信回路（送信回路部）、Ｌ３…両中心導体の重複部分の長さ、Ｌ４…磁性体基板の他面に重なる中心導体部分の中心導体部分の長さ。
【図１】
2004172827.tif 000005
【図２】
2004172827.tif 000006
【図３】
2004172827.tif 000007
【図４】
2004172827.tif 000008
【図５】
2004172827.tif 000009
【図６】
2004172827.tif 000010
【図７】
2004172827.tif 000011
【図８】
2004172827.tif 000012
【図９】
2004172827.tif 000013
【図１０】
2004172827.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2004172827.tif 000017
【図１４】
2004172827.tif 000018
【図１５】
2004172827.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月24日(2003.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
板状磁性体と、該板状磁性体の一面側に配置された共通電極と、該共通電極の外周部から前記板状磁性体を包むように３方向に延出形成されて板状磁性体の他面側に折曲されるとともに該他面側で相互に所定の角度でもって交差された３つの中心導体と、前記板状磁性体に対向して配置されたバイアス用の磁石とを具備してなり、
前記板状磁性体の飽和磁化の温度係数が−３５℃〜８５℃の温度範囲で−０．２（％／℃）以上−０．１（％／℃）以下であり、
前記磁石の残留磁化の温度係数が−３５℃〜８５℃の温度範囲で−０．２０（％／℃）以上−０．１５（％／℃）以下であることを特徴とする非可逆回路素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般的なＹＩＧフェライトの飽和磁化の温度係数は、−３５℃〜８５℃の温度範囲で−０．２７（％／℃）程度であり、フェライト磁石の残留磁化の温度係数は、同じ温度範囲で−０．１８（％／℃）程度であり、両者の温度係数の差が絶対値で０．０９程度になっている。従って、磁石の残留磁化の低下率よりもＹＩＧフェライトの飽和磁化の低下率が大幅に大きくなっている。このため、ＹＩＧフェライトの飽和磁化に対する磁石の残留磁化の割合が温度低下に伴って大きくなり、中心導体のインダクタンスが低下して挿入損失の中心周波数が設定値から大きく外れ、アイソレータの挿入損失が増大するといった問題があった。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の非可逆回路素子は、板状磁性体と、該板状磁性体の一面側に配置された共通電極と、該共通電極の外周部から前記板状磁性体を包むように３方向に延出形成されて板状磁性体の他面側に折曲されるとともに該他面側で相互に所定の角度でもって交差された３つの中心導体と、前記板状磁性体に対向して配置されたバイアス用の磁石とを具備してなり、前記板状磁性体の飽和磁化の温度係数が−３５℃〜８５℃の温度範囲で−０．２（％／℃）以上−０．１（％／℃）以下であり、前記磁石の残留磁化の温度係数が−３５℃〜８５℃の温度範囲で−０．２０（％／℃）以上−０．１５（％／℃）以下であることを特徴とする。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
この板状磁性体５は、Ｙと、元素Ｒと、Ｆｅと、元素Ｍと、Ｏを少なくとも含有し、場合によってＡｌを含むガーネットフェライトであり、Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２を基本組成とし、Ｙの一部を元素Ｒに置換するとともにＦｅの一部を元素Ｍ及びＡｌに置換したものであり、−３５℃〜８５℃の温度範囲で−０．２（％／℃）以上−０．１（％／℃）以下の飽和磁化の温度係数を示すものである。更に、この板状磁性体５は、４．８ｋＡ／ｍ以下、より好ましくは２．４ｋＡ／ｍ以下の強磁性共鳴半値幅ΔＨを示すものである。板状磁性体５の組成として、例えば、以下の組成を例示できる。
即ち、Ｙ３−ｘＲｘＦｅ５―ｙ−ｚＭｙＡｌｚＯ１２である。
ただし、前記ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上の元素であり、前記Ｍは、Ｉｎのみ、ＣａとＳｎの組合せ、ＣａとＺｒの組合せ、のいずれかであり、ｘ、ｙ、ｚは０．３≦ｘ≦１．５、０≦ｙ≦０．６、０≦ｚ≦０．５の範囲である。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
次に、磁石４は、板状磁性体５と対向して配置されている。この磁石は、板状磁性体５にバイアス磁界を印加するものであり、その残留磁化の温度係数が−３５℃〜８５℃の温度範囲で−０．２０（％／℃）以上−０．１５（％／℃）以下を示すものが好ましい。このような磁石として例えばフェライト磁石などを例示できる。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
上記のアイソレータ１によれば、板状磁性体５の飽和磁化の温度係数が−０．２（％／℃）以上−０．１（％／℃）以下であり、従来のＹＩＧフェライトの飽和磁化の温度係数よりも大きく、磁石４の残留磁化の温度係数（−３５〜８５℃の温度範囲で−０．２０（％／℃）以上−０．１５（％／℃）以下）に近づくので、板状磁性体５の飽和磁化に対する磁石４の残留磁化の割合が温度低下に関わらずほぼ一定となり、中心導体６ｂ、７ｂのインダクタンスが一定になって挿入損失の中心周波数が設定値から外れることがなく、アイソレータ１の挿入損失の増大を防止できる。
また、上記のアイソレータ１によれば、板状磁性体５の強磁性共鳴半値幅ΔＨが４．８ｋＡ／ｍ以下なので、挿入損失を小さくすることができる。