(57)【要約】【課題】  小型かつ薄型化に適した分布定数型の非可逆回転素子を提供する。【解決手段】  周囲が接地体となる筐体に覆われ、平板状酸化物軟磁性体と、該磁性体に高周波を誘導する目的で隣接して配置された３つの入出力端子を有する導体、および導体を挟んで酸化物軟磁性体に対向して設置された平板状永久磁石、さらにその間隙には電気的な絶縁性を有する平板材料が挿入されて成る非可逆回転素子において、導体はマイクロストリップライン構造を有し酸化物軟磁性体上に直接形成されて成り、各端子は円形形状の中心から放射状に伸びた構造であり、酸化物軟磁性体の比誘電率および比透磁率をそれぞれε、μと表現したときに、前記円形形状の半径ａは素子の動作周波数の波長λに対しａ＜λ/４√εμの関係である分布定数型の非可逆回転素子とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の酸化物軟磁性体と、前記酸化物軟磁性体に高周波を誘導するために隣接して配置された３つの入出力端子を有する導体と、前記導体を挟んで前記酸化物軟磁性体に対向して設置された平板状の永久磁石と、前記軟磁性体と前記永久磁石との間隙には電気的な絶縁性を有する平板材料が挿入されて成る非可逆回転素子において、前記導体はマイクロストリップライン構造を有し且つ前記酸化物軟磁性体上に直接形成されて成り、前記入出力端子は前記導体の中心部から放射状に伸びた構造であり、前記酸化物軟磁性体の比誘電率および比透磁率をそれぞれε、μと表現したときに、前記中心部の円形形状の半径ａは非可逆回転素子の動作周波数の波長λに対してａ＜λ／４√εμの関係にあることを特徴とする分布定数型非可逆回転素子。
【請求項２】
前記入出力端子の一端は抵抗体と電気的に接し、前記中心部から伸びた３つの導体の一部はその幅が他の部分より広いことを特徴とする請求項１に記載の分布定数型非可逆回転素子。
【請求項３】
前記永久磁石は接地体となる前記筐体と磁気的に接続し、前記筐体の平板上の端部と前記永久磁石の端部とは０．５ｍｍ以上の間隙を有することを特徴とする請求項１に記載の分布定数型非可逆回転素子。
【請求項４】
電気的な絶縁性を有する平板材料の比誘電率は２００以上且つ１５００以下であることを特徴とする請求項１に記載の分布定数型非可逆回転素子。
【請求項５】
分布定数型非可逆回転素子を構成する各部材の厚みは、前記筐体は０．２５ｍｍ以下、前記酸化物軟磁性体は０．３ｍｍ以下、前記永久磁石は０．１ｍｍ以上且つ０．４ｍｍ以下、前記導体は２μｍ以上、前記電気的絶縁を有する平板材料は０．２ｍｍ以下であり、前記導体が形成されて成る面は７ｍｍ角以下の面積であることを特徴とする請求項１に記載の分布定数型非可逆回転素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波通信機器の増幅器や発振器などに使用されるサ−キュレ−タなどの非可逆回転素子、特に超高周波数のマイクロ波帯やミリ波帯において小型化および薄形化に適するストリップ線路接合形非可逆回転素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣ、トランジスタなどの半導体素子、積層チップコンデンサ、積層チップインダクタ、チップ抵抗などの受動部品の小型化に伴い、これらを表面実装したマイクロ波装置の小型化・薄型化が急速に進行している。このような動きの中で、マイクロ波非相反素子である非可逆回転素子の小型化が望まれている。
【０００３】
従来の非可逆回転素子は、素子が動作する周波数によって中心導体の円形形状が規定され、狭面積化のために小さな円とするためには動作周波数が適合しなかった。一方、動作周波数に適合するためには、動作永久磁石による磁気的バイアスを受けた酸化物軟磁性体を導体コイルが包含し、コイルの３つの端子には抵抗やコンデンサなどの受動部品が接続する構造とする必要があり、これら部品点数の多さから小面積化は可能であっても高さの低背化が困難であった。このため、他の集積回路の部品は小面積化と高さの低背化という２面的な小型化が進行しているのに対して、非可逆回転素子では小型化、特に薄形化に制約を生じるという問題があった。例えば、従来の分布定数型サーキュレータとして、動作周波数に対応して中心導体の円径の半径が規定される例が示されている（特許文献１）。また当該特許例では、３本のストリップラインの導体損失を低減する目的で、中心導体の円形パターンは同じく円形の軟磁性体上に直接形成する手段が提案されている。また、低背型構造としては、例えば磁性体の厚みとして１．７ｍｍが報告されている（特許文献２）。
【特許文献１】特公昭５０−１９４２５号公報（第１図）
【特許文献２】特公昭５２−１１１９３号公報（第２図、第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非可逆回転素子を構成する酸化物軟磁性体は、ある電磁高周波に対してその飽和磁化に対応して磁気的共鳴現象を起こす磁界が存在する。この共鳴磁界に対して非可逆回転素子では、一般に集中定数型と呼称される構造体と分布定数型と呼称される構造体が提案され実用化されている。前者は、動作周波数の帯域確保などのために、当該共鳴磁界に対してより高い磁界をを印加することが多い。一方、後者は低い磁界を印加することも可能である。
【０００５】
ところで、分布定数型構造においては導体入力端子から誘導された電磁波は、酸化物軟磁性体に接して形成された、一般に円形形状構造である中心導体部において進行方向を回転し、サーキュレータ／アイソレータ素子としての動作を行う。分布定数型非可逆回転素子を小型化する手段の従来技術背景となっている考え方について述べる。
【０００６】
直流磁界が印加された酸化物軟磁性体の内部を伝わる電磁波の波長λは概略次の数式で表せる。
【０００７】
【数１】
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【０００８】
数１は、λ＝λ０／（εμ）１／２とも表わされる。数１においてλ０は真空中の電磁波の波長、εは酸化物軟磁性体の比誘電率、μは非可逆回転素子動作時の比誘電率である。非可逆回転素子では、電磁波をほぼ素子中心に位置する円形形状の伝送線路と同径の酸化物軟磁性体の特性によって回転させる。このとき、円形の半径ａは比誘電率εならびに比透磁率μに対して、ａ＝λ／４√εμなる関係（即ち、ａ＝λ０／（εμ）１／２）を満足しなければならない。このため、所定の酸化物軟磁性体に対して動作させる電磁波の周波数が指定されれば、分布定数型素子では当該軟磁性体の大きさが一義的に決められる。
【０００９】
例えば、周波数１ＧＨｚを想定すると、ε＝１６、μ＝２とすればλ＝５３ｍｍとなり、円板状酸化物軟磁性体の直径Dとしてはλ／４であるから、１３．２ｍｍ程度が要求される。これに伴い、端子部が設けられて成る、電磁波を誘導する当該軟磁性体に隣接する導体もその中心直径は同様にλ／４が必要となる。このように、分布定数型の素子構造では低周波数においては小型化が困難であった。
【００１０】
本発明は前記の課題に鑑みてなされたものであり、小型かつ薄型化に適した非可逆回転素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）  本発明の分布定数型非可逆回転素子は、周囲が接地体となる筐体に覆われ、平板状の酸化物軟磁性体と、前記酸化物軟磁性体に高周波を誘導するために隣接して配置された３つの入出力端子を有する導体と、前記導体を挟んで前記酸化物軟磁性体に対向して設置された平板状の永久磁石と、前記軟磁性体と前記永久磁石の間隙には電気的な絶縁性を有する平板材料が挿入されて成る非可逆回転素子において、
【００１２】
前記導体はマイクロストリップライン構造を有し且つ前記酸化物軟磁性体上に直接形成されて成り、前記入出力端子は前記導体の中心部から放射状に伸びた構造であり、前記酸化物軟磁性体の比誘電率および比透磁率をそれぞれε、μと表現したときに、前記中心部の円形形状の半径ａは非可逆回転素子の動作周波数の波長λに対してａ＜λ／４√εμの関係にあることを特徴とする。
【００１３】
（２）  上記（１）の分布定数型非可逆回転素子で、前記入出力端子の一端は抵抗体と電気的に接し、前記中心部から放射状に伸びた３本のストリップラインの一部はその幅が他の部分より広いことが望ましい。同じ幅の場合には、サーキュレータやアイソレータ素子として所望の特性を発現するには長いライン長が必要となり、限られた面積で素子構造を形成することは困難である。
【００１４】
また、上記（１）の分布定数型非可逆回転素子において、前記導体は印刷法、メッキ法または真空成膜法のいずれかによって前記酸化物軟磁性体上に直接に形成されて成ることが望ましい。
【００１５】
また、上記（１）の分布定数型非可逆回転素子において、導体はＡｇまたはＣｕを主成分とする材料で構成されて成り、平板状の前記酸化物軟磁性体の両面に形成され、一方の面は接地面と電気的に接触する部分を有することが望ましい。
【００１６】
（３）  上記（１）の分布定数型非可逆回転素子で、前記永久磁石は接地体となる前記筐体と磁気的に接続し、前記筐体の平板上の端部と前記永久磁石の端部とは０．５ｍｍ以上の間隙を有することが望ましい。
【００１７】
また、上記（１）の分布定数型非可逆回転素子において、前記永久磁石は希土類元素と遷移金属元素を主成分として含み、前記永久磁石の表面には貴金属を主成分とする導電性金属が被覆されて成ることが望ましい。
【００１８】
（４）  上記（１）の分布定数型非可逆回転素子で、電気的な絶縁性を有する平板材料の比誘電率は２００以上且つ１５００以下であることが望ましい。
【００１９】
（５）  また、上記（１）の分布定数型非可逆回転素子において、分布定数型非可逆回転素子を構成する各部材の厚みは、前記筐体は０．２５ｍｍ以下、前記酸化物軟磁性体（平板状の酸化物軟磁性体）は０．３ｍｍ以下、前記永久磁石は０．１ｍｍ以上且つ０．４ｍｍ以下、前記導体は２μｍ以上、前記電気的絶縁を有する平板材料は０．２ｍｍ以下であり、前記導体が形成されている面は７ｍｍ角以下の面積であることが望ましい。
【００２０】
また、上記（１）の分布定数型非可逆回転素子において、前記酸化物軟磁性体は矩形形状であり、前記導体は前記酸化物軟磁性体上に形成されて成ることが望ましい。
【００２１】
図１は、本発明の素子構造において軟磁性体とその表面上に直接形成された導体の形状を示す概略平面図である。矩形形状は軟磁性体であり、複雑な形状は導体を表す。ここでは、導体の中心部の円形形状を明確化するために破線で表示した。数値は各部位の寸法であり、単位はｍｍである。これは、例えば図９の展開図に示したような、非可逆回転素子の一つであるアイソレータとして実現することができる。ここでは図１の軟磁性体において、端子３には５０Ωの抵抗体を電気的に接続し、永久磁石による磁気的なバイアスは上下のヨークケースを通じて効率的に印加される。軟磁性体の裏面はヨークケースと電気的に接続し、ヨークケースは接地されている。本発明による素子の各伝送線路に対する損失性能指数Ｓパラメータと周波数との関係を図２に示す。ここに、高周波信号は端子１から入力し端子２から出力させた。伝送特性は端子１から端子２への伝送で発生する挿入損失Ｓ２１、端子２から端子１への透過損失Ｓ１２、端子１における信号の反射損失Ｓ１１とした。
【００２２】
図１に示した本発明の素子構造が良好な非可逆回転特性を発現する動作周波数は、図２に明らかなように５ＧＨｚである。このとき、従来の分布定数型構造非可逆回転素子構造では、軟磁性体上に形成された中心導体の半径ａ１はλ／４√εμの関係式から、ａ１＝３．７（ｍｍ）となる。これに対し本発明では図１に示したように当該半径ａ＝０．４５（ｍｍ）であるから、ａ＜λ／４√εμの関係式を満足し十分な素子構造の小型化を達成していることがわかる。そして、その特性は図２に明らかなように伝送線路の挿入損失Ｓ２１が１ｄＢ未満となっており、非可逆回転素子としても良好な特性を発現していることも明らかである。
【００２３】
図１に示した構造と同等な中心導体形状を有する従来型の分布定数型素子構造では図８に示したように非可逆回転素子特性を発現する動作周波数は約８ＧＨｚとなり、同じ周波数で動作する素子として比較した場合に、本発明は小型化でも極めて有効である。また、そのとき素子高さも約１ｍｍと低背型の構造を実現しており、受動素子や半導体部品を基板表面に集積化することにおいて好ましいものである。
【００２４】
さらに、図４は、導体が形成された軟磁性体と永久磁石体との間に誘電体を設置し、挿入損失Ｓ２１が最小となる周波数と誘電体の比誘電率との関係を示すグラフである。本発明では図４に明らかなように、導体が形成された軟磁性体と永久磁石体との間に誘電体を挿入することによって、誘電率の増加に対応して素子動作周波数を低周波化することが可能である。
【００２５】
また、図３は、表面がＡｇ導体によって被覆された希土類磁石を用いた本発明と、被覆されない希土類磁石を用いた従来例とについて、抵抗で終端されていない２つの線路間の挿入損失Ｓ２１の周波数依存性を示すグラフである。図３から理解されるように、本発明のＡｇなど電気良導体を被覆した希土類金属磁石を採用することによって、挿入損失Ｓ２１が１ｄＢ未満と非可逆回転素子特性を大きく改善することができる。したがって、本発明によれば、薄型構造において素子機能を達成するためには反磁界効果に逆らって軟磁性体に十分な磁界を印加することにおいて、磁気エネルギー積の大きな希土類元素磁石を採用することが可能となり、高性能化も達成することが容易に理解できる。
【００２６】
本発明の構成は、部品点数が少なく、構成部材が平板状であることにより、生産性に優れ、製造コストの低減にも有利である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の構成により、小型かつ薄型化した非可逆回転素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に本発明について詳細を説明する。
本発明では平板型の酸化物軟磁性体上に直接導体が描画され、その裏面には接地面と電気的に接地する導体面が形成されて成る。このとき描画された導体は裏面の接地面に対して容量成分を発生するが、これは導体線の線幅を変えることで導体線の容量の調整が可能となる。このため、分布定数型構造において導体の円形中心が一般的に、その半径ａに対してａ=λ／４√εμと規定されるのに対し、本発明ではａ＜λ／４√εμの関係を実現することができる。
【００２９】
前記本発明の関係式を満足する非可逆回転素子であるためには、平板状の酸化物軟磁性体に直接軟磁性体が形成されて成り、かつ導体の端子の一端は抵抗体と電気的に接し、円形形状中心から伸びた３つの導体端子線の一部はその幅が他より広い構造であることが好ましい。導体は印刷法、メッキ法または真空成膜法によって形成されて成り、ＡｇまたはＣｕなど貴金属元素を主成分とする材料で構成される。
【００３０】
印刷法はスクリーン法と呼称される、所望の形状が描画された金属マスクなどを通じて、ペースト状形態の前記貴金属元素含有体を形状形成する。メッキ法または真空成膜を採用する場合には、感光性樹脂を塗布し露光・現像のフォトリソグラフ工程を経ることにより、軟磁性体に導体形状を形成する。
【００３１】
平板状酸化物軟磁性体は、広面積面は矩形形状であり、非可逆動作を行うために誘導する電磁波が進行する導体はその上に形成される。当該導体の裏面には接地面と電気的に接触するよう、同じく導体が設けられて成る。当該裏面導体は、好ましくは全面またはそれに準じるよう、広面積に設けられる。
【００３２】
酸化物軟磁性体は、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｍｎ−Ｚｎなどのフェライト材料、またはYを含むガーネット材料などの多結晶または単結晶が用いられる。素子性能を満足するのであれば安価な多結晶焼結体が生産上は好適であり、その飽和磁化が３Ｔ以下となる成分元素から構成される材料であることが好ましい。
【００３３】
軟磁性体に磁界を印加する目的で使用する永久磁石は、接地体ならびに磁気誘導体である素子筐体の平板部に接触し平板状軟磁性体に対向して配置される。永久磁石も平板状であり、筐体の端部に対して０．１ｍｍ以上の間隙を有する。端部との間隙が０．１ｍｍに満たない場合には軟磁性体に印加する磁界が低下するため好ましくない。
【００３４】
本発明では永久磁石として、酸化物磁性体、または希土類元素と遷移金属元素を主成分として含む金属磁性体が供される。後者の金属磁性体を採用する場合には、その表面にＡｇ、Ｃｕなど貴金属を主成分とする導電性金属が被覆されて成る。金属磁性体に対して当該貴金属被覆がない場合には、所望の素子性能を得るために軟磁性体と永久磁石間の間隙を広くすることが必要となり、素子の低背型化を損なう。
【００３５】
本発明では低背型素子構造を実現するために、構成する各部材の厚みは、筐体は０．２５ｍｍ以下、平板状酸化物軟磁性体は０．３ｍｍ以下、平板状永久磁石体は０．３ｍｍ以下、導体は２μｍ以上、電気的絶縁を行う目的で軟磁性体と永久磁石体との間隙に配置する誘電体平板材料は０．２ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００３６】
平板状酸化物軟磁性体は、薄型構造とするために、また表裏の導体形成による容量成分を確保することによって小型化を達成するために、その厚みは０．３ｍｍ以下とする。一方、軟磁性体の厚みが薄くなるにしたがい反磁界は増加し、磁化するためにはより大きな印加磁界を必要とする。さらに、当該軟磁性基体上に形成された導体の損失が大きくなるため、５μｍ以上の厚みを有することが望ましい。
【００３７】
永久磁石は、前記軟磁性体の厚みに対して非可逆回転素子の機能を発現するに必要な磁界は０．３ｍｍ以下の厚みで十分達成できる。しかしながら、厚みが０．１ｍｍ未満では、平板状の形状加工や加工後の着磁が困難となり、加えて素子動作に必要な印加磁界を満足することができない。とりわけμｍオーダーの厚みの軟磁性体に対しては十分な磁界印加が困難となる。
【００３８】
軟磁性体上に直接形成され電磁波を伝送する導体の厚みは、高周波に対する導体の表皮効果によって発生する伝送に寄与しない損失層の厚み以上であれば特に支障はない。このためには２μｍ以上の厚みを有することが好ましい。
【００３９】
軟磁性体と永久磁石体との間隙に配置される、導体の電気的絶縁のための平板材料の厚みは、０．２ｍｍ以下であることが必要である。０．２ｍｍ以上の厚みでは永久磁石が軟磁性体に印加する磁界の強さが低下し、素子機能特性が低下するばかりでなく、誘電体が空間的に占有する体積が多い場合には、損失が大きくなるためである。
【００４０】
前記電気的な絶縁性を有する平板材料の比誘電率が２００以上且つ１５００以下である場合には、絶縁性の平板が当該比誘電率を有することにより、非可逆回転素子内部での高周波信号の波長を短縮することができるため、素子の小型化が可能となる。このためには比誘電率が２００以上であることが必要で、２００未満ではその効果があまり顕著ではない。
【００４１】
比誘電率は波長短縮に有効であり上限は特に制限されるものではないが、比誘電率が大きくなると損失特に導体損失が大きくなり好ましいものではない。このため素子機能に要求される性能を満足するには実際的にはεは１３００以下が好適である。
【００４２】
絶縁体はその機能を達成すれば、下限は特に規定されるべきものではないが、軟磁性体および絶縁体の誘電率をそれぞれε１とε２、厚みをそれぞれｔ１とｔ２としたとき、経験的にはε１×ｔ１＜２×ε２×ｔ２の関係を満足することが望ましい。
以下、具体例にしたがい本発明をさらに詳述する。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
イットリウム鉄ガーネット（ＹＩＧ）平板基板上に図１に示すようなＣｕから成る導体パターンを形成した。ここに表示された寸法の単位はｍｍである。ＹＩＧ基板は飽和磁化Ｉｓ＝９０ｍＴ、共鳴磁界の半値幅ΔＨ＝４ｋＡ／ｍ、比誘電率ε＝１５、厚みｔ＝０．３ｍｍであった。導体パターンは金属薄膜層を基板上に形成しレジストを現像および露光し、不要部分を除去することで形状を形成した。その後、金属薄膜層が露出した部分に電解めっき法でＣｕを析出させることで形状加工した。レジストはその後基板から剥離し、不要な金属薄膜部も除去した。導体は基板裏面にも同様な手法で、信号の入出力を行う２つの端子部以外の底面積部に渡りほぼ全面に形成した。このＹＩＧ基板を図９に例示した構造に倣いアイソレータ素子を作製した。５ｍｍ角で厚みが０．２ｍｍのＳｒ−Ｆｅ−Ｏ系酸化物永久磁石を相対するよう筐体内に配置し、両者の間隙には５０μｍの平板状ポリイミドを全面に渡り配置した。筐体は表面に導電性メッキ処理された鉄製であり、永久磁石体は広面積部が筐体に接して、端部四辺からいずれも等距離離れた位置に固定した。ここに筐体は、外形が７ｍｍ角で高さ１．０ｍｍで板厚は０．２５ｍｍとし、２分割できる構造とした。永久磁石がＹＩＧ軟磁性体に印加する磁界は５６ｋＡ／ｍであった。
【００４４】
前記２つの端子の１端から電磁波信号を入力したとき他端における伝送信号出力である非可逆回転特性として、各伝送損失の周波数依存性を図２に示す。ここに、伝送損失は反射損失Ｓ１１、挿入損失Ｓ２１および透過損失Ｓ１２の周波数特性を示した。反射損失は伝送される信号が図１の端子１において戻ってくる割合を意味し、値が小さなほど素子に信号が伝送することを表す。挿入損失は信号が端子１から端子２に伝送される際の損失を意味し、値が大きなほど信号が目的とする端子方向に流れること表す。透過損失は端子２から端子１に逆流する信号の割合を意味し、値が小さなほど良好な特性であることを表す。
【００４５】
（実施例２）
表面に導電性Ａｇめっき処理が施されたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石体を使用した以外は、実施例１と同じ構造および素子作製仕様にて素子を作製した。永久磁石からＹＩＧ軟磁性体に印加する磁界Ｈａｐｐｌ＝９６ｋＡ／ｍとした。非可逆回転特性として、挿入損失Ｓ２１の周波数依存性を図３に、‘Ａｇコーティング’と表記して実線で示す。挿入損失Ｓ２１はおよそ９．２ＧＨｚで−１ｄＢ以下の最大値となり、このとき素子は良好な特性を示していることがわかる。
【００４６】
（実施例３）
永久磁石体とＹＩＧ平板体との間に設置する絶縁体の比誘電率を１５から１０００まで変化させた以外は実施例１と同様な構造および構成とし非可逆回転特性を評価した。挿入損失Ｓ２１が最大となる周波数と比誘電率との関係を図４に示す。前記２つの磁性体に挿入する絶縁体の誘電率が大きくなるほど、非可逆回転素子の適合動作周波数が低周波数かすることが明らかである。これは、同じ素子構造でも前記誘電体の誘電率によって周波数を調整することが可能であることを示唆し、従来は目的とする周波数に対して素子構造を新たに設計しなければならなかったものが、同一構造で簡便に調整が可能であることを示している。
【００４７】
（比較例１）
図５は、実施例１と同じ寸法諸元を有するＹＩＧ基板上に導体が形成された比較例であり、従来の分布定数型非可逆回転素子の構造を示す概略平面図である。従来型構造ではＹＩＧ基板の寸法形状の制約から図のような構造となる。数値は寸法を表し、単位はｍｍである。中心の円形導体から互いに１２０度の角度で各端子にストリップ伝送線が伸びている。図６は、図５の構成を有する素子を実施例１と同様な構成で素子化したときの、伝送線路上の損失パラメータ（Ｓパラメータ）の周波数依存性を示す。ここに、永久磁石がＹＩＧ軟磁性体に印加する磁界Ｈａｐｐｌ＝８０ｋＡ／ｍとした。挿入損失Ｓ２１は周波数が約８ＧＨｚにおいて、最大値−１ｄＢとなっている。このとき、端子１における反射損失Ｓ１１は−３０ｄＢ以下となっており、いずれの伝送特性も特に支障を発生するようなものではない。しかし、挿入損失が最大となる周波数は図２に示された実施例と比較して、明らかに高周波であり、従来型の構造では適合動作周波数の低周波数化が達成できないことがわかる。
【００４８】
（比較例２）
表面に導電性めっき処理を施さないＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石体を使用した以外は、実施例１と同じ構造および素子作製仕様にて素子を作製した。伝送特性中挿入損失Ｓ２１の周波数依存性を評価した結果を図３に、“コーティングなし”と表記し破線で示す。挿入損失Ｓ２１はおよそ８．７ＧＨｚで最小値を有するが、その値は約−４．５ｄＢと損失の大きな伝送特性となっていることがわかる。これは明らかに同図に示した実施例に比較して劣る特性である。
【００４９】
（比較例３）
Ｓｒ−Ｆｅ−Ｏ系酸化物永久磁石体の形状を厚みは０．２ｍｍで６．５ｍｍ角、６ｍｍ角、４ｍｍ角と変化させた以外は実施例１と同じ構造および素子作製仕様にて素子を作製した。このときの磁石の平板面形状、すなわち対向した磁石辺とヨークケース辺との距離とＹＩＧに印加された磁界との関係を図７に示す。より詳しくいうと、図７のグラフは、素子の矩形状ヨークケースの上面または底面に設置された矩形状永久磁石の端辺とヨークケース端辺との距離について、軟磁性体に印加された磁界との関係を示す。さらに、ヨークケースと接する永久磁石面の形状寸法（縦／横）と、軟磁性体に印加された磁界との関係も示す。当該印加磁界に対して挿入損失Ｓ２１が最小となる周波数と、そのときの挿入損失Ｓ２１値との関係を図８のグラフに示す。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、マイクロ波通信機器の増幅器や発振器などに使用されるサ−キュレ−タなどの非可逆回転素子、特に超高周波数のマイクロ波帯やミリ波帯において小型化および薄形化に適するストリップ線路接合形非可逆回転素子として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は本発明の素子構造の一部を示す概略平面図である。
【図２】図２は本発明の素子に係る損失性能指数Ｓパラメータと周波数との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明と従来例について、抵抗で終端されていない二つの線路間の挿入損失Ｓ２１の周波数依存性を示すグラフである。
【図４】図４は、誘電体を設置し、挿入損失Ｓ２１が最小となる周波数と誘電体の比誘電率との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、比較例の分布定数型非可逆回転素子の構造を示す概略平面図である。
【図６】図６は、図５の構成を有する素子における伝送線路上の損失パラメータの周波数依存性を示すグラフである。
【図７】図７は、永久磁石の端辺とヨークケース端辺との距離、または永久磁石面の寸法と、軟磁性体に印加された磁界との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、ヨークケース端辺と永久磁石端辺との距離に対する、伝送線路の挿入損失S21およびその損失が最小となる周波数の変化を示すグラフである。
【図９】図９は、本発明を非可逆回転素子として実現するための素子全体構造を示す展開図である。
【符号の説明】
【００５２】
０１：  軟磁性体、  ０２：  導体、  ０３：  中心の円形部
０４：  端子１、  ０５：  端子２、  ０６：  端子３
【００５３】
１１：  軟磁性体、  １２：  導体、  １３：  中心の円形部
１４：  端子１、  １５：  端子２、  １６：  端子３
【００５４】
３０：  上ヨークケース、  ３１：  永久磁石体、  ３２：  絶縁シート
３３：  抵抗体、  ３４：  導体、  ３５：  軟磁性体、
３６：  下ヨークケース、  ３７：  端子１、  ３８：  端子２、
３９：  端子３
【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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