(57)【要約】【課題】  小型で挿入損失の小さい非可逆回路素子を提供することである。【解決手段】  互いに電気的に絶縁状態で交差するように配置された複数の中心電極をマイクロ波用磁性体に配置し、整合用容量を持つ非可逆回路素子において、前記中心電極間に硬磁性絶縁シートを配置した非可逆回路素子である。前記整合用容量を硬磁性絶縁シートにて構成することができる。また、前記硬磁性絶縁シートを積層して、整合用容量及び前記中心電極を一体として構成することが出来る。よって、前記硬磁性絶縁シートの残留磁束密度が、前記マイクロ波磁性体の飽和磁束密度と略同じか、大きいことを特徴とする非可逆回路素子である。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに電気的に絶縁状態で交差するように配置された複数の中心電極をマイクロ波用磁性体に配置し、整合用容量を持つ非可逆回路素子において、前記中心電極間に硬磁性絶縁シートを配置したことを特徴とする非可逆回路素子。
【請求項２】
請求項１記載の非可逆回路素子において、前記整合用容量を硬磁性絶縁シートにて構成したことを特徴とする非可逆回路素子。
【請求項３】
互いに電気的に絶縁状態で交差するように配置された複数の中心電極をマイクロ波用磁性体に配置し、整合用容量を持つ非可逆回路素子において、硬磁性絶縁シートを積層して、整合用容量及び前記中心電極を一体として構成したことを特徴とする非可逆回路素子。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の非可逆回路素子において、前記硬磁性絶縁シートの残留磁束密度が、前記マイクロ波磁性体の飽和磁束密度と略同じか、大きいことを特徴とする非可逆回路素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話などの高周波無線通信機器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。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話に代表される携帯用無線通信機器市場においては小型化が強く求められており、必然的に無線通信機器に使用される部品にも小型化が求められている。無線通信機器などの高周波回路に使用される非可逆回路素子においても例外ではない。
現在使用されている非可逆回路素子の構造を図４に示し、その分解図を図５に示す。図示されているように、永久磁石の下に複数の中心電極を交差した状態で配置するが、絶縁を保つために、ポリイミド等の絶縁性の高いシートを中心電極間に配置する。これらの中心電極の下にマイクロ波磁性体を配置し、さらにここでは図示していないが閉磁路を形成するためにヨークで全体を覆っている。
【０００３】
あるいは特許文献１に開示されているようにマイクロ波磁性体でもって複数の中心電極間の絶縁を保持する構造も提案されている。このような構造では、機械的作業によらずに中心電極を配置できるので、小型化に有利である。
【０００４】
また、あるいは特許文献２に提案されているようにマイクロ波磁性体を整合用容量の絶縁膜として用いる構図も提案されている。
【特許文献１】特開平０６−２９１５１４号公報
【特許文献２】特開平０６−２９１５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
まず図４のような従来の非可逆回路素子の構造では、非磁性体が永久磁石とマイクロ波磁性体の間にあるため、磁気抵抗が高まってしまう。このため必要な静磁界をマイクロ波用磁性体に印加するには大型の永久磁石を用いる必要があり、小型化に際して難があった。
【０００６】
また特許文献１に記載されたマイクロ波磁性体により中心電極間の絶縁を保つ構造では、中心電極間に磁性体を用いているため磁気抵抗が下がり、必要な静磁場を発生させる起磁力は弱くて済むが、中心電極間に配置されたマイクロ波磁性体が相互インダクタンスに寄与しないマイクロ波磁束を増加させ、自己インダクタンスを大きくしてしまい、結果的に非可逆回路素子の挿入損失を大きくしてしまうという問題がある。
【０００７】
特許文献２に記載されたマイクロ波磁性体を整合用容量の絶縁膜として使う場合にも、特許文献１の中心電極部分の損失に加え、整合用容量に流れる電流が磁界を発生させ、この磁界がマイクロ波磁性体の持つ透磁率の複素成分により、不要な電力消費を引き起こすという問題がある。
【０００８】
本発明の課題は、上記の問題を回避し、小型で挿入損失の小さい非可逆回路素子の構造を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第1の非可逆回路素子は、互いに電気的に絶縁状態で交差するように配置された複数の中心電極をマイクロ波用磁性体に配置し、整合用容量を持つ非可逆回路素子において、前記中心電極間に硬磁性絶縁シートを配置したことを特徴とする。
【００１０】
また本発明の非可逆回路素子は、前記整合用容量を硬磁性絶縁シートをもって構成することができる。
【００１１】
本発明の第2の非可逆回路素子は、互いに電気的に絶縁状態で交差するように配置された複数の中心電極をマイクロ波用磁性体に配置し、整合用容量を持つ非可逆回路素子において、硬磁性絶縁シートを積層して、整合用容量及び前記中心電極を一体として構成したことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第1及び第2の非可逆回路素子は、前記硬磁性絶縁シートの残留磁束密度を、前記マイクロ波磁性体の飽和磁束密度と略同じか大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、伝送損失を増やすことなく非可逆回路素子に用いる永久磁石を小型化することが可能となるため、小型で伝送損失が小さい非可逆回路素子を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第1の実施例を模式的に示した図である。1はマイクロ波磁性体であり、３は、硬磁性絶縁シートと、それらによって絶縁された中心電極が一体となった中心電極体である。図２は３の中心電極体をさらに分解した図であり、6a,6b,6cの中心電極が硬磁性を持つ絶縁シート５の上に印刷されている。この絶縁シートには、底面へ接続されたスルーホール８が形成されている。これらは次のようにして作成する。
ここで、このシート5は、アルミナ、酸化シリコンを主体とする原料に、硬磁性を持たせるために硬磁性フェライト磁石をボールミルなどで直径1〜5μｍ程度の粉状にしたものを混ぜ、有機溶剤を加えて混練しスラリー状にした後、厚さ75〜40μｍ程度のシート状に成形することにより作成する。
【００１５】
このときシート５の残留磁束密度がマイクロ波磁性体１の飽和磁束密度と同等か、やや大きい程度であれば十分効果があるので、硬磁性フェライトの磁気特性にもよるが、当該硬磁性フェライトの粉末は体積比２０％程度混ぜれば十分である。また用いる硬磁性フェライトは、磁化したときの使用周波数帯での比透磁率が１になるように異方性磁界が十分大きいものを用いる。
【００１６】
このようにして出来上がったシートに、スルーホールのための穴をレーザーあるいは機械的なパンチャーによってあけ、スクリーン印刷により、スルーホールへの導体充填及び中心電極6a,6b,6cとなる電極の形成を行う。
【００１７】
この後、これらのシートを重ね圧着した後、焼成する。このとき焼成温度は、硬磁性フェライト紛への影響を少なくするため、900度以下の低温にて焼成できるようにシートの主成分を調整しておく。
【００１８】
このようにして出来上がった中心電極体３を、マイクロ波磁性体１に印刷等によって形成した導体7と、前記スルーホールが接続するように位置を合わせて、ハンダ付け等により一体化する。外部回路への接続はこの導体７を介して行う。
【００１９】
このようにして構成された中心電極部及びマイクロ波磁性体は、磁化した硬磁性フェライトの比透磁率がほぼ1であり、損失項が0に近いことから、自己インダクタンスの増加を抑えることが可能となり、非可逆回路素子としての挿入損失が小さいことが期待できる。
【００２０】
また、前記硬磁性シートは、磁気回路において磁気抵抗を下げるのみにとどまらず、起磁力として作用するため、永久磁石としては従来の構成の非可逆回路素子のものよりも小さなもので十分な静磁界をガーネットに発生させることが出来るため、非可逆回路の小型化、薄型化に寄与できる。
【００２１】
図3は本発明第2の実施例の、中心電極部分の分解斜視図である。第1の実施例同様に中心電極6a,6b,6cが硬磁性を持つ絶縁シート５の上に印刷されている。さらに、中心電極の一端には、整合用容量の電極となる10が接続されており、これはさらにスルーホールによって下部から外部回路へと接続される。電極９は、整合用容量の接地電極であり、これらは中心電極6a,6b,6cのもう一方の端に導体又はスルーホールによって接続されており、さらに下部から外部の接地へと接続される。
【００２２】
ここで硬磁性体は、自分自身が持つ異方性磁界に比例する共鳴周波数を持ち、一般にこの共鳴周波数に近い周波数では透磁率の複素成分が大きくなり、エネルギーロスを発生させる。このためエネルギーロスを低減するには、共鳴周波数が、非可逆回路素子として使用する周波数帯と比較して十分高い材料を用いることが重要である。異方性磁界と共鳴周波数の関係は、次の式で表される。
【００２３】
fr＝γ・Ha
fr:共鳴周波数 (Hz)
γ:磁気回転比 3.5x104 Hz/(A/m
Ha:異方性磁界 （A/m）
【００２４】
エネルギーロスを低減するには、共鳴周波数が使用周波数f0の2倍以上となるように硬磁性材料を選択すれば十分効果があるので、次の条件を満たすようにする。
fr＞2・f0
【００２５】
以上から必要な異方性磁界は次のようにあらわされる。
Ha>2・f0/γ
このような異方性磁界の大きさを持つ硬磁性体材料を選択することがエネルギーロスの低減には望ましい。
【００２６】
このようにして作成したシートを積層・圧着し、焼結した後、実施例１と同様に電極を印刷したマイクロ波磁性体の面上に中心電極体を配置することにより、整合用容量のためのスペースを非可逆回路素子内に確保する必要がなくなり、小型化に寄与できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の非可逆回路素子は、携帯電話、携帯端末などの高周波無線通信機器に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による非可逆回路素子の第1の実施例を示した図である。
【図２】本発明による非可逆回路素子の第1の実施例の中心電極部分の分解斜視図である。
【図３】本発明による非可逆回路素子の第２の実施例を示した分解斜視図である。
【図４】従来の非可逆回路素子の中心電極・マイクロ波磁性体部の斜視図である。
【図５】従来の非可逆回路素子の中心電極の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
1: マイクロ波磁性体
2a,2b: 非磁性絶縁シート
3: 中心電極体
3a,3b,3c: 中心電極
4: 永久磁石
5: 硬磁性 絶縁シート
6a,6b,6c: 印刷中心電極
7: 印刷導体
8: スルーホール
9: 接地電極
10: 整合容量用電極
【図１】
2005130023.tif 000003
【図２】
2005130023.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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