(57)【要約】    【課題】挿入損失等の特性向上を図り得る非可逆回路素子を提供すること。    【解決手段】  磁気回転子２は、軟磁性基体４と、中心電極３とを含む。中心電極３は、グランド電極部３０と、複数の中心導体部３１〜３３とを含む。グランド電極部３０は、軟磁性基体４の一面側に備えられている。中心導体部３１〜３３のそれぞれは、一端側がグランド電極部３０に接続され、他端側が互いに所定の角度をもって交差するように配置されている。誘電体シート５は、グランド電極部３０と接地導体１３との間に備えられ、抵抗Ｒは、一端がグランド電極部３０に電気的に接続され、他端が中心導体部３１〜３３の何れかに電気的に接続されている。【選択図】      図２
2007036855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回転子と、第１のコンデンサと、抵抗とを含む非可逆回路であって、
前記磁気回転子は、軟磁性基体の周りに備えられた中心電極を含み、
前記中心電極は、複数の中心導体部を含み、
前記中心導体部のそれぞれは、一端側が共通に接続され、他端側が互いに独立しており、
前記第１のコンデンサは、前記中心導体部が共通に接続された共通接続点とグランドとの間に備えられ、
前記抵抗は、一端が前記共通接続点に電気的に接続され、他端が前記中心導体部の何れかの他端側に電気的に接続されている、
非可逆回路。
【請求項２】
磁気回転子と、誘電体シートと、抵抗と、接地導体とを含む非可逆回路素子であって、
前記磁気回転子は、軟磁性基体と、中心電極とを含み、
前記中心電極は、グランド電極部と、複数の中心導体部とを含み、
前記グランド電極部は、前記軟磁性基体の一面側に備えられており、
前記中心導体部のそれぞれは、一端側が前記グランド電極部に接続され、他端側が互いに所定の角度をもって交差するように配置されており、
前記誘電体シートは、前記グランド電極部と前記接地導体との間に備えられ、第１のコンデンサを構成しており、
前記抵抗は、一端が前記グランド電極部に電気的に接続され、他端が前記中心導体部の何れかの他端側に電気的に接続されている、
非可逆回路素子。
【請求項３】
請求項２に記載された非可逆回路素子であって、
前記誘電体シートは、一面側に第１の電極パターンを有し、
前記第１の電極パターンは、前記グランド電極部に電気的に接続されている、非可逆回路素子。
【請求項４】
請求項３に記載された非可逆回路素子であって、
前記誘電体シートは、他面側に第２の電極パターンを有し、
前記第２の電極パターンは、前記接地導体に電気的に接続されている、
非可逆回路素子。
【請求項５】
請求項３に記載された非可逆回路素子であって、
前記誘電体シートの他面側は、接着剤で前記接地導体に接着されている、
非可逆回路素子。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れかに記載された非可逆回路素子であって、
更に、マグネットと、ヨークとを含み、
前記マグネットは、前記磁気回転子に直流磁界を印加するものであり、
前記ヨークは、前記マグネットの磁界を導く、非可逆回路素子。
【請求項７】
請求項６に記載された非可逆回路素子であって、
前記ヨークは、前記接地導体を構成する、非可逆回路素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路、及び、非可逆回路素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子は、例えば携帯電話等の移動体無線機器等に使用されており、低背化の市場要求、更には、低背化と挿入損失低減の同時達成の市場要求が非常に強い。
【０００３】
上述した市場要求に応えるため、例えば、特許文献１は、中心導体の一端に共通に接続されたグランド導体と、グランドとの間に、同相励振固有値のみを調整する容量を設けた非可逆回路素子を開示している。
【０００４】
上述した構成によれば、動作周波数及び印加磁界を同時に下げることができる。動作周波数が下がればより小型の磁気回転子を使用することが可能となり、非可逆回路素子の小型化、軽量化及び低背化を図ることが可能となる。また、印加磁界が下がればより小型の永久磁石を使用することが可能となり、非可逆回路素子のさらなる小型化が可能となる。しかも、容量のみを追加するのみでよいため、その意味からも非可逆回路素子の小型化を図ることができる。
【０００５】
また、この付加された容量の容量値を選ぶことにより、単位磁界当りの周波数変化量ｄＦ／ｄＨの値を任意に変化させることができる。ｄＦ／ｄＨが増加すれば、バイアス磁界の温度特性の影響が非可逆回路素子の温度特性により強く寄与することとなり、バイアス磁界の温度特性が見かけ上大きくなったような効果を得ることができ、その結果、非可逆回路素子の温度特性が改善される。容量の容量値によりｄＦ／ｄＨが任意に変化させられるため、非可逆回路素子の温度特性も任意に調整できることとなり、ほとんど温度特性のない非可逆回路素子を実現できることになる。即ち、使用する材料を変更せずに、しかも挿入損失の悪化を招くことなしに任意に温度特性を調整することができる。
【特許文献１】特開平１１−２３４００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、特許文献１の利点を活かしつつ、更に、挿入損失低減など、特性を向上させた非可逆回路、及び、非可逆回路素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１．非可逆回路
上述した課題を解決するため、本発明に係る非可逆回路は、磁気回転子と、第１のコンデンサと、抵抗とを含む。磁気回転子は、軟磁性基体の周りに備えられた中心電極を含む。中心電極は、複数の中心導体部を含む。中心導体部のそれぞれは、一端側が共通に接続され、他端側が独立している。第１のコンデンサは、中心導体部が共通に接続された共通接続点とグランドとの間に備えられている。抵抗は、一端が共通接続点に電気的に接続され、他端が中心導体部の何れかの他端側に電気的に接続されている。
【０００８】
上述したように、本発明に係る非可逆回路において、中心導体部のそれぞれは、一端側が共通に接続され、他端側が独立しており、アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路として機能し得る。
【０００９】
本発明に係る非可逆回路において、第１のコンデンサは、中心導体部が共通に接続された共通接続点とグランドとの間に備えられている。抵抗は、一端が共通接続点に電気的に接続され、他端が中心導体部の何れかの他端側に電気的に接続されている。かかる構成によれば、特許文献1に記載された利点に加えて、広帯域、かつ、低挿入損失の電気特性を持つ非可逆回路が得られる。
【００１０】
また、本発明の非可逆回路において、第１のコンデンサとして誘電体シートを用いることができ、低背化が容易に実現できる。次に、第１のコンデンサとして誘電体シートを用いた非可逆回路素子の具体例について説明する。
【００１１】
２．非可逆回路素子
本発明に係る非可逆回路素子は、磁気回転子と、誘電体シートと、抵抗と、接地導体とを含む。磁気回転子は、軟磁性基体と、中心電極とを含む。中心電極は、グランド電極部と、複数の中心導体部とを含む。グランド電極部は、軟磁性基体の一面側に備えられている。中心導体部のそれぞれは、一端側がグランド電極部に接続され、他端側が互いに所定の角度をもって交差するように配置されている。誘電体シートは、グランド電極部と接地導体との間に備えられている。抵抗は、一端がグランド電極部に電気的に接続され、他端が中心導体部の何れかの他端側に電気的に接続されている。
【００１２】
本発明に係る非可逆回路素子において、誘電体シートは、グランド電極部と接地導体との間に備えられ、第１のコンデンサを構成する。したがって、挿入損失低減効果とともに、誘電体シートを用いることによる低背化の利点を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上述べたように、本発明によれば、特許文献1に記載された利点に併せて、更に、挿入損失低減など、特性を向上させた非可逆回路、及び、非可逆回路素子を提供することができる。
【００１４】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。但し、添付図面は、単なる例示に過ぎない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１はアイソレータを構成する本発明に係る非可逆回路の一実施例を示す電気回路図である。図１に示した非可逆回路は、磁気回転子２と、第１のコンデンサＣ４と、抵抗Ｒと、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３とを含む。磁気回転子２は、軟磁性基体（図示しない）と、軟磁性基体の周りに備えられた中心電極３を含み、永久磁石（図示しない）から直流磁界が印加される。中心電極３は、複数の中心導体部３１〜３３を含む。中心導体部３１〜３３はインダクタンスＬ１〜Ｌ３として表現される。
【００１６】
中心導体部３１〜３３の一端側は共通に接続され、共通接続点３００となる。中心導体部３１〜３３の他端側には、独立した端子部３３１〜３３３が形成されている。共通接続点３００は、抵抗Ｒを介して、中心導体部３３の他端側３３３に電気的に接続されている。抵抗Ｒは、フェライト部材等と比較して小型のチップ抵抗等を用いることができる。
【００１７】
端子部３３１は、入力端子（又は出力端子）であり、端子部３３１と、ＧＮＤとの間には整合用のコンデンサＣ１が接続されている。端子部３３２は出力端子（又は入力端子）であり、端子部３３２とＧＮＤとの間には、整合用のコンデンサＣ２が接続されている。
【００１８】
端子部３３３とＧＮＤとの間にはコンデンサＣ３が接続されており、端子部３３３を共通接続端子３００との間には、抵抗Ｒ（終端抵抗）が接地されている。第１のコンデンサＣ４は、共通接続点３００とグランドＧＮＤとの間に備えられている。
【００１９】
上述したように、本発明の非可逆回路は、共通接続点３００が抵抗Ｒを介して中心導体部３３に接続され、共通接続点３００とグランドＧＮＤとの間に第１のコンデンサＣ４が接続されているから、特許文献1で述べられている作用効果が得られるほか、後で実験データをあげて説明するように、広帯域で、かつ、挿入損失の小さい電気特性が得られる。
【００２０】
第１のコンデンサＣ４は、誘電体シートを用いて構成することができ、この場合は、低背化が容易に実現できる。次に、第１のコンデンサＣ４として誘電体シートを用いた非可逆回路素子の具体例について説明する。
【００２１】
図２は本発明に係る非可逆回路素子の一実施例を示す分解斜視図、図３は図２に示した非可逆回路素子の断面平面図である。以下の図において、共通の構成部分ついては、同一の参照符号を付し、重複説明を省略する。
【００２２】
図２、図３を参照すると、非可逆回路素子は、ケース部材１と、チップ抵抗Ｒと、チップコンデンサＣ１〜Ｃ３と、磁気回転子２と、永久磁石７と、カバー部材９とを含む。
【００２３】
ケース部材１は、導電性を有する磁性金属部分１０と、電気絶縁性樹脂部分１１とを含み、上部が開口した箱形に形成されている。磁性金属部分１０は、ヨークとしての機能、及び、接地導体１３としての機能を果たす。接地導体１３は、図１に示した接地ＧＮＤであり、少なくともケース部材１の底部に備えられている。電気絶縁性樹脂部分１１には、端子部１５が備えられている。
【００２４】
チップ抵抗Ｒ、チップコンデンサＣ１〜Ｃ３及び磁気回転子２は、ケース部材１の内部に収納されている。永久磁石７は、その上に重ねられ、磁気回転子２に直流磁界を印加する。
【００２５】
カバー部材９は、導電性を有する磁性金属材料で構成されている。カバー部材９は、永久磁石７に重なり、ケース部材１の開口を閉塞するようにケース部材１と組み合わされ、ケース部材１の磁性金属部分１０と磁気的に結合してヨークを構成する。
【００２６】
磁気回転子２は、軟磁性基体４と、中心電極３とを含む。軟磁性基体４は、イットリウム／鉄／ガーネット（ＹＩＧ）等の軟磁性材料が好適であり、その外形形状は任意である。図において、軟磁性基体４は、四角形状の平板状に形成されている。
【００２７】
中心電極３は、グランド電極部３０と、中心導体部３１〜３３とを含む。グランド電極部３０は、図１に示した共通接続点３００である。中心導体部３１〜３３は、互いに所定の角度をもって交差するように配置されている。
【００２８】
上述した構造は、この種のアイソレータにおける一般的な構造である。本発明の特徴は、誘電体シート５を有する点にある。誘電体シート５は、グランド電極部３０とグランド（接地導体１３）との間に備えられ、第１のコンデンサＣ４（図１参照）を構成する。誘電体シート５の具体的な構成は、図４及び図５に図示されている。図４は誘電体シート５の平面図、図５は図４の５−５線断面図である。
【００２９】
図４、図５において、誘電体シート５の一面側には、第１の電極パターン５１、及び、チップ抵抗Ｒの他端に接続されるパターン５２が形成されている。誘電体シート５の他面側には、第２の電極パターン５３が形成されている。
【００３０】
第１の電極パターン５１は、ハンダ付け等の手段によりグランド電極部３０に接続される部分５１１と、チップ抵抗Ｒの一端に接続される部分５１２とを含む。第２の電極パターン５３は、ハンダ付け等によりケース部材１の接地導体１３に接続される。
【００３１】
第２の電極パターン５３は、省略することも可能である。この場合、誘電体シート５の他面側に、接着剤を塗布、又は、熱圧着することにより、誘電体シート５をケース部材１の接地導体１３に固定することが好ましい。誘電体シート５は、高周波領域における損失の少ない材料であることが好ましい。
【００３２】
図２において、チップコンデンサＣ１〜Ｃ３のそれぞれは、一方の電極が中心導体部３１〜３３の端子部３３１〜３３３のそれぞれに接続され、他方の電極がケース部材１の接地導体１３に接続されている。
【００３３】
チップ抵抗Ｒは、誘電体シート５の上に搭載されている。チップ抵抗Ｒの一方の電極は、誘電体シート５の第１の電極パターン５１に接続されている。チップ抵抗Ｒの他方の電極は、中心導体部３３の端子部３３３に接続され、チップコンデンサＣ３を介して接地されている。
【００３４】
上述したように、本発明によれば、グランド電極部３０がチップ抵抗Ｒを介して中心導体部３１〜３３の何れかに接続される回路構成、及び、グランド電極部３０がグランド（接地導体１３）から浮いた回路構成が実現され、広帯域、かつ、挿入損失の小さい電気特性が得られる。
【００３５】
図６は、本発明に係る非可逆回路素子の特性図である。実線で示した曲線は、図１〜図５に示した非可逆回路素子の挿入損失を示している。破線で示した曲線は、比較例の非可逆回路素子の挿入損失を示している。
【００３６】
比較例の非可逆回路素子は、チップ抵抗Ｒが、中心導体部３３の端子部３３３とグランド（接地導体１３）との間に接続され、グランド電極部３０に接続されていない点が、図１〜図５に示した非可逆回路素子と相違する。
【００３７】
図６に示すように、本発明の非可逆回路素子は、比較例の非可逆回路素子と比較して、帯域が広くなり、挿入損失が小さくなっていることがわかる。
【００３８】
また、図２〜図５に示した実施例では、グランド電極部３０及びチップ抵抗Ｒを誘電体シート５の上に搭載することにより、グランド電極部３０がグランド（接地導体１３）から浮いた回路構成を容易に実現できる。
【００３９】
また、誘電体シート５の第１の電極パターン５１を用いることにより、グランド電極部３０とチップ抵抗Ｒの一方電極とを容易に接続でき、グランド電極部３０がチップ抵抗Ｒを介して中心導体部３１〜３３の何れかに接続される回路構成を容易に実現できる。
【００４０】
更に、図示の実施例では、チップ抵抗Ｒの他方電極がチップコンデンサＣ３を介して接地されているから、グランド電極部３０がチップ抵抗Ｒを介して接地される回路構成が実現され、広帯域、かつ、挿入損失の小さい電気特性が得られる。
【００４１】
図示の実施例では、誘電体シート５に形成された第１の電極パターン５１を削ることで、コンデンサＣ４の容量を容易に調整することができる。また、誘電体シート５を薄層化することにより、グランド電極部−グランド間に大きな静電容量を形成することができる。
【００４２】
以上、好ましい実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、当業者であれば、その基本的技術思想および教示に基づき、種々の変形例を想到できることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る非可逆回路の一実施例を示す電気回路図である。
【図２】本発明に係る非可逆回路素子の一実施例を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示した非可逆回路素子の断面平面図である。
【図４】図２に示した誘電体シートの平面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】本発明に係る非可逆回路素子の特性図である。
【符号の説明】
【００４４】
２                      磁気回転子
４                      軟磁性基体
３０                    グランド電極部
３１〜３３              中心導体部
５                      誘電体シート
Ｒ                      抵抗
【図１】
2007036855.tif 000003
【図２】
2007036855.tif 000004
【図３】
2007036855.tif 000005
【図４】
2007036855.tif 000006
【図５】
2007036855.tif 000007
【図６】
2007036855.tif 000008