DE69724381T2

DE69724381T2 - Nichtreziproke Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE69724381T2
Application number: DE69724381T
Authority: DE
Inventors: Takashi Nagaokakyo-shi Hasegawa; Hiroshi Nagaokakyo-shi Marusawa
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: EP0843375B1; JP3125693B2; CN1114964C; NO975223L; JPH10145111A; US5926073A; KR100278345B1; NO319870B1; DE69724381D1; CN1185636A; NO975223D0; KR19980042421A; EP0843375A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine nichtreziproke Schaltungsvorrichtung zur Verwendung in einer Mobilkommunikationseinrichtung, wie z. B. einem tragbaren Telefon etc., und insbesondere auf eine nichtreziproke Schaltungsvorrichtung, die als ein Zirkulator oder ein Isolator in einem Hochfrequenzband verwendet wird, wie z. B. dem Mikrowellenband oder ähnlichem.
Kürzlich wurde bei der Mobilkommunikation die Hochfrequenzeinrichtung immer weiter miniaturisiert und generalisiert, und es bestand ferner ein starker Bedarf, die Größe und Kosten einer nichtreziproken Schaltungsvorrichtung zu verringern, die in einer solchen Einrichtung verwendet wird.
Eine bekannte nichtreziproke Schaltungsvorrichtung ist z. B. eine Vorrichtung, die eine Mehrzahl von Mittelelektroden, die angeordnet sind, um einander in einem elektrisch isolierten Zustand zu überkreuzen, wobei magnetische Mikrowellenmaterialien über und unter der Mehrzahl von Mittenelektroden vorgesehen sind, und einen Dauermagnet aufweist, zum Anwenden eines Gleichmagnetfeldes an die Mehrzahl von Mittelelektroden, d. h. eine nichtreziproke Schaltungsvorrichtung mit konzentrierten Parametern. Eine solche nichtreziproke Schaltungsvorrichtung mit konzentrierten Parametern wird z. B. als ein Zirkulator oder ein Isolator verwendet.
1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen Zirkulators zeigt. Bei diesem Zirkulator, um die Größe desselben zu reduzieren, ist eine Mehrzahl von Mittelleitern in einem ferromagnetischen Körper 1 angeordnet, um einander in einem elektrisch isolierten Zustand zu überkreuzen. Das heißt, wie in einer auseinandergezogenen perspektivischen Ansicht aus 2 gezeigt ist, daß der ferromagnetische Körper 1 eine laminierte Struktur aufweist, die eine Mehrzahl von ferromagnetischen Materialschichten 1a bis 1e aufweist. An den Oberseiten der ferromagnetischen Materialschichten 1b, 1c und 1d sind Mittelleiter 2a und 2b, 2c und 2d bzw. 2e und 2f gebildet. Anders ausgedrückt ist an der Oberseite von jeder der ferromagnetischen Materialschichten 1b bis 1d ein Paar von Mittelleitern angeordnet.
Die Mittelleiter 2a und 2b, die Mittelleiter 2c und 2d und die Mittelleiter 2e und 2f sind angeordnet, um einander in einem laminierten Zustand zu überkreuzen, und sind durch die ferromagnetischen Materialschichten 1c und 1d elektrisch isoliert.
Auf den ferromagnetischen Materialschichten 1a und 1e sind Masseelektroden 3a bzw. 3b gebildet.
Bei dem ferromagnetischen Körper 1, der in 1 gezeigt ist, sind externe Elektroden 4a, 4b und 4c an der Seite desselben gebildet, um mit Masseelektroden 3a und 3b gemeinsam verbunden zu sein, und wobei jede externe Elektrode elektrisch mit den Enden von einem der Paare von elektrischen Leitern 2a–2f verbunden ist.
In 1 ist an der Oberseite des ferromagnetischen Körpers 1 ein dielektrischer Körper 5 befestigt. Der dielektrische Körper 5 weist dielektrische Keramik auf und weist einen Kondensator auf, der in demselben zum Bilden einer Anpassungsschaltung vorgesehen ist. Das heißt, wie in einer auseinandergezogenen Ansicht aus 3 gezeigt ist, daß der dielektrische Körper 5 eine laminierte Struktur aufweist, die dielektrische Schichten 5a und 5b aufweist. An der Oberseite der dielektrischen Schicht 5a sind Kapazitätselektroden 6a, 6b und 6c gebildet. An der Oberseite der dielektrischen Schicht 5b ist eine Masseelektrode 7 gebildet. Daher, bei jedem Abschnitt, wo die Kapazitätselektroden 6a bis 6c mit der Masseelektrode 7 und der Masseelek trode 3b durch die dielektrischen Schichten 5b bzw. 5a überlappen, wird ein Kondensator gebildet.
In 1 sind externe Elektroden 8a, 8b und 8c an der Seite des dielektrischen Körpers 5 gebildet. Jede dieser externen Elektroden 8a bis 8c ist elektrisch mit einer der Kapazitätselektroden oder einer der Masseelektroden verbunden.
Andererseits sind der ferromagnetische Körper 1 und der dielektrische Körper 5 in einer Anschlußplatte 9 enthalten, die eine zylindrische Aushöhlung 9a in der Mitte derselben aufweist. In der Anschlußplatte 9 sind Leiterstrukturen 10a bis 10c gebildet, die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse und leitfähige Strukturen 10d, 10e und 10f bilden, die mit dem Massepotential verbunden sind.
Die externen Elektroden 4a bis 4c, die an der Seite des ferromagnetischen Körpers 1 gebildet sind, und die externen Elektroden 8a bis 8c, die an der Seite des dielektrischen Körpers 5 gebildet sind, sind in der Aushöhlung 9a der Anschlußplatte 9 enthalten und entsprechend mit den leitfähigen Strukturen 10a bis 10f verbunden.
In 1 ist ein Dauermagnet 11 vorgesehen, zum Anlegen eines Magnetfeldes an einen Abschnitt in dem ferromagnetischen Körper 1, wo die Mittelleiter einander überkreuzen. Die nichtreziproke Schaltungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, weist ferner metallische Joche 12 und 13 auf. Die Anschlußplatte 9 und der Magnet 11 werden zwischen den Jochen 12 und 13 gehalten. Die Joche 12 und 13 bilden eine Magnetschaltung zum Anlegen eines Magnetfeldes zusammen mit dem Magneten 11.
Bei der nichtreziproken Schaltungsvorrichtung, die in den 1 bis 3 gezeigt ist, da der Abschnitt, wo die Mehrzahl von Mittelleitern 2a, 2b bis 2e und 2f einander in einem elektrisch isolierten Zustand überkreuzen, einstückig durch Verwenden des ferromagnetischen Körpers 1 gebildet ist, kann die nichtreziproke Schaltungsvorrichtung einfach hergestellt und miniaturisiert werden.
Da der ferromagnetische Körper 1 und der dielektrische Körper 5 jedoch separat gebrannt und dann miteinander verbunden werden, müssen die externen Elektroden 4a bis 4c und die externen Elektroden 8a bis 8c an den Seiten desselben elektrisch durch Löten oder ähnliches verbunden werden. Daher wird die Anzahl von Verbindungspunkten erhöht und somit tritt ein Problem im Hinblick auf eine unzureichende Zuverlässigkeit auf. Ferner, da der ferromagnetische Körper 1 und der dielektrische Körper 5 separat gebrannt werden, muß eine Mehrzahl von Brennschritten ausgeführt werden, und ein aufwendiges Zusammenbauverfahren ist erforderlich, wodurch es schwierig gemacht wird, die Herstellungskosten zu reduzieren.
Daher können die obigen Probleme möglicherweise durch ein gleichzeitiges Brennen des ferromagnetischen Körpers 1 und des dielektrischen Körpers 5 gelöst werden. Das heißt, die obigen Probleme können möglicherweise durch ein Verfahren gelöst werden, bei dem eine Grünschicht zum Bilden des ferromagnetischen Körpers 1 und eine Grünschicht zum Bilden des dielektrischen Körpers 5 laminiert und gleichzeitig gebrannt werden.
Brennzustände für den ferromagnetischen Körper 1 und den dielektrischen Körper 5 sind jedoch unterschiedlich, und somit verursacht ein Brennen unter Zuständen, die für einen der Körper geeignet sind, die Möglichkeit, daß das Brennen des anderen nicht ausreichend verläuft. Ferner verursacht ein Brennen unter Zwischenzuständen zwischen den Zuständen für beide Körper insofern ein Problem, daß sowohl der ferromagnetische Körper 1 als auch der dielektrische Körper 5 nicht ordnungsgemäß gebrannt werden können.
Zusätzlich dazu, sogar wenn der ferromagnetische Körper 1 und der dielektrische Körper 5 gleichzeitig gebrannt werden können, ist es weiterhin nicht möglich, dieselbe Leitung bei dem Schritt des Vorbereitens von Rohmaterialien zu verwenden, wodurch Schwierigkeiten beim Verringern der Herstellungskosten verursacht werden.
Daher wurde als ein Verfahren zum Lösen der obigen Probleme ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein Mittelleiteranordnungsabschnitt und ein Kondensatorbildungsabschnitt zum Bilden einer Anpassungsschaltung in demselben ferromagnetischen Körper gebildet werden. Dieses Verfahren wird Bezug nehmend auf 4 und 5 beschrieben.
4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel einer herkömmlichen nichtreziproken Schaltungsvorrichtung darstellt. Bei dem ferromagnetischen Körper 15, der in 4 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von Mittelleitern und eine Anpassungsschaltung angeordnet. Die Elektrodenstruktur bei dem ferromagnetischen Körper 15 ist in einer auseinandergezogenen perspektivische Ansicht aus 5 gezeigt.
Bei dem ferromagnetischen Körper 15 sind ferromagnetische Schichten 15a bis 15e laminiert. An den Oberseiten der ferromagnetischen Schichten 15b bis 15d ist eine Mehrzahl von Mittelleitern 16a, 16b bis 16e und 16f gebildet, wie in dem Fall des ferromagnetischen Körpers 1, der in 2 gezeigt ist. Bei dieser Struktur sind Enden der Mittelleiter 16a und 16b an der oberen Oberfläche der ferromagnetischen Schicht 15b elektrisch mit einer Kapazitätselektrode 17a verbunden. Auf ähnliche Weise sind Enden der Mittelleiter 16c und 16d an der Oberseite der ferromagnetischen Schicht 15c mit einer Kapazitätselektrode 17b verbunden, die auf derselben gebildet ist, und Enden der Mittelleiter 16e und 16f an der Oberseite der ferromagnetischen Schicht 15d sind elektrisch mit einer Kapazitätselektrode 17c verbunden, die auf derselben gebildet ist.
An den Oberseiten der ferromagnetischen Schichten 15a und 15e sind Masseelektroden 18a bzw. 18b gebildet. Daher sind in dem ferromagnetischen Material 15, das durch Laminieren der ferromagnetischen Schichten 15a bis 15e und einstückiges Brennen der Schichten gebildet wird, nicht nur die Mehrzahl der Mittelleiter 16a bis 16f angeordnet, sondern ferner die Kapazitätselektroden 17a bis 17c zum Bilden einer Anpassungsschaltung. Die Kapazitätselektroden 17a bis 17c überlappen mit den Masseelektroden 18a und 18b, um Kondensatoren zu bilden.
Bezug nehmend auf 4 ist der ferromagnetische Körper 15 in eine Aushöhlung 9a einer Anschlußplatte 9 mit einem Dauermagneten 11 angeordnet an demselben eingefügt und wird zwischen metallischen Jochen 12 und 13 gehalten, um eine nichtreziproke Schaltungsvorrichtung zu bilden.
Die nichtreziproke Schaltungsvorrichtung, die in 4 gezeigt ist, weist den Abschnitt auf, wo die Mehrzahl der Mittelleiter angeordnet ist, durch Verwenden des ferromagnetischen Körpers 15, und die Anpassungsschaltung. Daher kann der Zusammenbauschritt vereinfacht werden und die Herstellungskosten können verringert werden, da eine Mehrzahl von Leitungen bei dem Rohmaterialvorbereitungsschritt nicht verwendet werden muß. Ferner, da kein Bedarf zum Verbinden der Mittelleiter und der Anpassungsschaltung durch Löten oder ähnliches vorliegt, kann die Zuverlässigkeit verbessert werden.
Da die Kondensatoren zum Bilden der Anpassungsschaltung jedoch durch den ferromagnetischen Körper 15 gebildet sind, ist es möglich, daß ein Verlust bei der Anpassungsschaltung aufgrund des magnetischen Verlusts des ferromagnetischen Körpers erhöht werden kann, wodurch der Einfügungsverlust der nichtreziproken Schaltungsvorrichtung erhöht werden kann.
Die EP 0664573A1 beschreibt ein nichtreziprokes Schaltungselement, wie z. B. einen Zirkulator, das eine Mehrschichtplatine zum Bilden einer Mittelelektrode und einer Anpassungskapazität aufweist. Die Mehrschichtplatine wird durch Laminieren einer Mehrzahl von dielektrischen Schichten hergestellt, auf denen die Mittelelektroden oder die Anpassungskapazitätselektroden gebildet werden und einstückig gebrannt werden. Das Mehrschichttor umfaßt eine Aussparung zum Aufnehmen eines Ferrits, das, sobald es eingefügt ist, den Mittelelektroden zugewandt ist, die auf der Mehrschichtplatine unter der Aussparung gebildet sind.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine nichtreziproke Schaltungsvorrichtung mit ausgezeichneter Zuverlässigkeit zu schaffen, die eine Reduzierung ihrer Größe und eine Vereinfachung ihres Herstellungsverfahrens ohne Verschlechterung ihrer Eigenschaften, wie z. B. des Einfügungsverlustes, ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine nichtreziproke Schaltungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Gemäß einem umfassenden Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine nichtreziproke Schaltungsvorrichtung geschaffen, die einen ersten ferromagnetischen Körper, eine Mehrzahl von Mittelleitern, die in dem ersten ferromagnetischen Körper gebildet sind und die angeordnet sind, um einander in einem elektrisch isolierten Zustand zu überkreuzen, einen zweiten ferromagnetischen Körper, der an dem ersten ferromagnetischen Körper befestigt ist und eine Anpassungsschaltung aufweist, die in dem zweiten ferromagnetischen Körper gebildet und elektrisch mit der Mehrzahl von Mittelleitern verbunden ist, wobei der erste und der zweite ferromagnetische Körper unterschiedliche Sättigungsmagnetisierungen aufweisen.
Bei dieser nichtreziproken Schaltungsvorrichtung sind der erste ferromagnetische Körper und der zweite ferromagneti sche Körper einstückig gebildet, die Mehrzahl von Mittelleitern ist in dem ersten ferromagnetischen Körper angeordnet und die Anpassungsschaltung ist in dem zweiten ferromagnetischen Körper angeordnet. Somit weisen der Abschnitt, wo die Mehrzahl von Mittelleitern angeordnet ist, und der Abschnitt, wo die Anpassungsschaltung gebildet ist, ferromagnetische Körper auf, und somit kann dieselbe Leitung bei dem Rohmaterialvorbereitungsschritt verwendet werden. Zusätzlich dazu, da der erste und der zweite ferromagnetische Körper unterschiedliche Sättigungsmagnetisierungen aufweisen, kann der magnetische Verlust z. B. verringert werden, sowohl wenn die Sättigungsmagnetisierung des zweiten ferromagnetischen Körpers kleiner ist als die des ersten ferromagnetischen Körpers, als auch wenn die Sättigungsmagnetisierung des zweiten ferromagnetischen Körpers größer ist als die des ersten ferromagnetischen Körpers.
Ferner ist eine Magnetschaltung vorzugsweise an dem ersten ferromagnetischen Körper vorgesehen, um ein magnetisches Gleichfeld anzulegen. In diesem Fall, da die Magnetschaltung zum Anlegen eines magnetischen Gleichfeldes bei dem Abschnitt integriert ist, wo die Mittelleiter angeordnet sind, kann der Zusammenbauschritt weiter vereinfacht werden.
Ferner beschreibt Anspruch 5 einen spezifischen Aspekt der vorliegenden Erfindung, der die Anpassungsschaltung betrifft.
Ferner sind der erste und der zweite ferromagnetische Körper vorzugsweise durch simultanes Brennen integriert. Daher kann der Schritt des Befestigens des ersten und des zweiten ferromagnetischen Körpers weggelassen werden, wodurch die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen den Mittelleitern und der Anpassungsschaltung erhöht wird.
1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen nichtreziproken Schaltungsvorrichtung zeigt;
2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des ferromagnetischen Körpers, der in 1 gezeigt ist;
3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die die interne Struktur des dielektrischen Körpers darstellt, der in 1 gezeigt ist;
4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel einer herkömmlichen nichtreziproken Schaltungsvorrichtung darstellt;
5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die die interne Struktur des ferromagnetischen Körpers bei der herkömmlichen nichtreziproken Schaltungsvorrichtung darstellt, die in 4 gezeigt ist;
6 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine nichtreziproke Schaltungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
7 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die den ferromagnetischen Körper darstellt, der bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die das Erscheinen des ferromagnetischen Körpers darstellt, der bei dem Ausführungsbeispiel verwendet wird; und
9 ist eine Zeichnung, die die Beziehung zwischen einem externen Magnetfeld und dem imaginären Teil u+'' der Permeabilität für eine positive zirkular polarisierte Welle zeigt, zum Darstellen des Grundes, warum der magnetische Verlust bei der nichtreziproken Schaltungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels verringert wird.
Ein Beispiel der Struktur einer nichtreziproken Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
6 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer nichtreziproken Schaltungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau, der in 6 gezeigt ist, ist der gleiche wie bei der herkömmlichen nichtreziproken Schaltungsvorrichtung, die in 4 gezeigt ist, unter Ausnahme der Struktur eines ferromagnetischen Körpers 25.
Die Mittelleiter und die Anpassungsschaltung, die in dem ferromagnetischen Körper 25 gebildet sind, sind Bezug nehmend auf 7 beschrieben. 7 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des ferromagnetischen Körpers 25.
Der ferromagnetische Körper 25 weist eine Struktur auf, bei der ferromagnetische Schichten 25a bis 25g laminiert und einstückig gebrannt sind. Die ferromagnetischen Schichten 25a bis 25d bilden einen ersten ferromagnetischen Körper 25A und die ferromagnetischen Schichten 25e bis 25g bilden einen zweiten ferromagnetischen Körper 25B.
An der Oberseite der Magnetschicht 25b sind Mittelleiter 26a und 26b gebildet. Ferner sind an den Oberseiten der Magnetschichten 25c und 25d Mittelleiter 26c und 26d bzw. Mittelleiter 26e und 26f gebildet. Die Mittelleiter 26a und 26b sind parallel zueinander. Auf ähnliche Weise sind die Mittelleiter 26c und 26d parallel zueinander gebildet, und die Mittelleiter 26e und 26f sind ebenfalls parallel zueinander gebildet. Das heißt, bei diesem Ausführungsbeispiel weist jeder Mittelleiter, der sich in einer gegebenen Richtung erstreckt, ein Paar von Mittelleitern auf, wie oben beschrieben ist.
Die Mittelleiter 26a und 26b, die Mittelleiter 26c und 26d und die Mittelleiter 26e und 26f sind angeordnet, um einander in der Nähe der Mitte zu überkreuzen. Ferner sind die Mittelleiter 26a und 26b, die Mittelleiter 26c und 26d und die Mittelleiter 26e und 26f mit den ferromagnetischen Schichten 25c bzw. 25d zwischen denselben angeordnet und somit elektrisch isoliert.
An den oberen Oberflächen der ferromagnetischen Schichten 25a, 25e und 25g sind Masseelektroden 27a, 27b bzw. 27c gebildet. An der oberen Oberfläche der ferromagnetischen Schicht 25f sind drei Kapazitätselektroden 28a, 28b und 28c gebildet. Die Kapazitätselektroden 28a bis 28c sind gegenüberliegend zu den Masseelektroden 27b und 27c durch die ferromagnetischen Schichten 25f bzw. 25g, um drei Kondensatoren zu bilden.
Die Mittelleiter 26a bis 26f, die Masseelektroden 27a bis 27c und die Kapazitätselektroden 28a bis 28c werden durch Beschichten einer leitfähigen Paste auf die oberen Oberflächen der magnetischen Grünschichten, Laminieren der Grünschichten und dann einstückiges Brennen der Grünschichten gebildet. Das heißt, der ferromagnetische Körper 25 weist ein einstückig gesintertes Formteil auf.
Wie in 8 gezeigt ist, sind an der Seite des ferromagnetischen Körpers 25 externe Elektroden 29a bis 29f gebildet. Die externen Elektroden 29a, 29c und 29e sind mit den Masseelektroden 27a, 27b und 27c verbunden. Die externe Elektrode 29a ist ferner mit den Enden der Mittelleiter 26a und 26b verbunden. Die externe Elektrode 29c ist mit Enden der Mittelleiter 26c und 26d verbunden. Die externe Elektrode 29e ist elektrisch mit Enden der Mittelleiter 26e und 26f verbunden, d. h. den Enden, die mit dem Massepotential verbunden werden sollen.
Andererseits ist die externe Elektrode 29b mit den anderen Enden der Mittelleiter 26e und 26f verbunden. Die externen Elektroden 29d und 29f sind mit den anderen Enden der Mittelleiter 26a und 26b bzw. den Mittelleitern 26c und 26d verbunden.
Ferner sind die externen Elektroden 29b, 29c und 29f elektrisch mit den Kapazitätselektroden 28c, 28b bzw. 28a verbunden.
Daher bilden die externen Elektroden 29b, 29d und 29f in dem ferromagnetischen Körper 25 Abschnitte, die mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluß verbunden werden sollen, und die externen Elektroden 29a, 29c und 29e bilden Verbindungsenden, die mit den Masseelektroden verbunden werden sollen.
Die externen Elektroden 29a bis 29f werden durch Beschichten von leitfähiger Paste auf den ferromagnetischen Körper 25 gebildet, der durch einstückiges Brennen erhalten wird, und dann durch Härten oder Backen der leitfähigen Paste. Alternativ können die externen Elektroden 29a bis 29f durch Laminieren magnetischer Grünschichten vor dem Brennen vervollständigt werden, wobei leitfähige Paste an der Seite des Laminats beschichtet und dann einstückig gebrannt wird, um das magnetische Material zu brennen und die externen Elektroden 29a bis 29f zu backen.
Wie oben beschrieben ist, enthält der ferromagnetische Körper 25 dieses Ausführungsbeispiels nicht nur die Mehrzahl von Mittelleitern 26a bis 26f und die Masseelektroden 27a und 27b, sondern ferner die Kapazitätselektroden 28a bis 28c und die Masseelektrode 27c zum Bilden einer Anpas sungsschaltung. Somit besteht kein Bedarf zum Ausführen der aufwendigen Arbeit zum Verbinden des Abschnitts, wo die Mittelleiter angeordnet sind, und des Abschnitts, an dem die Anpassungsschaltung gebildet ist. Ferner wird die Anzahl von Verbindungsstellen reduziert und somit die Zuverlässigkeit verbessert.
Zusätzlich dazu, da der Abschnitt, wo die Anpassungsschaltung gebildet ist, ferner das ferromagnetische Material aufweist, können Rohmaterialien durch Verwenden der selben Leitung vorbereitet werden und somit können die Anpassungsschaltungskosten reduziert werden.
Ferner ist die Sättigungsmagnetisierung des zweiten ferromagnetischen Körpers 25B, der die Magnetschichten 25e bis 25g aufweist, niedriger als die Sättigungsmagnetisierung des ersten ferromagnetischen Körpers 25A, der die Magnetschichten des Abschnitts aufweist, wo die Mittelleiter angeordnet sind, d. h. die Magnetschichten 25a bis 25d. Daher ist es möglich den Magnetmaterialverlust der Anpassungsschaltung zu reduzieren.
Dies wird Bezug nehmend auf 9 beschrieben. 9 zeigt die Charakteristika des imaginären Teils (u+'') der Permeabilität für eine positive zirkular polarisierte Welle gegenüber einem externen Magnetfeld. In 9 zeigt eine durchgehende Linie u+'' des Magnetkörpers, der die Mittelleiter bildet, und eine unterbrochene Linie zeigt u+'' des ferromagnetischen Körpers mit einer niedrigeren Sättigungsmagnetisierung, der die Anpassungsschaltung bildet. Da der imaginäre Teil der Permeabilität für eine negative zirkular polarisierte Welle nahe an Null ist, ist der Magnetmaterialverlust des ferromagnetischen Materials proportional zu der Intensität des imaginären Teils u+'' der Permeabilität für eine positive zirkular polarisierte Welle.
Andererseits ist eine nichtreziproke Schaltungsvorrichtung allgemein so gebildet, um in der Region A zu wirken, die in
9 gezeigt ist. Daher hat sich herausgestellt, daß der Magnetmaterialverlust der Anpassungsschaltung reduziert werden kann, da die Sättigungsmagnetisierung des zweiten ferromagnetischen Körpers, der die Anpassungsschaltung bildet, niedriger gemacht wird als die Sättigungsmagnetisierung des ersten ferromagnetischen Körpers, wo die Mittelleiter angeordnet sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist jeder des ersten und des zweiten ferromagnetischen Körpers 25A und 25B z. B. Mikrowellenferrit auf, wie z. B. Yttrium-Eisen-Granat oder Calcium-Vanadium-Granat, dargestellt durch Y₃Fe_5-zAl_zO₁₂ oder {Ca_3-yY_y} [Fe2] (Fe_1,5+0,5y-zAl_zV_1,5-0,5y)O₁₂ (O ≤ Z ≤ 1,0, O ≤ Y ≤ 3,0). Die Sättigungsmagnetisierung des zweiten ferromagnetischen Körpers 25B kann verringert werden, durch relatives Erhöhen des Betrags von Al (des Z-Werts) bei dem Mikrowellenferrit.
Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel die Sättigungsmagnetisierung des zweiten ferromagnetischen Körpers niedriger ist als die Sättigungsmagnetisierung des ersten ferromagnetischen Körpers, kann die Sättigungsmagnetisierung des zweiten ferromagnetischen Körpers größer sein als die des ersten ferromagnetischen Körpers. Dies ermöglicht ferner eine Reduzierung bei dem Magnetmaterialverlust. Das heißt, obwohl eine nichtreziproke Schaltungsvorrichtung allgemein in der Region A betrieben wird, die in 9 gezeigt ist, kann dieselbe ferner in der Region B betrieben werden. In diesem Fall kann der Magnetmaterialverlust auf ähnliche Weise zu dem obigen Ausführungsbeispiel verringert werden, d. h. der Magnetmaterialverlust der Anpassungsschaltung kann dadurch verringert werden, daß die Sättigungsmagnetisierung des ferromagnetischen Körpers, der die Anpassungsschaltung bildet, größer gemacht wird als die des ersten ferromagnetischen Körpers. Es hat sich ferner herausgestellt, daß die u+'' des zweiten ferromagnetischen Körpers, die die Anpassungsschaltung bildet, als eine Ein-Punkt- Kettenlinie in 9 gezeigt ist, und daß der Magnetmaterialverlust in der Region B verringert wird.
Wie oben beschrieben wurde, kann die Sättigungsmagnetisierung von beiden des ersten und des zweiten ferromagnetischen Körpers erhöht werden. In beiden Fällen kann der Magnetmaterialverlust der Anpassungsschaltung effektiv reduziert werden.
Bezug nehmend auf 6 weist die nichtreziproke Schaltungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels den ferromagnetischen Körper 25 auf, der in der Aushöhlung 9a der Anschlußplatte 9 enthalten und elektrisch mit den leitfähigen Strukturen 10a bis 10f verbunden ist, die auf der Anschlußplatte 9 gebildet sind. Da die Anschlußplatte 9 dieses Ausführungsbeispiels dieselbe wie die Anschlußplatte 9 ist, die in 1 gezeigt ist, werden die entsprechenden Abschnitte durch entsprechende Bezugszeichen bezeichnet und die Beschreibung derselben wird weggelassen.
Auf dem ferromagnetischen Körper 25 ist ein Dauermagnet 11 befestigt. Als der Dauermagnet 11 kann ein geeigneter Dauermagnet verwendet werden, der Ferrit aufweist, oder ähnliches.
Ferner legen metallische Joche 12 und 13 zusammen mit dem Dauermagneten ein Magnetfeld an den Abschnitt an, wo die Mittelleiter einander überkreuzen.
Obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, kann der ferromagnetische Körper 25 ferner eine Magnetschaltung zum Anlegen eines Magnetfeldes an den Abschnitt aufweisen, wo die Mittelleiter einander überkreuzen. Zum Beispiel kann eine spulenförmige leitfähige Struktur einstückig in dem ferromagnetischen Körper gebildet sein, so daß ein Magnetfeld durch Beliefern der spulenförmigen leitfähigen Struktur mit Elektrizität erzeugt wird.
Ferner, obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel jeder Mittelleiter, der auf einer gegebenen Ebene gebildet ist, ein Paar von Mittelleitern aufweist, z. B. die Mittelleiter 26a und 26b, wie in 7 gezeigt ist, kann ein einzelner Mittelleiter vorgesehen sein, der sich in einer gegebenen Richtung auf einer gegebenen Ebene erstreckt.
Da die Mehrzahl von Mittelleitern in dem ersten ferromagnetischen Körper gebildet ist und die Anpassungsschaltung in dem zweiten ferromagnetischen Körper gebildet ist, müssen keine dielektrischen Materialien verwendet werden, die unter vollständig unterschiedlichen Brennbedingungen gebrannt werden, und somit müssen die Brennbedingungen nicht bedeutend verändert werden, sogar wenn der erste und der zweite ferromagnetische Körper separat gebrannt werden. Ferner kann die Anzahl von vorbereiteten Rohmaterialien verringert werden und die Herstellungskosten können somit verringert werden.
Ferner, da der erste und der zweite ferromagnetische Körper unterschiedliche Sättigungsmagnetisierungen aufweisen, d. h. die Sättigungsmagnetisierung des zweiten ferromagnetischen Körpers ist relativ verringert oder relativ erhöht, kann der Magnetmaterialverlust der Anpassungsschaltung reduziert werden. Es ist somit möglich, eine kleine kostengünstige nichtreziproke Schaltungsvorrichtung mit niedrigem Einfügungsverlust zu schaffen.
Ferner, wenn eine Magnetschaltung einstückig zum Anlegen eines Gleichmagnetfeldes an den ersten ferromagnetischen Körper gebildet wird, kann eine Einrichtung zum Anlegen eines Magnetfeldes an die Mittelleiter einstückig vorgesehen sein, und eine kleinere nichtreziproke Schaltungsvorrichtung mit ausgezeichneter Zuverlässigkeit kann somit geliefert werden.
Ferner, bei einer Struktur, wo mehrere Paare von Kapazitätselektroden vorgesehen sind, um die Anpassungsschaltung zu bilden, werden die Kapazitätselektroden auf Magnetmaterialgrünschichten gebildet und dann gebrannt. Es ist somit möglich, jeden der Kondensatoren einfach zu bilden, durch Bilden der Anpassungsschaltung in dem zweiten ferromagnetischen Körper durch eine Keramikbrenntechnik.
Ferner, bei einer Struktur, wo der erste und der zweite ferromagnetische Körper durch gleichzeitiges Brennen integriert werden, besteht kein Bedarf nach der Arbeit des Befestigens des ersten und des zweiten ferromagnetischen Körpers, und somit kann eine nichtreziproke Schaltungsvorrichtung mit einer noch besseren Zuverlässigkeit erhalten werden. Ferner, da der erste und der zweite ferromagnetische Körper nicht separat gebrannt werden müssen, kann das Herstellungsverfahren deutlich vereinfacht werden, und dieselbe Leitung kann bei dem Rohmaterialvorbereitungsschritt verwendet werden, wodurch die Herstellungskosten bedeutend verringert werden.

Claims

Eine nicht reziproke Schaltungsvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: einen ersten ferromagnetischen Körper (25A); eine Mehrzahl von Mittelleitern (26a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26f), die angeordnet sind, um einander in einem elektrisch isolierten Zustand zu überkreuzen; und eine Anpassungsschaltung (28a, 28b, 28c, 27c), die elektrisch mit der Mehrzahl von Mittelleitern verbunden ist; gekennzeichnet durch einen zweiten ferromagnetischen Körper (25B), der an dem ersten ferromagnetischen Körper (25A) befestigt ist; wobei der erste und der zweite ferromagnetische Körper (25A, 25B) unterschiedliche Sättigungsmagnetisierungen aufweisen; wobei die Mehrzahl von Mittelleitern (26a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26f) bei dem ersten ferromagnetischen Körper (25A) gebildet ist; und wobei die Anpassungsschaltung (28a, 28b, 28c, 27c) bei dem zweiten ferromagnetischen Körper (25B) gebildet ist.
Eine nicht reziproke Schaltungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Sättigungsmagnetisierung des zweiten ferromagnetischen Körpers (25B) kleiner ist als die des ersten ferromagnetischen Körpers (25A).
Eine nicht reziproke Schaltungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Sättigungsmagnetisierung des zweiten ferromagnetischen Körpers (25B) größer ist als die des ersten ferromagnetischen Körpers (25A).
Eine nicht reziproke Schaltungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner eine Magnetschaltung (11, 12, 13) zum Anlegen eines magnetischen Gleichfeldes an den ersten ferromagnetischen Körper (25A) aufweist.
Eine nicht reziproke Schaltungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Anpassungsschaltung eine Mehrzahl von Kondensatoren aufweist, wobei jeder der Kondensatoren durch folgende Merkmale gebildet ist: eine erste Kapazitätselektrode (28a, 28b, 28c), die auf einer ersten Magnetmaterialschicht (25f) des zweiten magnetischen Körpers (25B) gebildet ist, eine erste Masseelektrode, die auf einer zweiten Magnetmaterialschicht (25e) des zweiten ferromagnetischen Körpers (25B) gebildet ist, und eine zweite Masseelektrode, die auf einer dritten Magnetmaterialschicht (25g) des zweiten ferromagnetischen Körpers (25B) gebildet ist, wobei die erste Magnetschicht (25f) zwischen die Kapazitätselektroden (28a, 28b, 28c) und die erste Masseelektrode eingelagert ist, und wobei die dritte Magnetschicht (25g) zwischen die Kapazitätselektroden (28a, 28b, 28c) und die zweite Masseelektrode eingelagert ist, und wobei jeder Kondensator elektrisch mit einem entsprechenden aus der Mehrzahl von Mittelleitern (26a bis 26f) verbunden ist.
Eine nicht reziproke Schaltungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der erste und der zweite ferromagnetische Körper (25A, 25B) durch gleichzeitiges Brennen integriert werden.