JP2000114818A

JP2000114818A - 集中定数型非可逆回路素子

Info

Publication number: JP2000114818A
Application number: JP10284870A
Authority: JP
Inventors: Hideto Mikami; 秀人三上; Yoichi Takahashi; 洋一高橋; Kenichi Yamane; 賢一山根
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】広帯域化しかつ高調波成分を減衰させる機能
を付加した集中定数型非可逆回路素子を提供する。【解決手段】樹脂ケースは整合用及び直列ＬＣ回路用
の容量素子を位置決めする凹部を有し、該凹部の底部
に、外部端子に導通した接続電極を配し、該接続電極上
に前記整合用及び直列ＬＣ回路用の容量素子の一方の電
極を接続し、中心導体の一端を前記整合用容量素子の他
方の電極に接続し、前記入力用及び／又は出力用の中心
導体と、前記直列ＬＣ回路用の容量素子の他方の電極と
の間に、Ｌ素子を接続することにより、入力及び／又は
出力用の中心導体に直列ＬＣ回路を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話などのマ
イクロ波通信機器などに使用されるサーキュレータ、ア
イソレータなどの集中定数型非可逆回路素子に関し、特
に、広帯域化を計りかつ２倍波、３倍波の高調波を抑制
することができる集中定数型非可逆回路素子に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、サーキュレータ、アイソレータな
どの集中定数型非可逆回路素子は、特定方向にのみ電力
を伝送し、逆方向には伝送しない特性を有し、マイクロ
波通信機器に使用されている。この集中定数型非可逆回
路素子は、互いに絶縁状態で、１２０度間隔で重ねられ
た３つの中心導体を磁性体上に配置し、その磁性体に直
流磁界を印加する永久磁石を有し、これらを磁性ヨーク
となるケース内に収納して、構成されている。

【０００３】従来の一例の集中定数型非可逆回路素子の
分解斜視図を図５に示す。この従来例は、集中定数型ア
イソレータであり、上ケース１と下ケース２の間に、円
板状フェライト７（ガーネット製）からなる磁性体上に
３つの中心導体８を互いに絶縁状態で重ね、この中心導
体組立品をセラミック基板３の透孔に配置し、セラミッ
ク基板３とともに下ケース２上に配置している。このと
き、各中心導体８の一端は下ケースに接地される。ま
た、各中心導体８の他端は、セラミック基板３上に形成
された静電容量形成電極４に接続されている。一つの静
電容量形成用電極４ａは、ダミー抵抗５を介して接地電
極６に接続され、終端されている。また、磁性体に直流
磁界を印加する永久磁石９が上ケース１に配置され、こ
の上ケース１と下ケース２を接合させて、集中定数型ア
イソレータが構成されている。

【０００４】この上ケース１と下ケース２は、磁性体で
あり、磁性ヨークとして働き、永久磁石の磁力をフェラ
イト７に印加する磁気回路を構成している。また、３つ
の中心導体のうち、２つの中心導体８の一端は延長され
て突出し、入出力端子として用いられる。また、この中
心導体組立品は、円形の板状体から突出する３つの中心
導体からなり、その板状体上にフェライトを配置し、そ
のフェライトを包み込むように折り返されて、重ねら
れ、構成されている。尚、この中心導体間は絶縁されて
いる。

【０００５】この集中定数型非可逆回路素子は、携帯電
話などのマイクロ波通信機器において使用される場合、
高調波成分を抑制するローパスフィルタなどが入力端子
側、又は出力端子側に接続されて使用される場合が多
い。このローパスフィルタとしては、集中定数型非可逆
回路素子が実装される基板上に、構成されることが多か
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】たとえば、携帯電話
は、近年すさまじい勢いで普及し、その小型化も急速に
進んでいる。そして、その携帯電話に使用される集中定
数型非可逆回路素子も小型化が要求されている。また、
小型化のみならず、低コストであることが要求されてい
る。また、加入者数の増加による周波数帯の拡張に対応
するため、広帯域をカバ−する性能が要求されている。

【０００７】従来の非可逆回路素子を広帯域化するため
の回路構成として、図６に示す等価回路が知られてい
る。この従来例では、全ての入出力端に直列共振回路５
１、５２、５３を接続している。これにより、双峰特性
が得られ、広帯域化することができる。尚、この従来例
では、共振回路５３の他端は終端抵抗Ｒで終端されてい
る。

【０００８】このように、従来の集中定数型非可逆回路
素子では、広帯域化するために、各入出力端、つまり全
ての中心導体に対し、共振回路を接続しており、構成部
品が多く、小型化、低コスト化に対し不利な構造であっ
た。また、高調波成分を抑制するためにも、非可逆回路
素子の実装基板上に、ローパスフィルタを接続する構造
であり、小型化、低コスト化に対し不利な構造であっ
た。

【０００９】本発明は、集中定数型非可逆回路素子に広
帯域化しかつ高調波成分を減衰させる機能を付加し、集
中定数型非可逆回路素子の外部で接続されるローパスフ
ィルタを無くし、全体の小型化を達成できる集中定数型
非可逆回路素子を提供することを目的とし、しかも、極
めて単純な構造で、広帯域化をはかると同時に高調波の
高減衰を得ることができる集中定数型非可逆回路素子を
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、フェライトに
電気的絶縁状態で複数の中心導体を交差状に配置して構
成された中心導体組立品と、前記各中心導体に接続され
る整合用容量素子と、前記中心導体組立品及び前記容量
素子等を位置決めする凹部及び外部端子を有する樹脂ケ
ースと、前記フェライトに直流磁界を印可する永久磁石
を有し、これらを磁性ヨークを兼ねる金属ケース内に配
置してなる集中定数型非可逆回路素子であり、前記中心
導体のうち入力及び／又は出力用の中心導体と、該入力
及び／又は出力端子との間に直列ＬＣ回路が接続されて
おり、前記樹脂ケースは前記整合用及び直列ＬＣ回路用
の容量素子を位置決めする凹部を有し、該凹部の底部に
は、外部端子に導通した接続電極を有し、該接続電極上
に前記整合用及び直列ＬＣ回路用の容量素子の一方の電
極を接続して、各容量素子が配置され、前記中心導体の
一端は、前記整合用容量素子の他方の電極に接続され、
前記入力用及び／又は出力用の中心導体と、前記直列Ｌ
Ｃ回路用の容量素子の他方の電極との間に、Ｌ素子が接
続されている集中定数型非可逆回路素子である。

【００１１】また本発明は、前記Ｌ素子を収納する凹部
を有し、前記容量素子を支持する凸部を有し、磁石を位
置決めする貫通穴を有する樹脂モールドが前記樹脂ケー
ス上に配置されている集中定数型非可逆回路素子であ
る。

【００１２】また本発明は、前記中心導体組立品が配置
される前記樹脂ケースの凹部は、貫通穴となっている集
中定数型非可逆回路素子である。

【００１３】また本発明は、前記直列ＬＣ回路が接続さ
れない中心導体のうち、少なくとも１つの中心導体の他
端は抵抗に接続されて終端されている集中定数型非可逆
回路素子である。

【００１４】また本発明は、前記Ｌ素子は、チップイン
ダクタである集中定数型非可逆回路素子である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明では、集中定数型非可逆回
路素子のみでなく、その入力側又は出力側に接続される
ローパスフィルタを合わせて小型化することを検討し
た。また、簡易な回路で広帯域化できないかを検討し
た。そして、磁性ヨークに収納され、ワンパッケージ化
された集中定数型非可逆回路素子内において、入力側の
み、又は出力側のみ、又は入力側及び出力側のみの中心
導体の端部に直列にＬＣ回路を接続することにより、広
帯域化と高調波の高減衰を得ることを可能としたもので
ある。

【００１６】本発明において、中心導体に接続される直
列ＬＣ回路は、従来のように、全ての中心導体に共振回
路を接続する構造とは異なり、選択的に直列ＬＣ回路を
接続するのみであり、部品点数を削減できる。しかも、
本発明では、高調波の高減衰を得ることができ、従来の
ようなローパスフィルタの接続を不要とするものであ
る。

【００１７】つまり、本発明では、直列ＬＣ回路が広帯
域化を計り、しかも高調波の高減衰を得る作用を有して
いる。

【００１８】本発明の直列ＬＣ回路のインダクタは、例
えば、フレキシブル基板上あるいはプリント基板上に銅
箔のパタ−ンでコイルを形成し、用いることができる
が、チップインダクタであることが好ましい。

【００１９】本発明の直列ＬＣ回路のコンデンサは、チ
ップコンデンサでも良いが、例えば誘電体の薄板の両面
に電極を設けた単板コンデンサを用いることが好まし
い。

【００２０】この直列ＬＣ回路は、アイソレ−タの入力
側と出力側の両方に接続することが望ましいが、入力側
または出力側のみに接続しても良い。

【００２１】本発明は、樹脂ケースに整合用及び直列Ｌ
Ｃ回路用の容量素子を位置決めする凹部及び外部端子を
設け、該凹部の底部に、外部端子に導通した接続電極を
設け、該接続電極上に前記容量素子の一方の電極を接続
して、各容量素子が配置されている。そして、中心導体
の一端が、前記接続電極上に配置された整合用容量素子
の他方の電極に接続され、入力用端子及び／又は出力用
端子に接続される中心導体と、前記接続電極上に配置さ
れた直列ＬＣ回路用容量素子の他方の電極との間に、直
列ＬＣ回路用のＬ素子が接続されている。これにより、
各素子を効率よく配置でき、小型、薄型に集中定数型非
可逆回路素子を構成している。

【００２２】また本発明の樹脂ケースは、中心導体組立
体を位置決めする凹部を有し、容量素子等との接続性を
良くし、またその凹部を貫通状とすることにより、薄型
化を計ることができる。

【００２３】また本発明では、樹脂ケース上に配置され
た容量素子、Ｌ素子等の位置精度を向上させ、また位置
ずれ等を防止するために支持するために、Ｌ素子を収納
する凹部を有し、前記容量素子を支持する凸部を有し、
磁石を位置決めする貫通穴を有する樹脂モールドを樹脂
ケース上に配置している。

【００２４】

【実施例】本発明に係る第１実施例の分解斜視図を図１
に示す。また、この実施例の等価回路図を図２に示す。
この実施例は、集中定数型アイソレータである。また、
この実施例の樹脂ケースの平面図を図３に示す。図１、
３で斜線部は電極（接続電極）を示している。この実施
例は、下ケース１１上に樹脂ケース１２が配置される。
この樹脂ケース１２は、各部品挿入用の凹部が形成さ
れ、外部接続端子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１
３ｅ、１３ｆが対向する辺に３つずつ形成されている。
その各外部接続端子１３の他端は、樹脂ケース１２の内
部で、接続電極と導通している。外部端子１３ａと１３
ｄは接続電極１４ａと導通し、外部端子１３ｂは接続電
極１４ｂと、外部端子１３ｃは接続電極１４ｃと、外部
端子１３ｅは接続電極１４ｅと、外部端子１３ｆは接続
電極１４ｆと、それぞれ接続している。その樹脂ケース
１２の部品挿入用の凹部に中心導体組立品１６、整合用
コンデンサ１７、１８、１９、抵抗素子２０が配置され
る。また、直列ＬＣ回路用のコンデンサ２１、２２が配
置される。

【００２５】この中心導体組立品１６は、フェライト２
３を包み込むように、３つの中心導体２４、２５、２６
が折り込まれている。この中心導体は、フェライト２３
の一面上で、各中心導体間に絶縁シートを挟んで互いに
絶縁され、所定角度で交差している。この中心導体組立
品１６は、樹脂ケース１２の中央の穴部１５に配置さ
れ、この穴部１５は貫通しており、下ケース１１とフェ
ライト２３の下部が接合し、各中心導体は、一端で接地
される構造となっている。

【００２６】この実施例の樹脂ケース１２部分を更に詳
細に説明する。樹脂ケース１２の接続電極１４ａ、１４
ｂ、１４ｅ上に整合用のコンデンサ１７、１８、１９が
配置される。この整合用のコンデンサ１７、１８、１９
は、平板コンデンサであり、一方の電極がその接続電極
と導通される。また、樹脂ケース１２の接続電極１４ａ
上には抵抗素子２０が配置される。この抵抗素子２０
は、一方の電極が下部まで延長され、接続電極と導通さ
れる。そして、各整合用コンデンサ１７、１８、１９上
に各中心導体２４、２５、２６が配置され、各整合用コ
ンデンサ１７、１８、１９の他方の電極と各中心導体が
導通される。また、中心導体２４は、抵抗素子２０の他
方の電極とも導通される。

【００２７】また樹脂ケース１２の接続電極１４ｃ、１
４ｆ上に直列ＬＣ回路用コンデンサ２１、２２が配置さ
れる。この直列ＬＣ回路用コンデンサ２１、２２も平板
コンデンサであり、一方の電極がその接続電極１４ｃ、
１４ｆと導通される。そして、その直列ＬＣ回路用のコ
ンデンサ２１、２２の上方の電極と中心導体２５、２６
との間に直列ＬＣ回路用のインダクタ２７、２８が配置
され、接続される。この様子を図４に示す。

【００２８】そして、樹脂モールド２９で永久磁石３０
を位置決めし、上ケース３１を被せて、集中定数型アイ
ソレータを構成した。尚、この樹脂モールド２９は、イ
ンダクタ２７、２８を収納するような凹部３２が形成さ
れており、また、中心導体及び整合用コンデンサを支持
する凸部も有しており、これらの位置ずれ等を抑制する
働きを有している。この実施例では、従来の構造に対
し、入力側および出力側にインダクタ２７、２８、およ
びコンデンサ２１、２２を直列に接続した構造であり、
従来と同サイズで集中定数型アイソレータを構成するこ
とができた。

【００２９】この実施例では、３．９ｍｍφのガーネッ
ト、５．５ｍｍφの永久磁石を用い、７ｍｍ角、高さ２
ｍｍの小型、薄型集中定数型アイソレータであり、８８
９〜９６０ＭＨｚ（ｆ_０：９２４．５ＭＨｚ）帯用のア
イソレータを構成し、表１に示す特性を得た。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１に示すように、本発明の実施例では、
挿入損失はやや増加するもののＶＳＷＲを広帯域化し、
かつ、中心周波数（ｆ_０）の２倍波の減衰量および３倍
波の減衰量を大幅に向上させることが出来ている。この
表１の比較例は、実施例のインダクタ２７、２８、コン
デンサ２１、２２を接続しない構造の場合である。

【００３２】上記実施例では、直列ＬＣ回路用のインダ
クタとしてチップインダクタを用いたが、他の構成のイ
ンダクタであってもよい。また、直列ＬＣ回路用のイン
ダクタとコンデンサとして、一体に積層した積層ＬＣチ
ップ部品を用いても良い。

【００３３】上記実施例では、入力端及び出力端にイン
ダクタとコンデンサの直列ＬＣ回路を接続したが、入力
端側あるいは出力端側のいずれか一方のみに接続しても
良い。また、上記実施例では、アイソレータで説明した
が、サーキュレータであっても同様である。

【００３４】本発明の実施例によれば、単に入力側の
み、または出力側のみ、または入力側及び出力側のみに
インダクタとコンデンサを直列に接続することにより、
広帯域化を計るとともに、２倍波、３倍波といった高調
波を抑制することが出来、従来別部品として付加されて
いたローパスフィルタといった部品を排除出来、集中定
数型非可逆回路素子の高機能化と、マイクロ波装置の小
型化を達成することができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、集中定数型非可逆回路
素子において、入力側および／または出力側の中心導体
にインダクタとコンデンサの直列ＬＣ回路を接続するこ
とにより、広帯域化を計るとともに高調波の高減衰を得
ることができる集中定数型非可逆回路素子を得ることが
できる。また樹脂ケースを用い、面実装であり、しかも
コンパクトにまとまった集中定数型非可逆回路素子であ
って、高調波の高減衰を得ることができる。また、従来
複数の部品が必要だったものを１つの部品で達成するこ
とができる。また集中定数型非可逆回路素子としても従
来と同サイズで、しかも簡単な構造で達成されるもので
あり、機器の小型化、低コスト化に極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の分解斜視図である。

【図２】本発明に係る第１実施例の等価回路図である。

【図３】本発明に係る第１実施例の樹脂ケースの平面図
である。

【図４】本発明に係る第１実施例の中心導体と直列ＬＣ
回路の接続部の説明図である。

【図５】従来例の分解斜視図である。

【図６】従来の一例の等価回路図である。

【符号の説明】

１１下ケース１２樹脂ケース１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ外
部端子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｅ、１４ｆ接続電極１５貫通穴１６中心導体組立品１７、１８、１９整合用コンデンサ２０抵抗素子２１、２２直列ＬＣ回路用コンデンサ２３フェライト２４、２５、２６中心導体２７、２８直列ＬＣ回路用インダクタ２９樹脂モールド３０磁石３１上ケース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フェライトに電気的絶縁状態で複数の中
心導体を交差状に配置して構成された中心導体組立品
と、前記各中心導体に接続される整合用容量素子と、前
記中心導体組立品及び前記容量素子等を位置決めする凹
部及び外部端子を有する樹脂ケースと、前記フェライト
に直流磁界を印可する永久磁石を有し、これらを磁性ヨ
ークを兼ねる金属ケース内に配置してなる集中定数型非
可逆回路素子であり、前記中心導体のうち入力及び／又
は出力用の中心導体と、該入力及び／又は出力端子との
間に直列ＬＣ回路が接続されており、前記樹脂ケースは
前記整合用及び直列ＬＣ回路用の容量素子を位置決めす
る凹部を有し、該凹部の底部には、外部端子に導通した
接続電極を有し、該接続電極上に前記整合用及び直列Ｌ
Ｃ回路用の容量素子の一方の電極を接続して、各容量素
子が配置され、前記中心導体の一端は、前記整合用容量
素子の他方の電極に接続され、前記入力用及び／又は出
力用の中心導体と、前記直列ＬＣ回路用の容量素子の他
方の電極との間に、Ｌ素子が接続されていることを特徴
とする集中定数型非可逆回路素子。
【請求項２】前記Ｌ素子を収納する凹部を有し、前記
整合用容量素子を支持する凸部を有し、磁石を位置決め
する貫通穴を有する樹脂モールドが前記樹脂ケース上に
配置されていることを特徴とする請求項１記載の集中定
数型非可逆回路素子。
【請求項３】前記中心導体組立品が配置される前記樹
脂ケースの凹部は、貫通穴となっていることを特徴とす
る請求項１記載の集中定数型非可逆回路素子。
【請求項４】前記直列ＬＣ回路が接続されない中心導
体のうち、少なくとも１つの中心導体の他端は抵抗に接
続されて終端されていることを特徴とする請求項１記載
の集中定数型非可逆回路素子。
【請求項５】前記Ｌ素子は、チップインダクタである
ことを特徴とする請求項１記載の集中定数型非可逆回路
素子。