JP2003124710A - 非可逆回路モジュール - Google Patents
非可逆回路モジュールInfo
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Landscapes
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型かつ電気的性能、特に方向性に優れた非
可逆回路モジュールを提供する。 【解決手段】 磁性体に直流磁界を印加する永久磁石
と、一端を共通端とし他端を高周波信号の入出力端とす
る複数の中心導体を、前記磁性体に配した組立体と、複
数の誘電体層と導体層を積層した積層体に積層形成され
た複数の負荷容量と、該負荷容量の一つと並列接続され
る第１の抵抗を具備する非可逆回路と、前記中心導体の
何れかに接続される第１の伝送線路と、該第１の伝送線
路と電磁結合する第２の伝送線路と、当該第２の伝送線
路の一端に直列に接続する第２の抵抗を具備する方向性
結合回路と有し、前記第１の抵抗は、前記負荷容量のグ
ランド側電極の一部を構成する第１のグランド電極に接
続され、前記第２の抵抗は前記負荷容量のグランド側電
極の他の一部を構成する第２のグランド電極に接続さ
れ、前記第１のグランド電極と第２のグランド電極とは
前記積層体の異なる層に配設されることを特徴とした。
可逆回路モジュールを提供する。 【解決手段】 磁性体に直流磁界を印加する永久磁石
と、一端を共通端とし他端を高周波信号の入出力端とす
る複数の中心導体を、前記磁性体に配した組立体と、複
数の誘電体層と導体層を積層した積層体に積層形成され
た複数の負荷容量と、該負荷容量の一つと並列接続され
る第１の抵抗を具備する非可逆回路と、前記中心導体の
何れかに接続される第１の伝送線路と、該第１の伝送線
路と電磁結合する第２の伝送線路と、当該第２の伝送線
路の一端に直列に接続する第２の抵抗を具備する方向性
結合回路と有し、前記第１の抵抗は、前記負荷容量のグ
ランド側電極の一部を構成する第１のグランド電極に接
続され、前記第２の抵抗は前記負荷容量のグランド側電
極の他の一部を構成する第２のグランド電極に接続さ
れ、前記第１のグランド電極と第２のグランド電極とは
前記積層体の異なる層に配設されることを特徴とした。
Description
【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やア
イソレータを方向性結合器と複合一体化した非可逆回路
モジュールに関する。
イクロ波通信機器などに使用されるサーキュレータやア
イソレータを方向性結合器と複合一体化した非可逆回路
モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】無線通信装置、例えば携帯電話の普及に
は、目を見張るものがあり、携帯電話の機能、サービス
の向上が益々図られている。このような携帯電話のシス
テムとしては、例えば主に欧州で盛んなＥＧＳＭ（ Ex
tended Global System forMobile Communications
）方式、ＤＣＳ１８００（ Digital Cellular Sys
tem １８００ ）方式、米国で盛んなＰＣＳ（ Perso
nal CommunicationsService ）方式、日本で採用され
ているＰＤＣ（ Personal Digital Cellular ）方
式、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wide-band CDMA ）などの様々なシ
ステムがあるが、例えばＰＤＣなどにおいては、基地局
から移動局（携帯電話）へ送信出力を規制する送信出力
制御信号を送って移動局の送信出力電力の制御を行うこ
とが定められている。
は、目を見張るものがあり、携帯電話の機能、サービス
の向上が益々図られている。このような携帯電話のシス
テムとしては、例えば主に欧州で盛んなＥＧＳＭ（ Ex
tended Global System forMobile Communications
）方式、ＤＣＳ１８００（ Digital Cellular Sys
tem １８００ ）方式、米国で盛んなＰＣＳ（ Perso
nal CommunicationsService ）方式、日本で採用され
ているＰＤＣ（ Personal Digital Cellular ）方
式、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wide-band CDMA ）などの様々なシ
ステムがあるが、例えばＰＤＣなどにおいては、基地局
から移動局（携帯電話）へ送信出力を規制する送信出力
制御信号を送って移動局の送信出力電力の制御を行うこ
とが定められている。
【０００３】また、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅ‐ｂａｎｄ
ＣＤＭＡ 送信周波数 １．９２ＧＨｚ〜１．９８Ｇ
Ｈｚ、受信周波数 ２．１１〜２．１７ＧＨｚ）、すな
わちスペクトラム拡散を使う符号分割多元接続（ＣＤＭ
Ａ）技術では、システム容量を最大にし、かつ周波数有
効利用度の向上を図るために、基地局に到来する各移動
局の電波がいつも一定かつ同一レベルになるように、移
動局の送信電力を広い可変範囲、例えば、７０〜８０ｄ
Ｂの広い範囲できめ細かく適応制御することが必要であ
るとともに、最大電力時のみならず送信電力を低く制御
した状態での高効率化，低消費電力化が大きなニーズと
なっている。
ＣＤＭＡ 送信周波数 １．９２ＧＨｚ〜１．９８Ｇ
Ｈｚ、受信周波数 ２．１１〜２．１７ＧＨｚ）、すな
わちスペクトラム拡散を使う符号分割多元接続（ＣＤＭ
Ａ）技術では、システム容量を最大にし、かつ周波数有
効利用度の向上を図るために、基地局に到来する各移動
局の電波がいつも一定かつ同一レベルになるように、移
動局の送信電力を広い可変範囲、例えば、７０〜８０ｄ
Ｂの広い範囲できめ細かく適応制御することが必要であ
るとともに、最大電力時のみならず送信電力を低く制御
した状態での高効率化，低消費電力化が大きなニーズと
なっている。
【０００４】このような無線通信装置として、携帯電
話，自動車電話等の回路ブロックの一例を図１に示す。
この例では送信部と受信部とを１つのアンテナの分岐部
を介して共用するように構成している。この送信部で
は、前記のように送信出力を制御することが必要である
とともに、アンテナ６のインピーダンス変動等により送
信出力電力の一部が反射し、この反射電力によりパワー
アンプ１が損傷する場合や、隣接チャンネルの信号がア
ンテナ６から進入して相互変調が発生する場合があり、
対策が必要である。このため、変調回路部（図示せず）
から伝送され、パワーアンプ１で増幅された高周波信号
を、方向性結合器２に通過させることにより、前記高周
波信号に比例する出力を取出して、自動利得制御回路７
０に供給し前記パワーアンプ１の出力電力を制御すると
ともに、方向性結合器２の後段側にアイソレータ３を配
置して、方向性結合器２の後段側に配置されるローパス
フィルタ４、アンテナ共用器５、アンテナ６などの各部
品の特性インピーダンスと、線路インピーダンスの不整
合などにより生じた反射波がパワーアンプ１に進入する
のを防いでいる。
話，自動車電話等の回路ブロックの一例を図１に示す。
この例では送信部と受信部とを１つのアンテナの分岐部
を介して共用するように構成している。この送信部で
は、前記のように送信出力を制御することが必要である
とともに、アンテナ６のインピーダンス変動等により送
信出力電力の一部が反射し、この反射電力によりパワー
アンプ１が損傷する場合や、隣接チャンネルの信号がア
ンテナ６から進入して相互変調が発生する場合があり、
対策が必要である。このため、変調回路部（図示せず）
から伝送され、パワーアンプ１で増幅された高周波信号
を、方向性結合器２に通過させることにより、前記高周
波信号に比例する出力を取出して、自動利得制御回路７
０に供給し前記パワーアンプ１の出力電力を制御すると
ともに、方向性結合器２の後段側にアイソレータ３を配
置して、方向性結合器２の後段側に配置されるローパス
フィルタ４、アンテナ共用器５、アンテナ６などの各部
品の特性インピーダンスと、線路インピーダンスの不整
合などにより生じた反射波がパワーアンプ１に進入する
のを防いでいる。
【０００５】この様な回路ブロックを有する無線通信装
置の小型化が望まれており、特に携帯電話にあっては、
方向性結合器２、ローパスフィルタ４、パワーアンプ１
の占有面積を少しでも小さくしたい、あるいは、低価格
化を志向するため機能あたりの価格を少しでも下げた
い、部品点数を削減したいといった要求がますます高ま
っている。このような要求に対し、方向性結合器２、非
可逆回路素子３、ローパスフィルタ４、パワーアンプ１
をそれぞれ小型化することで占有面積を低減することは
可能であるが、自ずと限界がある。
置の小型化が望まれており、特に携帯電話にあっては、
方向性結合器２、ローパスフィルタ４、パワーアンプ１
の占有面積を少しでも小さくしたい、あるいは、低価格
化を志向するため機能あたりの価格を少しでも下げた
い、部品点数を削減したいといった要求がますます高ま
っている。このような要求に対し、方向性結合器２、非
可逆回路素子３、ローパスフィルタ４、パワーアンプ１
をそれぞれ小型化することで占有面積を低減することは
可能であるが、自ずと限界がある。
【０００６】図９は従来の非可逆回路素子の分解斜視図
である。この非可逆回路素子は、中心導体（磁性体であ
るフェライトに信号電力を加えたり取出したりする導体
であって、信号入力用、信号出力用、反射波吸収用の３
本ある。）として、薄い銅板から成るグランド電極から
３方向に放射状に延びたストリップラインの中心導体１
４ａ，１４ｂ，１４ｃで、ガーネット型のフェライトの
磁性体１３を包み、これらのストリップラインを互いに
絶縁を保ち中央１２０度で交差するようにして織り込ん
で組立体１０とし、負荷容量Ｃ１を形成した誘電体基板
１１の略中央部の穴部１５に配置し、入出力電極を前記
誘電体基板上面の外部電極に半田付けする。さらにフェ
ライトの中心導体の上には直流磁界を与えるための永久
磁石９とヨークを兼ねた金属製ケース７を配置し、さら
に下側の金属製ケース８との間で磁気回路を構成して非
可逆回路素子としている。
である。この非可逆回路素子は、中心導体（磁性体であ
るフェライトに信号電力を加えたり取出したりする導体
であって、信号入力用、信号出力用、反射波吸収用の３
本ある。）として、薄い銅板から成るグランド電極から
３方向に放射状に延びたストリップラインの中心導体１
４ａ，１４ｂ，１４ｃで、ガーネット型のフェライトの
磁性体１３を包み、これらのストリップラインを互いに
絶縁を保ち中央１２０度で交差するようにして織り込ん
で組立体１０とし、負荷容量Ｃ１を形成した誘電体基板
１１の略中央部の穴部１５に配置し、入出力電極を前記
誘電体基板上面の外部電極に半田付けする。さらにフェ
ライトの中心導体の上には直流磁界を与えるための永久
磁石９とヨークを兼ねた金属製ケース７を配置し、さら
に下側の金属製ケース８との間で磁気回路を構成して非
可逆回路素子としている。
【０００７】前記非可逆回路素子３を小型化しようとす
れば、単純には組立体１０や誘電体基板１１を小形に構
成すればよいが、組立体１０の小型化は非可逆回路素子
として最適動作する磁性体寸法から逸脱することにな
り、また誘電体基板を小形化するのに、必要な負荷容量
を得るため高誘電率の誘電体材料を使用すると、誘電体
材料の損失が相対的に増加し、非可逆回路素子としての
電気的特性が劣化してしまう問題があった。
れば、単純には組立体１０や誘電体基板１１を小形に構
成すればよいが、組立体１０の小型化は非可逆回路素子
として最適動作する磁性体寸法から逸脱することにな
り、また誘電体基板を小形化するのに、必要な負荷容量
を得るため高誘電率の誘電体材料を使用すると、誘電体
材料の損失が相対的に増加し、非可逆回路素子としての
電気的特性が劣化してしまう問題があった。
【０００８】また、小型の方向性結合器として、特開平
９−２１４２１３号に開示されたＬＴＣＣ技術を用いた
積層型方向性結合器がある。このような積層型方向性結
合器ではすでに２．０ｍｍ×１．２ｍｍ×１．０ｍｍサ
イズのものが開発されている。しかしながら、更なる小
型化は、アイソレーション特性の劣化を招く。これによ
り、方向性結合器の重要な特性である方向性が得られ
ず、その結果送信信号の進行方向とは逆の反射波の一部
あるいは全部が結合取出し端子に流れ込み、所望の結合
度が得られないといった問題もあった。
９−２１４２１３号に開示されたＬＴＣＣ技術を用いた
積層型方向性結合器がある。このような積層型方向性結
合器ではすでに２．０ｍｍ×１．２ｍｍ×１．０ｍｍサ
イズのものが開発されている。しかしながら、更なる小
型化は、アイソレーション特性の劣化を招く。これによ
り、方向性結合器の重要な特性である方向性が得られ
ず、その結果送信信号の進行方向とは逆の反射波の一部
あるいは全部が結合取出し端子に流れ込み、所望の結合
度が得られないといった問題もあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように回路素子単
体での小型化は様々な問題を有するが、本発明者等は従
来、非可逆回路素子の負荷容量を構成する積層誘電体基
板１１に、ＬＴＣＣ技術を用いて方向性結合器２を積層
一体化することを着想した。図２に非可逆回路素子と方
向性結合器を一体化し非可逆回路モジュール２０とした
場合の等価回路の一例を示す。非可逆回路モジュール２
０は、非可逆回路３のポートＰ４とグランドとの間に、
負荷容量Ｃ２と第１の抵抗Ｒｉとを並列接続し、非可逆
回路３のポートＰ３に方向性結合回路２を構成する第１
の伝送線路２００を接続し、そして、この第１の伝送線
路２００と電磁結合するように第２の伝送線路２０１を
配置し、さらに、その一端を第２の抵抗Ｒｃを介してグ
ランドに接続して構成される。しかしながら、誘電体基
板１１を単純に積層化して積層体となし、方向性結合回
路２を内蔵させて非可逆回路モジュール２０とした場
合、十分なアイソレーション特性が得られない場合があ
った。そこで本発明は、非可逆回路と方向性結合回路を
複合一体化し、小型かつ電気的性能、特に方向性に優れ
た非可逆回路モジュールを提供することを目的とする。
体での小型化は様々な問題を有するが、本発明者等は従
来、非可逆回路素子の負荷容量を構成する積層誘電体基
板１１に、ＬＴＣＣ技術を用いて方向性結合器２を積層
一体化することを着想した。図２に非可逆回路素子と方
向性結合器を一体化し非可逆回路モジュール２０とした
場合の等価回路の一例を示す。非可逆回路モジュール２
０は、非可逆回路３のポートＰ４とグランドとの間に、
負荷容量Ｃ２と第１の抵抗Ｒｉとを並列接続し、非可逆
回路３のポートＰ３に方向性結合回路２を構成する第１
の伝送線路２００を接続し、そして、この第１の伝送線
路２００と電磁結合するように第２の伝送線路２０１を
配置し、さらに、その一端を第２の抵抗Ｒｃを介してグ
ランドに接続して構成される。しかしながら、誘電体基
板１１を単純に積層化して積層体となし、方向性結合回
路２を内蔵させて非可逆回路モジュール２０とした場
合、十分なアイソレーション特性が得られない場合があ
った。そこで本発明は、非可逆回路と方向性結合回路を
複合一体化し、小型かつ電気的性能、特に方向性に優れ
た非可逆回路モジュールを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁性体に直流
磁界を印加する永久磁石と、一端を共通端とし他端を高
周波信号の入出力端とする複数の中心導体を、前記磁性
体に配した組立体と、複数の誘電体層と導体層を積層し
た積層体に積層形成された複数の負荷容量と、該負荷容
量の一つと並列接続される第１の抵抗を具備する非可逆
回路と、前記中心導体の何れかに接続される第１の伝送
線路と、該第１の伝送線路と電磁結合する第２の伝送線
路と、当該第２の伝送線路の一端に直列に接続する第２
の抵抗を具備する方向性結合回路と有し、前記第１の抵
抗は、前記負荷容量のグランド側電極の一部を構成する
第１のグランド電極に接続され、前記第２の抵抗は前記
負荷容量のグランド側電極の他の一部を構成する第２の
グランド電極に接続され、前記第１のグランド電極と第
２のグランド電極とは前記積層体の異なる層に配設され
る非可逆回路モジュールである。本発明においては、前
記第１のグランド電極と第２のグランド電極とは、前記
積層体に形成されたビアホール又は側面電極により、互
いに電気的に接続される。
磁界を印加する永久磁石と、一端を共通端とし他端を高
周波信号の入出力端とする複数の中心導体を、前記磁性
体に配した組立体と、複数の誘電体層と導体層を積層し
た積層体に積層形成された複数の負荷容量と、該負荷容
量の一つと並列接続される第１の抵抗を具備する非可逆
回路と、前記中心導体の何れかに接続される第１の伝送
線路と、該第１の伝送線路と電磁結合する第２の伝送線
路と、当該第２の伝送線路の一端に直列に接続する第２
の抵抗を具備する方向性結合回路と有し、前記第１の抵
抗は、前記負荷容量のグランド側電極の一部を構成する
第１のグランド電極に接続され、前記第２の抵抗は前記
負荷容量のグランド側電極の他の一部を構成する第２の
グランド電極に接続され、前記第１のグランド電極と第
２のグランド電極とは前記積層体の異なる層に配設され
る非可逆回路モジュールである。本発明においては、前
記第１のグランド電極と第２のグランド電極とは、前記
積層体に形成されたビアホール又は側面電極により、互
いに電気的に接続される。
【００１１】アイソレーションは、図６に示すように不
要な反射波がアンテナ側からのポートＰ３に入力する際
に、方向性結合回路のポートＰ５に現れる高周波信号の
量を示したものである。本発明者等はこのような反射波
の経路として経路１及び経路２の２経路について、その
影響を鋭意研究したところ、積層体の構造によりグラン
ドが不安定であると、前記経路２において方向性結合回
路のポートＰ５へ現れる高周波信号が増大することを知
見した。
要な反射波がアンテナ側からのポートＰ３に入力する際
に、方向性結合回路のポートＰ５に現れる高周波信号の
量を示したものである。本発明者等はこのような反射波
の経路として経路１及び経路２の２経路について、その
影響を鋭意研究したところ、積層体の構造によりグラン
ドが不安定であると、前記経路２において方向性結合回
路のポートＰ５へ現れる高周波信号が増大することを知
見した。
【００１２】前記積層体に形成されるグランドは、広が
りを有する電極層で形成される。グランドを安定化する
には、この電極層において高周波電流の分布を一様にす
るのが好ましい。その手段として多数のビアホール、外
部電極で、非可逆回路モジュールが実装される回路基板
のグランドと接続するのが好ましいが、多数のビアホー
ルを用いると、積層体の変形や、割れ、クラックを誘発
しやすい。また、限られた面積において、多数の外部電
極を形成するのも限度があり、安定したグランドを得る
のは、なかなか困難である。そこで本発明では、非可逆
回路の前記第１の抵抗と接続される第１のグランド電極
と、方向性結合回路の前記第２の抵抗と接続される第２
のグランド電極とを、前記積層体の異なる層に配設し
て、非可逆回路、方向性結合回路のグランドを安定させ
た。
りを有する電極層で形成される。グランドを安定化する
には、この電極層において高周波電流の分布を一様にす
るのが好ましい。その手段として多数のビアホール、外
部電極で、非可逆回路モジュールが実装される回路基板
のグランドと接続するのが好ましいが、多数のビアホー
ルを用いると、積層体の変形や、割れ、クラックを誘発
しやすい。また、限られた面積において、多数の外部電
極を形成するのも限度があり、安定したグランドを得る
のは、なかなか困難である。そこで本発明では、非可逆
回路の前記第１の抵抗と接続される第１のグランド電極
と、方向性結合回路の前記第２の抵抗と接続される第２
のグランド電極とを、前記積層体の異なる層に配設し
て、非可逆回路、方向性結合回路のグランドを安定させ
た。
【００１３】
【発明の実施の形態】（実施例）以下本発明の実施例に
ついて、図３、４を用いて詳細に説明する。図３は本発
明の一実施例に係る非可逆回路モジュールの分解斜視図
であり、図４は発明の一実施例に係る非可逆回路モジュ
ールに用いる積層体１１の各層毎の展開図である。この
非可逆回路モジュールは非可逆回路と方向性結合器の機
能を備えるものでり、非可逆回路の一部である組立体１
０は、例えば円板状の接地用導体から放射状に３つの中
心導体１４ａ、１４ｂ、１４ｃが突出した構造の導体の
上に、ガーネットなどの磁性体の円板１３を配置し、円
板の側面に沿って前記中心導体を折り曲げられ、それぞ
れの中心導体１４ａ、１４ｂ、１４ｃを絶縁フィルムな
どを間に挟むようにして、絶縁状態で１２０度間隔で重
ねられ構成される。組立体１０は、他の例としてドクタ
ーブレード法等のシート化技術を用いて、磁性体をシー
ト化し、これに中心導体となる電極パターンを形成して
積層一体化し焼結して構成するものや、焼結した磁性体
に薄膜技術を用いて中心導体を形成して構成するものな
どがある。また、磁性体の形状は、矩形、多角形等、特
に円形状には限定されない。
ついて、図３、４を用いて詳細に説明する。図３は本発
明の一実施例に係る非可逆回路モジュールの分解斜視図
であり、図４は発明の一実施例に係る非可逆回路モジュ
ールに用いる積層体１１の各層毎の展開図である。この
非可逆回路モジュールは非可逆回路と方向性結合器の機
能を備えるものでり、非可逆回路の一部である組立体１
０は、例えば円板状の接地用導体から放射状に３つの中
心導体１４ａ、１４ｂ、１４ｃが突出した構造の導体の
上に、ガーネットなどの磁性体の円板１３を配置し、円
板の側面に沿って前記中心導体を折り曲げられ、それぞ
れの中心導体１４ａ、１４ｂ、１４ｃを絶縁フィルムな
どを間に挟むようにして、絶縁状態で１２０度間隔で重
ねられ構成される。組立体１０は、他の例としてドクタ
ーブレード法等のシート化技術を用いて、磁性体をシー
ト化し、これに中心導体となる電極パターンを形成して
積層一体化し焼結して構成するものや、焼結した磁性体
に薄膜技術を用いて中心導体を形成して構成するものな
どがある。また、磁性体の形状は、矩形、多角形等、特
に円形状には限定されない。
【００１４】組立体１０は、積層体１１の略中央部に設
けられた凹部１５に挿入される。中心導体１４ａ〜１４
cの一端は、積層体１１の上面に形成された負荷容量Ｃ
１〜Ｃ３を構成する電極パターン５０ａ〜５０cに接続
され、各中心導体の他端はガーネット磁性体１３の下面
に位置するグランド電極を介して樹脂ベース１２のグラ
ンド電極（導体板）１８に接続される。更に組立体１０
に直流磁界を印加するための永久磁石９を配置し、それ
らの上下から磁性ヨークを兼ねる金属ケース７、８で囲
むようにして本発明の非可逆回路モジュールが構成され
る。
けられた凹部１５に挿入される。中心導体１４ａ〜１４
cの一端は、積層体１１の上面に形成された負荷容量Ｃ
１〜Ｃ３を構成する電極パターン５０ａ〜５０cに接続
され、各中心導体の他端はガーネット磁性体１３の下面
に位置するグランド電極を介して樹脂ベース１２のグラ
ンド電極（導体板）１８に接続される。更に組立体１０
に直流磁界を印加するための永久磁石９を配置し、それ
らの上下から磁性ヨークを兼ねる金属ケース７、８で囲
むようにして本発明の非可逆回路モジュールが構成され
る。
【００１５】前記積層体１１は低温焼成が可能なセラミ
ック誘電体材料、例えば比誘電率εｒが約８で、９００
℃で焼成可能な誘電材料を用いる。これをバインダー、
溶媒と共にスラリーとしてドクターブレード法で厚さが
３０μｍ〜１００μｍのグリーンシートを作製する。各
グリーンシート上にＡｇ、Ｃｕ等の導体を主体とする導
電ペーストを印刷して方向性結合回路の第1及び第２の
伝送線路と、非可逆回路の負荷容量を構成する電極パタ
ーンを形成し、これら複数のグリーンシートを積層して
一体化し、焼結することにより製造することができる。
ック誘電体材料、例えば比誘電率εｒが約８で、９００
℃で焼成可能な誘電材料を用いる。これをバインダー、
溶媒と共にスラリーとしてドクターブレード法で厚さが
３０μｍ〜１００μｍのグリーンシートを作製する。各
グリーンシート上にＡｇ、Ｃｕ等の導体を主体とする導
電ペーストを印刷して方向性結合回路の第1及び第２の
伝送線路と、非可逆回路の負荷容量を構成する電極パタ
ーンを形成し、これら複数のグリーンシートを積層して
一体化し、焼結することにより製造することができる。
【００１６】積層体１１の内部構造の一例を積層順に従
って図４を用いて説明する。この積層体１１はＷ−ＣＤ
ＭＡ（Ｗｉｄｅ‐ｂａｎｄ ＣＤＭＡ 送信周波数＝
１．９２ＧＨｚ〜１．９８ＧＨｚ）の非可逆回路モジュ
ールに用いられるものである。なお、ここでは説明の簡
略化の為に無線通信装置のシステムとしてＷ−ＣＤＭＡ
を例にとるが、他のシステムであっても本発明の効果に
変わりない。
って図４を用いて説明する。この積層体１１はＷ−ＣＤ
ＭＡ（Ｗｉｄｅ‐ｂａｎｄ ＣＤＭＡ 送信周波数＝
１．９２ＧＨｚ〜１．９８ＧＨｚ）の非可逆回路モジュ
ールに用いられるものである。なお、ここでは説明の簡
略化の為に無線通信装置のシステムとしてＷ−ＣＤＭＡ
を例にとるが、他のシステムであっても本発明の効果に
変わりない。
【００１７】まず最上層のグリーンシートａには、負荷
容量Ｃ１〜Ｃ３用の電極パターン５０ａ〜５０ｃや接続
用の電極パターン５０ｄ〜５０ｇ及びスルーホール電極
（図中黒丸で表示）が形成されている。そして積層体１
１の上面には抵抗Ｒｉ，Ｒｃが印刷、焼き付け法により
形成されている。抵抗Ｒｉは非可逆回路用抵抗（第１の
抵抗）、抵抗Ｒｃは方向性結合回路用抵抗（第２の抵
抗）である。印刷抵抗の代わりにチップ抵抗を用いるこ
とも可能であり、また、積層体との同時焼成によって各
々の抵抗を形成することも可能である。グリーンシート
ａの下層には第１の伝送線路２００を構成するライン電
極とスルーホール電極が形成されたグリーンシートｂが
積層され、次に負荷容量用の電極パターン５１ａ〜５１
ｃ及びスルーホール電極が形成されたグリーンシート
ｃ、グランド電極６２とスルーホール電極が形成された
グリーンシートｄ、グランド電極６２とスルーホール電
極が形成されたグリーンシートｄ、第２の伝送線路２０
１を構成する導体層からなるライン電極を形成したグリ
ーンシートｅが順次積層される。最下層のグリーンシー
トｅの裏面側ｆには、ほぼ全面にグランド電極６３を形
成するとともに、樹脂ベース１２に形成された接続電極
３０ａ〜３０ｃと接続する電極パターン８０ａ〜８０ｃ
が設けられている。前記電極パターン５０ａ，５１ａ，
電極パターン５０ｂ，５１ｂ、電極パターン５０ｃ，５
１ｃは、グランド電極６１，６２とでそれぞれ負荷容量
Ｃ１〜Ｃ３を構成する。前記第１の抵抗Ｒｉは、スルー
ホールを介してグリーンシートｂに形成されたグランド
電極６１と接続され、第２の抵抗Ｒｃはスルーホールを
介してグリーンシートｄに形成されたグランド電極６２
と接続される。このように構成し、方向性結合回路の吸
収抵抗となる第２の抵抗Ｒｃを積層体内で、実装面に近
い下面側に配置することで、非可逆回路、方向性結合回
路のグランドを安定化している。
容量Ｃ１〜Ｃ３用の電極パターン５０ａ〜５０ｃや接続
用の電極パターン５０ｄ〜５０ｇ及びスルーホール電極
（図中黒丸で表示）が形成されている。そして積層体１
１の上面には抵抗Ｒｉ，Ｒｃが印刷、焼き付け法により
形成されている。抵抗Ｒｉは非可逆回路用抵抗（第１の
抵抗）、抵抗Ｒｃは方向性結合回路用抵抗（第２の抵
抗）である。印刷抵抗の代わりにチップ抵抗を用いるこ
とも可能であり、また、積層体との同時焼成によって各
々の抵抗を形成することも可能である。グリーンシート
ａの下層には第１の伝送線路２００を構成するライン電
極とスルーホール電極が形成されたグリーンシートｂが
積層され、次に負荷容量用の電極パターン５１ａ〜５１
ｃ及びスルーホール電極が形成されたグリーンシート
ｃ、グランド電極６２とスルーホール電極が形成された
グリーンシートｄ、グランド電極６２とスルーホール電
極が形成されたグリーンシートｄ、第２の伝送線路２０
１を構成する導体層からなるライン電極を形成したグリ
ーンシートｅが順次積層される。最下層のグリーンシー
トｅの裏面側ｆには、ほぼ全面にグランド電極６３を形
成するとともに、樹脂ベース１２に形成された接続電極
３０ａ〜３０ｃと接続する電極パターン８０ａ〜８０ｃ
が設けられている。前記電極パターン５０ａ，５１ａ，
電極パターン５０ｂ，５１ｂ、電極パターン５０ｃ，５
１ｃは、グランド電極６１，６２とでそれぞれ負荷容量
Ｃ１〜Ｃ３を構成する。前記第１の抵抗Ｒｉは、スルー
ホールを介してグリーンシートｂに形成されたグランド
電極６１と接続され、第２の抵抗Ｒｃはスルーホールを
介してグリーンシートｄに形成されたグランド電極６２
と接続される。このように構成し、方向性結合回路の吸
収抵抗となる第２の抵抗Ｒｃを積層体内で、実装面に近
い下面側に配置することで、非可逆回路、方向性結合回
路のグランドを安定化している。
【００１８】なお、本実施例においては、第１及び第２
の伝送線路２００、２０１を構成するライン電極を、そ
れぞれ略１ターン巻回されたコイル型とし、誘電体層を
介して上下に１００μｍ離間し対向させて配置し、結合
度を２０ｄＢとして構成している。この様なコイル結合
型構造とすれば、主線路と副線路の層間距離、及び重な
る部分の線路長の両者で結合度を容易に制御できるので
好ましい。もちろん、積層体１１の形状に応じてライン
電極を１ターン以上巻回する構造としても良い。
の伝送線路２００、２０１を構成するライン電極を、そ
れぞれ略１ターン巻回されたコイル型とし、誘電体層を
介して上下に１００μｍ離間し対向させて配置し、結合
度を２０ｄＢとして構成している。この様なコイル結合
型構造とすれば、主線路と副線路の層間距離、及び重な
る部分の線路長の両者で結合度を容易に制御できるので
好ましい。もちろん、積層体１１の形状に応じてライン
電極を１ターン以上巻回する構造としても良い。
【００１９】前記方向性結合回路２のインピーダンス
は、伝送線路のライン幅や、そのグランド面からの距離
等により決定される。また非可逆回路３のインピーダン
スは組立体１０を構成する磁性体１３、中心導体１４ａ
〜１４ｃ、永久磁石９の磁気特性により決定され、これ
らを適宜選択・調整することで所望の特性インピーダン
スとなるように構成している。方向性結合回路２や非可
逆回路３の特性インピーダンスは５０Ωで設定するのが
一般的であるが、従来のように方向性結合器２と非可逆
回路素子３を、それぞれ別体で構成する場合にあでは、
製造上のばらつき、例えば誘電体層の厚みばらつきや、
伝送線路のライン幅のばらつき、磁性体材料のばらつき
等々により前記特性インピーダンスもばらつくのが実際
である。このため、方向性結合器２と非可逆回路素子３
を従来の様に、それぞれ単品として組み合わせると、入
出力端Ｐ２においてインピーダンスの不整合を生じ、挿
入損失特性が劣化してしまうが、本発明の如く、前記積
層体に方向性結合回路２を構成する２つの伝送線路２０
０，２０１と非可逆回路３を構成する負荷容量Ｃ１〜Ｃ
３を一体化すれば、非可逆回路３の特性インピーダンス
を前記永久磁石９による直流磁界を調整することで、方
向性結合回路３の特性インピーダンスに合わせることが
可能であり、実質的にポートＰ２におけるインピーダン
スの不整合を極めて小さく構成できる。また複数の誘電
体層と導体層を積層した積層体に負荷容量Ｃ１〜Ｃ３
と、第１、第２の伝送線路２００，２０１を積層形成す
るので、小形の非可逆回路モジュール２０を実現でき
る。
は、伝送線路のライン幅や、そのグランド面からの距離
等により決定される。また非可逆回路３のインピーダン
スは組立体１０を構成する磁性体１３、中心導体１４ａ
〜１４ｃ、永久磁石９の磁気特性により決定され、これ
らを適宜選択・調整することで所望の特性インピーダン
スとなるように構成している。方向性結合回路２や非可
逆回路３の特性インピーダンスは５０Ωで設定するのが
一般的であるが、従来のように方向性結合器２と非可逆
回路素子３を、それぞれ別体で構成する場合にあでは、
製造上のばらつき、例えば誘電体層の厚みばらつきや、
伝送線路のライン幅のばらつき、磁性体材料のばらつき
等々により前記特性インピーダンスもばらつくのが実際
である。このため、方向性結合器２と非可逆回路素子３
を従来の様に、それぞれ単品として組み合わせると、入
出力端Ｐ２においてインピーダンスの不整合を生じ、挿
入損失特性が劣化してしまうが、本発明の如く、前記積
層体に方向性結合回路２を構成する２つの伝送線路２０
０，２０１と非可逆回路３を構成する負荷容量Ｃ１〜Ｃ
３を一体化すれば、非可逆回路３の特性インピーダンス
を前記永久磁石９による直流磁界を調整することで、方
向性結合回路３の特性インピーダンスに合わせることが
可能であり、実質的にポートＰ２におけるインピーダン
スの不整合を極めて小さく構成できる。また複数の誘電
体層と導体層を積層した積層体に負荷容量Ｃ１〜Ｃ３
と、第１、第２の伝送線路２００，２０１を積層形成す
るので、小形の非可逆回路モジュール２０を実現でき
る。
【００２０】この様に構成された積層体１１の略中央部
には、透孔１５が形成されており、前記組立体１０が収
容される。中心導体１４ａの一端は積層体１１の上面に
形成された負荷容量を構成する導体層である電極パター
ン５０ａに接続され、中心導体１４ｂは電極パターン５
０ｂ，５０ｄに接続し、中心電極１４ｃの一端は積層体
上面の電極パターン５０ｃに接続される。他端はガーネ
ット１３の下面に位置する前記グランド電極を介して樹
脂ベース１２のグランド電極１８（導体板）に接続され
る。そして樹脂ベース１２の側面には、外部ポート１７
ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ，１７ｆが形成さ
れており、この外部ポートにより非可逆回路モジュール
が実装基板と接続される。このように構成して、外形寸
法が４ｍｍ×４ｍｍ×１．７ｍｍの超小型の非可逆回路
モジュールを作製した。
には、透孔１５が形成されており、前記組立体１０が収
容される。中心導体１４ａの一端は積層体１１の上面に
形成された負荷容量を構成する導体層である電極パター
ン５０ａに接続され、中心導体１４ｂは電極パターン５
０ｂ，５０ｄに接続し、中心電極１４ｃの一端は積層体
上面の電極パターン５０ｃに接続される。他端はガーネ
ット１３の下面に位置する前記グランド電極を介して樹
脂ベース１２のグランド電極１８（導体板）に接続され
る。そして樹脂ベース１２の側面には、外部ポート１７
ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ，１７ｆが形成さ
れており、この外部ポートにより非可逆回路モジュール
が実装基板と接続される。このように構成して、外形寸
法が４ｍｍ×４ｍｍ×１．７ｍｍの超小型の非可逆回路
モジュールを作製した。
【００２１】比較例として、図５に示す積層体１１を用
いて非可逆回路モジュールを作成した。この非可逆回路
モジュールでは、積層体１１において、第１の抵抗Ｒ
ｉ、第２の抵抗Ｒｃをグリーンシートｂに形成したグラ
ンド電極６１に接続している。たの構成は実施例とほぼ
同一なので、その説明を省く。
いて非可逆回路モジュールを作成した。この非可逆回路
モジュールでは、積層体１１において、第１の抵抗Ｒ
ｉ、第２の抵抗Ｒｃをグリーンシートｂに形成したグラ
ンド電極６１に接続している。たの構成は実施例とほぼ
同一なので、その説明を省く。
【００２２】図７及び図８に、本発明の非可逆回路モジ
ュールの実施例と、その比較例でのカップリング特性、
ポートＰ３とポートＰ５間でのアイソレーション特性を
示す。本発明の非可逆回路モジュールでは３１ｄＢ程度
のアイソレーション特性が得られるが、比較例の非可逆
回路モジュールは２２ｄＢ程度であり、本発明の如く構
成することにより出力ポートＰ３からカップリングポー
トＰ５へ漏れる高周波信号を極めて少なくすることが出
来ることが判る。また、方向性は比較例では１．２ｄＢ
程度しか得られないが、実施例では１２．７ｄＢ程度の
方向性が得られ、挿入損失も０．５ｄＢと、比較例の
０．６５ｄＢと比較し、低損失であった。
ュールの実施例と、その比較例でのカップリング特性、
ポートＰ３とポートＰ５間でのアイソレーション特性を
示す。本発明の非可逆回路モジュールでは３１ｄＢ程度
のアイソレーション特性が得られるが、比較例の非可逆
回路モジュールは２２ｄＢ程度であり、本発明の如く構
成することにより出力ポートＰ３からカップリングポー
トＰ５へ漏れる高周波信号を極めて少なくすることが出
来ることが判る。また、方向性は比較例では１．２ｄＢ
程度しか得られないが、実施例では１２．７ｄＢ程度の
方向性が得られ、挿入損失も０．５ｄＢと、比較例の
０．６５ｄＢと比較し、低損失であった。
【００２３】
【発明の効果】本発明によると、非可逆回路と方向性結
合回路を複合一体化し、小型かつ電気的性能、特に方向
性に優れた非可逆回路モジュールを提供することが出来
る。
合回路を複合一体化し、小型かつ電気的性能、特に方向
性に優れた非可逆回路モジュールを提供することが出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無線通信装置の送信部の一例を示す回路ブロ
ックである。
ックである。
【図２】 本発明の非可逆回路モジュールの一実施例に
係る等価回路である。
係る等価回路である。
【図３】 本発明の非可逆回路モジュールの一実施例に
係る分解斜視図である。
係る分解斜視図である。
【図４】 本発明の非可逆回路モジュールの一実施例に
用いる積層体の展開図である。
用いる積層体の展開図である。
【図５】 比較例の非可逆回路モジュールの積層体の展
開図である。
開図である。
【図６】 アイソレーション特性を説明するための等価
回路である。
回路である。
【図７】 本発明の非可逆回路モジュールの一実施例に
係る特性図である。
係る特性図である。
【図８】 比較例の非可逆回路モジュールの特性図であ
る。
る。
【図９】 従来の非可逆回路素子の分解斜視図である。
１ パワーアンプ
２ 方向性結合器、方向性結合回路
３ 非可逆回路素子、非可逆回路
４ ローパスフィルタ
５ アンテナ共用器
６ アンテナ
７ 金属ケース
８ 金属ケース
９ 永久磁石
１０ 組立体
１１ 積層体
１２ 樹脂ベース
１３ 磁性体
１４ａ〜１４ｃ 中心導体
１５ 凹部
２０ 非可逆回路モジュール
５０ａ〜５０ｃ 電極パターン
５１ａ〜５１ｃ 電極パターン
５２ａ〜５２ｃ 電極パターン
６０，６１ グランド電極
１００〜１０５ グリーンシート
２００ 第1の伝送線路
２０１ 第２の伝送線路
Claims (2)
- 【請求項１】 磁性体に直流磁界を印加する永久磁石
と、一端を共通端とし他端を高周波信号の入出力端とす
る複数の中心導体を、前記磁性体に配した組立体と、複
数の誘電体層と導体層を積層した積層体に積層形成され
た複数の負荷容量と、該負荷容量の一つと並列接続され
る第１の抵抗を具備する非可逆回路と、前記中心導体の
何れかに接続される第１の伝送線路と、該第１の伝送線
路と電磁結合する第２の伝送線路と、当該第２の伝送線
路の一端に直列に接続する第２の抵抗を具備する方向性
結合回路と有し、前記第１の抵抗は、前記負荷容量のグ
ランド側電極の一部を構成する第１のグランド電極に接
続され、前記第２の抵抗は前記負荷容量のグランド側電
極の他の一部を構成する第２のグランド電極に接続さ
れ、前記第１のグランド電極と第２のグランド電極とは
前記積層体の異なる層に配設されることを特徴とする非
可逆回路モジュール。 - 【請求項２】 前記第１のグランド電極と第２のグラン
ド電極とは、前記積層体に形成されたビアホール又は側
面電極により、互いに電気的に接続されることを特徴と
する請求項１に記載の非可逆回路モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313786A JP3883046B2 (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 非可逆回路モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313786A JP3883046B2 (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 非可逆回路モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003124710A true JP2003124710A (ja) | 2003-04-25 |
| JP3883046B2 JP3883046B2 (ja) | 2007-02-21 |
Family
ID=19132203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001313786A Expired - Lifetime JP3883046B2 (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 非可逆回路モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3883046B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5459396B2 (ja) * | 2010-05-06 | 2014-04-02 | 株式会社村田製作所 | 回路モジュール及び測定方法 |
| WO2017082178A1 (ja) * | 2015-11-12 | 2017-05-18 | 三菱電機株式会社 | 非可逆回路素子、非可逆回路装置およびこれらの製造方法 |
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| JPS63187650A (ja) * | 1987-01-29 | 1988-08-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 集積回路パツケ−ジ |
| JPH0210166A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-12 | Nippon Ferrite Ltd | 通過電力検出用端子付アイソレータ・サーキュレータ |
| JPH09214213A (ja) * | 1997-02-24 | 1997-08-15 | Hitachi Metals Ltd | ストリップライン型高周波部品 |
| JPH09270608A (ja) * | 1996-04-03 | 1997-10-14 | Murata Mfg Co Ltd | 送信受信装置 |
| JPH11355012A (ja) * | 1998-03-30 | 1999-12-24 | Murata Mfg Co Ltd | 非可逆回路素子 |
| JP2000506344A (ja) * | 1996-03-05 | 2000-05-23 | テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン（パブル） | 多層基板に設けられた高周波バルン |
| JP2001217611A (ja) * | 2000-01-31 | 2001-08-10 | Hitachi Metals Ltd | アイソレータ内蔵高周波複合回路 |
-
2001
- 2001-10-11 JP JP2001313786A patent/JP3883046B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPWO2017082178A1 (ja) * | 2015-11-12 | 2018-07-19 | 三菱電機株式会社 | 非可逆回路素子、非可逆回路装置およびこれらの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3883046B2 (ja) | 2007-02-21 |
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