JP2012138719A

JP2012138719A - Non-reciprocal circuit element and ferrite magnet element

Info

Publication number: JP2012138719A
Application number: JP2010288996A
Authority: JP
Inventors: Seigo Hino; 聖吾日野
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-12-25
Filing date: 2010-12-25
Publication date: 2012-07-19

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a ferrite magnet element which can operate in a plurality of frequency bands as one assembly, and to provide a non-reciprocal circuit element.SOLUTION: The ferrite magnet element comprises a plurality of ferrites 32A, 32B juxtaposed to face the main surfaces each other, a first center electrode and a second center electrode arranged to intersect the ferrites 32A, 32B in the insulating state, and a plurality of permanent magnets 41A, 41B, 41C which apply a DC magnetic field to the ferrites 32A, 32B. A permanent magnet includes a permanent magnet 41B arranged between the ferrites 32A, 32B, and permanent magnets 41A, 41C arranged on the outside of the ferrites 32A, 32B. The intensities of a DC magnetic field being applied to the ferrites 32A, 32B are different from each other.

Description

本発明は、非可逆回路素子及びフェライト・磁石素子、特に、マイクロ波帯で使用されるアイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子、及び、該非可逆回路素子に組み込まれるフェライト・磁石素子に関する。 The present invention relates to a nonreciprocal circuit element and a ferrite / magnet element, and more particularly to a nonreciprocal circuit element such as an isolator and a circulator used in a microwave band, and a ferrite / magnet element incorporated in the nonreciprocal circuit element.

従来より、アイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子は、予め定められた特定方向にのみ信号を伝送し、逆方向には伝送しない特性を有している。この特性を利用して、例えば、アイソレータは、携帯電話などの移動体通信機器の送信回路部に使用されている。 Conventionally, nonreciprocal circuit elements such as isolators and circulators have a characteristic of transmitting a signal only in a predetermined specific direction and not transmitting in a reverse direction. Utilizing this characteristic, for example, an isolator is used in a transmission circuit unit of a mobile communication device such as a mobile phone.

この種の非可逆回路素子（２ポート型アイソレータ）として、特許文献１には、互いに電気的に絶縁状態で交差して配置された第１及び第２中心電極を有するフェライトの両主面を、該フェライトに直流磁界を印加する一対の永久磁石で挟み込んだフェライト・磁石素子を備えたものが記載されている。 As this type of non-reciprocal circuit element (two-port isolator), Patent Document 1 discloses both main surfaces of ferrite having first and second center electrodes arranged so as to cross each other in an electrically insulated state. A ferrite magnet element sandwiched between a pair of permanent magnets for applying a DC magnetic field to the ferrite is described.

ところで、携帯端末に異なる周波数帯で動作する複数の通信システムが搭載されている場合、それぞれの周波数帯（例えば、８３６ＭＨｚ帯と１．９５ＧＨｚ帯）で動作する複数のフェライト・磁石素子やチップタイプの容量素子や抵抗素子を基板上に実装することになる。 By the way, when a plurality of communication systems that operate in different frequency bands are mounted on the mobile terminal, a plurality of ferrite / magnet elements or chip type elements that operate in respective frequency bands (for example, 836 MHz band and 1.95 GHz band). Capacitance elements and resistance elements are mounted on the substrate.

しかし、異なる周波数帯ごとに１組ずつのフェライト・磁石素子を実装すると、それらの素子の間にある程度のクリアランスを設ける必要もあって基板上の専有面積が大きくなる。また、フェライト・磁石素子は磁力調整された後に基板に搭載されるため、それぞれのフェライト・磁石素子の間で反発あるいは引き付け合いが発生し、実装位置精度が狂うという問題点も有している。さらに、容量素子や抵抗素子などのチップ部品を基板に実装する際にも、容量素子や抵抗素子は電極にニッケルなどの磁性体を含むため、フェライト・磁石素子の既に調整されている磁力によってチップ部品の実装位置が狂うことになる。 However, when one set of ferrite / magnet elements is mounted for each different frequency band, it is necessary to provide a certain amount of clearance between the elements, and the exclusive area on the substrate increases. In addition, since the ferrite / magnet element is mounted on the substrate after the magnetic force is adjusted, there is a problem that repulsion or attraction occurs between the ferrite / magnet elements and the mounting position accuracy is out of order. Furthermore, when chip components such as capacitive elements and resistive elements are mounted on a substrate, the capacitive elements and resistive elements include a magnetic material such as nickel in the electrodes, so that the chip is formed by the already adjusted magnetic force of the ferrite / magnet element. The mounting position of the parts will be crazy.

特開２００９−２５３８３１号公報JP 2009-253831 A

そこで、本発明の目的は、一つの組立体として複数の周波数帯で動作可能なフェライト・磁石素子及び該フェライト・磁石素子を備えた非可逆回路素子を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a ferrite / magnet element capable of operating in a plurality of frequency bands as one assembly and a non-reciprocal circuit element including the ferrite / magnet element.

本発明の第１の形態であるフェライト・磁石素子は、
互いの主面を対向させて並置した複数のフェライトと、
前記フェライトに互いに絶縁状態で交差して配置された第１中心電極及び第２中心電極と、
前記複数のフェライトに直流磁界を印加する複数の永久磁石と、
を備え、
前記永久磁石は複数のフェライトの間に配置された第１の永久磁石と、前記複数のフェライトのうち最も外側に位置するフェライトの外側に配置された第２の永久磁石とを含み、
前記複数のフェライトのうち少なくとも一つのフェライトに印加される直流磁界強度が他のフェライトに印加される直流磁界強度と異なっていること、
を特徴とする。 The ferrite magnet element which is the first embodiment of the present invention is
A plurality of ferrites juxtaposed with their main surfaces facing each other,
A first center electrode and a second center electrode, which are arranged to intersect the ferrite in an insulated state;
A plurality of permanent magnets for applying a DC magnetic field to the plurality of ferrites;
With
The permanent magnet includes a first permanent magnet disposed between a plurality of ferrites, and a second permanent magnet disposed outside an outermost ferrite of the plurality of ferrites,
The DC magnetic field strength applied to at least one of the plurality of ferrites is different from the DC magnetic field strength applied to another ferrite;
It is characterized by.

本発明の第２の形態である非可逆回路素子は、
前記フェライト・磁石素子を備え、
前記第１中心電極は、一端が入力ポートに電気的に接続され、他端が出力ポートに電気的に接続され、
前記第２中心電極は、一端が出力ポートに電気的に接続され、他端がグランドポートに電気的に接続され、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間に第１整合容量が電気的に接続され、
前記出力ポートと前記グランドポートとの間に第２整合容量が電気的に接続され、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間に抵抗が電気的に接続されていること、
を特徴とする。 The non-reciprocal circuit device according to the second aspect of the present invention is
Comprising the ferrite magnet element,
The first center electrode has one end electrically connected to the input port and the other end electrically connected to the output port;
The second center electrode has one end electrically connected to the output port and the other end electrically connected to the ground port.
A first matching capacitor is electrically connected between the input port and the output port;
A second matching capacitor is electrically connected between the output port and the ground port;
A resistor is electrically connected between the input port and the output port;
It is characterized by.

前記フェライト・磁石素子は、複数のフェライトが一対の永久磁石で挟み込まれた構造であり、フェライトの間に配置された第１の永久磁石は両側に位置するフェライトに直流磁界を印加する作用を奏する。つまり、フェライトの数をｎとすると組み合わされる永久磁石の数はｎ＋１で済む。一対の永久磁石とその間に挟着された一のフェライトで一つの周波数帯に対応させれば、並置した複数のフェライトの数に応じた周波数帯での動作が可能になる。 The ferrite-magnet element has a structure in which a plurality of ferrites are sandwiched between a pair of permanent magnets, and the first permanent magnet disposed between the ferrites has an effect of applying a DC magnetic field to the ferrites located on both sides. . That is, if the number of ferrite is n, the number of permanent magnets combined is n + 1. If a pair of permanent magnets and one ferrite sandwiched between them correspond to one frequency band, it is possible to operate in a frequency band corresponding to the number of a plurality of juxtaposed ferrites.

通常、動作周波数帯が高くなるほど大きな直流磁界強度を必要とする。従って、複数の永久磁石の素材を同じものとするのであれば、磁石の厚みを大きくすることで直流磁界強度を強くして高い周波数帯に対応できる。また、厚みは同じであっても、特性の異なる素材を用いること、例えば、残留磁束密度の大きな素材を用いることで直流磁界強度を強くして高い周波数帯に対応できる。また、複数のフェライトと複数の永久磁石とで一体化されているフェライト・磁石素子にあっては、基板に実装した後に永久磁石を着磁すればよく、周囲に配置される容量素子など磁性体を含むチップ部品の実装位置がずれたりすることがない。 Normally, the higher the operating frequency band, the greater the DC magnetic field strength required. Therefore, if the same material is used for a plurality of permanent magnets, the DC magnetic field strength can be increased by increasing the thickness of the magnet, thereby supporting a high frequency band. Moreover, even if the thickness is the same, using a material with different characteristics, for example, using a material with a large residual magnetic flux density, can increase the direct-current magnetic field strength to cope with a high frequency band. In addition, in the case of a ferrite / magnet element integrated with a plurality of ferrites and a plurality of permanent magnets, the permanent magnet may be magnetized after being mounted on a substrate, and a magnetic body such as a capacitive element arranged around The mounting position of the chip component including the is not shifted.

本発明によれば、一つの組立体として複数の周波数帯で動作可能なフェライト・磁石素子を得ることができ、基板上での専有面積が小さくなる。 According to the present invention, a ferrite / magnet element that can operate in a plurality of frequency bands can be obtained as one assembly, and the area occupied on the substrate is reduced.

一実施例である非可逆回路素子（２ポート型アイソレータ）を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the nonreciprocal circuit element (2 port type isolator) which is one Example. 二つの周波数帯で動作するフェライト・磁石素子の平面図である。It is a top view of a ferrite magnet element which operates in two frequency bands. 一方の周波数帯で動作する中心電極付きフェライトを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the ferrite with a center electrode which operate | moves in one frequency band. 他方の周波数帯で動作する中心電極付きフェライトを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the ferrite with a center electrode which operate | moves in the other frequency band. 非可逆回路素子の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of a nonreciprocal circuit device.

以下、本発明に係る非可逆回路素子の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、同じ部材、部分については共通する符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments of a nonreciprocal circuit device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected about the same member and part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図１に示す非可逆回路素子は、２ポートタイプの集中定数型アイソレータであり、概略、回路基板２０と、フェライト３２Ａ，３２Ｂと永久磁石４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃとからなるフェライト・磁石素子３０と、平板状ヨーク１０と、チップコンデンサＣ１と、チップ抵抗Ｒと、で構成されている。 The non-reciprocal circuit element shown in FIG. 1 is a two-port type lumped constant type isolator. In general, the circuit board 20, a ferrite magnet element 30 including ferrites 32A and 32B, and permanent magnets 41A, 41B, and 41C, The plate-shaped yoke 10, the chip capacitor C1, and the chip resistor R are configured.

フェライト・磁石素子３０は、二つの周波数帯（具体的には、８３６ＭＨｚ帯及び１．９５ＧＨｚ帯）で動作するものである。図２に示すように、第１の永久磁石４１Ｂはフェライト３２Ａ，３２Ｂの間に配置され、第２の永久磁石４１Ａ，４１Ｃはフェライト３２Ａ，３２Ｂの外側に配置されている。フェライト３２Ａに設けた中心電極３５，３６が永久磁石４１Ａ，４１Ｂから直流磁界を印加されて８３６ＭＨｚ帯で動作する。フェライト３２Ｂに設けた中心電極３５，３６が永久磁石４１Ｂ，４１Ｃから直流磁界を印加されて１．９５ＧＨｚ帯で動作する。 The ferrite magnet element 30 operates in two frequency bands (specifically, 836 MHz band and 1.95 GHz band). As shown in FIG. 2, the first permanent magnet 41B is disposed between the ferrites 32A and 32B, and the second permanent magnets 41A and 41C are disposed outside the ferrites 32A and 32B. The center electrodes 35 and 36 provided on the ferrite 32A operate in the 836 MHz band when a DC magnetic field is applied from the permanent magnets 41A and 41B. The center electrodes 35 and 36 provided on the ferrite 32B operate in the 1.95 GHz band when a DC magnetic field is applied from the permanent magnets 41B and 41C.

フェライト３２Ａには、図３に示すように、表裏の主面３２ａ，３２ｂに、絶縁材３４にて互いに電気的に絶縁された第１中心電極３５及び第２中心電極３６が形成されている。ここで、フェライト３２Ａは互いに平行な第１主面３２ａ及び第２主面３２ｂを有する直方体形状をなしている。 In the ferrite 32A, as shown in FIG. 3, a first center electrode 35 and a second center electrode 36 that are electrically insulated from each other by an insulating material 34 are formed on the front and back main surfaces 32a and 32b. Here, the ferrite 32A has a rectangular parallelepiped shape having a first main surface 32a and a second main surface 32b which are parallel to each other.

また、永久磁石４１Ａ，４１Ｂはフェライト３２Ａに対して磁界を主面３２ａ，３２ｂに垂直方向に印加するように主面３２ａ，３２ｂに対向して、例えば、エポキシ系の接着剤４２（図１、図２参照）を介して接着されている。永久磁石４１Ａ，４１Ｂの主面はフェライト３２Ａの主面３２ａ，３２ｂと同一寸法であり、互いの外形が一致するように主面どうしを対向させて配置されている。 The permanent magnets 41A and 41B face the main surfaces 32a and 32b so as to apply a magnetic field to the ferrite 32A in a direction perpendicular to the main surfaces 32a and 32b, for example, an epoxy-based adhesive 42 (FIG. 1, FIG. 2). The main surfaces of the permanent magnets 41A and 41B have the same dimensions as the main surfaces 32a and 32b of the ferrite 32A, and are arranged with the main surfaces facing each other so that their external shapes match.

第１中心電極３５は導体膜にて形成されている。即ち、図３に示すように、この第１中心電極３５は、フェライト３２Ａの下面に形成された接続用電極３５ａに接続された状態で第１主面３２ａにおいて左下から立ち上がってほぼ水平方向に形成され、右上方に立ち上がって上面の中継用電極３５ｂを介して第２主面３２ｂに回り込む。第２主面３２ｂにおいて、第１中心電極３５は、第１主面３２ａと透視状態でほぼ重なるように形成され、その端部は下面に形成された接続用電極３５ｃに接続されている。このように、第１中心電極３５はフェライト３２に１ターン巻回されている。そして、第１中心電極３５と第２中心電極３６とは、間に絶縁材３４が形成されて互いに絶縁された状態で交差している。中心電極３５，３６の交差角は必要に応じて設定され、入力インピーダンスや挿入損失が調整されることになる。 The first center electrode 35 is formed of a conductor film. That is, as shown in FIG. 3, the first center electrode 35 rises from the lower left on the first main surface 32a while being connected to the connection electrode 35a formed on the lower surface of the ferrite 32A, and is formed in a substantially horizontal direction. Then, it rises to the upper right and goes around the second main surface 32b via the relay electrode 35b on the upper surface. In the second main surface 32b, the first central electrode 35 is formed so as to substantially overlap the first main surface 32a in a see-through state, and an end thereof is connected to a connection electrode 35c formed on the lower surface. Thus, the first center electrode 35 is wound around the ferrite 32 for one turn. The first center electrode 35 and the second center electrode 36 intersect with each other in a state where an insulating material 34 is formed therebetween and is insulated from each other. The crossing angle of the center electrodes 35 and 36 is set as necessary, and input impedance and insertion loss are adjusted.

第２中心電極３６は導体膜にて形成されている。この第２中心電極３６は、まず、０．５ターン目３６ａがフェライト３２の下面に形成された接続用電極３５ｃと接続された状態で第２主面３２ｂにおいて第１中心電極３５と斜めに交差する状態で立ち上がり、上面の中継用電極３６ｂを介して第１主面３２ａに回り込み、１ターン目３６ｃが第１主面３２ａにおいて第１中心電極３５と直交する状態で形成されている。１ターン目３６ｃの下端部は下面の中継用電極３６ｄを介して第２主面３２ｂに回り込み、１．５ターン目３６ｅが第２主面３２ｂにおいて立ち上がり、上面の中継用電極３６ｆを介して第１主面３２ａに回り込んでいる。以下同様に、２ターン目３６ｇ、中継用電極３６ｈ、２．５ターン目３６ｉ、中継用電極３６ｊ、３ターン目３６ｋがフェライト３２の表面にそれぞれ形成されている。３ターン目３６ｋの下端部はフェライト３２の下面に形成した接続用電極３６ｌに接続されている。 The second center electrode 36 is formed of a conductor film. First, the second center electrode 36 obliquely intersects the first center electrode 35 on the second main surface 32b with the 0.5th turn 36a connected to the connection electrode 35c formed on the lower surface of the ferrite 32. The first turn 36c is formed in a state orthogonal to the first central electrode 35 on the first main surface 32a. The lower end of the first turn 36c wraps around the second main surface 32b via the lower relay electrode 36d, and the 1.5th turn 36e rises on the second main surface 32b, and passes through the upper relay electrode 36f. 1 It wraps around the main surface 32a. Similarly, the second turn 36g, the relay electrode 36h, the 2.5th turn 36i, the relay electrode 36j, and the third turn 36k are formed on the surface of the ferrite 32, respectively. The lower end of the third turn 36k is connected to a connection electrode 36l formed on the lower surface of the ferrite 32.

いま一つのフェライト３２Ｂにも、図４に示すように、第１中心電極３５及び第２中心電極３６が形成されている。ここでは、１．９５ＧＨｚ帯に対応するため、第２中心電極３６はフェライト３２Ｂに対して２ターン巻回されている。即ち、第２中心電極３６は、まず、０．５ターン目３６ａがフェライト３２の下面に形成された接続用電極３５ｃと接続された状態で第２主面３２ｂにおいて第１中心電極３５と斜めに交差する状態で立ち上がり、上面の中継用電極３６ｂを介して第１主面３２ａに回り込み、１ターン目３６ｃが第１主面３２ａにおいて第１中心電極３５と直交する状態で形成されている。１ターン目３６ｃの下端部は下面の中継用電極３６ｄを介して第２主面３２ｂに回り込み、１．５ターン目３６ｅが第２主面３２ｂにおいて立ち上がり、上面の中継用電極３６ｆを介して第１主面３２ａに回り込んでいる。２ターン目３６ｇの下端部はフェライト３２の下面に形成した接続用電極３６ｈに接続されている。 As shown in FIG. 4, the first center electrode 35 and the second center electrode 36 are also formed on the other ferrite 32 </ b> B. Here, in order to correspond to the 1.95 GHz band, the second center electrode 36 is wound around the ferrite 32B by two turns. That is, the second center electrode 36 is slanted with the first center electrode 35 on the second main surface 32b with the 0.5th turn 36a being connected to the connection electrode 35c formed on the lower surface of the ferrite 32. It rises in an intersecting state, goes around the first main surface 32a via the relay electrode 36b on the upper surface, and the first turn 36c is formed in a state orthogonal to the first center electrode 35 on the first main surface 32a. The lower end of the first turn 36c wraps around the second main surface 32b via the lower relay electrode 36d, and the 1.5th turn 36e rises on the second main surface 32b, and passes through the upper relay electrode 36f. 1 It wraps around the main surface 32a. The lower end of the second turn 36g is connected to a connection electrode 36h formed on the lower surface of the ferrite 32.

前記接続用電極３５ａ，３５ｃ，３６ｌや中継用電極３５ｂ，３６ｂ，３６ｄ，３６ｆ，３６ｈ，３６ｊは、フェライト３２の上下面に形成された凹部に電極用導体を塗布又は充填して形成されている。この種の電極は、マザーフェライト基板に予めスルーホールを形成し、このスルーホールを電極用導体で充填した後、スルーホールを分断する位置でカットすることによって形成される。なお、各種電極はスルーホールに導体膜として形成したものであってもよい。また、多数個取りの手法で製作される場合、マザーフェライト基板に接着剤を介して永久磁石をも積層した状態でカットされることもある。 The connection electrodes 35a, 35c, and 36l and the relay electrodes 35b, 36b, 36d, 36f, 36h, and 36j are formed by applying or filling electrode conductors into recesses formed on the upper and lower surfaces of the ferrite 32. . This type of electrode is formed by forming a through hole in the mother ferrite substrate in advance, filling the through hole with an electrode conductor, and then cutting at a position where the through hole is divided. Various electrodes may be formed as conductor films in the through holes. In the case of manufacturing by a multi-cavity technique, it may be cut in a state where a permanent magnet is also laminated on the mother ferrite substrate via an adhesive.

永久磁石４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、通常、ストロンチウム系、バリウム系、ランタン−コバルト系のフェライトマグネットが用いられる。永久磁石とフェライトとを接着する接着剤４２としては、一液性の熱硬化型エポキシ接着剤を用いることが最適である。 As the permanent magnets 41A, 41B, and 41C, strontium-based, barium-based, and lanthanum-cobalt-based ferrite magnets are usually used. As the adhesive 42 for bonding the permanent magnet and the ferrite, it is optimal to use a one-component thermosetting epoxy adhesive.

回路基板２０は、複数枚の誘電体シート上に所定の電極を形成して積層し、焼結した積層型基板であり、その内部には、等価回路である図５に示すように、整合用コンデンサＣ１，Ｃ２、インピーダンス整合用コンデンサＣｓ１，Ｃｓ２が内蔵されている。なお、８３６ＭＨｚ帯用のコンデンサＣ１及び二つの抵抗Ｒはチップタイプとして回路基板２０上に外付けされている。回路基板２０の上面には８３６ＭＨｚ帯用に入力端子電極２５Ａ、出力端子電極２６Ａ、グランド端子電極２７Ａ及び接続用端子電極２８Ａ，２９Ａがそれぞれ形成され、１．９５ＧＨｚ帯用に入力端子電極２５Ｂ、出力端子電極２６Ｂ及びグランド端子電極２７Ｂがそれぞれ形成されている。回路基板２０の下面には、図１では示されていないが、入力用外部端子電極ＩＮ、出力用外部端子電極ＯＵＴ及びグランド用外部端子電極ＧＮＤがそれぞれ形成されている。 The circuit board 20 is a laminated substrate obtained by forming predetermined electrodes on a plurality of dielectric sheets, laminating them, and sintering them. As shown in FIG. Capacitors C1 and C2 and impedance matching capacitors Cs1 and Cs2 are incorporated. The 836 MHz band capacitor C1 and the two resistors R are externally mounted on the circuit board 20 as a chip type. On the upper surface of the circuit board 20, an input terminal electrode 25A, an output terminal electrode 26A, a ground terminal electrode 27A, and connection terminal electrodes 28A and 29A are formed for the 836 MHz band, respectively, and the input terminal electrode 25B and output for the 1.95 GHz band are formed. A terminal electrode 26B and a ground terminal electrode 27B are formed. Although not shown in FIG. 1, an input external terminal electrode IN, an output external terminal electrode OUT, and a ground external terminal electrode GND are formed on the lower surface of the circuit board 20, respectively.

平板状ヨーク１０は、磁気シールド機能を有するもので、前記フェライト・磁石素子３０の上面に接着剤を介して固定されている。 The flat yoke 10 has a magnetic shielding function, and is fixed to the upper surface of the ferrite / magnet element 30 with an adhesive.

ここで、２ポート型アイソレータの回路構成を図５の等価回路を参照して説明する。８３６ＭＨｚ帯用及び１．９５ＧＨｚ帯用のそれぞれにおいて、第１中心電極３５（インダクタＬ１）の一端である入力ポートＰ１は整合用コンデンサＣｓ１を介して外部端子電極ＩＮに接続されている。第１中心電極３５の他端と第２中心電極３６（インダクタＬ２）の一端である出力ポートＰ２は整合用コンデンサＣｓ２を介して外部端子電極ＯＵＴに接続され、第２中心電極３６の他端は外部端子電極ＧＮＤ（グランドポートＰ３）に接続されている。 Here, the circuit configuration of the 2-port isolator will be described with reference to the equivalent circuit of FIG. In each of the 836 MHz band and the 1.95 GHz band, the input port P1 which is one end of the first center electrode 35 (inductor L1) is connected to the external terminal electrode IN via the matching capacitor Cs1. The other end of the first center electrode 35 and the output port P2 that is one end of the second center electrode 36 (inductor L2) are connected to the external terminal electrode OUT via the matching capacitor Cs2, and the other end of the second center electrode 36 is It is connected to the external terminal electrode GND (ground port P3).

入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間には第１中心電極３５（Ｌ１）と並列に整合用コンデンサＣ１が接続され、出力ポートＰ２とグランドポートＰ３との間には第２中心電極３６（Ｌ２）と並列に整合用コンデンサＣ２が接続されている。さらに、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間には抵抗Ｒが接続されている。 A matching capacitor C1 is connected in parallel with the first center electrode 35 (L1) between the input port P1 and the output port P2, and a second center electrode 36 (L2) is connected between the output port P2 and the ground port P3. ) In parallel with the matching capacitor C2. Further, a resistor R is connected between the input port P1 and the output port P2.

以上の回路構成からなる２ポート型アイソレータにおいては、入力ポートＰ１に高周波電流が入力されると、第２中心電極３６に大きな高周波電流が流れ、第１中心電極３５にはほとんど高周波電流が流れず、出力ポートＰ２に伝送され、挿入損失が小さく、広帯域で動作する。一方、出力ポートＰ２に高周波電流が入力されると、抵抗Ｒのインピーダンス特性によって減衰され、アイソレーション特性が良好である。 In the two-port isolator having the above circuit configuration, when a high frequency current is input to the input port P1, a large high frequency current flows through the second center electrode 36, and almost no high frequency current flows through the first center electrode 35. Are transmitted to the output port P2, and have a small insertion loss and operate in a wide band. On the other hand, when a high frequency current is input to the output port P2, it is attenuated by the impedance characteristic of the resistor R, and the isolation characteristic is good.

本実施例において、フェライト・磁石素子３０は、フェライト３２Ａ，３２Ｂが一対の永久磁石４１Ａ，４１Ｂ及び４１Ｂ，４１Ｃでそれぞれ挟み込まれた構造であり、フェライト３２Ａ，３２Ｂの間に配置された永久磁石４１Ｂは両側に位置するフェライト３２Ａ，３２Ｂに直流磁界を印加する作用を奏する。つまり、フェライトの数をｎとすると組み合わされる永久磁石の数はｎ＋１で済む。一対の永久磁石とその間に挟着された一のフェライトで一つの周波数帯に対応させることにより、並置した複数のフェライトの数に応じた周波数帯での動作が可能になる。一つの周波数帯ごとに１組の組立体でフェライト・磁石素子を構成する従来例と比較すると、回路基板２０上での専有面積が大幅に小さくなる。なお、本実施例では二つの周波数帯で動作するものを示したが、フェライト・磁石素子３０は３以上の周波数帯で動作するものであってもよい。 In this embodiment, the ferrite magnet element 30 has a structure in which ferrites 32A and 32B are sandwiched between a pair of permanent magnets 41A and 41B and 41B and 41C, respectively, and a permanent magnet 41B disposed between the ferrites 32A and 32B. Has an effect of applying a DC magnetic field to the ferrites 32A and 32B located on both sides. That is, if the number of ferrite is n, the number of permanent magnets combined is n + 1. By making a pair of permanent magnets and one ferrite sandwiched between them correspond to one frequency band, it is possible to operate in a frequency band corresponding to the number of a plurality of ferrites juxtaposed. Compared to the conventional example in which the ferrite / magnet element is configured by one set of assemblies for each frequency band, the area occupied on the circuit board 20 is significantly reduced. Although the present embodiment shows one that operates in two frequency bands, the ferrite / magnet element 30 may operate in three or more frequency bands.

通常、動作周波数帯が高くなるほど大きな直流磁界強度を必要とする。従って、永久磁石４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの素材を同じものとするのであれば、１．９５ＧＨｚ帯用の永久磁石４１Ｃの厚みを大きくすることで直流磁界強度を強くして高い周波数帯に対応できる。以下の表１に、永久磁石４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの厚み、残留磁束密度及び直流磁界強度を示す。 Normally, the higher the operating frequency band, the greater the DC magnetic field strength required. Therefore, if the permanent magnets 41A, 41B, and 41C are made of the same material, the thickness of the 1.95 GHz band permanent magnet 41C can be increased to increase the direct-current magnetic field strength and cope with a high frequency band. Table 1 below shows the thickness, residual magnetic flux density, and DC magnetic field strength of the permanent magnets 41A, 41B, and 41C.

また、永久磁石４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの厚みは同じであっても、特性の異なる素材を用いること、例えば、残留磁束密度の大きな素材を用いることで直流磁界強度を強くして高い周波数帯に対応できる。以下の表２に、同じ厚みの永久磁石４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃを用いた場合の残留磁束密度及び直流磁界強度を示す。 Moreover, even if the thicknesses of the permanent magnets 41A, 41B, and 41C are the same, using a material with different characteristics, for example, using a material with a large residual magnetic flux density, the DC magnetic field strength can be increased to cope with a high frequency band. it can. Table 2 below shows residual magnetic flux density and DC magnetic field strength when permanent magnets 41A, 41B, and 41C having the same thickness are used.

また、前記フェライト・磁石素子３０にあっては、他のチップ部品とともに回路基板２０に実装した後に永久磁石４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃを着磁し、必要に応じて磁力を調整する。周囲に配置されるコンデンサＣ１や抵抗Ｒといった磁性体を含むチップ部品は着磁前に回路基板２０上に実装されるので、実装位置がずれたりすることがない。 In the ferrite / magnet element 30, the permanent magnets 41A, 41B, and 41C are magnetized after being mounted on the circuit board 20 together with other chip components, and the magnetic force is adjusted as necessary. Since the chip components including magnetic bodies such as the capacitor C1 and the resistor R arranged around are mounted on the circuit board 20 before magnetization, the mounting position is not shifted.

なお、本発明に係るフェライト・磁石素子及び非可逆回路素子は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。 The ferrite-magnet element and the nonreciprocal circuit element according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist.

例えば、永久磁石４１のＮ極とＳ極を反転させれば、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２が入れ替わる。また、第１及び第２中心電極３５，３６の形状は種々に変更することができる。 For example, if the N pole and S pole of the permanent magnet 41 are reversed, the input port P1 and the output port P2 are switched. Further, the shapes of the first and second center electrodes 35 and 36 can be variously changed.

以上のように、本発明は、フェライト・磁石素子及び非可逆回路素子に有用であり、特に、一つの組立体として複数の周波数帯で動作可能である点で優れている。 As described above, the present invention is useful for ferrite / magnet elements and non-reciprocal circuit elements, and is particularly excellent in that it can operate in a plurality of frequency bands as one assembly.

３０…フェライト・磁石素子
３２Ａ，３２Ｂ…フェライト
３５…第１中心電極
３６…第２中心電極
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ…永久磁石
Ｐ１…入力ポート
Ｐ２…出力ポート
Ｐ３…グランドポート
Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ
Ｒ…抵抗 30 ... Ferrite magnet element 32A, 32B ... Ferrite 35 ... First center electrode 36 ... Second center electrode 41A, 41B, 41C ... Permanent magnet P1 ... Input port P2 ... Output port P3 ... Ground port C1, C2 ... Capacitor R ... resistance

Claims

互いの主面を対向させて並置した複数のフェライトと、
前記フェライトに互いに絶縁状態で交差して配置された第１中心電極及び第２中心電極と、
前記複数のフェライトに直流磁界を印加する複数の永久磁石と、
を備え、
前記永久磁石は複数のフェライトの間に配置された第１の永久磁石と、前記複数のフェライトのうち最も外側に位置するフェライトの外側に配置された第２の永久磁石とを含み、
前記複数のフェライトのうち少なくとも一つのフェライトに印加される直流磁界強度が他のフェライトに印加される直流磁界強度と異なっていること、
を特徴とするフェライト・磁石素子。 A plurality of ferrites juxtaposed with their main surfaces facing each other,
A first center electrode and a second center electrode, which are arranged to intersect the ferrite in an insulated state;
A plurality of permanent magnets for applying a DC magnetic field to the plurality of ferrites;
With
The permanent magnet includes a first permanent magnet disposed between a plurality of ferrites, and a second permanent magnet disposed outside an outermost ferrite of the plurality of ferrites,
The DC magnetic field strength applied to at least one of the plurality of ferrites is different from the DC magnetic field strength applied to another ferrite;
Ferrite / magnet element.

前記複数の永久磁石のうち少なくとも一つは厚さが他の永久磁石と異なっていること、を特徴とする請求項１に記載のフェライト・磁石素子。 2. The ferrite magnet element according to claim 1, wherein at least one of the plurality of permanent magnets is different in thickness from other permanent magnets.

前記複数の永久磁石のうち少なくとも一つは残留磁束密度が他の永久磁石と異なっていること、を特徴とする請求項１に記載のフェライト・磁石素子。 The ferrite magnet element according to claim 1, wherein at least one of the plurality of permanent magnets has a residual magnetic flux density different from that of other permanent magnets.

請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のフェライト・磁石素子を備え、
前記第１中心電極は、一端が入力ポートに電気的に接続され、他端が出力ポートに電気的に接続され、
前記第２中心電極は、一端が出力ポートに電気的に接続され、他端がグランドポートに電気的に接続され、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間に第１整合容量が電気的に接続され、
前記出力ポートと前記グランドポートとの間に第２整合容量が電気的に接続され、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間に抵抗が電気的に接続されていること、
を特徴とする非可逆回路素子。 A ferrite magnet element according to any one of claims 1 to 3,
The first center electrode has one end electrically connected to the input port and the other end electrically connected to the output port;
The second center electrode has one end electrically connected to the output port and the other end electrically connected to the ground port.
A first matching capacitor is electrically connected between the input port and the output port;
A second matching capacitor is electrically connected between the output port and the ground port;
A resistor is electrically connected between the input port and the output port;
A nonreciprocal circuit device characterized by the above.