JP6705472B2 - 非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置 - Google Patents

非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6705472B2
JP6705472B2 JP2018115296A JP2018115296A JP6705472B2 JP 6705472 B2 JP6705472 B2 JP 6705472B2 JP 2018115296 A JP2018115296 A JP 2018115296A JP 2018115296 A JP2018115296 A JP 2018115296A JP 6705472 B2 JP6705472 B2 JP 6705472B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic body
circuit device
permanent magnet
magnetic
nonreciprocal circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018115296A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019220784A (ja
Inventor
秀典 大波多
秀典 大波多
宜紀 松丸
宜紀 松丸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2018115296A priority Critical patent/JP6705472B2/ja
Priority to US16/436,105 priority patent/US10992014B2/en
Priority to CN201910525911.9A priority patent/CN110620284B/zh
Publication of JP2019220784A publication Critical patent/JP2019220784A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6705472B2 publication Critical patent/JP6705472B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/32Non-reciprocal transmission devices
    • H01P1/38Circulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207Hollow waveguide filters
    • H01P1/208Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H01P1/2084Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/215Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material
    • H01P1/218Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material the ferromagnetic material acting as a frequency selective coupling element, e.g. YIG-filters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/32Non-reciprocal transmission devices
    • H01P1/36Isolators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/32Non-reciprocal transmission devices
    • H01P1/38Circulators
    • H01P1/383Junction circulators, e.g. Y-circulators
    • H01P1/387Strip line circulators

Landscapes

  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)

Description

本発明は非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置に関し、特に、マイクロ波帯又はミリ波帯での使用に好適なアイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置に関する。
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、携帯電話のような移動体通信機器や、基地局で使用される通信装置などに組み込まれて使用される。一般的な非可逆回路素子は、特許文献1に記載されているように、中心導体及びこれを挟み込む一対のフェライトコアからなる磁気回転子と、磁気回転子に磁界を与える永久磁石によって構成される。
また、特許文献2には、集合基板を切断することにより多数個取り可能な非可逆回路素子が開示されている。特許文献2に記載された非可逆回路素子は、積層方向に対して90°寝かせた状態で基板に搭載される。これにより、永久磁石の存在しない部分に外部端子を配置できることから、外部端子が永久磁石を横切ることによる特性の悪化を防止することが可能となる。
特許第6231555号公報 特開2018−82229号公報
しかしながら、特許文献2のように、積層方向に対して90°寝かせた状態で基板に搭載すると、中心導体の面方向が実装方向に対して垂直となることから、周波数が数GHz以下のような低周波領域では、製品の高さが非常に高くなるという問題があった。
したがって、本発明は、中心導体の面方向が実装方向に対して水平となるよう実装可能な構成を有する非可逆回路素子において、外部端子が永久磁石を横切ることによる特性の悪化を防止することを目的とする。また、本発明は、このような非可逆回路素子を用いた通信装置を提供することを目的とする。
本発明による非可逆回路素子は、永久磁石と、絶縁性を有する磁性体と、永久磁石と磁性体に挟まれた磁気回転子と、外部端子とを備え、磁気回転子は、外部電極に接続された中心導体と、中心導体を挟み込む第1及び第2のフェライトコアとを含み、外部端子は、永久磁石の側面を覆うことなく磁性体の側面を覆うように設けられていることを特徴とする。
また、本発明による通信装置は、上記の非可逆回路素子を備えることを特徴とする。
本発明によれば、磁気回転子が永久磁石と磁性体によって挟まれていることから、永久磁石の側面を覆うことなく磁性体の側面を覆うように外部端子を設けることができる。これにより、外部端子が永久磁石と接することによる高周波特性の劣化を防止することが可能となる。しかも、中心導体の面方向が実装方向に対して水平となるよう実装可能であることから、周波数帯が低い場合であっても、製品の高さが高くなることもない。
本発明による非可逆回路素子は、グランド端子と、第1のフェライトコアと磁性体の間に設けられ、グランド端子に接続された第1の接地導体とをさらに備えていても構わない。これによれば、第1のフェライトコアと磁性体の間に設けられた第1の接地導体によって、第1のフェライトコアと磁性体が電気的に分離される。これにより、磁性体の存在による電気的特性の変化を防止することが可能となる。
本発明による非可逆回路素子は、第2のフェライトコアと永久磁石との間に設けられ、グランド端子に接続された第2の接地導体をさらに備えていても構わない。これによれば、第2のフェライトコアと永久磁石を電気的に分離することが可能となる。
本発明において、磁性体の飽和磁化は、第1及び第2のフェライトコアの飽和磁化以下であっても構わない。これによれば、通過損失を低減することが可能となる。この場合、磁性体は、第1及び第2のフェライトコアと同じ磁性材料からなるものであっても構わない。これによれば、材料コストの増加を抑制することが可能となる。
本発明による非可逆回路素子は、第2のフェライトコアと永久磁石との間に設けられた第1の金属磁性体をさらに備えていても構わない。これによれば、第2のフェライトコアに印加される磁界分布をより均一にすることが可能となる。この場合、本発明による非可逆回路素子は、永久磁石から見て第1の金属磁性体とは反対側に設けられた第2の金属磁性体をさらに備えていても構わない。これによれば、第1のフェライトコアに印加される磁界をより強くすることが可能となる。
本発明による非可逆回路素子は、第2のフェライトコアと永久磁石との間に設けられた、絶縁性を有する別の磁性体をさらに備えていても構わない。これによれば、第2のフェライトコアに印加される磁界分布をより均一にすることが可能となる。この場合、本発明による非可逆回路素子は、永久磁石から見て別の磁性体とは反対側に設けられた金属磁性体をさらに備えていても構わない。これによれば、第1のフェライトコアに印加される磁界をより強くすることが可能となる。
このように、本発明によれば、外部端子が永久磁石と接することによる高周波特性の劣化が防止された非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置を提供することが可能となる。しかも、中心導体の面方向が実装方向に対して水平となるよう実装可能であることから、周波数帯が低い場合であっても、製品の高さが高くなることもない。
図1は、本発明の第1の実施形態による非可逆回路素子1の構成を示す略斜視図である。 図2は、非可逆回路素子1の略分解斜視図である。 図3は、内部直流磁界と円偏波透磁率との関係を示すグラフである。 図4は、本発明の第2の実施形態による非可逆回路素子2の構成を示す略斜視図である。 図5は、本発明の第3の実施形態による非可逆回路素子3の構成を示す略斜視図である。 図6は、本発明の第4の実施形態による非可逆回路素子4の構成を示す略斜視図である。 図7は、本発明の第5の実施形態による非可逆回路素子5の構成を示す略斜視図である。 図8は、本発明の第6の実施形態による通信装置80の構成を示すブロック図である。 図9は、実施例1のシミュレーション結果を示す図である。 図10は、実施例2のシミュレーション結果を示す図である。 図11は、実施例3のシミュレーション結果を示す図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態による非可逆回路素子1の構成を示す略斜視図である。また、図2は、非可逆回路素子1の略分解斜視図である。
図1及び図2に示す非可逆回路素子1は分布定数型の非可逆回路素子であり、携帯電話のような移動体通信機器や、基地局で使用される通信装置などに組み込まれて、アイソレータ又はサーキュレータとして使用される。特に限定されるものではないが、本実施形態による非可逆回路素子1は、基地局で使用される通信装置に使用することが好適である。
図1及び図2に示すように、本実施形態による非可逆回路素子1は略直方体形状を有する表面実装型のチップ部品であり、xz面を構成する第1及び第2の側面11、12と、yz面を構成する第3及び第4の側面13、14と、xy面を構成する実装面15及び上面16とを有している。そして、第1の側面11には第1の外部端子21が設けられ、第2の側面12には第2の外部端子22が設けられ、第3の側面13には第3の外部端子23が設けられている。その他、第1〜第4の側面11〜14には、それぞれ複数のグランド端子20が設けられている。外部端子21〜23及び複数のグランド端子20は、一部が実装面15に回り込んで形成されている。
これら3つの外部端子21〜23は、本実施形態による非可逆回路素子1をサーキュレータとして使用する場合にはそれぞれ対応する信号配線に接続される。一方、本実施形態による非可逆回路素子1をアイソレータとして使用する場合には、例えば、外部端子21及び22がそれぞれ対応する信号配線に接続され、外部端子23が終端抵抗を介して接地される。同様に、終端抵抗を介して外部端子21又は22を接地した場合も、本実施形態による非可逆回路素子1をアイソレータとして使用することができる。複数のグランド端子20には、接地電位が共通に与えられる。
さらに、非可逆回路素子1は、永久磁石Mと絶縁性を有する磁性体31を備え、これらの間に磁気回転子40が積層方向であるz方向に挟み込まれた構成を有している。永久磁石Mは、絶縁性を有するフェライト磁石であっても構わないし、導電性を有する希土類磁石であっても構わない。絶縁性を有する磁性体31の材料としてはフェライトを用いることが好ましく、誘電正接(tanδ)の小さい高周波用フェライト、例えば、イットリウム/鉄/ガーネット(YIG)を用いることが特に好ましい。
磁気回転子40は、2つのフェライトコア41及び42と、これらによってz方向に挟まれた中心導体70を含む。フェライトコア41及び42の材料としては、イットリウム/鉄/ガーネット(YIG)等の軟磁性材料を用いることが好ましい。つまり、フェライトコア41及び42と磁性体31は、同じ磁性材料を用いることができる。但し、フェライトコア41及び42と磁性体31が同じ磁性材料からなる点は必須でなく、互いに異なる磁性材料を用いても構わない。この場合、磁性体31を構成する磁性材料としては、フェライトコア41及び42を構成する磁性材料の飽和磁化以下である磁性材料を用いることが好ましい。
中心導体70の平面形状は図2に示すとおりであり、中心点から放射状に導出された3つのポート71〜73と、電気的特性を調整するための分岐導体74〜76とを有している。中心導体70とフェライトコア41,42は、接着性を有する誘電体43を介して互いに接着されている。誘電体43の材料については特に限定されないが、フェライトコア41,42の誘電率とほぼ同じ誘電率を有する材料を用いることが好ましい。
ここで、中心導体70から導出された第1のポート71の先端は第1の側面11に露出し、これにより第1の外部端子21に接続されている。また、中心導体70から導出された第2のポート72の先端は第2の側面12に露出し、これにより第2の外部端子22に接続されている。さらに、中心導体70から導出された第3のポート73の先端は第3の側面13に露出し、これにより第3の外部端子23に接続されている。
本実施形態による非可逆回路素子1は、磁性体31と磁気回転子40によってz方向に挟まれた接地導体51と、永久磁石Mと磁気回転子40によってz方向に挟まれた接地導体52をさらに備えている。このため、中心導体70は2つの接地導体51、52によって挟まれ、磁性体31及び永久磁石Mから電気的に隔離される。接地導体51には、外部端子21〜23と重なる部分に切り欠き51a〜51cが設けられ、接地導体52には、外部端子21〜23と重なる部分に切り欠き52a〜52cが設けられており、これによって外部端子21〜23との干渉が防止されている。接地導体51、52のその他の部分は、第1〜第4の側面11〜14から露出している。このため、複数のグランド端子20はいずれも接地導体51、52に接続される。
本実施形態においては、接地導体51がフェライトコア41の下面に印刷されており、接地導体52がフェライトコア42の上面に印刷されている。このため、接地導体51とフェライトコア41はほぼ隙間なく密着し、接地導体52とフェライトコア42はほぼ隙間なく密着している。そして、磁性体31と接地導体51は接着性を有する誘電体61を介して互いに接着され、永久磁石Mと接地導体52は接着性を有する誘電体62を介して互いに接着される。誘電体61,62としては、誘電体43と同じ材料を用いることができる。
このように、本実施形態においては、接地導体51、52によって磁気回転子40が磁性体31及び永久磁石Mから電気的に分離されていることから、例えば磁性体31の厚みを変えても磁気回転子40自体の電気的特性が変化することはない。
本実施形態においては、フェライトコア41とフェライトコア42の間に誘電体43が充填される。そして、誘電体43の材料として、フェライトコア41,42の誘電率とほぼ同じ誘電率を持つ材料を選択すれば、中心導体70にゆがみや膜厚分布などが存在している場合であっても、ほぼ設計通りの電気的特性を得ることが可能となる。
以上説明したように、本実施形態による非可逆回路素子1は、磁気回転子40の上側に永久磁石Mが配置されている一方、磁気回転子40の下側には永久磁石が配置されておらず、その代わりに絶縁性を有する磁性体31が配置されている。このため、永久磁石Mの側面を覆うことなく、磁性体31の側面を覆うように外部端子21〜23を配置できることから、外部端子21〜23が永久磁石Mの側面を覆うことによる高周波特性の劣化を防止することが可能となる。しかも、磁気回転子40と磁性体31が接地導体51によって電気的に分離されていることから、磁性体31の厚みを変化させても磁気回転子40の電気的特性が変化しない。
本実施形態による非可逆回路素子1は、磁気回転子40の下側に永久磁石が配置されていないことから、磁気回転子40を2つの永久磁石で挟み込んだ場合に比べると、特に、下側に位置するフェライトコア41に印加される磁界が弱くなるとともに、磁界の垂直性が低下する傾向がある。この影響を低減するためには、磁性体31のz方向における厚みをある程度確保することが好ましい。これは、磁性体31の厚みを大きくするほど、磁性体31により多くの磁束が流れるため、フェライトコア41に印加される磁界が強くなるとともに、磁界の垂直性が向上するからである。具体的には、磁性体31の厚みをフェライトコア41の厚みと同じまたはそれ以上とすることが好ましい。
但し、磁性体31の厚みを十分に厚くしても、磁性体31の代わり永久磁石を用いた場合に比べると、フェライトコア41に印加される磁界は弱く、磁界の垂直性も低い。しかしながら、磁気回転子40をいわゆるBelow Resonance領域で動作させれば、弱い磁界で十分に非可逆回路動作を実現可能である。図3は、内部直流磁界と円偏波透磁率との関係を示すグラフであり、μ'とμ'がいずれも正の値を採るときに非可逆回路動作が実現される。つまり、図3に示すグラフでは、レンジ1(Below Resonance)とレンジ3(Above Resonance)で非可逆回路動作が可能である。多くの非可逆回路素子ではレンジ3(Above Resonance)にて動作が行われるが、レンジ1(Below Resonance)にて動作を行うことにより、比較的弱い磁界で非可逆回路動作が可能である。したがって、本実施形態による非可逆回路素子1は、レンジ1(Below Resonance)にて動作させることが好ましいといえる。また、Below Resonance領域においては、周波数が決まると使用できる飽和磁化の上限が決まる。一般的に、Below Resonanceのような低磁界領域においては、低い周波数でフェライトを使用すると損失が急激に増大することが知られており、その周波数fは、以下の式で与えられる。
ここで、Haは異方性磁界、Msは飽和磁化、|γ|=1.76×10[T−1・S−1]、μは真空の透磁率である。YIGは異方性が無いため、Ha=0と近似してMsについて解くと、
と表せる。したがって、周波数が決まれば使用できる飽和磁化の上限が決まる。一般的にフェライトコア41は、上限に近い飽和磁化を選択するため、磁性体31の材料として、フェライトコア41の飽和磁化よりも大きな飽和磁化を有する材料を使用すると通過損失が増加する。したがって、磁性体31の材料としては、飽和磁化がフェライトコア41と同じかそれ以下の材料を用いることが好ましいと言える。
<第2の実施形態>
図4は、本発明の第2の実施形態による非可逆回路素子2の構成を示す略斜視図である。
図4に示すように、第2の実施形態による非可逆回路素子2は、接地導体52と永久磁石Mの間に金属磁性体101が挿入されている点において、第1の実施形態による非可逆回路素子1と相違している。金属磁性体101と永久磁石Mは、接着性を有する誘電体63を介して互いに接着されている。その他の基本的な構成は、第1の実施形態による非可逆回路素子1と同じであることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
金属磁性体101は、例えば鉄(Fe)からなり、永久磁石Mからフェライトコア42に与えられる磁束を均一化する役割を果たす。これは、磁気回転子40の片側にのみ永久磁石Mを配置した場合、特に永久磁石Mに隣接するフェライトコア42の磁界分布が不均一となりやすいが、金属磁性体101を設けることにより、フェライトコア42に印加される磁界がより均一化され、局所的な磁界の集中を防止することが可能となる。
<第3の実施形態>
図5は、本発明の第3の実施形態による非可逆回路素子3の構成を示す略斜視図である。
図5に示すように、第3の実施形態による非可逆回路素子3は、接地導体52と永久磁石Mの間に絶縁性を有する別の磁性体32が挿入されている点において、第1の実施形態による非可逆回路素子1と相違している。磁性体32と永久磁石Mは、接着性を有する誘電体63を介して互いに接着されている。その他の基本的な構成は、第1の実施形態による非可逆回路素子1と同じであることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
磁性体32は磁性体31と同じ材料、例えばイットリウム/鉄/ガーネット(YIG)からなり、第2の実施形態において用いた金属磁性体101と同様に、永久磁石Mからフェライトコア42に与えられる磁束を均一化する役割を果たす。磁性体32のz方向における厚みについては、磁性体31よりも薄くても構わない。一例として、磁性体32の厚みを磁性体31の厚みの半分とすることができる。これは、磁性体32の近傍に永久磁石Mが存在するため、永久磁石Mから遠い磁性体31ほど十分に厚みを確保する必要がないからである。
<第4の実施形態>
図6は、本発明の第4の実施形態による非可逆回路素子4の構成を示す略斜視図である。
図6に示すように、第4の実施形態による非可逆回路素子4は、永久磁石Mの上部に金属磁性体102が追加されている点において、第2の実施形態による非可逆回路素子2と相違している。金属磁性体102と永久磁石Mは、接着性を有する誘電体64を介して互いに接着されている。その他の基本的な構成は、第2の実施形態による非可逆回路素子2と同じであることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
金属磁性体102は、例えば鉄(Fe)からなり、漏洩磁束を低減する役割を果たす。これにより、磁界が弱くなりやすいフェライトコア41への磁界を補うことが可能となる。金属磁性体102の厚みは、金属磁性体101と同じ厚みとすればよい。
<第5の実施形態>
図7は、本発明の第5の実施形態による非可逆回路素子5の構成を示す略斜視図である。
図7に示すように、第5の実施形態による非可逆回路素子5は、永久磁石Mの上部に金属磁性体102が追加されている点において、第3の実施形態による非可逆回路素子3と相違している。金属磁性体102と永久磁石Mは、接着性を有する誘電体64を介して互いに接着されている。その他の基本的な構成は、第3の実施形態による非可逆回路素子3と同じであることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本実施形態においても、金属磁性体102を追加することにより漏洩磁束が低減され、フェライトコア41への磁界を補うことが可能となる。
<第6の実施形態>
図8は、本発明の第6の実施形態による通信装置80の構成を示すブロック図である。
図8に示す通信装置80は、例えば移動体通信システムにおける基地局に備えられるものであって、受信回路部80Rと送信回路部80Tとを含み、これらが送受信用のアンテナANTに接続されている。受信回路部80Rは、受信用増幅回路81と、受信された信号を処理する受信回路82とを含んでいる。送信回路部80Tは、音声信号、映像信号などを生成する送信回路83と、電力増幅回路84とを含んでいる。
このような構成を有する通信装置80において、アンテナANTから受信回路部80Rに到る経路や、送信回路部80TからアンテナANTに至る経路に、上述した第1〜第5の実施形態による非可逆回路素子1〜5と同じ構成を有する91、92が用いられる。非可逆回路素子91は、サーキュレータとして機能し、非可逆回路素子92は終端抵抗器R0を有するアイソレータとして機能する。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態においては、分布定数型の非可逆回路素子を例に説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、集中定数型の非可逆回路素子に適用することも可能である。
<実施例1>
図1と同一又は類似の構造を有する非可逆回路素子のサンプル1A〜1Fを想定し、発生する磁界をシミュレーションによって評価した。いずれのサンプルも平面形状を8.0mm×8.0mmとし、フェライトコア41,42及び磁性体31として、厚さ0.8mmのYIGを用いた。また、永久磁石Mについては厚さ0.8mmの永久磁石を用い、中心導体70の厚さは0.1mmとした。
そして、サンプル1A,1B,1C,1D,1Eにおいて、磁性体31の厚さをそれぞれ0mm(磁性体31なし)、0.4mm、0.8mm、1.6mm、5.0mmとし、サンプル1Fについては、磁性体31の代わり永久磁石を用いた。
シミュレーションの結果を図9に示す。図9の(a)〜(f)は、それぞれサンプル1A〜1Fのシミュレーション結果である。図9(f)に示すように、上下に永久磁石を配置したサンプル1Fでは、フェライトコア41,42に印加される磁界の垂直性が高いのに対し、下側の永久磁石を削除したサンプル1A〜1Eでは、フェライトコア41,42に印加される磁界の垂直性が低下するとともに、特に下側のフェライトコア41において磁界の強度が低下することが分かる。しかしながら、磁性体31の厚みを増大させることにより、磁界の垂直性が高まるとともに、下側のフェライトコア41に印加される磁界の強度が増加することが確認できた。
<実施例2>
図1又は図4と同じ構造を有する非可逆回路素子のサンプル2A〜2Cを想定し、発生する磁界をシミュレーションによって評価した。いずれのサンプルも平面形状を8.0mm×8.0mmとし、フェライトコア41,42及び磁性体31として、厚さ0.8mmのYIGを用いた。また、永久磁石Mについては厚さ0.8mmの永久磁石を用い、中心導体70の厚さは0.1mmとした。
そして、サンプル2A,2B,2Cにおいて、金属磁性体101の厚さをそれぞれ0mm(金属磁性体101なし)、0.1mm、0.2mmとした。
シミュレーションの結果を図10に示す。図10の(a)〜(c)は、それぞれサンプル2A〜2Cのシミュレーション結果である。図10(a)〜(c)に示すように、金属磁性体101の厚さが厚くなるほど、上側のフェライトコア42に印加される磁界がより均一化されることが確認できた。
<実施例3>
それぞれ図1、図4、図6と同じ構造を有する非可逆回路素子のサンプル3A〜3Cを想定し、発生する磁界をシミュレーションによって評価した。いずれのサンプルも平面形状を8.0mm×8.0mmとし、フェライトコア41,42及び磁性体31として、厚さ0.8mmのYIGを用いた。また、永久磁石Mについては厚さ0.8mmの永久磁石を用い、中心導体70の厚さは0.1mmとした。
サンプル3B,3Cにおいては、金属磁性体101又は102の厚さをいずれも0.1mmとした。
シミュレーションの結果を図11に示す。図11の(a)〜(c)は、それぞれサンプル3A〜3Cのシミュレーション結果である。図11(c)に示すように、永久磁石Mの上下に金属磁性体101,102を配置したサンプル3Cは、サンプル3A,3Bに比べて、下側のフェライトコア41に印加される磁界が若干強くなることが確認できた。
1〜5 非可逆回路素子
11 第1の側面
12 第2の側面
13 第3の側面
14 第4の側面
15 実装面
16 上面
20 グランド端子
21 第1の外部端子
22 第2の外部端子
23 第3の外部端子
31,32 磁性体
40 磁気回転子
41 第1のフェライトコア
42 第2のフェライトコア
41a フェライトコアの上面
42b フェライトコアの下面
43 誘電体
51 第1の接地導体
52 第2の接地導体
51a〜51c,52a〜52c 切り欠き
61〜64 誘電体
70 中心導体
70a 中心導体の下面
70b 中心導体の上面
70c 中心導体のエッジ部
71 第1のポート
72 第2のポート
73 第3のポート
74〜76 分岐導体
80 通信装置
80R 受信回路部
80T 送信回路部
81 受信用増幅回路
82 受信回路
83 送信回路
84 電力増幅回路
91 非可逆回路素子
92 非可逆回路素子
101 第1の金属磁性体
102 第2の金属磁性体
ANT アンテナ
M 永久磁石
R0 終端抵抗器

Claims (10)

  1. 永久磁石と、
    絶縁性を有する磁性体と、
    前記永久磁石と前記磁性体に挟まれた磁気回転子と、
    外部端子と、を備え、
    前記磁気回転子は、前記外部電極に接続された中心導体と、前記中心導体を挟み込む第1及び第2のフェライトコアとを含み、
    前記外部端子は、前記永久磁石の側面を覆うことなく、前記磁性体の側面を覆うように設けられていることを特徴とする非可逆回路素子。
  2. グランド端子と、
    前記第1のフェライトコアと前記磁性体の間に設けられ、前記グランド端子に接続された第1の接地導体と、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の非可逆回路素子。
  3. 前記第2のフェライトコアと前記永久磁石との間に設けられ、前記グランド端子に接続された第2の接地導体をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の非可逆回路素子。
  4. 前記磁性体の飽和磁化は、前記第1及び第2のフェライトコアの飽和磁化以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の非可逆回路素子。
  5. 前記磁性体は、前記第1及び第2のフェライトコアと同じ磁性材料からなることを特徴とする請求項4に記載の非可逆回路素子。
  6. 前記第2のフェライトコアと前記永久磁石との間に設けられた第1の金属磁性体をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の非可逆回路素子。
  7. 前記永久磁石から見て前記第1の金属磁性体とは反対側に設けられた第2の金属磁性体をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の非可逆回路素子。
  8. 前記第2のフェライトコアと前記永久磁石との間に設けられた、絶縁性を有する別の磁性体をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の非可逆回路素子。
  9. 前記永久磁石から見て前記別の磁性体とは反対側に設けられた金属磁性体をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の非可逆回路素子。
  10. 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の非可逆回路素子を備えた通信装置。
JP2018115296A 2018-06-18 2018-06-18 非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置 Active JP6705472B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018115296A JP6705472B2 (ja) 2018-06-18 2018-06-18 非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置
US16/436,105 US10992014B2 (en) 2018-06-18 2019-06-10 Nonreciprocal circuit element and communication apparatus using the same
CN201910525911.9A CN110620284B (zh) 2018-06-18 2019-06-18 非可逆电路元件及使用其的通信装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018115296A JP6705472B2 (ja) 2018-06-18 2018-06-18 非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019220784A JP2019220784A (ja) 2019-12-26
JP6705472B2 true JP6705472B2 (ja) 2020-06-03

Family

ID=68840388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018115296A Active JP6705472B2 (ja) 2018-06-18 2018-06-18 非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10992014B2 (ja)
JP (1) JP6705472B2 (ja)
CN (1) CN110620284B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114830012A (zh) 2019-12-05 2022-07-29 株式会社小糸制作所 图像显示装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5231555B1 (ja) 1967-07-25 1977-08-16
JPH09148805A (ja) * 1995-11-28 1997-06-06 Tokin Corp デュアルバンド非可逆回路装置
JPH10284908A (ja) * 1997-04-04 1998-10-23 Toshiba Corp サーキュレータ
US6507249B1 (en) * 1999-09-01 2003-01-14 Ernst F. R. A. Schloemann Isolator for a broad frequency band with at least two magnetic materials
JP3655583B2 (ja) * 2001-12-17 2005-06-02 アルプス電気株式会社 非可逆回路素子
JP2003204208A (ja) * 2002-01-07 2003-07-18 Alps Electric Co Ltd 非可逆回路素子
JP2006211548A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Alps Electric Co Ltd 非可逆回路素子、及びこの非可逆回路素子を使用した送受信モジュール
JP4817050B2 (ja) * 2006-02-07 2011-11-16 日立金属株式会社 非可逆回路素子
FR2920912B1 (fr) 2007-09-12 2010-08-27 S O I Tec Silicon On Insulator Tech Procede de fabrication d'une structure par transfert de couche
WO2013173639A2 (en) 2012-05-18 2013-11-21 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods related to junction ferrite devices having improved insertion loss performance
CN103403955B (zh) * 2013-01-06 2015-07-22 华为技术有限公司 一种环形器、隔离器及电路组件
JP2015050689A (ja) * 2013-09-03 2015-03-16 Tdk株式会社 非可逆回路素子およびこれを用いた通信装置
JP6485430B2 (ja) 2016-11-14 2019-03-20 Tdk株式会社 非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20190386368A1 (en) 2019-12-19
JP2019220784A (ja) 2019-12-26
CN110620284B (zh) 2022-09-09
US10992014B2 (en) 2021-04-27
CN110620284A (zh) 2019-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1939973B1 (en) Irreversible circuit element, its manufacturing method and communication apparatus
EP2184802B1 (en) Irreversible circuit element
US9859602B2 (en) Non-reciprocal circuit device and communication apparatus using the same
US9620838B2 (en) Non-reciprocal circuit device
US7936230B2 (en) Non-reciprocal component and method for making and using the component in a mobile terminal
CN108075214B (zh) 非可逆电路元件和使用其的通信装置
JP6705472B2 (ja) 非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置
JP6900963B2 (ja) 非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置
JP6747473B2 (ja) 非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置
JP5392413B2 (ja) 複合電子モジュール
US20180026323A1 (en) Non-reciprocal circuit device, high-frequency circuit, and communication device
JP6662446B2 (ja) 非可逆回路素子及びこれを用いた通信装置
JP2019134337A (ja) 非可逆回路素子および高周波フロントエンド回路モジュール
US6844790B2 (en) Non-reciprocal circuit device
JP2023067826A (ja) 非可逆回路素子及びこれを備える通信装置
JP2023054657A (ja) 非可逆回路素子及びこれを備える通信装置
JP2012138719A (ja) 非可逆回路素子及びフェライト・磁石素子
JP2001119211A (ja) 非可逆回路素子
JP2001257507A (ja) 非可逆回路素子および移動体通信端末

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190404

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200414

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200427

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6705472

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150