JPH09167903A - Circulator - Google Patents
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- JPH09167903A JPH09167903A JP32685095A JP32685095A JPH09167903A JP H09167903 A JPH09167903 A JP H09167903A JP 32685095 A JP32685095 A JP 32685095A JP 32685095 A JP32685095 A JP 32685095A JP H09167903 A JPH09167903 A JP H09167903A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波回路な
どに使用されるサーキュレータに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a circulator used in a microwave circuit or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】マイクロ波回路では、インピーダンス整
合や雑音指数の改善、また、発振や増幅の安定化などの
ために、サーキュレータやサーキュレータの１つの端子
を無反射終端したアイソレータが多く使用されている。
この場合、サーキュレータ部分の信号の伝送系としては
種々の形態があるが、ストリップ線路やマイクロストリ
ップ線路を使用したものは、小型で広帯域という特徴を
持っている。2. Description of the Related Art In a microwave circuit, a circulator or an isolator in which one terminal of the circulator is non-reflectively terminated is often used for impedance matching, improvement of noise figure, stabilization of oscillation and amplification. .
In this case, there are various forms of signal transmission system in the circulator part, but the one using a strip line or a microstrip line is characterized by being compact and wide band.
【０００３】ここで、従来のサーキュレータについて、
マイクロストリップ線路型で３端子構造のものを例にと
って図９で説明する。１はフェライト基板で、フェライ
ト基板１の裏面には地導体２が形成され、また、フェラ
イト基板１の表面にはパターン導体３が形成されてい
る。パターン導体３の上方には磁石４が設けられ、パタ
ーン導体３と磁石４間には非磁性体のスペーサ５が配置
されている。そして、パターン導体３の周辺には、ほぼ
１２０度の間隔で３個の入出力端子６、７、８が設けら
れている。なお、地導体２やパターン導体３はフェライ
ト基板１に密着している。Here, regarding the conventional circulator,
A microstrip line type and three-terminal structure will be described as an example with reference to FIG. Reference numeral 1 denotes a ferrite substrate, a ground conductor 2 is formed on the back surface of the ferrite substrate 1, and a pattern conductor 3 is formed on the front surface of the ferrite substrate 1. A magnet 4 is provided above the pattern conductor 3, and a nonmagnetic spacer 5 is arranged between the pattern conductor 3 and the magnet 4. Then, three input / output terminals 6, 7, and 8 are provided around the patterned conductor 3 at intervals of approximately 120 degrees. The ground conductor 2 and the pattern conductor 3 are in close contact with the ferrite substrate 1.
【０００４】上記した構成では、磁石４やスペーサ５
を、パターン導体３のほぼ中央に配置し、また地導体２
と反対の側に配置している。しかし、スペーサ５を省略
したり、また、パターン導体３と地導体２の間に磁石４
を配置することもできる。In the above structure, the magnet 4 and the spacer 5 are
Is arranged almost in the center of the pattern conductor 3, and the ground conductor 2
It is placed on the opposite side. However, the spacer 5 may be omitted, or the magnet 4 may be provided between the pattern conductor 3 and the ground conductor 2.
Can also be arranged.
【０００５】なお、パターン導体３の形状としては円形
に限らず、ほぼ円形のもの、あるいは、正３角形やほぼ
正３角形のものなどが一般に用いられる。そして、その
大きさは、パターン導体３部分を円形、または正３角形
の導波管とみなしたときのモード共振周波数で決められ
る。例えば円形の場合は、パターン導体３の直径Ｄは次
式で近似される。The shape of the pattern conductor 3 is not limited to a circular shape, but a substantially circular shape, a regular triangular shape, a substantially regular triangular shape, or the like is generally used. The size thereof is determined by the mode resonance frequency when the pattern conductor 3 portion is regarded as a circular or regular triangular waveguide. For example, in the case of a circular shape, the diameter D of the pattern conductor 3 is approximated by the following equation.
【０００６】Ｄ＝１．８４×λ0 ／（π×（εf ×μ
eff ）1/2 ）［ｍｍ］ ただし、λ0 ＝動作中心周波数における自由空間波長
［ｍｍ］ εf ＝フェライトの誘電率 μeff ＝フェライトの実効透磁率 したがって、動作中心周波数を２ＧＨｚとすると、パタ
ーン導体３の直径は約３０ｍｍとなる。また、入出力イ
ンピーダンスを基準インピーダンス（５０Ω）に整合さ
せる回路パターンなどが付加されるため、サーキュレー
タ全体の大きさは、パターン導体３より大型化する。D = 1.84 × λ 0 / (π × (ε f × μ
eff ) 1/2 ) [mm] However, λ 0 = free space wavelength at the operating center frequency [mm] ε f = ferrite permittivity μ eff = ferrite effective permeability Therefore, when the operating center frequency is 2 GHz, The conductor 3 has a diameter of about 30 mm. Further, since a circuit pattern for matching the input / output impedance with the reference impedance (50Ω) is added, the size of the entire circulator is larger than that of the pattern conductor 3.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、サーキュレ
ータなどを含むマイクロ波回路を構成する場合、スペー
スの問題などから小型化が必要とされる。そのため、サ
ーキュレータに対しても、小型化についてこれまで多く
の工夫がなされている。例えば、小型化の手法として集
中定数化がある。しかし、集中定数化は、周波数が高く
なると構造上の問題から耐電力性が劣化するなどの問題
がある。また、１〜２ＧＨｚの周波数帯は、集中定数型
か分布定数型かの境界となる周波数帯であり、分布定数
型における小型化が望まれている。By the way, in the case of constructing a microwave circuit including a circulator and the like, downsizing is required due to a problem of space and the like. Therefore, many contrivances have been made to reduce the size of circulators. For example, there is a lumped parameter as a miniaturization method. However, the lumped parameterization has a problem that the power resistance deteriorates due to a structural problem when the frequency becomes high. Further, the frequency band of 1 to 2 GHz is a frequency band serving as a boundary between the lumped constant type and the distributed constant type, and downsizing in the distributed constant type is desired.
【０００８】このような事情から、分布定数型に対して
も、小型化の提案がされている。その１つとして、パタ
ーン導体の小型化を図った例（IEEE TRANSACTION ON MI
CROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL.MTT-28,NO.6,JUN
E,1980,PP.616-612 ）を図１０で説明する。Under these circumstances, it has been proposed to reduce the size of the distributed constant type as well. One example is the miniaturization of pattern conductors (IEEE TRANSACTION ON MI
CROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL.MTT-28, NO.6, JUN
E, 1980, PP.616-612) will be described with reference to FIG.
【０００９】符号３は円形のパターン導体で、パターン
導体３の円周部分に３つの入出力端子６、７、８が形成
されている。そして、入出力端子６、７、８それぞれの
対面となる円周部分に、中心方向に向かうスリット９が
形成されている。Reference numeral 3 is a circular pattern conductor, and three input / output terminals 6, 7 and 8 are formed on the circumferential portion of the pattern conductor 3. A slit 9 is formed in the circumferential direction, which faces the input / output terminals 6, 7, and 8 and faces the center.
【００１０】このような構成の場合、スリット９の長さ
Ｓと、パターン導体３のモード共振周波数との関連性を
示す波数κＲとの関係は、図１１のように示される。図
１１の横軸は（スリット長Ｓ／半径Ｒ）で、縦軸は波数
（κＲ）である。この図から、スリット９が長くなると
波数κＲ、即ち動作中心周波数が低下することが分か
る。これは、動作中心周波数が同じ場合、スリットのあ
る方がスリットなしのものよりパターン導体の直径が小
さくてすむことを意味している。また、この論文では、
パターン導体が３角形の場合でも、同様の結果であるこ
とが説明されている。In the case of such a structure, the relationship between the length S of the slit 9 and the wave number κR showing the relationship between the mode resonance frequency of the pattern conductor 3 is shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 11 is (slit length S / radius R), and the vertical axis is wave number (κR). From this figure, it can be seen that as the slit 9 becomes longer, the wave number κR, that is, the operation center frequency, decreases. This means that with the same operating center frequency, the diameter of the patterned conductor can be smaller with the slit than with the slit. Also, in this paper,
It has been described that similar results are obtained when the patterned conductors are triangular.
【００１１】スリットを形成して小型化するもう１つの
例（MICROWAVE SYSTEM NEWS,JUNE/JULY,1975,PP.50）に
ついて、図１２で説明する。図１２では、図９や図１０
に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明は
省略する。Another example of forming a slit to reduce the size (MICROWAVE SYSTEM NEWS, JUNE / JULY, 1975, PP.50) will be described with reference to FIG. In FIG. 12, FIG. 9 and FIG.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to, and the overlapping description will be omitted.
【００１２】この例の場合も、サーキュレータを小型化
するためにパターン導体を小さくし、スリット９がパタ
ーン導体の中心に近づくと挿入損失が増加することが実
験的に確認されている。例えば、図１３は、スリット９
の長さｓ（横軸）とサーキュレータの挿入損失Ｌ（縦
軸）の関係を示す実験値のデータである。実験に用いた
設計パラメータは、パターン導体３の直径Ｄ＝１８ｍ
ｍ、スリット幅ｄ＝０．２５ｍｍ、フェライト基板厚＝
１ｍｍ、測定周波数＝２ＧＨｚである。また、図１４
は、スリット９の長さｓをパラメータとした場合の電力
特性を示し、横軸が入力電力Ｐｉ（Ｗ）で縦軸が挿入損
失Ｌ（ｄＢ）である。Also in the case of this example, it has been experimentally confirmed that the insertion loss increases when the pattern conductor is made small in order to miniaturize the circulator and the slit 9 approaches the center of the pattern conductor. For example, FIG. 13 shows the slit 9
Is data of an experimental value showing the relationship between the length s (horizontal axis) and insertion loss L (vertical axis) of the circulator. The design parameter used in the experiment is the diameter D of the pattern conductor 3 = 18 m.
m, slit width d = 0.25 mm, ferrite substrate thickness =
1 mm, measurement frequency = 2 GHz. FIG.
Shows the power characteristics when the length s of the slit 9 is used as a parameter, and the horizontal axis is the input power Pi (W) and the vertical axis is the insertion loss L (dB).
【００１３】これらの図は、スリット９の長さｓが長く
なり中心に近づくと挿入損失Ｌが増加すること、また、
入力電力Ｐｉが低い動作では挿入損失が増加しなくて
も、入力電力Ｐｉが増加すると挿入損失が増加すること
を示している。These figures show that the insertion loss L increases as the length s of the slit 9 becomes longer and approaches the center.
It is shown that the insertion loss increases as the input power Pi increases even if the insertion loss does not increase in the operation with the low input power Pi.
【００１４】また図１５は、近接した２波を入力した場
合の相互混変調歪（縦軸）とスリットの長さｓ（横軸）
との関係を示したデータである。挿入損失の増加が例え
小さくても、第３次、第５次混変調歪特性（図中に、そ
れぞれＩＭ３、ＩＭ５で示す）がスリット９の長さｓが
長くなるにつれて悪化することが分かる。相互混変調歪
特性の悪化は、デジタル化に伴う多数波増幅器などに使
用されるサーキュレータの場合に問題となる。Further, FIG. 15 shows inter-modulation distortion (vertical axis) and slit length s (horizontal axis) when two adjacent waves are input.
It is data showing the relationship with. It can be seen that even if the increase in insertion loss is small, the third-order and fifth-order intermodulation distortion characteristics (indicated by IM3 and IM5 in the figure, respectively) deteriorate as the length s of the slit 9 increases. The deterioration of the inter-modulation distortion characteristic becomes a problem in the case of a circulator used for a multi-wave amplifier and the like accompanying digitalization.
【００１５】ところで、パターン導体の小型化のために
スリットを設けた場合に、スリットの長さが長くなると
低電力時や高電力時の挿入損失、あるいは相互混変調歪
特性が悪化する原因は次のように考えられる。By the way, when slits are provided for the miniaturization of the pattern conductor, if the length of the slits becomes long, the insertion loss at the time of low power or high power, or the inter-modulation distortion characteristic is deteriorated. Can be thought of as.
【００１６】まず、スリットのないパターン導体３を持
つサーキュレータの動作を図１６で説明する。この図
は、端子６から端子７へ信号が伝送する場合を示し、電
磁界パターンのうち電界１１を白丸・黒丸（白丸と逆方
向）で示し、磁界１２を点線矢印で示している。このと
き、端子６から端子７へ流れる高周波電流１３は、実線
矢印のように磁界１２と垂直になるようにして中心付近
を流れる。First, the operation of the circulator having the pattern conductor 3 having no slit will be described with reference to FIG. This figure shows the case where a signal is transmitted from the terminal 6 to the terminal 7, and the electric field 11 in the electromagnetic field pattern is shown by white circles / black circles (direction opposite to the white circles), and the magnetic field 12 is shown by dotted arrows. At this time, the high frequency current 13 flowing from the terminal 6 to the terminal 7 flows in the vicinity of the center so as to be perpendicular to the magnetic field 12 as indicated by the solid arrow.
【００１７】次に、スリット９を設けたパターン導体３
を持つサーキュレータの動作を図１７で説明する。この
場合は、スリット９の存在で、中心部を流れる高周波電
流１４の幅が狭くなり、高周波電流密度が高くなる。し
たがって、フェライト基板の中心部に高周波磁界が集中
する。このとき、フェライトには、ある一定値（臨界磁
場）以上の高周波磁界が印加されると損失が増加すると
いう、いわゆる非直線効果が現れる。したがって、損失
の増加が検知できない状態であっても、わずかな非直線
効果が発生する。このような問題を避けるために、非直
線効果が小さい組成のフェライト材料を使用したり、高
周波磁界の分散を図ったり、あるいは磁石による印加磁
界を強くしたりする方法がとられている。本発明は、上
記した欠点を解決するもので、パターン導体にスリット
を設けた場合の挿入損失の増加や、相互混変調歪特性の
悪化を少なくしたサーキュレータを提供することを目的
とする。Next, the pattern conductor 3 provided with the slit 9
The operation of the circulator having the above will be described with reference to FIG. In this case, the presence of the slit 9 narrows the width of the high-frequency current 14 flowing through the central portion and increases the high-frequency current density. Therefore, the high frequency magnetic field is concentrated in the central portion of the ferrite substrate. At this time, a so-called non-linear effect appears in the ferrite in which loss increases when a high-frequency magnetic field of a certain value (critical magnetic field) or more is applied. Therefore, even if the increase in loss cannot be detected, a slight non-linear effect occurs. In order to avoid such a problem, a method of using a ferrite material having a composition having a small non-linear effect, attempting to disperse a high frequency magnetic field, or strengthening an applied magnetic field by a magnet has been adopted. The present invention solves the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to provide a circulator in which the insertion loss is increased when the pattern conductor is provided with a slit and the deterioration of the intermodulation distortion characteristic is suppressed.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、請求項１に対応する発明として、フェラ
イト基板と、このフェライト基板の一方の面に形成され
た地導体と、前記フェライト基板の他方の面に形成さ
れ、かつ、周辺に複数の入出力端子を有し、それぞれの
入出力端子間にほぼ中心方向に向かう第１スリットが設
けられたパターン導体と、このパターン導体部分に磁界
を与える磁石とを具備したマイクロストリップ線路型の
サーキュレータにおいて、前記第１スリットの前記パタ
ーン導体の中心側先端、または、前記第１スリットの途
中に、前記第１のスリットの延長方向と異なる方向に延
びる第２スリットを設けたことを特徴とするサーキュレ
ータである。In order to achieve the above object, in the present invention, as an invention corresponding to claim 1, a ferrite substrate, a ground conductor formed on one surface of the ferrite substrate, and the ferrite A pattern conductor formed on the other surface of the substrate, having a plurality of input / output terminals in the periphery thereof, and provided with a first slit extending substantially in the center direction between the respective input / output terminals, and the pattern conductor portion. In a microstrip line type circulator including a magnet for applying a magnetic field, a direction different from the extension direction of the first slit in the tip of the first slit on the center side of the pattern conductor or in the middle of the first slit. The circulator is characterized in that a second slit extending in the direction is provided.
【００１９】請求項２に対応する発明として、周辺に複
数の入出力端子を有し、かつ、それぞれの入出力端子間
にほぼ中心方向に向かう第１スリットが設けられたパタ
ーン導体と、このパターン導体を挟むように配置された
２枚のフェライト基板と、この２枚のフェライト基板に
形成された地導体とを具備した３導体ストリップ線路型
のサーキュレータにおいて、前記パターン導体の中心側
に位置する前記第１スリットの先端、又は、前記第１ス
リットの途中に、前記第１スリットの延長方向とは異な
る方向に延びる第２スリットを設けたことを特徴とする
サーキュレータである。As an invention corresponding to claim 2, a pattern conductor having a plurality of input / output terminals in the periphery thereof, and having a first slit extending substantially in the center direction between the respective input / output terminals, and this pattern A three-conductor strip line type circulator equipped with two ferrite substrates arranged so as to sandwich a conductor and a ground conductor formed on the two ferrite substrates, wherein The circulator is characterized in that a second slit extending in a direction different from the extension direction of the first slit is provided at the tip of the first slit or in the middle of the first slit.
【００２０】請求項３に対応する発明として、第２スリ
ットが、第１スリットの延長方向に対して両側に延びて
いることを特徴とする請求項１記載のサーキュレータで
ある。The invention corresponding to claim 3 is the circulator according to claim 1, wherein the second slit extends on both sides with respect to the extension direction of the first slit.
【００２１】請求項４に対応する発明として、第２スリ
ットが、第１スリットの延長方向に対して両側に延びて
いることを特徴とする請求項２記載のサーキュレータで
ある。The invention corresponding to claim 4 is the circulator according to claim 2, wherein the second slit extends on both sides with respect to the extending direction of the first slit.
【００２２】請求項５に対応する発明として、第２スリ
ットが、第１スリットの延長方向に対して片側のみに延
びていることを特徴とする請求項１記載のサーキュレー
タである。The invention corresponding to claim 5 is the circulator according to claim 1, wherein the second slit extends only on one side with respect to the extending direction of the first slit.
【００２３】請求項６に対応する発明として、第２スリ
ットが、第１スリットの延長方向に対して片側のみに延
びていることを特徴とする請求項２記載のサーキュレー
タである。The invention corresponding to claim 6 is the circulator according to claim 2, wherein the second slit extends only on one side with respect to the extending direction of the first slit.
【００２４】上記した構成によれば、第１スリットの先
端や途中に、第１スリットの延長方向と異なる方向に延
びる第２スリットが設けられている。この場合、第２ス
リットの存在で、パターン導体の中心方向に向かう第１
スリットの長さを短くできる。したがって、パターン導
体の中心部を流れる高周波電流の幅が広がり、磁界の集
中を避けることができる。このため、パターン導体にス
リットを形成したことによる小型化の効果を損なうこと
なく、挿入損失や相互混変調歪などの特性を改善でき
る。According to the above structure, the second slit extending in the direction different from the extending direction of the first slit is provided at the tip or in the middle of the first slit. In this case, due to the presence of the second slit, the first slit is directed toward the center of the pattern conductor.
The length of the slit can be shortened. Therefore, the width of the high frequency current flowing through the central portion of the pattern conductor is widened, and the concentration of the magnetic field can be avoided. Therefore, the characteristics such as insertion loss and intermodulation distortion can be improved without impairing the effect of downsizing by forming the slits in the patterned conductor.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
を参照して説明する。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG.
【００２６】３はパターン導体で、パターン導体３の円
周部分にほぼ１２０度の間隔で３個の入出力端子６、
７、８が配置されている。また、入出力端子６、７、８
にほぼ対面するパターン導体３の円周部分には、それぞ
れ直線状の第１スリット９が設けられている。そして、
第１スリット９のパターン導体３の中心側の先端に、第
１スリット９の延長方向に対して直角方向に両側に分岐
する第２スリット１４が形成されている。Reference numeral 3 denotes a pattern conductor, and three input / output terminals 6 are arranged at intervals of approximately 120 degrees on the circumference of the pattern conductor 3.
7 and 8 are arranged. Also, the input / output terminals 6, 7, 8
A linear first slit 9 is provided in each of the circumferential portions of the pattern conductor 3 that substantially face each other. And
A second slit 14 is formed at the tip of the first slit 9 on the center side of the pattern conductor 3 and branches to both sides in a direction perpendicular to the extension direction of the first slit 9.
【００２７】なお、上記した構造のパターン導体３は、
例えば、フェライト基板の表面に形成される。また、フ
ェライト基板の裏面に地導体を形成する構造や、パター
ン導体３に磁界を与える磁石が設ける構造、さらに、パ
ターン導体３と磁石間にスペーサを配置する構造など
は、従来技術で説明した図９の場合と同様である。ここ
では、これらの構造については図面から省略している。
また、設計パラメータも前述したものと同じになってい
る。The pattern conductor 3 having the above structure is
For example, it is formed on the surface of the ferrite substrate. Further, the structure in which a ground conductor is formed on the back surface of the ferrite substrate, the structure in which a magnet that gives a magnetic field to the pattern conductor 3 is provided, and the structure in which a spacer is arranged between the pattern conductor 3 and the magnet are the same as those described in the related art. It is similar to the case of 9. Here, these structures are omitted from the drawings.
The design parameters are also the same as those described above.
【００２８】ここで、図１のパターン導体を用いてサー
キュレータを構成した場合において、第１スリット９や
第２スリット１４の長さと動作中心周波数の関係を図２
で説明する。図の横軸は、第１スリット９や第２スリッ
ト１４の長さ（ｍｍ）で、縦軸は動作中心周波数（ＧＨ
ｚ）である。この図によれば、第１スリットによる小型
化の効果に加え、第２スリットによる小型化の効果が示
されている。この場合、第２スリットによる小型化の効
果は第１スリットほど顕著ではないが、小型化の効果は
現れている。FIG. 2 shows the relationship between the length of the first slit 9 and the second slit 14 and the operating center frequency in the case where the circulator is formed by using the pattern conductor of FIG.
Will be described. The horizontal axis of the figure is the length (mm) of the first slit 9 and the second slit 14, and the vertical axis is the operation center frequency (GH
z). According to this figure, in addition to the effect of downsizing by the first slit, the effect of downsizing by the second slit is shown. In this case, the size reduction effect of the second slit is not so remarkable as that of the first slit, but the size reduction effect is exhibited.
【００２９】したがって、動作中心周波数が同じとした
場合、第２スリットを備えたサーキュレータの方が、そ
の分、第１スリットの長さｓを短くできる。このため、
パターン導体の中心部を流れる高周波電流の集中がなく
なり、挿入損失の増加が抑えられ、また、相互混変調歪
特性も改善される。また、このことは、挿入損失が同じ
で、また、許容される相互混変調歪が同じ場合、第２ス
リットの長さを長くすることによって、第１スリットの
長さを短くできることになり、第１スリットしかない従
来のサーキュレータに比較し小型化できることを意味し
ている。Therefore, when the operating center frequencies are the same, the length s of the first slit can be shortened accordingly by the circulator having the second slit. For this reason,
The high-frequency current flowing through the central portion of the pattern conductor is not concentrated, the increase of insertion loss is suppressed, and the intermodulation distortion characteristic is also improved. In addition, this means that when the insertion loss is the same and the allowable inter-modulation distortion is the same, the length of the first slit can be shortened by increasing the length of the second slit. This means that the size can be reduced as compared with the conventional circulator having only one slit.
【００３０】次に、入力電力Ｐｉ（Ｗ）に対する挿入損
失Ｌ（ｄＢ）や相互混変調歪（ｄｂＣ）の関係につい
て、この発明と従来との比較を図３で説明する。図３の
横軸は入力電力Ｐｉを示し、縦軸は、挿入損失Ｌ（ｄ
Ｂ）と相互混変調歪（ｄｂＣ）を示し、また、発明の特
性を実線で、そして、従来技術の特性を点線で示してい
る。Next, the relation between the insertion loss L (dB) and the inter-modulation distortion (dbC) with respect to the input power Pi (W) will be described with reference to FIG. The horizontal axis of FIG. 3 represents the input power Pi, and the vertical axis represents the insertion loss L (d
B) and intermodulation distortion (dbC) are shown, the characteristics of the invention are shown by a solid line, and the characteristics of the prior art are shown by a dotted line.
【００３１】この場合、動作中心周波数は同じで、発明
のものは第２スリット１４を設けて第１スリットの長さ
ｓを８ｍｍから６ｍｍに短くし、また、第２スリットの
長さＷを４ｍｍとしている。特性Ｌが挿入損失を、特性
ＩＭ３、ＩＭ５が相互混変調歪である。この特性から、
本発明のサーキュレータ（実線）の方が従来技術（点
線）より改善されていることが分かる。In this case, the operation center frequency is the same, and in the invention, the second slit 14 is provided to shorten the length s of the first slit from 8 mm to 6 mm, and the length W of the second slit is 4 mm. I am trying. Characteristic L is insertion loss, and characteristics IM3 and IM5 are intermodulation distortion. From this characteristic,
It can be seen that the circulator of the present invention (solid line) is improved over the prior art (dotted line).
【００３２】なお、図１の実施態様では、第１スリット
の延長方向に対して直角に両側に第２スリットを形成し
ている。しかし、図４（ａ）に示すように、第１スリッ
ト９の延長方向に対する第２スリット１４の角度が９０
°以下でも、また、図４（ｂ）に示すように、第１スリ
ット９の延長方向に対する角度が９０°以上でも、同様
の効果が得られる。In the embodiment of FIG. 1, the second slits are formed on both sides at right angles to the extension direction of the first slits. However, as shown in FIG. 4A, the angle of the second slit 14 with respect to the extension direction of the first slit 9 is 90 degrees.
The same effect can be obtained when the angle is less than or equal to 0 ° or when the angle with respect to the extending direction of the first slit 9 is equal to or greater than 90 ° as shown in FIG.
【００３３】また、図５に示すように、第２スリット１
４を、パターン導体の外周と同心円状に弧の形で形成し
てもよい。また、図６のように、３つの入出端子が対称
に形成されている場合は、第１スリット９の延長方向に
対して片側にだけ第２スリット１４を形成してもよい。
また、図７のように、第１スリット９の先端でなく、第
１スリット９の途中に第２スリット１４を直角方向に両
側に形成してもよい。なお、これまではパターン導体の
形状が円形の場合で説明したが、対称的なほぼ円形の場
合でも、また、図８のように正３角形、あるいは正３角
形に近い３角形の場合でも同様である。なお、図４乃至
図８では、図１に対応する部分には同一の符号を付し、
重複する説明は省略する。Further, as shown in FIG. 5, the second slit 1
4 may be formed in an arc shape concentrically with the outer periphery of the patterned conductor. Moreover, as shown in FIG. 6, when the three input / output terminals are formed symmetrically, the second slit 14 may be formed only on one side with respect to the extension direction of the first slit 9.
Further, as shown in FIG. 7, the second slits 14 may be formed in the middle of the first slit 9 on both sides in the perpendicular direction instead of the tip of the first slit 9. Although the case where the pattern conductor has a circular shape has been described so far, the same applies to the case where the pattern conductor has a substantially circular shape or a regular triangle as shown in FIG. 8 or a triangle close to the regular triangle. Is. In addition, in FIGS. 4 to 8, parts corresponding to those in FIG.
Duplicate description will be omitted.
【００３４】なお、上記した説明はマイクロストリップ
線路型のサーキュレータについて述べている。しかし、
パターン導体を挟むように２枚のフェライト基板を配置
し、この２枚のフェライト基板の面に地導体を形成し、
そして、パターン導体部分に磁石で磁界を与える構造の
３導体ストリップ線路型のサーキュレータに対しても、
この発明を適用できる。また、この発明によるサーキュ
レータは、その１つの端子を終端し、アイソレータとし
て機能させることもできる。The above description refers to the microstrip line type circulator. But,
Two ferrite substrates are arranged so as to sandwich the pattern conductor, and a ground conductor is formed on the surfaces of the two ferrite substrates.
Also, for a three-conductor strip line type circulator having a structure in which a magnetic field is applied to a pattern conductor portion,
The present invention can be applied. Further, the circulator according to the present invention can terminate one of its terminals and function as an isolator.
【００３５】[0035]
【発明の効果】本発明によれば、パターン導体にスリッ
トを形成した場合の挿入損失特性や相互混変調歪特性な
どを改善したサーキュレータを実現できる。According to the present invention, it is possible to realize a circulator having improved insertion loss characteristics and inter-modulation distortion characteristics when a slit is formed in a patterned conductor.
【図１】本発明に使用されるパターン導体の平面図であ
る。FIG. 1 is a plan view of a patterned conductor used in the present invention.
【図２】本発明による小型化効果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a miniaturization effect according to the present invention.
【図３】本発明の挿入損失と相互混変調歪特性を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing insertion loss and inter-modulation distortion characteristics of the present invention.
【図４】本発明に使用される他のパターン導体の平面図
である。FIG. 4 is a plan view of another pattern conductor used in the present invention.
【図５】本発明に使用される他のパターン導体の平面図
である。FIG. 5 is a plan view of another pattern conductor used in the present invention.
【図６】本発明に使用される他のパターン導体の平面図
である。FIG. 6 is a plan view of another pattern conductor used in the present invention.
【図７】本発明に使用される他のパターン導体の平面図
である。FIG. 7 is a plan view of another pattern conductor used in the present invention.
【図８】本発明に使用される他のパターン導体の平面図
である。FIG. 8 is a plan view of another pattern conductor used in the present invention.
【図９】従来のサーキュレータの構造を示す斜視図であ
る。FIG. 9 is a perspective view showing a structure of a conventional circulator.
【図１０】従来のサーキュレータに使用されるパターン
導体の平面図である。FIG. 10 is a plan view of a patterned conductor used in a conventional circulator.
【図１１】従来のサーキュレータの特性を説明する図で
ある。FIG. 11 is a diagram illustrating characteristics of a conventional circulator.
【図１２】従来のサーキュレータに使用されるパターン
導体の平面図である。FIG. 12 is a plan view of a patterned conductor used in a conventional circulator.
【図１３】従来のサーキュレータの挿入損失特性を示す
図である。FIG. 13 is a diagram showing insertion loss characteristics of a conventional circulator.
【図１４】従来のサーキュレータの挿入損失の電力特性
を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing power characteristics of insertion loss of a conventional circulator.
【図１５】従来のサーキュレータの相互混変調歪特性を
示す図である。FIG. 15 is a diagram showing inter-modulation distortion characteristics of a conventional circulator.
【図１６】従来のサーキュレータのパターン導体上の電
磁界分布を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an electromagnetic field distribution on a pattern conductor of a conventional circulator.
【図１７】従来のサーキュレータのパターン導体上の電
磁界分布を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing an electromagnetic field distribution on a pattern conductor of a conventional circulator.
１…フェライト基板 ２…地導体 ３…パターン導体 ４…磁石 ５…スペーサ ６、７、８…入出力端子 ９…第１スリット １１…電界 １２…磁界 １３…高周波電流 １４…第２スリット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ferrite substrate 2 ... Ground conductor 3 ... Pattern conductor 4 ... Magnet 5 ... Spacer 6, 7, 8 ... Input / output terminal 9 ... First slit 11 ... Electric field 12 ... Magnetic field 13 ... High frequency current 14 ... Second slit
Claims (6)
の一方の面に形成された地導体と、前記フェライト基板
の他方の面に形成され、かつ、周辺に複数の入出力端子
を有し、それぞれの入出力端子間にほぼ中心方向に向か
う第１スリットが設けられたパターン導体と、このパタ
ーン導体部分に磁界を与える磁石とを具備したマイクロ
ストリップ線路型のサーキュレータにおいて、前記第１
スリットの前記パターン導体の中心側先端、または、前
記第１スリットの途中に、前記第１のスリットの延長方
向と異なる方向に延びる第２スリットを設けたことを特
徴とするサーキュレータ。1. A ferrite substrate, a ground conductor formed on one surface of the ferrite substrate, a plurality of input / output terminals formed on the other surface of the ferrite substrate, and each of which has a plurality of input / output terminals in the periphery. A microstrip line type circulator comprising: a pattern conductor having a first slit extending substantially in the center direction between input and output terminals; and a magnet for applying a magnetic field to the pattern conductor portion.
A circulator characterized in that a second slit extending in a direction different from the extension direction of the first slit is provided in the tip of the slit on the center side of the pattern conductor or in the middle of the first slit.
それぞれの入出力端子間にほぼ中心方向に向かう第１ス
リットが設けられたパターン導体と、このパターン導体
を挟むように配置された２枚のフェライト基板と、この
２枚のフェライト基板に形成された地導体とを具備した
３導体ストリップ線路型のサーキュレータにおいて、前
記パターン導体の中心側に位置する前記第１スリットの
先端、又は、前記第１スリットの途中に、前記第１スリ
ットの延長方向とは異なる方向に延びる第２スリットを
設けたことを特徴とするサーキュレータ。2. A plurality of input / output terminals are provided in the periphery, and
A pattern conductor provided with a first slit extending substantially in the center direction between respective input / output terminals, two ferrite substrates arranged so as to sandwich the pattern conductor, and formed on the two ferrite substrates. In a three-conductor strip line type circulator including a ground conductor, the extension direction of the first slit is at the tip of the first slit located on the center side of the pattern conductor or in the middle of the first slit. A circulator having second slits extending in different directions.
向に対して両側に延びていることを特徴とする請求項１
記載のサーキュレータ。3. The second slit extends on both sides with respect to the extending direction of the first slit.
Circulator described.
向に対して両側に延びていることを特徴とする請求項２
記載のサーキュレータ。4. The second slit extends on both sides with respect to the extending direction of the first slit.
Circulator described.
向に対して片側のみに延びていることを特徴とする請求
項１記載のサーキュレータ。5. The circulator according to claim 1, wherein the second slit extends only on one side with respect to the extension direction of the first slit.
向に対して片側のみに延びていることを特徴とする請求
項２記載のサーキュレータ。6. The circulator according to claim 2, wherein the second slit extends only on one side with respect to the extension direction of the first slit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32685095A JPH09167903A (en) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | Circulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32685095A JPH09167903A (en) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | Circulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09167903A true JPH09167903A (en) | 1997-06-24 |
Family
ID=18192421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32685095A Pending JPH09167903A (en) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | Circulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09167903A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1324421A1 (en) * | 2001-12-14 | 2003-07-02 | Electronics and Telecommunications Research Institute | Isolator/circulator having propeller resonator loaded with a plurality of symmetric magnetic walls |
| WO2012154607A3 (en) * | 2011-05-06 | 2013-03-21 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods related to ferrite based circulators |
| US9711835B2 (en) | 2012-05-18 | 2017-07-18 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods related to junction ferrite devices having improved insertion loss performance |
-
1995
- 1995-12-15 JP JP32685095A patent/JPH09167903A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1324421A1 (en) * | 2001-12-14 | 2003-07-02 | Electronics and Telecommunications Research Institute | Isolator/circulator having propeller resonator loaded with a plurality of symmetric magnetic walls |
| WO2012154607A3 (en) * | 2011-05-06 | 2013-03-21 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods related to ferrite based circulators |
| US9214712B2 (en) | 2011-05-06 | 2015-12-15 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods related to ferrite based circulators |
| US9793037B2 (en) | 2011-05-06 | 2017-10-17 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods related to ferrite based circulators |
| US9711835B2 (en) | 2012-05-18 | 2017-07-18 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and methods related to junction ferrite devices having improved insertion loss performance |
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