JPH10163709A - アイソレータ - Google Patents

アイソレータ

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JPH10163709A
JPH10163709A JP8319018A JP31901896A JPH10163709A JP H10163709 A JPH10163709 A JP H10163709A JP 8319018 A JP8319018 A JP 8319018A JP 31901896 A JP31901896 A JP 31901896A JP H10163709 A JPH10163709 A JP H10163709A
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JP
Japan
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port
isolator
center conductor
center
angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP8319018A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiro Makino
敏弘 牧野
Hiromoto Dejima
弘基 出嶌
Takashi Kawanami
崇 川浪
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE69715785T priority patent/DE69715785T2/de
Priority to CA002222832A priority patent/CA2222832C/en
Priority to EP97120992A priority patent/EP0845830B1/en
Priority to KR1019970064431A priority patent/KR100294032B1/ko
Priority to US08/980,586 priority patent/US5994974A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • H01P1/24Terminating devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports

Landscapes

  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Details Of Resistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】挿入損失を低減することができるアイソレータ
を提供する。 【解決手段】入力ポートP1に接続される中心導体2と
出力ポートP2に接続される中心導体3との交差角度θ
1は140度に設定され、終端ポートP3に接続される
中心導体4と前記2本の中心導体2、3との交差角度θ
2、θ3はそれぞれ110度に設定され、終端ポートP
3に接続される終端抵抗Rの抵抗値は300Ωに設定さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話等の携帯
用移動通信機器に使用されるアイソレータに関する。
【0002】
【従来の技術】アイソレータは、減衰量が信号を伝送方
向には極めて小さく、逆方向には極めて大きい特性を有
しており、携帯電話等の送受信回路部等に採用されてい
る。このようなアイソレータは、図6に示すように、3
本の中心導体30、30、30を互いに電気的絶縁状態
にかつ所定角度をなすように交差させて配置し、各中心
導体30の一端部の各ポートP1,P2,P3に整合用
容量Cを接続するとともに他端部をアースに接続し、上
記各中心導体30の交差部分にフェライト31を当接さ
せるとともに直流磁界を印加し、上記いずれか1つのポ
ートP3に終端抵抗を接続して構成されている。
【0003】上記アイソレータを構成する場合、従来、
各中心導体30の交差角度は全て設計では120度(実
際の加工公差は±1度)に設定され、終端ポートP3に
接続される終端抵抗の抵抗値は約50Ωに設定されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】最近の携帯電話におい
ては、小型化とともにより長い連続通話時間を達成する
ために低消費電力化の要請が強く、アイソレータの挿入
損失の改善(低損失化)がさらに強く要求されている。
【0005】ところで、従来のアイソレータは非線形電
力増幅器を使用したアナログ携帯電話機用を前提に設計
されており、良好なアイソレーション(逆方向での減衰
量)が要求されていた。例えば10dB〜15dB程度
のアイソレーションが必要とされ、このときの挿入損失
は約0.5dBであった。このため、従来のアイソレー
タは最適なアイソレーション特性を得るために、上記の
ように3本の中心導体の各交差角度が120度に設定さ
れていた。しかしながら、この交差角度の設定は挿入損
失の低減の観点から見ると大きな障害となっていた。
【0006】一方、デジタル携帯電話では直線電力増幅
器が用いられ、外来波による相互変調歪が発生しにくい
ため、アイソレーションは小さくてもよいが、低消費電
力を重視した挿入損失の小さなアイソレータが要求され
ている。
【0007】そこで、本発明の目的は、挿入損失を低減
することができるアイソレータを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、磁性体に3本の中心導体が
電気的絶縁状態でかつ所定角度をなすように交差させて
配置され、該交差部分に直流磁界が印加され、各中心導
体の一端がそれぞれに対応するポートに接続され、他端
がアースに接続され、各ポートとアース間に整合用容量
が接続され、1つのポートに終端抵抗が接続されてなる
アイソレータにおいて、入力ポートに接続された中心導
体と出力ポートに接続された中心導体との交差角度を1
30度〜150度に設定するとともに、終端ポートに対
応する中心導体と前記2つの中心導体との交差角度をほ
ぼ同じ値に設定し、かつ終端ポートに接続される終端抵
抗の抵抗値を200Ω〜500Ωに設定したことを特徴
とするものである。
【0009】アイソレータにおいて、2本の中心導体の
交差角度をその直流バイアス磁界による高周波磁界の回
転角と対応させることにより、2本の中心導体の交差角
度を大きくするほどアイソレーション特性は悪化するも
のの挿入損失を低減することができる。
【0010】つまり、上記の構成によれば、入力ポート
に接続される中心導体と出力ポートに接続される中心導
体との交差角度は120度よりも大きく設定されてお
り、信号の伝送方向の減衰量すなわち挿入損失を大幅に
低減することができる。
【0011】この場合、終端ポートに接続される中心導
体を前記2本の中心導体の交差角度を2等分するように
配置したとき、挿入損失及びアイソレーションは最適と
なる。また、最良のアイソレーションを得る終端抵抗の
抵抗値も入出力ポートに接続される2本の中心導体の交
差角度に対応して大きな値となる。
【0012】そして、入出力ポートに接続される2本の
中心導体の交差角度が130度未満では挿入損失の改善
度合いが小さく、上記交差角度が150度を越える場合
は、必要とするアイソレーションが得られず、また2本
の中心導体がアース側の磁性体周辺部で重なり合うとい
う問題もあり、入出力ポートに接続される2つの中心導
体の交差角度は130度〜150度に設定される。
【0013】また、終端抵抗は200Ω〜500Ωの間
のアイソレーションが最良値となる抵抗値に設定され
る。
【0014】なお、終端ポートに接続される中心導体の
ポート側はいずれの側に引き出してもよい
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施例を示す
図面に基づいて説明する。図1及び図2は、本発明の第
1実施例によるアイソレータを説明するための図であ
り、図1はアイソレータの回路構造図、図2は3本の中
心導体の交差角度を示す構成図である。
【0016】本実施例のアイソレータは、3本の中心導
体2、3、4を互いに電気的絶縁状態で、かつ交差させ
て配置し、各中心導体2〜4の交差部分にフェライト5
の一主面を当接するとともに、図示しない永久磁石によ
り直流バイアス磁界Hexを印加して構成されている。
各中心導体2〜4、フェライト5、及び永久磁石は図示
しない磁気閉回路を構成する磁性体ヨーク内に収容され
ている。
【0017】各中心導体2〜4の一端はアースに接続さ
れており、他端2a,3a,4aはそれぞれ入力ポート
P1、出力ポートP2、終端ポートP3に接続され、各
ポートP1〜P3には整合用容量C1,C2,C3が並
列接続され、終端ポートP3には終端抵抗Rが並列接続
されている。
【0018】具体的には、3本の中心導体2、3、4は
薄板状の金属板からなり、そのアース部を円板状のフェ
ライト5の下面に当接し、各中心導体2〜4の主要部を
フェライト5の上面に絶縁シート(図示せず)を介在さ
せて折り曲げて配置し、各中心導体2〜4のそれぞれの
先端はフェライト5の外周から外方に突出して配置さ
れ、各中心導体2〜4の先端部がそれぞれのポートP1
〜P3となっている。各中心導体2〜4の主要部は、挿
入損失をより低減するために2つのラインで形成されて
いる。
【0019】そして、入力ポートP1に接続される中心
導体2と出力ポートP2に接続される中心導体3との交
差角度θ1は140度に設定され、終端ポートP3に接
続される中心導体4と前記2本の中心導体2、3との交
差角度θ2、θ3はそれぞれ110度に設定され、終端
ポートP3に接続される終端抵抗Rの抵抗値は300Ω
に設定されている。
【0020】なお、本実施例のように2本の中心導体の
交差角度を120度より大きくした場合、一般的に、従
来よりも高い直流バイアス磁界Hexが印加される。す
なわち、フェライト5に印加される直流バイアス磁界H
exは、フェライトの磁性体損失がより小さくなるよう
に交差角度に応じて適宜設定されている。
【0021】本実施例の構成においては、入出力ポート
に対応する2本の中心導体2、3の交差角度θ1は14
0度に設定され、従来の120度よりも大きく設定した
ので、入力ポートP1から出力ポートP2への信号の減
衰量すなわち挿入損失は大幅に低減されている。また、
終端ポートP3に対応する中心導体4は前記2本の中心
導体2、3の交差角度を2等分するように配置して、ア
イソレーションが最適となるように構成されている。ま
た、本実施例では、アイソレーションは終端抵抗Rが3
00Ωのとき最良値となる。
【0022】図3及び図4は、本実施例の構成と従来の
構成(交差角度120度、終端抵抗50Ω)での挿入損
失とアイソレーションの周波数特性を示す図である。厚
み0.5mm、直径3.6mmのフェライト、厚み0.
05mm、ライン幅0.35mm×2本の中心導体、中
心周波数約940MHzのアイソレータの実測値であ
る。
【0023】図3及び図4に示すように、所要の帯域幅
例えば±17.5MHzでのアイソレーションは、本実
施例のものでは約10dBとなり、従来のもの(約20
dB)に比べ悪化しているものの、挿入損失は、本実施
例のものでは約0.25dBと従来のもの(約0.45
dB)に比べ大幅に低減されている。
【0024】上記のように、本実施例のアイソレータ
は、アイソレーション特性は低下するものの挿入損失が
大幅に低減されており、携帯電話の消費電力を大幅に低
減し、電池運用時の連続通話時間を延ばすことができ
る。特に、ある程度のアイソレーション特性であればよ
いデジタル携帯電話機には好適な特性である。
【0025】上記実施例では入出力ポートに対応する2
本の中心導体の交差角度を140度に設定した場合を例
にとって説明したが、これに限るものではなく、上記2
本の中心導体の交差角度は、要求される特性に応じて1
30度〜150度の範囲内で適宜設定することができ
る。
【0026】この交差角度の範囲の設定理由は、交差角
度が130度未満では挿入損失の改善度合いが小さく、
交差角度が150度を越える場合は、必要とするアイソ
レーションが得られず、また2本の中心導体がアース側
の磁性体周辺部で重なり合うという問題を回避するため
である。
【0027】そして、終端ポートに接続される終端抵抗
は、設定された交差角度に応じて200Ω〜500Ωの
間のアイソレーションが最良値となる抵抗値に設定され
る。この終端抵抗の抵抗値は、通常、交差角度が大きく
なるほどより大きな値が選定される。
【0028】なお、終端ポートP3に接続される中心導
体4のポート側(ホットエンド)は、通常、上記実施例
のように中心導体2、3の入出力ポート側と反対の側に
引き出されるように配置されるが、例えば、図5に示す
ように、中心導体4のポート側を中心導体2、3のポー
ト側と同じ方向に引き出すようにしてもよい。図5にお
いて、中心導体2、3の交差角度θ1は140度、中心
導体4と中心導体2、3とのそれぞれの交差角度θ2、
θ3は70度に設定されている。
【0029】図5に示すように中心導体を配置した場
合、小型化に有利な構造とすることができる場合があ
る。図5に示す構成においても、第1実施例で説明した
ものと同様の効果を得ることができる。
【0030】また、中心導体の構造としては、上記各実
施例のようにフェライトの両面に金属導体を巻回したも
のの他に、誘電体基板の両面にエッチング等により中心
電極をパターン形成し、各電極をスルーホールで接続し
たもの、さらに誘電体、磁性体セラミックシートに中心
電極をパターン形成し、これを積層して一体焼結したも
の等があり、いずれの構成の中心導体であっても本発明
を適用することができる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアイ
ソレータによれば、入出力ポートに接続された2本の中
心導体の交差角度は130度〜150度に設定されてい
るので、挿入損失を低減することができ、本発明に係る
アイソレータを用いれば、携帯電話等の携帯用移動通信
機器の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係るアイソレータを説明するため
の等価回路図である。
【図2】第1実施例に係るアイソレータの中心導体の交
差角度を示す図である。
【図3】第1実施例と従来のアイソレータの挿入損失の
周波数特性を示す図である。
【図4】第1実施例と従来のアイソレータのアイソレー
ションの周波数特性を示す図である。
【図5】第2実施例に係るアイソレータの中心導体の交
差角度を示す図である。
【図6】従来のアイソレータを説明するための等価回路
図である。
【符号の説明】
2〜4 中心導体 5 フェライト(磁性体) P1 入力ポート P2 出力ポート P3 終端ポート C1〜C3 整合用容量 R 終端抵抗 θ1〜θ3 交差角度

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性体に3本の中心導体が電気的絶縁状
    態でかつ所定角度をなすように交差させて配置され、該
    交差部分に直流磁界が印加され、各中心導体の一端がそ
    れぞれに対応するポートに接続され、他端がアースに接
    続され、各ポートとアース間に整合用容量が接続され、
    1つのポートに終端抵抗が接続されてなるアイソレータ
    において、 入力ポートに接続された中心導体と出力ポートに接続さ
    れた中心導体との交差角度を130度〜150度に設定
    するとともに、終端ポートに対応する中心導体と前記2
    本の中心導体との交差角度をほぼ同じ値に設定し、かつ
    終端ポートに接続される終端抵抗の抵抗値を200Ω〜
    500Ωに設定したことを特徴とするアイソレータ。
JP8319018A 1996-11-29 1996-11-29 アイソレータ Pending JPH10163709A (ja)

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JP8319018A JPH10163709A (ja) 1996-11-29 1996-11-29 アイソレータ
DE69715785T DE69715785T2 (de) 1996-11-29 1997-11-28 Isolator
CA002222832A CA2222832C (en) 1996-11-29 1997-11-28 Isolator
EP97120992A EP0845830B1 (en) 1996-11-29 1997-11-28 Isolator
KR1019970064431A KR100294032B1 (ko) 1996-11-29 1997-11-29 아이솔레이터
US08/980,586 US5994974A (en) 1996-11-29 1997-12-01 Isolator comprising three central conductors intersecting each other at predetermined angles

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CA (1) CA2222832C (ja)
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