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JP3651137B2 - Non-reciprocal circuit element - Google Patents

Non-reciprocal circuit element Download PDF

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JP3651137B2
JP3651137B2 JP23435196A JP23435196A JP3651137B2 JP 3651137 B2 JP3651137 B2 JP 3651137B2 JP 23435196 A JP23435196 A JP 23435196A JP 23435196 A JP23435196 A JP 23435196A JP 3651137 B2 JP3651137 B2 JP 3651137B2
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JP
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inductance
isolator
input
capacitance
conductors
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敏弘 牧野
崇 川浪
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波帯等の高周波帯域で使用される非可逆回路素子、例えば、アイソレータ、サーキュレータに関し、特に移動通信機器に使用する場合の小型化、低価格化に対応できる非可逆回路素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、集中定数型のアイソレータ、サーキュレータ等の非可逆回路素子は、信号の伝送方向には減衰量が極めて小さく、逆方向には極めて大きい特性を有している。この種のアイソレータとして、従来、例えば図8に示すような構造のものがある。
【0003】
このアイソレータは、主として上ヨーク2と下ヨーク8とで構成される磁気閉回路内に、永久磁石3、3本の中心導体51、52、53及びフェライト54とからなる磁性組立体5、及び樹脂ケース7を配設した構造のものである。上記中心導体51、52のポート部P1,P2は、上記樹脂ケース7に形成された入出力端子71、72及び整合用コンデンサCo,Coに接続され、中心導体53のポート部P3は整合用コンデンサCo及び終端抵抗Rに接続され、各コンデンサCo及び終端抵抗Rの一端はアース端子73,73に接続されている。
【0004】
図9はこのアイソレータの等価回路図である。図9に示すように、従来のアイソレータは、中心導体51、52、53の先端部にあたるポートP1,P2,P3に整合回路としてそれぞれ整合容量Coが接続され、1つのポートP3に終端抵抗Rを接続して構成されている。なお、各インダクタンスLはフェライト54と中心導体51、52、53とにより形成される等価的なインダクタンスである。
【0005】
そして、このアイソレータは、携帯電話、自動車電話等の移動通信機器のアンテナ共用回路の送受信回路部に採用され、表面に入出力用の伝送線路及びアース電極が形成され、裏面の略全面にアース電極が形成された実装基板に表面実装されて使用される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、このような通信機器に組み込まれる増幅器には非直線性が存在しており、これが不要輻射、つまりスプリアス(基本波の整数倍、特に2倍波、3倍波)の発生原因となっている。この不要輻射は、混信や他の通信機器の電力増幅部の異常動作の要因となることから、一定のレベル以下にすることが規格化されている。
【0007】
また、アイソレータはその伝送方向の特性としてバンドパスフィルタの機能をも有しており、このため通過帯域より離れた周波数帯域では伝送方向でも減衰量が大きいという特性を有している。しかし、アイソレータは元来帯域外の減衰を得るためのものではなく、上記従来のアイソレータでは不要輻射の周波数帯域(特に、基本波の2倍波、3倍波)で所望の減衰量を得ることはできない。このため、この種の従来の通信機器においては、別途フィルタ等を用いて不要輻射を減衰させる方法が採用されている。
【0008】
すなわち、上記従来のアイソレータを用いた場合、上記のように不要輻射防止用のフィルタが必要であり、このフィルタの分だけ部品コストが上昇するとともに大型化するという問題があり、小型化、低価格化に対する要請に対応できないという問題があった。
【0009】
そこで、本発明の目的は、帯域外での減衰量を大きくして不要輻射の発生を大幅に低減することができ、よって、小型化、低価格化に貢献できる非可逆回路素子を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項に係る発明は、直流磁界が印加される磁性体に複数の中心導体を互いに交差させて配置し、前記各中心導体のポート部とアース間に整合容量を接続してなる非可逆回路素子において、
前記複数の中心導体は一枚の金属板で形成されており、前記中心導体のうち、入出力端子に接続された少なくとも1つの中心導体の先端部が所定の値のインダクタンスを有するように形成され、該インダクタンスが前記ポート部と前記入出力端子との間に接続されており、前記インダクタンスと前記整合容量とこの非可逆回路素子が実装される実装基板の入出力伝送線路のはんだ付けランドに生じる電極分布容量とでπ型の低域通過フィルタが形成されることを特徴とするものである。
【0012】
請求項に係る発明は、請求項に記載の非可逆回路素子において、前記インダクタンスを有するように前記中心導体の先端部が屈曲されて形成されていることを特徴とするものである。
【0013】
請求項に係る発明は、請求項1または請求項2のいずれかに記載の非可逆回路素子において、前記インダクタンスを有するように前記中心導体の先端部が他の部位よりも幅が狭くまたは厚みが薄く形成されていることを特徴とするものである。
【0014】
上記の構成によれば、中心導体の先端部に形成されたインダクタンスと、整合容量と、実装基板の入出力伝送線路の電極分布容量等の外部容量とで低域通過フィルタを形成することができるので、帯域外における減衰量を大幅に改善することができる。
【0015】
すなわち、外形寸法を変えることなく非可逆回路素子に低域通過フィルタを構成するインダクタンス及び容量を形成することができ、これらのインダクタンス及び容量と、実装基板に形成される電極分布容量等の外部容量とで低域通過フィルタを構成することができるので、本発明に係る非可逆回路素子を用いれば、従来必要であった不要輻射防止用の別のフィルタを用いることなく、不要輻射を大幅に低減することができる。
【0016】
【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。
【0017】
本発明の一実施例の係るアイソレータの構造、構成を図1〜図3に示す。図1はアイソレータの分解斜視図、図2は永久磁石及び上ヨークを除いた状態での平面図、図3は等価回路図である。なお、図1及び図2に示すコンデンサ、インダクタンスは、それぞれ図3に示す整合容量、インダクタンスに対応するものであり、同一符号を記す。
【0018】
本実施例のアイソレータは、図1及び図2に示すように、磁性体金属からなる箱状の上ヨーク2の内面に円板状の永久磁石3を配置するとともに、該上ヨーク2に同じく磁性体金属からなる概略コ字状の下ヨーク8を装着して磁気閉回路を形成し、下ヨーク8内の底面8a上には樹脂ケース7が配設され、該樹脂ケース7内には磁性組立体5、整合用コンデンサC1〜C3、終端抵抗Rが配設され、磁性組立体5に永久磁石3により直流磁界が印加されるように構成されている。上記磁性組立体5は、円板状のフェライト54の下面に薄板状の金属板からなる3本の中心導体51〜53のアース部を当接し、フェライト54の上面に3本の中心導体51〜53を絶縁シート(不図示)を介在させて互いに120度の角度をなすように折り曲げて配置した構造のものであり、中心導体51、52の先端部は、所定のインダクタンス値が形成されるようにそれぞれ幅狭くかつV字状に屈曲して形成されており、中心導体51、52の先端部にはそれぞれインダクタンスLfが形成されている。
【0019】
つまり、本実施例のアイソレータにおいては、信号入出力側の2つの中心導体51、52の先端部はインダクタンス形成に適した形状に加工され、中心導体51、52のポート部P1,P2と中心導体51、52の先端51a,52aとの間にはそれぞれ所定の値のインダクタンスLfが形成されて構成されている。
【0020】
上記樹脂ケース7は、電気的絶縁部材からなり、矩形枠状の側壁7aに底壁7bを一体形成した構造のもので、入出力端子71、72及びアース端子73、73がその一部を樹脂内に埋設して設けられ、底壁7bの略中央部には挿通孔7cが形成されている。入出力端子71、72は樹脂ケース7の一方側両角部に配置され、それぞれの一端側は底壁7bの上面に露出するように、他端側は底壁7bの下面及び側壁7aの外面に露出するように設けられている。また、アース端子73、73は樹脂ケース7の他方側に配置され、それぞれの一端側は底壁7bのコンデンサC1〜C3及び終端抵抗Rが配置される部分に所定の形状で露出するように、他端側は底壁7bの下面及び側壁7aの外面に露出するように設けられている。
【0021】
上記挿通孔7c内には上記磁性組立体5が挿入配置され、この磁性組立体5の下面の各中心導体51〜53のアース部は上記下ヨーク8の底面8aに接続されている。
【0022】
上記挿通孔7cの周縁にはそれぞれ整合用のチップコンデンサC1〜C3、チップ終端抵抗Rが配置されている。各コンデンサC1〜C3の下面電極、及び終端抵抗Rの一端側の電極はそれぞれアース端子73、73に接続されている。各コンデンサC1〜C3の上面電極にはそれぞれ各中心導体51〜53のポート部P1〜P3が接続され、終端抵抗Rの他端側はポート部P3に接続されている。
【0023】
中心導体51、52の先端51a,52aは、入出力端子71、72の一端側である底壁7bの左右上端部に露出した部分にそれぞれ接続されている。つまり、中心導体51,52のポート部P1,P2はそれぞれインダクタンスLfを介して入出力端子71、72に接続されている。
【0024】
すなわち、本実施例のアイソレータは、図3の等価回路図に示すように、中心導体51、52、53の先端部にあたるポートP1〜P3に整合容量C1〜C3が接続され、1つのポートP3には終端抵抗Rが接続され、2つのポートP1,P2と信号の入出力端となる入出力端子71、72との間にはそれぞれインダクタンスLfが接続された構成となっている。
【0025】
そして、このアイソレータは、図4に示すように、表面に入出力用の伝送線路11、12及びアース電極13が形成され、裏面の略全面にアース電極が形成された実装基板10に表面実装されて使用される。具体的には、アイソレータの入出力端子71、72は伝送線路11、12のはんだ付けランド11a,12aに、アース端子73、73はアース電極13、13にそれぞれはんだ付けされて実装される。
【0026】
アイソレータの入出力端子71、72がはんだ付けされるはんだ付けランド11a,12aは、十分な実装強度(はんだ付け強度)を得るために他の部位よりも幅の広く形成されており、はんだ付けランド11a,12aと裏面に形成されたアース電極間にはそれぞれ電極分布容量Cpが必然的に生じている。
【0027】
次に、本実施例のアイソレータの作用効果について説明する。図5及び図6は上記のアイソレータが実装基板10に実装された状態での等価回路図であり、図6は実装状態での作用(動作原理)を説明するための等価回路図である。
【0028】
図5に示すように、本実施例のアイソレータが実装基板10に実装された状態(図4参照)では、実装基板10の伝送線路11、12のはんだ付けランド11a,12aに寄生的に生じる電極分布容量Cp,Cpがアイソレータの入出力端子71、72に接続された構成となる。そして、図6に示すように、アイソレータの信号入出力部(ポートP1、P2側)にはインダクタンスLf、整合容量C1、C2の一部である容量Cf、及び外部容量である実装基板10の電極分布容量Cpからなるπ型の低域通過フィルタLPFが形成される。
【0029】
つまり、本実施例のアイソレータの整合容量C1、C2は、アイソレータの整合回路として機能する容量Coと上記π型の低域通過フィルタLPFを形成する容量Cfとの並列容量で構成されている。すなわち、本実施例のアイソレータの整合容量C1,C2は、従来のアイソレータの整合容量Coに容量Cfを付加した値に設定されている。例えば、1.5GHz帯においては、容量Coは約5pF、容量Cfは約2pFに設定され、900MHz帯においては、容量Coは約10pF、容量Cfは約3pFに設定され、インダクタンスLfは2nH〜3nH程度に設定される。
【0030】
容量Cfは、通常、アイソレータの入出力インピーダンス(通常、50Ω)が変化しないように、電極分布容量Cpの容量値と同じ値になるように設定されるが、容量Cfを電極分布容量Cpと異なる値に設定することにより、アイソレータの入出力インピーダンスを変更することも可能である。
【0031】
インダクタンスLfは、中心導体51、52の先端部の幅、形状、屈曲方法等を変えることにより、所望の値に設定される。
【0032】
上記容量Cf、電極分布容量Cp及びインダクタンスLfの値は、実装基板の厚み、使用周波数帯、電気的特性、実装強度等を考慮して適宜設定される。
【0033】
図7は、本実施例のアイソレータと従来のアイソレータを実装基板に実装した状態での周波数特性を示す図であり、実線は本実施例による特性を示し、破線は従来の特性を示す。図7に示すように、本実施例のアイソレータを用いれば、従来のものに比べ、高周波帯側での減衰量が大幅に大きくなってことがわかる。
【0034】
以上のように、本実施例のアイソレータにおいては、信号入出力側の2つの中心導体51、52の先端部にはそれぞれインダクタンスLfが形成されており、実装基板10に実装された状態で、各信号入出力部には、インダクタンスLfと整合容量C1(またはC2)と実装基板10の電極分布容量Cpとで低域通過フィルタLPFが形成されるので、図7に示すように、帯域外における減衰量は従来のものに比べ大幅に改善されたものとなる。
【0035】
すなわち、本実施例のアイソレータには、外形寸法を変えることなく低域通過フィルタLPFを構成するインダクタンスLf及び容量Cfが内蔵され、かつ、実装基板10には、はんだ付けランド11a,12aに低域通過フィルタLPFを構成する電極分布容量Cpが必然的に形成されており、本実施例のアイソレータを用いれば、従来必要であった不要輻射防止用の別のフィルタを用いることなく、不要輻射を大幅に低減することができ、通信機器の小型化、低価格化に対応することができる。
【0036】
なお、上記実施例では、中心導体51、52の先端部をV字状に屈曲させてインダクタンスLfを形成しているが、インダクタンスLfを形成する形状はこれに限るものではなく、例えば、コ字状あるいはU字状に屈曲したものでもよく、また、ミアンダ状に複数回屈曲したものでもよい。
【0037】
また、上記実施例では、外部容量として実装基板のはんだ付けランド部に形成される電極分布容量を利用したもので説明したが、外部容量はこれに限るものではなく、外部容量としてチップコンデンサ等を用いるようにしてもよい。
【0038】
また、上記実施例では、アイソレータの信号入出力側の両方の中心導体51、52の先端部に低域通過フィルタLPFを構成するインダクタンスLfを形成したもので説明したが、これに限るものではなく、中心導体51、52のいずれか一方にのみ上記インダクタンスLfを形成した構成であってもよい。
【0039】
また、上記実施例では、アイソレータを例にとって説明したが、ポートP3に終端抵抗Rを接続することなく、ポートP3を第3の入出力部として構成したサーキュレータも本発明を適用することができる。
【0040】
また、全体の構造も上記実施例の図1及び図2に示すものに限るものではなく、例えば、上記複数の中心導体を、誘電体材料または磁性体材料からなる多層基板の異なる層に電極材を印刷あるいは蒸着等の方法により形成した構造のものであってもよい。この場合も、中心導体の先端部をインダクタンス形成に適した形状に形成することにより、上記インダクタンスLfを容易に形成することができる。
【0041】
要するに、本発明は少なくとも1つの信号入出力部の中心導体の先端部に低域通過フィルタを構成するインダクタンスが形成されていることを特徴とするものであり、他の構成については特に限定するものではない。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る非可逆回路素子によれば、中心導体の先端部が所定の値のインダクタンスを有するように形成され、この中心導体の先端部に形成されたインダクタンスと、整合容量と、実装基板の電極分布容量等の外部容量とで低域通過フィルタを形成することができるので、帯域外における減衰量を大幅に改善することができる。
【0043】
すなわち、外形寸法を変えることなく非可逆回路素子に低域通過フィルタを構成するインダクタンス及び容量を形成することができ、これらのインダクタンス及び容量と、実装基板に形成される電極分布容量等の外部容量とで低域通過フィルタを構成することができる。したがって、本発明に係る非可逆回路素子を用いれば、不要輻射防止用の別のフィルタを不要とすることができ、通信機器等の小型化、低価格化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るアイソレータの分解斜視図である。
【図2】本発明の一実施例に係るアイソレータの平面図である。
【図3】本発明に係るアイソレータの等価回路図である。
【図4】本発明の一実施例に係るアイソレータの実装状態を示す斜視図である。
【図5】本発明に係るアイソレータの実装状態での等価回路図である。
【図6】本発明に係るアイソレータの実装状態での作用を説明するための等価回路図である。
【図7】本発明と従来のアイソレータの周波数特性図である。
【図8】従来のアイソレータの分解斜視図である。
【図9】従来のアイソレータの等価回路図である。
【符号の説明】
2 上ヨーク
3 永久磁石
5 磁性組立体
51〜53 中心導体
54 フェライト
7 樹脂ケース
71、72 入出力端子
73 アース端子
8 下ヨーク
10 実装基板
11、12 伝送線路
11a,12a はんだ付けランド
C1〜C3 整合容量(コンデンサ)
R 終端抵抗
Lf インダクタンス
Cp 電極分布容量
P1〜P3 ポート(ポート部)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-reciprocal circuit element used in a high-frequency band such as a microwave band, for example, an isolator, a circulator, and more particularly to a non-reciprocal circuit element that can be reduced in size and price when used in a mobile communication device. .
[0002]
[Prior art]
In general, nonreciprocal circuit elements such as lumped constant type isolators and circulators have extremely small attenuation in the signal transmission direction and extremely large characteristics in the reverse direction. As this type of isolator, there is a conventional one having a structure as shown in FIG.
[0003]
This isolator includes a permanent magnet 3, a magnetic assembly 5 including three central conductors 51, 52, 53 and a ferrite 54 in a magnetic closed circuit mainly composed of an upper yoke 2 and a lower yoke 8, and a resin. The case 7 has a structure. The port portions P1 and P2 of the center conductors 51 and 52 are connected to input / output terminals 71 and 72 and matching capacitors Co and Co formed in the resin case 7, and the port portion P3 of the center conductor 53 is a matching capacitor. Co and terminal resistor R are connected, and one end of each capacitor Co and terminal resistor R is connected to ground terminals 73 and 73.
[0004]
FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of this isolator. As shown in FIG. 9, in the conventional isolator, matching capacitors Co are connected as matching circuits to the ports P1, P2, and P3 corresponding to the tips of the center conductors 51, 52, and 53, respectively, and a termination resistor R is connected to one port P3. Connected and configured. Each inductance L is an equivalent inductance formed by the ferrite 54 and the central conductors 51, 52, 53.
[0005]
This isolator is employed in a transmission / reception circuit section of an antenna sharing circuit of a mobile communication device such as a mobile phone or a car phone, and an input / output transmission line and a ground electrode are formed on the front surface, and a ground electrode is formed on substantially the entire back surface. Is used by being surface-mounted on a mounting substrate on which is formed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In general, amplifiers incorporated in such communication devices have non-linearity, which is a cause of unnecessary radiation, that is, spurious (integer multiple of fundamental wave, especially second harmonic, third harmonic). It has become. Since this unnecessary radiation causes interference and abnormal operation of the power amplifying unit of other communication devices, it is standardized to be below a certain level.
[0007]
In addition, the isolator also has a function of a band pass filter as a characteristic in the transmission direction. For this reason, the isolator has a characteristic that the attenuation amount is large in the transmission direction in a frequency band far from the pass band. However, the isolator is not originally intended to obtain attenuation outside the band, and the conventional isolator described above obtains the desired attenuation in the frequency band of unnecessary radiation (especially the second harmonic and the third harmonic). I can't. For this reason, in this type of conventional communication equipment, a method of attenuating unnecessary radiation using a separate filter or the like is employed.
[0008]
That is, when the conventional isolator is used, a filter for preventing unnecessary radiation is required as described above, and there is a problem that the component cost increases and the size of the filter increases by the amount of the filter. There was a problem that it was not possible to respond to the request for conversion.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-reciprocal circuit device that can greatly reduce the occurrence of unnecessary radiation by increasing the amount of attenuation outside the band, thereby contributing to downsizing and cost reduction. It is in.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a non-reciprocal circuit in which a plurality of center conductors are arranged so as to intersect each other on a magnetic body to which a DC magnetic field is applied, and a matching capacitor is connected between the port portion of each center conductor and ground. In the element
The plurality of center conductors are formed of a single metal plate, and the tip of at least one center conductor connected to the input / output terminal of the center conductors is formed to have a predetermined value of inductance. The inductance is connected between the port portion and the input / output terminal , and occurs in the soldering land of the input / output transmission line of the mounting board on which the inductance, the matching capacitor, and the nonreciprocal circuit element are mounted. A π-type low-pass filter is formed by the electrode distributed capacitance.
[0012]
The invention according to claim 2 is the non-reciprocal circuit device according to claim 1, the distal end portion of the center conductor so as to have the inductance and is characterized in that it is formed by bending.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the nonreciprocal circuit element according to the first or second aspect , the tip of the central conductor is narrower or thicker than other parts so as to have the inductance. Is formed thinly.
[0014]
According to said structure, a low-pass filter can be formed with the inductance formed in the front-end | tip part of a center conductor, matching capacity | capacitance, and external capacity | capacitances, such as electrode distribution capacity | capacitance of the input / output transmission line of a mounting board | substrate. Therefore, the attenuation amount outside the band can be greatly improved.
[0015]
That is, it is possible to form inductances and capacitors constituting the low-pass filter in the non-reciprocal circuit element without changing the external dimensions, and these inductances and capacitors and external capacitors such as electrode distributed capacitors formed on the mounting substrate. Therefore, if the nonreciprocal circuit device according to the present invention is used, unnecessary radiation can be greatly reduced without using another filter for preventing unnecessary radiation that has been required in the past. can do.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
[0017]
The structure and configuration of an isolator according to an embodiment of the present invention are shown in FIGS. 1 is an exploded perspective view of the isolator, FIG. 2 is a plan view in a state where the permanent magnet and the upper yoke are removed, and FIG. 3 is an equivalent circuit diagram. The capacitors and the inductances shown in FIGS. 1 and 2 correspond to the matching capacitance and the inductance shown in FIG. 3, respectively, and are denoted by the same reference numerals.
[0018]
As shown in FIGS. 1 and 2, the isolator of the present embodiment has a disk-shaped permanent magnet 3 disposed on the inner surface of a box-shaped upper yoke 2 made of a magnetic metal, and the upper yoke 2 is also magnetic. A substantially U-shaped lower yoke 8 made of a body metal is attached to form a magnetic closed circuit, and a resin case 7 is disposed on a bottom surface 8 a in the lower yoke 8. A solid 5, matching capacitors C <b> 1 to C <b> 3, and a terminating resistor R are disposed, and a DC magnetic field is applied to the magnetic assembly 5 by the permanent magnet 3. In the magnetic assembly 5, the ground portions of the three central conductors 51 to 53 made of a thin metal plate are in contact with the lower surface of the disk-shaped ferrite 54, and the three central conductors 51 to 53 are in contact with the upper surface of the ferrite 54. 53 has a structure in which an insulating sheet (not shown) is interposed and bent so as to form an angle of 120 degrees with each other, and the tip portions of the center conductors 51 and 52 have a predetermined inductance value. The center conductors 51 and 52 are respectively formed with inductances Lf at the end portions thereof.
[0019]
That is, in the isolator of the present embodiment, the tip portions of the two central conductors 51 and 52 on the signal input / output side are processed into a shape suitable for inductance formation, and the port portions P1 and P2 of the central conductors 51 and 52 and the central conductor are formed. A predetermined value of inductance Lf is formed between the tips 51a and 52a of 51 and 52, respectively.
[0020]
The resin case 7 is made of an electrically insulating member and has a structure in which a bottom wall 7b is integrally formed with a rectangular frame-shaped side wall 7a. The input / output terminals 71 and 72 and the ground terminals 73 and 73 are partly made of resin. An insertion hole 7c is formed in a substantially central portion of the bottom wall 7b. The input / output terminals 71 and 72 are disposed at both corners of the resin case 7, and one end side of each of the input / output terminals 71 and 72 is exposed on the upper surface of the bottom wall 7b. It is provided to be exposed. Further, the ground terminals 73 and 73 are arranged on the other side of the resin case 7, and one end side of each of the ground terminals 73 and 73 is exposed in a predetermined shape at a portion where the capacitors C1 to C3 and the terminating resistor R are arranged on the bottom wall 7b. The other end side is provided so as to be exposed on the lower surface of the bottom wall 7b and the outer surface of the side wall 7a.
[0021]
The magnetic assembly 5 is inserted and disposed in the insertion hole 7 c, and the ground portions of the center conductors 51 to 53 on the lower surface of the magnetic assembly 5 are connected to the bottom surface 8 a of the lower yoke 8.
[0022]
Matching chip capacitors C <b> 1 to C <b> 3 and a chip termination resistor R are arranged on the periphery of the insertion hole 7 c. The lower surface electrodes of the capacitors C1 to C3 and the electrode on one end side of the termination resistor R are connected to the ground terminals 73 and 73, respectively. Port portions P1 to P3 of the respective center conductors 51 to 53 are connected to the upper surface electrodes of the capacitors C1 to C3, respectively, and the other end side of the termination resistor R is connected to the port portion P3.
[0023]
The tips 51a and 52a of the central conductors 51 and 52 are connected to the exposed portions at the left and right upper ends of the bottom wall 7b, which is one end side of the input / output terminals 71 and 72, respectively. That is, the port portions P1, P2 of the central conductors 51, 52 are connected to the input / output terminals 71, 72 via the inductance Lf, respectively.
[0024]
That is, in the isolator of this embodiment, as shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 3, the matching capacitors C1 to C3 are connected to the ports P1 to P3 corresponding to the tips of the center conductors 51, 52, and 53, and one port P3 is connected. The terminal resistor R is connected, and an inductance Lf is connected between the two ports P1 and P2 and the input / output terminals 71 and 72 which are signal input / output terminals.
[0025]
As shown in FIG. 4, this isolator is surface-mounted on a mounting substrate 10 in which input / output transmission lines 11 and 12 and a ground electrode 13 are formed on the front surface, and a ground electrode is formed on substantially the entire back surface. Used. Specifically, the input / output terminals 71 and 72 of the isolator are mounted by being soldered to the solder lands 11a and 12a of the transmission lines 11 and 12, and the ground terminals 73 and 73 are soldered to the ground electrodes 13 and 13, respectively.
[0026]
The soldering lands 11a and 12a to which the input / output terminals 71 and 72 of the isolator are soldered are formed wider than other portions in order to obtain sufficient mounting strength (soldering strength). Electrode distributed capacitance Cp inevitably occurs between 11a, 12a and the ground electrode formed on the back surface.
[0027]
Next, the effect of the isolator of a present Example is demonstrated. 5 and 6 are equivalent circuit diagrams in a state where the above-described isolator is mounted on the mounting substrate 10, and FIG. 6 is an equivalent circuit diagram for explaining an operation (operation principle) in the mounting state.
[0028]
As shown in FIG. 5, when the isolator of the present embodiment is mounted on the mounting substrate 10 (see FIG. 4), electrodes that are parasitically generated on the soldering lands 11a and 12a of the transmission lines 11 and 12 of the mounting substrate 10. The distributed capacitors Cp and Cp are connected to the input / output terminals 71 and 72 of the isolator. As shown in FIG. 6, the signal input / output unit (ports P1 and P2 side) of the isolator has an inductance Lf, a capacitance Cf that is a part of the matching capacitances C1 and C2, and an electrode of the mounting substrate 10 that is an external capacitance. A π-type low-pass filter LPF composed of the distributed capacitance Cp is formed.
[0029]
That is, the matching capacitors C1 and C2 of the isolator of the present embodiment are configured by a parallel capacitor of a capacitor Co that functions as an isolator matching circuit and a capacitor Cf that forms the π-type low-pass filter LPF. That is, the matching capacitors C1 and C2 of the isolator of this embodiment are set to values obtained by adding the capacitor Cf to the matching capacitor Co of the conventional isolator. For example, in the 1.5 GHz band, the capacitance Co is set to about 5 pF and the capacitance Cf is set to about 2 pF. In the 900 MHz band, the capacitance Co is set to about 10 pF, the capacitance Cf is set to about 3 pF, and the inductance Lf is 2 nH to 3 nH. Set to degree.
[0030]
The capacitance Cf is normally set to be the same value as the capacitance value of the electrode distribution capacitance Cp so that the input / output impedance (usually 50Ω) of the isolator does not change, but the capacitance Cf is different from the electrode distribution capacitance Cp. By setting the value, the input / output impedance of the isolator can be changed.
[0031]
The inductance Lf is set to a desired value by changing the width, shape, bending method, and the like of the tip portions of the center conductors 51 and 52.
[0032]
The values of the capacitance Cf, the electrode distribution capacitance Cp, and the inductance Lf are appropriately set in consideration of the thickness of the mounting substrate, the used frequency band, the electrical characteristics, the mounting strength, and the like.
[0033]
FIG. 7 is a diagram showing the frequency characteristics in a state where the isolator of this embodiment and the conventional isolator are mounted on a mounting substrate. The solid line shows the characteristics according to this embodiment, and the broken line shows the conventional characteristics. As shown in FIG. 7, it can be seen that the use of the isolator of the present embodiment greatly increases the amount of attenuation on the high frequency band side as compared with the conventional one.
[0034]
As described above, in the isolator according to the present embodiment, the inductance Lf is formed at each of the tip ends of the two central conductors 51 and 52 on the signal input / output side. Since the low-pass filter LPF is formed by the inductance Lf, the matching capacitance C1 (or C2), and the electrode distribution capacitance Cp of the mounting substrate 10 in the signal input / output unit, as shown in FIG. The amount is greatly improved compared to the conventional one.
[0035]
That is, the isolator of the present embodiment incorporates the inductance Lf and the capacitance Cf that constitute the low-pass filter LPF without changing the external dimensions, and the mounting substrate 10 has a low-frequency band on the solder lands 11a and 12a. The electrode distributed capacitance Cp constituting the pass filter LPF is inevitably formed, and if the isolator of this embodiment is used, unnecessary radiation can be greatly increased without using another filter for preventing unnecessary radiation that has been necessary in the past. Therefore, the communication device can be reduced in size and price.
[0036]
In the above-described embodiment, the leading end portions of the center conductors 51 and 52 are bent in a V shape to form the inductance Lf. However, the shape for forming the inductance Lf is not limited to this. It may be bent into a U-shape or a U-shape, or may be bent multiple times in a meander shape.
[0037]
In the above embodiment, the electrode distributed capacity formed on the soldering land portion of the mounting substrate is used as the external capacity. However, the external capacity is not limited to this, and a chip capacitor or the like is used as the external capacity. You may make it use.
[0038]
Further, in the above-described embodiment, the description has been given of the case where the inductance Lf constituting the low-pass filter LPF is formed at the distal ends of the central conductors 51 and 52 on the signal input / output side of the isolator. However, the present invention is not limited to this. The inductance Lf may be formed only on one of the central conductors 51 and 52.
[0039]
In the above embodiment, the isolator has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a circulator in which the port P3 is configured as the third input / output unit without connecting the termination resistor R to the port P3.
[0040]
Also, the overall structure is not limited to that shown in FIGS. 1 and 2 of the above embodiment. For example, the plurality of central conductors may be arranged on different layers of a multilayer substrate made of a dielectric material or a magnetic material. May be formed by a method such as printing or vapor deposition. Also in this case, the inductance Lf can be easily formed by forming the tip of the central conductor in a shape suitable for inductance formation.
[0041]
In short, the present invention is characterized in that an inductance constituting a low-pass filter is formed at the tip of the central conductor of at least one signal input / output unit, and other configurations are particularly limited. is not.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the non-reciprocal circuit device according to the present invention, the tip of the center conductor is formed to have a predetermined value of inductance, and matching with the inductance formed at the tip of the center conductor is performed. Since the low-pass filter can be formed by the capacitance and the external capacitance such as the electrode distribution capacitance of the mounting substrate, the attenuation amount outside the band can be greatly improved.
[0043]
That is, it is possible to form inductances and capacitors constituting the low-pass filter in the non-reciprocal circuit element without changing the external dimensions, and these inductances and capacitors and external capacitors such as electrode distributed capacitors formed on the mounting substrate. Thus, a low-pass filter can be configured. Therefore, if the non-reciprocal circuit device according to the present invention is used, another filter for preventing unnecessary radiation can be dispensed with, and the communication device and the like can be reduced in size and price.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of an isolator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of an isolator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of an isolator according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a mounted state of an isolator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram in the mounted state of the isolator according to the present invention.
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram for explaining the operation in the mounted state of the isolator according to the present invention.
FIG. 7 is a frequency characteristic diagram of the present invention and a conventional isolator.
FIG. 8 is an exploded perspective view of a conventional isolator.
FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of a conventional isolator.
[Explanation of symbols]
2 Upper yoke 3 Permanent magnet 5 Magnetic assembly 51-53 Center conductor 54 Ferrite 7 Resin case 71, 72 Input / output terminal 73 Ground terminal 8 Lower yoke 10 Mounting substrate 11, 12 Transmission line 11a, 12a Soldering land C1-C3 Alignment Capacity (capacitor)
R Terminal resistance Lf Inductance Cp Electrode distribution capacitance P1 to P3 Port (port portion)

Claims (3)

直流磁界が印加される磁性体に複数の中心導体を互いに交差させて配置し、前記各中心導体のポート部とアース間に整合容量を接続してなる非可逆回路素子において、
前記複数の中心導体は一枚の金属板で形成されており、前記中心導体のうち、入出力端子に接続された少なくとも1つの中心導体の先端部が所定の値のインダクタンスを有するように形成され、該インダクタンスが前記ポート部と前記入出力端子との間に接続されており、前記インダクタンスと前記整合容量とこの非可逆回路素子が実装される実装基板の入出力伝送線路のはんだ付けランドに生じる電極分布容量とでπ型の低域通過フィルタが形成されることを特徴とする非可逆回路素子。
In a non-reciprocal circuit device in which a plurality of center conductors are arranged to cross each other in a magnetic body to which a DC magnetic field is applied, and a matching capacitor is connected between the port portion of each center conductor and the ground,
The plurality of center conductors are formed of a single metal plate, and the tip of at least one center conductor connected to the input / output terminal of the center conductors is formed to have a predetermined value of inductance. The inductance is connected between the port portion and the input / output terminal , and occurs in the soldering land of the input / output transmission line of the mounting board on which the inductance, the matching capacitor, and the nonreciprocal circuit element are mounted. A non-reciprocal circuit device, wherein a π-type low-pass filter is formed with an electrode distributed capacitance.
前記インダクタンスを有するように前記中心導体の先端部が屈曲されて形成されていることを特徴とする請求項に記載の非可逆回路素子。The nonreciprocal circuit device according to claim 1, wherein a distal end portion of the center conductor is formed by bending so as to have the inductance. 前記インダクタンスを有するように前記中心導体の先端部が他の部位よりも幅が狭くまたは厚みが薄く形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の非可逆回路素子。 3. The nonreciprocal circuit according to claim 1, wherein a tip end portion of the center conductor is formed narrower or thinner than other portions so as to have the inductance. 4. element.
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