JPH07235810A - 非可逆回路素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｉ．Ｌ．特性の劣化を回避しながらアイソレ
ーション特性の広帯域化を図ることができ、ひいては反
射波を確実に吸収することができ、かつ部品の小型化，
軽量化に対応できるとともに、低価格化に貢献できる非
可逆回路素子を提供する。 【構成】 １つのポートＰ３に終端器Ｒを接続してアイ
ソレータ１０（非可逆回路素子）を構成する場合に、上
記終端器Ｒに整合回路１１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３ポートサーキュレー
タの何れかの１ポートに無反射終端器を接続してなる非
可逆回路素子，例えばアイソレータに関し、詳細にはア
イソレーション特性の広帯域化を図りながらＩ．Ｌ．特
性の劣化を回避でき、かつ部品の小型化，軽量化に対応
できるようにした構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＶＨＦ，ＵＨＦ，ＳＨＦ帯域で
採用されるアイソレータは、信号を伝送方向にのみ通過
させ、逆方向への伝送を阻止する機能を有しており、例
えば携帯電話，自動車電話等の移動通信機器の送信回路
部に採用されている。

【０００３】図６は、従来の集中定数型アイソレータの
基本等価回路を示す。このアイソレータ１は、フェライ
ト５の一主面に３つの中心導体２〜４を互いに電気的絶
縁状態で、かつ１２０度の角度なすよう交差させて配置
し、この各中心導体２〜４の一端をアースに接続し、他
端に整合用容量Ｃ１〜Ｃ３を接続する。また上記各中心
導体２〜４の何れか１つのポートＰ３に無反射終端抵抗
器（ターミネーション）Ｒを接続するとともに、上記フ
ェライト５の軸方向にバイアス用直流磁界Ｈexを印加す
るように構成されている。

【０００４】上記アイソレータ１は、ポートＰ１からの
信号をポートＰ２に伝送し、該ポート２から進入する反
射波を終端抵抗器Ｒで吸収してポートＰ１への伝送を阻
止する機能を有しており、これにより不要波が電力増幅
器等に進入するのを防止している。

【０００５】ところで上記アイソレータ１では、回路を
構成する部品素子数が少ないことから該素子における損
失が小さく、低損失化には有利であるものの、Ｉ．Ｌ．
特性（通過特性）及びアイソレーション特性（逆方向減
衰特性）が比較的狭帯域特性となっている。このため反
射波の周波数によっては吸収できない場合があり、その
結果相互変調歪が発生し、雑音の原因となり易い。

【０００６】このようなＩ．Ｌ．特性，アイソレーショ
ン特性の改善を図るために、図３〜図５に示すように、
Ｌ，Ｃ´からなる整合用素子６を付加して帯域幅を広げ
ることが考えられる。例えば、図３は各中心導体２〜４
のポートＰ１〜Ｐ３にそれぞれ整合用素子６を直列接続
した例であり、図４はフェライト５のアース面５ａに整
合用素子６を接続した例である。また図５は各ポートＰ
１〜Ｐ３，及びフェライト５のアース面５ａにそれぞれ
整合用素子６を接続した例である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記各ア
イソレータでは、図７に示すように、Ｉ．Ｌ．特性（図
７（ａ）参照），アイソレーション特性（図７（ｂ）参
照）の広帯化を図る場合、アイソレーション特性は問題
はないものの、Ｉ．Ｌ．特性では動作中心周波数ｆ１の
ピーク値ａが下がり、特性が劣化するという問題点があ
る。これは信号が通過する各ポートライン上やフェライ
トのアース面に整合用素子を接続することとなり、それ
だけ挿入損失が増大することに起因している。

【０００８】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、Ｉ．Ｌ．特性の劣化を回避しながらアイソレ
ーション特性の広帯域化を図ることができ、ひいては反
射波を確実に吸収できる非可逆回路素子を提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、３ポートサー
キュレータの何れか１つのポートに終端器を接続してな
る非可逆回路素子において、上記終端器に広帯域化用整
合回路を設けたことを特徴としている。

【００１０】ここで、上記整合回路にはＬ・Ｃの直列回
路、あるいは伝送線路のどちらを用いてもよい。

【００１１】

【作用】本発明に係る非可逆回路素子によれば、終端器
に整合回路を設けたので、Ｉ．Ｌ．特性の劣化を回避し
ながらアイソレーション特性のみ広帯域化を図ることが
でき、よって反射波を確実に吸収して不要波の進入を防
止できる。

【００１２】また本発明では、１つの整合回路で広帯域
化を構成したので、複数の整合用素子を付加する場合に
比べて部品点数を削減でき、それだけ部品の小型化，軽
量化に対応できるとともに、部品コストを低減して低価
格化に対応できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図１及び図２は本発明の一実施例による非可逆回路
素子を説明するための図であり、本実施例ではアイソレ
ータに適用した場合を例にとって説明する。

【００１４】本実施例のアイソレータ１０は、３つの中
心導体２〜４を互いに電気的絶縁状態で、かつ１２０度
の角度なすよう交差させて配置し、この各中心導体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バイアス用直流磁界Ｈex
を印加してなるもので、基本的構成は従来と同様であ
る。また上記フェライト５，各中心導体２〜４等は図示
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。

【００１５】上記各中心導体２〜４の一端２ａ〜４ａは
アースに接続されており、他端２ｂ〜４ｂには入出力用
ポートＰ１〜Ｐ３が接続されており、該各ポートＰ１〜
Ｐ３には整合用容量Ｃ１〜Ｃ３が並列接続されている。
また上記１つのポートＰ３には無反射終端抵抗器Ｒが接
続されており、これにより上記入出力ポートＰ１からの
信号をポートＰ２に伝送し、該ポート２から進入する反
射波を終端抵抗器Ｒで吸収するようになっている。

【００１６】そして、上記終端抵抗器Ｒには本実施例の
特徴をなす整合回路１１が付加されており、この整合回
路１１は上記ポートＰ３と終端抵抗器Ｒとの間に直列接
続されている。上記整合回路１１には、例えば集中定数
のコイルＬ，コンデンサＣを直列接続したものが採用さ
れている。

【００１７】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例のアイソレータ１０において、順方向（透
過）電力はポートＰ１から入って中心導体２，フェライ
ト５を経て中心導体４のポートＰ２に伝送される。この
場合、信号が通過する透過特性の帯域幅は狭いものの、
損失への影響は受けることがなく、低損失性が保持され
る。

【００１８】一方、逆方向（反射）電力はポートＰ２か
ら入って中心導体４，フェライト５を経て中心導体３の
ポートＰ３に進入し、整合回路１１を通って終端抵抗器
Ｒで吸収される。この場合、上記整合回路１１によって
吸収帯域は拡大されていることから、中心周波数から離
れた周波数でも吸収されることとなる。これにより反射
波がポートＰ１に抜けるという問題を解消でき、不要波
の侵入を防止でき、ひいては相互変調歪による雑音の発
生を回避できる。

【００１９】このように本実施例によれば、終端抵抗器
Ｒにのみ整合回路１１を付加したので、上述のようにア
イソレーション特性の広帯域化を図りながら、ライン上
での損失を低減でき、Ｉ．Ｌ．特性の劣化を回避でき
る。

【００２０】また本実施例では、上記整合回路１１を１
つで構成したので、上述の複数の整合用素子を付加する
場合のような大型化，重量の増大化を回避でき、部品の
小型化，軽量化に対応できるとともに、部品コストを低
減して低価格化に貢献できる。さらに上記アイソレーシ
ョン特性の広帯域に伴って、従来の電気的調整を行う手
間を省略できることから、この点からもコストを低減で
きる。

【００２１】さらにまた本実施例では、終端抵抗器Ｒに
のみ整合回路１１を設けたので、該回路での損失がＩ．
Ｌ．特性に影響を与えることはなく、また上記終端抵抗
器Ｒでの電力損失を軽減でき、整合回路にも熱損失の分
布が広がることから品質に対する信頼性を向上できる。

【００２２】なお、上記実施例では、集中定数型の３ポ
ートサーキュレータに終端抵抗器を接続したアイソレー
タを例にとって説明したが、本発明はこれに限られるも
のではなく、分布定数型や導波管型の非可逆回路素子に
も勿論適用できる。

【００２３】例えば、図８はマイクロストリップライン
による分布定数型アイソレータへの応用例を示す。図
中、２１はマグネット、２２はフェライト基板、２６は
アース板兼固定フランジ、２３はストリップ中心導体、
２３ａ〜２３ｃは入出力端子であり、１つの端子２３ｃ
に抵抗終端器２４が接続されている。そしてこの抵抗終
端器２４に、広帯域用整合回路としての伝送線路２５が
接続されている。これは、線路長がｎ／２・λｇとなる
マイクロストリップラインで構成されている。このマイ
クロストリップラインの屈曲部の形状としては、図８
(b) にａで示すように角部を除去したり、ｂで示すよう
にＲ状に曲げたり、ｃで示すようにそのまま屈曲するも
のが採用できる。なお、線路を先端解放（ｏｐｅｎ）と
するときは、側面電極２５ａを除去する。また上記終端
器２４は、図８(b) に示すようにコールドエンド（アー
ス側）に設けても良い。

【００２４】また図９は、導波管アイソレータに応用し
た場合を示す。図中、３１は導波管アイソレータであ
り、３２は磁気回路、３３はマグネットであり、３４は
フェライトである。図示手前のポートに広帯域用整合回
路として機能する導波管線路３５が接続されており、こ
れの先端に、抵抗体膜３６ａを有する終端器３６が接続
されている。上記導波管の線路長はｎ／２・λｇに設定
されている。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明に係る非可逆回路素
子によれば、終端器にのみ広帯域用整合回路を付加した
ので、Ｉ．Ｌ．特性を劣化させることなくアイソレーシ
ョン特性の広帯域化を図ることができる効果があり、か
つ小型化，軽量化に対応できるとともに、低価格化に貢
献できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によ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】上記実施例の整合回路を示す図である。

【図３】本発明の成立過程を説明するための広帯域化回
路の等価回路図である。

【図４】本発明の成立過程を説明するための他の広帯域
化回路の等価回路図である。

【図５】本発明の成立過程を説明するための他の広帯域
化回路の等価回路図である。

【図６】一般的なアイソレータの基本等価回路図であ
る。

【図７】Ｉ．Ｌ．特性及びアイソレーション特性を示す
図である。

【図８】マイクロストリップラインによる分布定数型ア
イソレータの実施例を示す模式図である。

【図９】導波管型アイソレータの実施例を示す模式図で
ある。

【符号の説明】 ２〜４ 中心導体 ５ フェライト １０ アイソレータ（非可逆回路素子） １１ 整合回路 Ｒ 終端抵抗器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大平 勝幸 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 岡田 剛和 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３ポートサーキュレータの何れか１つの
   ポートに終端器を接続してなる非可逆回路素子におい
   て、上記終端器に広帯域化用整合回路を設けたことを特
   徴とする非可逆回路素子。