JPS583402A - 広帯域２端子アイソレ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高周波用アイソレータ、特に広帯域特性を有
°するアイル−タの改良に関するものである。

現在の技術では、一般的に、２種類のタイプす・孟わち
以合型丈−キエレータおよび共鳴吸収型アイソレータに
分類される。これら２種類の素子は、同格のある部分と
次段から分離するために用いられる。を−そ−レータは
、一般には３個あるいけ４個の端子を有する素子である
。

サーキュレータは、第３端子が整合インピーダンスで経
端されているもσ）とす几は、ｔｉｆ１１端子より入っ
たエネルギーは最小の減衰すなわち損失で第２端子に伝
送され、他方、第２端子より入ったエネルギーを第３端
子に伝送させ消費することのできる非可逆素子である。

したがって第１および第２の端子のみを考えるならば、
サーキュレータはアイソレータとして動作する。

この種の素子の最大の欠点ば第５端子の整合インピーダ
ンスがりアクタンスを有さなければならず、この、・乞
め周波数に依存するので、必然的に狭帯域である。

また、公知である共鳴型アイル−タは、７工リ磁性体の
強磁性共鳴により実現されたアイソレーシｌンを有する
２端子非可逆素子である。

このような、アイソレータは、フェリ磁性体の共鳴周波
数付近の周波数のみ有効であり１本来的に狭帯埴素子で
ある。さらに１強磁性共鳴は印加磁界の強さｙｃよって
ほとんど決定されるので、この素子の動作は、温度変化
による磁界変化の影響を受ける。このことは、素子の電
力容量を制限する。消失エネルギーが７工リ磁性体内で
消費されるから・である。このため温度が上がりすぎて
キエーリ一温度以上とな９．フェリ磁性体内の交換相互
作用が消失し、７エリ磁性を維持できなくなる怖れがあ
る。

本発明の目的は、広帯域の゛周波数にわたって動作し、
かつ小型で簡単なアイソレータを提供することである。

本発明の目的は、入力端子と、出力端子と。

基準電圧面を其える本発明のアイソレータによ抄達成さ
れる。第１中心導体を入力端子から基準電圧面に接続し
、第２中心導体を出力端子から基準電圧面に接続する。

この際、第２中心導体の長さ方向は、第１中心導体の長
さ方向に対してほぼ９０°をなすようにする。第１中心
導体を第２中心導体から絶縁するための絶縁体を設ける
。少くとも１個の７工リ磁性°体を中心導体に隣接して
配置する。１個の磁石と２枚の軟磁性体が靜磁界を印加
する。第１および第２中心導体と７工リ磁性体を靜磁界
中に配置し、靜磁界中に配置し、靜磁界がフェリ磁性体
の面に垂直になるようにする。電磁シールドが第１およ
び第２中心導体と、７工リ磁性体と、・１個の磁石と２
枚の軟磁性体とをほぼ取り囲んでおり、この電磁シール
ドを基準電圧面に接続する。第１および第２のコンデン
サを第１および第２の中心導体にそれぞれ並列に接続す
る。抵抗を入力端子と出力端子との間に接続する。

巣下１本発明を図面に基づいて詳細に説明するＯ　　　
　・ 第１図は１本発明の基礎となった公知のアイソレータの
等価回路図である（参照特開昭５２−１５４５４９　）
。第２図は本発明の一実施例の断面正面図である。哨３
図は他の実施例の分解断面正面図である。第４図は１本
実施例で帰られた電気性能図である。第１図および第２
図において２つの中心導体あるいけ、網目状導体１０お
よび１１を、結合を最小にするために、長市方向を互い
にほぼ９０＠に配置した状態で示す。これらの導体ある
いは網目状導体は動作周波数によって１本のワイヤある
＾は分割された導体あるいは１巻以上の巻数を有す本コ
イルとすることが可能である。網目状中心導体は、マイ
ラーのような薄いシート状の絶縁材料１２によって互い
に絶縁′される。フェライトの円板１３を網目状中心導
体に隣接して配置し、これら組立品の上方の片側に軟磁
性体１９を介して磁石１４を配置する。中心導体１０の
下方に隣接しても５１つの軟磁性体１９が配置される。

この場合、軟磁性体１９はＮｉ　−Ｚｖｓ７エライト等
の絶縁体が望ましい。それぞれの中心導体の２端を、中
心導体、フェライト円板および磁石を取り囲む鋼製シー
ルドケース１５に接続して、素子接地面とする。軟鉄製
部材１６が素子を部分的に取り囲んで、磁界“回路的な
帰還路となる。軟鉄製部材１６畔、より小さな磁石の使
用を可能にすると、同一に外部磁界の影譬を低減させる
。

中心導体１０．１１の非接地端部を鋼製シールドケース
１５から取り出し、抵抗１７によって相互に接続する。

網目状中心導体の間に接続されたこの抵抗は１次に説明
するように、広帯域な周波数にわたって単方向性を与え
る。コンデンサ１８をそれぞれの中心導体と接地の間に
接続する。

このコンデンサは、銅製シールドケース１５および軟鉄
＃部材１６の内部あるいは外部に設けられる。また、こ
のコンデン？は１人力および出力のインピーダンス整合
のためのものである。入力接続を入力中心導体１ｏに対
して行い、出力接続を出力中心導体１１に対して行う。

第５図の実施例は、２枚のフェライト円板１５をそれぞ
れを中心導体１０．　Ｉｔを介して対向して配置し、磁
石１４と軟磁性体１９を外側に配置し。

２つの軟磁ｉｆｆ体１９０間に鋼製シールドケース１５
を配置したこと以外は第２図の実施例と同様である。こ
れら２つの実施例の動作原理は同じであり１周波数応答
のみが多少異なる。この装置は７工ライト円板の強愚性
共鳴点では動作しないので、従来のアイソレータシよび
サーキ凰レータにおける場合のように、磁界１１１４１
は、それほど重畳ではない。フェライト円板１５は、多
結晶ガーネット型マイクロ波フェライトの内で特に一般
的なものの置換型ＹＩＯとすることも可能である。本発
明に適用される乏めの望ましい特性は、かなり低い飽和
磁化（４００〜１，０００ガウス）と、狭いライン幅（
１ｏｏｏ＃以下）と高いキ轟−リ一点（１５５−２５０
”Ｑ　）である。１枚ないし２枚の７工ライト円板１５
が適切な靜磁界によって磁気的にバイアスされていると
きは、挿入損失（曲１ｉ１２０）と逆方向損失（曲１ｆ
ｓ２１）との間には大きな差が生じる（第４図）。

第４図の曲４１１２０は、　８２０〜８５５　Ｍｌｌｓ
の周波数範囲で解いられるように設計した実施例の挿入
損失を示す。曲線２１け、アイソレータの逆方向通過損
失を示す。縦座標の目標けＱ／ｆあり、：ｉ＃入損失と
逆方向通過損失でけ間隔が異なる。第４図の曲線は、挿
入損失と逆方向通過損失では間隔が異なる。第４図の曲
ｌＩＩは、挿入損失と逆方向損失の差を示すだけでなく
１本発明の主要な４！ＦｗＬである広帯域特性を４示し
ている。この特性は従来の素子にはないものである。こ
れは従来の素子が７工リ磁性体の強磁性共鳴吸収を用い
ているか、あるいけ素子を周波数に対してかなり変化す
るりアクタンスを有するインピーダンス整合回路を有し
ているからである。

本発明の代表的な応用例は、覗圧制御発振器と次段の増
幅器を・切り離すこと？、増幅器の出力とアンテナ回路
との間に入れ、混変ｌ！ｌ特性を改善すること等である
。広帯域特性を有すること、外部エネルギー消費型であ
ること、および磁界調整の重要度が小さいことは、゛小
型でコンパクトな素子にはＩＷＦに必要なことである。

本発明アイソレータ夕は少なくとも数１０にＨｍから２
０００ＭＨｚの周波数箭囲にわたって動作できることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基礎となった公知のアイソレータの
等価回路図、第２ｂ！Ｊは一実施例の断面正面図、第５
図は他の実施例の分解断面正面図、縞４図は本発明のア
イソレータの２方向における損失を示す図である。 １０．１１　；網目状中心導体 １２；薄いシート状絶縁物 １３；７工ライト円板　　　１４；、磁石１５；銅製シ
ー　ルドヶース　、 １６；械鉄製部材 １７；抵抗　　　　　　　　、１８；コンデンサー１９
；軟磁性体 ・　　　　　牙　ｆ　図 オキ閉 ８１ｍ　　（ＭＨｌ） ′ｊ５・許庁長宮殿 補市をする者 、＝ｌｌｆｔとの関η　　　１￥　許　出　願　人＋１
Ｔ４ｒ　　　東京都千代Ｌ＋１区丸の内２丁目１番２号
−ｒ、　　待　　淘８）日立金属株式会社代表゛者河野
　夫夫 代　　・理　　人 ？＋ｎ市の対象 補市の内容 別紙の通り 補正の内容 ■　＠縦書の「特ＬＩ！ｆ＃１１求の範囲」の膚を次の
通り訂正する〇 特許請求の範囲 Ｌ　入力端子および出力′端子を具え、接地となる基準
電圧面と、前期入力端子とこの基準電圧面′との間に接
続した第１中心導体と、前期出力端子と基準電圧面との
間に接続され、その長軸方向を前期１１’ｌ中心導体の
長軸方向に対しはｒｔｅｄ’とした１ｉｌ！！！中心導
体と１前期第１中心導体を前期第２中心導体から絶縁す
るための絶縁体と、前期第１中心導体および第２中心導
体に密接して配置した少くとも１個の７．９磁性体と１
静磁界を供給するための１個の磁石と２枚の軟磁性体と
、前期第１中心導体および第２中心導体のそれぞれに並
列にｌ！統′された１１１１１および第２コンデンサと
、前記入力層子と出力端子との間に接続された抵抗を組
み合わせて具え、前期第１および第８中心導体と前期７
８り磁性体とを前期２枚の軟磁性体の間に配置し、この
静磁界を前期７８り磁性体の面に重度となるようにした
ことを特徴とする高周波無線装置に用いられる広帯域２
端子アイソレータ・ き　電磁シールドを具え、この電磁シールド内に、第１
および第８中心導体と７．り磁性体全段け、前期電磁シ
ールドを基準電圧面と同電位にしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の広帯域８端子アイソレータ。 ａ　ａ石を電磁シールド内に設けたことを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の広帯域２端子アイソレータ◎ 本　磁石が、この磁石の磁界のために軟磁性体の帰環磁
気回路をさらに有することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の広帯域２端子アイソレータ。 巳　帰環磁気回路を電磁シールドに近接して配置され、
この電磁シールドを部分的もしくは全体的に取り囲む軟
磁性体としたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記
載や広帯域ａ端子アイソレータ。 ＆　７！゛り磁性体を多結晶ガーネット型マイクロ波７
．ライト円板としたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の広帯域２端子アイソレータ＠ ■　明細書の「発明の詳細な説明」の欄の記載を下記の
通り訂正する。 記 Ｌ　明細書第３頁第１５行の「経端」を「終端」に訂正
する。 ２　同書第８頁第１４行から第１５行の［静磁界中に配
置し、」を削咳する〇 工　同書第８頁第７行の「鋼製」を「銅製」に訂正する
。 ｔ　同書第９頁第８行の「目標はαβであり」を「目盛
はαβであり」に訂正する。 ＆　同書同頁第９行から第１Ｏ行の「第４図の曲線は、
挿入損失と逆方向通過損失では間隔が異なる＠」を削除
する。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　入力端子および出力端子を具え、接地となる基準電
   圧面と、＃記入力端子とこの基準電圧面との間に接続し
   た第１中心導体と、前期出力端子と基□準電圧面とのｒ
   ｉｌｌＩＫ接続され、その長軸方向を前期第１中心導体
   の長軸方向に対しはｉ゛９０°とし九第２中心導体と、
   前期第１中心導体を前期ｊＩ２中心導体から絶縁するた
   めの絶縁体と、前記＃１１中心導体および＠２２中心導
   に密接して配置した少くとも１個のフェリ磁性体と、靜
   磁界を供給゛するため゛の１個の磁石と２枚の軟磁性体
   と、前記第１中心導体および第２中心導体のそれぞれに
   並列に＠続された第１および＠２コンデンサと、前期入
   力端子と出力端子との間に接続された抵抗を組み合わせ
   て＾え、ｉ期第１および第２中心導体と前期７工リ磁性
   体とを前記２枚の軟磁性体の間に配置し、この静磁界を
   前期フェリ磁性体の面に垂直どなるようにしたことを特
   徴とする高周波無線装置に用いられる広帯域２端子アイ
   ソレータ。 ２　電磁シールドを具え、この電磁シールド内に、第１
   シよび第２中心導体と７工リ磁性体を設け、前期電磁シ
   ールドを基準電圧面と同電位にしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の広帯域２端子アイソレータ。 ３、　磁石を電磁シールド内に設けたことを特　　　′
   微とする特許請求の範囲第２項記載の広帯礒２端子アイ
   ソレータ。 ４、　磁石が、この磁石の磁界のために軟磁性体の帰還
   磁気回路をさらに有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の広帯域２端子アイツレ゛−タ。 ５、帰還磁気回路を、電磁シールドに近接し　　１て配
   置され、この電磁シールドを部分的もしくは全体的に取
   り囲む軟磁性体としたことを特徴とする特許請求のａＳ
   第４項記載の広帯域２端子アイソレータ。− ＆　７工リ磁性体と、多結晶ガーネット型マイクロ波フ
   ェライト円板としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の広帯域２端子アイソレータ。