JPS6030121B2 - 集中定数型サ−キュレ−タおよびアイソレ−タ - Google Patents

集中定数型サ−キュレ−タおよびアイソレ−タ

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JPS6030121B2
JPS6030121B2 JP55093481A JP9348180A JPS6030121B2 JP S6030121 B2 JPS6030121 B2 JP S6030121B2 JP 55093481 A JP55093481 A JP 55093481A JP 9348180 A JP9348180 A JP 9348180A JP S6030121 B2 JPS6030121 B2 JP S6030121B2
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JP
Japan
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lumped constant
isolators
circulators
conductors
circulator
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JP55093481A
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JPS5726912A (en
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茂 武田
正治 川島
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Proterial Ltd
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Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/52One-way transmission networks, i.e. unilines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H01F1/342Oxides
    • H01F1/344Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
    • H01F1/348Hexaferrites with decreased hardness or anisotropy, i.e. with increased permeability in the microwave (GHz) range, e.g. having a hexagonal crystallographic structure

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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、VHF帯、UHF帯およびマイクロ波帯で使
用される小型で高性能な集中定数型サーキュレータおよ
びアィソレータの改良に関する。
マイクロ波装置の最重要部品としての集中定数型サーキ
ュレータおよびアィソレータは、高電力動作時のトラン
ジスターの保護、段間整合、不要鏡射の除去等の目的で
マイクロ波分野で使用されている。一方、最近の他のマ
イクロ波素子の飛躍的な小型化にともない、全体のマイ
クロ波装置におけるサーキュレータ・アィソレータの占
める空間はかなり目だったものとなってきた。例えば、
ある種の装置では、これらの占債率が50%を越えるも
のも珍しくない。さらに、マイクロ波装置全体のコスト
面から見れば、サーキユレータ・アイソレータの価格は
かなりのウェイトを占めるものとなっている。このため
、サーキュレー夕・アイソレータに対する小型化、低価
格化、高性能の要求は日増し‘こ強くなるばかりである
本発明は、このような産業界の特に小型化の要望に答え
るための集中定数型サーキュレータ・アィソレータの構
造改良に関するものである。一般に従来の集中定数型サ
ーキュレータの構造は、第4図に示されるように磁気回
路と電気的遮蔽の役割を担うためのケース1の中に2枚
の永久磁石3a,3bが上下にとりつけられ丁度その中
央の空間に2枚のフェライトコア6a,6bと中心導体
7がシルド板5で囲まれ、アース台の上に配置されてい
る。
また、上部磁石3bは回転ネジ2によって上下方向に移
動し、フェライトコアにか)る磁界が微調整される構造
となっている。第3図は、従釆構造のシールド板5の内
部を展開し、3枚一組の網目状中心導体と円板上の2枚
のフェライトコア6a,6bとの関係を示す。図では、
配置をわかり易くするために、フェライトコア6a,6
bの間隔が実際よりもかなり広くとられている。3枚の
平行導体7a,7b,7cが中央近傍で互に1200で
交叉して網目状中心導体が一組が形成されている。
平行導体7a,7b,7cは中央部でそれぞれ絶縁され
ているが、それぞれの一端は外部で接地されている。実
際にはシールド板5に接続される。このようにして構成
された従来構造を有するサーキュレー外ま第1図のよう
な等価回路で表わされる。こ)で、Lpは主に第3図に
示される7a,7b,7cよるィンダクタンス分を等価
的に表わしている。Cpは外部から付け加えられるコン
デンサーの容量とその他の浮遊容量の総和である。A,
B,Cは外部回路に接続するための入力端子であり、中
心導体7a,7b,7cの接地されていないもう1つの
端と接続されている。さて、第1図、第3図、第4図の
従来構造を用いて、産業界の強い要望である小型化を指
向する場合、直に次のような設計上の問題点に直面する
【1} フェライトコアの最適直径DGoは動作周波数
fに反比例する。
これは、VHF帯等の低周波の場合、サーキュレータ・
アィソレータの寸法が大きくなり装置設計上切実な問題
である。■ フェライトコアの直径のDGを上記条件を
無視して小さくした場合には、インピーダンスが著しく
小さくなり外部回路との整合が困難となる。磁界調整用
ネジを変化させて、サーキュレータ内部のインピーダン
スを高くすることは可能であるが、挿入損失、比帯城中
に悪影響が現われ、場合によって使用に耐えないことが
ある。第2図は、フェライトコアの寸法を小さくしてい
った場合インピーダンスの低下を補うために、直列ィン
ダクタンスLs、並列コンデンサーCp′を接続してイ
ンピーダンス変換を行なうため手段を示している。
しかし、この場合でも、付加されたィンダクタンスLs
、コンデンサーCp′の存在により挿入損失も増加し、
比帯城中も狭くなるという効果を避けることはできない
という欠点がある。本発明は、上記従来技術の欠点を解
消するとともに、小型で高性能な集中定数型サーキュレ
−夕・アィソレー夕を提供することを目的とするもので
ある。
本発明は、上記目的を蓬成すために、フェリ磁性体に直
流磁界を印加して構成される集中定数型サーキュレータ
およびアイソレータにおいて、n(n≧3)枚のフェリ
磁性体を用い、これらを重ね合わせた時に生ずる(n−
1)の層間に、それぞれ3枚1組の網目状中心導体を1
組づつ合計(n−1)組配するとともに、前記(n−1
)絹の中心導体をそれぞれ電気的に直列に接続したこと
を特徴とするものである。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第6図は、本発明の一実施例を示す概略構成図である。
3枚のフェライトコア6a,6b,6cがシールド板5
の中に収納されている。
3枚のフェライトコア6a,6b,6cにより構成され
た2つの層間には3枚一組の網目状中心導体が2組挿入
されており、これらは電気的に直列に接続されている。
これらの様子は、第5図により詳細に示されている。図
では、中心導体の配置関係をわかり易くするために、フ
ェライトコア間の間隔を実際よりかなり広く描いてある
。こ)で、2組の網目状中心導体は12a,12b,1
2cおよび12′a,12′b,12′cで表わされて
いる。そのうちの3本一組の中心導体12′a,12′
b,12′cのそれぞれの一端は接地されている。これ
らは実際にはシールド板5もしくはアース台4に接続さ
れる。中心導体12′a,12′b,12′cのもう一
つの一端は、もう一組の中心導体12a,12b,12
cのそれぞれの一端とフェライトコア6の外側で接続さ
れている。中心導体12a,12b,12cのもう一端
は外部回路の接続用に用いられる。このようにすると、
中心導体12′a,12′b,12′cにり構成される
インダクタンスと12a,12b,12cに構成される
ものとは電気回路的には直列に接続されることとなり、
中心導体1組の従来品に比較してィンダクタンスが著し
く大きくなる。すなわち電気回路的にはほゞ2倍の直径
のフェライトコアを用いたことと等価になり、集中定数
型サーキュレータの全体の寸法を大きくすることなく内
部のインピーダンスを大中に大きくできるという、従来
技術にはない著しい長所がある。第9図口は、第5図お
よび第6図の本発明の構造を用いて、20血伍z帯で3
仇豚角の小型集中定数型サーキュレータを作成したもの
の電気的性能を示す。
イ3伍仰角において従来技術の構造を用いた場合である
。用いたフェライトコア6は両者とも直径12側である
。この図から明らかなように、本実施例を用いたものの
電気的特性は、Isolation山ssの帯城中にし
ても、また挿入損失にしても、従来構造のものと比較す
ると著しく改善されていることがわかる。従来技術を用
いて、第9図口の特性と同じものを得ようとすれば確実
に5比岬角は必要であることを考えると、小型化という
点において本発明の効果の著しいことが明らかである。
第7図は、本発明の他の実施例を示す概略構造図である
この構造は、第6図の双磁石方式とは異なり、薄型化を
計るために本発明によって既に提供された単一磁石方式
を用いた集中定数型サーキュレータを示す。こ)で、9
は永久磁石、10はアース板、19は上部軟質磁性体で
ある。この構造においても、第5図に示された3枚のフ
ェライトコア6と中心導体12の配置を用いることは可
能である。これを用いて同様に3仇舷角において200
MHz帯集中定数型サーキュレータを作成し、第9図口
の結果とは)、同じ結果を得た。本図において、アース
台10とシールド板5は別々なものとして描かれている
が、実際には一体物として作られる場合が多い。また、
第7図では、ケースは表されていないが、必要に応じて
、磁気シールドケース、電気シールドケースあるいは単
なるプラスチックケースをかぶせることは可能である。
第8図は、本発明のもう一つの実施例を示す概略構造図
である。この場合には、フェライトコアとして6a,6
b,6c,6dの4枚を用いており、3組の網目状中心
導体13が、前記フェライトコアの層間にそれぞれ挿入
されている。3組の網目状中心導体は、第5図と同様に
、フェライトコアの外周部でそれぞれ電気的に直列に接
続されている。
本構造を用いることにより、3仇奴角という小寸法なが
ら、150M世帯比帯域中も挿入損失も第9図口と遜色
ない特性を有する小型集中定数型サーキュレータを実現
できた。以上実施例を用いて詳述したごと〈、本発明の
特徴は、3枚以上のフェラーィトコアを用い、層間に中
心導体を配し、それらを電気的に直列に接続したことで
あるが、本発明の長所を列挙すると次のごとくである。
○} フェライトコアの枚数をふやしていけば、原理的
にかなりの程度サーキュレータ・アィソレータの寸法を
小さくすることが可能である。
‘2} 同寸法で従来構造のものと比較した場合、挿入
損失、比帯域中が著しく改善できた。上記長所はこれら
に本来的に要求される小型化;高性能化の産業界の要求
と合致するものであり、特に最近重要視されている省資
源、省エネルギーの観点からも、本発明の効果はこの種
の産業界の期待に充分答えられるものと確信している。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は従来の集中定数型サーキュレー夕およ
びアィソレー夕の等価回路、第3図、第4図は従来の概
略組立構造図、第5図、第6図、第7図、第8図は本発
明の実施例を示す概略構造図、第9図は従来品と本発明
とにおける特性比較図である。 1:ケース、2:調整ネジ、3a,3b,9:永久磁石
、4,10:アース、5:シールド板、6:フェライト
コア、12:中心導体、8,19:軟磁性体、20:ヒ
ートシンク。 ナー図 才2図 才3図 才4図 オ5図 ・才 6 図 才7図 才8図 才つ図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 フエリー磁性体に直流磁界を印加して構成される集
    中定数型サーキユレータおよびアイソレータにおいて、
    n(n≧3)枚のフエリー磁性体を用い、これらを重ね
    合わせた時に生ずる(n−1)の層間にそれぞれに3枚
    の網目状中心導体を1組づつ合計(n−1)組配すると
    ともに、前記(n−1)組の中心導体をそれぞれ直列に
    接続したことを特徴とする集中定数型サーキユレータお
    よびアイソレータ。
JP55093481A 1980-07-09 1980-07-09 集中定数型サ−キュレ−タおよびアイソレ−タ Expired JPS6030121B2 (ja)

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JPS5726912A JPS5726912A (en) 1982-02-13
JPS6030121B2 true JPS6030121B2 (ja) 1985-07-15

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JP55093481A Expired JPS6030121B2 (ja) 1980-07-09 1980-07-09 集中定数型サ−キュレ−タおよびアイソレ−タ

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