不可逆电路元件、高频电路及通信装置制造方法及图纸

获得能够同时实现小型化和低损耗，且温度稳定性优异的不可逆电路元件。不可逆电路元件中，在利用永磁体施加直流磁场的铁氧体(20)上使多个中心导体(21、22、23)以彼此绝缘的状态交叉配置，中心导体各自的一端设为输入输出端口(P1、P2、P3)，各自的另一端连接至大地，对各个中心导体并联连接电容元件(C1、C2、C3)。永磁体包含第1永磁体(25A)和第2永磁体(25B)，第1永磁体(25A)和第2永磁体(25B)中分别施加于铁氧体(20)的直流磁场是彼此相反方向，且各自的剩余磁通密度的温度特性具有差异。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不可逆电路元件、高频电路及通信装置
本专利技术涉及不可逆电路元件、尤其涉及微波带中使用的隔离器、循环器等不可逆电路元件，进一步涉及具备该元件的高频电路和通信装置。
技术介绍
以往，隔离器、循环器等不可逆电路元件具有仅向预定的特定方向传输信号，而不向相反方向传输的特性，利用该特性，例如可用于移动电话等移动体通信设备的发送电路部。专利文献1中，记载有在比磁共振点要低的低磁场下动作、且能够同时实现小型化和低损耗的不可逆电路元件。详细而言，是图9中作为等效电路示出的集总常数型的3端口型循环器。在利用永磁体向箭头A方向施加直流磁场的铁氧体120使第1中心导体121(L1)、第2中心导体122(L2)及第3中心导体123(L3)在彼此绝缘的状态下以规定的角度交叉配置，第1中心导体121的一端作为第1端口P1连接至第1端子141，第2中心导体122的一端作为第2端口P2连接至第2端子142，第3中心导体123的一端作为第3端口P3连接至第3端子143。并且，各中心导体121、122、123各自的另一端彼此相邻并连接至大地。各中心导体121、122、123分别并联连接有电容元件C1、C2、C3。在该3端口型循环器中，从第2端子142(第2端口P2)输入的高频信号从第1端子141(第1端口P1)输出，从第1端子141(第1端口P1)输入的高频信号从第3端子143(第3端口P3)输出，从第3端子143(第3端口P3)输入的高频信号从第2端子142(第2端口P2)输出。动作特性如图10所示，图10示出相对于磁场(A/m)的磁导率μ±。本循环器中，在图10中用虚线包围的低磁场区域X1中动作。即，向铁氧体施加弱直流磁场，以使得在μ-＞μ+＞0的区域中动作。另外，圆极化波磁导率μ±由下式(1)表示。[数学式1]现在，若忽略损耗项，则图10中磁场的强度在磁共振点以下且μ+'＞0的情况成为由前式(1)导出的下式(2)。[数学式2]γ(μ0Hin+Ms)≤ω(2)γ：旋磁比μo：真空磁导率Hin：内部磁场Ms：饱和磁化ω：角频率因此，通过设定内部磁场Hin、饱和磁化Ms等来满足上式(2)，能够实现在低磁场下动作的集总常数型的不可逆电路元件。由于在低磁场下动作，因此通过永磁体施加的施加磁场较小，从而永磁体在尺寸上得以小型化，磁电路也实现了小型化。但是，由于不可逆电路元件的动作频率受到正圆极化波磁导率μ±的影响，因此，为了实现优异的温度稳定性，需要使磁导率μ±的温度特性稳定。铁氧体的饱和磁化Ms的温度系数一般为负，在施加于铁氧体的直流磁场一定的情况下，在低磁场动作下的磁导率μ±在低温下变小，在高温下变大。并且，若施加于铁氧体的直流磁场变大，则在低磁场动作下的磁导率μ±变小。为了向铁氧体施加直流磁场而使用铁氧体磁铁，但其剩余磁通密度Br一般具有负的温度特性。因此，在低温区域中施加于铁氧体的直流磁场变大。通过上述作用，在低温区域中铁氧体的饱和磁化Ms变大的效果与施加于铁氧体的直流磁场变大的效果相乘，磁导率μ±变小。并且，在高温区域中铁氧体的饱和磁化Ms变小的效果与施加于铁氧体的直流磁场变小的效果相乘，磁导率μ±变大。由于磁导率μ±按此方式根据温度而变化，因此无法实现温度稳定性优异的在低磁场下动作的不可逆电路元件。若是剩余磁通密度Br的温度特性为0以上的铁氧体磁铁，则能够解决该问题，但具有这种温度特性的永磁体不存在。图11示出循环器中的温度特性。(A)示出从第1端口P1到第3端口P3的插入损耗，(B)示出从第3端口P3到第2端口P2的插入损耗，对作为常温区域的25℃、作为低温区域的-35℃、作为高温区域的85℃下的特性进行了模拟。由此可知在低温区域和高温区域中插入损耗存在差别。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2013/168771号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题因此，本专利技术的目的在于提供一种能够同时实现小型化和低损耗、且温度稳定性优异的在低磁场下动作的不可逆电路元件、高频电路以及通信装置。解决技术问题的技术方案本专利技术的第1方式的不可逆电路元件的特征在于，在利用永磁体施加直流磁场的铁氧体中，使多个中心导体在彼此绝缘的状态下交叉配置，所述中心导体各自的一端作为输入输出端口，各自的另一端连接至大地，所述中心导体分别与电容元件并联连接，在不可逆电路元件中，所述永磁体包含第1永磁体和第2永磁体，所述第1永磁体和所述第2永磁体各自的施加于所述铁氧体的直流磁场彼此为相反方向，且各自的剩余磁通密度的温度特性具有差异。本专利技术的第2方式的高频电路的特征在于，包含所述不可逆电路元件和功率放大器。本专利技术的第3方式的通信装置的特征在于，包含所述不可逆电路元件和RFIC。所述不可逆电路元件是在施加有直流磁场的铁氧体中使多个中心导体在彼此绝缘的状态交叉配置得到的集总常数型，作为在低磁场下动作的循环器起作用，可实现小型化和低损耗。并且，向铁氧体施加直流磁场的第1永磁体和第2永磁体设定为使各自的直流磁场为彼此相反的方向，且各自的剩余磁通密度的温度特性具有差异。由此，在低温区域中铁氧体的饱和磁化Ms变大的效果与施加于铁氧体的直流磁场变小的效果相抵，相比于常温的磁导率μ±的变化变小。并且，在高温区域中铁氧体的饱和磁化Ms变小的效果与施加于铁氧体的直流磁场变大的效果相抵，相比于常温的磁导率μ±的变化变小。因此，温度稳定性优异。专利技术效果根据本专利技术，在低磁场下动作的不可逆电路元件中能够同时实现小型化和低损耗，并能够获得良好的温度稳定性。附图说明图1是表示一个实施例的不可逆电路元件(3端口型循环器)的等效电路图。图2是图1所示循环器的分解立体图。图3是表示铁氧体和永磁体的第1组合例的说明图。图4是表示图1所示循环器的温度特性的图表。图5是表示铁氧体和永磁体的第2组合例的说明图。图6是表示铁氧体和永磁体的第3组合例的说明图。图7是表示铁氧体和永磁体的第4组合例的说明图。图8是表示包含所述不可逆电路元件(3端口型循环器)的前置电路和通信装置的框图。图9是表示作为现有例的不可逆电路元件(3端口型循环器)的等效电路图。图10是表示相对于铁氧体中磁场的圆极化波磁导率的图表。图11是表示图9所示循环器的温度特性的图表。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术所涉及的不可逆电路元件、高频电路以及通信装置的实施例进行说明。此外，对每个图中的相同组件标注共同的标号，并省略重复说明。(不可逆电路元件的一个实施例，参照图1～图4)作为一个实施例的不可逆电路元件是具有图1所示等效电路的集总常数型的3端口型循环器。即，永磁体分别将第1中心导体21(L1)、第2中心导体22(L2)以及第3中心导体23(L3)在彼此绝缘的状态下以预定的角度交叉配置于由永磁体25A和25B施加直流磁场的矩形的微波铁氧体20，将第1中心导体21的一端作为第1端口P1，第2中心导体22的一端作为第2端口P2，第3中心导体23的一端作为第3端口P3。此外，各个中心导体21、22和23的另一端分别连接到接地端。电容元件C1、C2和C3分别与各个中心导体21、22和23并联连接。电容元件Cs1被连接到第1端口P1和发送用端子TX之间，电容元件Cs2被连接到第2端口P2和接收用端子RX之间，电容元件Cs3被连接到第3端口P3和天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不可逆电路元件，其特征在于，在利用永磁体施加直流磁场的铁氧体中，使多个中心导体在彼此绝缘的状态下交叉配置，所述中心导体各自的一端作为输入输出端口，各自的另一端连接至大地，所述中心导体分别与电容元件并联连接，在不可逆电路元件中，所述永磁体包含第1永磁体和第2永磁体，所述第1永磁体和所述第2永磁体各自的施加于所述铁氧体的直流磁场彼此为相反方向，且各自的剩余磁通密度的温度特性具有差异。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.27 JP 2015-0661811.一种不可逆电路元件，其特征在于，在利用永磁体施加直流磁场的铁氧体中，使多个中心导体在彼此绝缘的状态下交叉配置，所述中心导体各自的一端作为输入输出端口，各自的另一端连接至大地，所述中心导体分别与电容元件并联连接，在不可逆电路元件中，所述永磁体包含第1永磁体和第2永磁体，所述第1永磁体和所述第2永磁体各自的施加于所述铁氧体的直流磁场彼此为相反方向，且各自的剩余磁通密度的温度特性具有差异。2.如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述第1永磁体和所述第2永磁体中，直流磁场较大一方的永磁体的剩余磁通密度的温度特性比直流磁场较小的另一方的永磁体的剩余磁通密度的温度特性要大。3.如权利要求1或2所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述第1永磁体和所述第2永磁体的剩余磁通密度的温度特性具有1000ppm/℃以上的差异。4.如权利要求1至3的任一项所述的不可逆电路元件，其特征在于，直流磁场较大的所述一方...

【专利技术属性】
技术研发人员：日野圣吾，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP