专利名称：非可逆电路元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用了法拉第效应的非可逆电路元件。
背景技术：
以前的不可逆电路元件的主要部分表示于图8中。由钇铁石榴石等圆盘形铁氧体构成的磁性芯21，放置在图中没有示出的永久性磁铁产生的直流磁场中，其上表面与直流磁场的方向成直角。磁性芯21的上面放置有3根中心导体22、23、24，它们互相保持绝缘、以等角度间隔(120°)重叠保持在磁性芯21的上面大概中心的位置上。并且，它们的长度彼此之间差不多相等，因此，它们的电感值也差不多。
各中心导体22至24分别由2根相对的带状导体(分别添加a、b表示为诸如22a、22b)构成，一端作为输入输出端(分别添加c表示为诸如22c)，另一端作为接地端(分别添加d表示为诸如22d)。并且，各输入输出端22c至24c与图中没有示出的电路连接，同时分别通过容量彼此相等的调整用终端电容器25、26、27接地。各接地端22d至24d与接地的外壳等(图中没有示出)相连。
这里，中心导体22与终端电容器25构成共振回路，同样地，中心导体23与终端电容器26构成共振回路，中心导体24与终端电容器27构成共振回路。为了使各共振回路的共振频率与输入的信号的频率相同，用终端电容器25至27设定。于是，由于中心导体22至24互相结合，在例如输入输出端22c与23c之间构成多调谐电路。其他的输入输出端之间也同样地构成多调谐电路。
在上述的结构中，如果在中心导体22的输入输出端22c上输入信号，由于法拉第效应的作用，在顺时针方向隔开120°的中心导体23的输入输出端23c上有信号输出；如果在中心导体23的输入输出端23c上输入信号，则在顺时针方向隔开120°的中心导体24的输入输出端24c上有信号输出；如果在中心导体24的输入输出端24c上输入信号，则在中心导体22的输入输出端22c上有信号输出。
但是，由于各中心导体在磁性芯以极其接近的状态互相重叠着，因此上面说明的多调谐电路紧密结合，例如从输入输出端22c到输入输出端23c的传送特性如图9所示的那样呈双峰特性，在信号频率F0上插入损失变大。同时表示各输入输出端之间的输入阻抗或输出阻抗的回流损耗也呈双峰特性，在信号频率F0上恶化(变小)。虽然为了使多调谐电路在临界状态下结合只要使各中心导体之间在上下方向上滑动，互相离开就可以，但要改变各导体在上下方向的物理位置关系在结构上有困难。
发明内容
本发明的目的就是要确保输入输出的信号所需的传送频带，减小在信号频率上的损失，同时增大输入输出端的回流损耗。
为了解决上述问题，本发明的非可逆电路元件包括板状磁性芯，放置在直流磁场中、上表面与所述直流磁场的方向成直角，3个中心导体，以等角度间隔重叠地放置在所述磁性芯的上面大致中心的部位上，一端作为输入输出端，另一端作为接地端；使从所述中心部到所述接地端之间的所述中心导体的单位长度的电感比从所述中心部到所述输入输出端之间的所述中心导体的单位长度的电感小。
并且，所述各中心导体由2根以等间隔相对的带状导体构成，在所述中心部与所述接地端之间设置了将所述2根带状导体互相连接的短路片。
或者，所述各中心导体由2根相对的带状导体构成，使从所述中心部到所述接地端之间的所述带状导体的宽度比从所述中心部到所述输入输出端之间的所述带状导体的宽度宽。
或者，所述各中心导体由2根相对的带状导体构成，使从所述中心部到所述接地端之间的所述带状导体的间隔比从所述中心部到所述输入输出端之间的所述带状导体的间隔宽。
并且，使从所述中心部到所述接地端之间的所述带状导体的宽度比从所述中心部到所述输入输出端之间的所述带状导体的宽度宽。
发明效果如上所述，本发明由于使磁性芯上面的从大概中心部到接地端之间的中心导体的每单位长度的电感，比从上述中心部到输入输出端之间的中心导体的单位长度的电感小，因此中心部到接地端的电感相对地比从上述中心部到输入输出端的电感小，输入输出间的传送特性从双峰特性向单峰特性靠近，传送损失变小。并且，回流损耗也接近单峰特性，与连接的其他的电路之间的阻抗可以调节。
由于各中心导体由2根以等间隔相对的带状导体构成，在中心部与接地端之间设置了将2根带状导体互相连接的短路片，因此中心部到接地端的电感相对地比从上述中心部到输入输出端的电感小。
由于各中心导体由2根相对的带状导体构成，使中心部到接地端之间的带状导体的宽度比从中心部到输入输出端之间的带状导体的宽度宽，因此中心部到接地端的电感相对地比从上述中心部到输入输出端的电感小。并且，由于靠近接地端的带状导体变宽，因此电流产生的损失变小。
由于各中心导体由2根相对的带状导体构成，使中心部到接地端之间的带状导体的间隔比从中心部到输入输出端之间的带状导体的间隔宽，因此中心部到接地端的电感相对地比从上述中心部到输入输出端的电感小。
并且，由于使中心部到接地端之间的带状导体的宽度比从中心部到输入输出端之间的带状导体的宽度宽，因此中心部到接地端的电感相对地比从上述中心部到输入输出端的电感进一步减小。并且，由于靠近接地端的带状导体变宽，因此电流产生的损失变小。
图1 本发明的非可逆电路元件的第一实施形态的主要部分的分解透视2 本发明的非可逆电路元件的等效电路3 本发明的非可逆电路元件的等效电路4 本发明的非可逆电路元件的等效电路5 本发明的非可逆电路元件的传送特性6 本发明的非可逆电路元件的第二实施形态的主要部分的分解透视7 本发明的非可逆电路元件的第三实施形态的主要部分的分解透视8 以前的非可逆电路元件的主要部分的分解透视9 以前的非可逆电路元件的传送特性图具体实施方式
图1表示了本发明的第一实施形态。由钇铁石榴石等圆盘形铁氧体构成的磁性芯1放置在图中没有示出的永久性磁铁产生的直流磁场中，其上表面与直流磁场的方向成直角。磁性芯1的上面放置有3根中心导体2、3、4，这些中心导体2至4互相保持绝缘、以等角度间隔(120°)重叠保持在磁性芯1的上面大概中心的位置上。
各中心导体2至4分别由2根彼此以等间隔相对、宽度相同的带状导体(分别添加a、b表示为诸如2a、2b)构成，各带状导体的一端作为输入输出端(分别添加c表示为诸如2c)，另一端作为接地端(分别添加d表示为诸如2d)。并且，各输入输出端2c至4c与图中没有示出的电路连接，同时分别通过容量彼此相等的调整用电容器5、6、7接地。各接地端2d至4d与接地的外壳等(图中没有示出)相连。
这里，中心导体2与调整用电容器5构成共振回路，同样地，中心导体3与调整用电容器6构成共振回路，中心导体4与调整用电容器7构成共振回路。为了使共振频率与输入的信号的频率相同，用各调整用电容器5、6、7设定。于是，由于中心导体2至4互相结合，在例如输入输出端2c与3c之间构成多调谐电路。其他的输入输出端之间也同样地构成多调谐电路。
在上述的结构中，如果在中心导体2的输入输出端2c上输入信号，由于法拉第效应的作用，在顺时针方向隔开120°的中心导体3的输入输出端3c上有信号输出；如果在中心导体3的输入输出端3c上输入信号，则在顺时针方向隔开120°的中心导体4的输入输出端4c上有信号输出；如果在中心导体4的输入输出端4c上输入信号，则同样地在中心导体2的输入输出端2c上有信号输出。
这里假定，由于各中心导体2、3、4的长度彼此差不多相等，而且从重叠的中心部到各输入输出端2c、3c、4c的长度也互相相等，因此其电感L1也几乎相等；由于重叠的中心部到各接地端2d、3d、4d的长度互相相等，因此其电感L3也几乎相等；重叠的中心部的电感L2也彼此相等。
于是，如果取输入输出端2c与输入输出端3c之间的结构来看，可以用图2的等效电路来表示。在图2中，电感M为电感L2之间的结合产生的相互感应。
图2的等效电路可以依次变形为图3、图4的电路。因此，如果假设电感L1+L2+L3/2之间的耦合系数为K，则图4所示的多调谐电路的耦合指数k(与耦合系数K不同)可以用数学公式(1)来表示公式1k＝KQ＝(M+L3/2)Q/(L1+L2+L3/2)但是，公式1中M为图2中的电感L2之间的结合产生的相互感应(假定耦合系数为K1)。
并且，Q表示由与各输入输出端2c、3c连接的信号源的阻抗、负载阻抗(使其与信号源阻抗相同)决定的各调谐电路的Q。
耦合指数k为表示多调谐电路的传输特性的指数，传送特性为双峰特性时意味着耦合指数比1大。因此，如果讨论公式1中的耦合系数K，分子的M可以用M＝K1×L2表示，当K1小于1，或者从中心导体的结构上更明显L2＜L3时，如果考虑这些情况，可以认为M＜L3/2。并且，对于分母也可以说L1+L2＞L3/2。因此如果用简式表示耦合系数K就成为公式公式2k＝L3/[2(L1+L2)]由公式2可知，通过使电感L1及L2变大、电感L3变小，可以使耦合指数k变小。
因此如图1所示的那样，在中心导体2的重叠的中心部与接地端2d之间设置使两个导体2a、2b部分地连接的短路片2e。在其他的中心导体3、4之间也同样分别设置短路片3e、4e。通过采取这样的措施，重叠的中心部到输入输出端2c、3c、4c之间每单位长度的平均电感变小，耦合指数k也比原来变小。因此传送特性如图5所示的那样接近单峰特性，在信号频率F0的损失变小，并且，表示输入端的阻抗或输出端的阻抗的回流损耗也呈单峰特性，变大。
图6表示第二实施形态。在图6中，各中心导体8至10分别由2根彼此相对的导体(分别添加a、b表示为诸如8a、8b)构成，一端作为输入输出端(分别添加c表示为诸如8c)，另一端作为接地端(分别添加d表示为诸如8d)。并且，各输入输出端8c至10c与图中没有示出的电路连接，同时分别通过容量彼此相等的调整用电容器5、6、7接地。各接地端8d至10d与接地的外壳等(图中没有示出)相连。
并且，各中心导体8至10互相保持绝缘、以等角度间隔(120°)重叠保持在磁性芯1的上面大概中心的位置上，这一点与图1相同。
各2根导体8a和8b、9a和9b、10a和10b以等间隔相对，其宽度越接近接地端越宽。因此，各中心导体8至10从重叠的中心部到各接地端8d至10d的单位长度的平均电感比从重叠的中心部到各输入输出端8c至10c的小。
因此，例如输入输出端8c与输入输出端9c之间构成的多调谐电路也可以表示为图4，公式1表示的耦合指数k变小。本实施形态中不用像第一实施形态那样设置短路片也能到达目的。
图7表示第三实施形态。在图7中，各中心导体11至13分别由2根彼此相对的导体(分别添加a、b表示为诸如11a、11b)构成，一端作为输入输出端(分别添加c表示为诸如11c)，另一端作为接地端(分别添加d表示为诸如11d)。并且，各输入输出端11c至13c与图中没有示出的电路连接，同时分别通过容量彼此相等的调整用电容器5、6、7接地。各接地端11d至13d与接地的外壳等(图中没有示出)相连。
并且，各中心导体11至13互相保持绝缘、以等角度间隔(120°)重叠保持在磁性芯1的上面大概中心的位置上，这一点与图1相同。
各2根导体11a和11b、12a和12b、13a和13b以等间隔相对，其宽度虽然相同但越接近接地端其间隔越大。因此，各2根导体11a和11b、12a和12b、13a和13b越接近接地端互相之间的结合就越变弱，电感减小。因此，各中心导体11至13从重叠的中心部到各接地端11d至13d的单位长度的平均电感比从重叠的中心部到各输入输出端11c至13c的小。
因此，在第三实施形态中，例如输入输出端11c与输入输出端12c之间构成的多调谐电路也可以表示为图4，公式1表示的耦合指数k变小。
另外，在第三实施形态中也可以使用第二实施形态。即，使2根导体相互之间的间隔越接近接地端越大同时使宽度越宽。用这样的结构，能够使各中心导体11至13从重叠的中心部到各接地端11d至13d的单位长度的平均电感比从重叠的中心部到各输入输出端11c至13c的小，取得更大的的效果。
权利要求
1.一种非可逆电路元件，其特征在于，包括板状磁性芯，放置在直流磁场中、上表面与所述直流磁场的方向成直角；3个中心导体，以等角度间隔重叠地放置在所述磁性芯的上面大致中心的部位上，一端作为输入输出端，另一端作为接地端；使从所述中心部到所述接地端之间的所述中心导体的单位长度的电感，比从所述中心部到所述输入输出端之间的所述中心导体的单位长度的电感小。
2.如权利要求1所述的非可逆电路元件，其特征在于，所述各中心导体由2根以等间隔相对的带状导体构成，在所述中心部与所述接地端之间设置了将所述2根带状导体互相连接的短路片。
3.如权利要求1所述的非可逆电路元件，其特征在于，所述各中心导体由2根相对的带状导体构成，使从所述中心部到所述接地端之间的所述带状导体的宽度，比从所述中心部到所述输入输出端之间的所述带状导体的宽度宽。
4.如权利要求1所述的非可逆电路元件，其特征在于，所述各中心导体由2根相对的带状导体构成，使从所述中心部到所述接地端之间的所述带状导体的间隔，比从所述中心部到所述输入输出端之间的所述带状导体的间隔宽。
5.如权利要求4所述的非可逆电路元件，其特征在于，使从所述中心部到所述接地端之间的所述带状导体的宽度，比从所述中心部到所述输入输出端之间的所述带状导体的宽度宽。
全文摘要
本发明提供一种非可逆电路元件，确保输入输出的信号所需的传送频带，减小在信号频率上的损失，同时增大输入输出端的回流损耗。本发明的非可逆电路元件包括板状磁性芯(1)，放置在直流磁场中、上表面与直流磁场的方向成直角，3个中心导体(2、3、4)，以等角度间隔重叠地放置在磁性芯(1)的上面大致中心的部位上，一端作为输入输出端(2c、3c、4c)，另一端作为接地端(2d、3d、4d)；使中心部到接地端(2d、3d、4d)之间的中心导体(2、3、4)的单位长度的电感比中心部到输入输出端(2c、3c、4c)之间的中心导体(2、3、4)的单位长度的电感小。
文档编号H01P1/36GK1445882SQ0311998
公开日2003年10月1日 申请日期2003年3月14日 优先权日2002年3月14日
发明者清水祐一 申请人:阿尔卑斯电气株式会社