專利名稱：集中常數(shù)型不可逆電路元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在攜帶電話等高頻無線通信機(jī)器中采用的集中常數(shù)型不可逆電路元件。
背景技術(shù)：
在以攜帶電話為代表的攜帶用無線通信機(jī)器市場(chǎng)中，越來越強(qiáng)烈要求小型化以及低消耗功率化，必然地在無線通信機(jī)器中使用的部件中也要求同樣的性能。即便在無線通信機(jī)器等高頻電路中所使用的集中常數(shù)型不可逆電路元件中也不例外。雖然集中常數(shù)型不可逆電路元件是不消耗功率的元件，但是由于在信號(hào)通過時(shí)產(chǎn)生的損耗，與功率效率降低相關(guān)，因此要求低損耗化。
圖2為通過分解圖來表示作為當(dāng)前絕緣體利用的集中常數(shù)型不可逆電路元件的構(gòu)成的圖。如圖所示，在永久磁鐵9下面以交叉的狀態(tài)配置多個(gè)中心電極，并向微波用磁性體5施加足夠大的靜磁場(chǎng)。進(jìn)而為了形成閉合磁路，而由兼作磁軛的金屬殼體1以及10將整體覆蓋。另外，雖然這里圖示的結(jié)構(gòu)，為采用兩根中心導(dǎo)體的集中常數(shù)型不可逆電路元件結(jié)構(gòu)，但采用3根中心導(dǎo)體的集中常數(shù)型不可逆電路元件在磁性電路上也具有同樣的結(jié)構(gòu)。
例如，專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2所示的集中常數(shù)型不可逆電路元件。
為了實(shí)現(xiàn)集中常數(shù)型不可逆電路元件的小型化，若使微波用磁性體變小，則插入損耗增大。這可認(rèn)為是由于微波用磁性體的小型化而使電感降低，由于共振電流增加而使因中心電極的電阻成分而產(chǎn)生的損耗增加。
然而，若不使微波用磁性體變得小型化，為了實(shí)現(xiàn)集中常數(shù)型不可逆電路元件的小型化，而僅使金屬殼體變小，則由于微波用磁性體和金屬殼體接近，因此會(huì)產(chǎn)生因永久磁鐵產(chǎn)生的微波用磁性體內(nèi)的磁場(chǎng)在中心附近較強(qiáng)、在周邊部分較小的狀況。這是因?yàn)?，由于通過永久磁鐵產(chǎn)生的磁通量，被具有高導(dǎo)磁率的金屬殼體吸收，因此在離金屬殼體近的微波用磁性體的端部，被施加的磁場(chǎng)會(huì)變?nèi)?。可認(rèn)為這樣的微波用磁性體內(nèi)的磁場(chǎng)的不均勻性，使集中常數(shù)型不可逆電路元件的高頻特性劣化，因此不優(yōu)選。注目以專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2為代表的這種現(xiàn)有的問題點(diǎn)，但找不到公開解決方法的文獻(xiàn)。
專利文獻(xiàn)1特開2004-80111號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)210-270917號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的課題在于，提出一種解決上述那樣的問題，實(shí)現(xiàn)一種即使小型化也能獲得微波用磁性體內(nèi)部的磁場(chǎng)的均一性的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的集中常數(shù)型不可逆電路元件，是具備多個(gè)中心電極、微波用磁性體、永久磁鐵和兼作磁軛的金屬殼體的集中常數(shù)型不可逆電路元件，其特征在于，所述中心電極配置在所述微波用磁性體的主面，所述微波用磁性體具有與所述主面垂直的側(cè)面，從所述微波用磁性體側(cè)面到所述金屬殼體為止的最短距離，處于所述微波用磁性體的厚度的1倍以上2.3倍以下的范圍內(nèi)。
另外，本發(fā)明的集中常數(shù)型不可逆電路元件中，優(yōu)選所述微波用磁性體的側(cè)面的至少一部分，與所述金屬殼體的最接近所述微波用磁性體的面大致平行。
發(fā)明效果在具備多個(gè)中心電極、微波用磁性體、永久磁鐵和兼作磁軛的金屬殼體的集中常數(shù)型不可逆電路元件中，將所述中心電極配置在所述微波用磁性體的主面，所述微波用磁性體具有與所述正面垂直的側(cè)面，通過使從所述微波用磁性體側(cè)面到所述金屬殼體為止的最短距離，為所述微波用磁性體的厚度的1倍以上2.3倍以下，可以得到下述效果在所述微波用磁性體的端部減小去磁磁場(chǎng)而產(chǎn)生的磁場(chǎng)增加的效果；和通過所述金屬殼體與所述微波用磁性體接近，抵消磁通量被吸收而導(dǎo)致磁場(chǎng)衰減的效果，從而在所述微波用磁性體內(nèi)獲得均一的靜磁場(chǎng)分布。
并且，在本發(fā)明的集中常數(shù)型不可逆電路元件中，通過使所述微波用磁性體的側(cè)面的至少一部分，與所述金屬殼體的最接近所述微波用磁性體的面大致平行，使所述相抵消的效果在較廣范圍內(nèi)產(chǎn)生，從而得到更均勻的磁場(chǎng)分布。


圖1是表示本發(fā)明的集中常數(shù)不可逆電路元件的第1實(shí)施例的剖面的模式圖。
圖2是表示本發(fā)明的集中常數(shù)不可逆電路元件的第1實(shí)施例的分解立體圖。
圖3是表示用于說明本發(fā)明的微波用磁性體內(nèi)部的靜磁場(chǎng)強(qiáng)度分布的圖。
圖4是表示本發(fā)明的集中常數(shù)不可逆電路元件(實(shí)線)和比較例(虛線)的插入損耗的高頻特性的圖。
圖5是表示本發(fā)明的集中常數(shù)不可逆電路元件(實(shí)線)和比較例(虛線)的反射損耗的高頻特性的圖。
圖中1-金屬殼體(下)，2-絕緣薄板，3a、3b、3c、3d-銅貼電極，4a、4b、4c-貫通孔，5-微波用磁性體，6a、6b-中心導(dǎo)體，7-陶瓷層疊體，8-電阻，9-永久磁鐵，10-金屬殼體(上)。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖2為在本發(fā)明中也采用的集中常數(shù)型不可逆電路元件的分解立體圖，圖1為用于說明本發(fā)明的、含有第1實(shí)施例的集中常數(shù)型不可逆電路元件的A-A’的垂直剖面的模式示意圖。
圖中1為金屬殼體，由于兼作用于形成閉合磁路的磁軛，因此以鐵等磁性較強(qiáng)的金屬為主體，為了降低因高頻渦流產(chǎn)生的損耗，通常由銀等良導(dǎo)體實(shí)施電鍍，5為微波用磁性體，9為用于給微波用磁性體5施加靜磁場(chǎng)的永久磁鐵，6a、6b為中心電極、是非磁性體。
這里，本實(shí)施例中，微波用磁性體5使用磁飽和0.09T、厚度(t)0.3mm、底面面積1.4mm×1.4mm的長方體。
永久磁鐵9，為剩磁通密度0.41T、厚度0.6mm的長方體。底面的形狀為長方形，調(diào)整大小以使邊長與金屬殼體吻合。
若最大限度地利用本發(fā)明的效果，則優(yōu)選微波用磁性體5和金屬殼體1之間的距離為比恒定的部分大的一方。為了得到這種形狀，只要微波用磁性體2的側(cè)面中與金屬殼體1最接近的部分，和金屬殼體1的與微波用磁性體2最接近的部分為大致平行即可。
為了實(shí)現(xiàn)該形狀，本實(shí)施例中，按照微波用磁性體5為長方體，使其側(cè)面與金屬殼體1的側(cè)面平行的方式進(jìn)行配置。
這里，令微波用磁性體5和金屬殼體1之間的距離為d，在d＝0.2mm到d＝0.95mm之間進(jìn)行變化，通過仿真求出微波磁性材料內(nèi)部的靜磁場(chǎng)的結(jié)果如圖3所示?？v軸(H/H0)是微波用磁性體中央的磁場(chǎng)強(qiáng)度H0為1時(shí)，與各個(gè)位置的磁場(chǎng)強(qiáng)度H的磁場(chǎng)強(qiáng)度比，橫軸(y)表示微波用磁性體的中央為0時(shí)，從中央向金屬殼體的水平位置。磁場(chǎng)較強(qiáng)部分的微波用磁性體，由于導(dǎo)磁率接近1，因此對(duì)不可逆性的作用較弱。并且，在磁場(chǎng)較弱部分的微波用磁性體中，由于共振頻率降低，吸收的能量增大，因此成為插入損耗增加的原因。優(yōu)選，微波用磁性體的幾乎大部分，進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度比為±10％以下的變動(dòng)。
由圖3可知，d＝0.95mm時(shí)，微波用磁性體5的端部磁場(chǎng)急劇增大。這是因?yàn)?，由于微波用磁性體的形狀導(dǎo)致去磁磁場(chǎng)變?nèi)酰虼送獠看艌?chǎng)和去磁磁場(chǎng)的疊加磁場(chǎng)變強(qiáng)。
并且，在d＝0.2mm時(shí)，可知朝向微波磁性體端部且靜磁場(chǎng)在減少。這是由于，磁通量被與微波磁性體端部接近的金屬殼體吸收，因此磁場(chǎng)變?nèi)酢?br> d＝0.3mm～0.7mm時(shí)，可確認(rèn)上述雙方的效果相抵消，在微波用磁性體內(nèi)的幾乎所有地點(diǎn)，磁場(chǎng)強(qiáng)度比在0.9～1.1范圍內(nèi)均勻分布。因此，通過使微波用磁性體2和金屬殼體1之間的距離處于該范圍內(nèi)，就可不使可逆電路元件的特性劣化并實(shí)現(xiàn)小型化。
用于產(chǎn)生這樣的效果的距離d，依賴于微波用磁性體的厚度t，但是由于磁性電路中，在空間上為線形，因此在使該結(jié)果一般化時(shí)，只要以對(duì)微波用磁性體的厚度t＝0.3mm的比來規(guī)定距離d即可。因此，可以說優(yōu)選距離d，在微波用磁性體的厚度t的1～2.3倍的范圍內(nèi)。
接著，以高頻特性確認(rèn)上述仿真結(jié)果。圖4及圖5，表示作為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的d＝0.45mm(與厚度的比為1.5)時(shí)和作為比較例的d＝0.9mm(與厚度的比為3)時(shí)的集中常數(shù)型不可逆電路元件的反射損耗和插入損耗的高頻特性。在這兩幅圖中，實(shí)線表示本發(fā)明的情況的特性，虛線表示比較例的情況的特性。
兩者的集中常數(shù)型不可逆電路元件中，采用磁飽和0.09T、1.4mm×1.4mm×0.3mm的微波磁性材料作為微波用磁性體。分別調(diào)整匹配電容以使中心頻率為2GHz。兼作磁軛的金屬殼體，采用在厚0.15mm的鐵的表面實(shí)施厚10μm的鍍銀的方法。
圖4中，可確認(rèn)插入損耗在中心頻率2GHz時(shí)兩者均為大致0.3dB，幾乎相等。在2.2GHz附近，本發(fā)明的損耗逐漸變小，因此可確認(rèn)本發(fā)明有效。
圖5中，可確認(rèn)反射損耗通過采用本發(fā)明而被寬頻帶化。可認(rèn)為這種情況是由于，通過使磁場(chǎng)變得均勻，可有效地得到與采用更大型的微波用磁性體同樣的效果。
本發(fā)明的集中常數(shù)型不可逆電路元件，能夠應(yīng)用于攜帶電話、攜帶終端等高頻無線通信機(jī)器中。
權(quán)利要求
1.一種集中常數(shù)型不可逆電路元件，是具備多個(gè)中心電極、微波用磁性體、永久磁鐵和兼作磁軛的金屬殼體的集中常數(shù)型不可逆電路元件，其特征在于，所述中心電極配置在所述微波用磁性體的主面，從所述微波用磁性體側(cè)面到所述金屬殼體為止的最短距離，處于所述微波用磁性體的厚度的1倍以上2.3倍以下的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中常數(shù)型不可逆電路元件，其特征在于，所述微波用磁性體的側(cè)面的至少一部分，與所述金屬殼體的最接近所述微波用磁性體的面大致平行。
全文摘要
提供一種集中常數(shù)型不可逆電路元件，是具備多個(gè)中心電極、微波用磁性體、永久磁鐵和兼作磁軛的金屬殼體的集中常數(shù)型不可逆電路元件，所述中心電極配置在所述微波用磁性體的主面，所述微波用磁性體具有與所述主面垂直的側(cè)面，從所述微波用磁性體側(cè)面到所述金屬殼體為止的最短距離，處于所述微波用磁性體的厚度的1倍以上2.3倍以下的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)H01P1/32GK1758479SQ200510098010
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月7日
發(fā)明者杉山雄太, 三上秀人, 佐野博久 申請(qǐng)人:日立金屬株式會(huì)社