JPS5810003B2 - circulator - Google Patents
circulatorInfo
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- JPS5810003B2 JPS5810003B2 JP52122104A JP12210477A JPS5810003B2 JP S5810003 B2 JPS5810003 B2 JP S5810003B2 JP 52122104 A JP52122104 A JP 52122104A JP 12210477 A JP12210477 A JP 12210477A JP S5810003 B2 JPS5810003 B2 JP S5810003B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/32—Non-reciprocal transmission devices
- H01P1/38—Circulators
- H01P1/383—Junction circulators, e.g. Y-circulators
- H01P1/387—Strip line circulators
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- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はサーキュレータに関し、特にマイクロストリッ
プを利用したサーキュレータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a circulator, and particularly to a circulator using microstrips.
最近、マイクロストリップ回路が多くのマイクロ波回路
にも適用されるになり、サーキュレータにおいても、従
来のトリプレーストリップライン形と同程度の製品がマ
イクロストリップサーキュレータについても得られるよ
うになってきた。Recently, microstrip circuits have been applied to many microwave circuits, and microstrip circulators have become available that are comparable to conventional triplex strip line type circulators.
マイクロストリップラインサーキュレータの形式は、い
ろいろ考えられ、マイクロストリップに用いる基板の種
類で分類するとセラミック基板とフェリ磁性体基板を用
いたものとの2種類がある。There are various types of microstrip line circulators, and when classified by the type of substrate used for the microstrip, there are two types: those using a ceramic substrate and those using a ferrimagnetic substrate.
最近は、フェリ磁性体の改良、基板製作技術などの進歩
により、フェリ磁性体を基板としたサーキュレータが多
く作られるようになってきた。Recently, due to improvements in ferrimagnetic materials and advances in substrate manufacturing technology, many circulators have been manufactured using ferrimagnetic materials as substrates.
第1図および第2図は、従来のフェリ磁性体基板を用い
たマイクロストリップサーキュレータを示す正面図およ
び断面図である。FIGS. 1 and 2 are a front view and a sectional view showing a microstrip circulator using a conventional ferrimagnetic substrate.
これらの第1図および第2図において、非可逆素子と基
板の両方の働きをするフェリ磁性体基板1には、円形接
合部2a、伝送線路2b、2dおよび容量性片2Cから
構成される内部導体2が形成されていて、この容量性片
2cは伝送線路2b、2dに突出して設けられていて、
これらの伝送線路2b、2dおよび容量性片2cで分岐
線路が構成されている。1 and 2, the ferrimagnetic substrate 1, which functions as both a non-reciprocal element and a substrate, has an internal structure consisting of a circular joint 2a, transmission lines 2b and 2d, and a capacitive piece 2C. A conductor 2 is formed, and this capacitive piece 2c is provided protruding from the transmission lines 2b and 2d,
A branch line is constituted by these transmission lines 2b, 2d and the capacitive piece 2c.
また前記フェリ磁性体基板1には、外部導体3およびフ
ェリ磁性体基板1に垂直に磁気バイアスを加えるだめの
磁石4が取り付けられている。Further, a magnet 4 for applying a magnetic bias perpendicularly to the outer conductor 3 and the ferrimagnetic substrate 1 is attached to the ferrimagnetic substrate 1 .
このようなフェリ磁性体基板1は、金属を蒸着したのち
外部導体3に面する側の金属はそのままで、表面のみを
エツチングして内部導体2を形成している。After metal is deposited on the ferrimagnetic substrate 1, only the surface thereof is etched to form the inner conductor 2, leaving the metal on the side facing the outer conductor 3 as it is.
次にフェリ磁性体基板1として、イツトリウム・鉄・ガ
ネット(以下rYIGjと略称する)を用いた場合につ
いてさらに構造を説明する。Next, the structure will be further described in the case where yttrium-iron-gannet (hereinafter abbreviated as rYIGj) is used as the ferrimagnetic substrate 1.
まず、YIG基板の厚さを一般のマイクロ波集積回路に
多く用いられているセラミック基板と同じ0.635m
mとし、YIG基板の比誘電率εを14として、フェリ
磁性体基板上に設けた50Ωの特性インピーダンス線路
の導体幅をHorizon House発行The m
icrowave englneers hand b
ookand buyer’s guide、1968
.P95のグラフを用いて計算すると約0.35rrな
る。First, the thickness of the YIG substrate is 0.635 m, which is the same as the ceramic substrate often used in general microwave integrated circuits.
m, and the relative dielectric constant ε of the YIG substrate is 14, and the conductor width of the characteristic impedance line of 50Ω provided on the ferrimagnetic substrate is the one published by Horizon House.The m
icrowave englneers hand b
ookand buyer's guide, 1968
.. If calculated using the graph of P95, it will be about 0.35rr.
一般にマイクロ波回路に用いられるストリップラインの
特性インピーダンスは、50Ωであるので、サーキュレ
ータの外部回路との接続個所の特性インピーダンスも接
続が容易にできるように50Ωに選ばれるので、第1図
における内部導体20幅は0.35mmとなる。Since the characteristic impedance of a strip line generally used in microwave circuits is 50Ω, the characteristic impedance of the connection point of the circulator with the external circuit is also selected to be 50Ω to make the connection easy. 20 width is 0.35 mm.
第1図のマイクロストリップラインサーキュレータを、
マイクロ波回路に実装して使用する場合に、同軸接栓、
セラミック基板、テフロングラスファイバーを用いた基
板などと接続する必要あるが、前述の如く内部導体幅が
0.35mmと狭いため電気的こ接続部に不連続が起り
安定した電気特性か得られず、また機械的には接続部の
強度が弱くなるとともに半田付けが非常に困難となるな
どの欠点があった。The microstrip line circulator shown in Figure 1 is
When used in a microwave circuit, coaxial connectors,
It is necessary to connect to a ceramic substrate, a substrate using Teflon glass fiber, etc., but as mentioned above, the internal conductor width is as narrow as 0.35 mm, so discontinuities occur in the electrical connection, making it difficult to obtain stable electrical characteristics. In addition, mechanically, there were drawbacks such as the strength of the connection portion being weakened and soldering being extremely difficult.
このような点にかんがみて、第1図のtlをt2まで短
かくして、容量性片2cの位置までフェリ磁性体基板1
の外形を小さくする方法もあるか、このような方法では
フェリ磁性体基板の外形寸法を任意に選べない場合には
実用的ではないという欠点かあった。Considering these points, tl in FIG. 1 is shortened to t2, and the ferrimagnetic substrate 1 is extended to the position of the capacitive piece 2c.
There is also a method of reducing the external size of the ferrimagnetic substrate, but such a method has the disadvantage that it is not practical when the external size of the ferrimagnetic substrate cannot be arbitrarily selected.
本発明の目的は、内部導体の容量性片を外部回路との接
続端を設で上記従来の欠点を除去するようにしたサーキ
ュレータを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a circulator in which the capacitive piece of the internal conductor is provided with a connecting end to an external circuit, thereby eliminating the above-mentioned drawbacks of the conventional circulator.
本発明は接合部と伝送線路および突出した容量性片で構
成されている分岐線路を有する内部導体が形成されてい
るフェリ磁性体基板と、この基板に取り付けられている
外部導体および磁石からなるサーキュレータにおいて、
前記分岐線路と外部回路との接続端に前記容量性片を配
置したことを特徴とするサーキュレータを提供すること
にある。The present invention provides a circulator consisting of a ferrimagnetic substrate formed with an internal conductor having a junction, a transmission line, and a branch line consisting of a protruding capacitive piece, and an external conductor and magnet attached to this substrate. In,
It is an object of the present invention to provide a circulator characterized in that the capacitive piece is disposed at a connection end between the branch line and an external circuit.
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第3図は第1実施例を示し、第3図において、非可逆素
子と基板の両方の働きをするフェリ磁性体基板11には
、円形接合部12a、伝送線路12bおよび容量性片1
2cから構成される内部導体12が形成されていて、こ
の容量性片12cは伝送線路12bに突出して内部導体
2と外部回路との接続端に設けている。FIG. 3 shows the first embodiment. In FIG. 3, a ferrimagnetic substrate 11 that functions as both an irreversible element and a substrate includes a circular joint 12a, a transmission line 12b, and a capacitive piece 1.
The capacitive piece 12c protrudes from the transmission line 12b and is provided at the connection end between the internal conductor 2 and the external circuit.
また前記フェリ磁性体基板11には、図示が省略されて
いるが外部導体およびフェリ磁性体基板11に垂直に磁
気バイアスを加えるだめの磁石が取り付けられている。Although not shown, the ferrimagnetic substrate 11 is attached with a magnet for applying a magnetic bias perpendicularly to the external conductor and the ferrimagnetic substrate 11.
上記構成の本発明に係る第1実施例のサーキュレータに
おいては、内部導体12の容量性片12cが、外部回路
との接続端に設けられていて、このような容量性片12
cの幅は、第1図における従来のサーキュレータの伝送
線路2dの導体幅0.35mmよりもはるかに大きいの
で、外部回路との電気的、機械的接続が容易となり、特
に接続点に起因する不安性が除去できる。In the circulator of the first embodiment of the present invention having the above configuration, the capacitive piece 12c of the internal conductor 12 is provided at the connection end with the external circuit.
Since the width of c is much larger than the conductor width of 0.35 mm of the transmission line 2d of the conventional circulator in FIG. gender can be removed.
このように与えられたフェリ磁性体基板11の側縁に容
量性片12Cを設は整合条件を満足させることができれ
ば、第1図の11からt2まで短かくすることによる不
都合は生じない。If the matching condition can be satisfied by providing the capacitive piece 12C on the side edge of the ferrimagnetic substrate 11 given in this manner, there will be no inconvenience caused by shortening the length from 11 to t2 in FIG. 1.
これは、通常のマイクロ波回路の設計に用いられている
手段により容易に整合条件を見いだすことができ、この
方法を等何回路を用いて次に説明する。This matching condition can be easily found by the means used in the design of ordinary microwave circuits, and this method will be explained next using an equal number of circuits.
サーキュレータの外部接続回路のインピーダンスをZo
、分岐線路と円形接合部12aとの接点より円形接合部
側のインピーダンスをZ2、容量性片12cのキャパシ
タンスをc、伝送線路12bの特性インピーダンスと長
さをそれぞれ21,1とすると、このサーキュレータの
1つの分岐回路の等何回路は第4図のようになる。Zo is the impedance of the circulator's external connection circuit.
, the impedance on the circular junction side from the contact point between the branch line and the circular junction 12a is Z2, the capacitance of the capacitive piece 12c is c, and the characteristic impedance and length of the transmission line 12b are 21 and 1, respectively. The equivalent circuit of one branch circuit is as shown in FIG.
この場合、円形接合部側のインピーダンスZ2は、フェ
リ磁性体基板1の飽和磁化4πMs、比誘電率εS、動
作磁界および円形接合部の大きさを適当に選ぶと、約1
0%の比帯域にてリアクタンス成分を非常に小さくでき
る。In this case, the impedance Z2 on the circular junction side is approximately 1 if the saturation magnetization 4πMs of the ferrimagnetic substrate 1, relative permittivity εS, operating magnetic field, and size of the circular junction are appropriately selected.
The reactance component can be made extremely small in the 0% fractional band.
このような第4図において、外部回路との接続点Aより
サーキュレータ側のインピーダンスZは、(1)式のよ
うになる。In FIG. 4, the impedance Z on the circulator side from the connection point A with the external circuit is expressed by equation (1).
このサーキュレータと外部回路との整合がとれるだめに
は、次の(2)式が満足されればよい。In order to achieve matching between the circulator and the external circuit, the following equation (2) needs to be satisfied.
2=2o・・・・・・・・・・・・・・・(2)これに
より、Zo=50Ω、Z2=25Ω(前述の如くリアク
タンス成分は小さくなるので、計算を簡単にするだめに
リアクタンス成分は無視した。2=2o・・・・・・・・・・・・・・・(2) As a result, Zo=50Ω, Z2=25Ω (As mentioned above, the reactance component becomes small, so to simplify the calculation, the reactance component is Ingredients were ignored.
)の場合についてZlおよびCを計算すると、となる。), Zl and C are calculated as follows.
したがって、比誘電率εr−14、厚さt=0.635
のフェリ磁性基板11を用いて、f=10GHzのサー
キュレータの場合には、伝送線路12bの長さtを1m
mに選ぶと波長短縮率が約34%である上式よりZ1=
49.97Ω、C=0.22pFとなる。Therefore, relative dielectric constant εr-14, thickness t=0.635
In the case of a circulator with f = 10 GHz using the ferrimagnetic substrate 11 of
If m is chosen, the wavelength shortening rate is about 34%. From the above formula, Z1=
49.97Ω, C=0.22pF.
このように任意の伝送線路12bの特性インピーダンス
と容量片12Cの寸法が上記計算により求められる。In this way, the characteristic impedance of an arbitrary transmission line 12b and the dimensions of the capacitive piece 12C are determined by the above calculation.
第5図は第2実施例を示し、第3図の第1実施例と同じ
部分は同じ符号で示しその説明は省略する。FIG. 5 shows a second embodiment, in which the same parts as in the first embodiment shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals and the explanation thereof will be omitted.
第5図に示す第2実施例と第3図に示す第1実施例との
相違点は、伝送線路12dが蛇行して形成されている。The difference between the second embodiment shown in FIG. 5 and the first embodiment shown in FIG. 3 is that the transmission line 12d is formed in a meandering manner.
上記構成の本発明に係る第2実施例のサーキュレータに
おいては、伝送線路12dの特性インピーダンスを高く
して伝送線路12dの長さを短かく出来ない場合に有効
である。The circulator according to the second embodiment of the present invention having the above configuration is effective when the length of the transmission line 12d cannot be shortened by increasing the characteristic impedance of the transmission line 12d.
なお、本発明は上記実施例に限定されることなく種々の
応用例および変形例があり、たとえば上記実施例におい
ては比誘電率εが14、フェリ磁性体基板の厚さが0.
635mmの場合について説明したが、比誘電率εがさ
らに大きくて、またフェリ磁性体基板の厚さが薄くなる
場合には伝送線路の幅は0.35mmより小さく々るの
で、本発明の適用がより大きな効果を生じる。It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but has various applications and modifications.For example, in the above-mentioned embodiment, the dielectric constant ε is 14, and the thickness of the ferrimagnetic substrate is 0.
Although the case of 635 mm has been explained, if the relative dielectric constant ε is larger and the thickness of the ferrimagnetic substrate is thinner, the width of the transmission line will be smaller than 0.35 mm, so the present invention cannot be applied. produce a greater effect.
また、本発明はサーキュレータについて概要を述べだが
、サーキュレータの一端子を終端したアイソレークに本
発明の原理を適用して、上述の機能および効果を発揮さ
せることができる。Further, although the present invention has been described in outline with respect to a circulator, the principles of the present invention can be applied to an isolake that terminates one terminal of a circulator to exhibit the above-mentioned functions and effects.
さらにフェリ磁性体基板にエツチングして内部導体を形
成するほかに、内部導体、伝送線路および容量性片を有
する金属板を基板に取り付けてよく、また基板の材質は
フェリ磁性体基板に限定されるものではなく、適宜の基
板を使用することができる。Furthermore, in addition to etching the ferrimagnetic substrate to form the internal conductor, a metal plate having an internal conductor, a transmission line, and a capacitive piece may be attached to the substrate, and the material of the substrate is limited to the ferrimagnetic substrate. Any suitable substrate can be used.
本発明は以上説明したように、内部導体の容量性片を外
部回路との接続端に設けて導体幅を大きく構成している
ので、外部回路との半田付けなどによる接続が容易にな
るとともに、接続部の不連続に起因する電気特性が起ら
す安定した特性が得られるなどの効果を有する。As explained above, in the present invention, the capacitive piece of the internal conductor is provided at the connection end with the external circuit to increase the width of the conductor, which facilitates connection with the external circuit by soldering etc. This has the effect of providing stable characteristics due to electrical characteristics caused by discontinuity of the connection portion.
第1図および第2図は従来のサーキュレータの正面図お
よび断面図、第3図ないし第5図は本発明に係るサーキ
ュレータの実施例を示し、第3図は第1実施例の正面図
、第4図は第3図および第5図の等価回路図、第4図は
第2実施例の正面図である。
11・・・・・・フェリ磁性体基板、12・・・・・・
内部導体、12a・・・・・・接合部、12b、12d
・・・・・・伝導線路、12c・・・・・・容量性片。1 and 2 show a front view and a sectional view of a conventional circulator, FIGS. 3 to 5 show an embodiment of a circulator according to the present invention, and FIG. 3 shows a front view and a sectional view of a conventional circulator. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of FIGS. 3 and 5, and FIG. 4 is a front view of the second embodiment. 11... Ferrimagnetic substrate, 12...
Internal conductor, 12a... Junction, 12b, 12d
...Conduction line, 12c...Capacitive piece.
Claims (1)
れている分岐線路を有する内部導体が形成されているフ
ェリ磁性体基板と、このフェリ磁性体基板に取り付けら
れている外部導体および磁石からなるサーキュレータに
おいて、前記分岐線路と外部回路との接続端に前記容量
性片を配置したことを特徴とするサーキュレータ。1 Consists of a ferrimagnetic substrate on which an internal conductor is formed that has a junction, a transmission line, and a branch line consisting of a protruding capacitive piece, and an external conductor and magnet attached to this ferrimagnetic substrate A circulator, characterized in that the capacitive piece is disposed at a connection end between the branch line and an external circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52122104A JPS5810003B2 (en) | 1977-10-11 | 1977-10-11 | circulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52122104A JPS5810003B2 (en) | 1977-10-11 | 1977-10-11 | circulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5455149A JPS5455149A (en) | 1979-05-02 |
| JPS5810003B2 true JPS5810003B2 (en) | 1983-02-23 |
Family
ID=14827732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52122104A Expired JPS5810003B2 (en) | 1977-10-11 | 1977-10-11 | circulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5810003B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2671912B1 (en) * | 1991-01-21 | 1993-08-27 | Dev Hyperfrequences | FERRITE DEVICE, ESPECIALLY A CIRCULATOR, FOR HIGH FREQUENCY SYSTEMS, ESPECIALLY MICROWAVE. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5232713B2 (en) * | 1972-05-24 | 1977-08-23 | ||
| JPS5219061A (en) * | 1975-08-04 | 1977-01-14 | Hitachi Ltd | Production method of needle cathode |
-
1977
- 1977-10-11 JP JP52122104A patent/JPS5810003B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5455149A (en) | 1979-05-02 |
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