JPS6216041B2 - - Google Patents
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- JPS6216041B2 JPS6216041B2 JP53026365A JP2636578A JPS6216041B2 JP S6216041 B2 JPS6216041 B2 JP S6216041B2 JP 53026365 A JP53026365 A JP 53026365A JP 2636578 A JP2636578 A JP 2636578A JP S6216041 B2 JPS6216041 B2 JP S6216041B2
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- circulator
- impedance
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- transmission line
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- Expired
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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
Landscapes
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はストリツプラインを利用したサーキユ
レータの改良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a circulator using striplines.
ストリツプラインを用いた非可逆回路としては
サーキユレータ、アイソレータ等があるが、一般
にアイソレータはサーキユレータの一端を終端し
て作られるので、ここでは従来の技術の説明をス
トリツプラインサーキユレータについて行う。 Non-reciprocal circuits using striplines include circulators, isolators, etc., but since an isolator is generally made by terminating one end of a circulator, the conventional technology will be explained here with respect to stripline circulators.
ストリツプラインサーキユレータの形式はいろ
いろ考えられるが、回路に用いる基板の種類で分
類するとセラミツク基板を用いたものと、フエリ
磁性体基板を用いたものとの2種類に分けられ
る。最近はフエリ磁性体の改良基板製作技術等の
進歩により、フエリ磁性体を基板としたストリツ
プラインサーキユレータが多く作られるようにな
つてきた。 There are various types of stripline circulators, but when classified by the type of substrate used for the circuit, they can be divided into two types: those using ceramic substrates and those using ferrimagnetic substrates. Recently, due to advances in improved substrate manufacturing technology for ferrimagnetic materials, many stripline circulators using ferrimagnetic materials as substrates have been manufactured.
第1図はこのフエリ磁性体基板を用いた従来の
ストリツプラインサーキユレータの平面図、第2
図はそのX―X′の断面図である。参照数字1は
非可逆素子と基板の両方の働きをするフエリ磁性
体基板、10は内部導体、2は内部導体10の円
形接合部、3,4は内部導体10の分岐線路で更
に3はインピーダンス整合の為の1/4波長の長
さのインピーダンス整合線路、4は伝送線路、6
は地導体、5はフエリ磁性体に垂直に磁気バイア
スを加える為の磁石である。一般にマイクロ波回
路にて用いられるストリツプラインの特性インピ
ーダンスは50Ωに選ばれている。従つて、ストリ
ツプラインを用いたサーキユレータにおいても、
外部との接続個所のインピーダンスは一般に外部
線路の特性インピーダンスに合せて50Ωと決めら
れている。1/4波長のインピーダンス整合線路
3の長さは使用周波数により決まるものであり、
自由に選ぶことは出来ない。従つて、一且フエラ
イト基板の寸法が決められた場合には、外部回路
との接続点までは50Ωの伝送線路4を設ける必要
がある。 Figure 1 is a plan view of a conventional stripline circulator using this ferrimagnetic substrate;
The figure is a cross-sectional view taken along line X-X'. Reference number 1 is a ferrimagnetic substrate that functions as both a nonreciprocal element and a substrate, 10 is an internal conductor, 2 is a circular junction of the internal conductor 10, 3 and 4 are branch lines of the internal conductor 10, and 3 is an impedance. Impedance matching line with a length of 1/4 wavelength for matching, 4 is a transmission line, 6
5 is a ground conductor, and 5 is a magnet for applying magnetic bias perpendicularly to the ferrimagnetic material. Generally, the characteristic impedance of the stripline used in microwave circuits is selected to be 50Ω. Therefore, even in a circulator using a stripline,
The impedance of the connection point with the outside is generally determined to be 50Ω, depending on the characteristic impedance of the external line. The length of the 1/4 wavelength impedance matching line 3 is determined by the frequency used,
You cannot choose freely. Therefore, if the dimensions of the ferrite substrate are determined, it is necessary to provide a 50Ω transmission line 4 up to the connection point with the external circuit.
フエリ磁性体基板1は金属を蒸着したのち、外
部導体6に面する側の金属をそのままにして表面
のみにエツチングをして内部導体10を得る。こ
のフエリ磁性体基板1としてYIG(イツトリウム
の鉄ガーネツト)を用いた場合についてさらに構
造を説明する。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ツ
ク基板と同じ0.635mmとすると、フエリ磁性体基
板1上に設けた50Ωの特性インピーダンスを持つ
伝送線路4の導体巾はYIGの比誘電率εが約14で
あるので、Horizon House発行「The
microwave engineer′s hand−book and buyer′s
guide」1968年、第95頁のグラフを用いて計算す
ると約0.35mmとなる。この第1図のストリツプラ
インサーキユレータをマイクロ波回路に実装して
使用する場合には、同軸接栓あるいはセラミツ
ク、テフロングラスフアイバーを用いた基板等と
接続する必要がある。この接続に際し、線路4の
導体巾が0.35mmと狭い為に接続部に電気的な不連
続が起り安定した電気特性が得られず、又機械的
に接続部の強度が弱まり更に半田付けが非常に困
難となる等の欠点がでてくる。 After metal is deposited on the ferrimagnetic substrate 1, only the surface thereof is etched, leaving the metal on the side facing the outer conductor 6 as is, to obtain the inner conductor 10. The structure will be further described in the case where YIG (yttrium iron garnet) is used as the ferrimagnetic substrate 1. First, if the thickness of the YIG substrate is 0.635 mm, which is the same as the ceramic substrate often used in general microwave integrated circuits, then the conductor width of the transmission line 4 with a characteristic impedance of 50Ω provided on the ferrimagnetic substrate 1 Since the dielectric constant ε of YIG is about 14, the
microwave engineer′s hand−book and buyer′s
When calculated using the graph on page 95 of "Guide", 1968, it is approximately 0.35 mm. When the stripline circulator shown in FIG. 1 is used in a microwave circuit, it is necessary to connect it to a coaxial plug or a board made of ceramic or Teflon glass fiber. When making this connection, since the conductor width of the line 4 is as narrow as 0.35 mm, electrical discontinuity occurs at the connection part, making it difficult to obtain stable electrical characteristics, and mechanically the strength of the connection part is weakened, making soldering extremely difficult. There are disadvantages such as difficulty in
本発明の目的はこれ等の欠点を除去する為に、
外部回路との接続部の導体巾を広くしたストリツ
プラインサーキユレータを提供することである。 The purpose of the present invention is to eliminate these drawbacks.
It is an object of the present invention to provide a stripline circulator having a wider conductor width at a connection part with an external circuit.
本発明によれば、接合部と、この接合部に接続
されるインピーダンス整合線路及びこのインピー
ダンス整合線路と外部回路との間に接続される伝
送線路で構成される分岐線路とを有する内部導体
が形成されているフエリ磁性体基板に取り付けら
れている地導体および磁石からなるサーキユレー
タにおいて、フエリ磁性体基板面上でかつ伝送線
路と外部回路との接続端に伝送線路よりも幅の広
い容量性線路を形成し、かつこの容量性線路の長
さを使用周波数の1/8波長以下とすることを特
徴とするサーキユレータが得られる。 According to the present invention, an inner conductor is formed that has a junction, a branch line configured of an impedance matching line connected to the junction, and a transmission line connected between the impedance matching line and an external circuit. In a circulator consisting of a ground conductor and a magnet attached to a ferrimagnetic substrate, a capacitive line wider than the transmission line is installed on the surface of the ferrimagnetic substrate and at the connection end between the transmission line and the external circuit. A circulator is obtained, in which the length of the capacitive line is equal to or less than ⅛ wavelength of the operating frequency.
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第3図は本発明によるフエライト基板を用いた
ストリツプラインサーキユレータの平面図であ
る。線路7は本発明により新たに設けられたもの
である。これはサーキユレータと外部回路との接
続端に設けられた伝送線路14の特性インピーダ
ンス50Ωより低い特性インピーダンスを有する短
い線路である。この線路7の長さは線路に集中的
に容量が付加される様に1/8波長以下とするこ
とが望ましい。基板1の厚さを0.635mm(線路1
4は約0.35mmとなる)とすると、この線路7の導
体巾および長さは外部回路との電気的、機構的接
続を容易にする為にそれぞれ0.6mmおよび0.8mm以
上に決められる。即ち、線路7は基板1の面上で
かつ伝送線路14と外部回路との接続端に形成さ
れ、伝送線路14よりも幅の広い容量性の線路と
なつている。ここで、第1図の如き従来のサーキ
ユレータの接続端のみの構造を変えただけでは、
新たに追加した線路7が呈する容量によりサーキ
ユレータの特性が変わるので、あらかじめインピ
ーダンス整合線路13の特性インピーダンスと長
さを若干変える必要がある。例えば線路7の長さ
が1/8波長よりやや短い場合には、インピーダ
ンスを第1図の場合に比べ若干低くすることで良
好なインピーダンス整合が得られる。 FIG. 3 is a plan view of a stripline circulator using a ferrite substrate according to the present invention. The line 7 is newly provided according to the present invention. This is a short line having a characteristic impedance lower than the characteristic impedance of 50Ω of the transmission line 14 provided at the connection end between the circulator and the external circuit. The length of this line 7 is desirably 1/8 wavelength or less so that the capacity is concentratedly added to the line. The thickness of board 1 is 0.635 mm (line 1
4 is approximately 0.35 mm), the conductor width and length of this line 7 are determined to be 0.6 mm or more and 0.8 mm or more, respectively, in order to facilitate electrical and mechanical connection with an external circuit. That is, the line 7 is formed on the surface of the substrate 1 at the connection end between the transmission line 14 and the external circuit, and is a capacitive line that is wider than the transmission line 14. Here, if only the structure of the connecting end of the conventional circulator as shown in Fig. 1 is changed,
Since the characteristics of the circulator change depending on the capacitance exhibited by the newly added line 7, it is necessary to slightly change the characteristic impedance and length of the impedance matching line 13 in advance. For example, if the length of the line 7 is slightly shorter than ⅛ wavelength, good impedance matching can be obtained by making the impedance slightly lower than in the case of FIG.
第4図のスミス図表を用いて本発明を更に説明
する。第4図において、点Aは円形接合部12と
インピーダンス整合線路13との接続部のインピ
ーダンス(正規化インピーダンス:50Ω)、点
A′は整合線路13のインピーダンスにて点Aの
インピーダンスを正規化したインピーダンス、軌
跡A―Bは整合線路13の長さによるインピーダ
ンス、点B′は整合線路13と伝送線路14との接
続部でのインピーダンス(正規化インピーダン
ス:50Ω)を表わしている。次に伝送線路14の
長さにより線路14と7との接続部のインピーダ
ンスはC点となる。以上はインピーダンス図であ
るがこれをアドミタンス図に変換すると、点Cは
点C′へと移動する。ここで付加した容量性線路
7により点C′は点D移動し整合される。この様
に外部容量性線路7を付加してもインピーダンス
整合線路13の長さ及びそのインピーダンスを変
えることで容易に整合が得られる。 The present invention will be further explained using the Smith chart shown in FIG. In FIG. 4, point A is the impedance (normalized impedance: 50Ω) of the connection between the circular junction 12 and the impedance matching line 13, and the point
A' is the impedance obtained by normalizing the impedance at point A with the impedance of the matching line 13, locus A-B is the impedance due to the length of the matching line 13, and point B' is the connection between the matching line 13 and the transmission line 14. represents the impedance (normalized impedance: 50Ω). Next, depending on the length of the transmission line 14, the impedance of the connection between the lines 14 and 7 becomes point C. The above is an impedance diagram, but when this is converted into an admittance diagram, point C moves to point C'. Due to the capacitive line 7 added here, point C' is moved to point D and matched. Even if the external capacitive line 7 is added in this way, matching can be easily achieved by changing the length of the impedance matching line 13 and its impedance.
以上述べた如く本発明による回路を用いれば、
フエリ磁性体基板を用いたサーキユレータと外部
回路との半田付け等による接続が容易になり、同
時に接続部の電気的不連続に起因する特性の劣化
が起らず安定した特性のストリツプラインサーキ
ユレータが実現出来る。 As described above, if the circuit according to the present invention is used,
It is easy to connect the circulator using a magnetic substrate with external circuits by soldering, etc., and at the same time, the stripline circulator has stable characteristics without deterioration of characteristics due to electrical discontinuity at the connection part. rate can be realized.
これまでの実施例ではε=14、基板の厚さ
0.635mmの場合について説明したが、εがさらに
大きく又基板の厚さが薄くなる場合には導体14
の巾が0.35mmより小さくなる為に、本発明の適用
でより大きな効果が生ずることになる。 In the previous examples, ε = 14, and the thickness of the substrate
Although we have explained the case of 0.635 mm, if ε is larger or the thickness of the board is thinner, the conductor 14
Since the width of 0.35 mm is smaller than 0.35 mm, the application of the present invention will produce a greater effect.
以上3分岐線路のサーキユレータについて本発
明の概要を述べたが、サーキユレータの一端子を
終端したアイソレータ、あるいは3つ以上の分岐
線路をもつサーキユレータにも本発明が利用出来
ることは云うまでもない。 Although the outline of the present invention has been described above regarding a circulator with three branch lines, it goes without saying that the present invention can also be applied to an isolator in which one terminal of the circulator is terminated, or a circulator having three or more branch lines.
第1図は従来のストリツプラインサーキユレー
タの平面図、第2図はそのX―X′断面図、第3
図は本発明のストリツプラインサーキユレータの
平面図、第4図は本発明によるサーキユレータの
インピーダンス整合状態を説明する為のスミス図
である。なお図において
1…フエリ磁性体基板、2…円形接続部、3…
1/4波長のインピーダンス整合線路、4…伝送
線路、5…磁石、6…地導体、7…本発明により
サーキユレータに追加された線路である。
Figure 1 is a plan view of a conventional stripline circulator, Figure 2 is its XX' cross-sectional view, and Figure 3
The figure is a plan view of the stripline circulator according to the present invention, and FIG. 4 is a Smith diagram for explaining the impedance matching state of the circulator according to the present invention. In the figure, 1...Ferimagnetic substrate, 2...Circular connection part, 3...
1/4 wavelength impedance matching line, 4... transmission line, 5... magnet, 6... ground conductor, 7... line added to the circulator according to the present invention.
Claims (1)
ダンス整合線路及びこのインピーダンス整合線路
と外部回路との間に接続される伝送線路で構成さ
れる分岐線路とを有する内部導体が形成されてい
るフエリ磁性体基板と、このフエリ磁性体基板に
取り付けられている地導体および磁石からなるサ
ーキユレータにおいて、前記フエリ磁性体基板面
上でかつ前記伝送線路と前記外部回路との接続端
に前記伝送線路よりも幅の広い容量性線路を形成
し、かつこの容量性線路の長さを使用周波数の
1/8波長以下とすることを特徴とするサーキユ
レータ。1 Ferrimagnetism in which an inner conductor is formed that has a junction, an impedance matching line connected to this junction, and a branch line consisting of a transmission line connected between this impedance matching line and an external circuit. In a circulator consisting of a body substrate, a ground conductor and a magnet attached to the ferrimagnetic substrate, a circulator having a width wider than the transmission line is provided on the surface of the ferrimagnetic substrate and at a connection end between the transmission line and the external circuit. What is claimed is: 1. A circulator characterized in that a capacitive line with a wide width is formed, and the length of the capacitive line is 1/8 wavelength or less of the operating frequency.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2636578A JPS54118152A (en) | 1978-03-07 | 1978-03-07 | Strip line circulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2636578A JPS54118152A (en) | 1978-03-07 | 1978-03-07 | Strip line circulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54118152A JPS54118152A (en) | 1979-09-13 |
| JPS6216041B2 true JPS6216041B2 (en) | 1987-04-10 |
Family
ID=12191462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2636578A Granted JPS54118152A (en) | 1978-03-07 | 1978-03-07 | Strip line circulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54118152A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106330166A (en) * | 2015-06-26 | 2017-01-11 | 中兴通讯股份有限公司 | Reverse isolation device and electronic device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5219061A (en) * | 1975-08-04 | 1977-01-14 | Hitachi Ltd | Production method of needle cathode |
-
1978
- 1978-03-07 JP JP2636578A patent/JPS54118152A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54118152A (en) | 1979-09-13 |
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