D E S C R I P T I O N
N O N - R E C I P R O C A L C I R C U I T E L E M E N T ,
C O M M U N I C A T I O N A P P A R A U T U S E Q U I P P E D WITH
C I R C U I T I N C L U D I N G N O N - R E C I P R O C A L C I R C U I T
E L E M E N T , A N D M A N U F A C T U R I N G METHOD OF NON
R E C I P R O C A L C I R C U I T E L E M E N T
T e c h n i c a l F i e l d
10 [OOOl]
T h e p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e s t o a n o n - r e c i p r o c a l
c i r c u i t e l e m e n t t h a t i s c o m p o s e d o f a s m a l l n u m b e r o f
p a r t s a n d c a n b e e a s i l y m o u n t e d o n a c i r c u i t b o a r d , a
c o m m u n i c a t i o n a p p a r a t u s e q u i p p e d w i t h a c i r c u i t
1 5 i n c l u d i n g t h e n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t , a n d a
m a n u f a c t u r i n g m e t h o d o f a n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t .
B a c k g r o u n d A r t
[ 0 0 0 2 ]
2 0 S i m p l i f y i n g a c i r c u l a t o r o r a n i s o l a t o r , w h i c h a r e
n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t s , i s a m a j o r i s s u e i n a
h i g h - f r e q u e n c y c i r c u i t . As t h e c i r c u l a t o r s , t h e r e a r e
w a v e g u i d e a n d SMT ( S u r f a c e M o u n t T e c h n o l o g y )
c i r c u l a t o r s .
T h e w a v e g u i d e c i r c u l a t o r i s a c i r c u l a t o r t h a t
i n c l u d e s a f e r r i t e d i s p o s e d i n s i d e a w a v e g u i d e . I n s u c h a
s t r u c t u r e o f t h e c i r c u l a t o r , a s a h i g h f r e q u e n c y s i g n a l i s
l o c k e d i n s i d e t h e w a v e g u i d e , t h e r e i s n o n e e d t o c o n s i d e r
3 0 a n i n f l u e n c e o f a r a d i a t i o n l o s s .
[ 0 0 0 4 ]
T h e S M T c i r c u l a t o r i s a c i r c u l a t o r i n w h i c h t h e S M T
c i r c u l a t o r i s c o n f i g u r e d a b o v e t r a n s m i s s i o n l i n e s f o r m e d
on a d i e l e c t r i c b o a r d . As t h e SMT c i r c u l a t o r u s e s
3
t r a n s m i s s i o n l i n e s , t h e S M T c i r c u l a t o r i s f a r s m a l l e r t h a n
t h e w a v e g u i d e c i r c u l a t o r . W h e n a d i e l e c t r i c b o a r d i s
f o r m e d o f a m a t e r i a l t h e s a m e a s t h a t o f a PCB ( P r i n t e d
C i r c u i t B o a r d ) , a c i r c u l a t o r c a n be i n t e g r a t e d i n s i d e t h e
5 P C B . A c c o r d i n g l y , t h e SMT c i r c u l a t o r i s c h a r a c t e r i z e d i n
t h a t t h e S M T c i r c u l a t o r i s s m a l l i n s i z e a n d h a s h i g h
m o u n t a b i l i t y .
[ 0 0 0 5 ]
M e a n w h i l e , t h e r e i s a p r o b l e m i n t h e SMT c i r c u l a t o r
1 0 t h a t a n i n s e r t i o n l o s s t e n d s t o be g r e a t e r t h a n i n t h e
w a v e g u i d e c i r c u l a t o r . A s t h e S M T c i r c u l a t o r u s e s t h e
t r a n s m i s s i o n l i n e s , w h e n a n e l e c t r o m a g n e t i c f i e l d
g e n e r a t e d by a h i g h f r e q u e n c y s i g n a l t h a t i s i n p u t t h r o u g h
t h e t r a n s m i s s i o n l i n e c a n n o t b e l o c k e d i n s i d e t h e
1 5 c i r c u l a t o r , a r a d i a t i o n l o s s i s g e n e r a t e d , t h e r e b y
i n c r e a s i n g a n i n s e r t i o n l o s s .
[ 0 0 0 6 ]
P a t e n t L i t e r a t u r e 1 d i s c l o s e s a s t r u c t u r e t o p r e v e n t
s u c h a r a d i a t i o n l o s s . F i g . 1 9 i s a p e r s p e c t i v e d i a g r a m
2 0 s h o w i n g a c i r c u l a t o r d i s c l o s e d i n P a t e n t L i t e r a t u r e 1 .
T h e c i r c u l a t o r s h o w n i n F i g . 1 9 i n c l u d e s a n o u t e r
c o n d u c t o r 1 0 1 , a f e r r i m a g n e t 1 0 2 , a n i n n e r c o n d u c t o r 1 0 3 ,
a f e r r i m a g n e t 1 0 4 , a n d a n o u t e r c o n d u c t o r 1 0 5 , T h e i n n e r
c o n d u c t o r 1 0 3 i n c l u d e s .a c e n t e r c o n d u c t o r p a r t 1 0 6 a n d a
2 5 t r a n s m i s s i o n l i n e c o n d u c t o r p a r t 1 0 7 . I n o r d e r t o
s u p p r e s s a r a d i a t i o n l o s s , t h e f e r r i m a g n e t s 1 0 2 a n d 1 0 4
a n d t h e i n n e r c o n d u c t o r 1 0 3 a r e c o v e r e d by t h e o u t e r
c o n d u c t o r s 1 0 1 a n d 1 0 5 . T h e f e r r i m a g n e t 1 0 2 i s i n s e r t e d
b e t w e e n t h e o u t e r c o n d u c t o r 1 0 1 a n d t h e i n n e r c o n d u c t o r
30 1 0 3 , w h i l e t h e f e r r i m a g n e t 1 0 4 i s i n s e r t e d b e t w e e n t h e
i n n e r c o n d u c t o r 1 0 3 a n d i h e o u t e r c o n d u c t o r 1 0 5 . I n t h e
c i r c u l a t o r s h o w n i n F i g . 1 9 , a DC m a g n e t i c f i e l d H i s
a p p l i e d f r o m b o t t o m t o t o p .
C i t a t i o n L i s t
P a t e n t L i t e r a t u r e
[ 0 0 0 7 ]
P a t e n t L i t e r a t u r e 1 : J a p a n e s e U n e x a m i n e d P a t e n t
5 A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n N o . S 6 2 - 8 2 8 0 2
S u m m a r y o f I n v e n t i o n
T e c h n i c a l P r o b l e m
[OOOS]
10 T h e a b o v e - m e n t i o n e d w a v e g u i d e c i r c u l a t o r a n d t h e
S M T c i r c u l a t o r d i s c l o s e d i n P a t e n t L i t e r a t u r e 1 h a v e t h e
f o l l o w i n g p r o b l e m s .
[ 0 0 0 9 ]
As t h e w a v e g u i d e c i r c u l a t o r h a s a t h r e e - d i m e n s i o n a l
1 5 s t r u c t u r e , i t i s d i f f i c u l t t o m i n i a t u r i z e t h e w a v e g u i d e
c i r c u l a t o r . F u r t h e r , m o s t c i r c u i t p a r t s i n a h i g h
f r e q u e n c y c i r c u i t a r e m o u n t e d o n a P C B , a n d w h e n a
t r a n s m i s s i o r , l i n e a b o v e t h e P C B t r z n s f e r s a h i g h
f r e q u e n c y s i g n a l t o a w a v e g u i d e , i t i s n e c e s s a r y t o
2 0 c o n v e r t t h e s i g n a l . T h a t i s , t h e w a v e g u i d e c i r c u l a t o r
r e q u i r e s a c i r c u i t f o r s i g n a l c o n v e r s i o n . I t i s t h u s
d i f f i c u l t t o s i m p l i f y o r m i n i a t u r i z e t h e s t r u c t u r e o f t h e
w a v e g u i d e c i r c u l a t o r .
[OOlO] .
2 5 I t i s n e c e s s a r y t o p r e v e n t a r a d i a t i o n l o s s i n t h e
SMT c i r c u l a t o r . T h e r e f o r e , a s s h o w n i n F i g . 1 9 , i n
a d d i t i o n t o t h e i n n e r c o n d u c t o r 1 0 3 , t h e f e r r i m a g n e t s 1 0 2
a n d 1 0 4 t h a t i n p u t a n d o u t p u t s i g n a l s a n d t h e o u t e r
c o n d u c t o r s 1 0 1 a n d 1 0 5 t h a t c o v e r t h e f e r r r m a g n e t s m u s t
3 0 b e m o u n t e d . A s e x p l a i n e d a b o v e , t h e r e i s a p r o b l e m i n
t h e S M T c i r c u l a t o r t h a t t h e S M T c i r c u l a t o r r e q u i r e s a
g r e a t n u m b e r o f p a r t s , a n d i t i s d i f f i c u l t t o s i m p l i f y t h e
s t r u c t u r e o f t h e S M T c i r c u l a t o r .
[ O O l l ]
5
T h e p r e s e n t i n v e n t i o n i s m a d e t o s o l v e s u c h a
p r o b l e m a n d a n a i m o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n is' t o p r o v i d e
a n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t t h a t i s c o m p o s e d o f a
s m a l l n u m b e r o f p a r t s a n d c a n be e a s i l y m o u n t e d o n a
5 c i r c u i t b o a r d , a c o m m u n i c a t i o n a p p a r a t u s e q u i p p e d w i t h a
c i r c u i t i n c l u d i n g t h e n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t , a n d
a m a n u f a c t u r i n g m e t h o d o f a n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t
e l e m e n t .
10 S o l u t i o n t o P r o b l e m
[ 0 0 1 2 ]
A n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t a c c o r d i n g t o t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n i n c l u d e s : a f e r r i m a g n e t t h a t i s d i s p o s e d
a b o v e a c i r c u i t b o a r d ; a c o n d u c t i v e c o v e r t h a t c o v e r s a n
1 5 u p p e r s u r f a c e o f t h e f e r r i m a g n e t a n d i s f o r m e d i n t e g r a l l y ;
a p l u r a l i t y o f c o n n e c t i o n p a r t s t h a t e l e c t r i c a l l y c o n n e c t
t h e c o n d u c t i v e c o v e r t o a p l u r a l i t y o f r e s p e c t i v e s i g n a l
t r a n s m i s s i o n l i n e s a b o v e t h e c i r c u i t b o a r d ; a n d a m a g n e t
t h a t a p p l i e s a m a g n e t i c f i e l d t o t h e f e r r i m a g n e t .
2 0 [ 0 0 1 3 ]
A m e t h o d o f m a n u f a c t u r i n g a n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t
e l e m e n t a c c o r d i n g t o t h e p r e s e n t i n v e n t i o n i n c l u d e s :
d i s p o s i n g a f e r r i m a g n e t a n d a c o n d u c t i v e c o v e r a b o v e a
c i r c u i t b , o a r d , i n w h i c h t h e c o n d u c t i v e c o v e r c o v e r s a n
2 5 u p p e r s u r f a c e o f t h e f e r r i m a g n e t , i s e l e c t r i c a l l y
c o n n e c t e d t o e a c h o f a p l u r a l i t y o f s i g n a l t r a n s m i s s i o n
l i n e s a b o v e t h e c i r c u i t b o a r d , a n d i s i n t e g r a l l y f o r m e d ;
a n d d i s p o s i n g a m a g n e t a t a p o s i t i o n t h a t a p p l i e s a
m a g n e t i c f i e l d t o t h e f e r r i m a g n e t .
3 0
A d v a n t a g e o u s E f f e c t s o f I n v e n t i o n
[ 0 0 141
A c c o r d i n g t o t h e p r e s e n t i n v e n t i o n , i t i s p o s s i b l e t o
p r o v i d e a n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t t h a t i s c o m p o s e d
6
o f a s m a l l n u m b e r o f p a r t s a n d c a n b e e a s i l y m o u n t e d o n a
c i r c u i t b o a r d , a c o m m u n i c a t i o n a p p a r a t u s e q u i p p e d w i t h a
c i r c u i t i n c l u d i n g t h e n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t , a n d
a n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t .
5
B r i e f D e s c r i p t i o n o f D r a w i n g s
[ 0 0 1 5 1
F i g . 1 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a
c o n f i g u r a t i o n e x a m p l e o f a c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o a f i r s t
10 e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;
F i g . 2 i s a p e r s p e c t i v e d i a g r a m s h o w i n g a
c o n f i g u r a t i o n e x a m p l e o f t h e c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e
f i r s t e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;
F i g . 3 i s a t o p v i e w s h o w i n g a c o n f i g u r a t i o n e x a m p l e
1 5 o f t h e c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e f i r s t e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t ;
F i g . 4 i s a g r a p h s h o w i n g a n e x a m p l e o f i n s e r t i o n
l o s s c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e
f i r s t e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;
2 0 F i g . 5 i s a g r a p h s h o w i n g a n e x a m p l e o f i s o l a t i o n
c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e f i r s t
e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;
F i g . 6 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a n o t h e r
v a r i a t i o n o f t h e c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e f i r s t
2 5 e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;
F i g . 7 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a f i r s t
c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o a s e c o n d e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;
F i g . 8 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a s e c o n d
c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e s e c o n d e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;
3 0 F i g . 9 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a f i r s t
c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o a t h i r d e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;
F i g . 1 0 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a
s e c o n d c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t ;
7
F i g . 11 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a t h i r d
c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;
F i g . 1 2 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a
f o u r t h c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y
5 e m b o d i m e n t ;
F i g . 1 3 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a f i f t h
c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;
F i g . 14 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a s i x t h
c i r c w l a t o r a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;
10 F i g . 1 5 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a
c o n f i g u r a t i o n e x a m p l e o f a c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o a
f o u r t h e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;
F i g . 16 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a
c o n f i g u r a t i o n e x a m p l e o f a c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o a f i f t h
I 5 e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ;
F i g . 17 i s a t o p v i e w s h o w i n g a c o n f i g u r a t i o n
e x a m p l e o f a c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o a s i x t h e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t ;
F i g . 1 8 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a
2 0 c o n f i g u r a t i o n e x a m p l e o f t h e c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e
s i x t h e x e m p l a r y e m b o d i m e n t ; a n d
F i g . 19 i s a p e r s p e c t i v e d i a g r a m o f a c i r c w l a t o r
a c c o r d i n g t o a r e l a t e d a r t .
2 5 D e s c r i p t i o n o f E m b o d i m e n t s
[OO 161
F i r s t e x e m p l a r y e m b o d i m e n t
H e r e i n a f t e r , a f i r s t e x e m p l a r y e m b o d i m e n t o f t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n s h a l l b e e x p l a i n e d w i t h r e f e r e n c e t o t h e
3 0 d r a w i n g s . F i g . 1 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g a
c o n f i g u r a t i o n e x a m p l e o f a c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h i s
e x e m p l a r y e m b o d i m e n t , F i g . 2 i s a p e r s p e c t i v e d i a g r a m o f
t h e c i r c u l a t o r , a n d F i g . 3 i s a t o p v i e w t h e r e o f . A
c i r c u l a t o r 10 i s d i s p o s e d a b o v e a P C B 1 1 . A p a t t e r n 1 2 i s
8
f o r m e d o n t h e s u r f a c e o f t h e PCB 1 1 . T h e c i r c u l a t o r 1 0
i s a t h r e e - p o r t S M T c i r c u l a t o r i n c l u d i n g a f e r r i t e 1 3 , a
m e t a l c o v e r 1 4 , c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o 1 4 3 , a n d a
p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 .
5 [ 0 0 1 7 ]
I n t h e c i r c u l a t o r 1 0 , t h e f e r r i t e 1 3 i s d i s p o s e d a b o v e
t h e P C B 1 1 . A t o p s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 13 i s c o v e r e d by
t h e m e t a l c o v e r 1 4 . T h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 , 1 4 2 , a n d
1 4 3 t h a t a r e c o n n e c t e d t o t h e m e t a l c o v e r 14 e l e c t r i c a l l y
1 0 c o n n e c t t h e m e t a l c o v e r 1 4 t o t r a n s m i s s i o n l i n e s 1 6 , 1 7
a n d 1 8 , r e s p e c t i v e l y , w h i c h a r e a b o v e t h e PCB 1 1 a n d
e x p l a i n e d l a t e r . T h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 i s d i s p o s e d o n
a s u r f a c e o p p o s i t e t o t h e s u r f a c e o f t h e PCB 11 w h e r e t h e
f e r r i t e 1 3 i s m o u n t e d . T h i s p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 a p p l i e s
15 a m a g n e t i c f i e l d t o t h e f e r r i t e 1 3 . W i t h s u c h a
c o n f i g u r a t i o n , a s a c o n d u c t o r p a r t f o r t r a n s f e r r i n g a h i g h
f r e q u e n c y s i g n a l i n t h e c i r c u l a t o r 1 0 i s f o r m e d b y t h e
m e t a l c o v e r 1 4 , t h e n u m b e r o f n e c e s s a r y p a r t s i n t h e
c i r c u l a t o r 1 0 c a n b e r e d u c e d . M o r e o v e r , t h e c i r c u l a t o r 1 0
2 0 c a n b e e a s i l y m o u n t e d o n t h e PCB 1 1 .
[ 0 0 181
H e r e i n a f t e r , e a c h p a r t o f t h e c i r c u l a t o r 10 s h a l l b e
e x p l a i n e d i n d e t a i l . T h e P C B 11 i s a d i e l e c t r i c c i r c u i t
b o a r d o n w h i c h t h e c i r c u l a t o r 1 0 i s m o u n t e d a n d i s
2 5 c o m p o s e d o f m u l t i p l e l a m i n a t e d l a y e r s o f a d i e l e c t r i c
l a y e r a n d a m e t a l l a y e r . N o t e t h a t t h e c i r c u i t b o a r d o n
w h i c h t h e c i r c u l a t o r 1 0 i s m o u n t e d i s n o t l i m i t e d t o a
PCB a n d m a y b e a c i r c u i t b o a r d h a v i n g o t h e r
c o n f i g u r a t i o n s .
3 0 [ 0 0 1 9 ]
T h e p a t t e r n 1 2 i s a c o n d u c t i v e p a t t e r n f o r m e d o n an
u p p e r s u r f a c e a n d a l o w e r s u r f a c e o f t h e P C B 1 1 . T h e
p a t t e r n 1 2 i n c l u d e s s i g n a l l i n e s a n d a g r o u n d p a t t e r n ,
w h i c h f o r m t h e t r a n s m i s s i o n l i n e s o f s i g n a l s . T h e p a t t e r n
9
1 2 i s n o t f o r m e d a t a c e n t r a l p a r t o f t h e u p p e r s u r f a c e o f
t h e P C B 1 1 ( i . e . , n o t f o r m e d a t a p a r t w h e r e t h e f e r r i t e 13
i s m o u n t e d ) . I n t h e c e n t r a l p a r t o f t h e u p p e r s u r f a c e o f
t h e PCB 1 1 , t h e p a t t e r n i s d i s c o n t i n u e d ( p u n c h e d p a t t e r n ) .
5 [ 0 0 2 0 ]
T h e f e r r i t e 13 h a s a c y l i n d r i c a l s h a p e a n d i s
d i s p o s e d i n t h e c e n t r a l p a r t ( i n t h e p u n c h e d p a t t e r n ) o f
t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e PCB 1 1 . T h e f e r r i t e 1 3 i s
s a n d w i c h e d b e t w e e n t h e PCB 11 a n d t h e m e t a l c o v e r 1 4 .
10 T h e f e r r i t e 1 3 i s a f e r r i m a g n e t h a v i n g f e r r i m a g n e t i s m a n d
i s a m a t e r i a l s u c h a s Y I G ( Y t t r i u m I r o n G a r n e t ) , b a r i u m
f e r r i t e , o r s t r o n t i u m f e r r i t e . N o t e t h a t t h e m a t e r i a l
d i s p o s e d i n t h e c e n t r a l p a r t o f t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e
P C B 11 i s n o t l i m i t e d t o a f e r r i t e a s l o n g a s i t i s a
1 5 f e r r i m a g n e t h a v i n g f e r r i m a g n e t i s m a n d g e n e r a t i n g a
g y r o m a g n e t i c e f f e c t t h a t i s e x p l a i n e d l a t e r . F u r t h e r , t h e
s ' h a p e o f t h e f e r r i t e 13 i s n o t n e c e s s a r i l y c y l i n d r i c a l b u t
m a y i n s t e a d b e a p o l y g o n a l c o l u m n e t c .
[ 0 0 2 1 ]
2 0 T h e m e t a l c o v e r 1 4 i s a c o n d u c t i v e c o v e r t h a t i s
f o r m e d o f ( i n t e g r a t e d w i t h ) a c i r c u l a r m e t a l p l a t e . N o t e
t h a t t h e m e t a l c o v e r 14 c o v e r s t h e u p p e r s u r f a c e
( p r i n c i p a l s u r f a c e ) o f t h e f e r r i t e 1 3 . G e n e r a l l y , a s a
f e r r i t e i s a d i e l e c t r i c b o d y h a v i n g a h i g h d i e l e c t r i c
2 5 c o n s t a n t w i t h a d i e l e c t r i c c o n s t a n t e x c e e d i n g t e n , h i g h
f r e q u e n c y e l e c t r i c f i e l d s a r e c o n c e n t r a t e d m o r e o n t h e
l o w e r s u r f a c e ( f e r r i t e l a y e r ) t h a n o n t h e u p p e r s u r f a c e
( a i r l a y e r ) . I t i s t h u s p o s s i b l e t o r e d u c e e l e c t r o m a g n e t i c
w a v e s e m i t t e d f r o m t h e u p p e r s u r f a c e . N o t e t h a t i n s t e a d
30 o f t h e m e t a l c o v e r 1 4 , a c o n d u c t i v e c o v e r f o r m e d o f a
c o n d u c t i v e m a t e r i a l m a y c o v e r t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e
f e r r i t e 1 3 . T h e m e t a l c o v e r 1 4 m a y n o t b e f o r m e d o f a
c i r c u l a r m e t a l p l a t e a s l o n g a s i t i s f o r m e d i n t e g r a l l y .
[ 0 0 2 2 ]
10
In F i g s . 1 t o 3 , t h e m e t a l c o v e r 1 4 c o v e r s a n e n t i r e
u p p e r s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 . H o w e v e r , i n t h i s
e x e m p l a r y e m b o d i m e n t , e v e n w h e n t h e m e t a l c o v e r 1 4
c o v e r s o n l y a p a r t o f t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3
5 a n d m o s t p a r t s o f t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 a r e
e x p o s e d , s u c h a s t a t e c o u l d b e i n c l u d e d i n t h e s t a t e w h e r e
" t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 i s c o v e r e d " . W i t h t h e
s t r u c t u r e a c c o r d i n g t o t h i s e x e m p l a r y e m b o d i m e n t w h e r e
t h e e l e c t r i c f i e l d i n t e n s i t y o f t h e l o w e r s u r f a c e i s g r e a t e r
1 0 t h a n t h a t o f t h e u p p e r s u r f a c e , i t i s p o s s i b l e t o r e d u c e t h e
r a d i a t i o n l o s s . T h e r e f o r e , t h e r e i s n o l i m i t a t i o n o n t h e
s h a p e o f t h e m e t a l c o v e r 14 a s l o n g a s t h e m e t a l c o v e r 1 4
c a n a c h i e v e c h a r a c t e r i s t i c i m p e d a n c e m a t c h i n g b e t w e e n
t h e t r a n s m i s s i o n l i n e s a n d t h e f e r r i t e 13 a b o v e t h e PCB
1 5 1 1 .
[ 0 0 2 3 ]
T h e m e t a l c o v e r 1 4 i s f i x e d o n t h e PCB 11 by t h e
t h r e e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 , 1 4 2 , a n d 1 4 3 . T h e t h r e e
c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 , 1 4 2 , a n d 1 4 3 a r e e l e c t r i c a l l y
2 0 c o n n e c t e d t o t h e t r a n s m i s s i o n l i n e s 1 6 , 1 7 , a n d 1 8 o f t h e
p a t t e r n 1 2 , r e s p e c t i v e l y . W i t h s u c h a c o n f i g u r a t i o n , t h e
m e t a l c o v e r 1 4 t r a n s f e r s a h i g h f r e q u e n c y s i g n a l i n p u t v i a
t h e c o n n e c t i o n p a r t a n d o u t p u t s i t t o a d i f f e r e n t
, c o n n e c t i o n p a r t .
2 5 COO241
N o t e t h a t i n F i g . 1 , a s f o r t h e p o s i t i o n a l
r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e PCB 1 1 , t h e f e r r i t e 1 3 , a n d t h e
m e t a l c o v e r 1 4 , t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e PCB 1 1 , t h e
u p p e r s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 , a n d t h e m e t a l c o v e r 1 4
3 0 a r e p o s i t i o n e d s u b s t a n t i a l l y i n p a r a l l e l t o o n e a n o t h e r .
H o w e v e r , w h e n a m a g n e t i c f i e l d g e n e r a t e d b e t w e e n t h e
m e t a l c o v e r 1 4 a n d t h e PCB 11 i s o r t h o g o n a l t o a n
e x t e r n a l DC m a g n e t i c f i e l d a p p l i e d by t h e p e r m a n e n t
m a g n e t i c 1 5 , t h e p o s i t i o n a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e PCB
11
1 1 , t h e f e r r i t e 1 3 , a n d t h e m e t a l c o v e r 1 4 i s n o t l i m i t e d
t o t h e o n e m e n t i o n e d a b o v e .
[ 0 0 2 5 ]
T h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o 1 4 3 a r e f o r m e d o f t h e
5 m a t e r i a l t h e s a m e a s t h a t o f t h e m e t a l c o v e r 1 4 a n d a r e
i n t e g r a l l y f o r m e d w i t h t h e m e t a l c o v e r 1 4 . T h e
c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 , 1 4 2 , a n d 1 4 3 e l e c t r i c a l l y c o n n e c t
t h e m e t a l c o v e r 14 t o t h e t r a n s m i s s i o n l i n e s 1 6 , 1 7 , a n d
1 8 t h a t a r e f o r m e d i n t h e p a t t e r n 1 2 o n t h e PCB 1 1 ,
10 r e s p e c t i v e l y . F u r t h e r , t h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o 1 4 3
a r e f i x e d o n t h e PCB 1 1 a n d s u p p o r t t h e m e t a l c o v e r 1 4
N o t e t h a t i n F i g . 1 , o n l y o n e c o n n e c t i o n p a r t 1 4 1 i s
s h o w n a n d t h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 2 a n d 1 4 3 a r e n o t s h o w n .
[ 0 0 2 6 ]
15 As f o r t h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o 1 4 3 , o n e e n d s a r e
a t a n o u t e r e d g e p a r t o f t h e m e t a l c o v e r 1 4 , a n d o t h e r
e n d s a r e f i x e d o n t h e P C B 1 1 . T h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1
t o 1 4 3 p r o t r u d e f r o m a s i d e s u r f a c e o f t h e m e t a l c o v e r 1 4
a n d b e n d h a l f w a y t o w a r d a v e r t i c a l d i r e c t i o n ( d o w n w a r d
2 0 i n F i g . 2 ) , s o t h a t t h e o t h e r e n d s a r e p o s i t i o n e d o n t h e
PCB 1 1 . A s f o r t h e m e t a l c o v e r 1 4 , a c e n t r a l a n g l e m a d e
by t h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 a n d 1 4 2 i s s u b s t a n t i a l l y 1 2 0 " .
S i m i l a r l y , a c e n t r a l a n g l e m a d e by t h e c o n n e c t i o n p a r t s
1 4 2 a n d 1 4 3 and.. a c e n t r a l a n g l e m a d e by t h e c o n n e c t i o n
2 5 p a r t s 1 4 3 a n d 1 4 1 a r e a l s o s u b s t a n t i a l l y 1 2 0 " . I n F i g s . 1
a n d 2 , a l t h o u g h t h e r e a r e g a p s b e t w e e n t h e p a r t s o f t h e
c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o 1 4 3 t h a t b e n d t o w a r d t h e v e r t i c a l
d i r e c t i o n a n d t h e f e r r i t e 1 3 , t h e g a p s a r e n o t n e c e s s a r i l y .
T h e b e n d s o f t h e p a r t s a r e n o t n e c e s s a r i l y o n e s t e p a n d
3 0 m a y i n s t e a d b e b e n t i n s e v e r a l s t e p s . An a n g l e o f t h e
b e n d i s n o t n e c e s s a r i l y v e r t i c a l . F i n a l l y , t h e c o n n e c t i o n
p a r t s 1 4 1 , 1 4 2 , a n d 1 4 3 s h o u l d o n l y be e l e c t r i c a l l y
c o n n e c t e d t o t h e t r a n s m i s s i o n l i n e s 1 6 , 1 7 , 1 8 a b o v e t h e
P C B ' 1 1 .
T h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 i s d i s p o s e d o n t h e l o w e r
s u r f a c e o f t h e P C B 1 1 ( a s e c o n d p l a n e t h a t i s o p p o s i t e t o
a f i r s t p l a n e w h e r e t h e f e r r i t e 13 i s d i s p o s e d ) . I n F i g . 1 ,
5 t h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 i s d i s p o s e d a t a p o s i t i o n
o p p o s i t e t o t h e f e r r i t e 1 3 a n d a p p l i e s a m a g n e t i c f i e l d t o
t h e f e r r i t e 1 3 . S p e c i f i c a l l y , i n s i d e t h e f e r r i t e 1 3 , a D C
m a g n e t i c f i e l d i s g e n e r a t e d by t h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5
f r o m t o p t o b o t t o m o r f r o m b o t t o m t o d o w n i n F i g . 1 o r 2 .
1 0 I n F i g . 3 , a DC m a g n e t i c f i e l d i s g e n e r a t e d by t h e
p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 i n a d i r e c t i o n f r o m t h e f r o n t s i d e t o
t h e b a c k s i d e o f t h e d r a w i n g o r f r o m t h e b a c k s i d e t o t h e
f r o n t s i d e o f t h e d r a w i n g . T h e d i r e c t i o n o f t h e DC
m a g n e t i c f i e l d i s a d i r e c t i o n v e r t i c a l t o t h e h i g h
1 5 f r e q u e n c y m a g n e t i c f i e l d i n s i d e t h e f e r r i t e 1 3 t h a t i s
g e n e r a t e d w h e n a h i g h f r e q u e n c y s i g n a l p a s s e s t h r o u g h
t h e m e t a l c o v e r 1 4 . N o t e t h a t i n F i g . 1 , a l t h o u g h a n a r e a
o f t h e p r i n c i p l e s u r f a c e o f t h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 i s
g r e a t e r t h a n a n a r e a o f t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 ,
2 0 i t i s n o t l i m i t e d t o t h i s .
[ 0 0 2 8 ]
N o t e t h a t t h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 m a y b e d i s p o s e d
a t a p o s i t i o n o t h e r t h a n t h e l o w e r s u r f a c e o f t h e P C B 1 1
. a s l o n g a s t h e p e ~ m a n e n t m a g n e t 1 5 c a n g e n e r a t e a DC
2 5 m a g n e t i c f i e l d i n a d i r e c t i o n v e r t i c a l t o t h e h i g h
f r e q u e n c y m a g n e t i c f i e l d i n s i d e t h e f e r r i t e 1 3 t h a t i s
g e n e r a t e d w h e n a h i g h f r e q u e n c y s i g n a l p a s s e s t h r o u g h
t h e m e t a l c o v e r 1 4 . F o r e x a m p l e , t h e p e r m a n e n t m a g n e t
1 5 m a y b e d i s p o s e d o n a s u r f a c e t h e s a m e a s t h e s u r f a c e
3 0 o f t h e PCB 1 1 w h e r e t h e f e r r i t e 13 i s m o u n t e d . F u r t h e r ,
t h e n u m b e r o f t h e p e r m a n e n t m a g n e t s 1 5 i s n o t l i m i t e d t o
o n e . F o r e x a m p l e , a p l u r a l i t y o f p e r m a n e n t m a g n e t s m a y
b e d i s p o s e d i n s e r i e s a b o v e a n d b e l o w t h e f e r r i t e 1 3 .
F u r t h e r , t h e m a g n e t d i s p o s e d i n t h e c i r c u l a t o r 1 0 f o r
13
a p p l y i n g a m a g n e t i c f i e l d t o t h e f e r r i t e 1 3 i s n o t
n e c e s s a r i l y a p e r m a n e n t m a g n e t .
[ 0 0 2 9 ]
T h e t r a n s m i s s i o n l i n e s 1 6 , 1 7 , a n d 1 8 a r e l i n e s f o r
5 t r a n s m i t t i n g a h i g h f r e q u e n c y s i g n a l . T h e t r a n s m i s s i o n
l i n e s 1 6 , 1 7 , a n d 1 8 i n c l u d e p o w e r s u p p l y p o i n t s 1 9 , 2 0 ,
a n d 2 1 , r e s p e c t i v e l y , w h i c h a r e i n p u t e n d s o f t h e
c i r c u l a t o r 1 0 f o r a h i g h f r e q u e n c y s i g n a l f r o m o u t s i d e .
[ 0 0 3 0 ]
1 0 H e r e i n a f t e r , a n o p e r a t i o n o f t h e c i r c u l a t o r 1 0 s h a l l
b e e x p l a i n e d . F o r t h e c i r c u l a t o r 1 0 , a h i g h f r e q u e n c y
s i g n a l i s s u p p l i e d f r o m t h e p o w e r s u p p l y p o i n t 1 9 t o t h e
m e t a l c o v e r 1 4 v i a t h e t r a n s m i s s i o n l i n e 1 6 a n d t h e
c o n n e c t i o n p a r t 1 4 1 . T h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l s u p p l i e d
1 5 t o t h e m e t a l c o v e r 1 4 g e n e r a t e s a h i g h f r e q u e n c y
e l e c t r o m a g n e t i c f i e l d b e t w e e n t h e m e t a l c o v e r 1 4 a n d t h e
PCB 11 ( i n s i d e t h e f e r r i t e 1 3 ) . S p e c i f i c a l l y , a n e l e c t r i c
fie!d i s g e n e r a t e d i n a d i r e c t i o n v e r t i c a l t o t h e s u r f a c e o f
t h e PCB 1 1 ( a h e i g h t d i r e c t i o n o f t h e f e r r i t e 1 3 i n F i g . I ) ,
2 0 a n d a m a g n e t i c f i e l d i s g e n e r a t e d i n a d i r e c t i o n p a r a l l e l
t o t h e s u r f a c e o f t h e P C B 1 1 .
[ 0 0 3 11
I n s i d e t h e f e r r i t e 1 3 , a DC m a g n e t i c f i e l d i s a p p l i e d
b,y t h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 i n t h e h , e i g h t d i r e c t i o n o f t h e
2 5 f e r r i t e 1 3 ( a n o r m a l d i r e c t i o n o f t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e
f e r r i t e ) . T h e d i r e c t i o n o f t h e DC m a g n e t i c f i e l d i s a
d i r e c t i o n v e r t i c a l t o t h e h i g h f r e q u e n c y m a g n e t i c f i e l d
g e n e r a t e d i n s i d e t h e f e r r i t e 1 3 by t h e h i g h f r e q u e n c y
s i g n a l . A s a g y r o m a g n e t i c e f f e c t i s g e n e r a t e d i n s i d e t h e
30 f e r r i t e 1 3 by t h e DC m a g n e t i c f i e l d a n d t h e h i g h
f r e q u e n c y m a g n e t i c f i e l d , t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l
r o t a t e s o n t h e p l a n a r s u r f a c e o f t h e P C B i n s i d e t h e f e r r i t e
1 3 . W h e n t h e DC m a g n e t i c f i e l d i s a p p l i e d f r o m b o t t o m
t o t o p o f F i g . 3 , t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l i s o u t p u t t o
14
t h e t r a n s m i s s i o n l i n e 1 7 v i a t h e c o n n e c t i o n p a r t 1 4 2 .
When t h e DC m a g n e t i c f i e l d i s a p p l i e d f r o m t o p t o b o t t o m
o f F i g s . 2 a n d 3 , t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l i s o u t p u t t o
t h e t r a n s m i s s i o n l i n e 1 8 v i a t h e c o n n e c t i o n p a r t 1 4 3 . In
5 t h i s w a y , t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l i s o u t p u t o n l y i n o n e
d i r e c t i o n .
[ 0 0 3 2 ]
W h e n t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l i s s u p p l i e d f r o m t h e
p o w e r s u p p l y p o i n t 2 0 t o t h e m e t a l c o v e r 1 4 v i a t h e
10 t r a n s m i s s i o n l i n e 17 a n d t h e c o n n e c t i o n p a r t 1 4 2 o r w h e n
t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l i s s u p p l i e d f r o m t h e p o w e r
s u p p l y p o i n t 21 t o t h e m e t a l c o v e r 1 4 v i a t h e t r a n s m i s s i o n
l i n e 18 a n d t h e c o n n e c t i o n p a r t 1 4 3 , t h e h i g h f r e q u e n c y
s i g n a l i s o u t p u t o n l y i n o n e d i r e c t i o n i n a c c o r d a n c e w i t h
15 a p r i n c i p l e s i m i l a r t o t h a t o f t h e c a s e e x p l a i n e d a b o v e .
[ 0 0 3 3 ]
T h e a b o v e - m e n t i o n e d e x e m p l a r y a d v a n t a g e o f t h e
c i r c u l a t o r 1 0 h a s b e e n c o n f i r m e d t h r o u g h a s i m u l a t i o n .
I n t h i s s i m u l a t i o n , a N o r t h p o l e a n d a S o u t h p o l e o f t h e
2 0 p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 a r e d i s p o s e d i n s u c h a w a y t h a t t h e
DC m a g n e t i c f i e l d i s a p p l i e d f r o m b o t t o m t o t o p i n F i g s .
1 a n d 3 ( i n F i g . 2 3 , i n a d i r e c t i o n f r o m t h e b a c k s i d e t o
f r o n t s i d e o f t h e d r a w i n g ) . At t h i s t i m e , p a s s i n g
c h , a r a c t e r i s t i c s t o t h e p o w e r s u p p l y p o i n t 2 0 w h e n t h e
2 5 h i g h f r e q u e n c y s i g n a l i s s u p p l i e d f r o m t h e p o w e r s u p p l y
p o i n t 1 9 h a v e b e e n a n a l y z e d .
[ 0 0 3 4 ]
F i g . 4 s h o w s i n s e r t i o n l o s s c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e
h i g h f r e q u e n c y s i g n a l f r o m t h e p o w e r s u p p l y p o i n t 1 9 t o
3 0 t h e p o w e r s u p p l y p o i n t 2 0 . I n F i g . 4 , a n i n s e r t i o n l o s s
a r o u n d a c e n t r a l p a r t o f t h e f r e q u e n c y b a n d 2 2 . 5 G H z i s
a b o u t 0 . 8 d B .
[ 0 0 3 5 ]
15
F i g . 5 s h o w s a r e s u l t o f i s o l a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s
i n d i c a t i n g a d e g r e e o f a h i g h f r e q u e n c y s i g n a l l e a k i n g
f r o m t h e p o w e r s u p p l y p o i n t 1 9 t o t h e p o w e r s u p p l y p o i n t
2 1 . I n t h e f r e q u e n c y b a n d a r o u n d t h e c e n t r a l p a r t o f t h e
5 f r e q u e n c y b a n d 2 2 . 5 G H z , i s o l a t i o n o f a b o u t 2 5 d B h a s
b e e n o b t a i n e d . A s d e s c r i b e d a b o v e , i t c a n b e s e e n f r o m
F i g s . 4 a n d 5 t h a t , i n t h e c i r c u l a t o r 1 0 a c c o r d i n g t o t h e
f i r s t e x e m p l a r y e m b o d i m e n t , c h a r a c t e r i s t i c s n e c e s s a r y f o r
t h e c i r c u l a t o r h a v e b e e n o b t a i n e d .
l o [ 0 0 3 6 ]
T h e c i r c u l a t o r 1 0 a c c o r d i n g t o t h e f i r s t e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t f u n c t i o n s a l s o a s a c o n d u c t o r p a r t t h a t
t r a n s f e r s t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l . T h e r e f o r e , t h e
c i r c u l a t o r 1 0 h a s a s i m p l e s t r u c t u r e i n w h i c h t h e f e r r i t e
1 5 13 a n d t h e m e t a l c o v e r 1 4 a r e m o u n t e d a b o v e t h e u p p e r
s u r f a c e o f t h e PCB 1 1 . T h a t i s , t h e c i r c u l a t o r 1 0 i s
c o m p o s e d o f a s m a l l n u m b e r o f p a r t s a n d c a n be e a s i l y
m o u n t e d o n t h e P C B 1 1 .
[ 0 0 3 7 ]
2 0 F u r t h e r , i n t h e c i r c u l a t o r 1 0 s h o w n i n F i g s . 1 t o 3 ,
t h e m e t a l c o v e r 1 4 a n d t h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o 1 4 3
a r e f o r m e d i n t e g r a l l y . I t i s t h u s e a s y t o m o u n t t h e
c i r c u l a t o r 1 0 o n t h e P C B 1 1 . A s t h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1
t o 1 4 3 a r e f i x e d o n t h e PCB 1 1 , w h i c h .is f o r m e d o f a
2 5 m e t a l m a t e r i a l t h e s a m e a s t h e m a t e r i a l o f t h e m e t a l c o v e r
1 4 , i t i s p o s s i b l e t o s u p p o r t t h e m e t a l c o v e r 14 s t a b l y .
M o r e o v e r , t h e r e i s a n e x e m p l a r y a d v a n t a g e t h a t t h e t h r e e
l e g s o f t h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o 1 4 3 t h a t b e n d i n t h e
v e r t i c a l d i r e c t i o n c a n h o l d t h e p o s i t i o n o f t h e f e r r i t e 1 3 .
3 0 T h e t h r e e l e g s p l a y a r o l e a s a g u i d e f o r i n s e r t i n g t h e
f e r r i t e , t h e r e b y d e t e r m i n i n g t h e p o s i t i o n o f t h e f e r r i t e 1 3
T h e h o l d i n g t h e p o s i t i o n o f t h e f e r r i t e 1 3 h a s t h e e f f e c t
o f p r e v e n t i n g t h e f e r r i t e 1 3 f r o m d r o p p i n g o r f r o m b e i n g
d i s p l a c e d . A c c o r d i n g l y , t h e c i r c u l a t o r 1 0 h a s a n
16
e x e m p l a r y a d v a n t a g e o f r e d u c i n g c h a r a c t e r i s t i c
d e t e r i o r a t i o n s u c h a s d e t e r i o r a t i o n o f i s o l a t i o n a n d
r e f l e c t i v e c h a r a c t e r i s t i c s .
[ 0 0 3 8 ]
5 T h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 i s d i s p o s e d o n t h e l o w e r
s u r f a c e o f t h e PCB 1 1 . T h u s , i n c o m p a r i s o n t o t h e c a s e
i n w h i c h t h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 i s d i s p o s e d o n t h e
u p p e r s u r f a c e o f t h e PCB 1 1 , t h e r e i s a l a r g e r a r e a o n t h e
u p p e r s u r f a c e o f t h e PCB 11 w h e r e e l e m e n t s c a n b e
1 0 m o u n t e d .
[ 0 0 3 9 ]
T h e m e t a l c o v e r 14 t h a t c o v e r s t h e u p p e r s u r f a c e o f
t h e f e r r i t e 13 i s f o r m e d i n t e g r a l l y . T h e r e f o r e , a s
c o m p a r e d t o t h e c i r c u l a t o r c o n f i g u r e d i n s u c h a w a y t h a t
1 5 a p l u r a l i t y o f c o n d u c t o r s a r e d i s p o s e d o n t h e u p p e r
s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 , i n t h e c i r c u l a t o r 1 0 a c c o r d i n g t o
t h e f i r s t e x e m p l a r y e m b o d i m e n t , t h e n u m b e r o f n e c e s s a r y
p a r t s c a n be r e d u c e d . M o r e o v e r , i n t h e c i r c u l a t o r 1 0
a c c o r d i n g t o t h e f i r s t e x e m p l a r y e m b o d i m e n t , i t i s e a s i e r
2 0 t o a t t a c h t h e m e t a l c o v e r 14 o n t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e
f e r r i t e 1 3 .
[ 0 0 4 0 ]
A s t h e m e t a l c o v e r 14 c o v e r s t h e u p p e r s u r f a c e o f
t h e f ' e r r i t e 1 3 , i t i s p o s s i b l e t o r e d u c e t h e r a d i a t i o n l o s s .
2 5 S i n c e t h e d i e l e c t r i c b o a r d o f t h e f e r r i t e 1 3 a n d t h e P C B
11 i s m o u n t e d o n t h e l o w e r s u r f a c e o f t h e m e t a l c o v e r 1 4 ,
t h e e f f e c t i v e d i e l e c t r i c c o n s t a n t o f t h e l o w e r s u r f a c e i s
g r e a t e r t h a n t h a t o f t h e u p p e r s u r f a c e o n w h i c h t h e r e i s
o n l y t h e a i r l a y e r . A s t h e e f f e c t i v e d i e l e c t r i c c o n s t a n t o f
3 0 t h e l o w e r s u r f a c e i s h i g h , t h e h i g h f r e q u e n c y e l e c t r i c
f - i e l d s g e n e r a t e d i n t h e m e t a l c o v e r 1 4 a r e c o n c e n t r a t e d on
t h e l o w e r s u r f a c e s i d e . I t i s t h u s p o s s i b l e t o r e d u c e t h e
a m o u n t o f r a d i a t i o n o f e l e c t r i c f i e l d s i n t o t h e a i r l a y e r ,
t h e r e b y r e d u c i n g t h e r a d i a t i o n l o s s . M e a n w h i l e , a s f o r
17
t h e t r a n s m i s s i o n l i n e s a b o v e t h e PCB 1 1 , s i n c e t h e r e i s a
d i e l e c t r i c b o d y o n t h e l o w e r s u r f a c e , t h e h i g h f r e q u e n c y
e l e c t r i c f i e l d s a r e c o n c e n t r a t e d o n t h e l o w e r s u r f a c e .
T h a t i s , s i n c e a d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e e l e c t r i c f i e l d
5 d i s t r i b u t i o n o f t h e P C B s i d e a n d t h a t o f t h e f e r r i t e s i d e i s
s m a l l , i t i s e a s y t o r e a l i z e i m p e d a n c e m a t c h i n g a n d t o
c o n n e c t t h e PCB 1 1 t o t h e f e r r i t e 1 3 . A c c o r d i n g l y , i t i s
p o s s i b l e t o r e a l i z e a n SMT c i r c u l a t o r w i t h a s m a l l
i n s e r t i o n l o s s a s a w h o l e .
l o [ 0 0 4 1 ]
N o t e t h a t t h e c o n f i g u r a t i o n o r t h e a r r a n g e m e n t o f
t h e c o n n e c t i o n pa+rts 1 4 1 t o 1 4 3 a n d t h e p e r m a n e n t m a g n e t
1 5 i n t h e c i r c u l a t o r 1 0 i s n o t l i m i t e d t o t h e e x a m p l e s
s h o w n i n F i g s . 1 t o 3 . F i g . 6 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m
1 5 s h o w i n g a v a r i a t i o n o f a n o t h e r c i r c u l a t o r .
[ 0 0 4 2 ]
A c i r c u l a t o r 1 0 s h o w n i n F i g . 6 i n c l u d e s c o n d u c t i v e
l i n e s 1 4 4 t o 1 4 6 i n p l a c e o f t h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o
1 4 3 s h o w n i n F i g s . 1 t o 3 . N o t e t h a t i n F i g . 6 , t h e
2 0 c o n d u c t i v e l i n e s 1 4 5 a n d 1 4 6 a r e n o t s h o w n . I n a s i m i l a r
m a n n e r t o t h a t o f t h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o 1 4 3 , t h e
c o n d u c t i v e l i n e s 1 4 4 t o 1 4 6 e l e c t r i c a l l y c o n n e c t t h e
t r a n s m i s s i o n l i n e s 1 6 t o 18 a b o v e t h e PCB 1 1 t o t h e m e t a l
c o v e r . l 4 . T h e c o n d u c t i x e l i n e s 1 4 4 t o 1 4 6 a r e n o t f o r m e d
2 5 i n t e g r a l l y w i t h t h e m e t a l c o v e r 1 4 a n d f i x e d t o t h e o u t e r
e d g e p a r t o f t h e m e t a l c o v e r 1 4 a t t h e t i m e o f m o u n t i n g
t h e c i r c u l a t o r 1 0 .
[ 0 0 4 3 ]
T h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 g e n e r a t e s a DC m a g n e t i c
3 0 f i e l d i n t h e h e i g h t d i r e c t i o n o f t h e f e r r i t e 13 ( a d i r e c t i o n
v e r t i c a l t o t h e m a g n e t i c f i e l d g e n e r a t e d i n s i d e t h e f e r r i t e
1 3 b y t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l ) . A l t h o u g h t h e p e r m a n e n t
m a g n e t 1 5 i s d i s p o s e d o n t h e l o w e r s u r f a c e o f t h e PCB 1 1 ,
t h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 i s n o t d i s p o s e d a t a p o s i t i o n t h a t
18
i s o p p o s i t e t o t h e f e r r i t e 1 3 . As a n o t h e r c o n f i g u r a t i o n o f
t h e c i r c u l a t o r 1 0 s h o w n i n F i g . 6 i s t h e s a m e a s t h a t o f
t h e c i r c u l a t o r 1 0 s h o w n i n F i g s . 1 t o 3 , a n e x p l a n a t i o n o f
t h e c i r c u l a t o r 1 0 s h o w n i n F i g . 6 s h a l l be o m i t t e d .
5 COO441
A l s o i n t h e c i r c u l a t o r 10 s h o w n i n F i g . 6 , t h e m e t a l
c o v e r 1 4 n o t o n l y r e d u c e s t h e e l e c t r o m a g n e t i c w a v e s
e m i t t e d f r o m t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 b u t a l s o
f u n c t i o n s a s a c o n d u c t o r p a r t t h a t t r a n s f e r s a h i g h
1 0 f r e q u e n c y s i g n a l i n t h e c i r c u l a t o r 1 0 . T h e r e f o r e , t h e
c i r c u l a t o r 1 0 s h o w n i n F i g . 6 i s c o m p o s e d o f a s m a l l
n u m b e r o f p a r t s a n d t h u s c a n be e a s i l y m o u n t e d o n t h e
PCB 1 1 .
[ 0 0 4 5 ]
1 5 H o w e v e r , i n o r d e r f o r t h e p e r m a n e n t m a g n e t 15 t o
a p p l y a s t r o n g e r m a g n e t i c f i e l d t o t h e f e r r i t e 1 3 , i t i s
p r e f e r a b l e t o d i s p o s e t h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 a t a
p o s i t i o n o p p o s i t e t o t h e f e r r i t e 13 ( t h i s i s b e c a u s e t h e
d i s t a n c e b e t w e e n t h e f e r r i t e 1 3 a n d t h e p e r m a n e n t m a g n e t
2 0 1 5 w i l l b e c o m e s h o r t e r ) .
[ 0 0 4 6 ]
S e c o n d e x e m p l a r y e m b o d i m e n t
N e x t , a c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o a s e c o n d e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n s h a l l b e e x p l a i n e d .
2 5 F i g . 7 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m o f a f i r s t c i r c u l a t o r 1 0
a c c o r d i n g t o t h e s e c o n d e x e m p l a r y e m b o d i m e n t . T h e
c i r c u l a t o r 1 0 f u r t h e r i n c l u d e s a m e t a l h o u s i n g 2 2 i n
a d d i t i o n t o t h e c o n f i g u r a t i o n s h o w n i n F i g . 1 . T h e m e t a l
h o u s i n g 2 2 i s f o r m e d o f a m e t a l m a t e r i a l t h a t f u n c t i o n s a s
30 a n e l e c t r o m a g n e t i c s h i e l d s u c h a s a l u m i n u m a l l o y a n d i s
f i x e d o n t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e PCB 11 by a s c r e w 2 3 .
I n t h e m e t a l h o u s i n g 2 2 , a c a v i t y s t r u c t u r e i s f o r m e d i n
t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e m e t a l c o v e r 1 4 . T h e m e t a l
h o u s i n g 2 2 c o v e r s , by t h e c a v i t y s t r u c t u r e , t h e u p p e r
19
s u r f a c e s o f t h e f e r r i t e 1 3 , t h e m e t a l c o v e r 1 4 , a n d t h e
c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o 1 4 3 , a n d c i r c u m f e r e n c e s o f t h e
m e t a l c o v e r 1 4 a n d t h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o 1 4 3 . A s
t h e m e t a l h o u s i n g 2 2 c a n r e d u c e t h e e l e c t r o m a g n e t i c
5 r a d i a t i o n f r o m a n e n d s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 , i t i s
p o s s i b l e t o f u r t h e r r e d u c e t h e i n s e r t i o n l o s s o f t h e
c i r c u l a t o r 1 0 .
[ 0 0 4 7 ]
F i g . 8 s h o w s a s e c o n d c i r c u l a t o r 1 0 a c c o r d i n g t o t h e
1 0 s e c o n d e x e m p l a r y e m b o d i m e n t . I n F i g . 8 , t h e c i r c u l a t o r
1 0 f u r t h e r i n c l u d e s a m e t a l h o u s i n g 24 i n a d d i t i o n t o t h e
c o n f i g u r a t i o n s h o w n i n F i g . 7 . T h e m e t a l h o u s i n g 2 4 i s
f i x e d o n t h e l o w e r s u r f a c e o f t h e PCB 1 1 by t h e s c r e w 2 3 .
T h e m e t a l h o u s i n g 2 4 c o v e r s a t l e a s t t h e p a r t s t h a t a r e
1 5 o p p o s i t e t o t h e f e r r i t e 13 a n d t h e m e t a l c o v e r 1 4 a t t h e
l o w e r s u r f a c e o f t h e PCB 1 1 . T h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 i s
a t t a c h e d t o a m e t a l w a l l o f t h e m e t a l h o u s i n g 2 2 ( i n s i d e
t h e a b o v e - m e n t i o n e d c a v i t y s t r u c t u r e ) t h a t i s o p p o s i t e t o
t h e m e t a l c o v e r 1 4 . H o w e v e r , t h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5
2 0 m a y b e d i s p o s e d a t a n y p l a c e a s l o n g a s a n a p p r o p r i a t e
m a g n e t i c f i e l d i s a p p l i e d t o t h e f e r r i t e 1 3 . T h e
p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 m a y b e d i s p o s e d , f o r e x a m p l e ,
o u t s i d e t h e c a v i t y , n o t o n l y i n s i d e t h e c a v i t y . H o w e v e r ,
i n o r d e r , f o r t h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 t o a p p l y a g r e a t e r
2 5 m a g n e t i c f i e l d t o t h e f e r r i t e 1 3 , i t i s m o r e d e s i r a b l e t o
d i s p o s e t h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 i n s i d e t h e c a v i t y
s t r u c t u r e a n d a t a p o s i t i o n o p p o s i t e t o t h e f e r r i t e 1 3 .
W i t h t h e a b o v e - m e n t i o n e d c o n f i g u r a t i o n , t h e c i r c u l a t o r 1 0
s h o w n i n F i g . 8 c a n a c h i e v e a n e x e m p l a r y a d v a n t a g e o f
3 0 r e d u c i n g c h a r a c t e r i s t i c d e t e r i o r a t i o n s u c h a s d e t e r i o r a t i o n
o f i s o l a t i o n a n d d e t e r i o r a t i o n o f r e f l e c t i v e c h a r a c t e r i s t i c s
d u e t o a c h a n g e i n t h e s h a p e , a n d a g e - r e l a t e d
d e t e r i o r a t i o n o f e l e m e n t s . T h i s i s b e c a u s e by f u r t h e r
i n c l u d i n g t h e m e t a l h o u s i n g 2 4 i n a d d i t i o n t o t h e
20
c o n f i g u r a t i o n o f t h e c i r c u l a t o r 1 0 s h o w n i n F i g . 7 , t h e
PCB i s s u p p o r t e d by t h e l o w e r s u r f a c e . T h e s h a p e o f t h e
PCB i s t h u s m a i n t a i n e d , t h e r e b y r e d u c i n g d e t e r i o r a t i o n o f
c h a r a c t e r i s t i c s c a u s e d by a f l u c t u a t i o n i n t h e s h a p e o f t h e
5 P C B .
[ 0 0 4 8 ]
N o t e t h a t t h e m e t a l h o u s i n g 22 o r 2 4 may b e f o r m e d
o f a m a t e r i a l o t h e r t h a n t h e m e t a l m a t e r i a l a s l o n g a s i t
f u n c t i o n s a s a n e l e c t r o m a g n e t i c s h i e l d . F o r e x a m p l e , i n a
1 0 p l a s t i c h o u s i n g h a v i n g a c a v i t y s t r u c t u r e , w h e n a f i l m
h a v i n g a f u n c t i o n o f a n e l e c t r o m a g n e t i c s h i e l d i s s t u c k
i n s i d e t h e c a v i t y s t r u c t u r e , t h e h o u s i n g c a n r e d u c e t h e
e l e c t r o m a g n e t i c r a d i a t i o n f r o m t h e e n d s u r f a c e o f t h e
f e r r i t e 1 3 . T h e m e t a l h o u s i n g 2 4 may be f o r m e d o f a
1 5 m a t e r i a l w i t h n o e l e c t r o m a g n e t i c s h i e l d i n g e f f e c t a s l o n g
a s t h e e l e c t r o m a g n e t i c w a v e s t o t h e l o w e r s u r f a c e c a n be
s h i e l d e d by t h e m e t a l p a t t e r n o f t h e P C B 1 1 .
LO0491
T h i r d e x e m p l a r y e m b o d i m e n t
2 0 A f i r s t c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o a t h i r d e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n s h a l l b e e x p l a i n e d .
F i g . 9 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g t h e f i r s t
c i r c u l a t o r 1 0 a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t . A d i f f e r e n c e f r o m t h e s t r u c t u r e s h o w n in
2 5 F i g . 1 i s t h a t i n t h e c i r c u l a t o r 1 0 s h o w n i n F i g . 9 , t h e
f e r r i t e 1 3 a n d t h e m e t a l c o v e r 1 4 a r e f i x e d by a
c o n d u c t i v e a d h e s i v e 2 5 . A c o n d u c t i v e m e m b e r 26 f o r
b e t t e r a d h e r e n c e o f t h e a d h e s i v e 25 i s f i x e d o n t h e u p p e r
s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 . T h e a d h e s i v e 2 5 b o n d s t h e
3 0 c o n d u c t i v e m e m b e r 2 6 w i t h t h e m e t a l c o v e r 1 4 , t h e r e b y
f i x i n g t h e f e r r i t e 1 3 t o t h e m e t a l c o v e r 1 4 . I n t h i s
m a n n e r , t h e g a p b e t w e e n t h e f e r r i t e 13 a n d t h e m e t a l
c o v e r 1 4 i s e l i m i n a t e d , t h u s m a k i n g i t p o s s i b l e t o r e d u c e
c h a r a c t e r i s t i c d e t e r i o r a t i o n s u c h a s d e t e r i o r a t i o n o f
2 1
i s o l a t i o n a n d r e f l e c t i v e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e c i r c u l a t o r
10 t h a t i s g e n e r a t e d d u e t o t h e g a p . T h e c o n d u c t i v e
m e m b e r 2 6 m a y b e a m e t a l p a t t e r n t h a t i s p a t t e r n e d
d i r e c t l y o n t h e f e r r i t e 1 3 o r m a y be o t h e r c o n d u c t i v e
5 m a t e r i a l s . T h e c o n d u c t i v e m e m b e r 2 6 i s n o t n e c e s s a r i l y
r e q u i r e d a s l o n g a s t h e f e r r i t e 13 i s f i x e d t o t h e m e t a l
c o v e r 1 4 .
[ 0 0 5 0 ]
A s e c o n d c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y
1 0 e m b o d i m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n s h a l l be e x p l a i n e d .
F i g . 1 0 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m s h o w i n g t h e s e c o n d
c i r c u l a t o r 1 0 a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t . A d i f f e r e n c e f r o m t h e s t r u c t u r e s h o w n i n
F i g . 1 i s t h a t i n t h e c i r c u l a t o r 10 s h o w n i n F i g . 1 0 , t h e
1 5 f e r r i t e 1 3 a n d t h e PCB 11 a r e f i x e d by a c o n d u c t i v e
a d h e s i v e 2 7 . C o n d u c t i v e m e m b e r s 2 8 a n d 2 9 f o r b e t t e r
a d h e r e n c e o f t h e a d h e s i v e 2 7 a r e f i x e d o n t h e l o w e r
s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 a n d t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e PCB
1 1 , r e s p e c t i v e l y . T h e a d h e s i v e 2 7 b o n d s t h e c o n d u c t i v e
2 0 m e m b e r 2 8 w i t h t h e c o n d u c t i v e m e m b e r 2 9 , f i x i n g t h e
f e r r i t e 1 3 f i x t o t h e PCB 1 1 . I n t h i s m a n n e r , t h e g a p
b e t w e e n t h e f e r r i t e 13 a n d P C B 11 i s e l i m i n a t e d , t h u s
m a k i n g i t p o s s i b l e t o r e d u c e c h a r a c t e r i s t i c d e t e r i o r a t i o n
s u c h a s d e t . e r i o r a t i o n o f i s o l a t i o n a n d r e f l e c t i v e
2 5 c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e c i r c u l a t o r 1 0 t h a t i s g e n e r a t e d d u e
t o t h e g a p . T h e c o n d u c t i v e m e m b e r s 2 8 a n d 2 9 m a y b e
m e t a l p a t t e r n s t h a t a r e p a t t e r n e d d i r e c t l y o n t h e f e r r i t e
1 3 o r m a y b e o t h e r c o n d u c t i v e m a t e r i a l s . T h e c o n d u c t i v e
m e m b e r s 2 8 a n d 2 9 a r e n o t n e c e s s a r i l y r e q u i r e d a s l o n g a s
3 0 t h e f e r r i t e 13 i s a d h e r e d t o t h e PCB 1 1 .
[ 0 0 5 11
A t h i r d c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n s h a l l b e e x p l a i n e d .
F i g . 11 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m o f t h e t h i r d
c i r c u l a t o r 1 0 a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t . A d i f f e r e n c e f r o m t h e s t r u c t u r e s h o w n i n
F i g . 1 i s t h a t i n t h e c i r c u l a t o r 1 0 s h o w n i n F i g . 1 1 , a n
o u t e r c i r c u m f e r e n c e p a r t a n d a c e n t r a l p a r t o f t h e f e r r i t e
5 13 a n d t h e P C B 1 1 , r e s p e c t i v e l y , a r e f i x e d by a
c o n d u c t i v e a d h e s i v e 3 0 . T h e c o n d u c t i v e m e m b e r s 3 1 a n d
32 f o r b e t t e r a d h e r e n c e o f t h e a d h e s i v e 3 0 a r e f i x e d o n
t h e l o w e r s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 a n d t h e u p p e r s u r f a c e
o f t h e P C B 1 1 , r e s p e c t i v e l y . T h e c o n d u c t i v e m e m b e r s 3 1
10 a n d 32 a r e d i s p o s e d i n t h e o u t e r c i r c u m f e r e n c e p a r t a n d a t
a c e n t e r o f t h e l o w e r s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 . T h e
a d h e s i v e 3 0 b o n d s t h e c o n d u c t i v e m e m b e r 3 1 w i t h t h e
c o n d u c t i v e m e m b e r 3 2 , t h e r e b y f i x i n g t h e f e r r i t e 13 t o t h e
P C B 1 1 . I n t h i s m a n n e r , a s t h e g a p b e t w e e n t h e f e r r i t e 13
1 5 a n d t h e PCB 11 i s f i x e d , i t i s p o s s i b l e t o r e d u c e
c h a r a c t e r i s t i c d e t e r i o r a t i o n o f t h e c i r c u l a t o r 1 0 g e n e r a t e d
d u e t o t h e g a p . T h e c o n d u c t i v e m e m b e r s 31 a n d 3 2 m a y
be ~ l l e t a ! p a t t e r n s t h a t a r e p a t t e r n e d d i r e c t l y o n t h e
f e r r i t e 1 3 o r m a y b e o t h e r c o n d u c t i v e m a t e r i a l s . T h e
2 0 c o n d u c t i v e m e m b e r s 3 1 a n d 3 2 a r e n o t n e c e s s a r i l y
r e q u i r e d a s l o n g a s t h e f e r r i t e 1 3 i s a d h e r e d t o t h e m e t a l
c o v e r 1 4 .
LO0521
A f o u r t h c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y
2 5 e m b o d i m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n s h a l l b e e x p l a i n e d .
F i g . 1 2 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m o f t h e f o u r t h
c i r c u l a t o r 1 0 a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t . A d i f f e r e n c e f r o m t h e s t r u c t u r e s h o w n i n
F i g . 1 i s t h a t i n t h e c i r c u l a t o r 1 0 s h o w n i n F i g . 1 2 , t h e
3 0 f e r r i t e 1 3 a n d t h e m e t a l c o v e r 1 4 a r e f i x e d by a n o n -
c o n d u c t i v e a d h e s i v e 3 3 . T h e a d h e s i v e 3 3 f i x e s t h e f e r r i t e
13 a n d t h e m e t a l c o v e r 1 4 . I n t h i s m a n n e r , a s t h e g a p
b e t w e e n t h e f e r r i t e 1 3 a n d t h e m e t a l c o v e r 1 4 i s f i x e d , i t
i s p o s s i b l e t o r e d u c e c h a r a c t e r i s t i c d e t e r i o r a t i o n o f t h e
c i r c u l a t o r 1 0 s u c h a s d e t e r i o r a t i o n o f i s o l a t i o n a n d
r e f l e c t i v e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e c i r c u l a t o r 10 t h a t i s
g e n e r a t e d d u e t o t h e g a p .
[ 0 0 5 3 ]
5 A f i f t h c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n s h a l l b e e x p l a i n e d .
F i g . 1 3 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m o f t h e f i f t h
c i r c u l a t o r 1 0 a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t . A d i f f e r e n c e f r o m t h e s t r u c t u r e s h o w n i n
10 F i g . 1 i s t h a t i n t h e c i r c u l a t o r 1 0 s h o w n i n F i g . 1 3 , t h e
f e r r i t e 1 3 a n d t h e PCB 11 a r e f i x e d by a n o n - c o n d u c t i v e
a d h e s i v e 3 4 . I n t h i s m a n n e r , a s t h e g a p b e t w e e n t h e
f e r r i t e 1 3 a n d t h e PCB 11 i s f i x e d , i t i s p o s s i b l e t o
r e d u c e c h a r a c t e r i s t i c d e t e r i o r a t i o n o f t h e c i r c u l a t o r 1 0
1 5 s u c h a s d e t e r i o r a t i o n o f i s o l a t i o n a n d r e f l e c t i v e
c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e c i r c u l a t o r 1 0 t h a t i s g e n e r a t e d d u e
t o t h e g a p .
[ 0 0 5 4 ]
A s i x t h c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y
2 0 e m b o d i m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n s h a l l be e x p l a i n e d .
F i g . 1 4 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m o f t h e s i x t h
c i r c u l a t o r 1 0 a c c o r d i n g t o t h e t h i r d e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t . A d i f f e r e n c e f r o m t h e s t r u c t u r e s h o w n i n
F i g . 1 i s t h a t , i n t h e c i r c u l a t o r 1 0 s h o w n i n F i g . 1 4 , a n
2 5 o u t e r c i r c u m f e r e n c e p a r t a n d a c e n t r a l p a r t o f t h e f e r r i t e
13 a n d t h e PCB 1 1 , r e s p e c t i v e l y , a r e f i x e d by a n o n -
c o n d u c t i v e a d h e s i v e 3 5 . I n t h i s m a n n e r , a s t h e g a p
b e t w e e n t h e f e r r i t e 1 3 a n d t h e PCB 1 1 i s f i x e d , i t i s
p o s s i b l e t o r e d u c e c h a r a c t e r i s t i c d e t e r i o r a t i o n o f t h e
3 0 c i r c u l a t o r 1 0 s u c h a s d e t e r i o r a t i o n o f i s o l a t i o n a n d
r e f l e c t i v e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e c i r c u l a t o r 1 0 t h a t i s
g e n e r a t e d d u e t o t h e g a p
[ 0 0 5 5 ]
24
N o t e t h a t f i x a t i o n b e t w e e n t h e f e r r i t e 13 a n d t h e
PCB 1 1 s h o w n i n F i g s . 1 0 a n d 11 may b e e m p l o y e d
t o g e t h e r w i t h t h e f i x a t i o n b e t w e e n t h e f e r r i t e 1 3 a n d t h e
m e t a l c o v e r 14 s h o w n i n F i g . 9 . I n F i g . 1 1 , t h e o u t e r
5 c i r c u m f e r e n c e p a r t o r t h e c e n t r a l p a r t o f t h e f e r r i t e 1 3
may b e f i x e d o n t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e P C B 1 1 . T h e
a d h e s i v e s 2 5 , 2 7 , a n d 3 0 m a y b e , f o r e x a m p l e , s i l v e r
p a s t e o r s o l d e r i n g .
[ 0 0 5 6 ]
10 F o u r t h e x e m p l a r y e m b o d i m e n t
N e x t , a c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o a f o u r t h e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n s h a l l be e x p l a i n e d
F i g . 1 5 s h o w s a c o n f i g u r a t i o n e x a m p l e o f a c r o s s -
s e c t i o n a l d i a g r a m o f t h e c i r c u l a t o r 10 a c c o r d i n g t o t h e
1 5 f o u r t h e x e m p l a r y e m b o d i m e n t . A d i f f e r e n c e f r o m t h e
m e t a l h o u s i n g 22 s h o w n i n F i g . 7 i s t h a t i n t h e
c o n f i g u r a t i o n s h o w n i n F i g . 1 5 , a m e t a l s c r e w 3 6 i s
b u r i e d i n a m e t a l w a l l a b o v e t h e m e t a l c o v e r 1 4 . T h e
m e t a l s c r e w 3 6 i s s u p p o r t e d by t h e m e t a l h o u s i n g 2 2 , a n d
2 0 a s c r e w t h r e a d o f t h e m e t a l s c r e w 3 6 i s t u r n e d t o a d j u s t a
d i s t a n c e b e t w e e n t h e m e t a l s c r e w 36 a n d t h e m e t a l c o v e r
1 4 .
[ 0 0 5 7 ]
T h e m e t a l . s c r e w 3 6 i n f l u e n c e s t h e e l e c t r i c f i e l d
2 5 d i s t r i b u t i o n g e n e r a t e d a b o v e t h e m e t a l c o v e r 1 4 . W h e n
t h e m e t a l s c r e w 3 6 a p p r o a c h e s t h e m e t a l c o v e r 1 4 , a n
e l e c t r i c a l f l u x l i n e c o n n e c t i n g t h e m e t a l c o v e r 14 a n d t h e
m e t a l s c r e w 3 6 i s g e n e r a t e d i n a d d i t i o n t o a n e l e c t r i c a l
f l u x l i n e c o n n e c t i n g t h e m e t a l c o v e r 1 4 a n d t h e m e t a l
3 0 h o u s i n g 2 2 . 'This e l e c t r i c a l f l u x l i n e i n f l u e n c e s a
t r a n s m i s s i o n m o d e o f t h e h i g h f r e q u e n c y e l e c t r i c f i e l d
t h a t p r o p a g a t e s t h e m e t a l c o v e r 1 4 . A c h a n g e i n t h e
t r a n s m i s s i o n m o d e c h a n g e s c h a r a c t e r i s t i c i m p e d a n c e o f
t h e m e t a l c o v e r 1 4 . D u e t o t h e a b o v e - m e n t i o n e d r e a s o n ,
25
by c h a n g i n g t h e d i s t a n c e b e t w e e n t h e m e t a l s c r e w 3 6 a n d
t h e m e t a l c o v e r 1 4 a s a p p r o p r i a t e , i t i s p o s s i b l e t o a d j u s t
i n p u t i m p e d a n c e t o t h e c i r c u l a t o r 1 0 .
[ 0 0 5 8 ]
5 N o t e t h a t a s l o n g a s t h e d i s t a n c e w i t h t h e m e t a l
c o v e r 1 4 c a n b e a d j u s t e d , a m e t a l p a r t , w h i c h i s n o t a
s c r e w , m a y b e b u r i e d i n t h e m e t a l w a l l o f t h e m e t a l
h o u s i n g 22 a b o v e t h e m e t a l c o v e r 1 4 . A l t e r n a t i v e l y , a
m e t a l p a r t c a p a b l e o f a d j u s t i n g t h e d i s t a n c e w i t h t h e
1 0 m e t a l c o v e r 1 4 m a y b e s u p p o r t e d a b o v e t h e m e t a l c o v e r 14
by a s u p p o r t i n g p a r t s u c h a s a s u p p o r t i n g r o d a n d n o t by
t h e m e t a l h o u s i n g 2 2 . I n t h i s w a y , i t i s a l s o p o s s i b l e t o
c h a n g e t h e i n t e n s i t y o f t h e e l e c t r o m a g n e t i c f i e l d
g e n e r a t e d a b o v e t h e m e t a l c o v e r 1 4 by a d j u s t i n g t h e
1 5 d i s t a n c e b e t w e e n t h e m e t a l p a r t a n d t h e m e t a l c o v e r 1 4 .
T h u s , i t i s p o s s i b l e t o a d j u s t t h e i n p u t i m p e d a n c e t o t h e
c i r c u l a t o r 1 0 .
[ 0 0 5 9 ]
F i f t h e x e m p l a r y e m b o d i m e n t
2 0 N e x t , a c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o a f i f t h e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n s h a l l be e x p l a i n e d .
F i g . 1 6 s h o w s a c o n f i g u r a t i o n e x a m p l e o f a c r o s s -
s e c t i o n a l d i a g r a m o f t h e c i r c u l a t o r 1 0 a c c o r d i n g t o t h e
f i f t h e x e m p l a r y . e m b o d i m e n t . A d i f f e r e n c e f r o m t h e
2 5 c o n f i g u r a t i o n s h o w n i n F i g . 7 i s t h a t i n t h e c o n f i g u r a t i o n
s h o w n i n F i g . 1 6 , a d i e l e c t r i c b o d y 3 7 i s s a n d w i c h e d
b e t w e e n t h e m e t a l c o v e r 1 4 a n d t h e m e t a l w a l l o f t h e
m e t a l h o u s i n g 2 2 a b o v e t h e m e t a l c o v e r 1 4 . T h e p r e s s u r e
a p p l i e d by t h e d i e l e c t r i c b o d y 3 7 o n t h e m e t a l c o v e r 14
3 0 p r e s s e s t h e m e t a l c o v e r 1 4 a g a i n s t t h e f e r r i t e 13 a n d t h e
f e r r i t e 13 a g a i n s t t h e PCB 1 1 a n d f i x e s t h e m . I n t h i s
m a n n e r , a s t h e g a p b e t w e e n t h e m e t a l c o v e r 1 4 a n d t h e
f e r r i t e 1 3 a n d t h e g a p b e t w e e n t h e f e r r i t e 1 3 a n d t h e P C B
11 c a n b e e l i m i n a t e d , i t i s p o s s i b l e t o r e d u c e
26
c h a r a c t e r i s t i c d e t e r i o r a t i o n o f t h e c i r c u l a t o r 1 0 s u c h a s
d e t e r i o r a t i o n o f i s o l a t i o n a n d r e f l e c t i v e c h a r a c t e r i s t i c s o f
t h e c i r c u l a t o r 1 0 .
[ 0 0 6 0 ]
5 N o t e t h a t t h e m e t a l h o u s i n g 2 2 i s n o t n e c e s s a r i l y
r e q u i r e d . W h e n t h e c i r c u l a t o r 1 0 i s c o n f i g u r e d i n s u c h a
w a y t h a t a p l a t e f o r m e d o f m e t a l o r a d i e l e c t r i c m a t e r i a l
i s d i s p o s e d o v e r t h e d i e l e c t r i c b o d y 3 7 a n d t h e m e t a l
c o v e r 1 4 a n d t h e p l a t e p r e s s e s t h e d i e l e c t r i c b o d y 3 7 f r o m
1 0 a b o v e , a n e x e m p l a r y a d v a n t a g e t h e s a m e a s t h e o n e
e x p l a i n e d a b o v e c a n b e a c h i e v e d .
[ 0 0 6 1 ]
S i x t h e x e m p l a r y e m b o d i m e n t
N e x t , a c i r c u l a t o r a c c o r d i n g t o a s i x t h e x e m p l a r y
1 5 e m b o d i m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n s h a l l b e e x p l a i n e d .
F i g . 1 7 s h o w s a c o n f i g u r a t i o n e x a m p l e o f a t o p v i e w o f
t h e c i r c u l a t o r 1 0 a c c o r d i n g t o t h i s e x e m p l a r y e m b o d i m e n t .
T h r e e c r ~ t o u t p a r t s 3 8 > 3 9 , a n d 4 0 a r e f o r m e d i n t h e m e t a l
c o v e r 1 4 . T h e c u t o u t p a r t 3 8 i s f o r m e d a t a n i n t e r s e c t i o n
2 0 b e t w e e n a n e x t e n d e d l i n e o f t h e t r a n s m i s s i o n l i n e 1 6 a n d
a c i r c u m f e r e n c e ( o u t e r e d g e ) o f t h e m e t a l c o v e r 1 4 . T h e
c u t o u t p a r t 3 9 i s f o r m e d a t a n i n t e r s e c t i o n b e t w e e n a n
e x t e n d e d l i n e o f t h e t r a n s m i s s i o n l i n e 1 7 a n d a
. c i r c u m f e r e n c e o f t h e m e t a l c o v e r 1 4 . T h e c u t o u t p a r t 40
2 5 i s f o r m e d a t a n i n t e r s e c t i o n b e t w e e n a n e x t e n d e d l i n e o f
t h e t r a n s m i s s i o n l i n e 1 8 a n d a c i r c u m f e r e n c e o f t h e m e t a l
c o v e r 1 4 . N o t e t h a t a l t h o u g h t h e c u t o u t p a r t s 38 t o 4 0
h a v e a s u b s t a n t i a l l y r e c t a n g u l a r s h a p e i n F i g . 1 7 , t h e
c u t o u t p a r t s 3 8 t o 4 0 m a y h a v e o t h e r s h a p e s .
30 COO621
F i g . 1 8 i s a c r o s s - s e c t i o n a l d i a g r a m t a k e n a l o n g t h e
c r o s s - s e c t i o n a l p l a n e o f X V I I I o f t h e c i r c u l a t o r 1 0 s h o w n
i n F i g . 1 7 . F i g . 1 8 s h o w s a s t a t e i n w h i c h t h e c u t o u t p a r t
3 8 i s f o r m e d i n t h e m e t a l c o v e r 1 4 t h a t c o m e s i n t o
c o n t a c t w i t h t h e f e r r i t e 1 3 . A p a r t o f t h e u p p e r s u r f a c e
o f t h e f e r r i t e 1 3 i s e x p o s e d by t h e c u t o u t p a r t 3 8 . N o t e
t h a t t h e c u t o u t p a r t s 3 9 a n d 4 0 a r e n o t s h o w n i n F i g . 1 7 .
A s o t h e r p a r t s o f t h e c o n f i g u r a t i o n o f t h e c i r c u l a t o r 1 0
5 s h o w n i n F i g s . 1 7 a n d 1 8 a r e i d e n t i c a l t o t h o s e o f t h e
c o n f i g u r a t i o n o f t h e c i r c u l a t o r 10 s h o w n i n F i g s . 1 t o 3 ,
a n e x p l a n a t i o n o f t h e o t h e r p a r t s o f c o n f i g u r a t i o n o f t h e
c i r c u l a t o r 1 0 i n t h e F i g s . 1 7 a n d 1 8 w i l l be o m i t t e d .
[ 0 0 6 3 ]
1 0 As h a s b e e n e x p l a i n e d , i t i s n o t n e c e s s a r y f o r t h e
m e t a l c o v e r 1 4 t o c o v e r t h e e n t i r e u p p e r s u r f a c e o f t h e
f e r r i t e 1 3 . I n a d e g r e e i n w h i c h t h e e l e c t r o m a g n e t i c
r a d i a t i o n f r o m t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 w i l l n o t
be t o o l a r g e ( t h e r a d i a t i o n l o s s w i l l n o t b e t o o l a r g e ) , a
1 5 p a r t o f t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 may b e e x p o s e d
by f o r m i n g a c u t o u t p a r t i n t h e m e t a l c o v e r 1 4 . I n t h i s
m a n n e r , by f o r m i n g t h e c u t o u t p a r t s i n t h e m e t a l c o v e r 14
a t t h e i n t e r s e c t i o n s o f t h e e x t e n d e d l i n e s o f t h e
t r a n s m i s s i o n l i n e s 16 t o 18 a n d t h e c i r c u m f e r e n c e ( o u t e r
2 0 e d g e ) o f t h e m e t a l c o v e r 1 4 , t h e e l e c t r o m a g n e t i c w a v e s
t h a t p r o p a g a t e i n s i d e t h e f e r r i t e 13 c a n s m o o t h l y r o t a t e .
I n t h e m e t a l c o v e r 1 4 h a v i n g t h e c u t o u t p a r t s , a n RF
( R a d i o F r e q u e n c y ) e l e c t r i c f i e l d w i l l n o t b e g e n e r a t e d
i m m e d i a t e l y b e l o w . t h e c u t o u t . T h e e l e c t r i c f i e l d
2 5 d i s t r i b u t i o n o f t h e l o w e r s u r f a c e o f t h e m e t a l c o v e r 1 4
w i l l b e s i m i l a r t o t h e e l e c t r i c f i e l d d i s t r i b u t i o n w h e n a
c u t o u t i s f o r m e d a t a T - b r a n c h o f a w a v e g u i d e . T h e n , a
f r e q u e n c y f l u c t u a t i o n i n t h e i n p u t i m p e d a n c e t o t h e
f e r r i t e 1 3 c a n b e r e d u c e d .
3 0 [ 0 0 6 4 ]
N o t e t h a t t h e p r e s e n t i n v e n t i o n i s n o t l i m i t e d t o t h e
a b o v e e x e m p l a r y e m b o d i m e n t s , a n d m o d i f i c a t i o n c a n b e
m a d e w i t h o u t d e p a r t i n g f r o m t h e s c o p e o f t h e i n v e n t i o n .
I n o t h e r w o r d s , v a r i o u s m o d i f i c a t i o n s o b v i o u s t o t h o s e
2 8
s k i l l e d i n t h e a r t c a n b e m a d e t o t h e c o n f i g u r a t i o n s a n d
d e t a i l s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n w i t h i n t h e s c o p e o f t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n . F o r e x a m p l e , t h e s h a p e o f t h e m e t a l
c o v e r 1 4 t h a t c o m e s i n t o c o n t a c t w i t h t h e f e r r i t e 1 3 i s n o t
5 n e c e s s a r i l y c i r c u l a r , b u t may be a Y - s h a p e , a t r i a n g l e o r
t h e l i k e . T h e c e n t r a l a n g l e o f t h e m e t a l c o v e r 1 4 m a d e by
t h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 a n d 1 4 2 m a y b e a n a n g l e o t h e r
t h a n 1 2 0 " . T h i s a p p l i e s t o t h e c e n t r a l a n g l e s m a d e by
o t h e r c o n n e c t i o n p a r t s .
l o [ 0 0 6 5 ]
I n t h e a b o v e e x e m p l a r y e m b o d i m e n t , a c i r c u l a t o r h a s
b e e n e x p l a i n e d a s a n e x a m p l e . H o w e v e r , a n i s o l a t o r m a y
b e c o n f i g u r e d by c o n n e c t i n g a m a t c h e d l o a d t o o n e o f t h e
t h r e e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o 1 4 3 . F u r t h e r , t h e
1 5 c o n f i g u r a t i o n s h o w n i n t h e a b o v e e x e m p l a r y e m b o d i m e n t
c a n b e a p p l i e d t o a c i r c u l a t o r h a v i n g f o u r o r m o r e
t r a n s m i s s i o n l i n e s . I n t h i s m a n n e r , t h e c i r c u l a t o r
e x p l a i n e d i n t h e a b o v e e x e m p l a r y e m b o d i m e n t s c a n b e
a p p l i e d t o a g e n e r a l i z e d n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t .
2 0 [ 0 0 6 6 ]
S u c h a n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t c a n b e
i n c l u d e d i n a t r a n s f e r c i r c u i t ( h i g h f r e q u e n c y c i r c u i t )
t h a t e x e c u t e s t r a n s f e r o f a h i g h f r e q u e n c y s i g n a l . F u r t h e r ,
s u c h a t r a n s f e r c i r c u i t c a n b e i n c l u d e d i n s i d e a
2 5 c o m m u n i c a t i o n a p p a r a t u s . F o r e x a m p l e , w h e n a
c o m m u n i c a t i o n a p p a r a t u s t h a t e x e c u t e s w i r e l e s s
c o m m u n i c a t i o n r e c e i v e s t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l , a
c i r c u i t t h a t h a s r e c e i v e d t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l
t r a n s m i t s t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l t o t h e t r a n s f e r c i r c u i t
3 0 i n c l u d i n g t h e n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t . N o t o n l y
t h e c i r c u i t t h a t r e c e i v e s t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l b u t t h e
c i r c u i t t h a t g e n e r a t e s t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l may
f u n c t i o n a s a t r a n s m i s s i o n c i r c u i t t h a t t r a n s m i t s t h e h i g h
f r e q u e n c y s i g n a l t o t h e t r a n s f e r c i r c u i t .
T h e n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t t r a n s f e r s t h e
t r a n s m i t t e d h i g h f r e q u e n c y s i g n a l t o a r e c e p t i o n c i r c u i t
t h a t r e c e i v e s t h e h i g h f r e q u e n c y s i g n a l v i a a
5 p r e d e t e r m i n e d p o r t . By u s i n g t h e a b o v e n o n - r e c i p r o c a l
c i r c u i t e l e m e n t , t h e c o m m u n i c a t i o n a p p a r a t u s h a v i n g s u c h
a c o n f i g u r a t i o n c a n be c o n f i g u r e d .
[ 0 0 6 8 ]
N o t e t h a t t h e c i r c u l a t o r d e s c r i b e d i n t h e f i r s t
10 e x e m p l a r y e m b o d i m e n t c a n b e m a n u f a c t u r e d a s f o l l o w s .
F i r s t l y , t h e f e r r i t e 13 a n d t h e m e t a l c o v e r 1 4 a r e d i s p o s e d
a b o v e t h e PCB 1 1 , i n w h i c h t h e m e t a l c o v e r 1 4 c o v e r s t h e
u p p e r s u r f a c e s o f t h e f e r r i t e 13 a n d e l e c t r i c a l l y c o n n e c t s
t h e t r a n s m i s s i o n l i n e s 1 6 , 1 7 , a n d 1 8 a b o v e t h e p a t t e r n 1 2
1 5 t o t h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 , 1 4 2 , a n d 1 4 3 , r e s p e c t i v e l y .
T h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 i s d i s p o s e d a t a p o s i t i o n t h a t
a p p l i e s a m a g n e t i c f i e l d t o t h e f e r r i t e 1 3 . T h e c i r c u l a t o r
1 0 c a n be m a n u f a c t u r e d a s e x p l a i n e d a b o v e . T h e
p e r m a n e n t m a g n e t 15 m a y be d i s p o s e d a f t e r o r b e f o r e t h e
2 0 f e r r i t e 1 3 a n d t h e m e t a l c o v e r 1 4 a r e d i s p o s e d a b o v e t h e
PCB 1 1 . T h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 m a y be d i s p o s e d a t a n y
p o s i t i o n a s l o n g a s t h e p e r m a n e n t m a g n e t 1 5 c a n g e n e r a t e
a D C m a g n e t i c f i e l d i n a d i r e c t i o n v e r t i c a l t o a h i g h
f r e q u e n c y m a g n e t i c f i e l d i n s i d e t h e f e r - r i t e 1 3 t h a t i s
2 5 g e n e r a t e d w h e n a h i g h f r e q u e n c y s i g n a l p a s s e s t h r o u g h
t h e m e t a l c o v e r 1 4 .
[ 0 0 6 9 ]
T h e m e t a l c o v e r 1 4 m a y be d i s p o s e d t o c o v e r t h e
u p p e r s u r f a c e o f t h e f e r r i t e 1 3 a f t e r t h e f e r r i t e 13 i s
30 d i s p o s e d a b o v e t h e PCB 1 1 . A l t e r n a t i v e l y , t h e m e t a l
c o v e r 1 4 m a y b e d i s p o s e d a b o v e t h e PCB 1 1 i n a s t a t e
w h e r e t h e f e r r i t e 13 a n d t h e m e t a l c o v e r 1 4 a r e f i x e d ( e . g .
i n a s t a t e w h e r e t h e y a r e a d h e r e d t o e a c h o t h e r ) .
[ 0 0 7 0 ]
30
T h e c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o 1 4 3 may e l e c t r i c a l l y
c o n n e c t b e t w e e n t h e t r a n s m i s s i o n l i n e s 16 t o 1 8 a n d t h e
m e t a l c o v e r 1 4 a t t h e s a m e t i m e w h e n t h e m e t a l c o v e r 1 4
i s d i s p o s e d . When t h e c o n d u c t i v e l i n e s 1 4 4 t o 1 4 6 a r e
5 c o n n e c t e d t o t h e m e t a l c o v e r 1 4 i n p l a c e o f t h e
c o n n e c t i o n p a r t s 1 4 1 t o 1 4 3 , t h e c o n d u c t i v e l i n e s 1 4 4 t o
1 4 6 , w h i c h a r e f i x e d t o t h e o u t e r e d g e p a r t o f t h e m e t a l
c o v e r 1 4 , m a y be e l e c t r i c a l l y c o n n e c t e d t o t h e
t r a n s m i s s i o n l i n e s 1 6 t o 1 8 a f t e r t h e m e t a l c o v e r 1 4 i s
1 0 d i s p o s e d .
[ 0 0 7 1 ]
T h e c i r c u l a t o r s d e s c r i b e d i n o t h e r e x e m p l a r y
e m b o d i m e n t s c a n be m a n u f a c t u r e d i n a m a n n e r s i m i l a r t o
t h a t o f t h e c i r c u l a t o r a b o v e . 4 T h e a b o v e - m e n t i o n e d
1 5 i s o l a t o r a n d t h e c i r c u l a t o r s i n c l u d i n g f o u r o r m o r e
t r a n s m i s s i o n l i n e s c a n b e m a n u f a c t u r e d i n a s i m i l a r
m a n n e r t o t h o s e e x p l a i n e d a b o v e .
l o 0 7 2 1
T h e p r e s e n t a p p l i c a t i o n c l a i m s p r i o r i t y r i g h t s o f a n d
2 0 i s b a s e d o n J a p a n e s e P a t e n t A p p l i c a t i o n N o . 2 0 11 - 2 7 4 6 2 6
f i l e d o n D e c 1 5 , 2 0 1 1 i n t h e J a p a n e s e P a t e n t O f f i c e , t h e
e n t i r e c o n t e n t s o f w h i c h a r e h e r e b y i n c o r p o r a t e d by
r e f e r e n c e .
2 5 I n d u s t r i a l A p p l i c a b i l i t y
[ 0 0 7 3 ]
T h e t e c h n i q u e a c c o r d i n g t o t h e p r e s e n t i n v e n t i o n c a n
b e u s e d f o r a n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t , a
c o m m u n i c a t i o n a p p a r a t u s e q u i p p e d w i t h a c i r c u i t
3 0 i n c l u d i n g t h e n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t , a n d a n o n -
r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t .
R e f e r e n c e S i g n s L i s t
[ 0 0 7 4 ]
1 0 C I R C U L A T O R
1 1 PCB
1 2 P A T T E R N
1 3 F E R R I T E
5 1 4 METAL C O V E R
1 4 1 , 1 4 2 , 1 4 3 C O N N E C T I O N P A R T
1 4 4 , 1 4 5 , 1 4 6 C O N D U C T I V E L I N E
1 5 P E R M A N E N T M A G N E T
1 6 , 1 7 , 18 T R A N S M I S S I O N L I N E
l o 1 9 , 2 0 , 21 P O W E R S U P P L Y P O I N T
2 2 , 2 4 M E T A L H O U S I N G
2 3 S C R E W
2 5 , 2 7 , 3 0 C O N D U C T I V E A D H E S I V E
2 6 , 2 8 , 2 9 , 3 1 , 3 2 C O N D U C T I V E MEMBER
1 5 3 3 , 3 4 , 3 5 N O N - C O N D U C T I V E A D H E S I V E
3 6 M E T A L S C R E W
3 7 D I E L E C T R I C BODY
3 8 , 3 9 , 4 0 C U T O U T P A R T
3 2
WE C L A I M :
1 . A n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t c o m p r i s i n g :
a f e r r i m a g n e t t h a t i s d i s p o s e d a b o v e a c i r c u i t b o a r d ;
a c o n d u c t i v e c o v e r t h a t c o v e r s a n u p p e r s u r f a c e o f
5 t h e f e r r i m a g n e t a n d i s f o r m e d i n t e g r a l l y ;
a p l u r a l i t y o f c o n n e c t i o n p a r t s t h a t e l e c t r i c a l l y
c o n n e c t t h e c o n d u c t i v e c o v e r t o a p l u r a l i t y o f r e s p e c t i v e
s i g n a l t r a n s m i s s i o n l i n e s a b o v e t h e c i r c u i t b o a r d ; a n d
a m a g n e t t h a t a p p l i e s a m a g n e t i c f i e l d t o t h e
1 0 f e r r i m a g n e t .
2 . T h e n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t a c c o r d i n g t o
C l a i m 1 , w h e r e i n t h e c o n d u c t i v e c o v e r a n d t h e c o n n e c t i o n
p a r t s a r e f o r m e d i n t e g r a l l y .
1 5
3 . T h e n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t a c c o r d i n g t o
C l a i m 1 o r 2 , w h e r e i n
t h e f e r r i m a g n e t i s d i s p o s e d a b o v e a f i r s t p l a n e o f
t h e c i r c u i t b o a r d , a n d
2 0 t h e m a g n e t i s d i s p o s e d a b o v e a s i d e o f a s e c o n d
p l a n e o f t h e c i r c u i t b o a r d t h a t i s o p p o s i t e t o t h e f i r s t
p l a n e .
4 . . T h e n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t a c c o r d i n g t o
2 5 C l a i m 3 , w h e r e i n
t h e m a g n e t i s d i s p o s e d a t a p o s i t i o n o p p o s i t e t o t h e
f e r r i m a g n e t w i t h t h e c i r c u i t b o a r d i n t e r p o s e d
t h e r e b e t w e e n .
3 0 5 . T h e n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t a c c o r d i n g t o
a n y o n e o f C l a i m s 1 t o 4 , w h e r e i n a c u t o u t i s f o r m e d a t a n
i n t e r s e c t i o n b e t w e e n e x t e n d e d l i n e s o f t h e p l u r a l i t y o f
s i g n a l t r a n s m i s s i o n l i n e s a n d a n o u t e r e d g e o f t h e
c o n d u c t i v e c o v e r .
6 . T h e n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t a c c o r d i n g t o
a n y o n e o f C l a i m s 1 t o 5 , f u r t h e r c o m p r i s i n g :
a m e t a l p a r t t h a t i s d i s p o s e d a b o v e t h e c o n d u c t i v e
5 c o v e r a n d i s c a p a b l e o f a d j u s t i n g a d i s t a n c e w i t h t h e
c o n d u c t i v e c o v e r ; a n d
a s u p p o r t p a r t t h a t s u p p o r t s t h e p a r t .
7 . T h e n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t a c c o r d i n g t o
10 a n y o n e o f C l a i m s 1 t o 5 , f u r t h e r c o m p r i s i n g :
a m e t a l p l a t e t h a t c o v e r s a b o v e t h e c o n d u c t i v e
c o v e r ; a n d
a d i e l e c t r i c b o d y t h a t i s s a n d w i c h e d b e t w e e n t h e
c o n d u c t i v e c o v e r a n d t h e m e t a l p l a t e .
1 5
8 . T h e n o n - r e c i p r o c a l c i r c u i t e l e m e n t a c c o r d i n g t o
a n y o n e o f C l a i m s 1 t o 5 , w h e r e i n
? h e f e r r i m a g n e t i s f i x e d t n a t l e a s t o n e o f t h e
c o n d u c t i v e c o v e r a n d t h e c i r c u i t b o a r d .
9 . A c o m m u n i c a t i o n a p p a r a t u s c o m p r i s i n g :
a t r a n s m i s s i o n c i r c u i t t h a t t r a n s m i t s a h i g h
f r e q u e n c y s i g n a l ;
a t r . a n s f e r c i r c u i t t h a t i n c l u d e s t h e n o n - r e c i p r o c a l
2 5 c i r c u i t e l e m e n t a c c o r d i n g t o a n y o n e o f C l a i m s 1 t o 8 a n d
t r a n s f e r s a h i g h f r e q u e n c y s i g n a l f r o m t h e t r a n s m i s s i o n
c i r c u i t ; a n d
a r e c e p t i o n c i r c u i t t h a t r e c e i v e s t h e h i g h f r e q u e n c y
s i g n a l f r o m t h e t r a n s f e r c i r c u i t .
1 0 . A m e t h o d o f m a n u f a c t u r i n g a n o n - r e c i p r o c a l
c i r c u i t e l e m e n t , t h e m e t h o d c o m p r i s i n g :
d i s p o s i n g a f e r r i m a g n e t a n d a c o n d u c t i v e c o v e r
a b o v e a c i r c u i t b o a r d , t h e c o n d u c t i v e c o v e r c o v e r i n g a n
3 4
u p p e r s u r f a c e o f t h e f e r r i m a g n e t , b e i n g e l e c t r i c a l l y
c o n n e c t e d e a c h o f a p l u r a l i t y o f s i g n a l t r a n s m i s s i o n l i n e s
a b o v e t h e c i r c u i t b o a r d , a n d b e i n g i n t e g r a l l y f o r m e d ; a n d
d i s p o s i n g a m a g n e t a t a p o s i t i o n t o e n a b l e a
5 m a g n e t i c f i e l d t o be a p p l i e d t o t h e f e r r i m a g n e t .