CN100492757C - 双端口不可逆电路器件及通信装置 - Google Patents
双端口不可逆电路器件及通信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100492757C CN100492757C CNB2005800139348A CN200580013934A CN100492757C CN 100492757 C CN100492757 C CN 100492757C CN B2005800139348 A CNB2005800139348 A CN B2005800139348A CN 200580013934 A CN200580013934 A CN 200580013934A CN 100492757 C CN100492757 C CN 100492757C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- central electrode
- port
- output
- input
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 85
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 38
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 22
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 15
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 2
- 244000287680 Garcinia dulcis Species 0.000 description 1
- 206010021703 Indifference Diseases 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01P1/36—Isolators
Landscapes
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Abstract
第一中心电极(L1)的一端与输入端口(P1)电连接，它的另一端与输出端口(P2)电连接。第二中心电极(L2)的一端与输出端口(P2)电连接，它的另一端与接地端口(P3)电连接。谐振电容器(C1)和终端电阻器(R)彼此并联地电连接在输入端口(P1)与输出端口(P2)之间。谐振电容器(C2)电连接在输出端口(P2)与接地端口(P3)之间。阻抗匹配电容器(Cs1)电连接在输入端口(P1)与输入端(14)之间，而阻抗匹配电容器(Cs2)电连接在输出端口(P2)与输出端(15)之间。耦合电容元件(Cs3)电连接在输入端(14)与输出端(15)之间。
Description
技术领域
本发明涉及双端口不可逆电路器件，具体地说，涉及一种比如隔离器(isolator)那样的微波带中所用双端口不可逆电路器件，并涉及一种通信装置。
背景技术
作为相关技术中的双端口不可逆电路器件，日本待审专利申请公开JP-2004-88744(文献1)中揭示了一种双端隔离器。图15中示出这种双端隔离器的基本等效电路。在双端隔离器301中，第一中心电极L1的一端经输入端口P1，与输入端314电连接。第一中心电极L1的另一端经输出端口P2，与输出端315电连接。
第二中心电极L2的一端经输出端口P2，与输出端315电连接。第二中心电极L2的另一端经接地端口P3接地。包含匹配电容器C1和电阻器R的并联RC电路被电连接在输入端口P1与输出端口P2之间。匹配电容器C2被电连接在输出端口P2与接地端口P3之间。
第一中心电极L1和匹配电容器C1限定第一LC并联谐振电路，而第二中心电极L2和匹配电容器C2限定第二LC并联谐振电路。在上述电路结构中，由于当信号从输入端口P1传输到输出端口P2时，输入端口P1与输出端口P2之间的第一LC并联谐振电路并不谐振，只有第二LC并联谐振电路谐振，所以，使插入损耗降低。
在不可逆电路器件所需的各种电特性中间，插入损耗和隔离是特殊重要的。对于插入损耗和隔离的要求，与通信系统、通信电路的结构和/或附加给便携式电话的功能有关。这些要求与实际特性相比可以得出一种情况，其中，在隔离方面，各种要求都是充分满足的，而在插入损耗方面，是不能满足所述要求的。
如果相关技术的双端隔离器301中第二中心电极L2的电感增大，虽然隔离特性的带宽变窄，也会发生宽带中正向传输特性的插入损耗减小。
但如果通过下述三种方法之一，将所述中心电极L2的电感设定成使其超过预定值，就会出现问题，并且变得不能自由地调节插入损耗特性。
(1)如果使中心电极L2加长，会使铁氧体随着中心电极L2长度的增大而被加长。结果，就不能减小产品的尺寸。
(2)如果使中心电极L2的直线宽度变窄，则使中心电极L2的等效串联电阻增大，并使中心电极L2(电感器)的Q因数减小。结果，使插入损耗增大。
(3)当把中心电极L2缠绕于铁氧体周围时，会使各中心电极的间隔随着它们的绕组数增多而被缩短，从而会频繁地发生短路。如果中心电极的各圈充分地间隔开，使得不致发生短路，但产品的尺寸就不能减小。
除此之外，如果将中心电极L2的电感设定成，超过预定值，则在相对较高频率的系统中，比如个人通信业务(PCS—中心频率1880MHz)中，或者宽带码分多址(W-CDMA—中心频率1950MHz)中，与中心电极L2确定并联谐振电路的电容器C2的电容会显著地减小。因此，就难于测量和调节该电容，并因此而不能批量生产产品。另外，很多情况下会使杂散电容大于所需的电容，并使隔离器301不能按所需频率动作。此外，还有一些情况是使所述中心电极L2的电气长度大于λ/4，并使中心电极L2不能用作电感器。在这种情况下，就不能提供所述的并联谐振电路。
发明内容
为克服上述各种问题，本发明的优选实施例提供一种小型双端口不可逆电路器件，它具有减低的插入损耗，能够根据各种需要自由地调整插入损耗特性。本发明还提供一种包含这种双端口不可逆电路器件的通信装置。
本发明一种优选实施例的双端口不可逆电路器件，包括：永久磁铁；铁氧体，由该永久磁铁对它提供直流磁场；设置于铁氧体上的第一中心电极，所述第一中心电极的一端与输入端口电连接，它的另一端与输出端口电连接；设置于所述铁氧体上第二中心电极，它与第一中心电极交叉，并与第一中心电极电气绝缘，所述第二中心电极的一端与输出端口电连接，它的另一端与接地端口电连接；电连接在输入端口与输出端口之间第一电容器；电连接在输入端口与输出端口之间电阻器；电连接在输出端口与接地端口之间第二电容器；与输入端口电连接的输入端以及与输出端口电连接的输出端。在输入端口与输入端之间或输出端口与输出端之间连接有第三电容器；或者在输入端口与输入端之间连接一个第三电容器，而在在输出端口与输出端之间连接有另一第三电容器；以及将耦合电容元件电连接在输入端与输出端之间。
第一、第二以及第三电容器、电容元件、电阻器、输入端以及输出端都被置于多层基板内部或被设置在多层基板上，同时被夹置于电极薄膜之间，并将所述永久磁铁、铁氧体、限定第一和第二中心电极的磁轭设置在所述多层基板上。采用这样的结构，能够减小所述不可逆电路器件的尺寸，并降低造价。
使用芯片电容器作为所述电容元件，能够以低成本实现所需的特性。
本发明另一优选实施例的通信装置包含具有上述独特特点的双端不可逆电路器件。在较宽的带宽范围内使插入损耗特性得到改善。
按照本发明的优选实施例，在输入端口与输入端之间或输出端口与输出端之间连接有第三电容器，或者在输入端口与输入端之间连接有一个第三电容器，而在在输出端口与输出端之间连接有另一第三电容器；以及将电容元件电连接在输入端与输出端之间。相应地，在较宽的宽带范围提供插入损耗小的正向传输特性。因此，就能够提供一种可根据需要自由地调节插入损耗特性的双端不可逆电路器件，并提供包含这种双端不可逆电路器件的通信装置。
附图说明
图1是表示本发明双端不可逆电路器件一种优选实施例的等效电路图；
图2是表示本发明双端不可逆电路器件另一优选实施例的等效电路图；
图3是表示本发明双端不可逆电路器件又一优选实施例的等效电路图；
图4是表示本发明双端不可逆电路器件再一优选实施例的等效电路图；
图5是表示本发明双端不可逆电路器件再一优选实施例的等效电路图；
图6是表示耦合电容元件Cs3的电容值与插入损耗之间，以及耦合电容元件Cs3的电容值与隔离度之间的关系曲线；
图7是表示插入损耗特性的曲线；
图8是表示隔离特性的曲线；
图9是表示本发明双端不可逆电路器件一种优选实施例的分解透视图；
图10是表示图9中双端不可逆电路器件主要部分的分解透视图；
图11A-11I表示图10中所示多层基板的分解平面视图；
图12是表示图9双端不可逆电路器件一种改型的分解透视图；
图13A-13I表示图12中所示多层基板的分解平面视图；
图14是表示本发明通信装置一种优选实施例的电路方框图；
图15是表示一种公知不可逆电路器件的等效电路图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本发明双端不可逆电路器件和通信装置的一些优选实施例。
图1-5中示出本发明以下实施例双端不可逆电路器件的电路典型示例。最好将这些双端不可逆电路器件总称为常值型隔离器。
图1所示的双端隔离器1A中，第一中心电极L1的一端与输入端口P1电连接，而第一中心电极L1的另一端与输出端口P2电连接。第二中心电极L2的一端与输出端口P2电连接，而第二中心电极L2的另一端与接地端口P3电连接。谐振电容器C1和终端电阻器R并联地电连接于所述输入端口P1与输出端口P2之间。谐振电容器C2电连接在所述输出端口P2与接地端口P3之间。用于阻抗匹配的匹配电容器Cs1电连接在所述输入端口P1与输入端14之间，而用于阻抗匹配的匹配电容器Cs2电连接在所述输出端口P2与输出端15之间。耦合电容元件Cs3电连接在所述输入端14与输出端15之间。
第一中心电极L1和谐振电容器C1在所述输入端口P1与输出端口P2之间确定一个并联谐振电路。第二中心电极L2和谐振电容器C2在所述输出端口P2与地之间确定一个并联谐振电路。
在将耦合电容元件Cs3连接到隔离器1A中之前，在正向传输中，通过输出端15的传输信号的位相相对于通过输入端14的传输信号的位相超前；而在逆向传输中，通过输入端14的传输信号的位相相对于通过输出端15的传输信号的位相超前。另外，耦合电容元件Cs3的存在，在正向传输中以及在逆向传输中的传输信号的位相都超前。相应地，在隔离器1A中，把耦合电容元件Cs3连接于输入端14与输出端15之间以后，在正向传输中，由于中心电极L1和L2之间磁耦合作用所发送的信号受到通过耦合电容元件Cs3所发送的信号的加强，从而增强整个传输信号。换句话说，提供宽带中的正向传输特性，并且具有较小的插入损耗。随着耦合电容元件Cs3静电电容的增大，这种效果会增强。
因此，由于无需加长第二中心电极L2以及增大第二中心电极L2的电感，所以能够减小隔离器1A的尺寸。另外，由于无需增大第二中心电极L2的电感，也就无需使隔离器1A的尺寸减小到以致不能测量或调节谐振电容器C2的电容的程度。这样，隔离器1A适于用在相对较高频率的系统中，比如用于PCS(中心频率1880MHz)中，或者用于W-CDMA(中心频率1950MHz)中。
虽然隔离特性的带宽变窄，也能提供插入损耗减小的宽带正向传输特性。这是因为，有如在正向传输中一样，在反向传输中，由于中心电极L1和L2之间磁耦合作用所发送的反向信号受到通过耦合电容元件Cs3所发送的反向信号的加强，从而增强整个传输信号的缘故。然而，近年对于隔离器的各种需求是，比起隔离度更为注重的在于讨论所说的插入损耗，而且更窄频带的隔离特性通常是没有太多问题的。
在图2所示的双端隔离器1B中，耦合电容元件Cs3电连接在输入端14与输出端口P2之间。在图3所示的双端隔离器1C中，耦合电容元件Cs3电连接在输入端口P1与输出端15之间。在图4所示的双端隔离器1D中，耦合电容元件Cs3电连接在输入端14与输出端口P2之间，并且在输出端口P2与输出端15之间不连接阻抗匹配电容器Cs2。在图5所示的双端隔离器1E中，耦合电容元件Cs3电连接在输入端口P1与输出端15之间，并且在输入端14与输入端口P1之间不连接阻抗匹配电容器Cs1。
以下将参照表1详细描述隔离器1A-1E的特点。表1示出具有将插入损耗设定成特定值的隔离器1A-1E之间的比较结果。表1中插入损耗以及隔离度的值都是在1710MHz-1910MHz带宽中测得的最差值(但符合所需的标准值)
表1
在隔离特性与设定成特定值(0.43dB)的插入损耗之间的比较中，图1-3所示隔离器1A-1C之间的隔离度值范围在约8.1dB至约8.3dB范围内，彼此间没有多大差别。这归结于把插入损耗设定为一定值就等效于使由于中心电极L1和L2之间磁耦合所传送的正向信号与通过耦合电容元件Cs3所传送的正向信号的总量是恒定的，并且反向信号与正向信号成比例地增强这一事实。
图2和3所示隔离器1B和1C中的阻抗匹配电容器Cs1和Cs2的电容值往往小于图1所示隔离器1A中的阻抗匹配电容器Cs1和Cs2的电容值。由于一般地说电容值越小，就能使各电极的面积减小，因而就能减小产品的尺寸。相对于图3中隔离器1C的电气特性而言，图2中隔离器1B的电气特性并无优越性，但图2中隔离器1B的电容值与图3中隔离器1C的电容值并无差别。
可以根据各电极的布置在图1-3的隔离器1A-1C之间进行选择。譬如，当输入端电极与输出端的电极接近，图1中的隔离器1A为有效的。而当输入端电极与输出端口的电极接近，并且需要使其上设有耦合电容元件Cs3的电容器的电极缩短时，图2中的隔离器1B就是有效的。当输入端口的电极与输出端电极接近时，图3中的隔离器1C为有效的。
图4和5中所示的隔离器1D和1E的隔离度值分别为约7.0dB至约7.1dB，这比图1-3的隔离器1A-1C的隔离度值小约1dB。这归结于中心电极L1和L2的绕组数减少，使输入回波损耗S11或输出回波损耗S22的阻抗变为50+j0Ω，而无需将阻抗匹配电容器Cs1和Cs2连接，去减小中心电极L1和L2之间耦合系数这一事实。
图4隔离器1D中的谐振电容器C2的电容值同样地要大于其余各隔离器中的谐振电容器C2的电容值。这是因为中心电极L2的电感减小，使得输出回波损耗S22的阻抗变为50+j0Ω，而无需连接阻抗匹配电容器Cs2。另外，为了防止因中心电极L2的电感减小的缘故所致插入损耗增大，要使耦合电容元件Cs3的电容值增大。此外，阻抗匹配电容器Cs1的电容同样地要大于其余各隔离器中的阻抗匹配电容器Cs1的电容值。当由于比如中心电极L2的绕组数不能增多等物理局限的缘故而使中心电极L2的电感不能增大时，图4中的隔离器1D为有效的。
图5中隔离器1E的电容值同样地要大于其余各隔离器中的谐振电容器C1的电容值。这是因为中心电极L1的电感减小，使得输出回波损耗S11的阻抗变为50+j0Ω，而无需连接阻抗匹配电容器Cs1。另外，由于中心电极L1的电感减小，并且插入损耗最初也被减小，所以，耦合电容元件Cs3的电容值较小。此外，阻抗匹配电容器Cs2的电容值同样地要大于其余各隔离器中的阻抗匹配电容器Cs2的电容值。当由于诸如中心电极L1的绕组数不能增多等物理局限的缘故而使中心电极L1的电感增大时，图5中的隔离器1E为有效的。
由于图1中所示的中心电极L1和L2的电感值以及谐振电容器C1和C2的电容值等与包括中心电极L1和L2之间的互感或耦合系数、中心电极L1和L2之间的角度、铁氧体的材料常数，以及直流(DC)磁场的强度等在内的各种参数有关，所以，难于用简单的计算式表示所示各电感和电容值。因此，通过下述方法，设定最佳的电感和电容。以下将描述图2中的隔离器1B。
首先，在使阻抗匹配电容器Cs1和Cs2与耦合电容元件Cs3连接之前，将图2隔离器1B中的中心电极L1和L2的电感值和谐振电容器C1和C2的电容值设定为最佳值。
按照下面的关系式确定所述中心电极L1和L2的电感值和谐振电容器C1和C2的电容值，使得在所需中心频率f(0)下发生并联谐振。
f(0)＝1/(2π·√(L1·C1))
f(0)＝1/(2π·√(L2·C2))
通过实验，确定中心电极L1的电感值与谐振电容器C1的电容值之间的比，以及中心电极L2的电感值与谐振电容器C2的电容值之间的比，以产生最理想的特性。这里将中心电极L1和L2的线路长度设定成，使得在中心电极L1和L2的线路长度与λ/4电气长度之间建立如下的关系。
中心电极L1(L2)的线路长度<<c/(4·f(0)·√εr)，其中c为光速，εr是铁氧体的相对介电常数。
特别是，将中心电极L1和L2的电感值和谐振电容器C1和C2的电容值设定成，使输入电感和输出电感值的实部具有预定值(在外电路的阻抗近似等于50Ω时，所述预定值近似等于50Ω，以便实现与所述外电路的阻抗匹配)。这里，最好将中心电极L1和L2的线路长度设定成小于约λ/4的值。在上述方式下，在图2的隔离器1B中，将所述中心电极L1的电感值设定为约1.3nH，中心电极L2的电感值设定为约7.8nH，谐振电容器C2的电容值设定为6pF，并将谐振电容器C2的电容值设定为1pF。将输入阻抗设定为约等于50+j22Ω，并将输出阻抗设定为约等于50+j15Ω。
通过实验，将终端电阻器R的电阻值设定为约100Ω，以获得最大的隔离度宽度。
接下去，根据将阻抗匹配电容器Cs1和Cs2连接之前的输入和输出阻抗都等于50+jXΩ，按下面的计算式计算阻抗匹配电容器Cs1和Cs2的电容值。具体地说，将所述匹配电容器Cs1和Cs2的电容值设定成使虚部X近似等于0。
Cs1，Cs2＝1/(2π·f(0)·X)
在图2的隔离器1B中，按照上述方式，将所述匹配电容器Cs1的电容值设定为约4pF，而将所述匹配电容器Cs2的电容值设定为约6pF。所述匹配电容器Cs1和Cs2的连接并不改变谐振电容器C1和C2的电容值。
继而计算耦合电容元件Cs3的电容值。如图6-8和表2所示，随着耦合电容元件Cs3电容值的增大，插入损耗减小，但隔离度退化。
表2
相应地，将耦合电容元件Cs3的电容值设定成使得插入损耗以及隔离度都维持在所需范围内。图6的曲线表示(a)耦合电容元件Cs3的电容值与插入损耗之间的关系，以及(b)耦合电容元件Cs3的电容值与隔离度之间的关系。图7和8的曲线分别表示插入损耗特性及隔离特性。表2中的插入损耗值和隔离度值是在1710MHz-1910HMz的带宽下测得的最差值(但符合所要求的标准值)。在图6-8和表2的基础上，将图2隔离器1B中的耦合电容元件Cs3的电容值设定为约0.5pF。
当有如图4的隔离器1D那样，只设置匹配电容器Cs1(不提供匹配电容器Cs2)时，中心电极L1的电感较大(中心电极L2的电感较小)，因而，使隔离特性按插入损耗与隔离度之间交替换位的关系而得到改善。由于不采用增多中心电极L2的绕组数以使其电感增大的电路结构，所以，通过把中心电极L2的电感设定成适宜的值，而将输出阻抗设定为约50+j0Ω。
相反，当有如图5的隔离器1E那样，只设置匹配电容器Cs2(不提供匹配电容器Cs1)时，中心电极L2的电感较大(中心电极L1的电感较小)，因而，使插入损耗特性按插入损耗与隔离度之间交替换位的关系而得到改善。由于不采用增多中心电极L1的绕组数而使其电感增大的电路结构，所以，通过把中心电极L1的电感设定成适宜的值，将输入阻抗设定为约50+j0Ω。
图9是表示图2所示本发明双端隔离器1B一种举例的分解透视图。这种双端隔离器1B包括：多层基板20、带铁氧体31的中心电极组件30、永久磁铁41和树脂基板9。由永久磁铁41将一DC磁场加给铁氧体31。在所述树脂基板9的表面上设置电极9a。
树脂基板9防止外面的物质进入隔离器1B。电极9a用作高频屏蔽的功能，并可用于抑制外部电磁影响。
由比如软铁类的铁磁材料制成轭铁10。给轭铁10镀银。将轭铁10制成类似于框架的形状，在多层基板20上围住中心电极组件30和永久磁铁41。
中心电极组件30包括第一中心电极L1和第二中心电极L2，如图10所示，它们分别设在微波铁氧体31的主表面31a和31b上。第一中心电极L1与第二中心电极L2电气绝缘。铁氧体31是长方体棱柱形，具有第一主表面31a和第二主表面31b，二者互相平行。将第一主表面31a和第二主表面31b布置成实际上是与所述多层基板20垂直的。
将永久磁铁41布置在多层基板20上，用以沿与铁氧体31的主表面31a和31b实际为垂直的方向，把磁场加给铁氧体31的主表面31a和31b。
如图10所示，第一中心电极L1从铁氧体31第一主表面31a弯曲到第二主表面31b。第二中心电极L2包含两匝绕组，它们成螺旋形绕在铁氧体31周围。在铁氧体31的第一主表面31a和第二主表面31b上，第二中心电极L2与第一中心电极L1交叉。把中心电极L1和L2之间的交角设定为所需的值，以调节输入阻抗和插入损耗。
通过叠层多个其上设置预定电极的介电片，并烧结所述多个介电片，形成多层基板20。如图10所示，所述多层基板20包含谐振电容器C1和C2、终端电阻器R、阻抗匹配电容器Cs1和Cs2，以及耦合电容元件Cs3。在所述多层基板20的上表面上设置用于连接轭铁的电极25a和25f和用于连接各中心电极的连接电极25b-25e。在所述多层基板20的下表面上设置用于输入端和输出端的电极14和15，以及用作接地端的多个电极28。
借助用于连接轭铁的电极25a和25f，把多层基板20焊接到轭铁10上，并与之成为一体。把用于连接在铁氧体31各侧面上的各个电极35a-35d焊接到多层基板20上用于中心电极的连接电极25b-25e，使中心电极组件30与多层基板20成为一体。用粘结剂使永久磁铁41、41与轭铁10的内壁、多层基板20的上表面或者铁氧体的主表面成为一体。
按下面所述的方式制作所述多层基板20。如图11A-11I所示，所述多层基板20包括：介电片58，该介电片58上设有用于连接轭铁的电极25a和25f和用于中心电极的连接电极25b-25e；介电片57，该介电片57上设有电容器电极60-63和电阻器R；多个介电片56-52，这些介电片56-52上设有电容器电极64-72；介电片51，该介电片51上设有接地电极73，并包括用作输入端14和输出端15的电极和用作接地电极的多个电极28等等。最好用低温烧结的介电材料制成所述各介电片51-58，所述介电材料包括Al2O3作为主要成分，还包括SiO2、SrO、CaO、PbO、Na2O、K2O、MgO、BaO、CeO2和B2O3当中的至少一种作为次要成分。
另外，还制作防缩片50。不在所述多层基板20的烧制条件下(特别是在低于约1000℃温度的条件下)烧制这些防缩片50，以便抑制多层基板20沿基板的平面方向(X-Y方向)受到烧制和收缩。最好用氧化铝粉末与稳定的氧化锆粉末的混合物制作所述防缩片50。
最好利用图样印制或其它合适的方法，将电极14，15，28，25a-25f和60-73形成于介电片51-58上。用电阻系数较小并可与介电片51-58同时烧制的比如Ag，Cu或Ag-Pd制成的电极14-73。
利用图样印制或其它合适的方法，将电阻器R形成于介电片57上。可用比如陶瓷或钌制成所述电阻器R。
通过激光束机械加工、冲孔或其它合适的方法，预先在介电片51-58中开制多个通孔，以形成各通孔59，然后用导电糊灌注各通孔的孔径。
电容器电极60、64和66与夹置于它们之间的介电片56和57确定谐振电容器C1。电容器电极61和64与夹置于它们之间的介电片57确定谐振电容器C2。电容器电极60、65、66和68与夹置于它们之间的介电片57和55确定匹配电容器Cs1。电容器电极62、64、67、69和71与夹置于它们之间的介电片54和57确定匹配电容器Cs2。电容器电极63、64、68、70和72与夹置于它们之间的介电片53、54和57确定耦合电容元件Cs3。这些电容器Cs1-Cs3和电阻器R连同各通孔59一起，在所述多层基板20内确定有如图10所示的电路。
依序叠层介电片51-58，并且烧制被叠层的各介电片51-58，同时在它们之间夹置防缩片，得到烧结体。然后通过超声清洗或湿法研磨，去掉未受到烧结的防缩片50，得到图10所示的多层基板20。制得的多层基板20，因图样或叠层的不对准，而不可能具有所需要的电容和电阻。在这样的情况下，使用激光或切割工具，修整各电容器电极60、61、62和63以及电阻器R，以将电容和电阻调整为所需的值。
由于多个谐振电容器C1-Cs3以及终端电阻器R一体地形成于具有上述结构之双端口隔离器1B的多层基板20中，所以能够减小隔离器1B的尺寸，并降低它的成本。
图12所示的双端口隔离器1B具有安装在多层基板20A上的芯片电容器80，以代替在所述多层基板20中形成的耦合电容元件Cs3。图13A-13I中示出所述多层基板20的分解透视图。
在上述结构中，选择具有适宜电容值的芯片电容器80，能够使耦合电容元件Cs3的电容值易于改变，从而提供具有多种正向传输特性的隔离器。由于不需要重新设计和重新制作多层基板20A以及中心电极L1、L2，所以能够在短时间内以低成本实现批量生产。
以下将以便携式电话为例，描述本发明另一优选实施例的通信装置。图14是表示便携式电话220射频(RF)部分的电路方框图。参照图14，参考标号222表示天线部件、参考标号223表示双工器、参考标号231表示发送侧隔离器、参考标号232表示发送侧放大器、参考标号233表示发送侧间用带通滤波器、参考标号234表示发送侧混频器、参考标号235表示接收侧放大器、参考标号236表示接收侧间用带通滤波器、参考标号237表示接收侧混频器、参考标号238表示压控振荡器(VCO)，以及参考标号239表示本地带通滤波器。
具有上述特征的任何双端口隔离器1A-1E都可用作便携式电话220中的发送侧隔离器231。便携式电话中安装这些隔离器当中的任何一个都能提供具有更宽频带中插入损耗小的正向传输特性的便携式电话。
虽然已经参照例举的多种优选实施例描述本发明，但应能理解，本发明并不限于所述各最佳实施例。可在本发明的范围和原则内对它改型。
有如上述，本发明可用于比如隔离器之类微波带内所用的双端口不可逆电路器件以及通信装置。特别是，本发明各优选实施例的双端口不可逆电路器件和通信装置，在能够按照需要而被自由调节的插入损耗特性方面，是极为卓越的。
Claims (4)
1.一种双端口不可逆电路器件，它包括：
永久磁铁；
铁氧体，由所述永久磁铁对它提供直流磁场；
设置于所述铁氧体上的第一中心电极，所述第一中心电极的一端与输入端口电连接，它的另一端与输出端口电连接；
设置于所述铁氧体上第二中心电极，它与第一中心电极交叉，并与第一中心电极电气绝缘，所述第二中心电极的一端与输出端口电连接，它的另一端与接地端口电连接；
电连接在输入端口与输出端口之间第一电容器；
电连接在输入端口与输出端口之间电阻器；
电连接在输出端口与接地端口之间第二电容器；
与输入端口电连接的输入端，以及
与输出端口电连接的输出端；其中，
在输入端口与输入端，以及输出端口与输出端当中至少一个之间连接有第三电容器；以及
将耦合电容元件电连接在输入端与输出端之间。
2.如权利要求1所述的双端口不可逆电路器件，其中，
第一、第二以及第三电容器、耦合电容元件、电阻器、输入端以及输出端都被置于多层基板的内部或者被设置在多层基板上，并被夹置于电极薄膜之间；并且
将所述永久磁铁、所述铁氧体、所述第一和第二中心电极、以及提供磁路的轭铁设置在所述多层基板的表面上。
3.如权利要求1所述的双端口不可逆电路器件，其中，所述耦合电容元件为芯片电容器。
4.一种通信装置，它包括权利要求1的双端口不可逆电路器件。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP021647/2005 | 2005-01-28 | ||
| JP2005021647 | 2005-01-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1950972A CN1950972A (zh) | 2007-04-18 |
| CN100492757C true CN100492757C (zh) | 2009-05-27 |
Family
ID=36740205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2005800139348A Active CN100492757C (zh) | 2005-01-28 | 2005-12-27 | 双端口不可逆电路器件及通信装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7239214B2 (zh) |
| JP (1) | JP4197032B2 (zh) |
| CN (1) | CN100492757C (zh) |
| GB (1) | GB2443660B (zh) |
| WO (1) | WO2006080172A1 (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7532084B2 (en) * | 2007-08-31 | 2009-05-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd | Nonreciprocal circuit element |
| JP5098813B2 (ja) * | 2008-05-27 | 2012-12-12 | 株式会社村田製作所 | 非可逆回路素子及び複合電子部品 |
| CN101803111B (zh) | 2008-06-18 | 2013-07-10 | 株式会社村田制作所 | 非可逆电路元件 |
| JP5233635B2 (ja) * | 2008-12-12 | 2013-07-10 | 株式会社村田製作所 | 非可逆回路素子 |
| JP5126248B2 (ja) | 2010-02-25 | 2013-01-23 | 株式会社村田製作所 | 非可逆回路素子 |
| JP5679056B2 (ja) * | 2011-06-16 | 2015-03-04 | 株式会社村田製作所 | 非可逆回路素子 |
| CN104081579B (zh) * | 2012-02-06 | 2016-02-24 | 株式会社村田制作所 | 不可逆电路元件 |
| JP5907267B2 (ja) * | 2012-07-19 | 2016-04-26 | 株式会社村田製作所 | 送信モジュール |
| WO2014034347A1 (ja) * | 2012-08-28 | 2014-03-06 | 株式会社村田製作所 | 非可逆回路素子 |
| WO2014115596A1 (ja) | 2013-01-24 | 2014-07-31 | 株式会社村田製作所 | ２ポート型非可逆回路素子 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1246292A3 (en) * | 2001-03-30 | 2003-12-10 | Hitachi Metals, Ltd. | Two-port isolator and method for evaluating it |
| JP4345254B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2009-10-14 | 株式会社村田製作所 | 非可逆回路素子及び通信装置 |
| US6900704B2 (en) | 2002-06-27 | 2005-05-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Two-port isolator and communication device |
| US6965276B2 (en) | 2002-07-04 | 2005-11-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Two port type isolator and communication device |
| JP3858852B2 (ja) | 2002-07-04 | 2006-12-20 | 株式会社村田製作所 | ２ポート型アイソレータおよび通信装置 |
| JP3858853B2 (ja) * | 2003-06-24 | 2006-12-20 | 株式会社村田製作所 | ２ポート型アイソレータ及び通信装置 |
-
2005
- 2005-12-27 CN CNB2005800139348A patent/CN100492757C/zh active Active
- 2005-12-27 GB GB0621052A patent/GB2443660B/en active Active
- 2005-12-27 WO PCT/JP2005/023907 patent/WO2006080172A1/ja not_active Application Discontinuation
- 2005-12-27 JP JP2006524990A patent/JP4197032B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-09-28 US US11/536,005 patent/US7239214B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2443660A (en) | 2008-05-14 |
| US7239214B2 (en) | 2007-07-03 |
| JP4197032B2 (ja) | 2008-12-17 |
| GB0621052D0 (en) | 2006-12-20 |
| CN1950972A (zh) | 2007-04-18 |
| JPWO2006080172A1 (ja) | 2008-06-19 |
| US20070030089A1 (en) | 2007-02-08 |
| WO2006080172A1 (ja) | 2006-08-03 |
| GB2443660B (en) | 2010-01-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100492757C (zh) | 双端口不可逆电路器件及通信装置 | |
| US8629736B2 (en) | Directional coupler | |
| US9705172B2 (en) | Non-reciprocal circuit element | |
| WO2012057708A1 (en) | Multiple-mode filter for radio frequency integrated circuits | |
| US9281797B2 (en) | High-frequency device and directional coupler | |
| CN100423359C (zh) | 两端口型隔离器和通信装置 | |
| CN204244192U (zh) | Lc滤波器电路及高频模块 | |
| US7443262B2 (en) | Two-port isolator, characteristic adjusting method therefor, and communication apparatus | |
| JP4345680B2 (ja) | ２ポート型非可逆回路素子及び通信装置 | |
| JP2006050543A (ja) | 非可逆回路素子 | |
| EP0998036B1 (en) | Multiplexer/branching filter | |
| US20010030584A1 (en) | Nonreciprocal circuit device and high-frequency circuit apparatus | |
| US6816027B2 (en) | Three-port nonreciprocal circuit device and communication apparatus | |
| US9406989B2 (en) | Two-port non-reciprocal circuit element | |
| JP5136322B2 (ja) | 非可逆回路素子 | |
| US20040012455A1 (en) | Nonreciprocal circuit device | |
| JP4293118B2 (ja) | 非可逆回路素子および通信装置 | |
| JP2002164710A (ja) | 積層型デュプレクサ | |
| US6734752B2 (en) | Nonreciprocal circuit device and communication apparatus | |
| JP3807589B2 (ja) | アイソレータ | |
| Arabi | Miniaturized and Ferrite Based Tunable Bandpass Filters in LCP and LTCC Technologies for SoP Applications | |
| JP2001217611A (ja) | アイソレータ内蔵高周波複合回路 | |
| JP2002050906A (ja) | 誘電体フィルタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |