CN104380526A - 与具有改进的插入损耗性能的结铁氧体装置相关的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了与具有改进的插入损耗性能的结铁氧体装置相关的设备和方法。在一些实施方式中，铁氧体盘组件可以构造用于射频(RF)环形器。该盘组件可以包括铁氧体基盘，其具有铁氧体部分和形成在该盘的接地表面上以改进在该盘的接地表面和外接地表面之间的电连接的金属化层。该铁氧体基盘还可以包括设置在铁氧体中心部分的外围周围的介电部分。在一些实施例中，该金属化层可以是形成在该盘的接地表面上并且具有期望的厚度的银层。

Description

与具有改进的插入损耗性能的结铁氧体装置相关的设备和方法
相关申请的交叉参考
本申请要求于2012年5月18日提交的、名称为“APPARATUS ANDMETHODS RELATED TO JUNCTION FERRITE DEVICES HAVINGIMPROVED INSERTION LOSS PERFORMANCE”的美国临时申请No.61/648,880的优先权，其全部公开内容通过引用明确地并入本文。
技术领域
本公开大体涉及在射频(RF)应用中的与具有改进的插入损耗性能的结铁氧体装置相关的设备和方法。
背景技术
在射频(RF)应用中，例如环形器的结铁氧体装置可以用于例如在天线、发射器和接收器之间进行选择性地传递RF信号。如果RF信号在发射器和天线之间传递，优选应隔离接收器。相应地，环形器有时也被称为隔离器；这样的隔离性能可以体现环形器的性能。
发明内容
在一些实施方式中，本公开涉及一种包括接地平面的环形器，该接地平面具有第一侧和第二侧。该环形器还包括设置在该接地平面的第一侧上的磁体。该环形器还包括设置在接地平面的第二侧上的铁氧体基盘。该铁氧体基盘包括在接地表面上的一层金属化层，从而该金属化层与该接地平面的第二侧电接触。
在一些实施例中，铁氧体基盘可以具有圆形形状。该铁氧体基盘可以包括由介电环围绕的圆形铁氧体基盘。该铁氧体盘和介电环可以基本无胶水地相互固定。铁氧体盘和介电环可以由共烧包括预烧结的铁氧体棒和安装在该铁氧体棒周围的未烧结的介电圆柱体的组件而形成。
在一些实施例中，金属化层的厚度可以是对于选择的频率范围的趋肤深度的至少1/2。在一些实施例中，该厚度可以是该趋肤深度的至少1倍。在一些实施例中，该厚度可以是该趋肤深度的至少2倍。
在一些实施例中，接地表面可以具有光洁度，从而在接地表面上的特征尺寸的平均值小于或者等于大约1.0微米。在一些实施例中，在接地表面上的特征尺寸的平均值小于或者等于大约0.5微米。在一些实施例中，在接地表面上的特征尺寸的平均值小于或者等于大约0.2微米。
在一些实施例中，金属化层可以包括银层。在一些实施例中，环形器还可以包括与设置在铁氧体基盘的接地平面的相反侧上的中心导体。环形器还可以包括第二铁氧体基盘、第二磁体和第二接地平面，该第二铁氧体基盘、第二磁体和第二接地平面配置为与该铁氧体基盘、该磁体和该接地平面基本相似并且关于中心导体成镜像布置。
在多个实施方式中，本公开涉及一种用于制造环形器的方法。该方法包括提供具有第一侧和第二侧的接地平面。该方法还包括将磁体放置于该接地平面的第一侧上。该方法还包括将铁氧体基盘放置于该接地平面的第二侧上。该铁氧体基盘包括在接地表面上的金属化层，从而该金属化层与该接地平面的第二侧电接触。
根据一些实施方式，本公开涉及一种用于射频(RF)环形器的铁氧体盘组件。该盘组件包括铁氧体基盘，该铁氧体基盘包括铁氧体中心部分。该盘组件还包括形成在该盘的第一表面上的金属化层，以改进该盘第一表面和外接触表面之间的电接触。
在一些实施例中，该盘的第一表面可以包括接地表面，从而该金属化层改进该在该盘的接地表面和外接地表面之间的电接触。在一些实施例中，该铁氧体基盘还可以包括设置于该铁氧体中心部分的外围周围的介电部分。该铁氧体中心部分可以具有圆形形状，该介电部分可以具有圆环形状。
在多个实施方式中，本公开涉及一种用于制造用于射频(RF)环形器的铁氧体盘组件的方法。该方法包括形成包括铁氧体中心部分的铁氧体基盘。该方法还包括形成在该盘的第一表面上的金属化层，以改进该盘的第一表面和外接触表面之间的电接触。
在一些实施方式中，该方法还包括在金属化层形成之前在该盘的第一表面上形成期望的光洁表面。该金属化层的形成可以包括使用油墨沉积法沉积金属膜。该方法还可以包括固化沉积的金属膜。
根据一些教导，本公开涉及一种用于改进射频(RF)环形器的插入损耗性能的方法。该方法包括形成包括铁氧体中心部分的铁氧体基盘。该方法还包括形成用于在该盘上的接地表面的期望的光洁度。该光洁度选择为改进在接地表面和一个或者多个金属结构之间的电连接。期望的光洁度包括在接地表面上的平均特征尺寸，该平均特征尺寸小于来自生产该铁氧体基盘的切割的平均尺寸。
在一些实施方式中，该一个或者多个金属结构可以包括形成在接地表面上的金属化层。
在一些实施方式中，本公开涉及一种封装环形器模块。该模块包括配置为接收一个或者多个在其上的器件的安装平台。该模块还包括安装在该安装平台上的环形器装置。该环形器装置包括具有第一侧和第二侧的接地平面和设置在该接地平面的第一侧上的磁体。该环形器装置还包括设置在该接地平面的第二侧上的铁氧体基盘。该铁氧体基盘具有在接地表面上的金属化层，从而该金属化层与该接地平面的第二侧电接触。该模块还包括安装在该安装平台上的壳体，其尺寸基本包封和保护该环形器装置。
在多个实施方式中，本公开涉及一种射频(RF)电路板。该电路板包括配置为接收多个器件的电路基板。该电路板还包括设置于该电路基板上并且配置为处理RF信号的多个电路。该电路板还包括设置在该电路基板上的与至少一些电路互连的环形器装置。该环形器装置包括具有第一侧和第二侧的接地平面和设置在该接地平面的第一侧上的磁体。该环形器装置还包括设置在该接地平面的第二侧上的铁氧体基盘。该铁氧体基盘具有在接地表面上的金属化层，从而该金属化层与该接地平面的第二侧电接触。该电路板还包括配置为利于RF信号传送到RF电路板或传送来自RF电路板RF信号的多个连接特征。
在一些实施方式中，本公开涉及一种射频(RF)系统。该系统包括构造成利于发送和接收RF信号的天线组件。该系统还包括与所述天线组件通信的收发器，配置为产生由该天线组件发射的发射信号以及处理来自该天线组件的接收的信号。该系统还包括前端模块，该前端模块配置为利于所述发射信号和所述接收信号的传递。该前端模块包括一个或多个环形器，每个环形器包括具有第一侧和第二侧的接地平面；以及设置在该接地平面的第一侧上的磁体。该环形器装置还包括设置在该接地平面的第二侧上的铁氧体基盘。该铁氧体基盘具有在接地表面上的金属化层，从而该金属化层与该接地平面的第二侧电接触。
在一些实施例中，该系统可以包括基站。该基站可以是蜂窝基站。
出于概括本公开的目的，已经在此描述了本发明的某些方面、优势和新颖性特征。应理解，不必在本发明的任一具体实施例中实现所有这些优势。因此，可以以实现或优化本文教导的一个优势或一组优势的方式来具体化或实施本发明，而不必实现本文教导或提出的其它优势。
附图说明
图1A和1B示意地示出了例如3端口和4端口环形器的环形器的示例。
图2A和2B示出了如何可以将磁场应用于在隔离环形器的一个非选择的端口时在选择的端口之间传递电磁能量的示例。
图3示出了具有设置在一对圆柱形磁体之间的一对铁氧体盘的环形器装置的示例构造。
图4示出了图3的示例环形器装置的一部分的非装配示图。
图5示出了在一些实施方式中，铁氧体盘或者铁氧体/介电盘组件可以包括形成在接地的盘的一个侧上的金属化层。
图6示出了具有铁氧体盘和可金属化的介电环以形成图5的金属化盘的盘组件的一个示例。
图7示出了具有铁氧体盘和可金属化的介电环以形成图5的金属化盘的盘组件的另一个示例。
图8示出了包括形成在铁氧体基盘的接地侧表面上的金属化层的金属化盘。
图9示出了铁氧体基盘直接安装于接地平面的表面的示例构造。
图10示出了导电金属箔放置在铁氧体基盘和接地平面的一个表面之间的示例构造。
图11示出了具有金属化表面的铁氧体基盘安装于接地平面从而金属化表面与接地平面的一个表面接合的示例构造。
图12示出了用于图9-11的各种构造的插入损耗性能图的对照。
图13示出了铁氧体基装置的表面光洁度如何影响插入损耗性能。
图14示出了可以实施为制造具有本文描述的一个或者多个特征的金属化铁氧体基组件的工艺。
图15示出了可以实施为图14的金属层的形成步骤的一个更具体的示例的工艺。
图16示出了可以实施为制造例如包括具有本文描述的一个或者多个特征的铁氧体/介电盘的环形器的装置的工艺。
图17示出了一个具有安装在封装平台上以及由壳体结构包封的环形器装置的示例封装装置。
图18示出了在一些实施例中，例如图17的示例的封装模块可以实施在电路板或者模块中。
图19示出了在一些实施例中，图18的示例电路板可以实施在RF设备的前端模块中。
图20示出了具有与如本文描述的具有一个或者多个环形器/隔离器电路和装置耦接的一个或者多个天线的示例无线基站。
图21示出了可以实施为制造复合盘组件的工艺。
图22示出了可以实施为使用共烧技术制造复合盘组件的工艺。
图23示出了从介电陶瓷材料形成的示例圆柱体。
图24示出了尺寸可以形成为相配于图23的用于共烧的圆柱体中的示例铁氧体棒。
图25示出了将预烧的铁氧体棒插入未预烧的圆柱体以形成用于共烧的棒-圆柱体组件的阶段。
图26示出了通过共烧固定在一起的铁氧体棒和介电圆柱体。
图27示出了将共烧后的棒-圆柱体组件切为多个复合磁-介电盘组件。
图28示出了可用于图23的圆柱体的示例介电陶瓷复合物的示例成分范围表。
图29示出了本文描述的示例介电陶瓷复合物的示例的电性质和示例烧结温度的表。
图30示出了可以实施为形成具有本文描述的一个或者多个特征的介电陶瓷复合物的工艺。
具体实施方式
如果本文提供了标题，则这些标题仅用于便利的目的，并不必影响所请求保护的本发明的范围或含义。
在一些实施方式中，例如环形器的结铁氧体装置是RF应用中使用的无源装置，从而例如在天线、发射器和接收器之间选择性地传递RF信号。如果信号在发射器和天线之间传递，则应优选地隔离该接收器。相应地，环形器有时也被称为隔离器；并且这样的隔离性能可体现该环形器的性能。
在一些实施例中，环形器可以是具有三个或者更多端口(例如用于天线、发射器和接收器的端口)的无源装置。图1A和1B示意地示出了一个3端口环形器100和4端口环形器104的示例。在3端口环形器100的示例中，信号示出为从端口1传递(箭头102)到端口2；端口3可以基本与这样的信号隔离。在4端口环形器104的示例中，信号示出为从端口1传递(箭头106)到端口2；另一信号示出为从端口3传递(箭头108)到端口4。在图1B中，该两个信号路径的结可以基本被相互隔离。可以实施3和4端口环形器的其它构造，以及具有其它端口数的环形器。
在一些实施方式中，环形器可以基于铁氧体材料。铁氧体是具有很高欧姆电阻的磁性材料。相应地，在经历变化的磁场时，铁氧体很少或者没有涡流，因此适合于RF应用。
铁氧体可以包括外斯(Weiss)畴，其中每个畴具有净非零磁化。在没有外部磁场影响铁氧体物体时，外斯畴基本随机取向，从而作为一个整体的铁氧体具有大约为零的净磁化。
如果足够强度的外部磁场施加于铁氧体物体，外斯畴倾向于沿着外部磁场方向排列。这样的净磁化可以影响电磁波如何在铁氧体物体中传播。
例如，如图2A和2B所示，假定圆形盘形状铁氧体物体110受到沿着盘轴线方向(垂直于纸面)的基本静止的外部磁场。在没有该外部场(未示出)的情况下，输入到端口1并且垂直于盘轴线传播的RF信号分裂成两个具有基本相同的传播速度的旋转波。一个波沿着盘顺时针旋转，另一个波沿着盘逆时针旋转，从而产生驻波图案。如果放置端口2和3关于端口1以相等的方位角隔开(相互大约隔开120度)，驻波图案导致入射波的大约一半离开端口2和3的每一个。
在存在此外部磁场的情况下，两个旋转波的传播速度不再相同。由于传播速度的不同，产生的驻波图案可以产生这样的情形：基本上入射波所有的能量通过两个端口的一个，而另一个端口基本被隔离。
例如，图2A示出了一个构造，其中轴向的静磁场(未示出)产生相对于入射波传播方向(沿着端口1)的旋转驻波。此驻波图案相应的电场线的示例如112(沿着盘的平面)和114，116(沿着盘的轴)所示。示例的旋转驻波图案导致在端口3处的电场强度基本为零，即实现了端口3的基本隔离。另一方面，端口2描述为具有类似的(相反的)如端口1的输入的波图案，并且因此从端口1到端口2传递能量。
图2B示出了另一个示例，其中轴向静磁场(未示出)产生旋转驻波图案，从而，通过端口1输入的波作为输出通过端口3，而端口2基本被隔离。在一些实施方式中，可以通过提供高于或者低于导致铁氧体畴进动中的共振的磁场值来实现该两个旋转驻波图案。
图3示出了具有设置在一对圆柱体磁体206，216之间的一对铁氧体盘202，212环形器装置200的示例构造。图4示出了示例环形器装置200的一部分的未装配视图。
在示出的示例中，该第一铁氧体盘202示出为安装于第一接地平面204的下侧。该第一接地平面204的上侧示出为限定一个凹部，该凹部的尺寸形成为接收和支撑第一磁体206。类似地，第二铁氧体盘212示出为安装于第二接地平面214的上侧；该第二接地平面214的下侧示出为限定一个凹部，该凹部的尺寸形成为接收和支撑第二磁体216。
以前述方式布置的磁体206，216可以大体产生穿过铁氧体盘202，212的轴向场线。通过铁氧体盘202，212的磁场通量可以通过由220，218，208和210提供的返回路径完成回路，以增强施加于铁氧体盘202，212的场。在一些实施例中，回路部分220和210可以是直径大于磁体216，206的盘；并且回路部分218和208可以是内径大体与回路盘220，210的直径匹配的空心圆柱体。回路的前述部分可以形成为单件或者多件式组件。
示例环形器装置200还可以包括设置在该两个铁氧体盘202,212之间的内通量导体(在本文也指中心导体)222。可以构造此内导体起到共振器和端口(未示出)的匹配网络的作用。
在一些实施方式中，示例环形器装置200还可以包括设置在铁氧体盘202，212的边缘部分和回路部分208，218之间的高相对介电(Er)材料。此高Er电介质可以形成为环，该环的尺寸形成为适配在相应的铁氧体盘和外部回路部分之间。
在一些实施方式中，此介电环可以是复合铁氧体/介电TM共振器的一部分，其中电介质代替了一些铁氧体。高介电常数材料可用于保持复合物的直径在期望频率时大约与只含铁氧体的共振器的直径相同。在一些实施例中，该介电材料的介电常数值可以在16到30之间，但是不是必须限制在该范围内。在一些实施方式中，该电介质可以提供在铁氧体和回路磁场之间的非磁性间隙，通过一个铁氧体进一步向外延伸至回路的构造，从而改进互调失真降低(IMD)性能。
图5示出了在一些实施方式中，铁氧体盘或者铁氧体/介电盘组件250可以包括在接地的盘250的一个侧上形成的金属化层260。如此处所描述，当与裸露盘构造或者高导电金属箔设置在铁氧体基盘和接地平面之间的构造相比时，在盘250的接地侧上的此金属化层可以产生对插入损耗性能的极大改进。本文更详细地描述此金属化层260的另外的细节。在一些实施例中，具有金属化层260的盘250可以用作如参照图3和4描述的铁氧体基盘202，212。
出于描述的目的，盘可以包括只有铁氧体的盘，或者铁氧体盘和介电环组件。在图5示出的示例中，具有金属化层260的盘250包括铁氧体盘252和介电环254。应理解，本公开的一个或者多个特征也可以实施在盘是只有铁氧体的盘的构造中。也应理解，本公开的一个或者多个特征也可以应用于其他形状的盘或者板。例如，三角形的盘可以包括金属化边缘并且提供与该金属化相关联的优点。
在一些实施方式中，前述铁氧体基盘的金属化可以改进环形器的插入损耗性能。铁氧体装置的插入损耗可以包括来自接地平面以电导率和导体路程长度两者体现的贡献。此外，气隙存在于在铁氧体基盘和接地平面之间使用导电金属箔的构造中。此气隙可以引入假信号响应，此假信号响应可能表现为在插入损耗响应中的小峰，和/或降低了环形器运行的对称性，导致更差的回波损耗和隔离。与气隙相关联的不期望的此影响导致生产合格的环形器装置的较低产出。
如在此处描述地，形成在盘的表面上的金属化层的使用能够改进插入损耗性能。在一些实施例中，此金属化层可以包括从例如银或者铜形成的厚膜金属化层。此插入损耗性能的改进可以是由于例如气隙的消除和由该厚膜金属化层提供的改进的导电率。在一些实施例中，与形成接地平面的金属接触侧上的抛光的铁氧体/介电组件的使用可以减小有效导体长度。一般地，使用粘合的铁氧体/介电组件的实施例具有由于胶水造成的很大的附加介电损耗；因此，消除胶水的使用可以改进装置的插入损耗性能。本文更详细地描述前述特征的示例。
图6示出了在一些实施方式中，可以金属化具有铁氧体盘232和介电环234的盘组件202以形成图5的金属化盘250。在图6的示例中，可以通过粘合剂238将铁氧体盘232和介电环234固定在一起。可以金属化接合接地平面(未示出)的表面236。
图7示出了在一些实施方式中，可以金属化具有铁氧体盘242和介电环244的盘组件202以形成图5的金属化盘250。在图7的示例中，可以通过共烧技术将铁氧体盘242和介电环244固定在一起。本文更详细地描述关于适用于此介电环的介电材料和共烧技术的示例的附加细节。此共烧技术能够在铁氧体242和介电环244之间产生固定的无粘合剂的固定接缝。如在此描述地，可以金属化接合接地平面(未示出)的表面246。
在一些实施方式中，当与金属化技术相关联的温度超过与图6的粘合的构造相关联的温度时，前述共烧的构造特别有用。例如，一些可以用于形成接缝238的胶水可以是有机的，因此不能经受超过摄氏几百度的温度。通过使用无胶水的共烧的组件，该组件能够经受超过1000℃的温度。相应地，有可能在共烧的组件上使用例如使用低于1000℃的温度的厚膜油墨沉积的金属化技术。
图8示出了包括形成在铁氧体基盘202(例如由介电环254包围的铁氧体盘252)的接地侧的表面256上的金属化层260的金属化盘250。如放大的视图262所示，该金属化层260的厚度为“t”。本文更详细地描述此厚度的示例。在一些实施方式中，例如厚膜油墨沉积的金属化技术可以用于形成金属化层260。其他已知的金属化技术也可以用于形成金属化层260。
图9至11示出了铁氧体基盘以不同方式耦接于接地平面204的环形器200的各种构造。图9示出了铁氧体基盘(图6的230或者图7的240)直接安装于接地平面204的表面272的构造270。图10示出了导电金属箔282放置在铁氧体基盘(图6的230或者图7的240)和接地平面204的表面272之间的构造280。图11示出了具有金属化表面260的铁氧体基盘(图8中的250)安装于接地平面204，从而金属化表面260与接地平面204的表面272接合的构造290。
图12示出了用于可分组为图9至11的三个构造中的一个构造的的各构造的插入损耗性能图的比较。表1列出了与各种构造对应的测量值。
通用构造 轨迹 轨迹标号 频率 插入损耗
图9 共烧/切至尺寸 1 1.805GHz -0.133dB
图9 共烧/切至尺寸 2 1.880GHz -0.123dB
图10 共烧/切至尺寸+箔 3 1.805GHz -0.113dB
图10 共烧/切至尺寸+箔 4 1.880GHz -0.119dB
图11 共烧/切至尺寸+薄膜 5 1.805GHz -0.113dB
图11 共烧/切至尺寸+薄膜 6 1.880GHz -0.113dB
图11 共烧/切至尺寸+厚膜 7 1.805GHz -0.106dB
图11 共烧/切至尺寸+厚膜 8 1.880GHz -0.102dB
图9 标准工艺 9 1.805GHz -0.155dB
图9 标准工艺 10 1.880GHz -0.161dB
图10 标准工艺+箔 11 1.805GHz -0.137dB
图10 标准工艺+箔 12 1.880GHz -0.136dB
图11 共烧/研磨(32光洁度)+厚膜 13 1.805GHz -0.112dB
图11 共烧/研磨(32光洁度)+厚膜 14 1.880GHz -0.119dB
图11 共烧/研磨(12光洁度)+厚膜 15 1.805GHz -0.107dB
图11 共烧/研磨(12光洁度)+厚膜 16 1.880GHz -0.109dB
图11 共烧/研磨(抛光)+厚膜 17 1.805GHz -0.090dB
图11 共烧/研磨(抛光)+厚膜 18 1.880GHz -0.092dB
表1
在图12和表1中，“共烧”表示如本文参考图7描述的共烧的铁氧体盘和介电环组件，“标准”表示如本文参考图6描述的粘合后的铁氧体盘和介电环组件。“切至尺寸”表示在20到40微英寸(0.5到1.0微米)范围内的切片光洁度。“研磨(32光洁度)”表示小于32微英寸(小于0.8微米)的研磨的表面光洁度。“研磨(12光洁度)”表示小于12微英寸(小于0.3微米)的研磨的表面光洁度度。“研磨(抛光)”表示小于4微英寸(小于0.1微米)的抛光的表面光洁度。“薄膜”表示厚度约为一个趋肤深度的银的金属化层；“厚膜”表示厚度约为两个趋肤深度的银的金属化层。
用于比较的标准工艺为1.805和1.880GHz(标号9和10)在铁氧体装置中的组件，该组件为粘合的，其外径被锯过，具有接地的表面(32微英寸)。然后与具有金属箔作为接地平面(标号11和12)的标准工艺组件进行比较。然后将这些结果与具有箔(标号3和4)和没有箔(标号1和2)的共烧和切至尺寸的组件(切片光洁度)进行比较。这些结果示出了由于共烧的改进约为0.02dB，与没有箔的相比，由于箔的改进也约为0.02dB。
为测试微波趋肤深度的影响，测量了使用1倍或者2倍的趋肤深度的银金属化层的影响。在2GHz时，对于铝、金或者银的金属化层，该趋肤深度约为4微米。结果示出了约一个趋肤深度(标号5和6)的薄膜金属化比箔(标号3和4)稍微更有效。两个趋肤深度的构造(标号7和8)提供了相比于箔构造(标号3和4)约0.01dB的改进。
通过使用两个趋肤深度厚度的厚膜银，插入损耗从研磨的32微英寸(标号13和14)，到切片光洁度(标号7和8)，到研磨的12微英寸(标号15和16)，最后到抛光的4微英寸(标号17和18)逐步减小。在接地平面侧上的组件的表面光洁度的示例的影响，其中厚膜银约两倍于趋肤深度，如图13所示。
前述示例的结果表明共烧的组件比粘合的组件能够获得插入损耗性能的显著改进。形成在铁氧体基组件的接地表面上的金属化膜也可以获得插入损耗性能的改进。这样的金属化膜的增加的厚度可以提供插入损耗性能的显著改进。在一些实施例中，厚度为“t”的金属化膜可以形成在铁氧体基盘的接地表面上，并且这样的厚度可以基于与频率的范围或者值和所用金属(例如铝、金、铜、锡、镍、银，或者这些金属的合金)相关联的趋肤深度。在一些实施例中，金属化膜的厚度“t”可以是趋肤深度的至少1/2倍，趋肤深度的至少1.0倍，趋肤深度的至少1.5倍，或者趋肤深度的至少2.0倍。
如图13所示，可以通过提供在金属化的铁氧体基组件侧上更精细的表面光洁度获得插入损耗性能的显著改进。在一些实施例中，可以在如本文描述的铁氧体基组件上提供表面光洁度，从而表面上的特征尺寸的平均值小于或者等于约1.0微米、0.8微米、0.6微米、0.5微米、0.4微米、0.3微米、0.2微米或者0.1微米。
图14至16示出了可以实施为制造金属化铁氧体基组件和使用此组件的环形器/隔离器的示例工艺。图14示出了可以用于制造金属化铁氧体基组件的工艺300。基于方框302至308制造铁氧体棒，以及基于方框310和312制造介电圆柱体。当装配和切成盘时，铁氧体棒生成了铁氧体盘(例如图8中的252)，介电圆柱体生成了介电环(例如254)。
在方框302中，可以制备用于形成铁氧体棒的粉末。在一些实施方式中，该粉末可以通过混合选择的原材料，以产生干的颗粒状混合物。可以预烧结该颗粒状混合物以产生预烧结材料。可以碾磨该预烧结材料以产生小颗粒尺寸的预烧结材料。此碾磨工艺可以从该预烧结材料产生细化的和规则的颗粒。该碾磨的材料可以通过例如喷雾干燥工艺进行干燥。此喷雾干燥工艺可以用于生产适合通过例如挤压形成的自由流动的粉末。可以将喷雾干燥的粉末材料分成一组或者多组颗粒尺寸范围，以产生具有期望颗粒尺寸范围的一种或者多种粉末。
在方框304中，可以从该粉末形成棒。在一些实施方式中，该棒可以由例如压制成型或者挤压技术形成。
在方框306中，可以预烧结形成的棒以产生减小的例如直径的横向尺寸。在方框308中，可以通过例如对该棒进行机械加工获得期望的横向尺寸(例如直径)。
为制造介电圆柱体，可以在方框310中制备具有期望成分的粉末。在一些实施方式中，这样的粉末制备可以与参照方框302所描述的类似。在方框312中，可以从制备的粉末形成空心圆柱体。在一些实施方式中，这样的圆柱体可以由例如挤压成型或者挤出技术形成。
在方框320中，可以组装预烧结的棒和未烧结的圆柱体。如本文所描述地，该构造允许圆柱体适配在棒上，并且通过对该组件的共烧(方框322)，圆柱体沿着预收缩的棒收缩，从而产生胶水较少的坚固的接缝。
在方框324中，可以从共烧的棒-圆柱体组件形成(例如，切割)一个或者多个的盘。在图326中，期望光洁度的表面可以形成在切割的盘的接地侧上。在方框328中，金属层可以形成在精加工后的表面上。
图15示出了实施为图14的方框328的一个更具体的示例的工艺340。在方框342中，可以获得共烧的铁氧体/介电盘组件。在方框344中，具有期望的平滑度的表面可以形成在该铁氧体/介电盘组件的接地侧上。在方框346中，具有期望的厚度的金属层可以沉积在变平滑的表面上。在方框348中，可以固化沉积的金属层。
图16示出了可以实施以基于具有本文描述的一个或者多个特征的铁氧体/介电盘来组装例如图3的环形器装置的工艺350。在方框352中，可以获得具有金属化接地表面的铁氧体/介电盘组件。在方框354中，可以相对于接地盘放置该盘组件，从而该盘组件的金属化表面与在该接地盘的一个侧上的表面接触。在方框356中，磁体可以安装在该接地盘的另一侧上，以形成子组件。在方框358中，可以在关于中心导体盘以大约镜像的取向方式放置两个这样的子组件，以产生环形器装置。
在一些实施例中，如前述方式制造的具有本文描述的一个或者多个特征的环形器装置可以实施为封装模块装置。图17示出了一个具有安装在封装平台404上以及由壳体结构402包封的环形器装置200的示例封装装置400。该示例平台404描述为包括多个孔，孔的尺寸形成为允许安装封装装置400。示例的封装装置400还示出为包括示例的终端406a-406c，终端406a-406c配置为利于与例如本文参照图1和2描述的三环形器/隔离器端口的电连接。
图18示出了在一些实施例中，例如图17的封装模块400可以实施在电路板或者模块410中。该电路板可以包括多个配置为执行一个或者多个射频(RF)相关操作的电路。电路板410也可以包括多个配置为允许RF信号和功率在电路板410和电路板410外部的器件之间传输的连接特征。
在一些实施例中，示例电路板410可以包括与RF设备的前端模块相关联的RF电路。如图19所示，此RF设备可以包括配置为利于RF信号的发射和/或接收的天线412。可以通过收发器414产生和/或处理该信号。对于发射，收发器414可以产生由功率放大器(PA)放大的和由天线412过滤(Tx滤波器)以用于发射的发射信号。对于接收，从天线412接收的信号可以在被传递到收发器414前，由低噪声放大器(LNA)过滤(Tx滤波器)和放大。在这样的Tx和Rx路径的示例的上下文中，具有本文描述的一个或者多个特征的环形器和/或隔离器400可以实施在例如PA电路与LNA电路中，或者与PA电路与LNA电路连接。
在一些实施例中，具有本文描述的一个或者多个特征的电路和装置可以实施在例如无线基站的RF应用中。图20示出了具有配置为利于RF信号的发射和/或接收的一个或者多个天线412的示例无线基站450。此类天线可以与具有本文描述的一个或者多个环形器/隔离器的电路和装置耦接。
如本文所描述的，一些环形器和/或隔离器可以基于复合盘组件，该复合盘每个具有在介电圆柱体中的铁氧体棒。可以利用共烧技术形成这些盘组件中的一些。涉及这样共烧技术的示例参照图21至27进行了描述。实施为可以形成介电材料(例如用于介电圆柱体)的复合物和方法的示例也参考图28至30进行了描述。
涉及磁性材料和介电材料的共烧的示例
用于制造复合磁性-介电盘组件的方法可以包括形成介电陶瓷圆柱体，形成磁性陶瓷棒，将该磁性陶瓷棒共轴地装配在该介电陶瓷圆柱体中以形成棒-圆柱体组件，煅烧(烧制)该棒-圆柱体组件，将该棒-圆柱体组件切片以形成多个复合磁性-介电盘形组件。该磁性-介电盘组件可以用于制造例如环形器、隔离器或者类似的电子器件。相应地，用于制造该盘组件的方法也可以包括为用于制造该电子器件的方法的一部分。
环形器和隔离器可以配置为用于高频(例如微波)射频系统中的无源电子装置，以允许信号在一个方向通过，而在相反方向上提供对于反射能量的高隔离。环形器和隔离器通常包括具有居中设置在环形介电元件中的盘形铁氧体或者其他铁磁陶瓷元件的盘形组件。由于钇铁石榴石(YIG)的低损耗微波特性，通常使用的铁氧体材料可以包括钇铁石榴石。环形介电元件可以由陶瓷材料制成。
用于制造上述复合盘组件的示例工艺如图21的流程图所示。在步骤12，可以从介电陶瓷材料形成圆柱体。在步骤14，可以在窑炉中烧制(通常简单地指“烧制”)该(未烧结或者“生坯”)的圆柱体。在步骤16，可以机加工该圆柱体的外表面以确保其外直径(OD)为所选的尺寸。实现组件的元件的精确尺寸很重要，因为尺寸可以影响微波波导特性。在步骤18，也可以类似地机加工圆柱体的内表面以确保其内直径(ID)为所选尺寸。此外，在步骤20，可以从磁性陶瓷材料形成棒。在步骤22，可以烧结该棒，以及在步骤24，可以机加工其表面至所选的OD。该棒的OD可以稍小于圆柱体的OD，从而该棒可以牢固地装配在该圆柱体中，如本文描述的。实现促进棒和圆柱体之间的良好粘合的紧密配合可以是机加工棒的外表面和圆柱体的内表面至精确的公差的一个原因。
在步骤26，环氧粘合剂可以施加于棒和圆柱体的一个或两个。在步骤28，可以将棒插入圆柱体以形成棒-圆柱体组件，可以允许该环氧固化(硬化)，如步骤30所示。在步骤32，可以机加工棒-圆柱体组件的外表面至精确的OD。在步骤34，可以将棒-圆柱体组件切片为多个盘组件。每个盘组件因而可以包括居中设置在介电陶瓷环中的磁性陶瓷盘。每个盘组件的厚度可以例如是几个毫米。
在一些实施方式中，机加工圆柱体内表面以促进粘合、将环氧树脂施加于部件、小心处理和组装装有环氧树脂的部件和固化环氧树脂的时间可能引起工艺的低效率。
在一些实施方式中，用于制造复合磁性-介电盘组件的方法可以包括形成介电陶瓷圆柱体，形成磁性陶瓷棒，将该磁性陶瓷棒共轴地装配在该介电陶瓷圆柱体中以形成棒-圆柱体组件，烧制该棒-圆柱体组件，将该棒-圆柱体组件切片以形成多个复合磁性-介电盘形组件。该磁性-介电盘组件可以用于制造例如环形器、隔离器或者类似的电子器件。相应地，用于制造该盘组件的方法也可以包括为用于制造这样的电子器件的方法的一部分。
在一些实施方式中，用于制造复合磁性-介电盘组件的工艺如图22的流程图所示。简要参照图23至27，该工艺可以包括介电陶瓷圆柱体36和磁性陶瓷棒38。
回到图22，在步骤40，可以从介电陶瓷材料形成圆柱体36(图23)，该介电陶瓷材料可以通过例如现有技术已知的用于制造此类元件(例如用在高频电子部件类型的介电陶瓷材料)的任何传统工艺制造。类似地，在步骤42，可以从磁性陶瓷材料形成棒38(图24)，该磁性陶瓷材料可以通过例如任何适合的传统工艺制造。在步骤44，可以通过在窑炉(未示出)里烧制以烧结棒38。在该工艺流程描述后，以下列出了材料和烧结温度的一些示例。然而，应理解，也可以使用其他材料和工艺。
在步骤46，可以机加工棒38的外表面以确保其外直径(OD)小于圆柱体36的内直径(ID)。在步骤48，可以接收(现在的预烧结)棒38在(未烧结或者“生坯”)圆柱体36中，以形成如图25所示的棒-圆柱体组件。尽管图25不必是按比例绘制的，但是应注意，棒38的OD可以稍小于圆柱体36的ID，以使棒38接收于圆柱体36中。
在步骤50，可以共烧圆柱体36和棒38。即可以烧结棒-圆柱体组件(图25)。共烧温度优选低于在步骤44烧结棒38的温度，以确保棒38的物理和电学性质保持不变。共烧温度可以在传统地烧结该圆柱体的温度的已知范围内。在一些实施例中，共烧可以引起圆柱体36在棒38周围收缩，因此将它们固定在一起，如图26所示。在步骤52，可以机加工棒-圆柱体组件的外表面，以确保其是特定的或者预定的OD。
在步骤54，可以将棒-圆柱体组件切成复合磁性-介电盘组件56，如图27所示。复合磁性-介电盘组件56可以用于制造高频电子器件。如本文参照图22至27描述的示例方法比使用粘合剂的方法更节约。
在一个示例中，棒38可以由在约1400摄氏度或者以上烧结的钇铁石榴石制成。这一类型的适合的材料可以从多个源经济地获得，包括例如马里兰州亚当斯顿的Trans-Tech公司(天工方案公司的子公司)。圆柱体36可以由在约1310摄氏度由具有MgO-CaO-ZnO-Al2O3-TiO2组成的陶瓷材料与棒38共烧制得。
在另一个示例中，棒38可以由在约1350摄氏度或者以上烧结的钙和钒掺杂的钇铁石榴石制成。这一类型的适合的材料可以从多个源经济地获得，包括例如马里兰州亚当斯顿的Trans-Tech公司天工方案公司的子公司)。圆柱体36可以由在约1310摄氏度具有MgO-CaO-ZnO-Al2O3-TiO2组成的陶瓷材料与棒38共烧制得。
涉及介电陶瓷复合物的示例
在一些实施方式中，如本文描述的介电器件(图23至27的介电陶瓷圆柱体36)可以包括具有主要成分基团的介电陶瓷复合物，其中该主要成分基团可以由MgxCayZnzTiO2+x+y+z表示，其中x、y和z之和小于或者等于1.0，从而该介电陶瓷复合物具有较宽的烧结温度范围和降低的过度晶粒生长。在一个示例中，x可以大于0.0小于1.0，y可以大于0.0小于1.0，z可以大于0.0小于1.0。该介电陶瓷复合物还可以包括重量百分比(wt.％)在0.0和50.0之间的氧化铝。该介电陶瓷复合物还可以包括氧化铜。该介电陶瓷复合物还可以包括氧化硼。
介电陶瓷复合物，例如包括镁(Mg)、钙(Ca)和钛(Ti)的介电陶瓷复合物通常用于例如在各种类型射频(RF)和微波系统中的介电过滤器、介电共振器和介电耦接器中的装置。然而，一般地，包括镁(Mg)、钙(Ca)和钛(Ti)的介电陶瓷复合物具有窄烧结温度范围和过度的晶粒生长。由于在烧结炉中更难维持窄烧结温度范围，此介电陶瓷在烧结炉中可能欠烧(例如在低于期望温度范围的温度烧结)或者过烧(例如在高于期望温度范围的温度烧结)。欠烧和过烧可能在形成的介电复合物中引起各种问题。
例如，欠烧可能引起介电常数的不期望的变化、低密度和降低的机械强度。在另一个示例中，过烧可能引起不期望的过度的晶粒生长，也可以降低机械强度。此外，由窄烧结温度范围引起的欠烧或者过烧可能导致低制造产率。
在一些实施方式中，介电陶瓷复合物可以具有宽烧结温度范围和降低的过度晶粒生长。在一些实施方式中，介电陶瓷复合物可以包括主要成分基团，其中该主要成分基团可以由MgxCayZnzTiO2+x+y+z表示，其中x、y和z之和小于或者等于1.0，从而该介电陶瓷复合物具有较宽的烧结温度范围和降低的过度晶粒生长。在一些实施例中，x可以大于0.0小于1.0，y可以大于0.0小于1.0，z可以大于0.0小于1.0。
在一些实施例中，该介电陶瓷复合物还可以包括重量百分比在0.0和50.0之间的氧化铝。该介电陶瓷复合物还可以包括氧化铜。该介电陶瓷复合物还可以包括氧化硼。
在一些实施例中，MgxCayZnzTiO2+x+y+z中的“x”，“y”，“z”可以决定Mg(镁)、Ca(钙)和Zn(锌)的各自相对比例。可以通过2+x+y+z之和决定在主要成分基团中“O”(氧)的比例。在一个示例的实施例中，“x”可以在0.0到2.0之间，“y”可以大于0.0并且不小于或者等于1.0，“z”可以在0.0到0.03之间，以及“x+y+z”可以在1.0到2.0之间。在另一个示例的实施例中，“x”可以在0.0到2.0之间，“y”可以大于0.0并且不小于或者等于1.0，“z”可以大于0.09并且不小于或者等于1.0，以及“x+y+z”可以在1.0到2.0之间。
在一些实施例中，可以将一定量的氧化铝(Al2O3)加入主要成分基团(MgxCayZnzTiO2+x+y+z)。通过一个示例，可以将重量百分比在0.0到50.0之间的Al2O3加入该主要成分基团。出于描述的目的，“重量百分比”定义为被加入的例如Al2O3的添加组分的介电陶瓷复合物的主要成分基团的重量的百分比。例如，如果介电陶瓷复合物的主要成分基团重量为100.0千克，重量百分比50.0的Al2O3的添加等于重为50.0千克的Al2O3的量。
将Al2O3加入主要成分基团可以改变例如烧结温度和该介电陶瓷复合物的其它性质的工艺参数。在另一个实施例中，将重量百分比在0.0到8.0之间的氧化硼(B2O3)和/或重量百分比在0.0到8.0之间的氧化铜(CuO)加入该主要成分基团，以降低该介电陶瓷复合物的烧结温度(例如最终烧结温度)。
图28示出了如本文描述的各实施例中具有示例的介电陶瓷复合物的示例的成分范围的表。表1100示出了根据如本文描述的各种相应实施例的介电陶瓷复合物的成分范围的总结。表1100包括列1102，1104，1106，1108,1110和行1112，1114和1116。在表1100中，列1102示出了“x”的范围，列1104示出了“y”的范围，列1106示出了“z”的范围，列1108示出了“x+y+z”的范围，列1110示出了加入主要成分基团(MgxCayZnzTiO2+x+y+z)的Al2O3的重量百分比。在表1100中的行1112，1114和1116示出了“x”，“y”，“z”和“x+y+z”的范围以及在介电陶瓷复合物的各示例的实施例中的Al2O3的重量百分比。
图29示出了本文描述的示例介电陶瓷复合物的示例电性质和示例烧结温度的表。表1200包括列1202a至1202i和列1204a至1204n。在表1200中，列1202a，1202b，1202c和1202d分别示出了在主要成分基团(MgxCayZnzTiO2+x+y+z)的“x”，“y”，“z”和“x+y+z”的值。列1202e示出了Al2O3、CuO或者B2O3的重量百分比，列1202f示出了介电常数(')的值，列1202g示出了频率温度系数(f)以每摄氏度每百万单位(PPM/℃)的部分为单位的值，列1202h示出了质量因子乘以频率(QxF)以千兆赫(GHz)为单位的值，列1202i示出了烧结温度以℃记的值。在表1200中，行1204a至1204n示出了各示例的实施例的介电陶瓷复合物、电学性质和烧结温度。
如表1200的行1204j、1204k和1204l所示，对于相同的介电陶瓷复合物(例如相同的“x”，“y”，“z”和“x+y+z”的值和相同的Al2O3的重量百分比)，介电陶瓷复合物可以实现85℃的宽烧结温度范围(例如在1275.0℃到1360.0℃之间)。此外，介电陶瓷复合物可以具有约20.0的介电常数、均匀的密度和显著降低的过度晶粒生长。结果，介电陶瓷复合物可以具有增加的制造产率。相反地，含有Mg、Ca和Ti的其它介电陶瓷复合物具有约在5.0℃到10.0℃的窄烧结温度范围。作为窄烧结温度范围的结果，这样的介电陶瓷复合物可以具有变化的介电常数、显著的过度晶粒生长和非均匀的密度，可以导致降低的制造产率。此外，如表1200的行1204n所示，具有重量百分比1.0的B2O3的添加的介电陶瓷复合物的一个实施例具有1000℃的低烧结温度。
图30显示示出用于形成具有本文描述的一个或者多个特征的介电陶瓷复合物的示例方法的流程图。本领域普通技术人员很清楚的一些细节和特征在流程图1300中已经省略。
在流程图1300的步骤1302，分批粉末可以形成为包括以MgxCayZnzTiO2+x+y+z表示的主要成分基团的元素的化合物。该分批粉末可以包括MgO、CaCO3、ZnO和TiO2，它们是该主要成分基团的各元素Mg、Ca、Zn和Ti的化合物。该分批粉末可以由按照如本文描述的所选的“x”，“y”和“z”的值决定的比例近似地称出MgO、CaCO3、ZnO和TiO2的重量形成。在其它的实施例中，该主要成分基团的元素Mg、Ca、Zn和Ti的不同化合物可用于形成该分批粉末。
在一些实施例中，“x”，“y”和“z”的值可以大于0.0并且小于1.0，“x+y+z”的值小于或者等于一。在其它实施例中，“x”的值可以大于0.0并且小于2.0，“y”的值可以大于0.0并且小于或者等于1.0，“z”的值可以大于0.0并且小于0.03或者大于0.09并且小于或者等于1.0，以及“x+y+z”的值可以大于1.0并且小于2.0。
在形成该分批粉末后，可以将重量百分比在0.0到50.0的Al2O3加入该分批粉末。在一个示例中，在后续工艺步骤将重量百分比在0.0到50.0的Al2O3加入制造工艺步骤。在其他实施例中，可以将重量百分比在0.0到8.0的B2O3和/或将重量百分比在0.0到8.0的CuO加入该分批粉末，以降低烧结温度。
在步骤1304，可以形成初始浆料，可以湿混合、碾磨和干燥该初始浆料。该初始浆料可以由将适当的分散试剂和去离子水加入该分批粉末中形成。然后湿混合、碾磨和在烘箱中干燥该初始浆料，以形成机械混合物。可以在例如振动碾磨机中碾磨该初始浆料。然而，其它碾磨装置也可以用于碾磨该初始浆料。在步骤1306，煅烧工艺可用于形成均匀的粉末。可以在煅烧工艺中通过在烘箱中在适当的温度和适当的持续时间加热该机械混合物形成均匀的粉末，以引起在机械混合物中的单独组分进行化学反应，进而熔合在一起。举例而言，可以在约1150.0℃的温度执行该煅烧工艺约8.0小时。然而，该煅烧工艺的温度和时间根据待形成的特定的介电陶瓷复合物可以变化。
在步骤1308，形成和碾磨最终浆料以实现期望的颗粒尺寸。该最终浆料可以由将在步骤1306形成的均匀粉末和去离子水混合形成。然后通过使用震动碾磨机或者其他适当的碾磨装置，可以碾磨该最终浆料以实现期望的颗粒尺寸。该碾磨工艺可以提供例如具有约50.0％的颗粒小于2.5微米和约50.0％的颗粒大于2.5微米的颗粒分布的约2.5微米的中等颗粒尺寸。该中等颗粒尺寸范围可以例如在2.4微米到2.7微米之间。
在步骤1310，可以将粘结剂加入最终浆料以及喷雾干燥该最终浆料以形成可流动颗粒。取决于是干压工艺还是挤出工艺，粘结剂可以例如是聚乙烯醇或者甲基纤维素，用于在后续的工艺步骤中使该可流动颗粒成型。可以在适当的喷雾干燥工艺中，喷雾干燥该最终浆料以形成该可流动颗粒。在步骤312，可以将该可流动颗粒压成期望的形状，并且执行烧结工艺以形成期望的介电陶瓷复合物。通过使用例如干压工艺或者挤出工艺，该可流动颗粒可以形成为期望的形状。在该烧结工艺中，可以加热成型的颗粒至足够的高温，以形成介电陶瓷复合物。举例而言，烧结温度的范围可以在1275.0℃到1360.0℃之间。这样，前述示例可以实现约85.0℃的宽烧结温度范围。
在其他实施例中，重量百分比在0.0到8.0的B2O3或CuO可用作添加剂以实现明显更低的烧结温度。举例而言，可以在形成工艺的步骤1302加入重量百分比为1.0的B2O3，以实现约为1000.0℃的烧结温度。举另一个例子，可以在形成工艺的步骤1302加入重量百分比为1.0的CuO，以实现约为1100.0℃的烧结温度。也能实现具有降低的过度晶粒生长的介电陶瓷复合物。在一个示例的实施例中，可以实现基本不具有过度晶粒生长的介电陶瓷复合物。此外，可以有利地实现具有基本均匀的电学性质和基本均匀的密度的介电陶瓷复合物。举例而言，可以实现具有约20.0的介电常数的介电陶瓷复合物。
因此，如本文描述地，可以有利地实现具有宽烧结温度范围和抑制的过度晶粒生长的介电陶瓷复合物。相反地，具有Mg、Ca和Ti的其它介电陶瓷复合物具有约在5.0℃到10.0℃窄烧结温度范围和显著的不期望的过度晶粒生长。因此，可以形成具有Mg、Ca和Ti的介电陶瓷复合物以产生宽烧结温度范围和显著降低的过度晶粒生长。
除非上下文另有清楚要求，贯穿说明书和权利要求的词语“包括”和“包含”等应解释为含有的意思，与不包含或穷尽的意思相反；也就是说，具有“包括但不限于”的含义。本文中通常所用的词语“耦接”是指两个或多个元件可直接连接或通过一个或多个中间元件间接连接。另外，词语“本文/此处”、“上述”、“下述”以及具有类似含义的词语，当用在本申请中时，应指本申请的整体而不是本申请的任何特定部分。如果上下文允许，上面的描述中采用单数或复数形式的词语也可分别包括复数或单数形式。涉及两项或多项的列表的词语“或者”覆盖以下全部解释：列表中任意一项、列表中所有项以及列表中各项的任意组合。
本发明实施例的上述详细描述不意味着是穷尽的或者将本发明限制于上面所公开的精确形式。尽管已出于说明的目的而对本发明的具体实施例以及示例进行了如上描述，但本领域技术人员会意识到，可在本发明的范围内作出各种等同修改。例如，尽管各工艺或方框是以给定的顺序呈现的，但是替换实施例可执行具有不同顺序的多个步骤的程序或者采用具有不同顺序的多个方框的系统，并且某些工艺或方框可被删减、移动、增加、细分、组合和/或修改。这些工艺或方框中的每一个都可以以各种不同方式实施。而且，尽管工艺或方框在时间上示出为是连续执行的，但可替换地，这些工艺或方块可并行执行或者可在不同的时间执行。
本发明在此提供的教导可应用于其它系统，而不必须是上面所描述的系统。上面所描述的各种实施例中的元件和作用可以组合从而提供进一步的实施例。
尽管已经对本发明的某些实施例进行了描述，但是这些实施例仅以示例的方式给出而无意限制本公开的范围。实际上，在此描述的新颖性方法和系统可以以各种其它形式实施；此外，在不脱离本公开精神的情况下可对在此描述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和修改。所附权利要求书及其等同物旨在覆盖落入本公开的范围和精神内的这样的形式或修改。

Claims (30)

1.一种环形器，包括：
接地平面，具有第一侧和第二侧；
磁体，设置在该接地平面的该第一侧上，
铁氧体基盘，设置在该接地平面的该第二侧上，该铁氧体基盘包括在一接地表面上的金属化层，从而该金属化层与在该接地平面上的该第二侧电接触。
2.如权利要求1所述的环形器，其中该铁氧体基盘具有圆形形状。
3.如权利要求2所述的环形器，其中该铁氧体基盘包括由介电环围绕的圆形形状的铁氧体盘。
4.如权利要求3所述的环形器，其中该铁氧体盘和该介电环基本无胶水地相互固定。
5.如权利要求4所述的环形器，其中该铁氧体盘和该介电环通过共烧一组件形成，该组件包括预烧结的铁氧体棒和装配在该铁氧体棒周围的未烧结的介电圆柱体。
6.如权利要求1所述的环形器，其中该金属化层的厚度是所选的频率范围的趋肤深度的至少1/2。
7.如权利要求6所述的环形器，其中该厚度是该趋肤深度的至少1.0倍。
8.如权利要求7所述的环形器，其中该厚度是该趋肤深度的至少2.0倍。
9.如权利要求1所述的环形器，其中该接地表面具有光洁度，从而在该接地表面上的特征尺寸的平均值小于或者等于约1.0微米。
10.如权利要求9所述的环形器，其中该接地表面上的特征尺寸的该平均值小于或者等于约0.5微米。
11.如权利要求10所述的环形器，其中该接地表面上的特征尺寸的该平均值小于或者等于约0.2微米。
12.如权利要求1所述的环形器，其中该金属化层包括银层。
13.如权利要求1所述的环形器，还包括中心导体，设置在与该铁氧体基盘的接地侧的相反侧上。
14.如权利要求13所述的环形器，还包括第二铁氧体基盘、第二磁体和第二接地平面，该第二铁氧体基盘、第二磁体和第二接地平面配置为与该铁氧体基盘、该磁体和该接地平面基本相似并且关于该中心导体成镜像布置。
15.一种用于制造环形器的方法，该方法包括：
提供接地平面，该接地平面具有第一侧和第二侧；
放置磁体在该接地平面的该第一侧上；以及
放置铁氧体基盘在该接地平面的第二侧上，该铁氧体基盘包括在一接地表面上的金属化层，从而该金属化层与在该接地平面上的该第二侧电接触。
16.一种用于射频环形器的铁氧体盘组件，该盘组件包括：
铁氧体基盘，包括铁氧体中心部分；以及
金属化层，形成在该盘的第一表面上，以改进在该盘的该第一表面和外接触表面之间的电接触。
17.如权利要求16所述的盘组件，其中该盘的该第一表面包括一接地表面，从而该金属化层改进在该盘的该接地表面和外接触表面之间的电接触。
18.如权利要求16所述的盘组件，其中该铁氧体基盘还包括介电部分，设置在该铁氧体中心部分的外围周围。
19.如权利要求18所述的盘组件，其中该铁氧体中心部分具有圆形形状，该介电部分具有圆环形状。
20.一种用于制造用于射频环形器的铁氧体盘组件的方法，该方法包括：
形成铁氧体基盘，该铁氧体基盘包括铁氧体中心部分；以及
在该盘的第一表面上形成金属化层，以改进在该盘的该第一表面和外接触表面之间的电接触。
21.如权利要求20所述的方法，还包括：在该金属化层形成之前，在该盘的该第一表面上形成期望的光洁表面。
22.如权利要求20所述的方法，其中该金属化层的形成包括使用油墨沉积法沉积金属膜。
23.如权利要求22所述的方法，还包括固化该沉积的金属膜。
24.一种用于改进射频环形器的插入损耗性能的方法，该方法包括：
形成铁氧体基盘，该铁氧体基盘包括铁氧体中心部分，以及；
形成该盘的接地表面的期望的光洁度，该光洁度选择为改进在该接地表面和一个或者多个金属结构之间的电连接，该期望的光洁度在该接地表面上的平均特征尺寸小于来自于生产该铁氧体基盘的切割的平均尺寸。
25.如权利要求24所述的方法，其中该一个或者多个金属结构包括形成在该接地表面上的金属化层。
26.一种封装的环形器模块，包括：
安装平台，配置为接收一个或者多个在其上的器件；
环形器装置，安装在该安装平台上，该环形器装置包括具有第一侧和第二侧的接地平面和设置在该接地平面的该第一侧上的磁体，该环形器装置还包括设置在该接地平面的该第二侧上的铁氧体基盘，该铁氧体基盘具有在一接地表面上的金属化层，从而该金属化层与在该接地平面上的该第二侧电接触；以及
壳体；安装在该安装平台上，其尺寸形成为基本包封和保护该环形器装置。
27.一种射频(RF)电路板，包括：
电路基板，配置为接收多个器件；
多个电路，设置在该电路基板上，配置为处理RF信号；
环形器装置，设置在该电路基板上，与至少该电路的一些电路互连，该环形器装置包括具有第一侧和第二侧的接地平面和设置在该接地平面的该第一侧上的磁体，该环形器装置还包括设置在该接地平面的该第二侧上的铁氧体基盘，该铁氧体基盘具有在一接地表面上的金属化层，从而该金属化层与在该接地平面上的该第二侧电接触；以及
多个连接特征，配置为利于将该RF信号传送到RF电路板和传送来自RF电路板的该RF信号。
28.一种射频(RF)系统，包括：
天线组件，配置为利于RF信号的发射和接收；
与该天线组件通信的收发器，配置为产生用于由该天线组件发射的发射信号和处理来自该天线组件的接收信号；以及
前端模块，配置为利于发射信号和接收信号的路由，该前端模块包括一个或者多个环形器，每个环形器包括具有第一侧和第二侧的接地平面和设置在该接地平面的该第一侧上的磁体，该环形器装置还包括设置在该接地平面的该第二侧上的铁氧体基盘，该铁氧体基盘具有在一接地表面上的金属化层，从而该金属化层与在该接地平面上的该第二侧电接触。
29.如权利要求28所述的RF系统，其中该系统包括基站。
30.如权利要求29所述的RF系统，其中该基站包括蜂窝基站。
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