CN110615478A

CN110615478A - 用于共烧的改善的白钨矿材料

Info

Publication number: CN110615478A
Application number: CN201910524247.6A
Authority: CN
Inventors: M·D·希尔; D·B·克鲁克尚克; J·A·舜克温勒; 姜建中; D·M·菲罗; N·B·科茨
Original assignee: Tiangong Program Co
Current assignee: Tiangong Program Co; Skyworks Solutions Inc
Priority date: 2018-06-18
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2019-12-27
Also published as: DE102019208855A1; JP2020002004A; TW202000456A; GB201908721D0; US20230242450A1; SG10201905557RA; GB2576092A; GB2576092B; US11565976B2; KR20190142736A; US20190382316A1

Abstract

本文公开了低温可共烧的白钨矿材料的实施例，该白钨矿材料可与诸如镍锌铁氧体的高介电材料组合使用，以形成复合结构，具体用于射频部件的隔离器和循环器。在一些实施例中，白钨矿材料可包括用于温度膨胀调节的氧化铝。

Description

用于共烧的改善的白钨矿材料

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2018年6月18日提交的美国专利申请号62/686,191的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请的实施例涉及可在不使用粘合剂的情况下形成的可共烧的(co-fireable)介电材料。

背景技术

循环器(circulator)和隔离器(isolator)是无源电子器件，其在高频(例如微波)射频系统中使用，以允许信号在一个方向上通过，同时在反方向上提供对反射能量的高隔离。循环器和隔离器通常包括盘形组件，该盘形组件包括同心地布置在环形介电元件内的盘形铁氧体或其他铁磁陶瓷元件。

图1的流程图例示用于制造上述复合盘组件的常规工艺。在步骤12，由介电陶瓷材料形成圆筒(cylinder)。然后在步骤14，在窑中烧制(fire)(未烧制的或“生坯”)圆筒(通常简称为“烧制”)。因而，陶瓷材料是“可烧的”。然后在步骤16，对圆筒的外表面进行机加工以确保其外径(OD)具有选定的尺寸。在组件元件中实现精确尺寸是重要的，因为尺寸影响微波波导特性。在步骤18，类似地，对圆筒的内表面进行机加工以确保其内径(ID)具有选定的尺寸。另外，在步骤20，由磁性陶瓷材料形成杆(rod)。然后在步骤22烧制杆，并且在步骤24，其表面被机加工成选定的OD。如下所述，杆OD略小于圆筒ID，使得杆能够牢固地装配在圆筒内。实现促进杆和圆筒之间的良好粘合的紧密装配是杆的外表面和圆筒的内表面两者都被机加工到精确容差的原因。

在步骤26，将环氧树脂粘合剂涂敷于杆和圆筒中的一个或两个。在步骤28，将杆插入到圆筒内以形成杆和园筒组件(rod-and-cylinder assembly)，并且如步骤30所示，允许环氧树脂固化(硬化)。在步骤32，将杆和圆筒组件的外表面再次被机加工成精确的OD。最后，在步骤34，将杆和圆筒组件切分成多个盘组件。因而，每个盘组件包括同心地布置在介电陶瓷环内的磁性陶瓷盘。每个盘组件的厚度通常为若干毫米。

在对圆筒内表面进行机加工以促进粘合、将环氧树脂涂敷于部件、仔细地处理和装配载有环氧树脂的部件以及使环氧树脂固化中所涉及的时间导致该工艺的低效率。期望提供一种用于制造复合磁性介电盘组件的更高效的方法。

发明内容

本文公开了用作射频部件的复合材料的实施例，所述复合材料包括磁性石榴石材料杆和围绕所述磁性石榴石材料杆的环，所述环由具有950℃或以下的烧制温度的白钨矿(scheelite)材料形成。

在一些实施例中，白钨矿材料可具有化学式Li_0.05Bi_0.95Mo_0.1V_0.9O₄。在一些实施例中，白钨矿材料可具有化学式Bi_1-2x-zR_zM′_xV_1-xM”_xO₄，R为稀土元素La、Ce、Pr、Sm、Nd、Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y或Sc，M′为Li、Na或K，且M”为Mo或W。在一些实施例中，白钨矿材料可具有化学式(Na，Li)_0.5xBi_1-0.5x(Mo，W)_xV_1-xO₄，x在0和0.5之间。在一些实施例中，白钨矿材料可包括1wt.％和10 wt.％之间的氧化铝。在一些实施例中，白钨矿材料可包括2wt.％和6wt.％之间的氧化铝。在一些实施例中，磁性石榴石材料杆可包括Bi、Ca、Zr、Y、Fe和O。在一些实施例中，白钨矿材料可包括BiVO₄。在一些实施例中，在烧制期间，环可围绕磁性石榴石材料杆在直径上缩小，使得无粘合剂用于将环与磁性石榴石材料杆相连接。在一些实施例中，白钨矿材料可包括(Na_0.35Bi_0.65)(Mo_0.7V_0.3)O₄。在一些实施例中，白钨矿材料可包括(Na_0.2Bi_0.8)(Mo_0.4V_0.6)O₄。

本文还公开了一种用于形成复合材料的方法的实施例，该复合材料用作射频器件中的隔离器或循环器，该方法包括：提供磁性石榴石材料杆；提供具有白钨矿晶体结构的外环，该外环具有950℃或以下的烧制温度；使该磁性石榴石材料杆进入到外环中的孔内；以及在950℃或以下的温度将外环和磁性石榴石材料杆共烧在一起，以使围绕磁性石榴石材料杆的外表面的外环收缩，而不使用粘合剂或胶合剂，并形成复合材料。

在一些实施例中，外环可具有化学式Li_0.05Bi_0.95Mo_0.1V_0.9O₄。

在一些实施例中，白钨矿材料可具有化学式Bi_1-2x-zR_zM′_xV_1-xM”_xO₄，R为稀土元素La、Ce、Pr、Sm、Nd、Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y或Sc，M′为Li、Na或K，M”为Mo或W。在一些实施例中，白钨矿材料可具有化学式(Na，Li)_0.5xBi_1-0.5x(Mo，W)_xV_1-xO₄，x在0和0.5之间。在一些实施例中，白钨矿材料可包含1wt.％和10wt.％之间的氧化铝。在一些实施例中，白钨矿材料可包含2wt.％和6wt.％之间的氧化铝。在一些实施例中，磁性石榴石材料杆可包括Bi、Ca、Zr、Y、Fe和O。在一些实施例中，白钨矿材料可包括BiVO₄。在一些实施例中，该方法可进一步包括切分所述复合材料。

本文还公开了射频隔离器或循环器的实施例，该射频隔离器或循环器包括磁性石榴石材料杆和围绕磁性石榴石材料杆的环，该环由具有950℃或以下的烧制温度的白钨矿材料形成。在一些实施例中，在烧制期间，该环可围绕磁性石榴石材料杆在直径上缩小，使得无粘合剂用于将环与磁性石榴石材料杆相连接。

附图说明

图1示出根据现有技术的用于制造复合磁性介电盘组件的方法的流程图。

图2示意性地示出如何设计、制造和使用具有在本文中所述的一个或多个特征的材料。

图3示出磁场与损耗图表。

图4A至图4B示出在矩形棱柱或圆筒形基底内具有铁氧体圆筒的复合结构的实施例。

图5A至图5B示出具有方形或圆形形状的复合瓦(tile)的实施例。

图6示出不具有磁体的集成微带循环器。

图7示出具有磁体的集成微带循环器。

图8示出某些材料的示例介电常数范畴。

图9示出BiVO₄的强度图。

图10示出经煅烧的Na_0.35Bi_0.65Mo_0.7V_0.3O₄的强度图。

图11示出白钨矿材料的膨胀测试。

图12示出具有1.2％的Al₂O₃的BiVO₄的膨胀测试。

图13示出共烧循环的示例。

图14示出Na₂BiMg₂V₃O₁₂的膨胀测试结果。

图15是通信网络的一个示例的示意图。

图16是使用载波聚合的通信链路的一个示例的示意图。

图17A是使用多输入多输出(MIMO)通信的下行链路信道的一个示例的示意图。

图17B是使用MIMO通信的上行链路信道的一个示例的示意图。

图18示出天线系统的示意图。

图19示出具有集成微带循环器的实施例的天线系统的示意图。

图20示出结合本申请的实施例的MIMO系统。

图21是移动装置的一个示例的示意图。

图22是根据一个实施例的功率放大器系统的示意图。

图23示出形成复合集成微带循环器的方法。

图24示出用于测试的集成微带循环器的实施例。

图25示出结合本申请的实施例的蜂窝天线基站的立体图。

图26示出结合所公开的材料的实施例的基站的壳体部件。

图27示出结合在本文中公开的材料的实施例的基站中使用的空腔滤波器。

图28示出包括在本文中公开的材料的实施例的电路板的实施例。

具体实施方式

在本文中公开了弱火烧制(low firing)介电材料的实施例。这些材料可有利地与高介电材料共烧，以形成用于磁性介电组件的复合物，例如用于隔离器和循环器应用。然后可将这些组件结合到射频应用中。有利地，所公开的材料的实施例可在不需要诸如胶合剂、环氧树脂或其他化学粘合剂的任何粘合剂的情况下进行共烧。因而，由本申请的实施例形成的复合材料可以是无胶合剂的、无环氧树脂的或者无粘合剂的。

本申请的实施例可有利地用于5G系统，具体地操作在3GHz及以上，以形成集成架构，该集成架构可包括诸如天线、循环器、放大器和/或基于半导体的放大器的不同部件。通过允许将这些部件集成到单个基底上，这可改善装置的整体小型化。在一些实施例中，所公开的装置可以操作在约1.8GHz和约30GHz之间的频率。在一些实施例中，所公开的装置可以操作在大于约1、2、3、4、5、10、15、20或25GHz的频率。在一些实施例中，所公开的装置可操作在小于30、25、20、15、10、5、4、3或2GHz的频率。

在一些实施例中，该集成架构可包括封装尺寸不比标准隔离器大很多的方向性耦合器和/或隔离器。在一些实施例中，该集成架构可包括高功率开关。除了使用介电瓦(dielectric tile)作为阻抗变换器的基底外，它还可以用作耦合器、开关和端接(termination)的基底。

图2示意性地示出如何能够处理一种或多种化学元素(框1)、化学化合物(框2)、化学物质(框3)和/或化学混合物(框4)以产生具有在本文中描述的一个或多个特征的一种或多种材料(框5)。在一些实施例中，这种材料可以形成为陶瓷材料(框6)，该陶瓷材料被配置为包括期望的介电特性(框7)、磁特性(框8)。

在一些实施例中，具有一个或多个前述特性的材料可实施在诸如射频(RF)应用的应用(框10)中。这样的应用可在装置12中包括在本文中描述的一个或多个特征的实施。在一些应用中，这样的装置可进一步实施在产品11中。在本文中描述这样的装置和/或产品的示例。

微带循环器/隔离器

循环器是可接收和发射诸如微波或射频(RF)的不同信号的无源多端口器件。这些端口可以是连接到循环器和从循环器连接的外部波导或传输线。隔离器与循环器相似，但是可封阻一个或多个端口。因此，循环器和隔离器在本文中可互换使用，因为它们整体结构上可以是相似的。因此，下面的所有讨论可适用于循环器和隔离器两者。

微带循环器和隔离器是本领域已知的器件，其包括沉积在诸如介电铁氧体基底这样的基底上的薄膜电路。在一些实施例中，一个或多个铁氧体盘可以粘合到基底上。然后可进一步附接(多个)磁体，以使信号传送(circulate)通过铁氧体盘。

另外，也已使用全铁氧体微带循环器，具体地用于雷达T/R模块。可将电路印刷到全铁氧体微带循环器上，并且可以在顶部添加磁体以引导信号。例如，在铁氧体基底上形成金属化图案。通常，金属化图案包括中心盘和多个传输线。

循环器通常可操作在上谐振(above resonance)操作区域或下谐振(belowresonance)操作区域中的任一个中。这在图3中示出。在一些实施例中，对于窄带、4GHz以下的循环器，上谐振频率可以是有利的。对于更高的频率，下谐振区域可以是更有利的。

具体地，微带循环器通常在下谐振操作区域中工作。它们例如在六角形铁氧体的情况下使用非常小的磁体，或者可以是自偏置的。然而，方形瓦可能是难以均匀磁化的形状，特别是对于本领域已知的全铁氧体微带循环器。因此，它们将在低场损耗区域附近操作。当变换器(transformer)安装在有损耗的未磁化铁氧体上时，性能受到影响。此外，增加的功率将造成更加为人所知的差性能。因此，本领域中已知的循环器由于铁氧体瓦磁化不良而遇到问题，导致差的插入损耗和互调失真(IMD)以及功率性能。

经共烧的微带循环器/隔离器

本申请的实施例可改善整体磁化并且减少当前已知的微带循环器可能发生的性能问题。通常，微带循环器可通过将铁氧体盘(例如由YIG制成的氧化铁氧体盘)直接嵌入介电基底中来形成。然后可将该组合共烧在一起以形成更坚固的复合结构。另外，可添加诸如由银或其他金属化物质形成的电路。在不用共烧工艺的情况下，将无法应用电路金属化。本申请的实施例可以缓解本领域的一些重要问题。

可使用任何数量的不同铁氧体盘材料。在一些实施例中，铁氧体盘材料的饱和磁化水平的范围可以在1000-5000(或约1000-约5000)高斯之间。

此外，可使用本领域中已知的任何数量的不同介电基底。电介质可以由电介质粉末或低温共烧陶瓷(LTCC)带来形成。在一些实施例中，介电常数可以高于6、10、15、20、25、30、40、50或60。在一些实施例中，介电常数的范围可以是从6至30(或从约6至约30)。在一些实施例中，介电常数可以低于约60、50、40、30、25、20、15或10。

具体地，为了形成复合微带循环器100，如图4A至图4B所示，可将磁性氧化物盘102或其他磁性盘插入到介电基底104的孔中。在一些实施例中，盘102可以是圆柱形杆，但是具体形状不是限制性的。盘102可以是生坯、先前烧制的或先前未烧制的。

此外，基底104通常可以是如图4A所示的矩形棱柱，但也可以使用其他形状，例如图4B中所示的圆筒。下面更详细地公开基底104的实施例。当盘102在基底104内部时，可以使用如美国专利号7,687,014中所讨论的方法将这些部件共烧在一起，该美国专利的全部内容通过引用并入本文并在下文中讨论。下面进一步详述的该共烧过程可使基底104围绕盘102收缩并与粘合剂一起将其保持就位，以形成复合结构100。然后，可切分该复合结构100以形成如图5A至图5B所示的芯片结构(图5A示出矩形棱柱切片，且图5B示出圆柱形切片)。然而，在一些实施例中，不进行切分，而是将这些部件以它们的最终厚度共烧在一起。在一些实施例中，可以将多个不同的盘插入到单个基底的多个不同孔中。

因此，在一些实施例中，磁性氧化物盘可共烧成方形或矩形介电基底或任何其他形状的基底，该基底然后可用作诸如电路的其他部件的平台。然后，该复合结构可被磁化以用作例如微带循环器和/或隔离器封装，或者铁氧体盘可在插入之前已被磁化。在一些实施例中，铁氧体盘可以在共烧步骤之前被磁化。

当形成复合结构时，可在基底上添加其他部件，例如附加的薄膜电路等。因此，本申请的实施例可以形成集成解决方案，该解决方案可包括封装尺寸不比标准隔离器大很多的方向性耦合器和/或隔离器。此外，有利地，损耗可能不受磁场水平的影响，或者至少可以减小。在一些实施例中，所公开的循环器将不比所有当前的铁氧体微带循环器更大(并且取决于所选择的铁氧体/电介质组合，可以更小)。

因而，如图5A至图5B所示，使用共烧工艺，可将铁氧体盘嵌入介电瓦中。图中所示的薄铁氧体盘可明显比现有技术中已知的方形或其他奇形怪状的部件更易于均匀地磁化。在一些实施例中，介电瓦可以是约25平方毫米，但具体尺寸不是限制性的。这可用于3至4(或约3至约4)GHz区域中。

然后，可以如图6所示地使用电介质瓦来制作变换器。如所示那样，基底104具有用于其他部件附接的剩余空间。在形成变换器之后，如图7所示，只需要在瓦上放置一个小磁体。因此，装配时间可以比先前的方式短得多。

除了使用介电瓦作为阻抗变换器的基底之外，它还可以用作耦合器、开关和端接的基底。因此，可在共烧之后将多个其他部件添加到基底上，从而减小器件的总占用空间(footprint)。此外，可添加电路金属化，但是只能在器件已经被共烧之后。

用于环的低温烧制介电材料

本申请的实施例可以特别有利于与磁性材料一起的共烧工艺，例如用于形成循环器/隔离器。具体地，它们可以是具有低烧制温度的高介电磁性材料(例如，它们可以是在低温下可烧制的)。具体地，可将磁性材料和/或具有高介电常数的弱火烧制磁性石榴石材料的杆插入由所公开的低温烧制介电材料的实施例形成的未烧制的环中，例如在上面图4A至图4B中所示(104是环，102是杆)，该磁性材料例如镍锌铁氧体材料、镁铁氧体、或其他高饱和磁化尖晶石铁氧体，该弱火烧制磁性石榴石材料例如含铋的钇铁石榴石衍生物。高介电常数磁性石榴石材料可具有在24和35之间的介电常数，例如24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34或35，但是具体的介电常数不是限制性的。环可以是下面讨论的任何材料，例如白钨矿、石榴石等。

然后可将环和杆的组合共烧在一起，使得环在杆周围收缩。这两种材料都可以是“可烧制的”，这意味着它们具有在炉/窑/其他加热装置中被烧制或烧结至例如高密度的能力。在一些实施例中，烧制可以改变材料(例如本文所述的陶瓷材料)的一种或多种特性。在烧制之后，可将环和杆的组合切分/切割成单独的部件。这些部件的实施例可用作诸如5G应用这样的射频应用的隔离器和/或循环器。

有利地，该共烧工艺可在不使用粘合剂/环氧树脂/胶合剂或其他有机(例如，碳基)聚合物材料的情况下进行，并且因而可认为是“无胶组件”。例如，不需要用“胶合剂”将杆连接到环。先前的组件的重复操作将可烧制环与可烧制杆分开烧制，因为烧制环的温度太高可能导致熔化或者至少显著地损坏内杆的特性。这两个部分可以分开烧制，或者可以先烧制环，然后一起炼制环/杆组件。对于这些方法中的每一种，环都不会围绕杆充分地收缩，并且因此需要粘合剂来保持环和杆彼此附接。

然而，使用粘合剂具有许多缺点，并且有利地，所公开的材料可形成复合结构而不需要这样的粘合剂，这是因为杆和环可共烧在一起。例如，当存在粘合剂时，对部件进行金属化极为困难，如果不是不可能的话。这是因为金属化所需的温度远高于粘合剂的使用温度，导致粘合剂熔化和/或失去粘性。

此外，胶合剂是有损耗的，这增加了胶合部件的插入损耗。在高频下的胶合剂的介电损耗大于磁性或介电材料。

在一些实施例中，该材料可具有小于10(或小于约10)的ε’。因而，本申请的实施例可用于5G下谐振应用。避免模变(moding)并抵消也在高频下使用的较薄基底的阻抗效应可以是有利的。因此，低于10(或低于约10)的值可用于高于20GHz的频率。

作为示例，作为环的材料的实施例可适合于与例如在美国专利公布号2017/0098885(特此通过引用并入其全部内容)中公开的高磁化尖晶石(例如镍锌铁氧体)的杆材料共烧，具体用于高频(5G)应用。另外，环材料可以与例如在美国专利公布号US2018/0016155(特此通过引用并入其全部内容)中所公开的高介电常数材料共烧。高介电常数磁性杆可以是铋置换的高介电常数磁性石榴石。标准的掺杂铋的高介电常数石榴石材料例如在许多先前的专利申请中描述的含Bi的石榴石材料。Y-Bi-Ca-Zr-V-Fe-O在950℃左右烧结。因此，在本文中公开了多种方式，用以降低白钨矿材料的烧制温度，使得它可以在适当的温度范围内与镍锌铁氧体共烧。

如上所述，可共烧的环材料可基于白钨矿结构或白钨矿型材料(例如，含有白钨矿原子排列的结晶化合物)。这可包括含有白钨矿原子排列的结晶化合物，并且术语白钨矿结构、白钨矿或白钨矿型材料可以互换使用。图8示出弱火烧制(＜800℃)氧化物的材料族的介电常数范畴。在一些实施例中，白钨矿材料具有化学式BiVO₄。

在一些实施例中，具有白钨矿结构的材料可以是Bi_1-2x-zR_zM′_xV_1-xM”_2xO₄，其中R是稀土元素La、Ce、Pr、Sm、Nd、Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y或Sc，M′是Li、Na或K，且M”是Mo或W。在一些实施例中，0＜z＜0.7且0＜x＜0.5。

在一些实施例中，白钨矿材料可具有化学式(Na,Li)_0.5xBi_1-0.5x(Mo,W)_xV_1-xO₄。在一些实施例中，0＜x＜0.5。

在一些实施例中，白钨矿可具有低烧制温度(＜850℃，＜900℃)、低介电损耗角正切(在3GHz下＜.001)，并且通过在结构中适当的置换，可呈现8至70(或约8至约70)、10和60(或约10至约60)之间、20和50(或约20和约50)之间、或30和40(或约30和约40)之间的介电常数的范围。在一些实施例中，白钨矿可呈现出8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65或70(或约8、约10、约15、约20、约25、约30、约35、约40、约45、约50、约55、约60、约65或约70)的介电常数。

具体地，白钨矿材料可以用作低介电常数可共烧材料，以与例如石榴石和/或掺杂Bi的材料的高介电常数材料或者在本文中讨论的任何高磁性杆材料一起烧制。使用这种材料以避免模变并抵消在高频下也必需的较薄基底的阻抗效应可以是有利的。另外，白钨矿材料还可对高频微带或表面集成波导设计是特别有用的，例如因为允许化学相容性的降低的温度和更宽范围的介电常数。

在一些实施例中，可将氧化铝(例如Al₂O₃)添加到环材料中，该环材料例如本文讨论的白钨矿材料、石榴石材料、尖晶石材料、烧绿石材料等。例如，可以将氧化铝混合到环材料中，作为氧化铝，例如通过组合不同的粉末。在一些实施例中，可将1、2、3、4、5、6、7、8、9或10(或约1、约2、约3、约4、约5、约6、约7、约8、约9、或约10)wt.％的氧化铝合并到白钨矿材料中。在一些实施例中，可将1.2(或约1.2)wt.％的氧化铝合并到白钨矿材料中。在一些实施例中，可将大于1、2、3、4、5、6、7、8、9或10(或约1、约2、约3、约4、约5、约6、约7、约8、约9、或约10)wt.％的氧化铝合并到白钨矿材料中。在一些实施例中，可将小于1、2、3、4、5、6、7、8、9或10(或约1、约2、约3、约4、约5、约6、约7、约8、约9、或约10)wt.％的氧化铝合并到白钨矿材料中。在一些实施例中，可将2至6(或约2至约6)wt.％的氧化铝合并到白钨矿材料中。在一些实施例中，可将1-10wt.％(或约1至约10wt.％)的氧化铝添加到白钨矿材料中。氧化铝的合并可以调节热膨胀行为并可防止裂解。例如，与未掺杂的白钨矿材料相比，它可以使白钨矿材料更好地匹配高介电的热膨胀材料，例如富含铋的高介电常数石榴石，从而允许成功的共烧而不裂解。具体地，可以通过调节热膨胀来防止裂解。

表格1示出多种不同的白钨矿材料及它们的性质。在一些实施例中，钨酸盐比相应的钼酸盐可具有更低的介电常数，钨酸盐与钼酸盐两者都可具有白钨矿结构。

表格1：白钨矿材料

在一些实施例中，所公开的白钨矿材料可具有大于900、1000、1100、1200或1300(或大于约900、约1000、约1100、约1200或约1300)的Q范围。在一些实施例中，所公开的白钨矿材料可具有小于900、1000、1100、1200或1300(或小于约900、1000、1100、1200或1300)的Q范围。

在一些实施例中，所公开的白钨矿材料可具有10和100之间(或约10和约100之间)的介电常数。在一些实施例中，所公开的白钨矿材料可具有大于10、20、30、40、50、60、70、80、90或100(或大于约10、约20、约30、约40、约50、约60、约70、约80、约90或约100)的介电常数。

在一些实施例中，所公开的白钨矿材料可具有小于20、30、40、50、60、70、80、90或100(或小于约20、约30、约40、约50、约60、约70、约80、约90或约100)的介电常数。

在一些实施例中，所公开的白钨矿材料可具有低于900、850、800或750℃(或低于约900、约850、约800或约750℃)的烧制温度。在一些实施例中，所公开的白钨矿材料可具有大于900、850、800或750℃(或大于约850、约800、或约750℃)的烧制温度。在一些实施例中，所公开的白钨矿材料可具有775℃(或约775℃)的烧制温度。

表格2示出使用白钨矿材料的实验结果。此外，表格2公开了白钨矿材料的可能的器件应用。

表格2：白钨矿实验结果

表格3示出具体的基于白钨矿的组合物，其可有利地与TTHiE高介电材料一起共烧。

表格3：基于白钨矿的TTHiE共烧成的组合物

如上所示，钒酸铋(BiVO₄)可以是特别有用的白钨矿材料。在一些实施例中，可将钠或钼添加到材料中。

表格4示出具有白钨矿结构的材料的可用于共烧的其他示例。

表格4：具有白钨矿结构的材料

白钨矿	介电常数	烧制温度(℃)
			Na<sub>0.2</sub>Bi<sub>0.8</sub>Mo<sub>0.4</sub>V<sub>0.6</sub>O<sub>4</sub>	57	675
Li<sub>0.05</sub>Bi<sub>0.95</sub>Mo<sub>0.1</sub>V<sub>0.9</sub>O<sub>4</sub>	70	675
			Li<sub>0.5</sub>Bi<sub>0.5</sub>Mo<sub>0.4</sub>W<sub>0.6</sub>O<sub>4</sub>	30	600
Li<sub>0.5</sub>Sm<sub>0.5</sub>MoO<sub>4</sub>	25	640

图9示出BiVO₄的X射线衍射轨迹。图10示出所烧结的Na_0.35Bi_0.65Mo_0.7V_0.3O₄的强度图。两个图都表明该材料具有白钨矿结构并且只存在白钨矿结构。

图11示出白钨矿材料的膨胀测试。TTHIE-1950是Bi-Ca-Zr-Y-Fe-O材料。有利的是，非TTHIE材料的平均d尽可能紧密地与TTHiE材料的平均d匹配，例如美国专利号9，263，175和9，527,77，该两专利的每一个的全部内容通过引用整体地并入本文。

图12示出具有1.2％的Al₂O₃的BiVO₄的膨胀测试。如所示那样，热膨胀系数是与磁性材料共烧的合理值。

在一些实施例中，所公开的白钨矿材料可具有在TTHI材料的1％、5％或10％(或在约1％、约5％或约10％内)的平均a。在一些实施例中，平均a可以在6至13(或约6至约13)ppm/℃的范围内，例如6、7、8、9、10、11、12或13(或约6、约7、约8、约9、约10、约11、约12或约13)ppm/℃。

图13示出关于石榴石和介电因子的共烧理想循环。理想的是，经预烧制的石榴石杆的OD与在共烧阶段结束时而在冷却之前的经压制的介电管的ID精确(或大致精确)相同。由于石榴石具有固定的膨胀，通过控制生坯密度，调节电介质的收缩和初始尺寸，来实现这一点。在石榴石和电介质接触之后，在共烧温度下发生扩散，形成键合；过多的扩散可导致介电损耗。石榴石和电介质通过冷却而保持接触，因为它们的膨胀(收缩)系数是相同的，从而保持键合。

在一些实施例中，在具有或不具有上面讨论的氧化铝的情况下，其他环材料可以代替白钨矿用于共烧。例如，也可使用尖晶石结构。表格5示出可使用的可能的尖晶石材料。

表格5：用于共烧的石榴石材料

组合物	烧制温度(℃)	介电常数	Qf积(THz)	t<sub>F</sub>(ppm/℃)
					Na<sub>2</sub>MoO<sub>4</sub>	600	4.1	46.9	-76
Li<sub>2</sub>MoO<sub>4</sub>	540	5.5	59.8	-160
					Li<sub>2</sub>WO<sub>4</sub>	640	5.5	97.3	-146
LiMgVO<sub>4</sub>	700	8.9	23.8	-140

其它有用的环材料可以是具有或不具有上面讨论的氧化铝的石榴石，其与上面讨论的高介电镍材料是同构的。表格6示出可能的石榴石材料。

表格6：用于共烧的尖晶石材料

图14示出Na₂BiMg₂V₃O₁₂的膨胀测试结果。

另一种有用的环材料可包括具有或不具有上述氧化铝的烧绿石材料。表格7示出可使用的可能的烧绿石材料。

表格7：用于共烧的烧绿石材料

在一些实施例中，更高的能量粉碎可通过增加粉末的表面积而使其更易反应，将烧制温度降低至约850℃、或者850℃或以下。在一些实施例中，烧绿石材料可具有60至100的介电常数范围。

表格8示出共烧铁氧体/电介质组合的器件应用。应当理解，下面的表格只示出示例，并且本申请不限于下面示出的具体器件。

表格8：经共烧的材料的示例使用

5G应用

所公开的复合微带循环器的实施例对于第五代无线系统(5G)应用可以是特别有利的，但是其也可以用于早期的4G和3G应用。5G技术在本文也称为5G新无线电技术(NR)。5G网络可提供比当前4G系统明显更高的容量，这允许在一个区域中的更大数量的消费者。这可进一步改善上传/下载限制和要求。具体地，诸如在本文中描述的那些5G所需要的大量的循环器(通常每个前端模块或FEM一个)需要进一步集成部件。所公开的循环器的实施例可允许这种集成，并且因此可以是特别有利的。前端模块中的其他部件将是基于微带或SMT的。

5G NR的初步规范支持各种特征，例如在毫米波频谱上的通信、波束成形能力、高频谱效率波形、低延迟通信、多重无线电数字学和/或非正交多路访问(NOMA)。虽然这些RF功能为网络提供了灵活性并提高了用户数据速率，但支持这些特征可能提出许多技术挑战。

本文的教导适用于多种多样的通信系统，包括但不限于使用高级蜂窝技术的通信系统，例如LTE-Advanced、LTE-Advanced Pro和/或5G NR。

图15是通信网络10的一个示例的示意图。通信网络10包括宏蜂窝(macro cell，宏小区)基站1、移动设备2、小蜂窝(small cell，小小区)基站3和固定无线装置4。

图15所示的通信网络10支持使用各种技术的通信，包括例如4G LTE、5G NR和例如Wi-Fi的无线局域网(WLAN)。虽然示出所支持的通信技术的各种示例，但是通信网络10可适于支持多种多样的通信技术。

图15中描绘了通信网络10的各种通信链路。通信链路可以以多种方式双工，包括例如使用频分双工(FDD)和/或时分双工(TDD)。FDD是一种使用不同频率来发射和接收信号的射频通信。FDD可提供许多优点，例如高数据速率和低延迟。相反，TDD是一种射频通信，其使用大约相同的频率来发射和接收信号，并且其中发射和接收通信按时间切换。TDD可以提供许多优点，例如频谱的有效使用以及发射方向与接收方向之间的吞吐量的可变分配。

如图15所示，移动装置2通过使用4G LTE和5G NR技术的组合的通信链路与宏蜂窝基站1通信。移动装置2还与小蜂窝基站3通信，该小蜂窝基站3可包括本申请的实施例。在所示的示例中，移动装置2和小蜂窝基站3通过使用5G NR、4G LTE和Wi-Fi技术的通信链路进行通信。

在某些实现中，移动装置2在小于6千兆赫(GHz)的一个或多个频带上使用5G NR技术与宏蜂窝基站1和小蜂窝基站3通信。在一个实施例中，移动装置2支持HPUE功率等级规范。

结合本申请的实施例的所示的小蜂窝基站3还与固定无线装置4通信。小蜂窝基站3可用于例如在一个或多个高于6GHz的频带上使用5G NR技术提供宽带服务，该一个或多个高于6GHz的频带包括例如30GHz至300GHz频率范围内的毫米波段。

在某些实现中，小蜂窝基站3使用波束成形与固定无线装置4通信。例如，波束成形可用于聚焦信号强度以克服路径损耗，例如与毫米波频率上的通信相关的高损耗。

图15的通信网络10包括可包括本申请的实施例的宏蜂窝基站1以及小蜂窝基站3。在某些实现中，小蜂窝基站3可以在相对于宏蜂窝基站1相对较低的功率、较短的范围和/或较少的并发用户的情况下操作。小蜂窝基站3也可以称为飞蜂窝(femtocell，飞小区)、皮蜂窝(picocell，皮小区)或微蜂窝(microcell，微小区)。

尽管通信网络10被示为包括两个基站，但是通信网络10也可被实现为包括更多或更少的基站和/或其他类型的基站。

图15的通信网络10被示为包括一个移动装置和一个固定无线装置。移动装置2和固定无线装置4示出用户设备或用户装置(UE)的两个示例。虽然通信网络10被示为包括两个用户装置，但是通信网络10可用于与更多或更少的用户装置和/或其他类型的用户装置通信。例如，用户装置可包括移动电话、平板电脑、膝上型电脑、物联网装置、可穿戴电子装置和/或各种其他通信装置。

通信网络10的用户装置可以以多种方式共享可用的网络资源(例如，可用的频谱)。

增强型移动宽带(eMBB)是指用于增加LTE网络的系统容量的技术。例如，eMBB可指对于每个用户装置具有至少10Gbps的峰值数据速率和100Mbps的最小数据速率的通信。超可靠低延迟通信(uRLLC)是指具有非常低延迟(例如，小于2毫秒)的通信的技术。uRLLC可用于任务关键型通信，例如自动驾驶和/或远程手术应用。大规模机器类型通信(mMTC)是指与日常对象的无线连接相关联的低成本且低数据速率通信，例如与物联网(IoT)应用相关联的那些通信。

图15的通信网络10可用于支持多种高级通信特征，包括但不限于eMBB、uRLLC和/或mMTC。

(例如，基站和用户装置之间的)通信链路的峰值数据速率取决于多种因素。例如，峰值数据速率可受到信道带宽、调制阶数、分量载波的数量和/或用于通信的天线的数量的影响。

例如，在某些实现中，通信链路的数据速率可约等于M*B*log₂(1+S/N)，其中M是通信信道的数量，B是信道带宽，并且S/N是信噪比(SNR)。

因此，可以通过增加通信信道的数量(例如，使用多个天线进行发射和接收)，使用更宽的带宽(例如，通过聚合载波)和/或改善SNR(例如，通过增加发射功率和/或改善接收器灵敏度)来提高通信链路的数据速率。

5G NR通信系统可采用多种技术来提高数据速率和/或通信性能。

图16是使用载波聚合的通信链路的一个示例的示意图。载波聚合可用于通过支持多个频率载波上的通信来使通信链路的带宽变宽，从而通过利用分段频谱分配来增加用户数据速率并提高网络容量。

在所示的示例中，在基站21和移动装置22之间提供通信链路。如图16所示，通信链路包括用于从基站21到移动装置22的RF通信的下行链路信道以及用于从移动装置22到基站21的RF通信的上行链路信道。

尽管图16示出在FDD通信的情况下的载波聚合，但是载波聚合也可以用于TDD通信。

在某些实施方式中，通信链路可对下行链路信道和上行链路信道提供不对称的数据速率。例如，通信链路可用于支持相对高的下行链路数据速率，以允许到移动装置的多媒体内容的高速流式传输，同时提供用于将数据从移动装置上载到云(cloud)的相对较慢的数据速率。

在所示的示例中，基站21和移动装置22经由载波聚合进行通信，这可用于选择性地增加通信链路的带宽。载波聚合包括连续聚合，其中聚合相同操作频带内的连续载波。载波聚合也可以是非连续的，并且可包括在公共频带内或不同频带内在频率上分离的载波。

在图16所示的示例中，上行链路信道包括三个聚合分量载波f_UL1、f_UL2和f_UL3。另外，下行链路信道包括五个聚合分量载波f_DL1、f_DL2、f_DL3、f_DL4和f_DL5。尽管示出了分量载波聚合的一个示例，但是可针对上行链路和/或下行链路聚合更多或更少的载波。而且，聚合载波的数量可以随时间改变，从而实现期望的上行链路数据速率和下行链路数据速率。

例如，关于特定移动装置的上行链路和/或下行链路通信的聚合载波的数量可随时间改变。例如，聚合载波的数量可以随着该装置移动通过通信网络和/或在网络使用情况随时间变化时改变。

参考图16，在载波聚合中使用的各个分量载波可具有各种频率，包括例如在相同频带中或在多个频带中的频率载波。另外，载波聚合可适用于各个分量载波具有大约相同的带宽的实现方式以及各个分量载波具有不同的带宽的实现方式。

图17A是使用多输入多输出(MIMO)通信的下行链路信道的一个示例的示意图。图17B是使用MIMO通信的上行链路信道的一个示例的示意图。

MIMO通信使用多个天线在公共频谱上同时传送多个数据流。在某些实现中，数据流用不同的基准信号来工作，以增强接收器处的数据接收。由于无线电环境的空间复用差异，MIMO通信受益于更高的SNR、改善的编码和/或减少的信号干扰。

MIMO阶数(order)是指发送或接收的单独数据流的数量。例如，用于下行链路通信的MIMO阶数可由基站的发射天线的数量和用于UE(诸如移动装置)的接收天线的数量来描述。例如，二乘二(2×2)DL MIMO指的是使用两个基站天线和两个UE天线的MIMO下行链路通信。另外，四乘四(4×4)DL MIMO指的是使用四个基站天线和四个UE天线的MIMO下行链路通信。

在图17A所示的示例中，通过使用基站41的M个天线43a、43b、43c、……、43m进行发射并使用移动装置42的N个天线44a、44b、44c、……、44n进行接收来提供下行链路MIMO通信。因此，图17A示出M×N DL MIMO的示例。

同样地，用于上行链路通信的MIMO阶数可由UE(诸如移动装置)的发射天线的数量和基站的接收天线的数量来描述。例如，2x2 UL MIMO指的是使用两个UE天线和两个基站天线的MIMO上行链路通信。另外，4x4UL MIMO指的是使用四个UE天线和四个基站天线的MIMO上行链路通信。

在图17B所示的示例中，通过使用移动装置42的N个天线44a、44b、44c、……、44n进行发射并使用基站41的M个天线43a、43b、43c、……、43m进行接收来提供上行链路MIMO通信。因此，图17B示出N×M UL MIMO的示例。

通过增加MIMO的级别或阶数，可增加上行链路信道和/或下行链路信道的带宽。

尽管在FDD的的情况下示出MIMO通信，但是MIMO通信也是使用TDD的可适用通信链路。

对于这些5G网络，一种形式的基站将是基于大规模多输入多输出(MIMO)的，具有能够进行多波束成形以便以非常高的数据速率与手持终端交互的可能64-128个天线的阵列。因此，本申请的实施例可以结合到基站中以用于高容量应用。

这种方法类似于雷达相控阵T/R模块，每个天线元件都有单独的收发器，尽管大规模MIMO不是雷达意义上的相控阵。目标是在终端处的最佳相干信号强度而非测向。此外，信号分离将是基于时分(TD)的，需要双工/切换的手段来分离Tx和Rx信号。

为了讨论，假设每个天线有一个Tx、一个Rx模块、一个双工循环器和一个天线滤波器。然而，也可使用其他配置。

图18示出RF发射系统的简化版本，省略了驱动器和开关逻辑。如所示那样，该系统可包括多个不同的部件，包括循环器。因而，本申请的实施例可用作RF系统中的循环器，用于新创建的系统或者作为先前系统的改善的替换。具体地，本申请的实施例涉及混合解决方案，其使用带状线循环器以及用于其余部件的微带或带状线拓扑。

图19示出在简化的RF天线结构上的上述图5A至图5B的集成部件。如所示那样，基底可包括用于循环器的共烧的铁氧体/介电瓦。此外，耦合器、开关和负载也可应用于铁氧体外部的介电瓦。导体和接地平面可以在厚膜银中。在一些实施例中，循环器子组件还可与功率放大器(PA)和大噪声放大器(LNA)模块集成。

相比于本领域已知的循环器，本申请的实施例可具有多个优点。例如，

·与其他耦合器(如半导体耦合器)相比，耦合器和其他传输线具有低得多的插入损耗；

·耦合更加一致；

·与软基底相比，负载可更容易地散热；

·循环器具有比基于全铁氧体基底的器件更低的损耗；

·电介质温度稳定，有助于耦合器和循环器的性能；

·如果需要，可使用更高介电常数的陶瓷电介质来减小器件的尺寸。

此外，陶瓷循环器的实施例可具有以下优点：

·用于PA和负载的热/功率耗散/导热性；

·用于耦合器/滤波器设计的各向同性电介质(TTB除外)；

·用于尺寸减小的介电常数范围(4-100+)；

·低介电损耗(耦合器/滤波器)；

·严格的介电常数容差(耦合器/滤波器/天线)；

·随着温度的稳定的介电常数(耦合器/滤波器/循环器)；

·适度的成本。

另一方面，软基底(例如软板)可能具有以下缺点：

·由于塑料导电性而导致的差导电性；

·各向异性(xy与z方向)；

·一些只有3-10，其他固定；

·更高的损耗；

·更宽松的容差；

·随着温度不稳定。

因此，相比于本领域中先前已知的循环器，本申请的实施例可具有显著优点。

图20示出MIMO系统的另一个实施例，所公开的微带循环器可以结合到该系统中。随着用于5G系统的大规模MIMO的出现，当前的天线将被替换为具有例如64个阵列元件的天线阵列。每个元件可由单独的前端模块(FEM)馈给。

图21是移动装置800的一个示例的示意图。移动装置800包括基带系统801、收发器802、前端系统803、天线804、功率管理系统805、存储器806、用户接口807和电池808，并且可与基站交互，该基站包括本文公开的微带循环器的实施例。

移动装置800可用于使用多种通信技术进行通信，包括但不限于2G、3G、4G(包括LTE、LTE-Advanced和LTE-Advanced Pro)、5G NR、WLAN(例如，Wi-Fi)、WPAN(例如，蓝牙和ZigBee)和/或GPS技术。

收发器802产生用于发射的RF信号并处理从天线804接收的输入RF信号。应当理解，与RF信号的发射和接收相关联的各种功能可通过图21中被共同表示为收发器802的一个或多个部件来实现。在一个示例中，可提供单独的部件(例如，单独的电路或晶片)以处理某些类型的RF信号。

在某些实施方式中，移动装置800支持载波聚合，从而提供增加峰值数据速率的灵活性。载波聚合可以用于频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两者，并且可以用于聚合多个载波或信道。载波聚合包括连续聚合，其中，聚合在相同操作频带内的连续载波。载波聚合也可以是非连续的，并且可以包括在公共带内或不同带中在频率上分离的载波。

天线804可包括用于各种类型的通信的天线。例如，天线804可包括发射和/或接收与多种频率和通信标准相关联的信号有关的天线。

在某些实现中，天线804支持MIMO通信和/或交换分集通信。例如，MIMO通信使用多个天线在单个射频信道上传送多个数据流。由于无线电环境的空间复用差异，MIMO通信受益于更高的信噪比、改善的编码和/或减少的信号干扰。交换分集指的是在特定时间选择特定天线用于操作的通信。例如，可基于各种因素，例如基于观察到的比特误码率和/或信号强度指标，使用开关从一组天线中选择特定天线。

图22是根据一个实施例的功率放大器系统840的示意图。所示的功率放大器系统840包括基带处理器821、发射器822、功率放大器(PA)823、方向性耦合器824、带通滤波器825、天线826、PA偏置控制电路827和PA供电控制电路828。所示的发射器822包括I/Q调制器837、混合器838和模数转换器(ADC)839。在某些实现中，发射器822包括在收发器中，从而提供发射功能和接收功能两者。所公开的微带循环器的实施例可结合到功率放大器系统中。

方法

本文公开了用于制造集成微带部件的方法的实施例。图23公开了可使用的工艺300的实施例。

返回到图23，在步骤302，铁氧体盘或圆柱可由磁性陶瓷材料、通过本领域已知的用于制造这种元件(即，在高频电子元件中使用的类型的磁性氧化物)的任何合适的常规工艺形成。类似地，在步骤304，可通过任何合适的常规工艺由介电材料形成基底。在一些实施例中，铁氧体盘可通过在窑中对其进行烧制来烧结。下面在该工艺流程描述之后阐述材料和烧制温度的一些示例。然而，本发明所涉及领域的技术人员理解，制造这种类型的磁性陶瓷和介电陶瓷元件的材料和工艺在本领域中是公知的。因此，没有穷举列出合适的材料和温度。所有用于制造这种杆、圆柱和该类型的类似元件的合适的材料和工艺都旨在本发明的范围内。

在步骤306，可将盘组合到具有孔的介电基底中。例如，可对盘的外表面进行机加工以确保其外径(OD)小于基底孔的内径(ID)。在一些实施例中，OD略小于ID，以使盘能够插入到基底中。

在一些实施例中，经预先烧制的盘可容纳在未烧制的或“生坯”衬底中，以形成图4A至图4B中所示的复合组件100。

在步骤308，可对盘和基底进行共烧。也就是说，烧制复合组件100。共烧温度可低于烧制盘时的温度，以确保盘的物理特性和电学特性保持不变。共烧温度可在通常烧制这些部件的众所周知的范围内。重要的是，共烧使得基底在盘周围收缩，从而将它们固定在一起。然后，可对复合组件100的外表面进行机加工，以确保其具有指定的OD或者要不然是预定的OD。此外，该步骤可用于对复合组件100进行金属化和/或如果铁氧体盘先前未被磁化，进行磁化。

步骤310和步骤312示出在复合组件100的共烧之后可采取的可选步骤。例如，可将附加部件310添加到基底(例如电路)上，以形成最终的电子部件。此外，在一些实施例中，复合组件100可以被切分312或以其他方式分割，以形成多个分离的组件。在一些实施例中，可执行这两个可选步骤，并且具体次序不是限制性的。在一些实施例中，可仅采用可选步骤中的一个。在一些实施例中，可以不采用任何可选步骤。

因此，复合组件100可以以与常规生产的这种类型的组件相同的方式用于制造高频电子部件。然而，本发明的方法比常规方法更经济，这是因为本发明不涉及粘合剂的使用。

图24示出如本文所讨论的循环器的示例性实施例。厚膜银可被印刷为电路。根据标准循环器应用，循环器包括端口1、端口2和端口3。这些端口中的一个可被封阻以形成隔离器。

电信基站

具有如本文所述的一个或多个特征的电路和装置可在诸如无线基站的RF应用中实现。这种无线基站可包括被配置为促使RF信号的发射和/或接收的一个或多个天线。这样的天线可以耦接到具有如本文所述的一个或多个循环器/隔离器的电路和装置。

因此，在一些实施例中，上面公开的材料可以结合到例如用于蜂窝网络和无线通信的电信基站的不同部件中。图25中示出基站2000的示例性立体图，其包括蜂窝塔2002和电子器件机房(electronics building)2004两者。蜂窝塔2002可包括多个天线2006，通常面向不同方向以便优化服务，可以用于接收和发射蜂窝信号两者，而电子器件机房2004可以装有例如下面讨论的滤波器、放大器等电子部件。天线2006和电子部件两者都可以结合所公开的陶瓷材料的实施例。

图25示出基站。基站可包括被配置为促使RF信号的发射和/或接收的天线。这样的信号可由收发器生成和/或由收发器处理。对于发射，收发器可生成发射信号，该发射信号由功率放大器(PA)放大并被滤波(Tx滤波器)，以便由天线发射。对于接收，从天线接收的信号可被滤波(Rx滤波器)并且在被传递到收发器之前由低噪声放大器(LNA)放大。在这种Tx和Rx路径的示例性情况下，具有如本文所述的一个或多个特征的循环器和/或隔离器可在例如PA电路和LNA电路处实现或与其相结合地实现。循环器和隔离器可包括本文公开的材料的实施例。此外，天线可包括本文公开的材料，这允许它们在更高的频率范围上工作。

图26示出可在电子器件机房2004中使用的硬件2010，并且可包括以上参照图25所讨论的部件。例如，硬件2010可以是可处理移动系统的流量和信令的基站子系统(BSS)。

图27示出以上讨论的硬件2010的进一步细节。具体地，图27描绘了可结合到基站中的空腔滤波器/组合器2020。空腔滤波器2020可包括例如带通滤波器，例如结合了所公开材料的实施例的那些带通滤波器，并且可允许组合不同频率上的两个或更多个发射器的输出。

图28示出电路板30004，该电路板30004可包括隔离器/循环器/滤波器3002，并且可以结合到上面讨论的基站中。

根据前面的描述，应当理解，公开了用于复合微带循环器/隔离器的创造的产品和方法、材料以及生产方法。虽然已经通过一定程度的具体细节描述了若干部件、技术和方面，但是显而易见的是，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以对在上文描述的具体设计、构造和方法进行许多改变。

在本申请中在单独的实现方式的情况下描述的某些特征也可在单个实现中组合实现。相反，在单个实现方式的情况下描述的各种特征也可以单独地或以任何适合的子组合的方式在多个实现方式中实现。而且，虽然特征可以在上文描述为以某些组合的方式起作用，但是在某些情况下，来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以从组合中去除，并且该组合可以作为任何子组合或者任何子组合的变型来要求保护。

而且，虽然方法可能以特定次序在图中图示或在说明书中描述，但是为了实现所期望的结果，这样的方法无需以所示的具体次序或者按顺序执行，并且无需执行所有的方法。未图示或示描述的其他方法可以结合在示例性的方法和过程中。例如，在任何所描述的方法之前、之后、同时或之间，可以执行一个或多个另外的方法。另外，在其他实现方式中，可以对这些方法进行重新布置或重新排序。而且，在上述的实现方式中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有的实现方式中都需要这样的分离，并且应当理解，所描述的部件和系统通常可以一起集成在单个产品中或者封装到多个产品中。另外，其他实现方式也在本申请的范围内。

除非另有明确说明或在所使用的上下文中以其他方式理解，否则诸如“可以”、“能够”、“可能”或“可”这样的条件语言通常旨在表达某些实施例包括或不包括某些特征、元件和/或步骤。因此，这样的条件语言通常不旨在暗示一个或多个实施例无论如何均需要这些特征、元件和/或步骤。

除非另有明确说明，否则诸如短语“X、Y和Z中的至少一个”这样的连接语言在上下文中被理解为通常用于表达项目、术语等可以是X、Y或Z。因此，这样的连接语言通常不旨在暗示某些实施方案需要存在X中的至少一个、Y中的至少一个和Z中的至少一个。

在本文中使用的程度的语言(诸如在本文中所使用的术语“大约”、“约”、“一般”和“基本”)表示接近于所述的值、量或特性但仍然执行所期望的功能或达到所期望的结果的值、量或特性。例如，术语“大约”、“约”、“一般”和“基本”可以指在小于或等于所述的量的10％、小于或等于所述的量的5％、小于或等于所述的量的1％、小于或等于所述的量的0.1％、小于或等于0.01％所述的量的内的量。如果所述的量是0(例如，没有、不存在)，则上述范围可以是特定范围，并且不在该值的特定百分比内。例如，在小于或等于所述的量的10wt./vol.％、小于或等于所述的量的5wt./vol.％、小于或等于所述的量的1wt./vol.％、小于或等于所述的量的0.1wt./vol.％和小于或等于所述的量的0.01wt./vol.％内。

已经结合附图描述了一些实施例。各个图是按比例绘制的，但是这样的比例不应当是限制性的，因为所显示的之外的尺寸和比例都是预期的并且在所公开的发明的范围内。距离、角度等仅是说明性的，并未必与所示的装置的实际尺寸和布局具有精确的关系。部件可以添加、移除和/或重新布置。另外，与各种实施例相关的任何具体特征、方面、方法、特性、性质、品质、属性、元件等在本文中的公开内容可以用在本文中阐述的所有其他实施例中。另外，应当认识到，在本文中描述的任何方法可以使用适合于执行所述步骤的任何装置来实践。

虽然已经详细描述了多个实施例及其变型，但是其他修改和使用它们的方法对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，应当理解，在不脱离本文中的独特且创造性的公开内容或权利要求的范围的情况下，可以由各种应用、修改、材料和替换构成等同物。

Claims

1.一种用作射频部件的复合材料，包括：

杆，包括磁性石榴石材料；以及

围绕所述杆的环，所述环由具有950℃或以下的烧制温度的白钨矿材料形成。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述白钨矿材料具有化学式Li_0.05Bi_0.95Mo_0.1V_0.9O₄。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述白钨矿材料具有化学式Bi_1-2x-zR_zM’_xV_1- _xM”_xO₄，R是稀土元素La、Ce、Pr、Sm、Nd、Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y或Sc，M′为Li、Na或K，M”为Mo或W。

4.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述白钨矿材料具有化学式(Na，Li)_0.5xBi_1-0.5x(Mo，W)_xV_1-xO₄，x在0和0.5之间。

5.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述白钨矿材料包含1wt.％和10wt.％之间的氧化铝。

6.根据权利要求5所述的复合材料，其中，所述白钨矿材料包含2wt.％和6wt.％之间的氧化铝。

7.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述白钨矿材料包括BiVO₄。

8.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述白钨矿材料包括(Na_0.35Bi_0.65)(Mo_0.7V_0.3)O₄。

9.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述白钨矿材料包括(Na_0.2Bi_0.8)(Mo_0.4V_0.6)O₄。

10.一种形成复合材料的方法，所述复合材料用作射频器件中的隔离器或循环器，所述方法包括：

提供包括磁性石榴石材料的杆；

提供具有白钨矿晶体结构的外环，所述外环具有950℃或以下的烧制温度；

使所述杆进入所述外环的孔内；以及

以950℃或以下的温度将所述外环和所述杆共烧在一起，以使围绕磁性石榴石材料杆的外表面的外环收缩，而不使用粘合剂或胶合剂，并形成复合材料。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述外环具有化学式Li_0.05Bi_0.95Mo_0.1V_0.9O₄。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述白钨矿材料具有化学式Bi_1-2x-zR_zM’_xV_1-xM”_xO₄，R是稀土元素La、Ce、Pr、Sm、Nd、Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y或Sc，M′为Li、Na或K，M”为Mo或W。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述白钨矿材料具有化学式(Na，Li)_0.5xBi_1-0.5x(Mo，W)_xV_1-xO₄，x在0和0.5之间。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述白钨矿材料包括1wt.％和10wt.％之间的氧化铝。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述白钨矿材料包含2wt.％和6wt.％的氧化铝。

16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述磁性石榴石材料杆包括Bi、Ca、Zr、Y、Fe和O。

17.根据权利要求10所述的方法，其中，所述白钨矿材料包括BiVO₄。

18.根据权利要求10所述的方法，还包括：切分所述复合材料。

19.一种射频隔离器或循环器，包括：

杆，包括磁性石榴石材料；以及

20.根据权利要求19所述的射频隔离器或循环器，其中，在烧制期间，所述环在围绕磁性石榴石材料杆的直径上缩小，使得无粘合剂用于将所述环与所述磁性石榴石材料杆连接。