CN1257574C

CN1257574C - 不可逆电路模块

Info

Publication number: CN1257574C
Application number: CNB018012728A
Authority: CN
Inventors: 岸本靖; 伊藤博之; 堀口秀人; 由本学; 高桥洋一; 竹内绅一郎
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2021-04-06
Also published as: KR20020021645A; US6894578B1; JP4711038B2; WO2001078187A1; EP1276168A1; CN1381077A

Abstract

不可逆电路模块包括：(a)永久磁铁，对磁性体施加直流磁场，(b)组合体，将一端为公共端、另一端为高频信号输入输出端的多个中心导体配置到磁性体上，(c)多个负载电容，形成于具有导体层的多个介质层构成的叠层体中，被连接到中心导体上，(d)第1传输线路，被连接到中心导体的某一个上，以及(e)第2传输线路，与第1传输线路磁耦合；第1传输线路及第2传输线路被叠层形成于叠层体内。在叠层体的大致中央具有容纳组合体的孔部。

Description

不可逆电路模块

技术领域

本发明涉及便携电话等微波通信装置等使用的环行器、隔离器等不可逆电路模块。

背景技术

近年来无线通信装置、例如便携电话的普及非常惊人，便携电话的功能及服务日益提高。以便携电话为例，作为便携电话的制式，例如有主要在欧洲盛行的EGSM(Extended Global System for Mobile Communications，扩展全球移动通信系统)制式及DCS1800(Digital Cellular System 1800，数字蜂窝系统1800)制式、在美国盛行的PCS(Personal Communication Service，个人通信系统)制式、在日本采用的PDC(Personal Digital Cellular，个人数字蜂窝)制式等各种制式。在使用这种制式的便携电话中，因天线的阻抗变动而等使发送输出功率的一部分反射，需要防止该反射功率损坏放大器，或者相邻信道的信号从天线进入而发生互调。此外，例如在PDC等中，规定从基站向便携电话发送用于限制发送输出的发送输出控制信号来进行便携电话的发送输出功率的控制。

因此，假设便携电话的发送电路部采用图18所示的结构，来自调制电路部(未图示)的高频信号由放大器1放大，定向耦合器2取出与高频信号成正比的输出，将该输出提供给自动增益控制电路7来控制放大器1的输出功率。此外，定向耦合器2的后级一侧配置的不可逆电路元件(隔离器)3防止因天线6、低通滤波器4及天线共用器5等各部件的特性阻抗和线路阻抗之间的不匹配等而产生的反射波进入放大器1。

图19是现有不可逆电路元件的分解透视图。该不可逆电路元件具有：中心导体组合体10；树脂壳体12；作为负载电容的介质50a、50b、50c；永久磁铁9；以及金属壳体7、8。中心导体组合体10由一体化的中心导体部件和圆盘状石榴石(ガ-ネツト)(磁性体)13构成，该一体化的中心导体部件由薄铜板构成的接地电极和从其向3个方向呈放射状延伸的中心导体14a、14b、14c构成，中心导体部件包裹圆盘状石榴石(磁性体)13，中心导体14a、14b、14c互相保持绝缘并被折叠而在石榴石(磁性体)13的顶面中央以120°交叉。中心导体组合体10被配置在树脂壳体12的大致中央部形成的凹部15内，在凹部15的周围形成的3个矩形凹部中配置介质50a、50b、50c。中心导体部件的接地电极被焊接在树脂壳体12的接地板上，而中心导体部件的中心导体14a、14b、14c(输入输出电极)则被焊接在介质50a、50b、50c顶面的外部电极上。用于对石榴石13上的中心导体14a、14b、14c施加直流磁场的永久磁铁9被配置在中心导体组合体10上。将这些部件整体容纳在上下一对的金属壳体7、8内。上下一对的金属壳体7、8兼作磁轭，构成磁路，成为外形尺寸为5mm×5mm×1.7～2.0mm的不可逆电路元件。

然而，在将定向耦合器2或耦合电容器、不可逆电路元件3及低通滤波器4分别作为独立的部件来组装的情况下，具有这种结构的便携电话的发送电路部有下述问题。

对于便携电话来说，下述要求日益提高：为了小型化，尽量减小低通滤波器4及放大器1所占的面积，而为了廉价化，尽量降低与功能相应的价格，并且削减部件个数。对于这种要求，虽然通过使定向耦合器2、不可逆电路元件3、低通滤波器4及放大器1小型化，可以减少这些部件所占的面积，但这自然也是有限度的。此外，如果简单地通过中心导体组合体10及介质50a、50b、50c的小型化来使不可逆电路元件3小型化，则产生以下问题。即，如果使中心导体组合体小型化，则偏离不可逆电路元件最佳工作的磁性体尺寸，而如果为了使介质小型化而使用高介电常数的介质材料，则介质造成的损耗相对增加，使不可逆电路元件的电性能恶化。

如果使定向耦合器2小型化，则隔离特性显著恶化。由于隔离特性的恶化，不能充分得到作为定向耦合器2重要特性之一的方向性(directivity)，其结果还有下述问题：与发送信号的行进方向相反的反射波的一部分或全部流入耦合取出端子P5，不能得到期望的耦合度。此外，为了取得定向耦合器和不可逆电路元件之间的阻抗匹配，有时也必须新附加匹配电路。由下式来求方向性，必须至少在10dB以上。

方向性＝输出端子·耦合取出端子间的隔离-耦合量

再者，定向耦合器2有主要由耦合损耗和导体损耗构成的一定的插入损耗，不可逆电路元件3或低通滤波器4也有插入损耗。因此，在将它们分别作为独立的部件来使用的情况下，各个损耗量相加而使发送电路部整体的损耗量增大。发送电路部的损耗导致耗电增加，在电池容量有限的便携电话中，不能忽略该损耗。

为了解决这种问题，特开平9-270608号(日本专利)提出：从分路连接到隔离器输入端子上的电容器(输出检测电容)取出与高频信号成正比的输出，将该输出提供给自动增益控制电路来控制放大器的输出功率，进而将上述输出检测电容与隔离器的负载电容一起构成于介质薄片叠层而成的一体化叠层体中。

然而，在使用输出检测电容的情况下，由于寄生电容的影响而不能得到足够的方向性，所以有下述问题：如果不将充分考虑了电极图案间的干扰而设计的输出检测电容形成于叠层体内，则不能得到期望的耦合度。此外，如果要得到20dB的耦合度，则必须构成0.15pF这样非常小的输出检测电容，所以难以控制，并且还有制造上的偏差或寄生电容使耦合度有偏差的问题。此外，由于电极图案间的干扰的问题，实质上难以进一步小型化。

发明目的

因此，本发明的目的在于提供一种具有不可逆电路元件及定向耦合器功能的不可逆电路模块，以便抑制部件个数、安装面积及制造成本。

本发明的另一个目的在于提供一种损耗小、并且还附加了低通滤波器功能的不可逆电路模块。

本发明的再一个目的在于提供一种还包括高频放大器的不可逆电路模块。

发明内容

本发明的第1不可逆电路模块的特征在于，包括：永久磁铁，对磁性体施加直流磁场；组合体，将多个中心导体配置到上述磁性体上；由具有包括电极图案、接地电极、线路电极等的导体层的多个介质层构成的叠层体；在所述叠层体中，具有：多个负载电容，被连接到上述中心导体上；第1传输线路；以及第2传输线路，与上述第1传输线路磁耦合来构成定向耦合器；上述第1传输线路及第2传输线路由线路电极构成，形成在叠层体中的被接地电极夹置的叠层的介质片上；将所述第1传输线路的一端导出到所述叠层体的主平面并与配置到上述组合体的中心导体中的一个相连接；而且，将不可逆电路和定向耦合器一体化。

在该不可逆电路模块中，来自放大器的高频信号输入到上述叠层体内形成的第1传输线路的端子P1。在上述叠层体上形成与第1传输线路磁耦合的第2传输线路，在第2传输线路上出现高频信号的一部分，从不可逆电路模块上形成的端子P5将与高频信号成正比的高频功率提供给自动增益控制电路。另一方面，上述高频信号被传输到端子P2，输入到不可逆电路元件。从端子P2输入的高频信号通过上述组合体的中心导体传输到石榴石，通过永久磁铁对石榴石施加的直流磁场的作用，使高频信号的行进方向弯曲120°，被传输到与端子P3相连的中心导体，从端子P3被输出。

共同构成定向耦合器的第1及第2传输线路与构成不可逆电路元件的多个负载电容一起在具有导体层的多个介质层构成的叠层体内作为叠层结构来形成。通过该结构，能够很容易地进行不可逆电路元件和定向耦合器之间的阻抗匹配。

即，定向耦合器的阻抗取决于构成定向耦合器的传输线路的线路宽度及其距接地面的距离等。而不可逆电路元件的阻抗取决于构成中心导体组合体的磁性体及中心导体的材料及形状、以及永久磁铁的磁力。定向耦合器及不可逆电路元件的特性阻抗一般被设定为50Ω，但是在分别构成定向耦合器和不可逆电路元件的情况下，由于制造上必然产生的偏差(例如介质层的厚度的偏差、传输线路的线路宽度的偏差、磁性体的磁力的偏差等)，所以特性阻抗的偏差也在某种程度上存在。

因此，如果简单地组合定向耦合器和不可逆电路元件，则在输入输出端子P2中发生阻抗不匹配，插入损耗特性恶化。然而，如果在叠层体内一体化形成构成定向耦合器的2个传输线路和构成不可逆电路元件的负载电容，则通过调整来自永久磁铁的直流磁场能够使不可逆电路元件的特性阻抗与定向耦合器的特性阻抗相匹配，能够使端子P2中的阻抗不匹配极小。此外，通过在具有导体层的多个介质层构成的叠层体内将负载电容、第1传输线路及第2传输线路作为叠层结构来形成，能够实现不可逆电路模块的小型化。

本发明的第2不可逆电路模块的特征在于，具有：永久磁铁，对磁性体施加直流磁场；组合体，将多个中心导体配置到上述磁性体上；由具有构成电极图案、接地电极、线路电极等的导体层的多个介质层构成的叠层体；在所述叠层体中，具有：多个负载电容，被连接到上述中心导体上；第1传输线路；以及第2传输线路，与上述第1传输线路磁耦合来构成定向耦合器；上述第1传输线路及第2传输线路由线路电极构成，形成在叠层体中的被接地电极夹置的叠层的介质片上；在上述第1传输线路的至少一端与上述负载电容并联地连接静电电容，从而构成低通滤波器。

该不可逆电路模块具有与第1不可逆电路模块相同的效果，并且通过将负载电容的热端及接地端的导体分割为每个负载电容，防止负载电容上寄生的阻抗及等价串联电阻的增加，使负载电容具有高Q值(低损耗)，从而实现低损耗。

在叠层体的大致中央形成容纳组合体的孔部。该孔部可以是贯通孔，也可以是凹陷。

本发明的第3不可逆电路模块的特征在于，包括：永久磁铁，对磁性体施加直流磁场；组合体，将多个中心导体配置到上述磁性体上；由具有构成电极图案、接地电极、线路电极等的导体层的多个介质层构成的叠层体；在所述叠层体中，具有：多个负载电容，被连接到上述中心导体上；第1传输线路；以及第2传输线路，与上述第1传输线路磁耦合来构成定向耦合器；上述第1传输线路及第2传输线路由线路电极构成，形成在叠层体中的被接地电极夹置的叠层的介质片上；上述叠层体还具有高频放大器，上述高频放大器的输出端通过上述叠层体中的上述导体层与上述第1传输线路的一端相连。

通过这种结构，除了上述效果之外，可得到能够分别确认不可逆电路和定向耦合器的电特性这一效果。因此，在作为不可逆电路模块而发生电故障的情况下，能够很容易地鉴别原因是哪个功能部。

在本发明的不可逆电路模块中，最好在上述第1传输线路的至少一端与负载电容并联地连接静电电容，构成低通滤波器。最好与上述第1传输线路并联地连接静电电容来形成并联谐振电路，在上述并联谐振电路的谐振频率上设置衰减极点。这样将低通滤波器和定向耦合器一体化后，与分别连接低通滤波器和定向耦合器的情况相比，能够减少电路元件的数目，能够使整个高频电路部小型化，插入损耗也只是定向耦合器的损耗，所以整体上为低损耗。

在本发明中，最好由经介质层沿叠层方向对置的导体层来构成负载电容，并且将导体层的一部分形成于与上述永久磁铁对置的叠层体的主表面上。通过这种结构，即使偏离不可逆电路的中心频率，只要修整导体层的一部分，就能够调整电容值。

此外，在本发明中，构成定向耦合器的第1传输线路和上述第2传输线路经上述介质层沿叠层方向被对置配置。通过这种结构，与将2个传输线路配置在同一平面上来构成定向耦合器相比，能够减小平面范围。而且，如果将上述传输线路缠绕成线圈状，则能够避免叠层时的位置偏离造成的耦合量的偏差，因此是优选的。

第1及/或第2传输线路也可以通过用通孔将不同介质层上形成的多个导体层电连接来构成。定向耦合器的耦合度可以通过增减经介质层对置的沿第1及第2传输线路用导体层的叠层方向重叠的面积来调整。

此外，在本发明的不可逆电路模块所用的叠层体的背面设有大面积的导体层构成的接地电极，接地电极成为第1及第2传输线路和负载电容的公共接地。通过这种结构，能很容易地取得叠层体的接地电位，并且通过焊接能得到足够的固定强度。

在本发明的优选的一实施例的叠层体中，为了防止第1及第2传输线路和不可逆电路之间的干扰，将构成第1及第2传输线路的导体层形成于第1叠层区域，并且将构成不可逆电路的多个负载电容形成于与第1叠层区域不同的第2叠层区域。

此外，为了防止干扰，将第1传输线路及第2传输线路进行配置来使得与构成负载电容的导体层沿叠层方向不重叠。也可以用接地电极来分离上述第1叠层区域和上述第2叠层区域。

在本发明中，也可以在叠层体上搭载高频放大器。高频放大器的输出端通过叠层体中的导体层与第1传输线路的一端相连。高频放大器包括：具有晶体管的放大电路、被连接到放大器输入端的输入匹配电路、以及被连接到放大电路输出端的输出匹配电路；输入匹配电路及输出匹配电路分别具有电容器及电感器。放大电路的晶体管最好被搭载在叠层体上，电感器作为传输线路被形成于叠层体的内部。电容器最好由对置夹置叠层体内介质层的电容器电极来形成。放大电路的晶体管最好由场效应晶体管构成，高频放大器最好由砷化镓GaAs晶体管构成，最好将这些部件安装到叠层体上。

不可逆电路的特性阻抗被设定为50Ω，但是晶体管的输入输出阻抗是几Ω～十几Ω左右，所以两者的连接需要输入·输出匹配电路，但如图17的等效电路所示，如果将低通滤波器用作放大电路的输出端连接的输出匹配电路，则与另外设置输出匹配电路的情况相比，能够削减电路元件的数目，并且还能够提高插入损耗特性。

附图说明

图1是本发明一实施例的不可逆电路模块的等效电路图；

图2是本发明一实施例的不可逆电路模块的分解透视图；

图3是构成本发明的不可逆电路模块的叠层体的各层的电路结构的展开图；

图4(a)是实施例1的不可逆电路模块的插入损耗特性的曲线图；

图4(b)是实施例1的不可逆电路模块的耦合特性的曲线图；

图4(c)是实施例1的不可逆电路模块的隔离特性的曲线图；

图5是本发明另一实施例的不可逆电路模块的等效电路图；

图6是构成本发明的不可逆电路模块的叠层体的各层的另一电路结构的展开图；

图7(a)是实施例2的不可逆电路模块的插入损耗特性的曲线图；

图7(b)是实施例2的不可逆电路模块的耦合特性的曲线图；

图7(c)是实施例2的不可逆电路模块的隔离特性的曲线图；

图8是本发明另一实施例的不可逆电路模块的等效电路图；

图9是本发明的不可逆电路模块的叠层体的另一例的透视图；

图10是构成本发明的不可逆电路模块的叠层体的各层的另一电路结构的展开图；

图11是构成本发明的不可逆电路模块的叠层体的各层的另一电路结构的展开图；

图12是用于说明构成本发明的不可逆电路模块的定向耦合器的耦合量调整的第1传输线路的结构的展开图；

图13是构成本发明的不可逆电路模块的叠层体的各层的另一电路结构的展开图；

图14是本发明的不可逆电路模块的叠层体中不可逆电路和定向耦合器之间连接的一例的平面图；

图15是本发明的不可逆电路模块的组合体的另一例的透视图；

图16是构成本发明的不可逆电路模块的组合体的各层的电路结构的展开图；

图17是本发明另一实施例的不可逆电路模块的等效电路图；

图18是便携电话的发送电路部的方框图；以及

图19是现有不可逆电路元件的分解透视图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的不可逆电路模块的具体结构例。

图1示出本发明一实施例的不可逆电路模块的等效电路，图2示出本发明一实施例的不可逆电路模块，图3示出构成本发明的不可逆电路模块的叠层体的各层的电路结构。该不可逆电路模块包括不可逆电路和定向耦合器功能，由永久磁铁9对不可逆电路部分的磁性体13施加外部磁场，以期望的阻抗Zo来工作。

在图1中，端子P2、P3、P4和地GND之间连接的负载电容C1决定不可逆电路的工作频率。中心导体14a、14b、14c包裹的磁性体13的阻抗L根据来自永久磁铁9的外部磁场而变化。为了使该不可逆电路作为隔离器来工作，在端子P4和地间连接有电阻Ri。第1传输线路200被配置在端子P2和端子P1之间，第2传输线路201与第1传输线路200对置配置以便进行磁耦合，第1传输线路200和具有与电阻Rc相连的端子P6的第2传输线路201构成定向耦合器。

负载电容C1和第1及第2传输线路200、201在树脂底座12上配置的叠层体11内由导体层以叠层结构来形成，而由印刷电阻或芯片电阻元件等构成的电阻Ri、Rc被配置在叠层体11上。

叠层体11由可低温烧制的陶瓷介质材料构成，例如使用相对介电常数ε_r约为8、可在900℃下烧制的介质材料。叠层体11例如可以如下制造：通过刮片(ドクタ-ブレ-ド)法形成厚度为30μm～100μm的原始薄片(グリ-ンシ-ト)，通过在各原始薄片上印刷以Ag、Cu等导体为主体的导电膏(ペ-スト)来分别形成定向耦合器用的第1及第2传输线路200、201、和构成不可逆电路用的负载电容的电极(导体层)，将形成它们的多个原始薄片进行一体化叠层、烧结。

组合体10例如由中心导体部件、和中心导体部件的接地电极部上配置的圆盘状石榴石等磁性体13构成，该中心导体部件由从薄铜板构成的接地电极一体化呈放射状延伸的3个中心导体14a、14b、14c构成。中心导体14a、14b、14c沿圆盘状磁性体13的侧面弯曲，经绝缘膜等在绝缘状态下以120°间隔来重叠。组合体10被配置在叠层体11的中央孔部15内。中心导体14a的一端被连接到叠层体11的顶面上形成的构成负载电容的电极50a上，中心导体14b被连接到电极50b上。中心导体的一端被连接到叠层体11的顶面的电极50c上，各中心导体的另一端经位于圆盘状磁性体13底面的接地电极被连接到树脂底座12的接地电极(导体板)18上。在树脂底座12的侧面形成用于与安装基板相连的多个外部端子17a～17f。

组合体10也可以通过上述以外的方法来制作。例如也可以如图15及图16所示，用刮片法等薄片形成技术来制作薄片状磁性体，在其上形成作为中心导体的电极图案并一体化叠层、烧结。此外，也可以在烧结的磁性体上用薄膜技术来形成中心导体。

通过在叠层体11的孔部15内配置组合体10，在其上配置用于对组合体10施加直流磁场的磁铁9，将它们从上下用兼作磁轭的金属壳体7、8包围，从而得到本发明的不可逆电路模块。

实施例1

用图3按叠层顺序来说明叠层体11的内部结构的一例。叠层体11被用于W-CDMA(Wideband CDMA(宽带CDMA)发送频率TX 1.92GHz～1.98GHz)的不可逆电路模块。这里为了简化说明，作为无线通信装置的制式，以W-CDMA为例，但是即使是其他制式，本发明的效果也不变。

首先在最下层的原始薄片112的背面的大致整个面上形成接地电极63，并且形成用于连接到树脂底座12上形成的连接电极30a～30c上的电极80a～80c。在原始薄片112上叠层了未印刷电极图案的原始薄片111、110后，叠层形成构成第1传输线路的线路电极73的原始薄片109。在其上叠层形成通孔电极(在图中用黑点来表示)的原始薄片108，进而叠层构成第2传输线路的线路电极72和形成通孔电极的原始薄片107。线路电极72的一端与叠层体11的侧面上形成的外部电极19c相连，线路电极73的一端与叠层体11的侧面上形成的外部电极19a相连。

将原始薄片106上形成的连接电极70的一端经通孔电极与线路电极73相连，将另一端经原始薄片100～105的通孔电极与叠层体11顶面的图案电极50d相连。线路电极72经原始薄片100～106上形成的通孔电极与叠层体11顶面的图案电极50e相连。

在原始薄片106上，依次叠层形成接地电极62和通孔电极的原始薄片105、形成负载电容电极图案52a～52c及通孔电极的原始薄片104、形成接地电极61和通孔电极的原始薄片103、形成负载电容电极图案51a～51c及通孔电极的原始薄片102、形成接地电极60和通孔电极的原始薄片101、及形成负载电容电极图案50a～50c、连接电极50d～50f及通孔电极的原始薄片100。

电极图案50b、51b、52b、电极图案50c、51c、52c及电极图案50a、51a、52a、和接地电极60、61、62分别构成连接到端子P3、端子P2、端子P4上的负载电容C1。

在叠层体11的顶面通过印刷·印相法来形成电阻Ri、Rc。电阻Ri是隔离器终端电阻，电阻Rc是定向耦合器终端电阻。也可以用芯片电阻来取代印刷电阻，此外也可以通过与叠层体同时烧制来形成各个电阻。

在叠层体11的底面，形成与树脂底座12的连接电极30a、30b、30c相连的输入输出电极80a、80b、80c、及与树脂底座12的接地电极18相连的接地电极63。

为了得到良好的定向耦合器功能，需要通过适当设定作为主线路的线路电极73和接地电极63、作为副线路的线路电极72和接地电极62的层间距离、及线路宽度，将线路的特性阻抗维持在50Ω。在本实施例中，用相对介电常数ε_r约为8的介质材料来构成叠层体11，使夹置上述线路电极的上下接地电极间距离为300μm，使线路电极的宽度分别为100μm，使线路长度约为1/16波长。

构成第1及第2传输线路的线路电极72、73分别为缠绕1匝的线圈型，经介质层沿叠层方向以100μm的间隔对置，耦合度为20dB。如果定向耦合器采用这种线圈耦合型结构，则通过主线路和副线路之间的层间距离及重叠部分的线路长度两者能够很容易地控制耦合度，所以是优选的。当然也可以按照叠层体11的形状将线路电极缠绕1匝以上。本实施例的叠层体还通过夹置接地电极在叠层体的其他层上形成定向耦合器线路电极和负载电容电极，来减少这些部件的干扰。

将定向耦合器用的第1传输线路(线路电极73)和负载电容电极图案50b在叠层体11的表面上相连，可以单独确认不可逆电路及定向耦合器的电特性。由此，即使不可逆电路发生电故障，也能够很容易地鉴别原因是哪个功能部。例如即使在不可逆电路部偏离中心频率的情况下，也很容易发现，而如果修整叠层体11的表面形成的负载电容电极50a、50b、50c来调整电容值，则能够改变中心频率。

这样，得到外形尺寸为4mm×3.5mm×0.5mm的叠层体11。用叠层体11来制作具有图1所示的等效电路、结构如图2所示、外形尺寸为4mm×4mm×1.7mm的超小型不可逆电路模块。

图4(a)～(c)示出该不可逆电路模块的插入损耗特性、耦合(耦合度)特性、输出端子P3-输入端子P1间的隔离特性。从图4(a)～(c)可知，本实施例的不可逆电路模块在期望的频带中具有优良的插入损耗特性、耦合特性及隔离特性，而方向性也在18dB以上。由此可知，本实施例的不可逆电路模块足够小型·高性能。

实施例2

图5示出本发明另一实施例的不可逆电路模块的等效电路。该不可逆电路模块除了定向耦合器功能之外还包括低通滤波器功能。

本实施例的不可逆电路模块具有与实施例1的不可逆电路模块相同的部分，所以这里只说明不同的部分。与实施例1的不同点是：(1)在第1传输线路的两端和地之间的连接第1及第2静电电容C3、C4，第1传输线路和第1及第2静电电容C3、C4构成低通滤波器，(2)为了使衰减陡峭，在第1传输线路上并联连接第3静电电容C2。

图6是本实施例的叠层体11的分解透视图。与实施例1的不同点是：在原始薄片106上形成静电电容C3用的电极300，在原始薄片110上形成静电电容C2用的电极400，在原始薄片111上形成静电电容C2用的电极401，在原始薄片112上形成静电电容C4用的电极301。通过这种结构，不仅能够将第1传输线路200用作低通滤波器的电感器，而且与只在实施例1的不可逆电路模块上添加低通滤波器的情况相比，能够将插入损耗及尺寸维持在与实施例1相同的程度，使不可逆电路模块多功能化。因此，能够进一步削减部件个数及减少安装面积。

在用第1传输线路200不能得到低通滤波器所需的足够的电感的情况下，一边维持与第2传输线路201的对置关系，一边适当延长构成第1传输线路200的线路电极73，如图8所示，向第1分布参数线路200赋予电感即可。

图7(a)～(c)示出该不可逆电路模块的插入损耗特性、耦合特性、及输出端子P3-输入端子P1间的隔离特性。从图7(a)～(c)可知，在期望的频带得到优良的插入损耗特性、耦合特性、隔离特性，而二次谐波衰减量也在30dB以上，方向性也在19dB以上。由此可知，本实施例的不可逆电路模块足够小型而且高性能。

实施例3

在实施例1、2中说明了W-CDMA用的不可逆电路模块，而在本实施例中，说明D-AMPS(Digital-Advanced Mobile Phone Service(数字高级移动电话系统)发送频率TX 824MHz～849MHz)中所用的不可逆电路模块。

一般，随着处理频率降低，电感、负载电容及定向耦合器的线路长度都需要增大，难以小型化。因此，在本实施例中，采用如图9所示填充叠层体11的圆形孔部16的一部分的形状。由此，得到下述优点：能够增加原始薄片上的电极图案的面积，增大负载电容C1的电容值，使接地稳定。因此，在本实施例中，磁性体13的形状采用直径为2.5mm、在距离端部0.75mm处截断的变形圆形。

根据图10按叠层顺序来说明叠层体11的内部结构。在最下层的原始薄片112的背面的大致整个面上形成接地电极63，并且设置与树脂底座12上形成的连接电极相连的图案电极。在原始薄片112上形成构成第2传输线路的一个线路电极73b。在原始薄片112上，叠层形成构成第2传输线路的另一个线路电极73a的原始薄片111。在原始薄片111上形成通孔电极，线路电极73a和线路电极73b通过上述通孔电极相连，构成缠绕1匝的第2传输线路。

在原始薄片111上叠层未印刷电极图案的原始薄片110，进而在其上叠层形成构成第1传输线路的一个线路电极72b的原始薄片109。在原始薄片109上叠层形成构成第1传输线路的另一个线路电极72a的原始薄片108。在原始薄片108上形成通孔电极，线路电极72a和线路电极72b通过上述通孔电极相连，构成缠绕1匝的第1传输线路。该第1传输线路的一端通过原始薄片100～107上形成的通孔电极导出到叠层体11顶面的图案电极50d。

在原始薄片108上依次叠层形成通孔电极的原始薄片107及原始薄片106、形成接地电极62及通孔电极的原始薄片105、形成负载电容电极图案52a～52c及通孔电极的原始薄片104、形成接地电极61及通孔电极的原始薄片103、形成负载电容电极图案51a～51c及通孔电极的原始薄片102、形成接地电极60及通孔电极的原始薄片101、形成负载电容电极图案50a～50c、连接图案电极50d、50f及通孔电极的原始薄片100。

电极图案50b、51b、52b、电极图案50c、51c、52c及电极图案50a、51a、52a、和接地电极60、61、62分别构成连接到端子P2、端子P3、端子P4上的负载电容C1。

在叠层体8的顶面通过印刷·印相法来形成作为隔离器终接电阻的电阻Ri。也可以用芯片电阻来取代印刷电阻，此外也可以通过与叠层体同时烧制来形成电阻Ri。

这样，得到外形尺寸为4mm×3.5mm×0.5mm的叠层体11。在本实施例中，设置包围孔部16的第1传输线路及第2传输线路。显然，通过这种结构，由于在叠层体11内的有限区域内能够形成比较长的线路，所以能够在发送信号的频带内耦合度变化小的线路长度上构成分布参数线路，并且作为定向耦合器的重要特性之一的方向性在10dB以上。

在本实施例中，用相对介电常数ε_r约为8的介质材料来构成叠层体11，使夹置第1及第2传输线路的接地电极62、63间的距离为400μm，使各线路电极的宽度分别为100μm，使第1及第2传输线路的线路长度约为1/12波长。此外，使第1及第2传输线路200、201分别为缠绕1匝的线圈型，使经介质层对置的第1及第2分布参数线路用的电极图案中最接近的电极图案72b、73a以100μm的间隔对置。这样，得到包括定向耦合器功能、并且外形尺寸为4mm×4mm×1.7mm的超小型不可逆电路模块。

通过上述结构，得到14.3dB的耦合度。这种线圈耦合型结构通过主线路和副线路之间的层间距离及重叠部分的线路长度两者能够很容易地控制耦合度，所以是优选的。当然也可以按照叠层体11的形状将线路电极缠绕1匝以上。

实施例4

根据图12来说明本发明的不可逆电路模块的另一例。本实施例的不可逆电路模块具有与实施例3的不可逆电路模块相同的部分，所以为了简化说明，只说明不同的部分。图12是包括构成第1传输线路200的线路电极72a、72b的原始薄片108、109的平面图。

本实施例的第1传输线路200与实施例3同样用通孔电极来连接横跨2层形成的线路电极72a、72b。通过适当改变通孔电极的位置、及线路电极72a、72b的长度，来增减经介质层对置的第1及第2传输线路的电极图案中最接近的电极图案的面积。在图12的原始薄片108的通孔电极位于点A、B、C或D的情况下，与原始薄片109上的点A、B、C或D的部分相连。在实施例3中，在B的部分形成通孔电极。

在测定定向耦合器的耦合度随通孔电极位置变更的变化时可知，对各点A～D，耦合度变化为12.5dB、14.3dB、14.8dB、15.0dB。这样只需在一个平面上调整通孔的位置，就能够很容易地调节耦合度。

在本实施例中，为了改变耦合度，变更了第1传输线路200中的通孔电极的位置，但是变更第2传输线路201中的通孔电极的位置、或第1及第2分布参数线路两者中的通孔电极的位置，也能得到同样的效果。方向性也与实施例3是同等程度，在10dB以上。

实施例5

根据图11来说明本发明的不可逆电路模块的另一例。本实施例的不可逆电路模块具有与实施例3的不可逆电路模块相同的部分，所以为了简化说明，只说明不同的部分。在图11所示的叠层体中，缩短第2传输线路201，只用原始薄片111来形成。通过这种结构，与实施例3相比，能够将耦合度减弱为20.7dB。方向性比实施例1差，但是在10dB以上。

实施例6

根据图13来说明本发明的不可逆电路模块的另一例。本实施例具有与上述实施例相同的部分，所以为了简化说明，只说明不同的部分。在图13所示的例子中，将构成负载电容的接地电极分割为每个负载电容，在原始薄片101上形成接地电极60a、60b、60c，在原始薄片103上形成接地电极61a、61b、61c。这样，将负载电容作为低损耗的电容器来构成。

图14示出组合体11的顶面。第1传输线路200的一端经组合体11的通孔电极被导出到表面并与电极50d相连，成为图1中的端子P2。通过这种结构，由于定向耦合器和不可逆电路处于直流断续的状态，所以可以在预先计测定向耦合器的电特性而确认没有问题后，将组合体10的中心导体14b焊接到构成负载电容的电极图案50b和电极50d两者上。

在本实施例中，与其他实施例同样，也能得到小型、而且具有优良电特性的不可逆电路模块。

Claims

1、一种不可逆电路模块，其特征在于，包括：

永久磁铁，对磁性体施加直流磁场；

组合体，将多个中心导体配置到上述磁性体上；

由具有包括电极图案、接地电极、线路电极等的导体层的多个介质层构成的叠层体；

在所述叠层体中，具有：多个负载电容，被连接到上述中心导体上；第1传输线路；以及第2传输线路，与上述第1传输线路磁耦合来构成定向耦合器；

上述第1传输线路及第2传输线路由线路电极构成，形成在叠层体中的被接地电极夹置的叠层的介质片上；

将所述第1传输线路的一端导出到所述叠层体的主平面并与配置到上述组合体的中心导体中的一个相连接；而且，

将不可逆电路和定向耦合器一体化。

2、如权利要求1所述的不可逆电路模块，其特征在于，上述负载电容由多个导体层构成，该导体层经上述介质层沿叠层方向相对，上述导体层的一部分被形成于与上述永久磁铁对置的叠层体的主表面上。

3、如权利要求1所述的不可逆电路模块，其特征在于，上述第1传输线路和上述第2传输线路经上述介质层沿叠层方向被相对配置。

4、如权利要求1所述的不可逆电路模块，其特征在于，上述第1及/或第2传输线路经通孔电连接被分割配置到多个介质层上的多个导体层而成。

5、如权利要求1所述的不可逆电路模块，其特征在于，通过增减构成上述第1传输线路及上述第2传输线路的导体层的沿叠层方向重叠的面积，来调整耦合度。

6、如权利要求1所述的不可逆电路模块，其特征在于，在上述叠层体背面设有具有大面积的导体层构成的接地电极，将上述接地电极作为上述第1及第2传输线路和上述负载电容的公共接地。

7、如权利要求1所述的不可逆电路模块，其特征在于，上述叠层体具有：第1叠层区域，形成构成上述第1及第2传输线路的导体层；以及第2叠层区域，形成构成不可逆电路的多个负载电容。

8、如权利要求1所述的不可逆电路模块，其特征在于，将上述第1传输线路和上述第2传输线路进行配置，使得与构成上述负载电容的导体层沿叠层方向不重叠。

9、如权利要求1所述的不可逆电路模块，其特征在于，所述负载电容通过经介质层相对的电极图案而形成，并按照每个负载电容来分割所述电极图案。

10、一种不可逆电路模块，包括：

永久磁铁，对磁性体施加直流磁场；

组合体，将多个中心导体配置到上述磁性体上；

由具有构成电极图案、接地电极、线路电极等的导体层的多个介质层构成的叠层体；

在上述第1传输线路的一端与上述负载电容并联地连接静电电容，从而构成低通滤波器。

11、如权利要求10所述的不可逆电路模块，其特征在于，与上述第1传输线路并联地连接静电电容来形成并联谐振电路，在上述并联谐振电路的谐振频率上设置衰减极点。

12、如权利要求10所述的不可逆电路模块，其特征在于，上述负载电容由多个导体层构成，该导体层经上述介质层沿叠层方向相对，上述导体层的一部分被形成于与上述永久磁铁对置的叠层体的主表面上。

13、如权利要求10所述的不可逆电路模块，其特征在于，上述第1传输线路和上述第2传输线路经上述介质层沿叠层方向被相对配置。

14、如权利要求10所述的不可逆电路模块，其特征在于，上述第1及/或第2传输线路经通孔电连接被分割配置到多个介质层上的多个导体层而成。

15、如权利要求10所述的不可逆电路模块，其特征在于，通过增减构成上述第1传输线路及上述第2传输线路的导体层的沿叠层方向重叠的面积，来调整耦合度。

16、如权利要求10所述的不可逆电路模块，其特征在于，在上述叠层体背面设有具有大面积的导体层构成的接地电极，将上述接地电极作为上述第1及第2传输线路和上述负载电容的公共接地。

17、如权利要求10所述的不可逆电路模块，其特征在于，上述叠层体具有：第1叠层区域，形成构成上述第1及第2传输线路的导体层；以及第2叠层区域，形成构成不可逆电路的多个负载电容。

18、如权利要求10所述的不可逆电路模块，其特征在于，将上述第1传输线路和上述第2传输线路进行配置，使得与构成上述负载电容的导体层沿叠层方向不重叠。

19、一种不可逆电路模块，其特征在于，

包括：

永久磁铁，对磁性体施加直流磁场；

组合体，将多个中心导体配置到上述磁性体上；

上述叠层体还具有高频放大器，上述高频放大器的输出端通过上述叠层体中的上述导体层与上述第1传输线路的一端相连。

20、一种不可逆电路模块，其特征在于，

永久磁铁，对磁性体施加直流磁场；

组合体，将多个中心导体配置到上述磁性体上；

一高频放大器包括：具有晶体管的放大电路、被连接到上述放大器输入端的输入匹配电路、以及被连接到上述放大电路输出端的输出匹配电路；上述输入匹配电路及上述输出匹配电路具有电容器及电感器，上述放大电路的晶体管被搭载在上述叠层体上，上述电感器作为传输线路被形成于上述叠层体的内部。

21、如权利要求20所述的不可逆电路模块，其特征在于，将一低通滤波器用作被连接到上述放大电路输出端的输出匹配电路。