CN1282192A - 非可逆电路装置和装有该装置的通信设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种有助于匹配电容的装配及装配有该装置的通信设备的高可靠性非可逆电路装置。在该非可逆电路装置中,中心导体整体地从邻近铁氧体片底表面的接地板延伸,穿过铁氧体片侧面后在铁氧体片上表面上通过绝缘薄片相互交叉。通过焊接将匹配电容以匹配电容电极表面被设置得相对铁氧体片主要表面垂直的方式连接在整体从接地板延伸的电容连接端子和中心导体端口之间。

Description

非可逆电路装置和装有该装置的通信设备

本发明涉及非可逆电路装置，例如包含微波波段的高频波段中使用的隔离器和环型器，和本发明还涉及装有该装置的通信设备。

近来，在例如蜂窝电话之类利用设备小型化的移动通信设备中，降低成本的要求已经强烈。结果，也已经强烈要求降低非可逆电路装置的尺寸和生产成本。为满足这些对小型化和降低成本的要求，日本专利申请第9-252207号中本发明的受让人提供了一种非可逆电路装置。作为隔离器的该非可逆电路装置具有一种结构，其中一个单片型电容被用作匹配电容，该电容与安装表面垂直地安放。即，隔离器具有其中电容被垂直安放的结构。

如图10所示，在该隔离器中，一个永磁体3被安放在上轭2的内表面上，该上轭与一个下轭8装配形成封闭磁路。端子外壳7被安放在下轭8内的底表面上。在端子外壳7内安置了一个磁性组件15，三个匹配电容C1到C3，和一个端接电阻R。永磁体3对磁性组件15施加一个DC磁场。

在磁性组件15中，三个中心导体51到53相互电绝缘并在铁氧体片55上表面上交叉。在每个中心导体51到53的一端上形成的端口P1到P3被弯曲90度，而在三个中心导体51到53的另一个端上公共接地板54与铁氧体片55的底表面相邻。在图11所示的展开图中，中心导体51到53通过集中到一个中心区而相互连接，该中心区等效于接地板54，中心导体51到53从该区向外伸展。基本上覆盖了铁氧体片55底表面的接地板54与下轭8的底板8b通过端子外壳7的穿孔7C连接。

在端子外壳7中，输入／输出端子71和72和接地端子73以嵌模形成。每个端子71到73的一端暴露在端子外壳7的外侧，其另一端暴露在端子外壳7的内侧壁上。匹配电容C1到C3以如下方式安置在端子外壳7的内侧壁上，即匹配电容C1到C3的电极表面相对于铁氧体片55的上和下主要表面成90度。中心导体51到53的端口P1到P3与匹配电容C1到C3的高电位侧电极连接。此外，端口P1到P3与暴露在端子外壳7内侧壁上的输入／输出端子71和72连接。匹配电容C1到C3的低电位侧电极与暴露在端子外壳7内侧壁上的接地端子73连接。端接电阻R的一端与匹配电容C3的高电位侧电极连接，其另一端与接地端子73连接。这些元件通过焊接电连接。

在上述常规隔离器中，磁性组件15被装配在端子外壳7中之后，匹配电容C1到C3必须插在端子外壳7内侧壁上的端口P1到P3与接地端子73之间，同时匹配电容C1到C3垂直站立。此外，匹配电容C1到C3的电极需要通过焊接连接到端口P1到P3和接地端子73。

可是，由于隔离器和构成隔离器元件的小型化，将小匹配电容C1到C3插入到端口P1到P3与端子外壳7之间如此窄的空间很困难并耗时。另外，由于中心导体51到53的端口P1到P3需要预先弯曲成直角，P1到P3弯曲角度的改变会导致端口P1到P3与匹配电容C1到C3的不牢固焊接。另外，由于改变发生在磁性组件15被装配的状态，端口P1到P3与接地端子73之间的距离也会改变，具有将端口P1到P3稳定焊接到匹配电容C1到C3的结果。另外，随着在焊接过程中流出的焊剂，匹配电容C1到C3的高电位侧电极与其低电位侧电极短路，由此引起输出减少。

因此，本发明的目的是提供一个高可靠的非可逆电路装置，可以容易将匹配电容装配进来，并提供使用该装置的通信设备。

为此，按照本发明的一个方面，提供了一个非可逆电路装置包括：一个铁氧体片，该铁氧体片具有第一主要表面和第二主要表面，该铁氧体片适合接收由永磁体施加的DC磁场；一个导电板制造的接地板；多个从接地板整体延伸出的中心导体，每个中心导体的一个端部限定一个端口；多个从接地板整体延伸出的电容连接端子；和多个匹配电容，每个具有在其主要表面上形成的电极；其中接地板与铁氧体片第二主要表面相邻，而多个中心导体相互电绝缘同时沿铁氧体片的侧表面延伸并在铁氧体片第一主要表面上相互交叉；多个匹配电容被安置在中心导体端口与多个电容连接端子之间以将端口与端子电连接；和至少匹配电容之一被以如下方式安置，即其电极表面相对于铁氧体片主要表面之一限定从60度到120度的角度。

在上述设计中，匹配电容连接到中心导体与同安置在铁氧体片上的中心导体一起整体安置的电容连接端子之间。结果，与中心导体和铁氧体片集成的匹配电容被当作单一单元的一部分。该设计允许方便地装配匹配电容。

另外，上面的非可逆电路装置可以进一步包括一个隔绝体，用于防止与多个电容连接端子与多个匹配电容连接处和多个中心导体的每个端口处附近安放的每个零件的焊剂外流。利用该设计，由于例如当焊接匹配电容时控制了焊剂外流，防止了匹配电容的高电位电极和其低电位电极短路。

另外，上述非可逆电路装置可以进一步包括一个绝缘体，用于防止在中心导体靠近匹配电容处的每个零件上产生短路。利用该设计，即使当由于外力或组件的变形使中心导体与匹配电容接触时中心导体也不与匹配电容短路。

此外，按照本发明的另一个方面，提供了一个通信设备，包括上述的非可逆电路装置。本发明的通信设备可以以低成本产生而具有高可靠性。

图1表示按照本发明第一实施例的隔离器分解透视图；

图2表示按照第一实施例中心导体的分解图；

图3表示按照第一实施例的中心导体组件正视图；

图4表示按照第一实施例中心导体组件的平面图；

图5表示按照第一实施例装配在中心导体组件内的匹配电容；

图6表示按照第一实施例的隔离器的内部结构图；

图7表示按照本发明第二实施例的中心导体组件的正视图；

图8表示按照第二实施例的中心导体的平面图；

图9表示按照本发明第三实施例的通信设备的方框图；

图10表示常规非可逆电路装置的分解透视图；

图11表示常规中心导体展开图；

图12表示按照另一个实施例的中心导体组件的正视图；

图13表示按照另一个实施例的中心导体组件正视图；

图14是表示由匹配电容限定角度范围的中心导体组件正视图；

图15A表示按照另一个实施例的中心导体组件平面图，和图15B表示图15A所示中心导体组件的正视图；

参照图1到6将给出对按照本发明第一实施例的隔离器结构的说明。

如图1所示，在第一实施例的隔离器中，一个永磁体3被安置在由磁性金属盒形成的上轭2的内表面上。上轭2与基本上U型磁性金属制造的下轭8装配形成封闭磁路。一个树脂端子外壳7被安置在下轭8的底板8B上，而端子外壳7的内部安置了一个中心导体组件5和一个端接电阻R。永磁体3在中心导体组件5上施加一个DC磁场。作为图1中端子外壳7下表面的端子外壳7的底板被用作安装表面。利用该设计，第一实施例的隔离器被表面安装在构成移动通信设备例如蜂窝电话内发射／接收电路部分的基板上。

用于该实施例的每个中心导体51，52和53是通过冲压金属导体片形成的。如图2的展开图所示，中心导体51，52和53被集成在作为公共接地端的接地板54上并从接地板54向外伸展。以适合于连接其它零件的设计形成在中心导体51到53的端部上的端口P1到P3。另外，延伸到接地板54的电容连接端子54A，54B和54C被集成到上述结构内。电容连接端子54A，54B和54C从接地板54向外延伸出。电容连接端子54A，54B和54C具有适合于连接匹配电容C1，C2和C3的设计。接地板54具有基本上与铁氧体片55底表面相同的设计。

如图3和4所示，在矩形铁氧体片55的上表面(第一主要表面)上，三个中心导体51到53通过绝缘薄片以基本上120度的角度相互交叉，以便形成中心导体组件5。在中心导体51到53端部上的端口P1到P3被弯曲90度，而接地板54与中心导体51到53剩余端部一起邻近铁氧体片55的下表面(第二主要表面)。电容连接端子54A到54C与中心导体51到53的端口P1到P3平行竖立。接地板54通过接地的端子外壳穿孔7C连接到下轭8的底板上。

匹配电容C1到C3是单片型电容，每个具有形成在电介质基片每个主要表面上的一个电极。匹配电容C1到C3的高电位侧电极通过焊接连接到端口P1到P3，而其低电位侧电极通过焊接连接到电容连接端子54A，54B和54C。在此情况下，每个匹配电容C1到C3的电极表面相对于铁氧体片55上表面限定了60到120度的角度。在第一实施例中由电极表面和铁氧体片55上表面限定的角度被设置为90度。铁氧体片55的两个表面都与安装隔离器的表面平行安放。在该规格中，垂直方向等效垂直于两个铁氧体片55主要表面的方向。

另外，图12到14表示了由电极表面和铁氧体片55的上表面限定的各种角度。在图12中，例如每个匹配电容C1到C3的电极表面相对于铁氧体片55上表面限定了60度的角度。

在图13中，例如每个匹配电容C1到C3的电极表面相对于铁氧体片55上表面限定了120度的角度。

图14表示由匹配电容电极表面和铁氧体片上表面限定的角度范围。例如，该范围包括60到120度的角度，匹配电容C1以该角度从点C1｀倾斜到点C1｀｀。匹配电容C2和C3也包括相同范围。

匹配电容C1到C3例如如图5所示被装配。假定电容连接端子54A到54C被弯曲，在电容连接端子54A到54C与接地板54衔接处的每个部件上预先形成的弯折54D提供了尺度偏差。在每个匹配电容C1到C3电极表面上的指定部分，通过丝网印刷等预先涂抹上焊油。另外，具有其上安放的预置焊剂的匹配电容C1到C3被插入中心导体51到53的端口P1到P3与接地板54的电容连接端子54A到54C之间。即，匹配电容C1到C3被夹在端口P1到P3与整体形成的电容连接端子54A到54C之间。接着，由压力夹具将端口P1到P3压到电容连接端子54A到54C上，焊油在软熔炉等中加热以进行匹配电容C1到C3的焊接。然后，电容连接端子54A到54C和端口P1到P3被弯曲以按照匹配电容C1到C3的电极表面被设置得基本上与铁氧体片55上表面垂直的方式安置。以此方式，获得图3和4所示的中心导体组件。

输入／输出端子71，72和接地端子73嵌模形成在树脂端子外壳7上。每个输入／输出端子71，72的一端暴露在端子外壳7的外侧壁上，而其每个的另一个端子暴露在端子外壳7的内部侧壁上以形成输入/输出电极部分71A到72A。接地端子73的一端暴露在端子外壳7的外侧壁上，而另一个端暴露在端子外壳7的内侧壁上以形成接地连接电极部分73A。

如图6所示，中心导体组件5和端接电阻R被包容在端子外壳7中。中心导体51到52的每个端口P1到P2通过焊接连接到输入／输出端子电极部分71A和72B上。端接电阻R连接到接地连接电极部分73A，而另一端连接到匹配电容C3的高电位侧电极。

如上所述，在第一实施例的隔离器中，在中心导体51到53的端口P1到P3与同接地板54一体安置的电容连接端子54A到54C之间装配了匹配电容C1到C3。利用该设计，匹配电容C1到C3，中心导体51到53，和铁氧体片55可以作为单独单元处理。结果，由于可以省略组装垂直竖立的小匹配电容的复杂和耗时的工作，有利于隔离器的制造。

另外，在中心导体51到53的端口P1到P3与电容连接端子54A到54C之间连接匹配电容C1到C3，通过弯曲中心导体51到53的端口P1到P3和电容连接端子54A到54C可以垂直竖立匹配电容C1到C3。因此，与端口需要在连接匹配电容之前弯折的常规隔离器(见图10)相比，可以实现端口P1到P3和匹配电容C1到C3之间的牢固焊接。另外，由于端口P1到P3与电容连接端子54A到54C通过使用相同金属导电片整体形成，可以获得改善了的端口P1到P3与电容连接端子54A到54C之间位置关系的精度。结果，在端口P1到P3，匹配电容C1到C3，和电容连接端子54A到54C中获得牢固焊接。此外，由于匹配电容C1到C3被装配在组件中，不使用其它零件不增加元件成本。

另外，由于每个匹配电容C1到C3的低电位侧电极通过接地板54接地，使用常规技术在端子外壳内侧壁上形成的接地电极可以省略，即图10所示的电容连接电极。结果端子外壳7的成本可以降低。

接着，参照图7到8给出按照本发明第二实施例的中心导体组件5的描述。

依照第二实施例的中心导体组件5除了在第一实施例中描述的中心导体组件5外，还安置了图7中斜线表示的绝缘体56和57以防止焊剂外流。绝缘体56被安置在每个零件的邻近，电容连接端子54A到54C与匹配电容C1到C3在那里连接，而且绝缘体57被安置在中心导体51到53的每个端口P1到P3附近。绝缘体56和57限制焊剂外流以防止匹配电容C1到C3的高电位侧电极与接地板54短路，而且它们防止高电位侧电极与低电位侧电极短路。此外，由于绝缘体56和57限制焊剂外流，也可以改善匹配电容C1到C3的位置精度。

另外，在第二实施例中，为防止匹配电容C1到C3的高电位侧电极与中心导体51和52短路，在每个零件处安置了另一个绝缘体58，在那里与匹配电容C1到C3的高电位侧电极相对安放中心导体51和52。

可使用环氧树脂胶等的一个焊剂阻挡层作为绝缘体56，57和58。例如，在如图2的展开图所示的弯曲过程执行之前，通过丝网印刷或分配器等在中心导体51到53和接地板54的指定位置安放绝缘体56、57和58。

另外，本发明不限于上述实施例，可以在本发明范围内进行各种改进和改变。例如，尽管匹配电容C1到C3是全部垂直安放的，即电容的电极表面被设置成与第一和第二实施例中的铁氧体零件主要表面垂直，其它设计也可以应用于本发明。

在表示中心导体组件平面图的图15A中，匹配电容之一被相对于铁氧体主要表面水平安放，而图15B表示图15A的中心导体组件的正视图。

所有匹配电容C1到C3不必垂直竖立。在图15A和15B中，两个匹配电容C1和C2可以垂直安放，而剩余的匹配电容C3可以水平安置，即其电极表面可以与铁氧体主要表面平行安放。换句话说，只要至少一个匹配电容被安置成使电容电极表面相对于铁氧体片上主要表面限定一个60到120度的角度，任何设计可以用在本发明中。

尽管在上述实施例中通过焊接连接匹配电容，匹配电容也可以通过使用导电胶连接，或另一个方式，可以使用层积电容作为匹配电容。关于上述整个结构，铁氧体零件的设计也可以是例如一个圆盘。另外，尽管上述实施例已经使用隔离器作为示例，通过使用端口P3作为第三输入／输出端子而不将端接电阻R连接到端口P3所形成的环型器也可以应用于本发明。

接着，图9表示了按照本发明第三实施例的通信设备结构。在该通信设备内，一个天线ANT被连接到包括发射滤波器Tx和接收滤波器Rx的双工器DPX天线端，隔离器ISO连接到发射滤波器Tx和发射电路之间，而接收电路连接到接收滤波器Rx的输出端。从发射电路发射的信号通过隔离器ISO传送到双工器DPX的发射滤波器Tx，并从天线ANT输出。在天线ANT中所接收的信号通过双工器DPX的接收滤波器Rx传送并被输入到接收电路中。

可以使用在第一和第二实施例中的隔离器之一作为隔离器ISO。利用按照本发明隔离器，可以获得低价而高可靠性的通信设备。

如上所述，在按照本发明的非可逆电路装置中，由于匹配电容连接在装配有铁氧体零件装配的中心导体与和中心导体一体形成的电容连接端子之间，与中心导体一体形成的匹配电容和铁氧体零件可以作为单一单元的一部分。结果，由于匹配电容可以容易地装配到组件中和可以极大增强连接的可靠性，可以明显降低生产成本。

另外，由于防止焊剂外流的绝缘体靠近零件安置，电容连接端子在此连接到匹配电容并靠近中心导体的端口，在零件之间不会出现由焊剂外流引起的短路，由此增强了组件的可靠性。另外，通过在靠近中心导体的匹配电容处安置绝缘体，可以防止由外力和组件变形引起的不必要短路，结果可以进一步增强可靠性。

另外，通过使用按照本发明的非可逆电路装置，可以获得低价而高可靠性的通信设备。

Claims (5)

1．一种非可逆电路装置包括：

一个铁氧体片，具有一个第一主要表面和一个第二主要表面，该铁氧体片适合于接受由一个永磁体施加的DC磁场；

一个接地板，由导电片制造；

多个中心导体，从接地板整体延伸，每个中心导体的端部限定一个端口；

多个电容连接端子，从接地板整体延伸；和

多个匹配电容，每个具有一个形成在其每个主要表面上的一个电极；

其中接地板邻近铁氧体片的第二主要表面，多个中心导体相互电绝缘同时沿铁氧体片侧面延伸并在铁氧体片第一主要表面上相互交叉；

多个匹配电容，被安置在中心导体端口与多个电容连接端子之间，与这些端口和端子电连接；和

至少匹配电容之一被以其电极表面相对于铁氧体片主要表面之一限定60到120度角度的方式安置。

2．按照权利要求1的非可逆电路装置，进一步包括一个绝缘体，用于防止安置在多个电容连接端子连接到多个匹配电容处的每个零件附近和多个中心导体的每个端口附近的焊剂外流。

3．按照权利要求1和2之一的非可逆电路装置，进一步包括一个绝缘体，用于防止中心导体靠近匹配电容处的每个零件处产生短路。

4．一种通信设备，包括按照权利要求1和2之一的非可逆电路装置。

5．一种通信设备，包括按照权利要求3的非可逆电路装置。

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