CN1388611A - 不可逆电路装置 - Google Patents
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Abstract
一种不可逆电路装置包括磁铁和中心电极。中心电极包括具有第一表面的非磁性基片(所述第一表面具有槽),配置在非磁性基片的第二表面上的磁体以及中心电极导体,一部分中心电极导体配置在槽中。磁铁给磁体施加直流电磁场,并且邻近磁体放置。
Description
技术领域
本发明涉及一种不可逆电路装置，例如在微波频带中使用的循环器或隔离器。
背景技术
通常，在便携式通讯装置例如蜂窝电话中使用的集总元件隔离器允许信号仅在发送方向上通过，并且禁止在反向上进行发送。近年来便携式通信装置朝更轻更小发展的趋势使得对更轻更小隔离器的需求也日益增加。
为了满足这种需求，日本未经审查的实用新型申请号5-80009文件揭示了一种不可逆电路装置，该装置包括通过在磁体周围缠绕中心电极导体形成的绕线中心电极以减少装置的尺寸和重量。这种不可逆装电路装置的中心电极具有更大的有效长度以改善中心电极的电感，并减少磁体的直径。
然而，通过将中心电极用非磁性基片缠绕在磁体周围形成中心电极，当磁体的厚度较薄时，基片就留在磁体底部用于加固。因为在磁体底部的这部分绕线中心电极导体通过非磁性基片与磁体的对应部分隔离，所以，所得到的隔离器的介入损耗并没有充分降低到隔离器所需的程度。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的较佳实施例提供了一种能够实现小型化、重量减少和低介入损耗的不可逆电路装置，该装置包括配置有非磁性基片的磁体。
本发明的一个较佳实施例提供了一种不可逆电路装置，该装置包括包含非磁性基片的中心电极(所述基片包括具有槽的第一表面)，配置在非磁性基片的第二表面上的磁体以及中心电极导体(中心电极导体的一部分配置在槽中)，和用于给磁体施加直流磁场的磁铁，所述磁铁接近磁体放置。
因为非磁性基片上具有槽，槽处的厚度较小，所以，中心电极导体和磁体之间的间距与没有槽的情况相比已经大大减少。这样，就大大降低了介入损耗。而且，因为在非磁性基片中的槽深度可以控制，所以可以很容易控制介入损耗。而且，因为一部分中心电极导体配置在槽中，就有效防止了中心电极的位移。
磁体最好包括槽的一侧，并且非磁性基片最好包括槽的底部。
槽的深度配置为达到非磁性基片和磁体之间的接口。磁体也确定了槽的底部。而且，非磁性基片的侧面确定了槽的侧面。
根据本发明的该较佳实施例，在中心电极导体和磁体之间没有配置非磁性基片，并且充分保持了磁体的厚度。因而，大大减少了上述结构的介入损耗。
中心电极导体最好包括具有绝缘层的线，并且中心电极导体既在非磁性基片附近缠绕又在磁体附近缠绕或仅在磁体附近缠绕。
当中心电极导体在非磁性基片和磁体附近缠绕时，因为导体配置有绝缘层，因而，导体的缠绕并没有在缠绕的交叉点彼此直接接触。
磁体最好包括石榴石单晶体，以便进一步减少介入损耗。
磁体最好通过液相外延扩展。在这种方式中，磁体具有与基片相同的晶体结构，并且具有较高的结晶度。这样，使用这种磁体就能制造具有低介入损耗的高质量不可逆电路装置。
非磁性基片最好包括石榴石单晶体。当非磁性基片和磁体都具有相同的石榴石单晶体结构时，就可以用此制造具有稳定特性和低介入损耗的不可逆电路装置。
本发明的更多元件、特性、特征和优点通过对结合附图的较佳实施例的下述描述而变得明显。
附图说明
图1是根据本发明较佳实施例的双端隔离器部件视图。
图2A是配置有敷层铜线的单晶体复合物的透视图，以便提供定义图1所示的双端隔离器的中心电极。
图2B是沿图2A线A-A’的单晶体复合物的截面图。
具体实施方式
图1是双端隔离器的组件视图，该隔离器包括根据本发明较佳实施例的不可逆电路装置。
在本较佳实施例中，双端隔离器最好具有下述示范尺寸，大约3.2mm×2.5mm×2.0mm。
参照图1，隔离器10包括上轭12、下轭14、永久磁铁16、树脂基片18、4个电容器20、电阻器22以及单晶体复合物23。永久磁铁16和基片18配置在上轭12和下轭14之间。电容器20、电阻器22以及单晶体复合物23配置在基片18上。
单晶体复合物23最好限定为非磁性石榴石单晶体基片26以及通过液相外(LPE方法)在石榴石单晶体基片26上扩展的磁性石榴石单晶体24。与配置有磁性石榴石单晶体24的表面相对的石榴石单晶体基片26表面包括两个槽28a和28b。槽28a和28b基本上平行地沿磁性石榴石单晶体24的主表面延伸，并且在石榴石单晶体基片26表面的大致中央处彼此交叉。
中心电极配置在由两根敷层铜线30a和30b限定的单晶体复合物23的表面上。下面将结合图2A和2B对中心电极的配置进行描述。
图2A是配置有由敷层铜线30a和30b限定的中心电极的单晶体复合物23的透视图。图2B是沿图2A两点点划线A-A’的单晶体复合物的截面图。
如图2A和2B所示，敷层铜线30a和30b的中央部分分别配置在单晶体复合物23的石榴石单晶体基片26上所提供的槽28a和28b中。敷层铜线30a和30b的端部缠绕在单晶体复合物23的周围。敷层铜线30a和30b在单晶体复合物23的顶面和底面的大致中心处彼此重叠。
如图1所示，在限定中心电极的每根敷层铜线30a和30b的一端与基片接地。敷层铜线30a的另一端通过电容器20中的一个与输入端串联，并且还与另一个电容器20并行连接。敷层铜线30b的另一端通过另一电容器20与输入端串联，并且还与另一个电容器20并行连接。电阻器串联在两个串联电容器20之间。
本发明将通过其较佳实施例的实例进行描述。
通过LPE方法在非磁性石榴石单晶体基片(Gd3Ga5O12)上扩展磁性石榴石单晶体(Y3Fe5O12)层以制备单晶体复合物。
从得到的单晶体复合物上切下多个采样片。每个采样片具有大约为0.5mm×0.5mm的平面尺寸，磁性石榴石单晶体层的厚度大约为0.1mm，而非磁性石榴石单晶体基片的厚度大约为0.2mm。
对于每个制备的采样片来说，两个槽28a和28b配置在非磁性石榴石单晶体基片的表面上，该表面与使用钻石轮划片机在磁性石榴石单晶体层上配置的表面相对。每个宽度约0.07mm的槽28a和28b在表面的大致中心处彼此交叉，并且具有如表1所示的深度。
表1
| 采样号码 | 槽深度(mm) | 槽底部位置/槽底部与磁性石榴石单晶体层和非磁性石榴石单晶体基片间接口之间的间距(mm) | 介入损耗(dB) |
| 1 | 0 | 在基片中/0.20 | 2.8 |
| 2 | 0.05 | 在基片中/0.15 | 1.9 |
| 3 | 0.15 | 在基片中/0.05 | 1.4 |
| 4 | 0.20 | 在接口处/0 | 0.9 |
| 5 | 0.25 | 在磁性石榴石单晶体中/0.05 | 1.2 |
| 6 | 0.27 | 在磁性石榴石单晶体中/0.07 | 1.8 |
如图2A和2B所示，两根敷层铜线30a和30b的中心部分分别配置在每个所得单晶体复合物的槽28a和28b中。敷层铜线30a和30b的端部缠绕在单晶体复合物23的周围以形成中心电极。因此，将图1中所示的中心电极以及其他部件进行组装以形成双端隔离器10。在该实例中，在将复合物切割为不可逆电路装置的尺寸之后，再将槽28a和28b配置在单晶体复合物中。或者，可以在切割前配置槽28a和28b。
接着，介入损耗和配置在单晶体复合物中的槽30a和30b的深度之间的关系由每个制备的双端隔离器10确定。其结果如表1所示。在表1中，“在基片中”的表述是指在非磁性石榴石单晶体基片中。
参照表1，包括在非磁性石榴石单晶体基片中形成具有约0.05mm深度的实例2的双端隔离器与不具有槽的实例1相比，介入损耗有了改善。
如实例3和4所示，因为槽底部离磁性石榴石单晶体层和非磁性石榴石单晶体基片间接口越来越近，在配置在槽中敷层铜线和磁性石榴石单晶体之间的间距减小，并且降低了介入损耗。
实例5和6，包括了越过磁性石榴石单晶体和非磁性石榴石单晶体基片间接口延伸的槽，与不具有槽的实例1相比，介入损耗也有了改善。然而，因为磁性石榴石单晶体层的有效厚度减少，在槽到达接口的深度后，介入损耗会增加。
因此，当需要最小介入损耗时，就配置槽以便到达磁性石榴石单晶体24和非磁性石榴石单晶体基片26间的接口，并且磁性石榴石单晶体24限定了槽28a’和28’b的底部，它们配置在具有如图3所示基片的单晶体上。
通过这种结构，当配置在单晶体表面上的敷层铜线限定了中心电极时，非磁性基片并没有插入在中心电极导体和磁体之间，并且磁体的厚度得到充分保持。因而，如表1所示，在实例4中，上述结构的介入损耗得到最大程度的减少。
虽然本发明是参照上述实例中用于1GHz频带的双端隔离器进行描述，但本发明也可以有效用于其他频带，并且可以应用于除双端隔离器外的不可逆电路装置例如集总元件隔离器和循环器。本发明的整体结构并不局限于如图1所示的结构。
当已经描述了本发明的较佳实施例后，在不背离本发明的范畴和精神的情况下，对于本领域的熟练技术人员来说可以理解其变化和修改。因而，本发明的范畴单独由下述权利要求确定。
Claims (18)
1、一种不可逆电路装置，其特征在于，包括：
中心电极，包括：
包括具有槽的第一表面的非磁性基片；
配置在所述非磁性基片第二表面上的磁体；
中心电极导体，一部分所述中心电极导体配置在所述槽中；以及
配置用于给所述磁体施加直流电磁场的磁铁，所述磁铁邻近所述磁铁放置。
2、如权利要求1所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述磁体包括所述槽的一侧，并且所述非磁性基片包括所述槽的底部。
3、如权利要求1所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述中心电极导体包括一根具有绝缘敷层的线，并且所述中心电极导体缠绕在所述非磁性基片和磁体周围。
4、如权利要求1所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述中心电极导体包括一根具有绝缘敷层的线，并且所述中心电极导体仅缠绕在所述磁体的周围。
5、如权利要求1所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述磁体包括一个磁性石榴石单晶体。
6、如权利要求1所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述磁体通过液相外延制造。
7、如权利要求1所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述非磁性基片包括一个非磁性石榴石单晶体。
8、如权利要求1所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述非磁性基片的第一表面还包括一个附加槽。
9、如权利要求8所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述槽和附加槽在所述非磁性基片的大致中心处彼此交叉。
10、一种用于不可逆电路装置的中心电极，其特征在于，包括：
包括具有槽的第一表面的非磁性基片；
配置在所述非磁性基片第二表面上的磁体；
中心电极导体，一部分所述中心电极导体配置在所述槽中。
11、如权利要求10所述的中心电极，其特征在于，所述磁体包括所述槽的一侧，并且所述非磁性基片包括所述槽的底部。
12、如权利要求10所述的中心电极，其特征在于，所述中心电极导体包括一根具有绝缘敷层的线，并且所述中心电极导体缠绕在所述非磁性基片和磁体周围。
13、如权利要求10所述的中心电极，其特征在于，所述中心电极导体包括一根具有绝缘敷层的线，并且所述中心电极导体仅缠绕在所述磁体的周围。
14、如权利要求10所述的中心电极，其特征在于，所述磁体包括一个磁性石榴石单晶体。
15、如权利要求10所述的中心电极，其特征在于，所述磁体通过液相外延制造。
16、如权利要求10所述的中心电极，其特征在于，所述非磁性基片包括一个非磁性石榴石单晶体。
17、如权利要求10所述的中心电极，其特征在于，所述非磁性基片的第一表面还包括一个附加槽。
18、如权利要求17所述的中心电极，其特征在于，所述槽和附加槽在所述非磁性基片的大致中心处彼此交叉。
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