CN1957500A - 不可逆电路装置和通信设备 - Google Patents

Abstract

一种能将作用于铁氧体的DC磁场保持在最优恒定状态、消除外部磁场的影响并防止不必要电磁波辐射至外部的不可逆电路装置以及通信设备。该不可逆电路装置包括：永磁体(41)；铁氧体(32)，DC磁场从永磁体(41)作用于该铁氧体；设置在铁氧体(32)上的中心电极；电路基板(20)；磁轭(10)以及电磁屏蔽板(15)。铁磁体(32)和永磁体(41)沿纵向设置在电路基板(20)上，而磁轭(10)为环形用以包围铁氧体(32)和永磁体(41)的侧表面。电磁屏蔽板(15)通过在介电基板(16)上设置非磁性金属导电膜制成的屏蔽导体(17)，并在该屏蔽导体(17)上形成狭缝状的开口区域(17a)而制成。

Description

不可逆电路装置和通信设备

技术领域

本发明涉及不可逆电路装置，尤其涉及一种工作在微波频带的例如绝缘器和循环器的不可逆电路装置以及包括该不可逆电路装置的通信设备。

背景技术

在现有技术中，例如绝缘器或循环器的不可逆电路装置仅沿预定的特定方向发送信号并且不沿与预定的特定方向相反的方向发送信号。通过使用这种特性，例如绝缘器被用作移动通信设备(例如车载电话或蜂窝电话)中的发送电路。

专利文献1公开包括含铜线的铁氧体磁心绕组的不可逆电路装置，所述铁氧体磁心绕组纵向地沿垂直方向被设置为电路基板上的中心电极，以使两永磁体包围住铁氧体磁心。

但在专利文献1中公开的不可逆电路装置中，由于铁氧体磁心和永磁体被磁轭不仅从四边还从上方包围，从永磁体作用于铁氧体磁心的DC磁场分散在磁轭的上表面。这造成无法将均一的DC磁场作用于铁氧体磁心的问题。

另外，专利文献1公开了将孔设置在磁轭的上表面的中心部分。然而，由于磁轭界定具有DC磁场的磁路，设有孔的磁轭使均一的磁场强度劣化并削弱了DC磁场。此外，孔被配置成贯穿铁氧体磁心的整个平坦凸起区域，这引起高频磁场的大量泄漏。专利文献1：日本未审专利申请，公布号：2002-198707。

发明内容

本发明所解决的问题

因此，本发明的一个目的是提供一种不可逆电路装置，它能最佳地保持稳定的DC磁场、消除外部磁影响并防止电磁波向外部进行不必要辐射(泄漏)，并提供一种通信设备，它包括这种新颖的不可逆电路装置。

解决本发明的手段

为了实现上述目的，根据本发明的不可逆电路装置包括：永磁体；铁氧体磁心，DC磁场从永磁体作用于它；设置在铁氧体磁心上的多个中心电极；电路基板以及磁轭。

多个中心电极被设置在铁氧体磁心的主表面以彼此相交并彼此电绝缘。

铁氧体磁心和永磁体被设置成使其主表面彼此面对并基本垂直于电路基板的一个表面。

磁轭具有环形以用大致垂直于电路基板表面的表面包围铁氧体磁心和永磁体。

由非磁性金属导电材料制成的屏蔽导体被直接设置在铁氧体磁心和永磁体上方以覆盖磁轭的开口部分。

在根据本发明的不可逆电路装置中，界定具有作用于铁氧体磁心的DC磁场的磁路的磁轭被配置成环形以包围铁氧体磁心和永磁体。因此，从永磁体作用于铁氧体磁心的DC磁场不分散至铁氧体磁心和永磁体的上部。这允许作用于铁氧体磁心的DC磁场处于最佳状态，即均一和稳定的状态。

由非磁性金属导电材料制成的屏蔽导体被直接设置在铁氧体磁心和永磁体上方，从而覆盖磁轭的开口部分。这种配置防止外部磁影响(不可逆电路装置的电特性的改变)以及电磁波向外部不必要的辐射(泄漏)。此外，由于屏蔽导体由非磁性金属导电材料制成，因此DC磁场不因屏蔽导体而改变或劣化。这种配置不妨碍将DC磁场稳定应用于铁氧体磁心。

尤其在根据本发明的不可逆电路装置中，中心电极较佳地包括第一中心电极和第二中心电极，第一中心电极具有电连接于第一输入/输出端口的第一端以及电连接于第二输入/输出端口的第二端，第二中心电极以电绝缘状态与第一中心电极相交并具有电连接于第二输入/输出端口的第一端以及电连接于接地的第三端口的第二端。较佳地，将第一匹配电容器并联于第一中心电极，较佳地将第二匹配电容器并联于第二中心电极，并且较佳地将端接电阻器并联于第一中心电极。铁氧体磁心较佳地具有基本呈体的形状并且使第二中心电极围绕铁氧体磁心以使第二中心电极围绕与铁氧体磁心的较长边平行的轴两次或多次。这种配置获得紧凑的集总参数绝缘器。

在根据本发明的不可逆电路装置中，可将屏蔽导体接地或不接地。当屏蔽导体不接地时，中心电极的电感Q升高，插入损耗略为升高，并且装置可工作在稍宽的带宽内。当屏蔽导体接地时，电磁波的泄漏略为减少。

屏蔽导体较佳地由介电基板上的非磁性金属导电膜制成。可通过蚀刻和其它合适的方法将导电膜以高精确度形成在介电基板上。因此，介电基板用作高频磁通的流动通道，由此防止插入损耗的劣化。此外，由于开口区域被设置在屏蔽导体中而在介电基板中没有开放区域，介电基板防止外来物质进入磁轭的内部。另外，相比较使用安装于铁氧体和永磁体的金属板而言，使用由非磁性金属导体膜制成的屏蔽导体允许铁氧体磁心和屏蔽导体之间的距离相对恒定，即距离的变动率减小。与使用粘合力或粘合剂不同，使用由非磁性金属导电膜制成的屏蔽导体不会显著改变介电板的厚度。结果，中心电极的电常数保持恒定并且电特性的变动被最小化。

屏蔽导体较佳地由设置在介电基板上的铜箔制成。可使用尚未经过处理的铜箔，但较佳使用的是在作为防锈处理的Ni涂覆后再经过Au喷溅涂覆的铜箔。Ni是非磁性材料。然而，由于包含少量Ni的铜箔(镀Ni铜箔)因从不可逆电路装置的永磁体作用的磁场而达到磁饱和，因此在实践中可将Ni用作非磁性材料。

由于中心电极由铁氧体磁心的主表面上的导电膜构成，因此可以高精确度形成中心电极。因此，可获得利于耦合的紧凑的中心电极组件。

屏蔽导体较佳地在面向铁氧体磁心的至少一较短边的位置具有开口区域。磁通容易汇聚在长方体形的铁磁体线圈的较短边正上方的位置处，这导致在高于铁氧体磁心的较短边正上方的位置处的屏蔽导体上产生涡电流。尤其在第二中心电极围绕铁氧体磁心两次或多次的配置中，则更可能产生涡电流。然而，由于开口区域被设置在铁氧体磁心的较短边正上方的位置处的屏蔽导体上，因此可防止涡电流的产生和插入损耗减少。

开口区域可包括多个狭缝或可以具有多种形状，例如十字形和圆形。当开口区域的总面积为铁氧体磁心的平面投影面积的5％-20％时，可很好地防止电磁波的泄漏并不使磁屏蔽功能劣化。注意当开口区域位于两个位置时，总面积表示开口区域中的一个的总面积。

可将屏蔽导体和铁氧体磁心的最上部之间的间隙设置成铁氧体磁心的高度的至少10％。这种配置将插入损耗的劣化抑制为最小。

由于根据本发明的通信设备包括上述不可逆电路装置，因此可获得不可逆电路装置的适宜的电特性，并因此获得提供稳定性能的通信设备。

发明优点

根据本发明，外部磁影响被屏蔽导体消除并且可防止来自不可逆电路装置的电磁波的不必要辐射。由于屏蔽导体由非磁性金属导体材料制成，因此从永磁体作用于铁氧体磁心的DC磁场不变化或不劣化，并因此可保持稳定的DC磁场。尤其是由于开口区域被直接设置在铁氧体磁心的其中一个较短边的中心上面的位置处的屏蔽导体上，因此防止在该位置的屏蔽导体上产生涡电流并减少插入损耗。

附图说明

图1是根据本发明的不可逆电路装置(双端绝缘器)的一个实施例的分解立体图。

图2是电磁屏蔽板的修正的立体图。

图3是双端绝缘器的中心电极组件的立体图。

图4是双端绝缘器并包括示出俯视图的部分(A)以及示出中心截面图的部分(B)。

图5包括形成在屏蔽导体上的开口区域的各种形状的俯视图。

图6包括形成在屏蔽导体上的开口区域的各种形状的俯视图。

图7是双端绝缘器的电路基板中的电路配置的方框图。

图8是双端绝缘器的第一电路例的等效电路示意图。

图9是双端绝缘器的第二电路例的等效电路示意图。

图10是插入损耗与存在/不存在屏蔽导体的相关性的图表。

图11是根据形成在屏蔽导体上的开口区域的形状的插入损耗和中心工作频率的变化的图表。

图12包括示出插入损耗与屏蔽导体和铁氧体磁心之间的间隙的相关性的图表。

图13是根据本发明的通信设备的一个实施例的方框图。

执行本发明的最佳模式

下面将结合附图对根据本发明的不可逆电路装置和通信设备的实施例进行说明。

(不可逆电路装置：参阅图1至图12)

下面将描述根据本发明的不可逆电路装置的实施例。图1是本发明一个实施例的双端绝缘器1的分解立体图。双端绝缘器1是集总参数绝缘器并一般包括：具有磁轭10的中心电极组件31；电磁屏蔽板15；电路基板20；铁氧体磁心32以及将DC磁场作用于铁氧体磁心32的永磁体41。

如图3所示，中心电极组件31包括第一中心电极35和第二中心电极36，它们被设置在微波铁氧体磁心32的主表面32a、32b上并彼此电绝缘。铁氧体磁心32具有平行设置的第一主表面32a和第二主表面32b的矩形立方体形状并被设置在电路基板20上以使第一主表面32a和第二主表面32b基本垂直于电路基板20设置。主表面32a、32b具有矩形形状。在这种配置中，铁氧体磁心32的上表面32c具有较短边32e和较长边32f(从俯视图看)，而主表面32a、32b具有较短边32g和较长边32f(从主视图看)。

永磁体41通过粘合层42粘合于主表面32a、32b以使磁场沿基本垂直方向作用于主表面32a、32b，由此形成铁氧体磁体组件30。铁氧体磁心32的主表面指垂直于通过永磁体41对作用DC磁场的方向的表面。下面将对中心电极组件31的配置和电路配置进行详细说明。

磁轭10由诸如软铁的铁磁材料制成。磁轭10被镀以防锈涂层并具有环状框形以包围电路基板20上的中心磁极组件31和永磁体41，其中磁轭10的侧表面垂直于电路基板20的表面。

首先，通过冲出使磁轭10在配合部分10a分离而展开的状态下的条状体而制造环形磁轭10。然后将凸起11和凹口12牢固地彼此连接并执行卷边工序以获得环状形状。由于凸起和凹口通过配合彼此结合，因此可牢固地构造磁轭10而不会在接点部分处重叠以使其具有紧凑结构和极好的防锈涂层。由于在接点部分不存在间隙，因此减少了电阻和磁阻，提高了电/磁屏蔽性能，并且形状稳定，其结果是电属性不变。

要注意磁轭10不局限于这种配置并且可通过将两分离的基体结合成环形而形成。该结合方法可以是焊接，尤其是例如电阻焊或激光焊的点焊，作为卷边工艺的代替。在这种情形下，通过使用滚镀以涂覆防锈涂层可使分离的磁轭10预计具有极好的精加工性。较佳地将Ag涂层施涂在Cu底部涂层上以利于实现低插入损耗。

由于当使用将铁氧体-磁体组件30如后所述地从母板切割而得的制造方法时，铁氧体-磁体组件30被形成为立方体形状，因此磁轭10在俯视图上较佳地具有矩形或方环形。在铁氧体-磁体组件30和磁轭10之间的间隙中，最大间隙部分和最小间隙部分之间的差减小。结果，从永磁体41作用于铁氧体磁心32的DC磁场的均一性得以提高。具有对称的方环形的磁轭10消除了当将磁轭10安装在电路基板20上时的取向考虑，这导致制造工序的简化。

磁轭10通过焊接、热焊、Ag环氧化物的导电粘合剂或其它适宜方法与设置在电路基板20上的端接电极结合。磁轭10的底表面13可以粘附于电路基板20。在这种情形下，接合强度可望提高。由于即使通过回流焊将绝缘器1安装于基板时产生的热使接合焊料熔化，耐热粘合剂也不会熔化。由于磁体41的磁力，磁轭10不移动，这导致可靠性提高。在这种情形下，提供极佳工作性能、极佳强度和极佳耐热性的一组分环氧粘合剂可作为粘合剂。

电磁屏蔽板15被设置成直接覆盖在铁氧体磁心32和永磁体41上面。电磁屏蔽板15具有在介电基板16上的由非磁性金属导电材料制成的屏蔽导体17(图1中的阴影部分)。屏蔽导体17基本覆盖磁轭10的整个开口部分。

玻璃环氧树脂被用作介电基板16而铜箔被用作屏蔽导体17以制成所谓的铜包覆玻璃环氧基板。由铜箔制成的屏蔽导体17可通过照相平版印刷以高精度形成并且如后所述的开口区域17a的形成也变得容易。也可使用未经过处理的铜箔，但较佳使用的是在作为防锈处理的Ni涂覆后再经过Au喷溅涂覆的铜箔。Ni是非磁性材料。然而，Ni涂层的饱和磁通密度很低并且在例如用于不可逆电路装置的特定磁场下(至少0.01T(100高斯))磁通密度达到饱和。因此，Ni涂层的有效磁导率相当低。因此，即使屏蔽导体17由Ni涂层覆盖，非磁性材料的屏蔽导体17用作非磁性材料。具体地说，即使厚度接近10μm的诸如Ni涂层的磁性金属涂层被涂覆在屏蔽导体17上，防止插入损耗劣化的功能仍然有效。

用粘合剂或用粘合片或粘合带将电磁屏蔽板15粘附于永磁体41的上表面41a。或者，可将电磁屏蔽板15粘附于磁轭10的上端表面14。屏蔽导体17被配置成使介电基板16的边部分保持露出以确保屏蔽导体17与地面保持非接触状态。如果屏蔽导体17与磁轭10的接触间断地发生，则绝缘器1的电特性会变化。在其周围不具有屏蔽导体17的电磁屏蔽板15便于电磁屏蔽板15从母板的切割操作。尤其是切片时的切割速度增加，导致处理成本降低。此外，由于不切割金属部分，因此由于杂质阻塞而造成的切片刀具的劣化得以避免。

当屏蔽导体17与地面接触时，如图2所示，切口16a被形成在介电基板16的边缘处并且屏蔽导体17延伸至切口16a，由此电磁屏蔽板15在该部分通过焊接结合于磁轭10的上缘表面。磁轭10接地，结果屏蔽导体17也接地。

在本实施例中，由于磁轭10具有环形以包围铁氧体磁体组件30的侧表面，从永磁体41对作用于铁氧体磁心32的DC磁场不分散至铁氧体磁心32的上部。这允许将DC磁场以最佳状态作用于铁氧体磁心32，即呈现均一和稳定的状态。基本覆盖磁轭10整个开口部分的屏蔽导体17被直接设置在铁氧体-磁体组件30上。这种配置使绝缘器1可避免外部磁影响，从而确保电特性保持稳定并防止电磁波不必要地辐射至外部。由于屏蔽导体17由非磁性金属导电材料制成，因此DC磁场不因为屏蔽导体17而改变或劣化。这种配置允许将DC磁场稳定地施加于铁氧体磁心32。

屏蔽导体17可以是导电的金属板。此外，屏蔽导体17可以是例如铜板或固体镍银板的薄金属板，这种板经过蚀刻或冲压以形成要求的结构。当使用这种薄金属板时，基于环氧化物的粘合板、丙烯酸树脂双边粘合带或其它适宜的粘合剂被粘附于薄金属板的底表面以将薄金属板粘合于铁氧体-磁体组件30的上表面。由于使用粘合板或粘合带能够更精确地保持屏蔽导体(导电金属板)17和铁氧体磁心32之间的距离以及屏蔽导体17和磁体41之间的距离，因此相比使用粘合剂更理想的是使用粘合板或粘合带。

屏蔽导体17包括具有多个基本彼此平行设置的狭缝的开口区域17a(参阅图4(A)和4(B))。开口区域17a位于屏蔽导体17中以面向形成铁氧体磁心32的上表面32c的较短边32e。磁通倾向于就在长方体形状的铁氧体磁心32的较短边32e上的位置处汇聚(参阅图4(B))，这导致屏蔽导体17就在铁氧体磁心32的较短边32e上的位置处产生涡电流。尤其是在第二中心电极36围绕铁氧体磁心32两或多次的配置中，更可能产生涡电流。然而，设置在屏蔽导体17上述部分中的开口区域17a切断高频涡电流的通路，这导致插入损耗的减少，就象从图11中能明显看出的那样。例如插入损耗的值的观察值将在下面进行说明。

在现有技术中，可以看到包括具有孔或开口的磁轭的装置，然而在该实施例中，磁轭10不具有孔或开口。磁轭界定具有DC磁场的磁路。如果在磁轭中设置孔和开口，则DC磁场的强度劣化，并因此磁体必须更大，这导致绝缘器1的尺寸增加。根据本实施例的装置产生极好的磁屏蔽效应，防止不必要的涡电流产生，并因此实现低插入损耗而没有不利影响(例如增加绝缘器1的尺寸)。

在本实施例中，由于介电基板16包括屏蔽导体17，介电基板16用作高频磁通的流动通道(参阅图4(B))。这种结构防止插入损耗的劣化。此外，由于开口区域17a被设置在屏蔽导体17中而在介电基板16中不设有开口区域，因此介电基板16用作覆盖部分以防止外来物质进入磁轭10的内部。

在图5和图6中示出各种形状的开口区域17a。图5(A)示出平行于铁氧体磁心32的较短边32e设置的多种上述狭缝。图5(B)示出十字形开口。图5(C)示出平行于铁氧体磁心32的较长边32f设置的多个狭缝。图5(D)示出圆形开口，图5(E)示出矩形开口，而图5(F)示出三角形开口。

在图5(A)至图5(F)中，开口区域17a是由屏蔽导体17中与屏蔽导体17的边缘分隔的孔界定的，然而开口区域17a也可以向屏蔽导体17的外部开启。作为这些开口的若干例子，图6(A)中示出矩形开口，图6(B)中示出十字形开口，而图6(C)中示出圆形开口。在图6(D)中，具有多个狭缝的开口区域17a被设置在屏蔽导体17的相对侧，此外，圆形开口区域17b被设置在左侧。开口区域17b还界定一标志，该标志能够区分绝缘器1的输入侧和输出侧。

由于上述开口区域17a被设置在涡电流基本流过的位置附近，因此涡电流的流动被中断并减少了电力消耗。显然，开口区域17a可以是那些所述例以外的形状。例如开口区域17a被配置成狭长形状以基本横贯铁氧体磁心32的中心部分上的屏蔽导体17的整个长度延伸。具有狭长形状的开口区域可具有向外部封闭或开启的相对边缘。

具有如图5(A)和5(C)所示多个狭缝的开口区域17a被设置成使诸狭缝的每一个的宽度小于所用电磁波的波长。这有效地防止电磁波的泄漏。图6(A)-6(C)所示向外部开启的开口区域17a能有效地中断涡电流的流动。但就防止电磁波泄漏而言具有缺点。此外，屏蔽导体17和磁轭10之间足够小的间隙可将电磁波泄漏抑制到最小程度。

当磁轭10与铁氧体磁心32或永磁体41接触时，电特性劣化。因此，如图4(B)所示，较佳地设置在磁轭10的内表面和铁氧体磁心32或永磁体41的端表面之间设置间隙g。

下面将对铁氧体-磁体组件30的结构进行说明。如图3所示，第一中心电极35被设置在铁氧体磁心32的第一主表面32a上以使第一中心电极35以与较长边32f比较小的夹角从右下端上升至左上端。在上升至左上端后，第一中心电极35经由上表面32c上的中继电极35a继续到第二主表面32b上。然后，从透视图中可观察到第二主表面32b上的第一中心电极35与第一主表面32a上的第一中心电极35重叠并连接于形成在下表面32d上的连接电极35b。

第二中心电极36被如下地设置。与第二中心电极36的第0.5匝对应的部分36a以相对较长边32f较大的夹角倾斜，从下侧的基本中心部分延伸至左上以与第一中心电极35相交，并且经由上表面32c上的中继电极36b回到第二主表面32b。然后，与第二中心电极36的第1匝对应的部分36c在第二主表面32b上以比较大的角度向左上倾斜并与第一中心电极35相交。与第1匝对应的部分36c的下端部经由下表面32d上的连接电极36d回到第一主表面32a。与第二中心电极36的第1.5匝对应的部分36e在第一主表面32a上与对应于第0.5匝的部分36a平行地与第一中心电极35相交，并经由上表面32c上的中继电极36f回到第二主表面32b。与第二中心电极36的第2匝对应的部分36g在第二主表面32b上与对应于第1匝的部分36c平行地与第一中心电极35相交并连接于下表面32d的连接电极36h。

即，第二中心电极36围绕铁氧体磁心32螺旋缠绕两次。这里，每次第二中心电极36横贯第一主表面32a或第二主表面32b时，匝数增加0.5匝。中心电极35、36彼此相交的角度被设置成适于控制输入阻抗和插入损耗的值。

电路基板20是陶瓷叠层基板，由此前述电极被设置在多个介电薄板上并且这些薄板被叠层并烧结。如图7所示，匹配电容器C1、C2、Cs1、Cs2、Cp1和Cp2以及端接电阻器R包含在电路基板20中。端接电极25a-25g被设置在电路基板20的上表面而外部连接端接电极26、27和28被设置在电路基板20的下表面上。

匹配电路装置和第一、第二中心电极35、36之间的连接关系如图7所述并且其等效电路在图8和图9中被示出。包括在图8中的等效电路示出根据本发明的不可逆电路装置(双端绝缘器1)中的第一基本电路，而图9中的等效电路示出第二基本电路。图7示出第二基本电路的结构。

设置在电路基板20的下表面上的外部连接端接电极26用作输入端P1并经由匹配电容器Cs1连接于连接点21a以连接匹配电容器C1和端接电阻器R。连接点21a经由设置在电路基板20上表面的端接电极25a连接于第一中心电极35的一端。

第一中心电极35的另一端经由形成于电路基板20上表面的连接电极35c和端接电极25b连接于端接电阻器R和电容器C1、C2。

设置在电路基板20下表面上的外部连接端接电极27用作输出端口P2并经由匹配电容器Cs2连接于连接点21b以连接电容器C2和C1。

第二中心电极36的第一连接电极36i(被设置在铁氧体磁心32的下表面32d)经由设置在电路基板20的上表面上的端接电极25c连接于连接点21b。第二中心电极36的第二连接电极36h经由设置在电路基板20的上表面上的端接电极25d连接于设置在电路基板20的下表面上的外部连接端接电极28。外部连接端接电极28还界定接地部分P3并经由设置在电路基板20的上表面上的端接电极25e、25f连接于磁轭10。

阻抗控制电容器Cp1被接地并连接于连接点以连接输入端P1和电容器Cs1。同样，阻抗控制电容器Cp2被接地并连接于连接点以连接输出端P2和电容器Cs2。

电路基板20和磁轭10通过端接电极25e、25f焊接而彼此形成一体。考虑到铁氧体-磁体组件30，铁氧体磁心32的下表面32d上的连接电极35b、35c、36d、36h和36i通过焊接与电路基板20上的端接电极25a-25d和25g形成一体，而永磁体41的下表面41b通过粘合剂与电路基板20形成一体。与连接电极36d连接的端接电极25g是虚电极。

在铁氧体-磁体组件30和电路基板20的接点部分处产生的间隙优选被填充以具有绝缘特性和耐湿的树脂材料。这消除了例如由于水或外来物质的侵入造成的绝缘失效的问题，导致可靠性提高。

在具有上述结构的双端绝缘器1中，由于磁轭10具有环形以如上所述地包围铁氧体-磁体组件30，因此DC磁场以最佳状态(即均一和稳定的状态)作用于铁氧体磁心32。此外，这种配置使绝缘器1避免受到外部磁影响，从而确保其电特性保持稳定并防止不必要的电磁波辐射至外部。由于屏蔽导体17由非磁性金属导电材料制成，因此DC磁场不因屏蔽导体17而变化或劣化，这导致DC磁场稳定地作用于铁氧体磁心32。

由于彼此具有相同形状表面的成对永磁体41包围其上设有第一和第二中心电极35、36的铁氧体磁心32，一对永磁体41产生具有极好平行度的DC磁场并将均一的磁场作用于铁氧体磁心32，藉此绝缘器1的电特性(例如插入损耗)得以改善。

铁氧体磁心32被设置在电路基板20上以使主表面32a、32b基本垂直于电路基板20地设置。永磁体41被设置在电路基板20上以使磁场基本垂直于铁氧体磁心32的主表面32a、32b地施加。即，由于铁氧体磁心32和永磁体41沿垂直方向纵向地设置在电路基板20上，因此即使当永磁体41的厚度增加以获得更强的磁场时，成对的永磁体41的高度也不增加，这导致永磁体41的尺寸和高度减少。

如第二电路例中所示(参阅图9)，附加匹配电容器Cs1被置于输入端P1和用于连接第一中心电极35和电容器C1的连接点21a之间，并且附加匹配电容器Cs2被插入输出端P2和用于连接中心电极35、36的连接点21b之间。这种配置即使当中心电极35、36的电感被设置成较大以改善宽带下的电特性时，也使绝缘器1的阻抗与连接于绝缘器1的装置的阻抗(50Ω)匹配。注意也可通过插入匹配电容器Cs1和Cs2中的任何一个而获得这种效果。

由于中心电极35、36由铁氧体磁心32的主表面32a、32b上的导电膜形成并因此中心电极35、36的形状被高精度地限定，因此可批量制造具有均一电特性的绝缘器1。延迟电极35a、36b和36f和连接电极35b、35c、36d、36h和36i也由导电膜形成。永磁体41通过粘合层42粘附于铁氧体磁心32的主表面32a、32b(参阅图1)。粘合层42可由双边粘合板代替。

下面将根据测得值对由于绝缘器1中存在屏蔽导体17而使插入损耗减少的效果进行说明。

图10示出插入损耗与屏蔽导体17的存在/不存在的相关性。在图10中，曲线C1示出不设有屏蔽导体17的情形下的插入损耗特性，曲线C2示出设置具有开口区域17a的屏蔽导体17的情形下的插入损耗特性，而曲线C3示出设置不具有开口区域17a的屏蔽导体17的情形下的插入损耗特性。开口区域17a具有如图5(A)所示的多个狭缝。

表1示出在830MHz频带的绝缘器中，设置在屏蔽导体17中的开口区域17a的每种形状的插入损耗和中心工作频率的变化。在说明书中，中心工作频率的变化指从接地板位于绝缘器顶部附近具有接近0.03mm间隔前的中心工作频率至接地位于绝缘器顶部附近具有接近0.03mm间隔后的中心工作频率的转移(偏移)。开口区域17a的形状如柱状“图”所示。为便于比较，不设置屏蔽导体的情形下的特性被示出于柱的顶部，而设置不具有开口区域的屏蔽导体的情形下的特性被示出于柱的底部。

表1

存在/不存在屏蔽导体	存在/不存在开口区域	图	插入损耗(dB)	中心工作频率的转移(MHz)
					不存在			0.40	40
存在	存在	5(A)	0.41	3
					存在	存在	5(B)	0.42	2
存在	存在	5(C)	0.41	3
					存在	存在	5(D)	0.42	3
存在	存在	5(E)	0.42	3
					存在	存在	5(F)	0.42	3
存在	存在	6(A)	0.41	6
					存在	存在	6(B)	0.41	5
存在	存在	6(C)	0.41	5
					存在	存在	6(D)	0.41	4
存在	不存在		0.55	0

如表1所示，具有开口区域17a的屏蔽导体17将插入损耗的不利影响抑制在0.01dB-0.02dB的范围内，这是可忽略的。对于多数开口区域的形状，中心工作频率的转移为3MHz或更少。因此，作为屏蔽导体的屏蔽导体功能不会劣化。

表2和图11示出对应于不同开口区域17a尺寸的插入损耗和中心工作频率的变化。面积比表示左右开口区域17a中的一个的总面积与平面上铁氧体磁心32投影面积的比。这里，所使用的是图5(A)所示具有多个狭缝的开口区域17a。

表2

总开口面积(mm2)	铁氧体投影面积(mm2)	面积比(％)	插入损耗(dB)	中心工作频率的转移(MHz)
					0.0010	0.6	0.17	0.55	1
0.0020	0.8	0.33	0.50	1
					0.0060	0.6	0.83	0.47	1
0.0100	0.6	1.67	0.44	1
					0.0200	0.6	3.33	0.42	1
0.0400	0.6	6.67	0.41	2
					0.0800	0.6	13.33	0.41	3
0.1000	0.6	16.67	0.40	4
					0.1500	0.6	25.00	0.40	10
0.2000	0.6	33.33	0.40	25

如表2和图11所示，当面积比为至少5％时，插入损耗的劣化可忽略。然而，当面积比变为至少20％时，中心工作频率的变化明显增大，这导致电磁屏蔽功能的劣化。因此，左和右开口区域17a中的一个的总面积较佳地等于铁氧体磁心32的平面投影面积的5％-20％。

表3和图12示出屏蔽导体17和铁氧体磁心32的最上部之间的间隙与插入损耗的相关性。比值表示间隙与铁氧体磁心32的高度之比。使用具有图5(A)所示的多个狭缝的开口区域17a。图12(A)示出铁氧体磁心32具有0.8mm高度的情形下的插入损耗，而图12(B)示出在铁氧体磁心32具有1.2mm高度的情形下的插入损耗。

表3

屏蔽导体和铁氧体之间的间隙(mm)	铁氧体高度(mm)	比(％)		插入损耗(dB)
					0.0500	0.8	6.25		0.69
0.0625	0.8	7.81		0.58
					0.0750	0.8	9.38		0.50
0.0900	0.8	11.25		0.45
					0.1000	0.8	12.50		0.43
0.1100	0.8	13.75		0.42
					0.1250	0.8	15.63		0.41
0.1500	0.8	18.75		0.41
					0.2000	0.8	25.00		0.41
0.2500	0.8	31.25		0.41
					0.3500	0.8	43.75		0.40
0.0500	1.2	4.17		0.65
					0.0625	1.2	5.21		0.58
0.0750	1.2	6.25		0.52
					0.0900	1.2	7.50		0.48
0.1000	1.2	8.33		0.45
					0.1100	1.2	9.17		0.43
0.1250	1.2	10.42		0.40
					0.1500	1.2	12.50		0.37
0.2000	1.2	16.67		0.36
					0.2500	1.2	20.83		0.35
0.3500	1.2	29.17		0.35

如表3和图12所示，间隙越大，插入损耗的劣化越小。然而，当比率超过10％，就效果而言差异很小，即插入损耗的劣化可忽略。因此，屏蔽导体17和铁氧体磁心32的最上部之间的间隙较佳地被设置成铁氧体磁心32的高度的至少10％。

在前面的实施例中，屏蔽导体17被设置在介电基板16的上表面上以获得有效的间隙。如果屏蔽导体17被设置在介电基板16的底表面上，则屏蔽导体17和铁氧体磁心32的上表面之间的间隙不够，因此导致插入损耗劣化的增加。

(通信设备：参阅图13)

下面将以蜂窝电话为例对根据本发明的通信设备进行说明。图13是蜂窝电话220的RF部分的电路的方框图。在图中，222表示天线部件，223表示天线共用器，231表示发送侧绝缘器，232表示发送侧放大器，233表示发送侧级间带通滤波器，234表示发送侧混频器，235表示接收侧放大器，236表示接收侧级间带通滤波器，237表示接收侧混频器，238表示压控振荡器(VCO)，而239表示本机带通滤波器。

可将双端绝缘器1用作发送侧绝缘器231。由于使用绝缘器1，可获得适宜的电特性和提供稳定性能的蜂窝电话。

(其它实施例)

根据本发明的不可逆电路装置和通信设备不局限于上述实施例，并且在不脱离本发明要旨地作出各种修正。

例如，各永磁体41的北极和南极可颠倒以将输入端P1变为输出端P2，反之亦然。在上述实施例中，所有匹配电路装置被包含在电路基板中。或者，可将外部芯片导体和外部电容器提供给电路基板。另外，中心电极可具有任意形状并且中心电极中的至少一个可一分为二。

商业应用

如上所述，本发明适用于工作在微波频带的例如绝缘器和循环器的不可逆电路装置。本发明对稳定地保持从永磁体作用于铁氧体磁心的DC磁场、消除外部磁影响以及防止不必要的电磁波辐射至外部而言是有利的。

Claims (14)

1.一种不可逆电路装置，包括：永磁体；铁氧体磁心，直流磁场从所述永磁体作用于所述铁氧体磁心；设置在所述铁氧体磁心上的多个中心电极；电路基板以及磁轭，

其中，所述多个中心电极被设置在所述铁氧体磁心的主表面上以彼此相交并彼此电绝缘，

所述铁氧体磁心和所述永磁体被平行设置成使其主表面彼此面对并垂直于所述电路基板的一个表面，

所述磁轭具有环形形状以用其垂直于所述电路基板表面的表面包围所述铁氧体磁心和所述永磁体，以及

由非磁性金属导电材料制成的屏蔽导体被直接设置在所述铁氧体磁心和所述永磁体上方以覆盖所述磁轭的开口部分。

2.如权利要求1所述的不可逆电路装置，其特征在于，

所述中心电极包括第一中心电极和第二中心电极，所述第一中心电极具有电连接于第一输入/输出端口的第一端以及电连接于第二输入/输出端口的第二端，所述第二中心电极以电绝缘状态与所述第一中心电极相交并具有电连接于所述第二输入/输出端口的第一端以及电连接于接地用的第三端口的第二端。

其中，第一匹配电容器被并联于所述第一中心电极，第二匹配电容器被并联于所述第二中心电极，并且端接电阻器被并联于所述第一中心电极，并且

所述铁氧体磁心具有基本呈长方体的形状并且所述第二中心电极被缠绕在所述铁氧体磁心周围以使所述第二中心电极缠绕在与所述铁氧体磁心的较长边平行的轴周围至少两次。

3.如权利要求1或2所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述屏蔽导体不接地。

4.如权利要求1-3中任何一项所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述屏蔽导体由设置在介电基板上的非磁性金属导电膜制成。

5.如权利要求4所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述屏蔽导体由设置在所述介电基板上的铜箔制成。

6.如权利要求5所述的不可逆电路装置，其特征在于，Ni和Au涂层被设置在所述铜箔上。

7.如权利要求1-6中任何一项所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述中心电极由设置在所述铁氧体磁心的主表面上的导电膜制成。

8.如权利要求1-7中任何一项所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述屏蔽导体在面向所述铁氧体磁心的至少一个较短边的位置处包括一开口区域。

9.如权利要求8所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述开口区域包括多个狭缝。

10.如权利要求8所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述开口区域具有十字形状。

11.如权利要求8所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述开口区域具有圆形形状。

12.如权利要求8-11中任何一项所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述开口区域的总面积为所述铁氧体磁心平面投影面积的5％-20％。

13.如权利要求8-11中任何一项所述的不可逆电路装置，其特征在于，所述屏蔽导体与所述铁氧体磁心的最上部之间的间隙被设置成所述铁氧体磁心的高度的10％或以上。

14.一种包括如权利要求1-13中任何一项所述的不可逆电路装置的通信设备。

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