DE4312455A1

DE4312455A1 - Nicht-reziprokes Schaltungselement

Info

Publication number: DE4312455A1
Application number: DE4312455A
Authority: DE
Inventors: Hiroki Dejima; Keiji Okamura; Takahiro Joudo; Takashi Kawanami; Takashi Hasegawa; Katsuyuki Ohira
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1993-10-21
Anticipated expiration: 2013-04-17
Also published as: GB9307578D0; GB2266412A; US5419947A; GB2266412B; DE4312455C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein nicht-reziproke Schaltungselemente sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und insbesondere die verbesserte Bauweise von nicht-rezi proken Schaltungselementen, die als Hochfrequenzteile im Mikrowellenfrequenzband einsetzbar sind, wie beispielsweise Isolatoren und Zirkulatoren, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Allgemein haben nicht-reziproke Schaltungselemente, wie bei spielsweise Isolatoren, Zirkulatoren oder dergleichen eine Funktionsweise, bei der nur eine geringe Dämpfung auf Signa le in der Durchlaßrichtung ausgeübt wird, während die Sig naldämpfung in der entgegengesetzten Richtung groß ist. Nicht-reziproke Schaltungselemente werden in einem Übertra gungsschaltungsabschnitt von mobilen Sendegeräten einge setzt, zu denen beispielsweise tragbare Telefone, Automobil telefone oder ähnliche Geräte zählen, die beispielsweise in einem UHF-Band eingesetzt werden. Bei nicht-reziproken Schaltungselementen, die in der mobilen Nachrichtentechnik eingesetzt werden, besteht ein Bedarf an deren Größenmini mierung und an der Gewichtsverminderung in Anbetracht dieser Einsatzzwecke. Im Stand der Technik sind verschiedene Ver fahren vorgeschlagen worden, bei denen mittige Elektroden und Anpassungsschaltungen auf einer Grundplatte angeordnet werden. Die Bauweise eines derartigen Schaltungselementes wird nachfolgend näher erläutert.

1) Erster Stand der Technik

Die Fig. 56 und 57 sind Darstellungen der Bauweise eines ersten Ausführungsbeispieles (welches nachfolgend als erster Stand der Technik bezeichnet wird) eines bekannten Zirkula tors. Insbesondere ist Fig. 56 eine perspektivische Darstel lung von wesentlichen Teilen des Zirkulators, während Fig. 57 eine Schnittdarstellung desselben ist. Drei Sätze von mittigen Elektroden 2a, 2b sind in gegebenen Winkelinter vallen derart angeordnet, daß sie nicht in Kontakt mitein ander kommen und sich nicht gegenseitig auf der Oberfläche der dielektrischen Grundplatte 1, die aus Keramik oder der gleichen besteht, überkreuzen, wie dies in Fig. 56 gezeigt ist. Drei Sätze von mittigen Elektroden 2c, 2d sind in vor gegebenen Winkelintervallen angeordnet, so daß sie nicht in Kontakt miteinander kommen und einander in ähnlicher Weise gleichfalls nicht auf der Rückseite der dielektrischen Grundplatte 1 aus Keramik überkreuzen. Die jeweiligen mitti gen Elektroden 2a, 2b sind mit den jeweiligen mittigen Elek troden 2c, 2d auf der Rückseite entsprechend eines Durch gangsloches 5 miteinander verbunden. Drei kapazitive Elek troden 3 sind einstückig mit den mittigen Elektroden 2a, 2b um die jeweiligen mittigen Elektroden 2a, 2b auf der Fläche der dielektrischen Grundplatte 1 ausgebildet. Eine Erdungs elektrode 4 ist einstückig mit den mittigen Elektroden 2c, 2d um die jeweiligen mittigen Elektroden 2c, 2d auf der Rückseite der dielektrischen Platte 1 ausgebildet. Die je weiligen kapazitiven Elektroden liegen entgegengesetzt zu der Erdungselektrode 4, wobei die dielektrische Grundplatte 1 zwischen diesen liegt, um einen Kondensator zum Zwecke der Schaltungsanpassung zu bilden.

Wie in Fig. 57 gezeigt ist, ist die dielektrische Grundplat te 1 im Inneren eines metallischen Joches 7 aufgenommen. Eine Erdplatte 8 liegt in dem unteren Abschnitt der dielek trischen Grundplatte 1 in Kontakt mit der Erdelektrode 4 auf der Rückfläche der dielektrischen Grundplatte 1. Ein konka ver Abschnitt ist in dem Mittenbereich der Erdplatte 8 vor gesehen, wobei einer Ferritplatte 6 mit dem konkaven Ab schnitt in Eingriff steht. Die Ferritplatte ist in dem unte ren Abschnitt der jeweiligen Mittenelektroden angeordnet, um eine induktive Kopplung der jeweiligen Mittenelektroden zu unterstützen. Ein Magnet 9 ist an der inneren Deckenfläche des Jochs 7 angebracht. Der Magnet 9 legt ein magnetisches Gleichfeld an jede der mittigen Elektroden an.

2) Zweiter Stand der Technik

Die Fig. 58 und 59 zeigen die Bauweise eines zweiten Aus führungsbeispieles eines bekannten Zirkulators (wobei dieses Ausführungsbeispiel nachfolgend als zweiter Stand der Tech nik bezeichnet wird). Insbesondere ist Fig. 58 eine perspek tivische Darstellung von wesentlichen Abschnitten desselben und Fig. 59 eine Querschnittansicht desselben. Eine Erdelek trode 4 ist in der in Fig. 58 gezeigten Art auf der Rückflä che einer dielektrischen Grundplatte 1 ausgebildet, die bei spielsweise aus Keramik oder dergleichen besteht. Drei Elek trodenfilme mit strukturierten Formen 10 und zwei isolieren de Schichten 11 sind alternierend durch Wiederholung eines Druckvorganges und eines gemeinsamen Brennvorganges derart ausgebildet, daß sie auf der Fläche der dielektrischen Grundplatte 1 gesintert sind. Jeder der Elektrodenfilme mit strukturierter Form 10 hat einen mittigen Elektrodenab schnitt 20 und einen kapazitiven Elektrodenabschnitt 30. Ein Ende einer jeden mittigen Elektrode 20 ist mit der Erdelek trode 4 auf der Rückseite jeweils durch ein Durchgangsloch 5 verbunden. Jede der kapazitiven Elektrodenabschnitte 30 liegt der Erdelektrode 4 gegenüber, wobei die dielektrische Grundplatte 1 zwischen diesen Teilen liegt, um einen Konden sator zum Zwecke der Schaltungsanpassung zu bilden.

Die Bauweise in Querschnittsdarstellung dieses zweiten Stan des der Technik ähnelt der Bauweise in Querschnittsdarstel lungen des oben beschriebenen ersten Standes der Technik ge mäß Fig. 59.

3) Dritter Stand der Technik

Die Fig. 60 und 61 sind Darstellungen der Bauweise eines dritten Ausführungsbeispieles eines bekannten Zirkulators (wobei dieses dritte Ausführungsbeispiel nachfolgend als dritter Stand der Technik bezeichnet wird). Insbesondere ist Fig. 60 eine perspektivische Darstellung von wesentlichen Teilen desselben und Fig. 61 eine Querschnittsdarstellung desselben. Elektrodenfilme mit strukturierten Formen 10a, 10b und 10c sind jeweils durch einen Druckvorgang auf den Oberflächen der dielektrischen Grundplatten 1a, 1b und 1c, welche aus Keramik oder dergleichen bestehen, hergestellt. Die Erdelektroden 4a, 4b und 4c sind jeweils auf die Rück fläche der dielektrischen Grundplatten 1a, 1b und 1c aufge druckt. Die Elektrodenfilme mit strukturierten Formen 10a, 10b, 10c umfassen jeweils mittige Elektrodenabschnitte 20a, 20b, 20c, kapazitive Elektrodenabschnitte 30a, 30b und 30c sowie Erdelektrodenabschnitte 40a, 40b und 40c. Die dielek trischen Elektrodengrundplatten 1a, 1b und 1c sind jeweils einzeln gebrannt und danach unter Druck in eine viellagige Grundplatte verpreßt. Die Erdelektrodenabschnitte 40a, 40b, 40c und die Erdelektroden 4a, 4b, 4c sind miteinander durch Löcher 6 verbunden. Jeder der kapazitiven Elektrodenab schnitte 30a, 30b, 30c liegt jeweils einer der Erdelektroden 4a, 4b, 4c gegenüber, wobei die dielektrischen Grundplatten 1a, 1b und 1c zwischen diesen Teilen liegen, um einen Kon densator zum Zwecke der Schaltungsanpassung zu liefern.

Die Bauweise in Querschnittsrichtung dieses dritten Standes der Technik entspricht weitgehend der Bauweise in Quer schnittsdarstellung des oben beschriebenen ersten Standes der Technik, wie dies in Fig. 61 gezeigt ist.

4) Vierter Stand der Technik

Die Fig. 62 bis 64 sind Darstellungen der Bauweise eines vierten Ausführungsbeispieles des bekannten Zirkulators (wo bei dieses vierte Ausführungsbeispiel nachfolgend als vier ter Stand der Technik bezeichnet wird). Insbesondere ist Fig. 62 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die von der Oberseite aus gesehen dargestellt ist. Fig. 63 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung von unten. Fig. 64 ist eine Querschnittsdarstellung dieses Ausführungsbeispieles. Wie in den Fig. 62 bis 64 gezeigt ist, sind eine mittige Elektrode und ein Kondensator zum Zwecke der Schaltungsan passung so auf der dielektrischen Grundplatte 1′ ausgebil det, wie dies bei dem ersten bis dritten Stand der Technik beschrieben worden ist. Eingangsanschlüsse und Ausgangsan schlüsse 80a, 80b, 80c, die auf der Oberfläche der dielek trischen Grundplatte 1′ ausgebildet sind, sind mit einer Seitenelektrode eines jeden Kondensators zum Zwecke der Schaltungsanpassung verbunden. Die Erdanschlüsse 80d, 80e, 80f sind mit der Erdelektrode 4 verbunden, die auf der Rückseite der dielektrischen Grundplatte 1 ausgebildet ist. Ein Gehäuse 71, welches aus einem Kunststoffgußteil besteht, ist in seiner Querschnittsform ungefähr wie der Buchstabe "H" ausgeführt, wobei ein Durchgangsloch 70a zum Einsetzen eines Magneten in dessen Mittenabschnitt ausgebildet ist. Die dielektrische Grundplatte 1′ ist in dem unteren konkaven Abschnitt 70c des Gehäuses 71 angeordnet. Eine Ferritplatte 6 und eine Erdungsplatte 8 sind ferner unter der dielektri schen Grundplatte angeordnet. Ein metallisches, magnetisches Joch 72 steht mit dem oberen und unteren konkaven Abschnitt 70b, 70c des Gehäuses 71 derart in Verbindung, daß ein Mag net 9, die dielektrische Grundplatte 1′, die Ferritplatte 6 und die Erdungsplatte 8 zwischen diesen Abschnitten angeord net sind. Daraufhin wird das magnetische Joch 72 an dem Ge häuse 71 befestigt. Äußere Verbindungsanschlüsse 71b, 71c, 71d sind auf einer Seitenfläche des Gehäuses 71 ausgebildet, wobei äußere Anschlußklemmen 71a, 71e, 71f auf der anderen Seitenfläche ausgebildet sind. Die jeweiligen äußeren Ver windungsanschlüsse 71a bis 71f verlaufen auf der Rückfläche des Gehäuses 71, wie dies in den Fig. 63 und 64 dargestellt ist, und erstrecken sich durch das Innere des Gehäuses 71 und sind an der Deckfläche des unteren seitlichen konkaven Abschnittes 70c des Gehäuses 71 freiliegend. Die Eingangs- und Ausgangs-Anschlüsse 80a bis 80c kommen jeweils mit den äußeren Verbindungsanschlüssen 71a bis 71c in Kontakt. Die Erdungsanschlüsse 80d bis 80f kommen jeweils gegen äußere Verbindungsanschlüsse 71d bis 71f in Kontakt.

Bei der Bauweise des oben beschriebenen vierten Standes der Technik kann der Zirkulator auf der äußeren Schaltungs grundplatte ohne mühsame Verdrahtungsoperationen befestigt werden. Es müssen nämlich lediglich äußere Verbindungsan schlüsse 71a bis 71f auf der Schaltungsgrundplatte verlötet werden, wobei das Gehäuse 71 auf der äußeren Schaltungs grundplatte angeordnet ist. Der vierte Stand der Technik eignet sich für eine Oberflächenbefestigungstechnik auf der Schaltungsgrundplatte in der beschriebenen Art.

Die erläuterten Bauweisen nach dem ersten bis vierten Stand der Technik haben verschiedene Probleme, wie nachfolgend er läutert werden wird.

1) Probleme bei dem ersten Stand der Technik

a) Es sind Durchgangslöcher benötigt die fehlerlos für eine Überkreuzung dienen sollen, so daß die jewei ligen Mittenelektroden nicht miteinander kurzge schlossen werden können, woraus sich eine kompli zierte Bauweise bei hohen Kosten ergibt.
b) Die Breite der Mittenelektrode muß relativ schmal gewählt sein, um Kurzschlüsse zwischen den Mitten elektroden zu verhindern. Daher tritt ein Verlust an möglicher Fläche der Mittenelektrode auf, was mit verschlechterten elektrischen Charakteristika einhergeht.
c) Die kapazitiven Elektroden 3 sind um die jeweiligen Mittenelektroden 2a, 2b herum angeordnet. Die Flä che der kapazitiven Elektroden 3 muß vergrößert werden, um die nötigen Kapazitätswerte zu erhalten, so daß die Bauweise der gesamten Elemente größere Abmessungen bekommt.
d) Es sind zwei gemeinsame Brennverfahrensschnitte bei der Sinterung erforderlich, nämlich der Schritt des gemeinsamen Brennens beim Sintern der dielektri schen Grundplatte 1 und der Schritt des gemeinsamen Brennens beim Sintern einer Elektrode, die auf der dielektrischen Grundplatte 1 aufgedruckt ist, so daß sich ein kompliziertes Herstellungsverfahren bei langer Herstellungszeit ergibt.
e) Es ist eine Verdrahtung zwischen der dielektrischen Grundplatte und der Schaltungsgrundplatte bei dem Befestigungsvorgang der äußeren Schaltungsgrund platte erforderlich, wodurch es zu einer kompli zierten und mühsamen Befestigung kommt.

2) Probleme bei dem zweiten Stand der Technik

a) Die kapazitiven Elektrodenabschnitte 30 sind um die jeweiligen Mittenelektrodenabschnitte 20 herum an geordnet. Die Fläche der kapazitiven Elektrodenab schnitte 30 muß größer gewählt werden, um den nöti gen Kapazitätswert zu erreichen, wodurch es zu einer größeren Abmessung des gesamten Elementes kommt.
b) Der Schritt des gleichzeitigen Brennens beim Sin tern der jeweiligen Elektrodenfilme mit struktu rierten Formen 10 und der jeweiligen Isolations schichten 11 müssen wiederholt ausgeführt werden, wodurch es zu einem komplizierten Herstellungsver fahren bei langer Herstellungszeit kommt.
c) Es ist eine Verdrahtungsoperation zwischen der di elektrischen Grundplatte und der Schaltungsgrund platte bei der Befestigung der äußeren Schaltungs grundplatte erforderlich, wodurch es zu einer kom plizierten mühsamen Befestigung kommt.

3) Probleme bei dem dritten Stand der Technik

a) Die kapazitiven Elektroden 30a bis 30c sind um die jeweiligen Mittenelektroden 20a bis 20c herum an geordnet. Die Fläche der kapazitiven Elektroden 30a bis 30c muß größer gewählt werden, um den nötigen Kapazitätswert zu erreichen, wodurch die Bauweise des gesamten Elementes an Größe zunimmt.
b) Der Schritt des gemeinsamen Brennens beim Sintern der jeweiligen dielektrischen Grundplatten 1a bis 1c muß wiederholt ausgeführt werden, wodurch es zu einem mühseligen Herstellungsverfahren und langer Herstellungszeit kommt.
c) Es sind so viele Verbindungsstellen vorgesehen, daß die Zuverlässigkeit des Elementes gering ist.
d) Es ist schwierig, jede der dielektrischen Grund platten 1a bis 1c dünner zu gestalten. Daher wird die Dicke des gesamten Elementes größer und es wer den die Intervalle zwischen den mittigen Elektro den, die auf der unteren Schicht und auf der oberen Schicht angeordnet sind, so groß, daß die gegensei tige elektrische äquivalente Eigenschaft (Abgleich) der Mittenelektroden verschlechtert wird.
e) Es ist eine Verdrahtungsoperation zwischen der di elektrischen Grundplatte und der Schaltungsgrund platte bei der Befestigung des nicht-reziproken Schaltungselementes auf der äußeren Schaltungs grundplatte erforderlich, wodurch es zu einer kom plizierten und mühsamen Befestigung kommt.

4) Probleme bei dem vierten Stand der Technik

a) Ähnliche Probleme wie bei den oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen nach dem Stand der Technik werden aufgrund der Bauweise der di elektrischen Grundplatte 1′ und der jeweiligen Elektrodenfilme mit strukturierten Mustern, welche auf dieser ausgebildet werden müssen, hervorgeru fen.
b) Obwohl die mühsamen Verdrahtungsoperationen, wie sie bei dem ersten bis dritten Stand der Technik erforderlich sind, hier nicht notwendig sind, da die Möglichkeit der Oberflächenbefestigung besteht, müssen die Eingangs- und Ausgangs-Anschlüsse 80a bis 80f auf der dielektrischen Grundplatte 1′ an die äußeren Verbindungsanschlüsse 71a bis 71f des Gehäuses 71 angelötet werden, wodurch die Anzahl der Schritte beim Zusammensetzen erhöht wird, was wiederum zu einer Kostenerhöhung führt. Ferner be steht das Risiko, daß verlötete Abschnitte außer Eingriff kommen oder beim Erhitzen verschmelzen, wodurch die Zuverlässigkeit herabgesetzt wird.
c) Mit zunehmender Anzahl der Teile nehmen die Ele mente in ihrer Größe zu, wodurch deren Preis an steigt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen den Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein nicht-reziprokes Schaltungselement und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, wobei das nicht-reziproke Schaltungselement bei niedrigeren Abmessungen und geringerem Preis eine höhere Zuverlässigkeit haben soll und wobei dennoch eine verein fachte Herstellbarkeit erzielt werden soll.

Diese Aufgabe wird durch ein nicht-reziprokes Schaltungs element gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Her stellung eines nicht-reziproken Schaltungselementes gemäß Patenanspruch 6 gelöst.

Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung wird ein nicht-reziprokes Schaltungs element geschaffen, welches einen extrem geringen Dämpfungs grad in der Durchlaßrichtung des Signales und einen extrem hohen Dämpfungsgrad in der entgegengesetzten Richtung hat. Eine Mehrzahl von Elektrodenfilmen mit strukturierten Formen sind mit einer dielektrischen Grundplatte laminiert, so daß innere Schaltungen mit Mikrowellen beaufschlagt werden.

Bei einer derartigen Bauweise werden die geringe Größe und hohe Leistungsfähigkeit des gesamten Elementes durch die laminierte Anordnung einer Mehrzahl von Elektrodenfilmen von strukturierter Form innerhalb einer dielektrischen Grund platte erreicht. Da nämlich die innere Schaltung, die übli cherweise in einer Ebene angeordnet ist, mit der Mikrowelle innerhalb der dielektrischen Grundplatte beaufschlagt werden kann, kann die Schaltungsfläche des gesamten Elementes redu ziert werden. Da die jeweiligen Elektrodenfilme mit struktu rierten Formen ohne gegenseitigen Kontakt innerhalb des Inneren der dielektrischen Grundplatte überkreuzt angeordnet werden können, kann der Einfügungsverlust vermindert werden, ohne daß eine schmalere Mittenelektrodenbreite erforderlich ist, wie dies beim ersten Stand der Technik der Fall ist. Da die Bauweise einstückig ist, kann eine ausreichend höhere Stärke selbst dann erzielt werden, wenn die Zwischenräume zwischen den jeweiligen Elektrodenfilmen von strukturierter Gestalt extrem eng sind. Als Ergebnis hiervon kann die sym metrische elektrische Verhaltensweise der jeweiligen Mitten elektroden genauer eingehalten werden. Erfindungsgemäß um faßt das gesamte Elektrodenmuster ein Mittenelektrodenmuster oder mehrere Mittenelektrodenmuster, ein Kondensatorelektro denmuster oder mehrere Kondensatorelektrodenmuster, ein Er dungselektrodenmuster oder mehrere Erdungselektrodenmuster sowie im Inneren der dielektrischen Grundplatte die Konden satorelektrodenfilme mit strukturierten Formen und die Er dungselektrodenfilme mit strukturierten Formen in abwech selnder Anordnung mit Dielektrikum zwischen diesen, wobei die jeweiligen Kondensatorelektrodenfilme mit strukturierten Formen gemeinsam verbunden sind und mit entsprechenden Mit tenelektrodenfilmen mit strukturierten Formen verbunden sind und wobei die jeweiligen Erdungselektrodenfilme mit struk turierten Formen gemeinsam verbunden sind, so daß eine Schaltungsanpassungskapazität oder mehrere Schaltungsanpas sungskapazitäten in laminierter Anordnung zwischen den Mit tenelektrodenfilmen mit strukturierten Formen und den Er dungselektrodenfilmen mit strukturierten Formen vorgesehen sind.

Bei einer derartigen Bauweise sind die Kondensatorelektro denfilme mit strukturierten Formen und die Erdungselektro denfilme mit strukturierten Formen abwechselnd innerhalb der Dielektrika, die zwischen diesen eingesetzt sind, angeord net, wobei die jeweiligen Kondensatorelektrodenfilme mit strukturierten Formen gemeinsam verbunden sind und mit je weiligen Mittenelektrodenfilmen mit strukturierten Formen verbunden sind, wobei ferner ein Schaltungsanpassungskonden sator oder mehrere Schaltungsanpassungskondensatoren in la minierter Anordnung zwischen den Mittenelektrodenfilmen mit strukturierten Formen und den Erdungselektrodenfilmen mit strukturierten Formen durch die gemeinsame Verbindung zwi schen den jeweiligen Erdungselektrodenfilmen mit struktu rierten Formen vorgesehen ist bzw. sind. Der erforderliche Kapazitätswert für die Schaltungsanpassung kann innerhalb eines kleineren Schaltungsbereiches gebildet werden, so daß das gesamte Element mit einer kleineren Größe entworfen wer den kann.

Die Erfindung schafft ein nicht-reziprokes Schaltungselement mit extrem geringer Dämpfung in der Übertragungsrichtung des Signales und extrem hoher Dämpfung in der entgegengesetzten Richtung. Das nicht-reziproke Schaltungselement umfaßt eine dielektrische Grundplatte, die durch Integration einer Mehr zahl von gebrannten dielektrischen grünen Schichten, die bei der Laminierung unter Druck aneinander haften, gebildet wird, eine Mehrzahl von Elektrodenfilmen mit strukturierten Mustern, die durch gemeinsames Brennen bei dem Sintervorgang mit den dielektrischen grünen Schichten gebildet werden und in laminierter Anordnung innerhalb der dielektrischen Grund platte vorgesehen sind, eine Mehrzahl von äußeren Verbin dungsanschlüssen, die durch gemeinsames Brennen beim Sintern mit den dielektrischen grünen Schichten gebildet werden und mit den vorgegebenen Elektrodenfilmen mit strukturierten Formen verbunden sind und derart angeordnet sind, daß an der äußeren Peripherie der dielektrischen Grundplatte eine frei legende Operation ausgeführt wird, wodurch die innere Schal tung und die äußeren Verbindungsanschlüsse, die mit dieser verbunden sind, einstückig mit der dielektrischen Grundplat te ausgeführt werden und mit Mikrowellen beaufschlagt wer den.

Bei einer derartigen Bauweise werden eine Mehrzahl von äußeren Verbindungsanschlüssen, die mit einer Mehrzahl von Elektrodenfilmen mit strukturierter Gestalt verbunden sind, in laminierter Art angeordnet, und eine Mehrzahl von äußeren Verbindungsanschlüssen mit vorgegebenen Elektrodenfilmen von strukturierter Gestalt verbunden und gleichzeitig mit einer Mehrzahl von dielektrischen grünen Schichten, die unter Druck in Laminierung gepreßt werden, gebrannt und mit einer dielektrischen Grundplatte derart integriert, daß kleinere Elemente bei niedrigen Kosten, hoher Zuverlässigkeit und einfacher Durchführung der Zusammenbauschritte erzielt wer den. Da nicht nur die Elektrodenfilme mit strukturierter Ge stalt, sondern auch die äußeren Verbindungsanschlüsse zu sammen mit einer dielektrischen Grundplatte integriert wer den, kann die Anzahl der Teile erheblich vermindert werden und die Größe des Elementes reduziert werden. Da die Anzahl der Zusammenbauschritte vermindert wird, können gleichfalls die Kosten vermindert werden. Da die Verbindungsstellen für Lötoperationen beträchtlich reduziert werden, kann die Zu verlässigkeit erhöht werden. Da die innere Schaltung, die üblicherweise in einer Ebene angeordnet ist, mit Mikrowellen innerhalb der dielektrischen Grundplatte beaufschlagt werden kann, kann die Schaltungsfläche des gesamten Elementes ver mindert werden. Da die jeweiligen Elektrodenfilme mit struk turierten Formen ohne gegenseitigen Kontakt innerhalb der dielektrischen Grundplatte überkreuzt werden können, kann der Einsatzverlust ohne schmalere Breite der mittigen Elek trode wie bei dem ersten Stand der Technik vermindert wer den. Da die Bauweise einstückig ist, kann eine erheblich höhere Stärke auch dann erzielt werden, wenn die Anordnung mit Zwischenräumen zwischen den jeweiligen Elektrodenfilmen mit strukturierter Gestalt extrem eng sind. Als Ergebnis hiervon kann die elektrische symmetrische Eigenschaft der jeweiligen Mittenelektroden in einem verbesserten Zustand aufrecht erhalten werden. Da die dielektrische Grundplatte, die jeweiligen Elektrodenfilme mit strukturierter Form und die jeweiligen äußeren Verbindungsanschlüsse gleichzeitig bei einem einzigen gemeinsamen Brennschritt während des Sin terns erzeugt werden, kann die Herstellungszeit beträchtlich vermindert werden.

Die vorliegende Erfindung liefert eine dielektrische Grund platte mit einer Hauptseitenfläche und einer weiteren Haupt fläche. Ein erster konkaver Abschnitt zur Beaufschlagung eines Magneten mit einem magnetischen Gleichfeld ist an der ersten Hauptfläche ausgebildet.

Bei einer derartigen Bauweise wird ein kompakteres nicht-re ziprokes Schaltungselement durch Ausbildung eines ersten konkaven Abschnittes, der einen Magneten mit einem magneti schen Gleichfeld an einer Hauptseitenfläche der dielektri schen Grundplatte geschaffen.

Die Erfindung hat Charakteristika, die darin zu sehen sind, daß die dielektrische Grundplatte eine Hauptseitenfläche und eine weitere Hauptfläche hat. Ein zweiter konkaver Abschnitt zur Beaufschlagung einer Ferritplatte zur induktiven Kopp lung der inneren Schaltung ist an der anderen Hauptfläche ausgebildet.

Bei einer derartigen Bauweise ist ein zweiter konkaver Ab schnitt zur Eingriffnahme mit der induktiv koppelnden Fer ritplatte der inneren Schaltung an der weiteren Hauptfläche der dielektrischen Grundplatte derart ausgebildet, daß eine nicht-reziproke Schaltung mit kompakterer Gestalt und nied rigerem Preis erhalten werden kann.

Die Erfindung schafft gleichfalls ein Verfahren zum Her stellen von nicht-reziproken Schaltungselementen, die einen extrem kleinen Dämpfungsgrad in der Übertragungsrichtung des Signales und einen extrem hohen Dämpfungsgrad in der ent gegengesetzten Richtung haben. Dieses Verfahren umfaßt einen Laminierungsschritt, bei dem unter Druck in einem Laminat eine Mehrzahl von dielektrischen grünen Schichten mit vorge gebenen Elektrodenfilmen mit strukturierten Formen, die auf diesen ausgebildet sind, miteinander verhaftet werden, so daß Grünschichtlaminatkörper gebildet werden, sowie einen Schritt des gemeinsamen Brennens und Sinterns der Grün schichtlaminatkörper, um eine dielektrische Grundplatte ein stückig auszubilden. Ein nicht-reziprokes Schaltungselement wird mit innerhalb des Laminates angeordneten inneren Schal tungen geschaffen, wobei Mikrowellen innerhalb der dielek trischen Grundplatte angelegt werden.

Bei einer derartigen Bauweise werden eine Mehrzahl von di elektrischen grünen Schichten mit vorgegebenen Elektroden filmen mit strukturierten Formen, die auf diesen ausgebildet sind, gemeinsam gebrannt, nachdem sie unter Druck zu einem Laminat verbunden wurden, um eine einstückige dielektrische Grundplatte zu schaffen. Da die dielektrische Grundplatte und die innere Schaltung gemeinsam durch einen gemeinsamen Brenn- und Sinter-Schritt geschaffen werden, wird die Her stellungszeit erheblich verkürzt.

Gemäß der Erfindung werden die mittigen Elektroden und die dielektrischen Grundplatten gleichzeitig während eines ge meinsamen Brenn- und Sinter-Schrittes geschaffen.

Ferner werden erfindungsgemäß die mittige Elektrode und die mit dieser verbundene Anpassungsschaltung und die dielek trische Grundplatte gleichzeitig durch einen gemeinsamen Brennschritt zum Zwecke des Sinterns geschaffen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung von wesentlichen Teilen eines Zirkulators gemäß einem ersten Aus führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Zirkulators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 Darstellungen zur Verdeutlichung der Herstellungs schritte einer dielektrischen Grundplatte zur Ver wendung in einem Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung in dem Zustand einer keramischen Grünschicht vor den Verfahren der Laminierung und des gemeinsamen Brennens zum Zwecke des Sinterns;

Fig. 4 bis 17 jeweils Draufsichtdarstellungen einer ersten bis vierzehnten keramischen Grünschicht;

Fig. 18 eine Unteransicht der vierzehnten keramischen Grün schicht;

Fig. 19 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Zirkulators gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 20 eine Schnittdarstellung des Zirkulators gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung;

Fig. 21 eine perspektivische Darstellung wesentlicher Teile eines Zirkulators gemäß einem dritten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 22 eine Schnittdarstellung eines Zirkulators gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 23 Darstellungen zum Verdeutlichen eines Herstellungs schrittes einer dielektrischen Grundplatte für ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung, wobei die Laminierungsbeziehung der kera mischen Grünschicht vor dem Schritt des gemeinsamen Brennens zum Zwecke des Sinterns dargestellt ist;

Fig. 24 bis 55 Draufsichtdarstellungen einer 1. bis 32. kerami schen Grünschicht;

Fig. 56 eine perspektivische Darstellung wesentlicher Teile eines Zirkulators gemäß einem ersten Stand der Technik;

Fig. 57 eine Schnittdarstellung eines Zirkulators gemäß dem ersten Stand der Technik;

Fig. 58 eine perspektivische Explosionsdarstellung wesent licher Teile eines Zirkulators gemäß einem zweiten Stand der Technik;

Fig. 59 eine Querschnittsdarstellung eines Zirkulators ge mäß dem zweiten Stand der Technik;

Fig. 60 eine perspektivische Darstellung wesentlicher Teile eines Zirkulators gemäß einem dritten Stand der Technik;

Fig. 61 eine Schnittdarstellung eines Zirkulators gemäß dem dritten Stand der Technik:

Fig. 62 eine perspektivische Explosionsdarstellung wesent licher Teile, dargestellt aus der Draufsicht eines Zirkulators gemäß einem vierten Stand der Technik;

Fig. 63 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Rückseite des Zirkulators gemäß dem vierten Stand der Technik; und

Fig. 64 eine Querschnittsdarstellung eines Zirkulators ge mäß dem vierten Stand der Technik.

In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugs zeichen übereinstimmende Teile in sämtlichen Zeichnungen.

(Erstes Ausführungsbeispiel)

Fig. 1 bis 18 sind Darstellungen der Bauweise eines Zirkula tors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt Fig. 1 eine perspektivische Darstellung wesentlicher Teile eines Zirkulators. Fig. 2 ist eine Querschnittsdarstellung des Zirkulators. Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung zur Verdeutlichung eines Herstellungsschrittes einer dielektrischen Grundplatte. Fig. 4 bis 18 sind Draufsichtdarstellungen eines Elektrodenmu sters in jeder keramischen Grünschicht. Das erste Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezug nahme auf diese Fig. 1 bis 18 erläutert.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist eine dielektrische Grundplatte 100 in dem Inneren eines metallischen Joches 7 aufgenommen. Eine Erdungsplatte 8 liegt unter der dielektri schen Grundplatte 100, wobei die Erdungsplatte 8 in Kontakt mit der Erdungselektrode 4 auf der Rückseite der dielektri schen Grundplatte 100 steht. Ein konkaver Abschnitt ist an dem Mittenbereich der Erdungsplatte 8 vorgesehen, wobei eine Ferritplatte 6 in dem konkaven Abschnitt aufgenommen ist. Die Ferritplatte 6 ist an dem unteren Abschnitt einer jeden Mittenelektrode angeordnet, um die induktive Kopplung einer jeden Mittenelektrode zu erleichtern. Ein Magnet 9 wird an der inneren Deckfläche des Joches 7 gehalten. Ein Magnet 9 legt ein magnetisches Gleichfeld an jede Mittenelektrode an.

Diese dielektrische Grundplatte 100 wird gemeinsam gebrannt und ist in der in Fig. 3 gezeigten Art aufgebaut, indem eine Mehrzahl von keramischen Grünschichten 101 bis 114 mit Elek trodenfilmen von strukturierter Gestalt, die auf diesen aus gebildet sind, laminiert sind und unter Druck miteinander haftend verbunden sind. Die keramischen Grünschichten sind flache Schichten (mit einer Dicke von normalerweise einigen 10 Mikrometer oder dergleichen), welche beispielsweise durch Strangpressen mit ungebranntem keramischen Pulver oder mit nur zeitweilig gebranntem keramischen Pulver, welches ver mischt und mit einem organischen Lösungsmittel, welches einen Binder darstellt, durch Kneten hergestellt ist. Ein Material mit einer hohen Güte Q im Hochfrequenzbereich und einer hohen relativen Dieletrizitätskonstante ετ (beispiels weise ετ = 20 bis 100) wird als keramisches Grünschichtma terial hergestellt. Beispielsweise kommen dielektrische Ma terialien aus folgenden Reihen in Betracht: MgTiO₃ - CiTiO₃; ZrO₂ - SnO₂ - TiO₂; BaTi₄ O₉; Nd₂Ti₂O₇ - (BaPb TiO₃ - TiO₂). Die Erzeugung der jeweiligen Elektrodenmuster erfolgt bei spielsweise durch Drucken, durch Aufdampfoperationen und dergleichen mit Pd, Pt oder ähnlichen Materialien in Bezug auf die Sintertemperatur des dielektrischen Materials. Die jeweiligen keramischen Grünschichten 101 bis 114 werden mit einander verbunden und nach dem gemeinsamen Brennen ein stückig zu einer einzigen dielektrischen Grundplatte 100 verbunden.

Wie in den Fig. 4, 6, 8, 10, 12 und 16 gezeigt ist, haben die Erdungselektrodenfilme mit strukturierten Formen 401, 403, 405, 407, 409, 413 die jeweils gleiche Gestalt und sind auf den Oberflächen der keramischen Grünschichten 101, 103, 105, 107, 109, 113 aufgebracht. Wie in Fig. 18 gezeigt ist, ist ein Erdungselektrodenmuster 414 mit der gleichen Gestalt wie die jeweiligen Erdungselektrodenfilme mit strukturierter Form auf der Rückseite der keramischen Grünschicht 114 auf gebracht. Wie in den Fig. 5, 7, 9, 11 und 17 dargestellt ist, sind kapazitive Elektrodenfilme mit strukturierter Form 302a bis 302c, 304a bis 304c, 306a bis 306c, 308a bis 308c, 314a bis 314c in jeweils gleicher Gestalt auf den Flächen der keramischen Schichten 102, 104, 106, 108 und 114 aufge bracht.

Die musterförmigen Elektrodenfilme 710, 711, 712 mit jeweils im wesentlichen der gleichen Gestalt sind auf einer der Flä chen der keramischen Grünschichten 110, 111, 112 vorgesehen. Die musterförmigen Elektrodenfilme 710 bis 712 sind gegen einander mit einem Winkelversatz von 120 Grad angeordnet. Das Elektrodenmuster 710 hat einen mittigen Elektrodenab schnitt 210, einen kapazitiven Elektrodenabschnitt 310, einen Masseelektrodenabschnitt 410 und einen Verdrahtungsab schnitt 810. Das Elektrodenmuster 711 umfaßt einen Mitten elektrodenabschnitt 211, einen kapazitiven Elektrodenab schnitt 311, einen Masseelektrodenabschnitt 411 und einen Verdrahtungsabschnitt 811. Das Elektrodenmuster 712 umfaßt einen Mittenelektrodenabschnitt 212, einen kapazitiven Elek trodenabschnitt 312, einen Masseelektrodenabschnitt 412 und einen Verdrahtungsabschnitt 812. Die kapazitiven Elektro denabschnitte 310, 311, 312 sind jeweils mit einem Ende der Mittenelektrodenabschnitte 210, 211, 212 verbunden. Die Mas seelektrodenabschnitte 410, 411, 412 sind jeweils mit dem anderen Ende der Mittenelektroden 210, 211, 212 verbunden. Die kapazitiven Elektrodenabschnitte 310, 311, 312 sind je weils soweit herausgeführt wie die Endabschnitte der kera mischen Grünschichten 110, 111, 112, und zwar durch die Ver drahtungsabschnitte 810, 811, 812.

Die musterförmigen kapazitiven Elektrodenfilme 302a, 304a, 306a, 308a, 314a und der kapazitive Elektrodenabschnitt 310 sind miteinander mittels eines Durchgangsloches 5a verbun den. Die musterförmigen kapazitiven Elektrodenfilme 302b, 304b, 306b, 308b, 314b und der kapazitive Elektrodenab schnitt 311 sind miteinander mittels eines Durchgangsloches 5b verbunden. Die musterförmigen kapazitiven Elektrodenfilme 302c, 304c, 306c, 308c, 314c und die kapazitive Elektrode 312 sind miteinander mittels eines Durchgangsloches 5c ver bunden. Die musterförmigen Masseelektrodenfilme 401, 403, 405, 407, 409, 413, 414 und die Masseelektrodenabschnitte 410, 411, 412 sind miteinander mittels der Durchgangslöcher 5d, 5e, 5f verbunden.

Bei der oben beschriebenen Bauweise bildet das kapazitive Elektrodenmuster 302a einen ersten Kondensator durch die Gegenüberlage zwischen den musterförmigen Masseelektroden filmen 401 und 403. Das kapazitive Elektrodenmuster 304a bildet einen zweiten Kondensator durch die Gegenüberlage zwischen den musterförmigen Masseelektrodenfilmen 403 und 405. Das kapazitive Elektrodenmuster 306a bildet einen drit ten Kondensator durch die Gegenüberlage zwischen den muster förmigen Masseelektrodenfilmen 405 und 407. Das kapazitive Elektrodenmuster 308a bildet einen vierten Kondensator durch die Gegenüberlage zwischen den musterförmigen Masseelektro denfilmen 407 und 409. Die kapazitive Elektrode 310 bildet einen fünften Kondensator durch die Gegenüberlage zwischen den Masseelektrodenabschnitten 409 und 411. Das kapazitive Elektrodenmuster 314a bildet einen sechsten Kondensator durch die Gegenüberlage zwischen den musterförmigen Masse elektrodenfilmen 413 und 414. Der erste bis sechste Konden sator sind zur Bildung einer Anpassungsschaltung in Paral lelschaltung zwischen einem Ende des mittleren Elektroden abschnittes 210 und Masse geschaltet. Dies ist der Fall, weil jeweils eine Seitenelektrode 302a, 304a, 306a, 308a, 310a, 314a des ersten bis sechsten Kondensators mit einem Ende des mittleren Elektrodenabschnittes 210 gemeinsam mit tels eines Durchgangsloches 5a verbunden sind. Die jeweili gen weiteren Elektroden 401, 403, 405, 407, 409, 411, 412, 413, 414 des ersten bis sechsten Kondensators sind gemeinsam mit Masse durch die Durchgangslöcher 5d, 5e und 5f verbun den. In ähnlicher Weise werden sechs Kondensatoren für die Anpassungsschaltung in Parallelschaltung geschaltet und sind zwischen dem mittleren Elektrodenabschnitt 211 und Masse eingeschaltet, wobei weitere sechs Kondensatoren für die An passungsschaltung in Parallelschaltung zwischen dem mittle ren Elektrodenabschnitt 212 und Masse geschaltet sind.

Da eine Mehrzahl von Kondensatoren in Parallelschaltung la miniert sind und in der oben beschriebenen Art zwischen einem Ende der jeweiligen Mittenelektrodenabschnitte 210 bis 212 und Masse geschaltet sind, können die erforderlichen Kapazitätswerte für die Anpassungsschaltung in einer kleinen Schaltungsfläche untergebracht werden. Daher kann die Bau weise des Gesamtelementes bezüglich ihrer Größe minimiert werden. Bei dem obigen Ausführungsbeispiel werden durch ge meinsames Brennen während des Sintervorganges die dielektri sche Grundplatte, die mittlere Elektrode und die Anpassungs schaltung in einzigen Brennschritt fertig gestellt, so daß das Herstellungsverfahren vereinfacht und die Herstellungs zeit verkürzt werden. Da eine Mehrzahl von keramischen Grün schichten zu einer dielektrischen Grundplatte 100 durch das oben beschriebene gemeinsame Brennen und Sintern integriert werden, kann die Dicke einer einzelnen keramischen Grün schicht, nämlich der Zwischenraum zwischen den jeweiligen mittleren Elektrodenabschnitten 210 bis 212 extrem gering gewählt werden, ohne daß ein Stärkenproblem auftritt. Als Ergebnis hiervon kann die elektrische Symmetrie der jewei ligen mittleren Elektrodenabschnitte 210 bis 212 verbessert werden.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind Seitenflächenelektroden 800a, 800b, 800c auf der Seitenfläche der dielektrischen Grundplatte 100 ausgebildet. Die Seitenflächenelektrode 800a ist mit dem Verdrahtungsabschnitt 810 gemäß Fig. 13 verbun den, während die Seitenflächenelektrode 800b mit dem Ver drahtungsabschnitt 811 gemäß Fig. 14 verbunden ist und die Seitenflächenelektrode 800c mit dem Verdrahtungsabschnitt 812 gemäß Fig. 15 verbunden ist. Bei den jeweiligen kerami schen Grünschichten sind freie Abschnitte 401a, 403a, 405a, 407a, 409a, 411a, 412a, 413a, 414a auf dem Masseelektroden muster oder dem Masseelektrodenabschnitt derart ausgebildet, daß die Peripherie der Seitenflächenelektrode 800a umgeben wird. Die freien Abschnitte 401b, 403b, 405b, 407b, 409b, 410b, 412b, 413b, 414b sind derartig ausgeführt, daß sie die Peripherie der Seitenflächenelektrode 800b umgeben. Freie Abschnitte 401c, 403c, 405c, 407c, 409c, 410c, 411c, 413c und 414c sind derart ausgebildet, daß sie die Peripherie der Seitenflächenelektrode 800c umgeben. Ein freier Abschnitt 8a ist auf der Masseplatte 8 derart ausgebildet, daß er die Pe ripherie der Seitenflächenelektrode 800a umgibt. Ein freier Abschnitt 8b ist so ausgebildet, daß er die Peripherie der Seitenflächenelektrode 800b umgibt. Ein freier Abschnitt 8c ist derartig ausgebildet, daß er die Peripherie der Seiten flächeelektrode 800c umgibt. Kurzschlüsse zwischen den je weiligen Seitenflächenelektroden und den jeweiligen muster förmigen Massenelektrodenfilmen und den jeweiligen Masse elektrodenabschnitten und der Masseplatte 8 bzw. Erdungs platte 8 werden auf diese Weise verhindert.

Die Betriebsweise eines Zirkulators gemäß den Fig. 1 und 2 wird nachfolgend erörtert. Wenn ein hochfrequentes Signal eingangsseitig an die Seitenflächenelektrode 800a angelegt wird, wird ein Hochfrequenzmagnetfeld, welches sich um den mittleren Elektrodenabschnitt 210 herum entwickelt, durch das magnetische Gleichfeld von dem Magneten 9 um einen vor bestimmten Winkel gedreht, so daß ein induzierter Strom bei spielsweise in dem rechtsseitig benachbarten mittleren Elek trodenabschnitt 211 durch die induktive Kopplung durch die Ferritplatte 6 verursacht wird. Das an die Seitenflächen elektrode 800a angelegte Hochfrequenzsignal wird an die rechtsseitig angrenzende Seitenflächenelektrode 800b über tragen, jedoch nicht an die linksseitig angrenzende Seiten flächenelektrode 800c übertragen. Das an die Seitenflächen elektrode 800b angelegte Hochfrequenzsignal wird an die rechtsseitig angrenzende Seitenflächenelektrode 800c, nicht jedoch an die linksseitig angrenzende Seitenflächenelektrode 800a übertragen. Ein von der Seitenflächenelektrode 800c an gelegtes Signal wird an die rechtsseitig angrenzende Seiten flächenelektrode 800a, nicht jedoch an die linksseitig an grenzende Seitenflächenelektrode 800b übertragen.

Ein Zirkulator gemäß den Fig. 1 und 2 kann als Isolator ver wendet werden, falls ein Abschlußwiderstand zwischen jedem Verdrahtungsabschnitt oder der Seitenflächenelektrode (bei spielsweise dem Verdrahtungsabschnitt 812 oder der Seiten flächenelektrode 800c) und Masse geschaltet wird. In diesem Fall überträgt der Isolator ein Hochfrequenzsignal lediglich in eine Richtung von der verbleibenden einen Seitenflächen elektrode (beispielsweise der Seitenflächenelektrode 800a) zu der verbleibenden anderen Seitenflächenelektrode (bei spielsweise der Seitenflächenelektrode 800b)

(Zweites Ausführungsbeispiel)

Fig. 19 und 20 zeigen Darstellungen der Bauweise eines Zir kulators gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfin dung. Insbesondere ist Fig. 19 eine perspektivische Explo sionsdarstellung des Zirkulators und Fig. 20 eine Quer schnittsdarstellung des Zirkulators. Dieses weitere Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf diese Fig. 19 und 20 erläutert.

Wie in diesen Fig. gezeigt ist, wird eine dielektrische Grundplatte 100′ gemeinsam einstückig gebrannt, nachdem eine Mehrzahl von keramischen grünen Schichten mit vorgegebenen musterförmigen Elektrodenfilmen, die jeweils auf diesen Schichten ausgebildet sind, unter Druck laminiert verbunden wurden, wie dies bei der dielektrischen Grundplatte 100 ge mäß Fig. 1 der Fall ist. Die Verbindung zwischen den jewei ligen musterförmigen kapazitiven Elektrodenfilmen und den jeweiligen kapazitiven Elektrodenabschnitten in der dielek trischen Grundplatte 100′ werden durch die Seitenflächen elektroden 800a bis 800c vorgenommen, ohne daß Durchgangs löcher vorgesehen sind. Die musterförmigen kapazitiven Elek trodenfilme 302a, 304a, 306a, 308a, 314a gemäß den Fig. 5, 7, 9, 11 und 17 sowie der kapazitive Elektrodenabschnitt 310 gemäß Fig. 13 haben jeweils Verdrahtungsabschnitte und sind zusammengesetzt, um auf einer Seitenfläche entsprechend der Seitenflächenelektrode 800a offen zu liegen. In ähnlicher Weise sind die musterförmigen kapazitiven Elektrodenfilme 302b, 304b, 306b, 308b und 314b sowie der kapazitive Elek trodenabschnitt 311 gemäß Fig. 14 mit Verdrahtungsabschnit ten versehen und sind derart zusammengesetzt, daß sie auf der Seitenfläche entsprechend der Seitenflächenelektrode 800b offen liegen. Die musterförmigen kapazitiven Elektro denfilme 302c, 304c, 306c, 308c und 314c sowie der in Fig. 15 gezeigte kapazitive Elektrodenabschnitt 312 sind jeweils mit Verdrahtungsabschnitten versehen und sind derart zusam mengesetzt, daß sie an der Seitenfläche entsprechend der Seitenflächenelektrode 800c offen liegen. Freie Abschnitte sind derart vorgesehen, daß sie die Peripherien der Seiten flächenelektroden 800a bis 800c auf den musterförmigen Mas selelektrodenfilmen 401, 403, 405, 407, 409, 413 und 414 so wie die Masseelektrodenabschnitte 410, 411, 412 auf der di elektrischen Grundplatte 100′ umgeben, um Kurzschlüsse zwi schen den musterförmigen kapazitiven Elektrodenfilmen und den jeweiligen kapazitiven Elektrodenabschnitten zu verhin dern.

Die Verbindungen der musterförmigen Masseelektrodenfilme 401, 403, 405, 407, 409, 413 und 414 sowie der Masseelektro denabschnitte 410, 411, 412 sind durch die Seitenflächen elektroden 800d bis 800f bewirkt, ohne daß Durchgangslöcher wie bei der Verbindung der kapazitiven Elektrodenmuster und der kapazitiven Elektrode vorgesehen sind. Die jeweiligen Seitenflächenelektroden 800a bis 800c und 800d bis 800f um laufen die Fläche der dielektrischen Grundplatte 100′, um die Verbindungen zwischen den Eingangsanschlüssen und Aus gangsanschlüssen 71a bis 71c und den Verbindungsanschlüssen 71d bis 71f, die auf dem Gehäuse 71 vorgesehen sind, herzu stellen. Die Oberflächenelektroden 80a bis 80c und 80d bis 80f sind jeweils auf der Oberfläche der dielektrischen Grundplatte 100′ ausgebildet.

Ein Gehäuse 71 aus spritzgegossenem Kunststoff hat die Ge stalt des Buchstabens "H" in seiner Querschnittsform mit einem Durchgangsloch 70a zum Einsetzen eines Magneten, wel ches in dessen mittleren Bereich ausgebildet ist. Die di elektrische Grundplatte 100′ liegt in dem konkaven Abschnitt 70c an der Unterseite des Gehäuses 71, wobei unter dieser eine Ferritplatte 6 und eine Erdungsplatte 8 angeordnet sind. Ein metallisches Joch 72 nimmt mit dem oberen und dem unteren konkaven Abschnitt 70b, 70c des Gehäuses 71 Ein griff, wobei der Magnet 9, die dielektrische Platte 100′, die Ferritplatte 6 und die Masseplatte 8 hierzwischen ange ordnet sind. Daraufhin wird das Joch 72 an dem Gehäuse 71 befestigt.

Die Eingangsanschlüsse und Ausgangsanschlüsse 71b, 71c und der Masseanschluß 71d sind an einer Seitenfläche des Gehäu ses 71 vorgesehen. Ein Eingangs- und Ausgangs-Anschluß 71a und die Masseanschlüsse 71e, 71f sind an der anderen Seiten fläche vorgesehen. (In Fig. 19 ist die andere Seitenfläche des Gehäuses 71 nicht zu sehen, wobei der Eingangs- und Aus gangs-Anschluß 71a und die Masseanschlüsse 71e, 71f nicht dargestellt sind). Die jeweiligen Eingangs- und Ausgangs-An schlüsse 71a bis 71c und Masseanschlüsse 71d bis 71f er strecken sich in das Innere des Gehäuses 71, wie das in Fig. 20 gezeigt ist, und liegen zu der Deckenfläche des konkaven Abschnittes 70c auf der Unterseite des Gehäuses 71 offen. Die Oberflächenelektroden 80a bis 80c stehen jeweils in Kon takt mit den Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen 71a bis 71c. Die Oberflächenelektroden 80d bis 80f stehen jeweils in Kon takt mit dem Masseanschluß 71d bis 71f.

Ein Zirkulator, der in den Fig. 19 und 20 gezeigt ist, wel cher die oben beschriebene Bauweise hat, arbeitet wie der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Zirkulator und kann gleichfalls als Isolator eingesetzt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel, welches in den Fig. 19 und 20 gezeigt ist, sind die Verbindungen zwischen den jeweiligen musterförmigen kapazitiven Elektrodenfilmen und den jewei ligen kapazitiven Elektrodenabschnitten und die Verbindungen zwischen den jeweiligen musterförmigen Masseelektrodenfilmen und den jeweiligen Masseelektrodenabschnitten derart entwor fen, daß sie unter Verwendung der Seitenflächenelektrode hergestellt werden können. Wie bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel können diese Verbindungen mit Durchgangslöchern hergestellt werden.

Eine Mehrzahl von musterförmigen Elektrodenfilmen, die in einer laminierten Anordnung innerhalb einer dielektrischen Platte bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung angeordnet sind, ermöglichen eine verminderte Größe und ein verbessertes Betriebsverhalten des gesamten Elementes. Da die innere Schaltung, welche in üblicher Weise in einer Ebene angeordnet ist, innerhalb der dielektrischen Platte mit einer Mikrowelle beaufschlagt werden kann, kann die Größe der Schaltungsfläche des gesamten Elementes ver mindert werden. Da die jeweiligen musterförmigen Elektroden filme sich überkreuzen können, ohne sich im Inneren der di elektrischen Grundplatte zu kontaktieren, kann der Einfü gungsverlust vermindert werden, ohne daß eine geringere Breite der Mittenelektrode erforderlich wäre. Da die Bau weise einstückig ist, kann eine ausreichend hohe Stärke er zielt werden, wenn der Zwischenraum zwischen den jeweiligen musterförmigen Elektrodenfilmen sehr gering ist. Daher kann die elektrische Symmetrie zwischen den jeweiligen Mitten elektroden in einem besseren Zustand gehalten werden.

Da ein Kondensator zum Zwecke der Schaltungsanpassung oder mehrere derartige Kondensatoren in dem Laminat zwischen dem Mittenelektrodenmuster und dem Masseelektrodenmuster gemäß der Erfindung nach dem obigen Ausführungsbeispiel angeordnet sein kann bzw. können, kann der erforderliche Kapazitätswert für die Schaltungsanpassung in einer kleinen Schaltungsflä che bei geringer Größe des gesamten Elementes erzielt wer den.

Da eine Mehrzahl von dielektrischen grünen Schichten gemein sam gebrannt werden und zu einer einzigen dielektrischen Grundplatte integriert werden, nachdem eine Mehrzahl der di elektrischen grünen Schichten unter Druck laminiert wurden, wobei musterförmige Elektrodenfilme auf diesen ausgebildet sind, können die dielektrische Grundplatte und die innere Schaltung mit einem einzigen gemeinsamen Brennschritt ge sintert werden, wodurch die Herstellungszeit erheblich ver mindert wird.

(Drittes Ausführungsbeispiel)

Die Fig. 21 bis 55 sind Darstellungen der Bauweise eines Zirkulators gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Insbesondere ist Fig. 21 eine perspektivische Darstellung eines wichtigen Teils des Zirkulators. Fig. 22 ist eine Querschnittsdarstellung desselben. Fig. 23 ist eine Querschnittsdarstellung, welche die Laminierungsbeziehung der keramischen Grünschicht vor dem Verfahren des gemein samen Brennens und Sinterns zeigt. Die Fig. 24 bis 55 sind Draufsichtdarstellungen der musterförmigen Elektrodenfilme bei den jeweiligen keramischen Grünschichten. Das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Be zugnahme auf die Fig. 21 bis 55 erläutert.

Wie in den Fig. 21 und 22 gezeigt ist, ist ein kreisförmiger konkaver Abschnitt 200a in dem mittigen Flächenabschnitt der dielektrischen Grundplatte 200 ausgebildet. Ein kreisförmi ger konkaver Abschnitt 200b ist in dem mittigen Abschnitt der Rückseite vorgesehen. Ein konkaver Stufendifferenzab schnitt 200c ist an der Rückseite der dielektrischen Grund platte 200 vorgesehen. Äußere Verbindungsanschlüsse Ta bis Tf sind an der Seitenfläche der dielektrischen Grundplatte 200 ausgebildet. Ein Magnet 9 nimmt mit einem konkaven Ab schnitt 200a Eingriff und ist mit der dielektrischen Grund platte 200 mit einem Kleber oder dergleichen verbunden. Eine Ferritplatte 6 nimmt mit dem konkaven Abschnitt 200b Ein griff und ist an der dielektrischen Grundplatte 200 durch Bonden, Kleben oder dergleichen angebracht. Ein metalli sches, magnetisches Joch 72 nimmt mit der dielektrischen Grundplatte 200 derart Eingriff, daß der Magnet 9 und die Ferritplatte 6 hierzwischen angeordnet sind. Da das magne tische Joch 72 mit dem konkaven Stufendifferenzabschnitt 200c an der Rückseite der dielektrischen Grundplatte 200 Eingriff nimmt, wird die Höhe des ausgebildeten Abschnittes der äußeren Verbindungsanschlüsse Ta bis Tf größer als die Höhe der Oberfläche des magnetischen Joches 72 an der Rück seite der dielektrischen Grundplatte 200. Hierdurch wird eine Oberflächenbefestigungstechnik auf der Schaltungsgrund platte ermöglicht.

Die oben beschriebene dielektrische Grundplatte 200 wird ge meinsam gebrannt und in der in Fig. 23 gezeigten Art zusam mengesetzt, nachdem eine Mehrzahl von keramischen grünen Schichten 201 bis 232a, 232b, auf denen musterförmige Elek trodenfilme ausgebildet sind, laminiert und unter Druck ge geneinander zur Haftung gebracht werden. Die keramischen grünen Schichten sind dünne Schichten (mit einer Dicke von einigen 10 Mikrometer oder dergleichen) mit einer Flexibi lität, die beispielsweise durch Strangpressen aus einem ke ramischen, ungebrannten Pulver oder einem keramischen, zeit weilig gebrannten Pulver, welches gemischt und mit einem organischen Lösungsmittel als Binder verknetet ist, gewonnen wird. Ein Material mit einer hohen Güte im Hochfrequenzbe reich und einer hohen relativen Dielektrizitätskonstante ετ (z. B. ετ = 20 bis 100) besteht beispielsweise aus einem dielektrischen Material einer der folgenden Reihen: MgTiO₃ - CiTiO₃; ZrO₂ - SnO₂ - TiO₂; BaTi₄ O₉; Nd₂Ti₂O₇ - (BaPb) TiO₃ - TiO₂, wobei diese Materialien als Material für die kera mischen Grünschichten eingesetzt werden. Die Erzeugung der jeweiligen Elektrodenmuster geschieht beispielsweise durch Drucken, durch Aufdampfoperationen und dergleichen mit den Materialien Pd und Pt oder ähnlichen Materialien bezogen auf die Sintertemperatur des dielektrischen Materials. Die je weiligen keramischen Grünschichten 201 bis 232 werden ver bunden und gemeinsam in einem gleichzeitigen Brennschritt zu der dielektrischen Grundplatte 200 gesintert.

Wie in den Fig. 24 bis 29 gezeigt ist, sind kreisförmige Durchgangslöcher 201a bis 206a in den jeweiligen Mittenab schnitten in den im wesentlichen quadratischen keramischen Grünschichten 201 bis 206 vorgesehen. Wenn die keramischen Grünschichten 201 bis 206 laminiert worden sind, bilden diese Löcher 201a bis 206a einen konkaven Abschnitt 200a zur Aufnahme des Magneten 9. Auf der Oberfläche der keramischen Grünschicht 201 sind die Elektroden Xa, Xd, Xb nahe der lin ken Seite und die Elektroden Xe, Xc und Xf nahe der rechten Seite vorgesehen.

Wie in den Fig. 30, 32, 34, 36, 38, 42 und 44 gezeigt ist, sind musterförmige Masseelektrodenfilme 407, 409, 411, 413, 415, 419 und 421 von jeweils gleicher Form auf den Ober flächen der keramischen Grünschichten 207, 209, 211, 213, 215, 219 und 221 vorgesehen. Wie in den Fig. 31, 33, 35, 37 und 43 gezeigt ist, sind die musterförmigen kapazitiven Elektrodenfilme 308a bis 308c, 310a bis 310c, 312a bis 312c, 314a bis 314c, 320a bis 320c mit jeweils gleicher Form auf den Oberflächen der keramischen Grünschichten 208, 210, 212, 214 und 220 ausgebildet.

Die musterförmigen Elektrodenfilme 716, 717, 718 mit im we sentlichen übereinstimmender Form sind jeweils auf den Flä chen der keramischen Grünschichten 216, 217 und 218 vorge sehen. Die musterförmigen Elektrodenfilme 716 bis 718 sind gegeneinander um einen Winkelabstand von 120½ verschoben. Das Elektrodenmuster 716 umfaßt einen mittigen Elektrodenab schnitt 216, einen kapazitiven Elektrodenabschnitt 316, einen Masseelektrodenabschnitt 416 und einen Verdrahtungs abschnitt 816. Das Elektrodenmuster 717 umfaßt einen mitti gen Elektrodenabschnitt 217, einen kapazitiven Elektroden abschnitt 317, einen Masseelektrodenabschnitt 417 und einen Verdrahtungsabschnitt 817. Ein Elektrodenmuster 718 umfaßt einen mittigen Elektrodenabschnitt 218, einen kapazitiven Elektrodenabschnitt 318, einen Masseelektrodenabschnitt 418 und einen Verdrahtungsabschnitt 818. Die kapazitiven Elek trodenabschnitte 316, 317, 318 sind jeweils mit einem Ende der mittigen Elektrodenabschnitte 216, 217, 218 verbunden. Masseelektrodenabschnitte 416, 417, 418 sind jeweils mit dem anderen Ende der mittigen Elektroden 216, 217, 218 verbun den. Kapazitive Elektrodenabschnitte 316, 317, 318 sind je weils soweit herausgeführt wie die Endabschnitte der kera mischen Grünschichten 216, 217, 218, und zwar durch die Ver drahtungsabschnitte 816, 817, 818.

Die musterförmigen kapazitiven Elektrodenfilme 308a, 310a, 312a, 314a, 320a und der kapazitive Elektrodenabschnitt 316 sind miteinander mittels eines Durchgangsloches 5a verbun den. Die musterförmigen kapazitiven Elektrodenfilme 308b, 310b, 312b, 314b und 320b und der kapazitive Elektrodenab schnitt 317 sind miteinander mittels eines Durchgangsloches 5b verbunden. Die musterförmigen kapazitiven Elektrodenfilme 308c, 310c, 312c, 314c und 320c sowie die kapazitive Elek trode 317 sind miteinander mittels eines Durchgangsloches 5c verbunden. Musterförmige Masseelektrodenfilme 407, 409, 411, 413, 415, 419 und 421 sowie die Masseelektrodenabschnitte 416, 417, 418 sind miteinander mittels der Durchgangslöcher 5d, 5e und 5f verbunden.

Wenn derartige keramische Grünschichten 210 bis 224 gemäß der obigen Beschreibung laminiert worden sind, bildet das kapazitive Elektrodenmuster 308a einen ersten Kondensator durch Gegenüberlage zwischen den musterförmigen Masseelek trodenfilmen 407 und 409. Das kapazitive Elektrodenmuster 310a bildet einen zweiten Kondensator durch Gegenüberlage zwischen den musterförmigen Masseelektrodenfilmen 409 und 411. Das kapazitive Elektrodenmuster 312a bildet einen drit ten Kondensator durch Gegenüberlage zwischen den musterför migen Masseelektrodenfilmen 411 und 413. Das kapazitive Elektrodenmuster 314a bildet einen vierten Kondensator durch Gegenüberlage zwischen den musterförmigen Masseelektroden filmen 413 und 415. Der kapazitive Elektrodenabschnitt 316 bildet einen fünften Kondensator durch Gegenüberlage zwi schen dem Masseelektrodenmuster 415 und dem Masseeelektro denabschnitt 417. Das kapazitive Elektrodenmuster 320a bil det einen sechsten Kondensator durch Gegenüberlage zwischen den musterförmigen Masseelektrodenfilmen 419 und 421. Dieser erste bis sechste Kondensator bilden die Anpaßschaltung und sind in Parallelschaltung zwischen einem Ende des mittigen Elektrodenabschnittes 216 und Masse geschaltet. Dies ist der Fall, weil jeweils eine Seitenelektrode 308a, 310a, 312a, 314a, 316, 320a mit einem Ende des mittleren Elektrodenab schnittes 216 gemeinsam mittels eines Durchgangsloches 5a verbunden ist. Die jeweilige andere Elektrode 407, 409, 411, 413, 415, 417, 419, 421 des ersten bis sechsten Kondensators sind gemeinsam mit Masse durch die Durchgangslöcher 5d, 5e, 5f verbunden. In ähnlicher Weise sind sechs Kondensatoren für die Anpaßschaltung parallel zwischen dem mittigen Elek trodenabschnitt 217 und Masse geschaltet, wobei die sechs Kondensatoren für die Verwendung zur Anpassung der Schaltung parallel zwischen dem mittleren Elektrodenabschnitt 218 und Masse angeordnet sind. Da jeweils eine Mehrzahl von Konden satoren parallel geschaltet laminiert sind, welche zwischen einem Ende der jeweiligen mittleren Elektrodenabschnitte 216 bis 218 und Masse angeordnet sind, kann der erforderliche Kapazitätswert für die Anpaßschaltung auf einer kleinen Schaltungsfläche erhalten werden. Daher kann die Bauweise des gesamten Elementes größenmäßig reduziert werden.

Im wesentlichen gleich ausgebildete, musterförmige Masse elektrodenfilme 222 bis 226 sind auf der Fläche der kera mischen Grünschichten 222 bis 225 und auf der Rückseite der keramischen Grünschicht 226 angeordnet, wie dies in den Fig. 45 bis 49 zu sehen ist. Die Durchgangslöcher 222a bis 226a, die in dem Mittenabschnitt der jeweiligen keramischen Grün schichten 222 bis 226 vorgesehen sind, bilden den konkaven Abschnitt 220b zur Aufnahme der Ferritplatte 6, wenn die keramischen Grünschichten 222 bis 226 laminiert worden sind. Die musterförmigen Masseelektrodenfilme 222 bis 226 sind mit den oben beschriebenen musterförmigen Masseelektrodenfilmen 407, 409, 411, 413, 415, 419 und 421 sowie mit den Masse elektrodenabschnitten 416 bis 418 durch die Durchgangslöcher 5d bis 5f verbunden und gleichfalls miteinander durch die Durchgangslöcher 5d bis 5j verbunden.

Vier musterförmige Masseelektrodenfilme 222 bis 225 sind zwischen dem Masseelektrodenmuster 221 und dem Masseelek trodenmuster 226 vorgesehen. Vier Durchgangslöcher 5g bis 5j mit der beschriebenen erhöhten Anzahl sind zum Zwecke der Verbindung der jeweiligen musterförmigen Masseelektrodenfil me 222 bis 226 vorgesehen. Der Grund für diese Verbindungen wird nachfolgend erläutert. Eine Ferritplatte 6 ist in der beschriebenen Art in dem konkaven Abschnitt 200b befestigt, der durch die Durchgangslöcher 222a bis 226a gebildet ist. Viele magnetische Hochfrequenzfelder werden durch hochfre quente Signale erzeugt, die durch die jeweiligen mittigen Elektrodenabschnitte 216 bis 218 an der Peripherie der Fer ritplatte 6 fließen. Daher wird die Peripherie der Ferrit platte 6 eine Umgebung für einen durch Hochfrequenz indu zierten Strom, in der dieser leichter fließen kann. Es sei angenommen, daß eine Verbindung zwischen dem Masseelektro denmuster 221 und dem Masseelektrodenmuster 226 lediglich durch drei Durchgangslöcher 5d bis 5f bei einer derartigen Umgebung bewirkt wird. In diesem Fall steigt die Impedanz zwischen dem Masseelektrodenmuster 221 und dem Masseelektro denmuster 226 durch Anstieg der Widerstandskomponente und der Impedanzkomponente an, wodurch es zu einem erhöhten Ver lust kommt. Die Widerstandkomponente und die Impedanzkompo nente werden durch das zusätzliche Vorsehen der Durchgangs löcher 5g bis 5j vermindert, wodurch die Impedanz vermindert wird. Die kapazitiven Komponenten liegen parallel zu den Durchgangslöchern 5d bis 5j aufgrund der Anordnung der vier musterförmigen Masseelektrodenfilme 222 bis 225 zwischen dem Masseelektrodenmuster 221 und dem Masseelektrodenmuster 226, wodurch eine weitere Verminderung der Hochfrequenzimpedanz erzielt wird.

Bandförmige keramische Grünschichten 227a bis 232a sind nahe der linken Seite laminiert, während bandförmige keramische Grünschichten 227b bis 232b nahe der rechten Seite der Rück seiten der keramischen Schichten 226 laminiert werden, wie dies durch die Fig. 50 bis 55 verdeutlicht wird. Die Elek troden Ya, Yd, Yb werden auf der Rückseite der keramischen Grünschichten 232a angeordnet, während die Elektroden Ye, Yc und Yf auf der Rückseite der keramischen Grünschicht 232b ausgebildet sind. Diese keramischen Grünschichten 227a bis 232a und die keramischen Grünschichten 227b bis 232b bilden einen konkaven Stufendifferenzabschnitt 200c zur Aufnahme des magnetischen Joches 72, wenn diese miteinander laminiert worden sind.

Wenn die obigen keramischen Grünschichten 201 bis 232a, 232b laminiert worden sind, werden sie unter Druck zu einem ke ramischen laminierten Grünschichtkörper verpreßt. Es wird gleichmäßig eine aus Kupferpaste oder dergleichen bestehende Kupferelektrode mit Druckfilm an drei Orten der linksseiti gen Fläche des laminierten keramischen Grünschichtkörpers und an drei Orten der rechtsseitigen Fläche aufgebracht, wo bei äußere Verbindungsanschlüsse Ta bis Tf erzeugt werden. Obgleich die Kupferpaste an der Oberfläche der keramischen Grünschicht 201 und der Rückseite der keramischen Grün schichten 232a, 232b bei dem Schritt zum Drucken des Druck filmes hervorsteht, wird der hervorstehende Abschnitt durch die Elektrode Ya bis Yf absorbiert und ausgeglichen, welche auf der Fläche der keramischen Grünschicht 201 vorgesehen ist, sowie durch die Elektroden Ya bis Yf absorbiert und ausgeglichen, welche auf den keramischen Grünschichten 232a, 232b ausgebildet sind. Wenn nämlich die Kupferpaste an der Fläche der keramischen Grünschicht 201 vorsteht und an den Rückseiten der keramischen Schichten 232a, 232b aufgrund der Druckfilm-Druckoperation vorsteht, ist die Fläche des her vorstehenden Abschnittes im allgemeinen kleiner als die Be reiche der oben beschriebenen Elektroden Xa bis Xf und Ya bis Yf. Daher wird bei den jeweiligen äußeren Verbindungs anschlüssen Ta bis Tf die auf die Oberfläche der keramischen Grünschicht 201 herausgepreßte Fläche jeweils gleich zu der Fläche der Elektroden Xa bis Xf. Der Flächenanteil, der auf die Rückflächen der keramischen Schichten 232a, 232b heraus gedrückt wird, gleicht der Fläche der Elektroden Ya bis Yf. Da sich die Flächen der Elektroden Xa bis Xf untereinander gleichen und da sich ebenfalls die Flächen der Elektroden Ya bis Yf untereinander gleichen, wird jeweils der Flächenab schnitt, der auf die Oberfläche der keramischen Grünschicht 201 extrudiert wird, gegenseitig gleich, wobei gleichfalls die Flächenabschnitte, die auf die Rückflächen der kerami schen Grünschichten 232a, 232b extrudiert werden, bei den jeweiligen äußeren Anschlußklemmen Ta bis Tf gegenseitig gleich werden. Als Ergebnis hiervon kann die elektrische Symmetrie in geeigneter Weise aufrecht erhalten werden, ohne daß irgendwelche Ungleichmäßigkeiten in der Fläche der je weiligen äußeren Verbindungsanschlüsse Ta bis Tf an der Oberfläche der keramischen Grünschicht 201 und an der Rück fläche der keramischen Grünschichten 232a, 232b auftreten.

Die aus den keramischen Grünschichten laminierten Körper werden gleichzeitig gebrannt. Als Ergebnis hiervon verbinden sich die keramischen Grünschichten miteinander und werden zu einer einstückigen dielektrischen Grundplatte 200. Die je weiligen musterförmigen Elektrodenfilme und äußeren Verbin dungsanschlüsse werden gleichfalls in die dielektrische Grundplatte 200 integriert. Nach dem gemeinsamen Brennen zum Zwecke des Sinterns wird eine Nickel-Plattierung an einem Abschnitt der Oberfläche der jeweiligen äußeren Verbindungs anschlüsse Ta bis Tf vorgenommen, um zu verhindern, daß die Kupferelektrode, welche die Grundfläche der äußeren Verbin dungsanschlüsse Ta bis Tf bei dem Lötprozeß wird, während des Lötprozesses diffundiert. Es wird eine Sn-Plattierung oberhalb der beschriebenen Ni-Plattierung ausgeführt, um die Löteigenschaften der äußeren Verbindungsanschlüsse Ta bis Tf zu verbessern.

Da die dielektrische Grundplatte, die mittige Elektrode, die Anpassungsschaltung und der äußere Verbindungsanschluß gleichzeitig während des Sinterns durch einen einzigen Brennschritt hergestellt werden kann, wird das Herstellungs verfahren vereinfacht und die Herstellungszeit wird redu ziert. Da nicht nur die mittige Elektrode, die Anpassungs schaltung, sondern ebenfalls die äußeren Verbindungsan schlüsse in die dielektrische Grundplatte 200 integriert sind, kann die Anzahl der Teile verglichen mit einem be kannten Zirkulator vermindert werden und dessen Größe redu ziert werden. Da die Ferritplatte 6 in dem konkaven Ab schnitt 200b aufgenommen werden kann, welcher an der Rück seite der dielektrischen Grundplatte 200 bei dem Zirkulator gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, kommt das magnetische Joch 72 in einen direkten Kontakt mit dem Masse muster 426 (vergleiche Fig. 49), welches an der Rückseite der dielektrischen Grundplatte 200 ausgebildet ist. Daher kann die bei einem bekannten Zirkulator erforderliche Er dungsplatte 8 (vergleiche Fig. 57) fortgelassen werden, wo durch die Anzahl der Komponenten weiter vermindert und die Größe weiter vermindert werden kann. Bei dem Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung tritt kein Problem be züglich der Stärke selbst dann auf, wenn die einzelnen ke ramischen Schichten mit extrem dünner Dicke gewählt werden, da die Mehrzahl der keramischen grünen Schichten zu einer einzigen dielektrischen Grundplatte 200 durch gemeinsames Brennen zum Zwecke des Sinterns integriert werden. Als Er gebnis hiervon kann der Abstand zwischen den jeweiligen mit tigen Elektrodenabschnitten 216 bis 218 extrem gering ge wählt werden, wodurch die elektrische symmetrische Eigen schaft der jeweiligen mittleren Elektrodenabschnitte 216 bis 218 verbessert werden kann.

Es sind freiliegende Abschnitte 407a, 409a, 411a, 413a, 415a, 417a, 418a, 419a, 421a, 422a, 423a, 424a, 425a und 426a derart ausgebildet, daß sie die Peripherie des äußeren Verbindungsanschlusses Ta an dem Masseelektrodenmuster oder dem Masseelektrodenabschnitt in der jeweiligen keramischen Grünschicht umgeben. Freie Abschnitte 407b, 409b, 411b, 413b, 415b, 416b, 418b, 419b, 421b, 422b, 423b, 424b, 425b, 426b sind derart ausgebildet, daß sie die Peripherie des äußeren Verbindungsanschlusses Tb umgeben, während freie Ab schnitte 407c, 409c, 411c, 413c, 415c, 416c, 417c, 419c, 421c, 422c, 423c, 424c, 425c und 426c derart ausgebildet sind, daß sie die Peripherie des äußeren Verbindungsan schlusses TC umgeben. Diese freien Abschnitte verhindern Kurzschlüsse zwischen den äußeren Verbindungsanschlüssen Ta bis Tc′ welche die Eingangs- bzw. Ausgangs-Anschlüsse dar stellen, sowie Kurzschlüsse zwischen den jeweiligen muster förmigen Massenelektrodenfilmen und den jeweiligen Masse elektrodenabschnitten. Da die äußeren Verbindungsanschlüsse Td bis Tf Masseanschlüsse sind, sind die oben beschriebenen freien Abschnitte nicht für diese peripheren Teile vorge sehen.

Der Zirkulator nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit der oben beschriebenen Bauweise wird auf eine Grundplatte einer äußeren Schaltung (nicht dargestellt) angeordnet, wo bei die äußeren Verbindungsanschlüsse Ta bis Tf direkt mit den Verbindungsanschlüssen auf der Seite der Schaltungs grundplatte verlötet werden. Demgemäß kann der erfindungs gemäße Zirkulator auf die Oberfläche der externen Schal tungsgrundplatte befestigt werden, wodurch die mühselige Verdrahtung nicht länger erforderlich ist.

Nachfolgend wird die Betriebsweise des Zirkulators nach den Fig. 21 und 22 erläutert. Wenn das Hochfrequenzsignal an den äußeren Verbindungsanschluß Ta angelegt wird, wird ein hoch frequentes magnetisches Feld um den mittigen Elektrodenab schnitt 216 herum aufgebaut, welches um einen vorbestimmten Winkel durch das Gleichmagnetfeld von dem Magneten 9 gedreht wird, so daß beispielsweise ein elektrischer Strom in dem rechtsseitig angrenzenden mittigen Elektrodenabschnitt 217 durch die induktive Kopplung durch die Ferritplatte 6 indu ziert wird. Das von dem äußeren Verbindungsanschluß Ta zu dem rechtsseitig angrenzenden äußeren Verbindungsanschluß Tb übertragene hochfrequente Signal wird jedoch nicht zu dem linksseitig angrenzenden äußeren Verbindungsanschluß Tc übertragen. In ähnlicher Weise wird das an den äußeren Ver bindungsanschluß Tb angelegte Signal zu dem rechtsseitig an grenzenden äußeren Verbindungsanschluß Tc, nicht jedoch zu dem linksseitig angrenzenden äußeren Verbindungsanschluß Ta übertragen. Das an den äußeren Verbindungsanschluß Tc ange legte Hochfrequenzsignal wird an den rechtsseitig angren zenden äußeren Verbindungsanschluß Ta, nicht jedoch an den linksseitig angrenzenden äußeren Verbindungsanschluß Tb übertragen.

Der in den Fig. 21 und 22 gezeigte Zirkulator kann als Iso lator verwendet werden, falls ein Abschlußwiderstand an einen Verdrahtungsabschnitt oder den äußeren Verbindungsan schluß (z. B. den Verdrahtungsabschnitt 818 oder den äußeren Verbindungsanschluß Tc) angeschlossen wird. In diesem Fall überträgt der Isolator Hochfrequenzsignale lediglich in eine Richtung zu dem verbleibenden anderen äußeren Verbindungs anschluß (z. B. zu dem äußeren Verbindungsanschluß Tb) von dem verbleibenden äußeren Verbindungsanschluß (beispiels weise dem äußeren Verbindungsanschluß Ta).

Obwohl die Verbindung zwischen den jeweiligen musterförmigen kapazitiven Elektrodenfilmen und den jeweiligen kapazitiven Elektrodenabschnitten und die Verbindung zwischen den jewei ligen musterförmigen Masseelektrodenfilmen und den jeweili gen Masseelektrodenabschnitten bei den Ausführungsformen ge mäß den Fig. 21 bis 55 durch Durchgangslöcher erzeugt wer den, können diese Verbindungen unter Verwendung von Seiten flächenelektroden bewirkt werden. Aus der obigen Beschrei bung ist es offenkundig, daß gemäß den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen eine Mehrzahl von musterförmigen Elek trodenfilmen und eine Mehrzahl von äußeren Verbindungsan schlüssen zum Anschließen der mittigen Elektroden und der Anpaßschaltungen gleichzeitig mit einer Mehrzahl von dielek trischen Grünschichten, die unter Druck durch Laminieren ge genseitig haften, gebrannt werden, um eine einstückige di elektrische Grundplatte zu erzeugen, so daß Elemente von kleineren Abmessungen, niedrigeren Kosten und höherer Zuver lässigkeit gebildet werden und eine Vereinfachung der Schritte bei dem Zusammenbau erreicht wird. Da nicht nur die mittigen Elektroden und die Anpassungsschaltungen, sondern gleichfalls die äußeren Verbindungsanschlüsse in die dielek trische Grundplatte integriert sind, kann die Anzahl der Komponenten erheblich vermindert werden, wobei gleichzeitig die Größe der Elemente reduziert werden kann. Die Anzahl der Schritte beim Zusammenbau wird durch Reduktion der Anzahl der Komponenten vermindert, was wiederum zu einer Kosten senkung führt. Die Anzahl der Verbindungsorte für Lötver bindungen wird beträchtlich verringert, wodurch die Zuver lässigkeit erhöht wird. Da die inneren Schaltungen, welche im Stand der Technik auf einer Ebene angeordnet sind, inner halb der dielektrischen Grundplatte unter Mikrowellenbeauf schlagung angeordnet sind, kann die Schaltungsfläche des ge samten Elementes vermindert werden. Da die jeweiligen Elek trodenfilme mit musterförmiger Gestalt einander überkreuzen können, ohne daß es zu einem gegenseitigen Kontakt innerhalb der dielektrischen Grundplatte kommt, kann der Einfügungs verlust vermindert werden, ohne daß es erforderlich wäre, die Breite der mittigen Elektrodenstruktur schmaler zu wäh len als dies bei dem ersten Stand der Technik der Fall ist. Da die Bauweise einstückig ist, kann eine hinreichende Stär ke auch dann erreicht werden, wenn die Zwischenräume zwi schen den jeweiligen musterförmigen Elektrodenfilmen extrem gering sind. Als Ergebnis hiervon kann die elektrische Sym metrierung zwischen den jeweiligen mittigen Elektroden ver bessert werden. Da die dielektrische Grundplatte, die jewei ligen musterförmigen Elektrodenfilme und die äußeren Verbin dungsanschlüsse gleichzeitig während des Sinterns in einem gemeinsamen Brennschritt erzeugt werden, wild die Herstel lungszeit beträchtlich verkürzt.

Erfindungsgemäß wird nach den oben beschriebenen Ausfüh rungsbeispielen ein kompakteres nicht-reziprokes Schal tungselement geschaffen, in dem ein erster konkaver Ab schnitt zur Aufnahme eines Magneten zum Anlegen eines magne tischen Gleichfeldes an eine Hauptfläche der dielektrischen Grundplatte gebildet wird.

Erfindungsgemäß wird bei diesem Ausführungsbeispiel ein zweiter konkaver Abschnitt zur Aufnahme einer induktiv kop pelnden Ferritplatte der internen Schaltung auf der anderen Hauptfläche der dielektrischen Grundplatte derart angeord net, daß ein nicht-reziprokes Schaltungselement mit kompak teren Abmessungen und niedrigerem Preis erhalten wird. Da das magnetische Joch als Erdungsplatte des nicht-reziproken Schaltungselementes verwendet werden kann, kann die Anzahl der Teile weiter vermindert werden, wodurch die Größe des nicht-reziproken Schaltungselementes weiter vermindert und dessen Preis weiter abgesenkt werden können.

Claims

1. Nicht-reziprokes Schaltungselement mit einem äußerst niedrigen Dämpfungsgrad in der Übertragungsrichtung der Signale und einem extrem hohen Dämpfungsgrad in der entgegengesetzten Richtung, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mehrzahl von musterförmigen Elektrodenfilmen (710, 711, 712) einstückig mit dielektrischem Material innerhalb einer dielektrischen Substanz derart ausge bildet sind, daß eine durch die Kombination der musterförmigen Elektrodenfilme (710, 711, 712) gebilde te Schaltung innerhalb des dielektrischen Substrates angeordnet ist.

2. Nicht-reziprokes Schaltungselement nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet,
daß die musterförmigen Elektrodenfilme (710, 711, 712) ein oder mehrere mittige Elektrodenmuster (210, 211, 212), ein oder mehrere Kondensatorelektrodenmuster (310, 311, 312), ein oder mehrere Masseelektrodenmuster (410, 411, 412) aufweisen und daß innerhalb der dielek trischen Grundplatte (100) musterförmige Kondensator elektrodenfilme (302a-302c, 304a-304c, 306a-306c, 308a-308c, 314a-314c) und musterförmige Masseelektro denfilme (401, 403, 405, 407, 409, 413, 414) abwech selnd mit Dielektrikum zwischen diesen angeordnet sind, wobei die jeweiligen musterförmigen Kondensatorelektro denfilme (302a-302c, 304a-304c, 306a-306c, 308a-308c, 314a-314c) miteinander und mit den entsprechenden mittigen Elektrodenmustern (210, 211, 212) verbunden sind, und wobei die jeweiligen musterförmigen Masseelektrodenfilme (401, 403, 405, 407, 409, 413, 414) miteinander derart verbunden sind, daß eine Schaltungsanpassungskapazität oder mehrere Schaltungs anpassungskapazitäten in dem Laminat zwischen den mittigen Elektrodenmustern (210, 211, 212) und den musterförmigen Masseelektrodenfilmen (401, 403, 405, 407, 409, 413, 414) angeordnet ist bzw. sind.

3. Nicht-reziprokes Schaltungselement mit einem sehr ge ringen Dämpfungsgrad in Übertragungsrichtung der Sig nale und einem sehr großen Dämpfungsgrad in der entge gengesetzten Richtung, gekennzeichnet durch
eine dielektrischen Grundplatte (100), welche durch Integration einer Mehrzahl von gebrannten dielektri schen grünen Schichten (101-114) gebildet ist, welche unter Druck zu einem Laminat verbunden sind,
eine Mehrzahl von musterförmigen Elektrodenfilmen (710, 711, 712), welche durch gemeinsames Brennen beim Sintern mit den dielektrischen grünen Schichten (101-114) gebildet sind und laminiert innerhalb der dielektrischen Grundplatte (100) angeordnet sind,
eine Mehrzahl von äußeren Verbindungsanschlüssen (810, 811, 812), die durch gemeinsames Brennen beim Sintern mit den dielektrischen grünen Schichten (101-114) gebildet sind und mit den musterförmigen Elektroden filmen (710, 711, 712) verbunden sind und derart angeordnet sind, daß ein Offenliegen an der äußeren Peripherie der dielektrischen Grundplatte (100) bewirkt wird, so daß die inneren Schaltungen und die äußeren Verbindungsanschlüsse (810, 811, 812), die mit ihnen verbunden sind, einstückig innerhalb der dielektrischen Grundplatte (100) angeordnet und verbunden sind.

4. Nicht-reziprokes Schaltungselement nach Anspruch 3, da durch gekennzeichnet,
daß die dielektrische Grundplatte (100) eine erste Hauptfläche und eine weitere Hauptfläche hat, wobei ein erster konkaver Abschnitt zur Eingriffnahme eines Magneten (9) zum Anlegen eines magnetischen Gleich feldes an der ersten Hauptfläche ausgebildet ist.

5. Nicht-reziprokes Schaltungselement nach Anspruch 3, da durch gekennzeichnet,
daß die dielektrische Grundplatte (100) die erste Hauptfläche und die weitere Hauptfläche hat, und
daß ein zweiter konkaver Abschnitt zur Aufnahme einer Ferritplatte (6) zur induktiven Kopplung mit der inneren Schaltung an der anderen Hauptfläche ausgebildet ist.

6. Verfahren zum Herstellen eines nicht-reziproken Schal tungselementes mit einem extrem niedrigen Dämpfungsgrad in der Übertragungsrichtung der Signale und einem ex trem hohen Dämpfungsgrad in der entgegengesetzten Rich tung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Verpressen einer Mehrzahl von dielektrischen grünen Schichten unter Druck zu einem Laminat, wobei vorge gebene Elektrodenfilme mit musterförmiger Gestalt auf diesen Schichten ausgebildet sind, um einen aus lami nierten Grünschichten bestehenden Körper zu schaffen,
gemeinsames Brennen des aus den laminierten Grünschich ten bestehenden Körpers, um diese Schichten zu einer einzigen dielektrischen Grundplatte zu integrieren, so daß ein nicht-reziprokes Schaltungselement mit inneren Schaltungen erhalten wird, die in dem Laminat ange ordnet sind, mit einer Mikrowelle innerhalb der dielek trischen Grundplatte.

7. Verfahren zum Herstellen eines nicht-reziproken Schal tungselementes nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch den Schritt der gleichzeitigen Erzeugung der mittigen Elektroden und der dielektrischen Grundplatten während eines gemeinsamen Brennschrittes bei dem Sinterprozeß.

8. Verfahren zum Herstellen eines nicht-reziproken Schal tungselementes nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch
den Schritt des Erzeugens einer mittigen Elektrode, einer mit dieser verbundenen Anpaßschaltung und der dielektrischen Grundplatte gleichzeitig durch den Schritt des gemeinsamen Brennens beim Sintern.