專利名稱：不可逆電路裝置和安裝有這種不可逆電路裝置的通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不可逆(單向)電路裝置，諸如用于高頻段(如微波頻段)的隔離器(單向器)或循環(huán)器。此外，本發(fā)明還涉及一種安裝有這種不可逆電路裝置的通信設(shè)備。
在常規(guī)的不可逆電路裝置諸如集總常數(shù)隔離器和循環(huán)器中，信號發(fā)送方向的衰減非常小，而在相反方向的衰減卻特別大。因此，具有這些特性的常規(guī)不可逆電路裝置被廣泛地用于通信設(shè)備中，這樣可使振蕩器和放大器穩(wěn)定地工作并同時維持它們的功能。


圖19顯示出一個常規(guī)隔離器的分解透視圖，圖20A和20B都顯示出該隔離器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖21顯示出該隔離器的等效電路圖。
如圖19以及圖20A和圖20B所示，在集總常數(shù)隔離器中，一個磁性組件5包含一個鐵氧體部件54和中央導(dǎo)體51、52和53、一個永磁體3以及一個樹脂框7，該磁性組件設(shè)置在由上磁軛2和下磁軛8所組成的閉合磁路中。在樹脂框7中，中央導(dǎo)體51的端口P1連接到輸入/輸出端子71和一個匹配電容器C1上。中央導(dǎo)體52的端口P2連接到輸入/輸出端子72和一個匹配電容器C2上。中央導(dǎo)體53的端口P3連接到一個匹配電容器C3上和一個終接電阻器R上。每個電容器C1、C2和C3的一端以及終接電阻器R的一端都連接到接地端子73上。
在如圖21所示的等效電路中，鐵氧體部件有一個圓盤形的形狀，并且一個直流磁場由符號H表示。中央導(dǎo)體51、52和53用等效電感器L來表示。在這樣一個電路結(jié)構(gòu)中，正向(前向)的特性與一個帶通濾波器的特性等效。在遠離通帶的頻帶中，即使在正向，信號的衰減也是很微小的。
通常，在常規(guī)通信設(shè)備中，設(shè)備電路中所用的放大器經(jīng)常會引起一些失真。這是產(chǎn)生諸如基頻的二次和三次諧波之類的寄生分量的一個因素，由此會產(chǎn)生不必要的輻射。由于從通信設(shè)備發(fā)射的這種不必要的輻射引起功率放大器故障和干擾問題，因此就得預(yù)先確定用于將不必要的輻射抑制在特定水平之下的標(biāo)準(zhǔn)和條件。為了防止這種不必要的輻射，使用具有良好線性的放大器是有效的。然而，因為這樣的放大器太貴，例如，經(jīng)常用一個濾波器來減弱不必要的頻率分量。還有，這種濾波器太貴并且增加了設(shè)備的尺寸。此外，濾波器還會產(chǎn)生損耗。
因此，可考慮利用包含在隔離器或循環(huán)器中的帶通濾波器的特性來抑制寄生分量。然而，使用具有如圖19到21中各圖所示的基本結(jié)構(gòu)的常規(guī)不可逆電路裝置，不可能在不必要的頻帶中獲得充分的衰減特性。
為了解決上述問題，以在諸如基頻的二次和三次諧波之類的寄生頻帶中獲得大量的衰減，日本未審專利申請10-93308中公開了一種不可逆電路裝置。圖22、圖23A和23B以及圖24都用于顯示一個隔離器，該隔離器作為不可逆電路裝置的一個例子。圖22顯示出該隔離器的分解透視圖，圖23A和23B都顯示出該隔離器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖24顯示出該隔離器的等效電路。
與圖19到21中各圖所示的隔離器不同，該隔離器包括一個用于帶通濾波器的電感器Lf。電感器Lf連接在中央導(dǎo)體51的端口P1、匹配電容器C1和輸入/輸出端子71之間。作為電感器Lf，采用了一個螺線管線圈，該線圈適合于電路結(jié)構(gòu)的小型化。一個用在1GHz頻帶的隔離器采用具有大約24nH電感的線圈。更具體地講，所用線圈是由一個繞九圈的銅線構(gòu)成，該銅線具有0.1mm的寬度φ，線圈外徑φ為0.8mm。
一個電容器Cf串聯(lián)到具有上述結(jié)構(gòu)的隔離器的輸入/輸出端子71上。采用這種結(jié)構(gòu)，如圖24中的等效電路所示，電容器Cf和電感器Lf組成了一個帶通濾波器。結(jié)果是，遠離通帶的頻率的信號分量可被衰減。
圖25的曲線顯示出如圖19到21中所示的隔離器(第一個常規(guī)例子)和圖22到24所示的隔離器(第二個常規(guī)例子)的頻率特性。該曲線顯示出用于1GHz頻帶的隔離器的頻率特性。當(dāng)?shù)谝环N常規(guī)隔離器與第二種常規(guī)隔離器做比較時，就發(fā)現(xiàn)二次諧波(2GHz)的衰減從20.2dB增加到了33.3dB，并且三次諧波(3GHz)的衰減從28.2dB增加到了46.4dB。
由此，當(dāng)螺線管線圈設(shè)置在不可逆電路裝置中構(gòu)成一個濾波器來衰減不必要的頻率分量時，整個電路的結(jié)構(gòu)就會做得比包括設(shè)置在裝置外部的一個分離的濾波器的(電路)結(jié)構(gòu)要小。
近來，隨著移動通信設(shè)備對更小型化要求的增加，已經(jīng)對裝有濾波器用電感器的更小型不可逆電路裝置提出了需求。因此，同樣有必要減小用于濾波器的電感器的尺寸。然而，當(dāng)由螺線管構(gòu)成的電感器小型化時，電感器的電感就會變小，從而減少了基頻的二次和三次諧波的衰減。此外，為了在不引起電感減小的同時使螺線管電感器小型化，可考慮在一個磁性部件內(nèi)部構(gòu)成一個螺線管。然而，這種結(jié)構(gòu)需要一個磁性部件，并且這種結(jié)構(gòu)很難制造，由此增加了成本。
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個目的是提供一種小型的不可逆電路裝置，其中在預(yù)定的頻帶上可獲得大量的衰減而不會增加成本。本發(fā)明的另一個目的是提供一種利用該不可逆電路裝置的通信設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種不可逆電路裝置，它包括一個磁性部件和多個匹配電容器，磁性部件上施加直流磁場，磁性部件包括多個相互交叉設(shè)置的中央導(dǎo)體，每個中央導(dǎo)體的一端接地，多個匹配電容器連接到每個中央導(dǎo)體的非接地端，其中，至少一個匹配電容器具有等于或小于該不可逆電路裝置的通帶中心頻率的四倍的自諧振頻率。
通常，在一個不可逆電路裝置中，為了獲得與通帶中心頻率的匹配，由具有電感分量的中央導(dǎo)體和匹配電容器形成并聯(lián)諧振電路。采用這種結(jié)構(gòu)，靠近通帶中心頻率的衰減可以幾乎全部消除。然而，在這種結(jié)構(gòu)中，不可能獲得一個濾波功能來使頻率高于通帶中心頻率的寄生分量衰減。因此，在本發(fā)明中，通過適當(dāng)設(shè)計匹配電容器的構(gòu)形，匹配電容器的自諧振頻率被設(shè)定為等于或小于通帶中心頻率的四倍。主要寄生分量是基頻(通帶中心頻率)的二次和三次諧波。具有等于或小于通帶中心頻率的四倍的自諧振頻率的匹配電容器起到一個陷波器的作用，用于使這種寄生分量衰減。采用這種結(jié)構(gòu)，不用增加所用元件的數(shù)量就能使寄生分量衰減。
該不可逆電路裝置中所用的每個電容器可以是單片電容器或者多層電容器，單片電容器是通過將電極設(shè)置在一個介質(zhì)基片的兩個主表面上形成的，多層電容器是通過將電極設(shè)置在一個介質(zhì)基片的兩個主表面上以及內(nèi)部來形成的。此外，每個匹配電容器可以是通過將一個曲折線型電極設(shè)置在一個基片上形成的片形電容器。采用這種結(jié)構(gòu)，電容器自身所具有的電感分量可以增加，并且電容器能夠做成具有低自諧振頻率的小型電容器。
此外，在該不可逆電路裝置中，兩個或多個匹配電容器可具有等于或小于通帶中心頻率的四倍的自諧振頻率。
至少一個匹配電容器可具有大致為通帶中心頻率的兩倍的自諧振頻率。
至少一個匹配電容器可具有大致為通帶中心頻率的三倍的自諧振頻率。
當(dāng)兩個或多個匹配電容器具有大致同樣的等于或小于通帶中心頻率的四倍的自諧振頻率時，靠近諧振頻率的寄生分量可以更顯著地衰減。另外，當(dāng)兩個或多個匹配電容器的自諧振頻率各不相同，同時兩者的頻率等于或小于通帶中心頻率的四倍時，在一個較寬頻帶上存在的寄生分量可以衰減。引起通信設(shè)備的不必要輻射的主要因素是上述諸如基頻的二次和三次諧波這樣的寄生分量。因此，通過使用具有兩倍于基頻的自諧振頻率的匹配電容器和具有三倍于基頻的自諧振頻率的匹配電容器，基頻的二次和三次諧波的寄生分量可以有效地衰減。在這種情況下，“大致兩倍”的頻率是指通帶中心頻率的大約1.5到2.5倍?！按笾氯丁钡念l率是指通帶中心頻率的大約2.5到3.5倍。
在根據(jù)本發(fā)明的不可逆電路裝置中，兩個或多個匹配電容器可具有等于或小于通帶中心頻率的四倍的自諧振頻率，并且至少一個匹配電容器可具有大致是通帶中心頻率的兩倍的自諧振頻率。
此外，至少一個匹配電容器可具有大致是通帶中心頻率的兩倍的自諧振頻率，并且至少另一個匹配電容器可具有大致是通帶中心頻率的三倍的自諧振頻率。
另外，該不可逆電路裝置還可以包括一個串聯(lián)諧振電路，它是通過將一個電感器串聯(lián)到匹配電容器形成的，匹配電容器具有等于或小于通帶中心頻率的四倍的自諧振頻率，串聯(lián)諧振電路具有高于通帶中心頻率的諧振頻率。
如在此所示的，當(dāng)電感器串聯(lián)到匹配電容器時，由電感器和匹配電容器組成的串聯(lián)諧振電路的諧振頻率就變得低于匹配電容器的自諧振頻率即通帶中心頻率的四倍。結(jié)果是，通過減小匹配電容器的尺寸可以形成一個陷波器。沒有連接電感器的匹配電容器的自諧振頻率可以等于或大于通帶中心頻率的四倍，或者可以等于或小于通帶中心頻率的四倍。
另外，該不可逆電路裝置可包括多個串聯(lián)諧振電路，它們是通過將電感器連接到兩個或多個匹配電容器形成的，匹配電容器具有等于或小于中心頻率的四倍的自諧振頻率，串聯(lián)諧振電路具有高于通帶中心頻率的諧振頻率。
另外，至少一個串聯(lián)諧振電路具有大致是通帶中心頻率的兩倍的諧振頻率。
此外，至少一個串聯(lián)諧振電路具有大致是通帶中心頻率的三倍的諧振頻率。
當(dāng)電感器連接到兩個或多個匹配電容器上來形成串聯(lián)諧振電路時，這種結(jié)構(gòu)可提供較小的陷波器，這些陷波器能夠更多地使一個特定頻率的寄生分量衰減和使一個較寬頻帶上的寄生分量衰減。在這種情況下，“大致兩倍”的頻率是指通帶中心頻率的大約1.5到2.5倍?！按笾氯丁钡念l率是指通帶中心頻率的大約2.5到3.5倍。
上面說明的電感器是以各種方式形成的。例如，電感器可通過使中央導(dǎo)體延之-伸來形成，或者可由設(shè)置在一個匹配電容器下面的一個薄片來形成。此外，電感器既可以整體地形成在包含匹配電容器的樹脂框中，也可以通過切掉形成一個閉合磁路的一個磁軛的一部分來形成。在片狀電感器和片狀電容器的上下表面上，可以設(shè)置電極。因此，通過疊置這些片狀元件，元件之間的空間可得到節(jié)省，元件之間的連接也可變得更容易。此外，當(dāng)通過延伸中央導(dǎo)體、通過使電感器整體地形成在樹脂框中或者通過切割磁軛的一部分來形成電感器時，所用元件的數(shù)量就可減少。結(jié)果是，制造工藝可簡化并且成本可降低。
此外，通過將電感器連接到至少一個匹配電容器，可形成具有大致兩倍于通帶中心頻率的諧振頻率的一個串聯(lián)諧振電路，并且至少另一個匹配電容器可具有大致是通帶中心頻率的三倍的自諧振頻率。
另外，通過將電感器連接到至少一個匹配電容器，可形成具有大致三倍于通帶中心頻率的諧振頻率的一個串聯(lián)諧振電路，并且至少另一個匹配電容器可具有大致是通帶中心頻率的兩倍的自諧振頻率。
此外，通過將電感器連接到至少一個匹配電容器，可形成具有大致兩倍于通帶中心頻率的諧振頻率的一個串聯(lián)諧振電路，并且通過將電感器連接到至少另一個具有大致三倍于通帶中心頻率的自諧振頻率的匹配電容器，可形成另一個串聯(lián)諧振電路。
此外，每個串聯(lián)諧振電路在通帶中心頻率上的等效電容可被用作相對于通帶中心頻率的一個匹配電容。當(dāng)為了去除寄生分量而將串聯(lián)諧振電路的諧振頻率設(shè)定為高于通帶中心頻率時，串聯(lián)諧振電路呈現(xiàn)出對通帶中心頻率的電容性阻抗。通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定串聯(lián)諧振電路的電感器和電容器，就可提供相對于通帶中心頻率的等效匹配電容。采用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)串聯(lián)諧振電路設(shè)置為一個陷波器時，就沒有必要設(shè)置另一個匹配電容器了。結(jié)果是，所使用元件的數(shù)量可以減少，從而有助于設(shè)備的小型化和成本的降低。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供了一種安裝有本發(fā)明的不可逆電路裝置的通信設(shè)備。在該通信設(shè)備中，不可逆電路裝置可被用做一個循環(huán)器，用于分流發(fā)射的信號和接收的信號。采用這種結(jié)構(gòu)，通信設(shè)備可小型化并具有良好的寄生特性。
圖1顯示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的一個隔離器的等效電路圖；圖2是曲線圖，它顯示出用于1GHz頻帶的該隔離器和一個常規(guī)隔離器中各自獲得的頻率衰減特性；圖3是曲線圖，它顯示出用于2GHz頻帶的該隔離器和一個常規(guī)隔離器中各自獲得的頻率衰減特性；圖4是曲線圖，它顯示出用于1GHz頻帶的根據(jù)本發(fā)明第二實施例的隔離器和一個常規(guī)隔離器中各自獲得的頻率衰減特性；圖5A和5B顯示出用于第二實施例中的隔離器的匹配電容器的一個例子；圖6A和6B顯示出用于第二實施例中的隔離器的匹配電容器的另一個例子；圖7A顯示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的隔離器的頂視圖，其中上磁軛被去除，圖7B顯示出它的側(cè)視剖面圖；圖8顯示出第三實施例的隔離器的等效電路圖；圖9是曲線圖，它顯示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的隔離器和常規(guī)隔離器中各自獲得的頻率衰減特性；圖10是曲線圖，它顯示出用于1GHz頻帶的根據(jù)本發(fā)明第四實施例的隔離器和常規(guī)隔離器中各自獲得的頻率衰減特性；圖11顯示出本發(fā)明的第五實施例的隔離器的等效電路圖；圖12是曲線圖，它顯示出用于1GHz頻帶的根據(jù)本發(fā)明第五實施例的一種改進型隔離器和常規(guī)隔離器中各自獲得的頻率衰減特性；圖13顯示出根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的隔離器的分解透視圖；圖14A顯示出第六實施例的隔離器的頂視圖，圖14B顯示出其側(cè)視剖面圖，其中上磁軛被去除；圖15顯示出第六實施例的隔離器的等效電路圖16A顯示出根據(jù)第七實施例的隔離器的頂視圖，圖16B顯示出其側(cè)視剖面圖，其中上磁軛被去除；圖17A顯示出根據(jù)第八實施例的隔離器的頂視圖，圖17B顯示出其側(cè)視剖面圖，其中上磁軛被去除；圖17C顯示出下磁軛的頂視圖；圖18是顯示根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖19顯示出常規(guī)隔離器的分解透視圖；圖20A顯示出常規(guī)隔離器的頂視圖；圖20B顯示出其側(cè)視剖面圖，其中上磁軛被去除；圖21顯示出常規(guī)隔離器的等效電路圖；圖22是另一常規(guī)隔離器的分解透視圖；圖23A顯示出其它常規(guī)隔離器的頂視圖，圖23B顯示出其側(cè)視剖面圖，其中上磁軛被去除；圖24顯示出其它常規(guī)隔離器的等效電路圖；圖25是曲線圖，它顯示出兩個常規(guī)隔離器中各自獲得的頻率衰減特性。
圖1顯示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的隔離器的等效電路圖。該隔離器與圖19和圖20A及20B中所示的常規(guī)隔離器具有同樣的元件設(shè)置結(jié)構(gòu)。因此，根據(jù)第一實施例的隔離器的結(jié)構(gòu)將參照這些圖來描述。在這個隔離器中，一個盤狀的永磁體3設(shè)置在由磁性金屬做成的盒狀的上磁軛2的內(nèi)表面上。然后，上磁軛2與大致是U形的、類似地用磁性金屬做成的下磁軛8組成了一個閉合磁路。一個樹脂框7設(shè)置在作為殼體的下磁軛8內(nèi)的底表面8a上。在樹脂框7內(nèi)設(shè)置有一個磁性組件5、電容器C1、C2和C3、一個終接電阻器R以及一個電感器L1。
磁性組件5是按如下方式形成的三個中央導(dǎo)體51、52和53有一個公共接地部分，該部分與盤狀的鐵氧體部件54的底部具有相同的構(gòu)形。公共接地部分與鐵氧體部件54的下表面對接。在鐵氧體部件54的上表面上，從接地部分延伸出的三個中央導(dǎo)體51、52和53按相互呈120度的角度彎折，它們之間插入一個絕緣片(未示出)，并且設(shè)置在中央導(dǎo)體51、52和53頂部的端口P1、P2和和3向外突出。一個直流磁場通過永磁體3作用到磁性組件5上，使得一定的磁通(量)在鐵氧體部件54的厚度方向上穿過。
用電絕緣材料做成的樹脂框7是通過將底壁7b與矩形框架形狀的側(cè)壁7a結(jié)合成一體而形成的。一個圓形插入通孔7c形成在底壁7b的中央。矩形凹口7d、7e和7f形成在右側(cè)部分、左側(cè)部分和前側(cè)部分中。
磁性組件5插入到圓形插入通孔7c中。設(shè)置在磁性組件5下表面上的中央導(dǎo)體51、52和53的接地部分通過焊接方式連接到下磁軛8的底表面8a。輸入/輸出端子71和72以及接地端子73是插接模壓(insert-molded)在樹脂框7中的。輸入/輸出端子71和72設(shè)置在樹脂框7的左側(cè)和右側(cè)表面的后部，而接地端子73設(shè)置在前部。每個接地端子73的一端暴露于底壁7b的凹7d、7e和7f內(nèi)，而端子73的其余端在左右側(cè)前部暴露于側(cè)壁7a的外表面。輸入/輸出端子71的一端在右側(cè)凹口7d后部暴露于底壁7b的上表面，而端子71的另一端在右后部暴露于側(cè)壁7a的外表面。輸入/輸出端子72的一端在左側(cè)凹口7e的后部暴露于底壁7b的上表面，而端子72的另一端在左后部暴露于側(cè)壁7a的外表面。
在凹口7d中設(shè)置有片狀匹配電容器C1，在凹口7e中設(shè)置有片狀匹配電容器C2。匹配電容器C1和C2的下表面電極連接到暴露于凹口7d和7e中的接地端子73上。片狀匹配電容器C3和片狀終接電阻器R與凹口7f對準(zhǔn)。匹配電容器C3的下表面電極和終接電阻器R的一端側(cè)電極連接到接地端子73。中央導(dǎo)體51的端口P1連接到匹配電容器C1的上表面電極和輸入/輸出端子71。中央導(dǎo)體52的端口P2連接到匹配電容器C2的上表面電極和輸入/輸出端子72。中央導(dǎo)體53的端口P3連接到匹配電容器C3的上表面電極和終接電阻器R的另一端側(cè)電極。端口P1、P2和P3是以臺階形式設(shè)置的，使端口P1、P2和P3與匹配電容器C1、C2和C3的上表面齊平。
在這種情況下，匹配電容器C1和中央導(dǎo)體51的等效電感L組成了一個并聯(lián)諧振電路。匹配電容器C1的電容是這樣設(shè)定的并聯(lián)諧振電路的諧振頻率等于隔離器的通帶中心頻率。此外，匹配電容器C1被設(shè)計成匹配電容器C1的自諧振頻率大約是通帶中心頻率的三倍。例如，在1GHz頻帶中，使用了一個大約10PF的匹配電容器。當(dāng)具有這樣的電容的電容器通過利用使用矩形電極的單片(single-plate)電容器構(gòu)成時，電容器的自諧振頻率通常等于4GHz或更高。因此，為了使電容器的自諧振頻率低一些，電極就被做成條狀或是彎曲的，以增加電感分量Lc。
在如圖1所示的等效電路中，如上所述，匹配電容器C1本身有一個相對較大的電感分量LC1。通過這種設(shè)置，在輸入/輸出端子71和地(接地端子73)之間，就形成了一個串聯(lián)諧振電路，它由匹配電容器C1的電容和匹配電容器C1所具有的電感分量LC1組成。在這種情況下，串聯(lián)諧振電路充當(dāng)一個陷波器。如上所述，串聯(lián)諧振電路的諧振頻率，即，匹配電容器C1的自諧振頻率，被設(shè)定成約為通帶中心頻率的三倍。結(jié)果是，在通過信號路徑的信號中，具有三倍于通帶中心頻率的頻率分量的信號通過串聯(lián)諧振電路流入接地端子，因此被顯著地衰減。圖中所示的電感L是由鐵氧體部件54和中央導(dǎo)體51、52和53形成的等效電感。此外，相對于不可逆電路裝置的通帶中心頻率，匹配電容器C1起到電容性阻抗的作用，并與電感L一起形成了一個匹配電路。
當(dāng)根據(jù)第一實施例的隔離器用在1GHz的頻帶時，匹配電容器C1是這樣一個單片電容器它具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為0.6mm，長度為3.0mm，自諧振頻率為3.0GHz。每個匹配電容器C2和C3是這樣的單片電容器它們具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為1.0mm，長度為1.9mm，自諧振頻率為4.4GHz。該單片電容器在1GHz具有大約10PF的電容，并相對于隔離器中的1GHz信號起到一個匹配電容的作用。
圖2的曲線圖顯示出當(dāng)上述第一實施例的隔離器用于1GHz頻帶時在(信號)傳播方向所獲得的衰減特性。在這個圖中，一條實線表示第一實施例的隔離器的特性。一條虛線表示如圖19到21所示常規(guī)隔離器用于1GHz頻帶時的特性。在這種情況中，所有的匹配電容器C1、C2和C3都是這樣的單片電容器它們具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為1.0mm，長度為1.9mm，自諧振頻率為4.4GHz。當(dāng)基頻是1GHz時，在常規(guī)隔離器中，二次諧波的衰減大約是20.2dB，三次諧波的衰減大約是28.2dB。作為比較，在第一實施例的隔離器中，二次諧波的衰減大約是22.2dB，三次諧波的衰減大約是57.5dB。結(jié)果是，在第一實施例的隔離器中衰減更大。
如上所述，通過將每個匹配電容器的自諧振頻率設(shè)定為大約是通帶中心頻率的三倍，基頻的三次諧波可以顯著地衰減，而且此外，二次諧波也可以衰減。與低于自諧振頻率的頻帶中的情況比較，在超過自諧振頻率的頻帶中衰減特性趨于變差。因此，當(dāng)考慮信號中的寄生(分量)分布時，自諧振頻率最好設(shè)定為通帶中心頻率的大致三倍。即，自諧振頻率最好設(shè)定為中心頻率的2.5到3.5倍。
圖3顯示出當(dāng)?shù)谝粚嵤├母綦x器用于2GHz頻帶時在傳播方向上所獲得的衰減特性。在圖中，一條實線表示第一實施例的隔離器的特性。一條虛線表示當(dāng)圖19到21所示常規(guī)隔離器用于2GHz頻帶時所獲得的特性。
當(dāng)?shù)谝粚嵤├母綦x器用于2GHz頻帶時，匹配電容器C1是這樣一個單片電容器它具有的相對電容率(介電常數(shù))為30，厚度為0.2mm，寬度為0.6mm，長度為2.6mm，自諧振頻率為6.1GHz。作為每個匹配電容器C2和C3，提供了這樣的單片電容器它具有的相對電容率(介電常數(shù))為30，厚度為0.2mm，寬度為1.0mm，長度為1.8mm，自諧振頻率為8.4GHz。每個電容器在2GHz時具有大約5PF的電容，并且對于隔離器中的2GHz信號起到一個匹配電容的作用。此外，在常規(guī)隔離器中，所有的匹配電容器C1、C2和C3都是這樣的單片電容器，它們具有的相對電容率(介電常數(shù))為30，厚度為0.2mm，寬度為1.0mm，長度為1.8mm，自諧振頻率為8.4GHz。
在圖3中，當(dāng)基頻是2GHz時，在沒有由串聯(lián)諧振電路組成的陷波器的常規(guī)隔離器中，二次諧波的衰減大約是15.6dB，三次諧波的衰減大約是26.1dB。作為比較，在第一實施例的隔離器中，二次諧波的衰減大約是17.4dB，三次諧波的衰減大約是43.6dB。結(jié)果是，在第一實施例的隔離器中，衰減可以更大。
在上述的第一實施例中，只有匹配電容器C1有大約是通帶中心頻率的三倍的自諧振頻率。然而，同樣可以將多個匹配電容器的自諧振頻率設(shè)定為通帶中心頻率的三倍，以便增大特定寄生分量的衰減，并且可以使較寬頻帶上的寄生分量衰減。
圖4的曲線圖顯示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的隔離器的衰減特性。在這個隔離器中，匹配電容器C1的諧振頻率被設(shè)定為通帶中心頻率的2.3倍，而匹配電容器C2的諧振頻率被設(shè)定為通帶中心頻率的三倍。這個實施例的隔離器用于1GHz頻帶。匹配電容器C1是這樣的單片電容器它具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為0.3mm，長度為4.0mm，自諧振頻率為2.3GHz。匹配電容器C2是這樣的單片電容器它具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為0.6mm，長度為3.0mm，自諧振頻率為3.0GHz。匹配電容器C3是這樣的單片電容器它具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為1.0mm，長度為1.9mm，自諧振頻率為4.4GHz。這個單片電容器在1GHz時具有大約10PF的電容，并且對于隔離器中的1GHz信號起到一個匹配電容的作用。
在圖4中，一條實線表示第二實施例的隔離器的特性。一條虛線表示如圖19到21所示的常規(guī)隔離器用于1GHz頻帶時的特性，并且所有的匹配電容器C1、C2和C3都是這樣的單片電容器它們各自具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為1.0mm，長度為1.9mm，自諧振頻率為4.4GHz。
在這個圖中，當(dāng)基頻是1GHz時，在沒有陷波器的常規(guī)隔離器中，二次諧波的衰減大約是20.2dB，三次諧波的衰減大約是28.2dB。作為比較，在第二實施例的隔離器中，二次諧波的衰減大約是29.3dB，三次諧波的衰減大約是45.0dB。結(jié)果是，在第二實施例的隔離器中，衰減可以更大。
如上所示，因為兩個匹配電容器之一的自諧振頻率大約是通帶中心頻率的兩倍，而另一匹配電容器的自諧振頻率大約是中心頻率的三倍，所以中心頻率的二次和三次諧波可以顯著地衰減。由于二次和三次諧波是引起不必要輻射的主要寄生分量，因此最好是兩個匹配電容器之一的自諧振頻率是通帶中心頻率的兩倍，而另一匹配電容器的自諧振頻率大約是中心頻率的三倍。換句話說，最好是，其中一個匹配電容器的自諧振頻率設(shè)定為通帶中心頻率的1.5到2.5倍，另一個匹配電容器的自諧振頻率設(shè)定為通帶中心頻率的2.5到3.5倍。
在上述的實施例中，匹配電容器是單片電容器，其中矩形電極形成在單片介質(zhì)部件的上下表面。此外，通過以可以減小電容器的面積的方式設(shè)計所設(shè)電極的構(gòu)形，也可能降低匹配電容器的自諧振頻率。
圖5A顯示出上述隔離器中使用的電容器的分解結(jié)構(gòu)圖，圖5B顯示出其剖面圖。電容器的上表面電極被分為兩個部分80a和80b。電極80a通過側(cè)表面電極80c連接到下表面電極80d。上表面電極80b通過側(cè)表面電極80e(它與側(cè)表面電極80c對置)連接到內(nèi)部電極80f。如在此所示的，通過疊置電容器，電容器的平面面積可做得更小。作為側(cè)表面電極的替換，也可使用通孔來連接電極。
圖6A和6B顯示出上述隔離器中使用的電容器的上表面電極。在圖6A所示的電容器中，上表面電極是通過制造一圈曲折線形成的。在圖6B所示的電容器中，上電極是通過制造四圈曲折線形成的。電極設(shè)置在電容器的整個下表面上。通過形成這種曲折電極線，電容器的電感分量可以增大。由此，電容器的縱向長度可以減小，從而帶來不可逆電路裝置的小型化。然而，除了在整個下表面設(shè)置電極外，電極也可以部分地設(shè)置在下表面上或做成曲折線形狀。
圖7A顯示出根據(jù)第三實施例的隔離器的頂視圖，其中上磁軛被去除。圖7B顯示出該隔離器的側(cè)視剖面圖。圖8顯示出該隔離器的等效電路圖。在該隔離器中，中央電極(導(dǎo)體)51的端口P1延伸形成一個電感器L1，通過該電感器，輸入/輸出端子71連接到電容器C1上。采用這種結(jié)構(gòu)，在輸入/輸出端子71和地之間就形成了一個串聯(lián)諧振電路，它由電感器L1、電容器C1和該電容器的電感分量LC1組成。
當(dāng)上述隔離器用于1GHz頻帶時，匹配電容器C1是這樣的單片電容器它具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為0.7mm，長度為2.4mm，自諧振頻率為3.6GHz。電感器L1是0.2mm寬和0.2mm長，電感為0.1nH。由包括電感分量LC1的電容器C1和電感器L1所組成的串聯(lián)諧振電路的諧振頻率是2.9GHz。此外，在1GHz的頻帶中，串聯(lián)諧振電路的等效電容是大約10PF。結(jié)果是，串聯(lián)諧振電路對于1GHz的信號起到一個匹配電容的作用。作為每個匹配電容器C2和C3，使用了這樣的單片電容器它們具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為1.0mm，長度為1.9mm，自諧振頻率為4.4GHz。這種單片電容器在1GHz時具有大約10PF的電容，并且對于這個隔離器中的1GHz信號起到一個匹配電容的作用。
圖9的曲線圖顯示出當(dāng)用于1GHz頻帶時上述隔離器在信號傳播方向上獲得的衰減特性。在該圖中，一條實線表示根據(jù)第三實施例的隔離器的特性。一條虛線表示如圖19到21所示的常規(guī)隔離器用于1GHz頻帶時的特性。在這種情況中，所有電容器C1、C2和C3都是這樣的單片電容器它們各自具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為1.0mm，長度為1.9mm，自諧振頻率為4.4GHz。當(dāng)基頻是1GHz時，在沒有陷波器的常規(guī)隔離器中，二次諧波的衰減大約是20.2dB，三次諧波的衰減大約是28.2dB。作為比較，在第三實施例的隔離器中，二次諧波的衰減大約是22.5dB，三次諧波的衰減大約是51.9dB。結(jié)果是，在第三實施例的隔離器中，衰減可以更大。如在此所示的，通過將電感器連接到匹配電容器上，電容器可做得緊湊，從而有助于隔離器的小型化。
在圖7A和7B到圖9中所示的隔離器中，充當(dāng)陷波器的串聯(lián)諧振電路只設(shè)置在端口P1和接地端子之間。然而，也可以在端口P2和接地端子之間設(shè)置另一個陷波器。
圖10的曲線圖顯示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的隔離器的衰減特性。在這個隔離器中，充當(dāng)陷波器的串聯(lián)諧振電路設(shè)置在端口P1。此外，端口P2連接到一個匹配電容器，該匹配電容器充當(dāng)另一個陷波器并具有大約是通帶中心頻率三倍的自諧振頻率。當(dāng)?shù)谒膶嵤├母綦x器用于1GHz的頻帶時，作為匹配電容器C1，提供了這樣的單片電容器它具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為0.5mm，長度為2.7mm，自諧振頻率為3.4GHz。電感器L1是0.2mm寬和0.9mm長，電感為0.5nH。由電容器C1(包括電感分量)和電感器L1所組成的串聯(lián)諧振電路的諧振頻率是2.0GHz。串聯(lián)諧振電路的等效電容在1GHz時大約是10PF，并且對于這個隔離器中的1GHz信號起到一個匹配電容的作用。
作為電容器C2，提供了這樣的單片電容器它具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為0.6mm，長度為3.0mm，自諧振頻率為3.0GHz。此外，作為電容器C3，提供了這樣的單片電容器它具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為1.0mm，長度為1.9mm，自諧振頻率為4.4GHz。這些單片電容器的每一個在1GHz時都具有大約10PF的電容，并且對于這個隔離器中的1GHz信號起到匹配電容的作用。
在該圖中，一條實線表示根據(jù)第四實施例的隔離器的特性。一條虛線表示如圖19到21所示的常規(guī)隔離器用于1GHz頻帶時的特性。所有電容器C1、C2和C3都是這樣的單片電容器它們各自具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為1.0mm，長度為1.9mm，自諧振頻率為4.4GHz。當(dāng)基頻是1GHz時，在沒有由上述諧振電路形成的陷波器的常規(guī)隔離器中，二次諧波的衰減大約是20.2dB，三次諧波的衰減大約是28.2dB。作為比較，在第四實施例的隔離器中，二次諧波的衰減大約是48.6dB，三次諧波的衰減大約是47.2dB。結(jié)果是，在第四實施例的隔離器中，衰減可以更大。
如上所示，當(dāng)由電感器和匹配電容器組成的串聯(lián)諧振電路設(shè)置在一個端口和地之間時，串聯(lián)諧振電路的諧振頻率設(shè)定為通帶中心頻率的大約兩倍，而在另一端口的匹配電容器的自諧振頻率設(shè)定為中心頻率的大約三倍，中心頻率的二次和三次諧波可以顯著地衰減。二次和三次諧波是造成不必要輻射的主要寄生分量。因此，最好是如上所述，串聯(lián)諧振電路的自諧振頻率為中心頻率的兩倍，匹配電容器的自諧振頻率是中心頻率的三倍。換句話說，最好是，串聯(lián)諧振電路的諧振頻率設(shè)定為中心頻率的1.5到2.5倍，匹配電容器的自諧振頻率設(shè)定為中心頻率的2.5到3.5倍。
下面，參照圖11和12，說明根據(jù)第五實施例的隔離器。在這個隔離器中，由電感器和電容器組成的串聯(lián)諧振電路形成在每個端口P1和P2上。
圖11顯示出第五實施例的隔離器的等效電路。在端口P1(輸入/輸出端子71)和地之間，形成了由電感器L1和電容器C1(包括電感分量LC1)組成的一個串聯(lián)諧振電路。相似地，在端口P2(輸入/輸出端子72)和地之間，形成了由電感器L2和電容器C2(包括電感分量LC2)組成的一個串聯(lián)諧振電路。
電容器C1是這樣的單片電容器它具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為0.5mm，長度為2.7mm，自諧振頻率為3.4GHz。電感器L1是0.2mm寬和0.9mm長，電感為0.5nH。一個由電感器L1和電容器C1所組成的串聯(lián)諧振電路的諧振頻率是2.0GHz。串聯(lián)諧振電路的等效電容在1GHz時大約是10PF，并且對于這個隔離器中的1GHz信號起到匹配電容的作用。電容器C2是這樣的單片電容器它具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為0.7mm，長度為2.4mm，自諧振頻率為3.6GHz。電感器L1是0.2mm寬和0.2mm長，電感為0.1nH。由電感器L2和電容器C2組成的串聯(lián)諧振電路的諧振頻率是3.0GHz。串聯(lián)諧振電路的等效電容在1GHz時大約是10PF，并且對于這個隔離器中的1GHz信號起到匹配電容的作用。此外，電容器C3是這樣單片電容器它具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為1.0mm，長度為1.9mm，自諧振頻率為4.4GHz。該匹配電容器在1GHz時具有大約10PF的等效電容，并且對于這個隔離器中的1GHz信號起到匹配電容的作用。
圖12顯示出第五實施例的隔離器的衰減特性。在這個曲線圖中，一條實線表示第五實施例的隔離器的特性。一條虛線表示如圖19到21所示的常規(guī)隔離器用于1GHz頻帶時的特性。在這種情況下，所有電容器C1、C2和C3都是這樣的單片電容器它們各自具有的相對電容率(介電常數(shù))為100，厚度為0.2mm，寬度為1.0mm，長度為1.9mm，自諧振頻率為4.4GHz。當(dāng)基頻是1GHz時，在沒有由上述諧振電路形成的陷波器的常規(guī)隔離器中，二次諧波的衰減大約是20.2dB，三次諧波的衰減大約是28.2dB。作為比較，在第五實施例的隔離器中，二次諧波的衰減大約是48.8dB，三次諧波的衰減大約是47.2dB。結(jié)果是，在第五實施例的隔離器中，衰減可以更大。
如上所述，當(dāng)由電感器和匹配電容器組成的串聯(lián)諧振電路并聯(lián)設(shè)置在兩個端口(輸入/輸出端子)和地之間，并且其中一個諧諧振電路的諧振頻率設(shè)定為通帶中心頻率的大約兩倍，而另一個串聯(lián)諧振電路的諧振頻率設(shè)定為通帶中心頻率的大約三倍時，中心頻率的二次和三次諧波可以顯著地衰減。二次和三次諧波是造成不必要輻射的主要寄生分量。因此，最好是如上所述，串聯(lián)諧振電路之一的自諧振頻率設(shè)定為中心頻率的兩倍，另一串聯(lián)諧振電路的自諧振頻率設(shè)定為中心頻率的三倍。換句話說，最好是，串聯(lián)諧振電路的諧振頻率為中心頻率的1.5到2.5倍，匹配電容器的自諧振頻率為中心頻率的2.5到3.5倍。
在上述實施例中，盡管電感器L1是通過延伸中央導(dǎo)體的端口來形成，但是電感器L1也可包含或形成在匹配電容器的下面。一個具有這種結(jié)構(gòu)的隔離器將顯示在圖13到圖17A-17C中。
圖13到15顯示出根據(jù)本發(fā)明第六實施例的一個隔離器，其中一個片狀電感器設(shè)置在電容器C1下面。圖13顯示出該隔離器的分解透視圖。圖14A顯示出該隔離器的頂視圖，其中上磁軛2被去除，圖14B顯示出該隔離器的側(cè)視剖面圖。圖15顯示出該隔離器的等效電路圖。與第一實施例(參見圖19和20)的隔離器不同，在第六實施例的隔離器所用的一個樹脂框7中，用于容納電容器C1的凹口7d形成為一個通孔7d'，一個片狀電感器L1設(shè)置在電容器C1的下面。片狀電感器L1是通過將電極設(shè)置到一個介質(zhì)基片上來形成的。電感器L1的上表面電極連接到電容器C1的下表面電極上，電感器L1的下表面電極連接到下磁軛8上。
通過上述結(jié)構(gòu)，正如從圖15所示的等效電路中可以看到的，在輸入/輸出端子71上形成了一個由電感器L1和電容器C1(包括電感分量LC1)組成的串聯(lián)諧振電路。正如上述實施例中那樣，用于該實施例的電容器具有比通常情況低的自諧振頻率。例如，電容器的自諧振頻率大約為通帶中心頻率的三倍。以這種方式，通過使用具有較低自諧振頻率的電容器和小電感器就可獲得一個小型的隔離器。
由電感器L1和電容器C1(包括電感分量LC1)組成的串聯(lián)諧振電路具有兩倍或三倍于通帶中心頻率的高諧振頻率。因此，串聯(lián)諧振電路是一個適合于通帶中心頻率的等效電容，并且對于該隔離器中通帶中心頻率的信號起到一個匹配電容的作用。
在這個實施例中，片狀電感器L1是通過將電極設(shè)置在一個介質(zhì)基片的兩個主表面來形成的。然而，作為對介質(zhì)基片的替換，也可使用一個磁性基片。電極不但可以設(shè)置在介質(zhì)基片的兩個主表面上而且可設(shè)置在其內(nèi)部。此外，除了直接將電感L1的下表面電極連接到下磁軛8上之外，該下表面電極也可連接到接地端子73上。另外，作為殼體的下磁軛8也可通過插接模壓在樹脂框7中來與樹脂框7整體構(gòu)成。此外，在下磁軛8上可形成一個接地端子。
圖16顯示出根據(jù)本發(fā)明第七實施例的一個隔離器。在這個隔離器中，一個電感器L1通過插接模壓在樹脂框7的底壁7b中而整體地形成于樹脂框7中。在這個實施例中，與圖13到15所示的第六實施例不同，不是在樹脂框7的底壁7b的右側(cè)部分中形成一個通孔7d，，而是象第一實施例那樣，在右側(cè)部分形成一個凹口7d。即，底壁7b的右側(cè)部分未通到下磁軛8，樹脂框底壁從而得以保留。此外，電感器L1是插接模壓在凹口的底壁中。一個電容器C1設(shè)置在凹口7d中，電容器C1的下表面電極連接到電感器L1的上表面電極(高電位端)。電感器L1的下表面電極(低電位端)連接到接地端子73上。如在此所示的，當(dāng)電感器L1整體構(gòu)成在樹脂框7中來形成由電容器C1和電感器L1組成的串聯(lián)諧振電路時，與使用一個片狀電感器的情形相比，所使用元件的數(shù)量就可以減少。
電感器L1的低電位端可以連接到下磁軛8上。在這種情況下，在下磁軛8上可設(shè)置一個接地端子。另外，下磁軛8可通過插接模壓到樹脂框7中來整體構(gòu)成。
圖17A到17C顯示出根據(jù)本發(fā)明第八實施例的一個隔離器。在這個隔離器中，用作殼體的下磁軛8的一部分被切掉而形成一個舌片狀的部分，此部分用作電感器L1(8b)。在這個實施例中，與圖13到15所示的上述實施例不同，電感器L1是通過切掉下磁軛8的一部分形成的。另外，在底壁7b的右側(cè)部分構(gòu)成了一個凹口7d。在凹口7d的底壁中，插接模壓有一個電極75，用于連接電容器C1和電感器L1的高電位端。
因為下磁軛8連接到接地端子73，電感器L1的低電位端相應(yīng)地接地。以這種方式，通過電感器L1構(gòu)成為下磁軛8的一部分，當(dāng)形成由電容器C1和電感器L1組成的串聯(lián)諧振電路時，與電感器為一個片狀元件的情形相比，所使用元件的數(shù)量就可以減少。
在這個實施例中，盡管樹脂框7和下磁軛8是單獨地形成的，但下磁軛8可插接模壓到樹脂框7中來整體構(gòu)成。此外，在這個實施例中，盡管電容器C1的下表面電極是通過插接模壓到樹脂框7的底壁中的電極75來連接到電感器L1的高電位端的，但電容器C1的下表面電極和電感器L1的高電位端也可通過在樹脂框7中設(shè)置一個通孔來直接地互相連接。另外，可在下磁軛8上形成一個接地端子。
在如圖13到圖17A-17C所示的每個實施例中，由串聯(lián)諧振電路形成的陷波器只設(shè)置在輸入/輸出端子71(端口P1)上。然而，由串聯(lián)諧振電路形成的另一個陷波器可形成在輸入/輸出端子72(端口P2)上。在這種情況中，當(dāng)其中一個串聯(lián)諧振電路具有兩倍于隔離器通帶中心頻率的諧振頻率，并且另一個串聯(lián)諧振電路具有三倍于中心頻率的諧振頻率時，基頻的二次和三次諧波可以有效地衰減。然而，這不僅是可適用于本發(fā)明的情況，只要每個串聯(lián)諧振電路的諧振頻率高于中心頻率即可。此外，所有的串聯(lián)諧振電路可有同樣的諧振頻率。
類似地，圖4所示實施例中使用的兩個匹配電容器C1和C2的自諧振頻率可以是相同的。另外，在圖10所示的實施例中，由電容器C1和電感器L1組成的串聯(lián)諧振電路的諧振頻率可與匹配電容器C2的自諧振頻率一樣。再者，圖12所示實施例中的兩個串聯(lián)諧振電路可以具有同樣的諧振頻率，這兩個串聯(lián)諧振電路包括由電容器C1和電感器L1組成的串聯(lián)諧振電路以及由電容器C2和電感器L2組成的串聯(lián)諧振電路。
此外，在圖1到圖17A-17C所示的每個實施例中，兩個串聯(lián)諧振電路可以具有同樣的諧振頻率。在這種情況下，靠近諧振頻率的信號分量可以更多地衰減。
上述每個實施例都以舉例方式展示隔離器。然而，本發(fā)明還可適用于循環(huán)器，其中第三中央導(dǎo)體的端口P3形成為第三輸入/輸出端子，而不是將一個終接電阻器R連接到端口P3上。在這種情況中，就象端口P1或P2的情況中那樣，端口P3可被連接到一個自諧振頻率等于或小于通帶中心頻率的四倍的匹配電容器上，或者可以被連接到一個由串聯(lián)諧振電路所形成的陷波器上。另外，端口P3可象通常那樣連接到一個匹配電容器C3和一個輸入/輸出端子上。
當(dāng)在端口P3上形成一個陷波器時，該陷波器與在端口P1和P2中的一個上所形成的陷波器可具有同樣的諧振頻率，或者該陷波器可具有與端口P1和P2上的陷波器不同的第三諧振頻率。此外，所有三個串聯(lián)諧振電路可具有同樣的諧振頻率。
在這三個端口中，從循環(huán)器中每個輸入/輸出端子發(fā)出的信號穿過信號輸入端子的端口和信號輸出端子的端口。在這種情況中，設(shè)置在信號通過的兩個端口中的每一個端口上的陷波器使信號的寄生分量衰減。因此，當(dāng)不同的信號穿過循環(huán)器中的每個信號路徑時，通過根據(jù)基頻和穿過這些路徑的信號的寄生分量適當(dāng)?shù)卦O(shè)定三個陷波器的諧振頻率，不同信號的寄生分量可以有效地去除。
另外，本發(fā)明的不可逆電路裝置的整體結(jié)構(gòu)不局限于如圖1到圖17A-圖17C中所示的結(jié)構(gòu)。例如，本發(fā)明的不可逆電路裝置可具有這樣一種結(jié)構(gòu)中央導(dǎo)體形成在一個多層基片內(nèi)部。
下面將參照圖18描述根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的安裝有隔離器的通信設(shè)備。在這個圖中，參考字符ANT表示發(fā)射/接收天線，參考字符DPX表示一個天線共用器，參考字符BPFa、BPFb以及BPFc表示帶通濾波器，參考字符AMPa和AMPb表示放大電路，參考字符MIXa和MIXb表示混頻器，參考字符OSC表示振蕩器，參考字符SYN表示頻率合成器。MIXa通過使用一個調(diào)制信號來調(diào)制從SYN輸出的頻率信號。BPFa只讓發(fā)射頻率的信號通過并且AMPa放大該信號，該信號通過ISO和DPX從ANT發(fā)射。從DPX輸出的信號中，BPFb只讓接收頻率的信號通過并且AMPb放大該信號。MIXb將從SYN輸出的頻率信號和接收信號混合來輸出一個中頻信號IF。
作為隔離器ISO，使用了圖1到圖17A-17C中所示的不可逆電路裝置和類似裝置。該隔離器具有帶阻(帶除)特性和低通特性。因此，只通過發(fā)射頻率的信號的帶通濾波器BPFa可被省略。以這種方式，可構(gòu)成一個整體緊湊的通信設(shè)備。
如上所述，當(dāng)匹配電容器的自諧振頻率設(shè)定為等于或小于通帶中心頻率的四倍時，就可通過這種結(jié)構(gòu)形成所謂的陷波器。結(jié)果，不用增加元件的數(shù)量，諸如二次和三次諧波之類的寄生分量就可以衰減。
此外，當(dāng)兩個或多個匹配電容器的自諧振頻率設(shè)定為等于或小于通帶中心頻率的四倍時，寄生分量的衰減比率會更高。在一個較寬頻帶上的寄生分量也可以衰減。另外，當(dāng)兩個或多個匹配電容器中的至少一個具有大致是通帶中心頻率的兩倍的自諧振頻率，并且至少另一個匹配電容器具有大致是中心頻率的三倍的自諧振頻率時，作為處于較高信號電平的寄生分量的二次和三次諧波可以顯著地衰減。
此外，在本發(fā)明中，不用增加匹配電容器的尺寸，電感分量就可增大。因此，利用匹配電容器的自諧振頻率的陷波器可被小型化。
另外，當(dāng)電感器串聯(lián)到匹配電容器時，由電感器和匹配電容器組成的串聯(lián)諧振電路的諧振頻率低于匹配電容器的自諧振頻率。結(jié)果是，匹配電容器和不可逆電路裝置兩者都可做成小型的。此外，當(dāng)兩個或多個匹配電容器連接到電感器來形成串聯(lián)諧振電路時，寄生分量的衰減比率可提高，并且在一個較寬頻帶上的寄生分量可以衰減。另外，當(dāng)上述串聯(lián)諧振電路中的至少一個具有通帶中心頻率的兩倍的自諧振頻率并且至少另一個串聯(lián)諧振電路具有中心頻率的三倍的自諧振頻率時，作為處于較高信號電平的寄生分量的二次和三次諧波可以更顯著地衰減。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，由于串聯(lián)諧振電路可被用做一個匹配電路的匹配電容，那么就沒有必要設(shè)置另一個匹配電容了。因此，這種結(jié)構(gòu)有助于制造工藝的簡化、裝置的小型化以及成本降低。
另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，由于寄生特性可以改善，因此本發(fā)明的通信設(shè)備可做成小型的，同時抑制了該設(shè)備的不必要輻射。
盡管已經(jīng)描述了優(yōu)選實施例，但可以理解，在由所附權(quán)利要求描繪的本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)，將會有多種變化方式。
權(quán)利要求
1．一種不可逆電路裝置，包括一個施加有直流磁場的磁性部件，所說磁性部件包括多個相互交叉設(shè)置的中央導(dǎo)體，每個中央導(dǎo)體的一端接地；和多個匹配電容器，它們連接到每個中央導(dǎo)體的非接地端；其中，至少一個匹配電容器具有等于或小于該不可逆電路裝置的通帶中心頻率的四倍的自諧振頻率。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的不可逆電路裝置，其中，兩個或多個匹配電容器具有等于或小于通帶中心頻率的四倍的自諧振頻率。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的不可逆電路裝置，其中，至少一個匹配電容器具有大致是通帶中心頻率兩倍的自諧振頻率。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2的不可逆電路裝置，其中，至少一個匹配電容器具有大致是通帶中心頻率三倍的自諧振頻率。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或2的不可逆電路裝置，其中，每個匹配電容器是一個片狀電容器，它是通過在一個基片上設(shè)置一個曲折線電極形成的。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的不可逆電路裝置，還包括一個串聯(lián)諧振電路，它是由一個電感器和所述匹配電容器串聯(lián)形成的，所述匹配電容器具有等于或小于通帶中心頻率的四倍的自諧振頻率，該串聯(lián)諧振電路具有高于通帶中心頻率的諧振頻率。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的不可逆電路裝置，包括多個串聯(lián)諧振電路，它們是通過將電感器連接到兩個或多個匹配電容器形成的，所述匹配電容器具有等于或小于通帶中心頻率的四倍的自諧振頻率，該串聯(lián)諧振電路具有高于通帶中心頻率的諧振頻率。
8．根據(jù)權(quán)利要求6或7的不可逆電路裝置，其中，至少一個串聯(lián)諧振電路具有大致是通帶中心頻率的兩倍的諧振頻率。
9．根據(jù)權(quán)利要求6或7的不可逆電路裝置，其中，至少一個串聯(lián)諧振電路具有大致是通帶中心頻率的三倍的諧振頻率。
10．根據(jù)權(quán)利要求6或7的不可逆電路裝置，其中，串聯(lián)諧振電路在通帶中心頻率上的等效電容被設(shè)定為相對于通帶中心頻率的匹配電容。
11．一種通信設(shè)備，它安裝有根據(jù)權(quán)利要求1的不可逆電路裝置。
全文摘要
一種小型不可逆電路裝置，其中不用增加成本就可在一個預(yù)定的頻帶上獲得大量的衰減。在這個不可逆電路裝置中，三個中央導(dǎo)體以互相交叉的方式設(shè)置在一個施加有直流磁場的鐵氧體部件上。一個連接到第一中央導(dǎo)體的端口的匹配電容器被設(shè)計為具有低的自諧振頻率，此自諧振頻率等于或低于通帶中心頻率的四倍。采用這種結(jié)構(gòu)，由于匹配電容器起到一個陷波器的作用，諸如二次諧波和三次諧波之類的主要寄生分量可以有效地衰減，而所用元件的數(shù)量并沒有增加。
文檔編號H01P1/387GK1316793SQ01116509
公開日2001年10月10日 申請日期2001年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月13日
發(fā)明者長谷川隆 申請人:株式會社村田制作所