專利名稱：雙端口隔離器及其特性調(diào)節(jié)法和通信設(shè)備的制作方法
背景技術(shù)：
1、發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及雙端口隔離器，尤其涉及用于微波段的雙端口隔離器及其特性調(diào)節(jié)法和含雙端口隔離器的通信設(shè)備。
2、相關(guān)技術(shù)說明雙端口隔離器一般只讓信號沿發(fā)射方向通過而防止信號沿相反方向通過。雙端口隔離器一般用于汽車電話與蜂窩電話等移動通信設(shè)備的發(fā)射電路部分。
日本待審專利申請公報No.2003-46307揭示的隔離器就是上述已知的雙端口隔離器，即一類包括第一與第二中央電極的隔離器。圖20示出上述公報揭示的雙端口隔離器300，它包括鐵氧體構(gòu)件303、兩根置于鐵氧體構(gòu)件303上表面而交叉角Φ為40～80度的中央電極301與302、匹配電容器C11與C12、并聯(lián)電容器CW和電阻器R。第一中央電極301限定的電感器L1和匹配電容器C11限定一并聯(lián)諧振電路，第二中央電極302限定的電感器L2和匹配電容器C12限定一并聯(lián)諧振電路。雙端口隔離器300還包括輸入端311、輸出端312和接地端313。
雙端口隔離器300的優(yōu)點在于即使偏出工作頻率范圍也具有高衰減量，因為第一和第二中央電極301與302相互垂直。在雙端口隔離器300中，第一中央電極301的一端用作輸入口P1，第二中央電極302的一端用作輸出口P2，而這兩根中央電極的另一端部(公共端)用作接地口P3。雙端口隔離器300的問題在于信號從輸入端311傳到輸出端312時，兩諧振電路產(chǎn)生諧振而造成大的插入損失。
為此，日本待審專利申請公報No.9-232818揭示了一種低損失的雙端口隔離器。如圖21所示，這種雙端口隔離器320包括鐵氧體構(gòu)件323，兩根置于鐵氧體構(gòu)件323上表面且交叉角θ為90度的中央電極321與322、匹配電容器C11與C12及電阻器R。中央電極321限定的電感器L1和匹配電容器C11限定一并聯(lián)諧振電路，中央電極322限定的電感器L2和匹配電容器C12限定一并聯(lián)諧振電路。雙端口隔離器320還包括輸入端331，輸出端332和接地端333。
在雙端口隔離器320中，第一中央電極321的一端用作輸入口P1，第二中央電極322的一端用作接地口P3，兩中央電極的另一端部用作輸出口P2。在雙端口隔離器320中，信號從輸入端333傳到輸出端332時，輸入口P1與輸出口P2之間的諧振電路(由電感器L1與匹配電容器C11限定)不諧振。只有一個諧振電路(由電感器L2和接在輸出口P2與接地口P3間的匹配電容器C12限定)諧振，因而減少了雙端口隔離器320的插入損失。
一般把雙端口隔離器的輸入導(dǎo)納Y12設(shè)計為0.02S+0jS。其電納部分為0S。以阻抗來衡量，該雙端口隔離器的輸入阻抗Z12通常設(shè)計為50Ω+0jΩ。但在把該雙端口隔離器裝在移動通信設(shè)備的實際電路板上時，該雙端口隔離器會受到安裝雙端口隔離器表面上的貼片電容器、連接其它元件的線路、電路元件等的影響，因而相對于雙端口隔離器的輸入端，導(dǎo)納Y11的電納部分并非總是0S，在眾多場合具有正值(容性)或負(fù)值(感性)。
另為了通過減少隔離器輸入端的功率損失而在雙端口隔離器中通過最大功率，輸入導(dǎo)納Y12必須匹配成導(dǎo)納Y11的復(fù)共軛。換言之，為了同導(dǎo)納Y11的電納部相符，導(dǎo)納Y12的電納部必須是感性或容性。
在圖20的雙端口隔離器300中，匹配電容器C11在輸入端311與地之間同中央電極301并聯(lián)，因而調(diào)節(jié)匹配電容器C11的電容，很容易把導(dǎo)納Y12匹配為導(dǎo)納Y11的復(fù)共軛。
反之，在圖21的雙端口隔離器320中，匹配電容器在輸入端331地之間不與中央電極321并聯(lián)，不能像上述雙端口隔離器300那樣調(diào)節(jié)?？蓪⑵ヅ潆娙萜鹘虞斎攵伺c中央電極321并聯(lián)，但電路元件數(shù)增大不能減小尺寸和成本，而且電路元件間連接點數(shù)增大降低了可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
為消除以上問題，本發(fā)明諸較佳實施例提出一種調(diào)節(jié)第一輸入/輸出口導(dǎo)納匹配的雙端口隔離器及其特性調(diào)節(jié)方法和包含該雙端口隔離器的通信設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，雙端口隔離器包括永磁鐵；被永磁鐵施加直流磁場的鐵氧體構(gòu)件；一端電氣連接第一輸入/輸出口而另一端電氣連接第二輸入/輸出口的第一中央電極(第一中央電極設(shè)置在鐵氧體構(gòu)件上)；一端電氣連接第二輸入/輸出口而另一端電氣連接接地口的第二中央電極，第二中央電極裝在鐵氧體構(gòu)件上與第一中央電極交叉，第一和第二中央電極相互電氣絕緣；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的第一匹配電容器；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的電阻器；電氣連接在第二輸入/輸出口與接地口之間的第二匹配電容器；電氣連接第一輸入/輸出口的第一輸入/輸出端；以及電氣連接第二輸入/輸出口的第二輸入/輸出端。第一和第二輸入/輸出口中的一個限定輸入口，另一個限定輸出口，第一與第二中央電極間的交叉角調(diào)為小于90度，第一輸入/輸出口的導(dǎo)納的電導(dǎo)部分在通帶中心頻率為負(fù)。
根據(jù)本發(fā)明另一實施例，雙端口隔離器包括永磁鐵；被永磁鐵施加直流磁場的鐵氧體構(gòu)件；一端電氣連接第一輸入/輸出口而另一端電氣連接第二輸入/輸出口的第一中央電極(第一中央電極設(shè)置在鐵氧體構(gòu)件上)；一端電氣連接第二輸入/輸出口而另一端電氣連接接地口的第二中央電極，第二中央電極裝在鐵氧體構(gòu)件上與第一中央電極交叉，第一和第二中央電極相互電氣絕緣；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的第一匹配電容器；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的電阻器；電氣連接在第二輸入/輸出口與接地口之間的第二匹配電容器；電氣連接第一輸入/輸出口的第一輸入/輸出端；以及電氣連接第二輸入/輸出口的第二輸入/輸出端。第一和第二輸入/輸出口中的一個限定輸入口，另一個限定輸出口，第一與第二中央電極間的交叉角調(diào)為大于90度，第一輸入/輸出口的導(dǎo)納的電導(dǎo)部分在通帶中心頻率為正。
較佳地，第一輸入/輸出口的導(dǎo)納與外接電路具有復(fù)共軛關(guān)系。
該雙端口隔離器還包括一電氣串聯(lián)在第一輸入/輸出口與第一輸入/輸出端之間的電容器。
該雙端口隔離器還包括一電氣串聯(lián)在第一輸入/輸出口與第一輸入/輸出端之間的電感器。
該雙端口隔離器還包括一其一端電氣連接第一輸入/輸出口而另一端電氣連接第一輸入/輸出端的電感器和一分接于該電感器另一端的電容器。
該雙端口隔離器還包括一電氣連接在第一輸入/輸出口與地之間的電容器。
根據(jù)本發(fā)明又一實施例，雙端口隔離器包括永磁鐵；被永磁鐵加直流磁場的鐵氧體構(gòu)件；一端電氣連接第一輸入/輸出口而另一端電氣連接第二輸入/輸出口的第一中央電極(第一中央電極設(shè)置在鐵氧體構(gòu)件上)；一端電氣連接第二輸入/輸出口而另一端電氣連接接地口的第二中央電極，第二中央電極裝在鐵氧體構(gòu)件上與第一中央電極交叉，第一和第二中央電極相互電氣絕緣；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的第一匹配電容器；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的電阻器；電氣連接在第二輸入/輸出口與接地口之間的第二匹配電容器。第一和第二輸入/輸出口中的一個限定輸入口，另一個限定輸出口，第一與第二中央電極的交叉角不成90度。
根據(jù)本發(fā)明再一實施例，提出一種包含雙端口隔離器的通信設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明還有一個實施例，提出一種雙端口隔離器特性調(diào)節(jié)法。該雙端口隔離器包括永磁鐵；被永磁鐵施加直流磁場的鐵氧體構(gòu)件；一端電氣連接第一輸入/輸出口而另一端電氣連接第二輸入/輸出口的第一中央電極(第一中央電極設(shè)置在鐵氧體構(gòu)件上)；一端電氣連接第二輸入/輸出口而另一端電氣連接接地口的第二中央電極，第二中央電極裝在鐵氧體構(gòu)件上與第一中央電極交叉，第一和第二中央電極相互電氣絕緣；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的第一匹配電容器；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的電阻器；電氣連接在第二輸入/輸出口與接地口之間的第二匹配電容器；電氣連接第一輸入/輸出口的第一輸入/輸出端；電氣連接至第二輸入/輸出口的第二輸入/輸出端。第一和第二輸入/輸出口中的一個限定輸入口，另一個限定輸出口，而改變第一與第二中央電極的交叉角可調(diào)節(jié)第一輸入/輸出口的導(dǎo)納的電導(dǎo)部分。
根據(jù)本發(fā)明諸實施例，把第一與第二中央電極的交叉角調(diào)成小于90度，第一輸入/輸出口的導(dǎo)納的電導(dǎo)部分在帶通中心頻率被置成負(fù)?；蛘撸训谝慌c第二中央電極的交叉角調(diào)成大于90度，則第一輸入/輸出口的導(dǎo)納的電導(dǎo)部分在帶通中心頻率被置成正。這就容易使第一輸入/輸出口的導(dǎo)納與外分電路具有復(fù)共軛關(guān)系，因而便于調(diào)節(jié)第一輸入/輸出口的導(dǎo)納，結(jié)果得到了可調(diào)整第一輸入/輸出口導(dǎo)納匹配的雙端口隔離器和包含該雙端口隔離器的通信設(shè)備。
從以下結(jié)合附圖對諸較佳實施例的詳述，本發(fā)明的各種特點、元件、步驟、特征和優(yōu)點就變得更清楚了。
附圖簡介

圖1是本發(fā)明一實施例的雙端口隔離器的分解透視圖；圖2是圖1所示分層基板的分解透視圖；圖3是圖1所示雙端口隔離器的外部透視圖；
圖4是圖1所示雙端口隔離器的等效電路圖；圖5是中央電極之間交叉角θ的平面圖；圖6是示出圖1雙端口隔離器的輸入導(dǎo)納圖；圖7是隔離諧振頻率曲線圖；圖8是輸出口P2的輸出回波損失諧振頻率曲線圖；圖9是本發(fā)明另一實施例的雙端口隔離器的等效電路圖；圖10是示出圖9雙端口隔離器的分解透視圖；圖11是示出本發(fā)明又一實施例的雙端口隔離器的等效電路圖；圖12是示出圖11雙端口隔離器的分解透視圖；圖13是示出本發(fā)明再一實施例的雙端口隔離器的等效電路圖；圖14是示出圖13雙端口隔離器的分解透視圖；圖15是示出圖14分層基板的分解透視圖；圖16是衰減特性曲線圖；圖17是示出本發(fā)明另一實施例的雙端口隔離器的等效電路圖；圖18是示出圖17雙端口隔離器的分層基板的分解透視圖；圖19是示出本發(fā)明一實施例的通信設(shè)備的電路框圖；圖20是示出相關(guān)技術(shù)雙端口隔離器的等效電路圖；和圖21是示出相關(guān)技術(shù)另一雙端口隔離器的等效電路圖。
第一實施例(圖1～8)圖1是本發(fā)明一實施例的雙端口隔離器的分解透視圖。雙端口隔離器1是一集總常量隔離器，如圖1所示，它包括有上下金屬殼部分4和8的金屬殼、與下部金屬殼連成一體的樹脂殼3、永磁鐵構(gòu)件9、包括鐵氧體構(gòu)件20與中央電極21與22的中央電極組件13、以及分層基板30。
下部金屬殼8包括左右側(cè)壁8a與8a，較佳地用插入模塑法把它與樹脂殼3模制成一體。下部金屬殼8的底壁8b有一對相對側(cè)面，兩接地端16從一側(cè)面伸出(從另一側(cè)面伸出的兩接地端未示出)。為設(shè)置一磁路，上下部金屬殼4和8較佳地用鐵磁材料如軟鐵構(gòu)成，表面鍍Ag或Cu。
在中央電極組件13中，中央電極21和22在鐵氧體構(gòu)件20上方相互交叉，其間設(shè)置一絕緣層(未示出)，而鐵氧體構(gòu)件20呈盤形，用微波鐵氧體構(gòu)成。中央電極21與22的交叉角θ調(diào)成不是90度。在本發(fā)明第一實施例中，中央電極21和22是兩根最外部寬度平行的線條，但中央電極21和22可以包括一根或三根或更多的線條，而且可以非平行或呈彎曲狀。第一中央電極21的相對端21a與21b和第二中央電極22相對端22a與22b伸到鐵氧體構(gòu)件20的底面，端部21a與22b相互隔開。
中央電極21和22可用銅箔繞在鐵氧體構(gòu)件20上，或通過在鐵氧體構(gòu)件20上或里面印銀膏形成。另如日本待審專利申請公報No.9-232818描述的那樣，中央電極21和22用分層基板構(gòu)成。不過應(yīng)用銀膏印刷可使中央電極21和22具有高的定位精度，故與分層基板30的連接很穩(wěn)定。尤其在用微細(xì)連接電極51～54連接中央電極時，用印刷法形成中央電極21和22具有優(yōu)異的可靠性與適用性。
如圖2所示，分層基板30包括中央電極的連接電極51～54、包括在反面的電容器電極56與電阻器27的介電片41、反面有電容器電極57的介電片42和反面有接地電極58的介電片43。連接電極51限定輸入口P1，連接電極53和54限定輸出口P2，連接電極52限定接地口P3。
分層基板30的制法如下。介電片41～43用低溫?zé)Y(jié)介電材料構(gòu)成，該材料的主要成分是Al2O3，輔助成分為SiO2，SrO，CaO，PbO，Na2O，K2O，MgO，BaO，CeO2和B2O3中的一種或多種。
然后制作防縮片46與47。防縮片46與47在分層基板30燒制條件下不燃燒(尤其是1000℃或以下的燒制溫度)，防止沿分層基板30的基面方向(X與Y方向)燒縮。防縮片46與47使用的材料是氧化鋁粉與穩(wěn)態(tài)氧化鋯粉混合物。片41～43、46和47的厚度為10μm～200μm。
在片41～43、46和47的反面形成電極51～54和56～58。電極51～54和56～58的材料使用低電阻率并能與片電片41～43同時燒制的材料，如Ag、Cu或Ag-Pd。
在介電片41反面用圖案印刷等方法形成電阻器27。電阻器27的材料以金屬陶瓷、碳、釕或其它合適材料為佳。電阻器27可裝在分層基板30的上表面或者構(gòu)成一片電阻器。
通孔60和65預(yù)先用激光束機(jī)加工或沖孔等方法制成，并用導(dǎo)電膏填孔。
電容器電極57與接地電極58相對，其間放置介電片。電容器電極57和接地電極58限定一匹配電容器26。匹配電容器25與26、電阻器27、電極51～54和通孔60與65在分層基板30內(nèi)限定一電路。
上述介電片41～43相堆迭，堆迭的介質(zhì)電片41～43垂直排在防縮片46與47之間，將整體燒制，得到一燒結(jié)體。之后用超聲清洗、濕磨或其它適當(dāng)方法除去防縮片46與47未燒制部分，得到圖1的分層基板30。
如圖1所示，樹脂殼3有一底面3a和兩個側(cè)面3b。在底面3a上，下部金屬殼8的底面8b暴露于寬的區(qū)域。在樹脂殼3中，插入模制輸入端14(見圖14)和輸出端15。輸入端14的一端露在樹脂殼3的外表面，限定輸入提取電極14a。輸出端15的一端露在樹脂殼3的外表面上，限定輸出提取電極(未示出)。接地端16從樹脂殼3的相對外表面伸到外部。
上述的元部件按以下方法組裝。如圖1所示，中央電極組件13里中央電極21和22的端部21a～22b利用焊接電氣連接分層基板30表面上的連接電極51～54，由此把中央電極組件13裝在分層基板30上?？蓪τ米鞣謱踊?0的母板有效地焊接中央電極21與22和連接電極51～54。永磁鐵構(gòu)件9設(shè)置在上部金屬殼4與中央電極組件13之間。
分層基板30容納在與下部金屬殼8一體的樹脂殼3里。分層基板30上的接地電極58用焊接固定連接于底壁8b。同樣地，分層基板30端面上的兩個通孔65也用焊接固定連接于輸入和輸出提取電極14a～14b。
上下部金屬殼4和8靠焊接形成金屬殼。金屬殼還起著軛鐵的作用，換言之，金屬殼產(chǎn)生包圍永磁鐵構(gòu)件9、中央電極組件13和分層基板30的磁通路。永磁鐵構(gòu)件9向鐵氧體構(gòu)件20施加DC磁場。
按上述方法制得圖3的雙端口隔離器1。圖4示出雙端口隔離器1的等效電路，與圖21中相關(guān)技術(shù)的雙端口隔離器320的等效電路基本上一樣。第一中央電極21的端部21a經(jīng)輸入口P1(連接電極51)電氣連接輸入端14，另一端21b經(jīng)輸出口P2(連接電極54)電氣連接輸出端15。第二中央電極22的端部22a經(jīng)輸出口P2(連接電極53)電氣連接輸出端15，另一端22b經(jīng)接口P3(連接電極52)電氣連接接地端16。包括匹配電容器25與電阻器27的并聯(lián)RC電路電氣連接在輸出口P2與接地口P3之間，接地口P3電氣連接接地端16。
不同于中央電極21與22的交叉角θ為90度的相關(guān)技術(shù)的雙端口隔離器320(圖21)，在上述結(jié)構(gòu)的雙端口隔離器1中，交叉角θ調(diào)成非90度，而且輸入口P1的輸入導(dǎo)納與外部電路為復(fù)共軛關(guān)系，因而便于在輸入口P1調(diào)節(jié)輸入導(dǎo)納Y2的匹配。結(jié)果，得到的雙端口隔離器1減少了匹配調(diào)節(jié)問題引起的功率損失。
如圖5所示，交叉角θ代表中央電極21與22最外面寬度的中心線相互相交的角，換言之，θ代表第一中央電極21的端部21a相對輸入口P1的角度和第二中央電極22的端部22b相對于接地口P3的角度。
表1列出輸入口P1在雙端口隔離器1中央電極21與22間的交叉角θ不斷變化時的輸入導(dǎo)納Y2的值(通帶中心頻率926.5MHz)。為了比較，表1還列出中央電極21與22的交叉角θ為90度的雙端口隔離器320(圖21)的輸入導(dǎo)納Y12。
表1 另外，圖6的輸入導(dǎo)納圖示出圖1的雙端口隔離器。在相對導(dǎo)磁率假定為1時，表1的電感就是中央電極21和22的自感。實際上，把自感量乘上鐵氧體構(gòu)件20和其它元件造成的有效導(dǎo)磁率得出的值就是電感量21與L2。
中央電極21與22間的互感量，在交叉角θ增大時減小，θ減小時增大。相應(yīng)地，交叉角θ的變化不僅偏移了輸入口P1的輸入導(dǎo)納Y2，還偏移了隔離的諧振頻率(見圖7)和輸出口P2輸出回波損失的諧振頻率(見圖8)。因此在改變交叉角θ時，如表1所示，必須調(diào)節(jié)匹配電容器25的電容量C1，使隔離諧振頻率為一期望的頻率，而且必須調(diào)節(jié)匹配電容器26的電容量C2，使輸出回波損失的諧振頻率為一期望的頻率。
表1和圖6指出，在實例1～3中，把中央電極21與22的交叉角θ定為小于90度，可將輸入口P1導(dǎo)納Y2的電納部在通帶中心頻率置成負(fù)(感性)。此時，交叉角θ越小，電納絕對值越大。
反之，在實例4～6中，把交叉角θ定為大于90度，輸入口P1在通帶中心頻率的導(dǎo)納Y2的電納部置成正(容性)。此時，交叉角θ越大，電納的絕對值就越大。此外，θ為90度時，電納為零。
如上所述，改變中央電極21與22的交叉角θ可以改變電納而幾乎不改變電導(dǎo)。鐵氧體構(gòu)件20具有張量導(dǎo)磁率，其元件為復(fù)數(shù)，因而中央電極21和22的自感與互感用復(fù)數(shù)表示。而且，中央電極21與22的自感與互感用復(fù)數(shù)表示。而且，中央電極21與22的交叉角θ的變化改變了中央電極21與22的互感，也改變了輸入導(dǎo)納Y2。在圖20的相關(guān)技術(shù)雙端口隔離器300的情況下，θ的變化改變了互導(dǎo)，也改變了輸入導(dǎo)納Y12的實部(電導(dǎo))與虛部(電納)，這是因為互感為復(fù)數(shù)，而交叉角θ的變化改變了實部與虛部二者。
在第一實施例中，雖然類似于雙端口隔離器300那樣，交叉角θ變化改變了互感，但是只有導(dǎo)納Y2的電納部改變，電導(dǎo)不變。因為從輸入口P1觀看時，中央電極21與22串聯(lián)，補(bǔ)償了互感的實部變化。
因此，改變中央電極21與22的交叉角θ，很容易把輸入口P1的導(dǎo)納Y2設(shè)置成與外部電路為復(fù)共軛關(guān)系，結(jié)果便于調(diào)節(jié)輸入口P1的導(dǎo)納Y2的匹配，減少了失配造成的功率損失。另當(dāng)θ很少時，縮小了雙端口隔離器1的電容器C1和C2的尺寸，從而縮小了雙端口隔離器1的尺寸。
較佳地，交叉角θ為60～87度和93～120度，因為若θ太接近90度，由于電納只能變化太小的度數(shù)，因而無效果，而當(dāng)交叉角θ離該交叉角θ太遠(yuǎn)時，由于電納變化度數(shù)過大，又行不通。
第二實施例(圖9和10)如圖9所示，本發(fā)明第二實施例的雙端口隔離器1A包括串聯(lián)在輸入端14與輸入口P1之間的電感器28，使輸入導(dǎo)納Y2’(從輸入端14觀察)增加到大于0.02S(即阻抗低于50Ω)。在圖1結(jié)構(gòu)中，雙端口隔離器1A配置成用圖10的分層基板30A代替分層基板30。圖10示出介電片44和電感器28。在第二實施例中，電感量28的電感量為L3。裝入分層基板30A?；蛘撸蓪⑵瑺铍姼衅骰蚩招木€圈表面裝貼在分層基板30A上。
表2列出輸入導(dǎo)納Y2’(從輸入端14看)在雙端口隔離器1A的中央電極21與22的交叉角θ增加到大于90度時的值(通帶中心頻率926.5Mhz)。因θ定為大于90度，輸入導(dǎo)納Y2在輸入口P1的電納部在通帶中心頻率為正(見表1的實例4～6)。輸入端14的輸入導(dǎo)納Y2’的電納部接近零。
表2 表2指出，把中央電極21與22的交叉角θ定為大于90度，只把一個電感器28接輸入口P1，使輸入導(dǎo)納Y2’(從輸入端14看)增加到大于0.02S。反之，在中央電極21與22的交叉角θ為90度的相關(guān)技術(shù)的雙端口隔離器320(見圖21)的情況下，為了將輸入導(dǎo)納Y增至大于0.02S(即阻抗低于50Ω)，必須對輸入口P1接一串聯(lián)電感器和一并聯(lián)電容器。與雙端口隔離器320不同，可明顯減小雙端口隔離器1A的尺寸和成本。此外，電路元件之間的接點數(shù)減少了，故提高了雙端口隔離器1A的可靠性。
第三實施例(圖11和12)如圖11所示，本發(fā)明第三實施例的雙端口隔離器1B包括串聯(lián)在輸入端14與輸入口P1之間的電容器29，使輸入導(dǎo)納Y2’(從輸入端14看)增至大于0.02S(即阻抗低于50Ω)。在圖1結(jié)構(gòu)中，雙端口隔離器1B配置成用分層基板30B代替圖2的分層基板30。圖12示出介電片44和電容器電極59。在第三實施例中，電容器29的電容量為C3，被裝入分層基板30B。一片狀電容器表面裝貼在分層基板30B上。
表3列出輸入導(dǎo)納Y2’(從輸入端14看)在雙端口隔離器1B的中央電極21與22的交叉角θ減至小于90度時的值(通帶中心頻率926.5MHz)。因θ定為小于90度，故輸入口P1的輸入導(dǎo)納Y2的電納部在通帶中心頻率為負(fù)(見表1的實例1～3)。輸入端14的輸入導(dǎo)納Y2’的電納部接近零。
表3 表3指出，通過把中央電極21與22的交叉角θ定義小于90度，對輸入口P1只接電容器29，則可將輸入導(dǎo)納Y2’(從輸入端14看)增至大于0.02S，結(jié)果明顯減少于雙端口隔離器1B的尺寸和成本。另還減少了元件間的接點數(shù)，提高了雙端口隔離器1B的可靠性。電容器C1～C3的總電容量可被定為小于第二實施例中雙端口隔離器1A的電容器C1和C2的總電容量，于是同第二實施例的雙端口隔離器1A相比，縮小了第三實施例的雙端口隔離器1B的尺寸。
第四實施例(圖13～16)如圖13所示，為消除諧波諸如二次與三次諧波，本發(fā)明第四實施例的雙端口隔離器1C包括一接在輸入端14與輸入口P1之間的低通濾波器。該低通濾波器包括電感器28和電容器29，換言之，電容器29分接至與輸入口P1串接的電感器28的一端。如圖14所示，雙端口隔離器1C被配置成在圖1結(jié)構(gòu)中用分層基板30C的片狀電感器28取代分層基板30。圖15是分層基板30c的分解立體圖。，分層基板30C包括電容器電極55。在第四實施例中，使用了片狀電感器28，但也可將空心線圈裝入分層基極30C。
表4列出二次和三次諧波在把中央電極21與22的交叉角θ定為大于90度時的衰減值。為了比較，表4還列出中央電極21與22的交叉角θ為90度的相關(guān)技術(shù)雙端口隔離器320(圖21)的諧波衰減量。因雙端口隔離器1C的交叉角θ定為大于90度，故輸入口P1的輸入導(dǎo)納Y2的電納部在通帶中心頻率為正(見表1的實例4～6)。反之，輸入端14的輸入導(dǎo)納Y2’的電納部接近零。另外，圖16的曲線還示出雙端口隔離器1C和相關(guān)技術(shù)雙端口隔離器320的衰減特性。
表4 表4和圖16指出，把中央電極21與22的交叉角θ定為大于90度，對輸入口P1只接包含電感器28與電離器29的低通濾波器，可消除二次與三次諧波等諧波。反之，在中央電極21與22的交叉角θ為90度的相關(guān)技術(shù)雙端口隔離器320(圖21)的情況下，為消除諧波，必須對輸入口P1接包含一串聯(lián)電感器與兩個并聯(lián)電容器的π-LC濾波器。與雙端口隔離器320相比，明顯減小了第四實施例的雙端口隔離器1C的尺寸和成本。另還減少了元件間的接點數(shù)，提高了雙端口隔離器1C的可靠性。
第五實施例(圖17和18)如圖17所示，本發(fā)明第五實施例的雙端口隔離器1D包括電氣連接在輸入口P1與接地之間的電容器29。雙端口隔離器1D配置成在圖1結(jié)構(gòu)中用圖18的分層基板30D代替分層基板30。在第五實施例中，電容器29的電容量為C3，裝入分層基板30D，但也可把片狀電容器表面裝貼在分層基板30D上。
此時為把輸入端14的輸入導(dǎo)納Y2’的電納部定為接近零，把電容器29設(shè)置成其電容量C3滿足下式C3＝-B/ω式中ω代表角頻率，B代表表1中實例1～3的電納之一。
表5列出上述測定的電容量C3的值，頻率為926.5MHz。因交叉角θ定為小于90度，故輸入口P1的導(dǎo)納Y2的電納部在通帶中心頻率為負(fù)。
表5 表5說明，與相關(guān)技術(shù)雙端口隔離器的總電容量相比(見表1的相關(guān)技術(shù))，實例16～18中電容量C1～C3的總?cè)萘繙p小了。因此，把中央電極21與22的交叉角θ定為小于90度，并對輸入口P1并聯(lián)電容器29，就可相比于相關(guān)技術(shù)雙端口隔離器減小總電容量，從而縮小雙端口隔離器1D的尺寸。
第六實施例(圖19)下面描述本發(fā)明第六實施例的通信設(shè)備，該設(shè)備以蜂窩電話為例。
圖19是蜂窩電話220射頻(RF)部分的電路框圖。該RF部分包括天線單元222、天線共用器223、發(fā)射隔離器231、發(fā)射放大器232、發(fā)射級間帶通濾波器233、發(fā)射混頻器234、接收放大器235、接收級間帶通濾波器236、接收混頻器237、壓控振蕩器(VCO)238和本機(jī)帶通濾波器239。
第一至第五實施例的每個雙端口隔離器1、1A、1B、1C和1D都可用作發(fā)射隔離器231。安裝每個這類雙端口隔離器，可得到電氣特性有改進(jìn)的高可靠性的蜂窩電話。
其它實施例本發(fā)明不限于前面的諸實施例，可作各種修正，如顛倒永磁鐵9的N與S極，可切換輸入口P1與輸出口P2。但把口P2用作輸入口而口P1用作輸出口時，輸入回波損失的帶相對窄，輸出回波損失的帶相對寬。
應(yīng)理解，以上說明僅對本發(fā)明示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可設(shè)想各種替代與修正而不違背本發(fā)明，因此本發(fā)明包含所有落在所附如權(quán)利要求范圍內(nèi)的此類替代，修正與變化。
權(quán)利要求
1.一種雙端口隔離器，其特征在于包括永磁鐵；由所述永磁鐵施加直流磁場的鐵氧體構(gòu)件；第一中央電極，其一端電氣連接第一輸入/輸出口，另一端電氣連接第二輸入/輸出口，所述第一中央電極置于所述鐵氧體構(gòu)件上；第二中央電極，其一端電氣連接第二輸入/輸出口，另一端電氣連接接地口，所述第二中央電極裝在所述鐵氧體構(gòu)件上與所述第一中央電極交叉，所述第一與第二中央電極相互電氣絕緣；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的第一匹配電容器；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的電阻器；電氣連接在第二輸入/輸出口與接地口之間的第二匹配電容器；電氣連接在第一輸入/輸出口的第一輸入/輸出端；和電氣連接在第二輸入/輸出口的第二輸入/輸出端；其中第一和第二輸入/輸出口中的一個限定一輸入口，另一個限定一輸出口；而且所述第一與第二中央電極的交叉角小于90度，第一輸入/輸出口的導(dǎo)納的電納部分在通帶中心頻率為負(fù)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙端口隔離器，其中第一輸入/輸出口的導(dǎo)納與外部電路具有復(fù)共軛關(guān)系。
3.如權(quán)利要求1所述的雙端口隔離器，其特征在于，還包括一電氣串聯(lián)在第一輸入/輸出口與第一輸入/輸出端之間的電容器。
4.如權(quán)利要求1所述的雙端口隔離器，其特征在于，還包含一電氣連接在第一輸入/輸出口與接地之間的電容器。
5.一種包含如權(quán)利要求1所述的雙端口隔離器的通信設(shè)備。
6.一種雙端口隔離器，其特征在于，包括永磁鐵；由所述永磁鐵施加直流磁場的鐵氧體構(gòu)件；第一中央電極，其一端電氣連接第一輸入/輸出口，另一端電氣連接第二輸入/輸出口，所述第一中央電極置于所述鐵氧體構(gòu)件上；第二中央電極，其一端電氣連接第二輸入/輸出口，另一端電氣連接接地口，所述第二中央電極裝在所述鐵氧體構(gòu)件上與所述第一中央電極交叉，所述第一與第二中央電極相互電氣絕緣；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的第一匹配電容器；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的電阻器；電氣連接在第二輸入/輸出口與接地口之間的第二匹配電容器；電氣連接第一輸入/輸出口的第一輸入/輸出端；和電氣連接第二輸入/輸出口的第二輸入/輸出端；其中第一和第二輸入/輸出口中的一個限定輸入口，另一個限定輸出口；而且所述第一與第二中央電極的交叉角大于90度，第一輸入/輸出口的導(dǎo)納的電納部分在通帶中心頻率為正。
7.如權(quán)利要求6所述的雙端口隔離器，其中第一輸入/輸出口的導(dǎo)納與外部電路具有復(fù)共軛關(guān)系。
8.如權(quán)利要求6所述的雙端口隔離器，其特征在于，還包括一電氣串聯(lián)在第一輸入/輸出端與所述第一輸入/輸出端之間的電容器。
9.如權(quán)利要求6所述的雙端口隔離器，其特征在于，還包括一電氣串聯(lián)在第一輸入/輸出口與所述第一輸入/輸出端之間的電感器。
10.如權(quán)利要求6所述的雙端口隔離器，其特征在于，還包括電感器，其一端電氣連接第一輸入/輸出口，另一端電氣連接所述第一輸入/輸出端；和分接至所述電感器另一端的電容器。
11.如權(quán)利要求6所述的雙端口隔離器，其特征在于，還包括一電氣連接在第一輸入/輸出口與接地之間的電容器。
12.一種包含如權(quán)利要求6所述的雙端口隔離器的通信設(shè)備。
13.一種雙端口隔離器，其特征在于，包括永磁鐵；由所述永磁鐵施加直流磁場的鐵氧體構(gòu)件；第一中央電極，其一端電氣連接第一輸入/輸出口，另一端電氣連接第二輸入/輸出口，所述第一中央電極置于所述鐵氧體構(gòu)件上；第二中央電極，其一端電氣連接第二輸入/輸出口，另一端電氣連接接地口，所述第二中央電極裝在所述鐵氧體構(gòu)件上與所述第一中央電極交叉，所述第一與第二中央電極相互電氣絕緣；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的第一匹配電容器；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的電阻器；電氣連接在第二輸入/輸出口與接地口之間的第二匹配電容器；第一和第二輸入/輸出口中的一個限定輸入口，另一個限定輸出口；而且所述第一與第二中央電極的交叉角不是90度。
14.如權(quán)利要求13所述的雙端口隔離器，其中第一輸入/輸出口的導(dǎo)納與外部電路具有復(fù)共軛關(guān)系。
15.如權(quán)利要求13所述的雙端口隔離器，其特征在于，還包括一電氣串聯(lián)在第一輸入/輸出口與所述第一輸入/輸出端之間的電容器。
16.如權(quán)利要求13所述的雙端口隔離器，其特征在于，還包括一電氣連接在第一輸入/輸出口與接地之間的電容器。
17.如權(quán)利要求13所述的雙端口隔離器，其特征在于，還包括一電氣串聯(lián)在第一輸入/輸出口與所述第一輸入/輸出端之間的電感器。
18.如權(quán)利要求13所述的雙端口隔離器，其特征在于，還包括電感器，其一端電氣連接第一輸入/輸出口，另一端電氣連接所述第一輸入/輸出端；和分接至所述電感器另一端的電容器。
19.一種包含如權(quán)利要求13的雙端口隔離器的通信設(shè)備。
20.一種雙端口隔離器的特性調(diào)節(jié)法，其特征在于包括步驟提供一雙端口隔離器，包括永磁鐵；由所述永磁鐵施加直流磁場的鐵氧體構(gòu)件；第一中央電極，其一端電氣連接第一輸入/輸出口，另一端電氣連接第二輸入/輸出口，所述第一中央電極置于所述鐵氧體構(gòu)件上；第二中央電極，其一端電氣連接第二輸入/輸出口，另一端電氣連接接地口，所述第二中央電極裝在所述鐵氧體構(gòu)件上與所述第一中央電極交叉，所述第一與第二中央電極相互電氣絕緣；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的第一匹配電容器；電氣連接在第一與第二輸入/輸出口之間的電阻器；電氣連接在第二輸入/輸出口與接地口之間的第二匹配電容器；電氣連接第一輸入/輸出口的第一輸入/輸出端；和電氣連接第二輸入/輸出口的第二輸入/輸出端；其中第一第二輸入/輸出口之一限定輸入口，另一個限定輸出口；而且改變所述第一與第二中央電極的交叉角以調(diào)節(jié)第一輸入/輸出口的導(dǎo)納的電納部分。
全文摘要
雙端口隔離器包括有上下部金屬殼、與金屬殼連成一體的樹脂殼、永磁鐵構(gòu)件，包括鐵氧體構(gòu)件和中央電極的中央電極組件及分層基板。把第一與第二中央電極的交叉角調(diào)節(jié)為非90度。輸入口的輸入導(dǎo)納與外部電路具有復(fù)共軛關(guān)系。交叉角代表中央電極最外面寬度中心線相互交叉的角度，換言之，交叉角代表第一中央電極一端與輸入口的角度和第二中央電極一端與接地口的角度。
文檔編號H01P1/36GK1591966SQ20041007718
公開日2005年3月9日 申請日期2004年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
發(fā)明者長谷川隆, 森征克 申請人:株式會社村田制作所