專利名稱：微波非互易電路元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在微波波段使用的非互易電路元件，以及涉及用于例如環(huán)行器或隔離器的微波非互易電路元件。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，高頻器件的小型化和通用化在移動(dòng)通信等方面有很大進(jìn)展，且對(duì)用于這些方面的非互易電路元件更迫切需要小型化和降低成本。
作為上述的非互易電路元件，元件由排列成互相交叉且電氣絕緣的多個(gè)中心電極和裝在多個(gè)中心電極的上部和下部的微波磁體所構(gòu)成，這樣，由永久磁鐵把直流磁場(chǎng)加到上述多個(gè)中心電極互相交叉所在的部位，這也就是所謂的集中元件型的非互易電路元件，例如，集中元件型的環(huán)行器或隔離器。


圖1是用于說(shuō)明傳統(tǒng)的微波非互易電路元件的第一例的部件分解透視圖。該微波非互易電路元件具有通過(guò)堆疊長(zhǎng)方形介質(zhì)基片1到3所形成的結(jié)構(gòu)。出口1a到1f，2a到2f和3a到3f分別被做在各個(gè)介質(zhì)基片1到3的上表面。各個(gè)出口1a到3f通過(guò)形成電連接到通孔電極的導(dǎo)電薄膜來(lái)組成，這些電極分別圍繞各個(gè)介質(zhì)基片1到3的中心排列。
在介質(zhì)基片1中，中心電極4被做成可使出口1a和出口1d相連接的形式。類似地，中心電極5和6也被做在介質(zhì)基片2和3的上表面上。中心電極4到6被做在堆疊的介質(zhì)基片1到3上沿不同方向擴(kuò)展，也就是做成通過(guò)介質(zhì)基片互相交叉且電氣絕緣。
上述的微波非互易電路元件是通過(guò)把介質(zhì)基片1到3堆疊成所示的方式而做成的。
圖2是用于說(shuō)明傳統(tǒng)的微波非互易電路元件的第二例的部件分解透視圖。
在第二例的微波非互易電路元件中，出口7a到7f，...9a到9f類似于第一例被做在介質(zhì)基片7到9的上表面，以及中心電極10到12類似地被做成。然而，中心電極10到12具有這樣的結(jié)構(gòu)以便其縱向延伸的導(dǎo)體對(duì)10a和10b到12a和12b分別在其兩個(gè)末端互相連接，如圖所示。至于其它結(jié)構(gòu)，該元件以類似于圖1所示的微波非互易電路元件的方式被做成。
圖3是用于說(shuō)明傳統(tǒng)的微波非互易電路元件的第三例的部件分解透視圖。在第三例的微波非互易電路元件中，由金屬薄片，例如銅箔組成的中心電極14a被安排在圓盤形的微波磁體13a上。
中心電極14a做成這樣的形狀，以便通過(guò)微波磁體13a上表面的中心，沿直徑方向擴(kuò)展和進(jìn)一步達(dá)到微波磁體13a的側(cè)面。然后，由絕緣材料組成的絕緣膜15a設(shè)在上述的中心電極14a上，且另一個(gè)中心電極14b再設(shè)在上面和中心電極14a相交叉。進(jìn)一步地，絕緣膜15b，中心電極14c和絕緣膜15c依次地被裝在上述中心電極14b上，然后把微波磁體13b堆疊在上面并加以固定。最后，把永久磁鐵放在上部和下部，這樣直流磁場(chǎng)就被加到由微波磁體13a和13b所支撐的結(jié)構(gòu)體上。
在微波非互易電路元件中，中心電極的寬度寧可取得大些，因?yàn)楫?dāng)中心電極寬度加大時(shí)，導(dǎo)體損耗減小。然而，隨著非互易電路元件的小型化，中心電極的寬度也必須不可避免地變窄。因此，在參照?qǐng)D1到3所描述的傳統(tǒng)的微波非互易電路元件中，當(dāng)要進(jìn)一步小型化時(shí)，中心電極4到6，10到12和14a到14c必須變窄，所以就產(chǎn)生這樣的問(wèn)題，即導(dǎo)體損耗加大和沿傳輸方向的衰減量增加。
另一方面，在參照?qǐng)D3所措述的微波非互易電路元件的制作方法中，由金屬薄片組成的各個(gè)中心電極14a到14c是與絕緣膜15a到15c相互交替地人工組裝的。然而，由于微波非互易電路的小型化，上述中心電極14a到14c的長(zhǎng)度現(xiàn)在被減小到幾毫米，這樣，人工組裝就會(huì)非常困難。因此，當(dāng)制作小型的微波非互易電路元件時(shí)，就會(huì)造成有缺陷的組裝，諸如在中心電極14a到14c之間相對(duì)位置的對(duì)不準(zhǔn)，同時(shí)就很難得到可靠度很高的微波非互易電路元件。
由于如上所述元件一直是由人工裝配的，更進(jìn)一步地，也就有這樣的問(wèn)題，即有缺陷的裝配也常常導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加。
另外，如上所述需要相當(dāng)大量的另部件，在降低單個(gè)另部件的成本受到限制的同時(shí)，降低微波非互易電路元件的成本就很難做到。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供進(jìn)一步小型化并具有低損耗的微波非互易電路元件，且在實(shí)現(xiàn)小型化時(shí)不會(huì)造成中心電極中的導(dǎo)體損耗。
發(fā)明的公開(kāi)按照本發(fā)明的總的方面，所提供的微波非互易電路元件包括排列成互相交叉且電氣上互相絕緣的多個(gè)中心電極和裝在所述多個(gè)中心電極的交叉部位的微波磁體或介質(zhì)體，且每個(gè)所述中心電極由在微波磁體或介質(zhì)體中堆疊的多個(gè)導(dǎo)體所構(gòu)成。
按照本發(fā)明，在微波非互易電路元件中被做成互相交叉且電氣上互相絕緣的多個(gè)中心電極中的每個(gè)中心電極由在微波磁體或介質(zhì)體中堆疊的多個(gè)導(dǎo)體所構(gòu)成。由于每個(gè)中心電極由上述的多個(gè)導(dǎo)體構(gòu)成，因此中心電極的導(dǎo)體損耗可藉增加導(dǎo)體個(gè)數(shù)的方法得以減小。另外，當(dāng)試圖對(duì)微波非互易電路元件進(jìn)行小型化時(shí)，導(dǎo)體損耗的增大可藉單純?cè)黾佣询B數(shù)的方法來(lái)防止，藉此可提供比起傳統(tǒng)的微波非互易電路元件來(lái)說(shuō)進(jìn)一步小型化的和具有低損耗的微波非互易電路元件。
在本發(fā)明的一個(gè)特定方面，構(gòu)成所述的每個(gè)中心電極的多個(gè)導(dǎo)體可被埋置在微波磁體或介質(zhì)體中，這樣，各個(gè)中心電極可沿著厚度方向依次地放置在微波磁體或介質(zhì)體中，以使多個(gè)導(dǎo)體構(gòu)成上述的中心電極。可替換地，構(gòu)成所述的每個(gè)中心電極的多個(gè)導(dǎo)體可被埋置在微波磁體或介質(zhì)體中，這樣，構(gòu)成一個(gè)中心電極的導(dǎo)體和構(gòu)成其余中心電極的多個(gè)導(dǎo)體在微波磁體或介質(zhì)體中沿厚度方向隨機(jī)地被堆疊。
在本發(fā)明的上述特定方面，上述的中心電極被埋置在微波磁體或介質(zhì)體中，并沿厚度方向依次地被堆疊在微波磁體或介質(zhì)體中，或者構(gòu)成上述的中心電極的多個(gè)導(dǎo)體沿厚度方向隨機(jī)地被堆疊在微波磁體或介質(zhì)體中。在上述的任一種情形中，構(gòu)成中心電極的多個(gè)導(dǎo)體被埋置在微波磁體或介質(zhì)體中，藉此不但可達(dá)到小型化和減小損耗，而且可藉以多個(gè)導(dǎo)體構(gòu)成一個(gè)中心電極來(lái)改善微波非互易電路元件的周界電阻。
按照本發(fā)明的另一個(gè)特定方面，微波非互易電路元件具有第一到第三中心電極部分，它們包括所述的多個(gè)導(dǎo)體，并沿厚度方向被依次地排列，構(gòu)成所述第一中心電極部分的至少一個(gè)導(dǎo)體沿厚度方向被排放在第三中心電極部份的外側(cè)，而構(gòu)成第三中心電極部份的至少一個(gè)導(dǎo)體沿厚度方向被排放在第一中心電極部份的外側(cè)。在被排放在所述第三中心電極部份的外側(cè)的至少一個(gè)導(dǎo)體和沿厚度方向與該導(dǎo)體相鄰的第三中心電極部份的導(dǎo)體之間的距離、以及在被排放在第一中心電極部分的外側(cè)的至少一個(gè)導(dǎo)體和沿厚度方向與該導(dǎo)體相鄰的第一中心電極部分之間的距離被定為大于其它相鄰導(dǎo)體之間的距離。
在安排至少單個(gè)導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)中(這些導(dǎo)體是在構(gòu)成在反面的第一和第三中心電極部份的多個(gè)導(dǎo)體之中位于厚度方向的外側(cè)的，也就是沿厚度方向的第三或第一中心電極部份的外側(cè)，如以上所述)，有可能藉以上述方式安排的導(dǎo)體和與所述導(dǎo)體相鄰的第三或第一中心電極部份的導(dǎo)體來(lái)補(bǔ)償分布電容的不足。這樣，有可能增大在第一和第三中心電極部份之間的分布電容，并使在第一和第三中心電極部份之間的分布電容等于在第一中心電極部份和第二中心電極之間的分布電容和在第二中心電極部份和第三電極部份之間的分布電容。因之，插入損耗(I.L.)特性、隔離特性(isolation identification)和反射損耗特性可被做成一致化，并有可能改善非互易電路元件的性能。進(jìn)一步地，有可能藉各個(gè)中心電極部份之間的分布電容得到匹配電容。這樣，有可能省去通常被單獨(dú)加上的用于匹配的電路元件，以及有可能處理非互易電路元件的小型化和減輕重量，也可能達(dá)到非互易電路元件的成本的降低。
進(jìn)一步地，構(gòu)成各個(gè)中心電極部分的導(dǎo)體被做成多層結(jié)構(gòu)，因此，中心電極的電阻得以減小，因此改善了Q值。這樣，Q值可得以提高，因此減小了插入損耗。
按照本發(fā)明，如以上所述，有可能顯著地有助于對(duì)高頻器件，諸如移動(dòng)通信器件的小型化，通用化和性能改善。
圖1是用于說(shuō)明傳統(tǒng)的微波非互易電路元件的第一例的部件分解透視圖。
圖2是用于說(shuō)明傳統(tǒng)的微波非互易電路元件的第二例的部件分解透視圖。
圖3是用于說(shuō)明傳統(tǒng)的微波非互易電路元件的第三例的部件分解透視圖。
圖4是用于說(shuō)明第一實(shí)施例的部件分解透視圖。
圖5是顯示對(duì)按照第一實(shí)施例的微波非互易電路元件所作的修改的部件分解透視圖。
圖6是顯示對(duì)按照第一實(shí)施例的微波非互易電路元件所作的第二種修改的部件分解透視圖。
圖7是顯示對(duì)按照第二實(shí)施例的微波非互易電路元件所作的第三種修改的部件分解透視圖。
圖8是用于說(shuō)明按照第二實(shí)施例的微波非互易電路元件的部件分解透視圖。
圖9是顯示在第三實(shí)施例中所使用的磁性未加工片(magnetic green sheet)的透視圖。
圖10A，10B，10C是顯示在第三實(shí)施例中的磁性未加工片及印刷在該片上的導(dǎo)體的各個(gè)透視圖。
圖11是用于說(shuō)明在第三實(shí)施例中堆疊的磁性未加工片的部件分解透視圖。
圖12是顯示在第三實(shí)施例中配置的層壓板的透視圖。
圖13是沖壓成圓盤形的層壓片的部件分解透視圖。
圖14是用于說(shuō)明由第三實(shí)施例得出的微波非互易電路元件的透視圖。
圖15是用于說(shuō)明按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的微波非互易電路元件的部件分解透視圖。
圖16是顯示在圖15所示的微波非互易電路元件中導(dǎo)體互相交疊部位的局部截面圖。
圖17是用于說(shuō)明按照第四實(shí)施例的微波非互易電路所作的修正的局部截面圖，它是相應(yīng)于圖16的圖。
圖18是用于說(shuō)明普通隔離器的等效電路圖。
圖19是用于說(shuō)明按照本發(fā)明的第五實(shí)施例的微波非互易電路元件的電極排列結(jié)構(gòu)的部件分解透視圖。
圖20是用于說(shuō)明按照本發(fā)明的第五實(shí)施例的隔離器的局部截面圖。
圖21是用于說(shuō)明按照本發(fā)明的第五實(shí)施例的隔離器的透視圖。
圖22是用于說(shuō)明按照本發(fā)明的第五實(shí)施例所作的修改的局部截面圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式現(xiàn)在來(lái)描述按照本發(fā)明的微波非互易電路元件的實(shí)施例，以闡明本發(fā)明的細(xì)節(jié)。
第一實(shí)施例圖4是用于說(shuō)明按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的微波非互易電路元件的部件分解透視圖。按照第一實(shí)施例的微波非互易電路元件通過(guò)堆疊多個(gè)長(zhǎng)方形介質(zhì)基片21到26并用粘結(jié)膠把它們互相固定在一起的方法而構(gòu)成。至于介質(zhì)基片21到26，可使用由任意介質(zhì)材料，諸如鈦酸鋇介質(zhì)陶瓷組成的介質(zhì)基片。
在介質(zhì)基片21到26的上表面上，分別做出圍繞上表面中心以六角形分布并連接到孔電極的出口21a到21f...26a到26f。例如，對(duì)于介質(zhì)基片21，構(gòu)成中心電極的導(dǎo)體27a被做在其上表面上，以便在上述的出口中把出口21a和21d互相連接起來(lái)。同樣地，導(dǎo)體27b也被做在介質(zhì)基片22的上表面上，以便把出口22a和22d相連接。導(dǎo)體27a和27b可藉涂以導(dǎo)電膠后烘烤或者專門的導(dǎo)電膜成形法分別進(jìn)行制作。
按照本實(shí)施例，上述導(dǎo)體27a和27b在其端部通過(guò)孔電極互相電連接，藉此構(gòu)成一個(gè)中心電極。
同樣地，做在介質(zhì)基片23和24的上表面上的導(dǎo)體28a和28b構(gòu)成一個(gè)中心電極，以及做在介質(zhì)基片25和26的上表面上的導(dǎo)體29a和29b構(gòu)成另一個(gè)中心電極。
在按照本實(shí)施例的微波非互易電路元件中，各個(gè)中心電極由沿厚度方向堆疊的多個(gè)導(dǎo)體27a和27b到29a和29b構(gòu)成，如以上所述。另外當(dāng)各個(gè)導(dǎo)體27a到27b的寬度隨著微波非互易電路元件小型化而變窄時(shí)，由于一個(gè)中心電極由多個(gè)堆疊的導(dǎo)體構(gòu)成因而導(dǎo)體損耗可以變小。這樣，有可能得到具有低損耗和小型化的微波非互易電路元件。
圖5到7是顯示對(duì)按照第一實(shí)施例的微波非互易電路元件所作的修改的各個(gè)部件分解透視圖。這些修改除了中心電極部分改變外都相同于第一實(shí)施例，因此同樣的部分就用相同的參考數(shù)字表示，并省略對(duì)其的描述。
在圖5所示的修改中，導(dǎo)體27a到29b被做成具有成對(duì)的電極部份，這對(duì)電極部份被做成沿裂縫30延伸，如圖所示。這樣，就有可能進(jìn)一步減小導(dǎo)體的損耗。
在圖6所示的修改中，另一方面，構(gòu)成第一中心電極的導(dǎo)體27a和27b被做在介質(zhì)基片21和24上。類似地，構(gòu)成第二中心電極的導(dǎo)體28a和28b被做在介質(zhì)基片22和25上。進(jìn)一步地，構(gòu)成第三中心電極的導(dǎo)體29a和29b被做在介質(zhì)基片23和26上。這樣，構(gòu)成各中心電極的導(dǎo)體在最后堆疊時(shí)可以沿厚度方向隨機(jī)地排列。
在圖7所示的修改中，導(dǎo)體27a到29b被做在由導(dǎo)體相連接的一對(duì)出口的中心的假想連接直線的單側(cè)。例如，作為代表性地描述導(dǎo)體27a和27b，導(dǎo)體27a被做在上述的假想直線的一側(cè)，而導(dǎo)體27b被做在上述的假想直線的另一側(cè)。因此，導(dǎo)體27a和27b在堆疊時(shí)沿厚度方向就排放成互不重疊。其余中心電極上所堆疊的導(dǎo)體沿厚度方向也同樣地被排放成互不重疊。
第二實(shí)施例圖8是用于說(shuō)明按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的微波非互易電路元件的部件分解透視圖。在按照本實(shí)施例的微波非互易電路元件中，介質(zhì)基片31到33被堆疊在一起。至于這些介質(zhì)基片31到33，可使用由類似于第一實(shí)施例的材料所組成的那些基片。
在介質(zhì)基片31到33的上表面上，分別做出圍繞中心以正常間隔六角形分布的出口31a到31f...33a到33f，并用導(dǎo)電膜電連接到通孔電極上。進(jìn)一步地，導(dǎo)體34被做成把出口31a和31d互相連接起來(lái)，而導(dǎo)體35被做成把出口32c和32f互相連接起來(lái)，以及類似地，導(dǎo)體36被做成把出口33b和33c互相連接起來(lái)。
至于其余出口，另一方面，導(dǎo)體40a到40d，41a到41d和42a到42d被做成把各個(gè)出口分別與被做在靠近介質(zhì)基片31和33的上表面的中心端處的通孔電極37a到37d，38a到38d和39a到39d互相電連接。
上述的導(dǎo)體40a到42d被做成和分別通過(guò)介質(zhì)基片31到33互相堆疊的導(dǎo)體34到36中的任一個(gè)導(dǎo)體部分地相重疊。進(jìn)一步地，同樣的上述導(dǎo)體藉通孔電極電連接到被堆疊的互相重疊的中心電極。
例如，導(dǎo)體40b和40d被做成沿與介質(zhì)基片32上的導(dǎo)體35同樣的方向延伸，而導(dǎo)體42b和42d同樣地也被做成沿與導(dǎo)體35同樣的方向延伸。進(jìn)一步地，這些導(dǎo)體40b，40d，42b和42d與導(dǎo)體35電連接。因此，在堆疊狀態(tài)下，不但上述的導(dǎo)體35，而且上述的導(dǎo)體40b，40d，42b和42d都被連接在一對(duì)出口之間，藉此一個(gè)中心電極由多個(gè)堆疊的導(dǎo)體所構(gòu)成，類似于第一實(shí)施例的情況。這樣，當(dāng)進(jìn)行小型化時(shí)，各個(gè)導(dǎo)體的寬度不可避免地變窄(類似于第一實(shí)施例那樣)，導(dǎo)體損耗可以減小，藉此，有可能得到具有低損耗和小型化的微波非互易電路元件。
由第二實(shí)施例，很明顯地在本發(fā)明中用于構(gòu)成中心電極的多個(gè)導(dǎo)體可以簡(jiǎn)單地沿同樣方向延伸，只要同樣是被安排成與成對(duì)的出口互相連接的導(dǎo)體，并且沒(méi)有必要把所有的各個(gè)導(dǎo)體與成對(duì)的出口互相直接電連接。
第三實(shí)施例作為第三實(shí)施例，描述以下具體的實(shí)驗(yàn)性例子。
主要由氧化釔(Y2O3)和氧化鐵(Fe2O3)組成的磁粉被散布在聚乙烯醇結(jié)合劑的有機(jī)溶劑中，以配制磁性漿液。配制好的磁漿被用來(lái)藉助醫(yī)用刀片涂料器(doctor blade coater)澆鑄具有幾十微米的均勻厚度的磁性印刷電路基片，并把這些基片沖制為40mm×20mm的長(zhǎng)方形。
圖9所示具有長(zhǎng)方形的磁性未加工片51以上述方式進(jìn)行制作。藉把鈀粉和鉑粉與有機(jī)溶劑混和的方法配制導(dǎo)電膠，用網(wǎng)版印刷的方法在上述磁性未制成片51的上表面上進(jìn)行印刷，以制成圖10(a)到(c)所示的磁性未制成片52到54。在磁性未制成片52到54上，細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方形的導(dǎo)體55到57分別按上述的方式借助印刷導(dǎo)電膠而做成。這些導(dǎo)體55到47被做成圍繞各個(gè)未制成極52到54的中心互相偏離約120°。
然后，如圖11所示，把按以上方式制作的多塊磁性未制成片52堆疊在一起而得到層壓板，接著同樣地堆疊多塊磁性未制成片53和54，進(jìn)一步把這些層壓板都堆疊在一起，再在其上部和下部堆疊多塊沒(méi)有印刷導(dǎo)體的空白的磁性未制成片51，并把這些未加工片沿厚度方向壓縮結(jié)合。圖12顯示了這種層壓板。
從圖12很明顯地看到，多個(gè)導(dǎo)體55到57如圖所示通過(guò)磁性層被堆疊在層壓板58中。多個(gè)導(dǎo)體55到57最后分別構(gòu)成中心電極。
然后，上述的層壓板58被沖制成在導(dǎo)體55到57互相交叉的地方附近的、直徑約10mm的圓盤形式，以得到圓盤形的、未加熱的層壓片。圖13顯示了以這種方式得到的圓盤形層壓片的部件分解透視圖。從圖13很明顯地看到，導(dǎo)體55到57通過(guò)磁性層以互相電絕緣的狀態(tài)被分別堆疊在上述圓盤形層壓片中。在圖13中，為原先所制作的磁性未制成片所采用的參考數(shù)字分別被用到?jīng)_制成圓盤形式的磁性層上。
然后，以上述方式制作的圓盤形層壓片藉把它們保持在1300℃到1500℃的溫度5到15小時(shí)的方法被燒制，以得到燒結(jié)體。圖14以透視圖形式顯示了所得到的燒結(jié)體。在燒結(jié)體60中，多個(gè)導(dǎo)體55到57分別以多個(gè)透徹?zé)Y(jié)體層的形式被堆疊在內(nèi)部。以上述方式得到的燒結(jié)體60的外周界側(cè)面60a被進(jìn)行拋光以便可靠地在側(cè)壁露出導(dǎo)體55到57的兩個(gè)端頭，且做成電連接到各個(gè)導(dǎo)體的構(gòu)成的外電極。藉使用包含玻璃料(glass frit)的導(dǎo)電膠并進(jìn)行烘烤以便做成外電極。這樣，以上述方式得到了按照第三實(shí)施例的微波非互易電路元件。
在按照本實(shí)施例的微波非互易電路元件中，一個(gè)中心電極由上述的多個(gè)導(dǎo)體55構(gòu)成，而一個(gè)中心電極類似地由多個(gè)導(dǎo)體56構(gòu)成，以及一個(gè)中心電極類似地由多個(gè)導(dǎo)體57構(gòu)成。
然后，地電極被做在以上述方式得到的非互易電路元件的燒結(jié)體60的上表面和下表面上，或把由金屬板組成的地電極和它們相連接，且上述的三個(gè)中心電極的各個(gè)單個(gè)端頭被電連接及接地。進(jìn)一步地，把永久磁鐵和燒結(jié)體的上部和下部相接上，并且由永久磁鐵把直流磁場(chǎng)加到中心電極。而且，上述永久磁鐵由軛鐵夾持住以形成磁性的封閉磁路，以便構(gòu)成非互易電路器件。與這類非互易電路器件有聯(lián)系的阻抗匹配電容器可被安裝在上述的燒結(jié)體內(nèi)，或在燒結(jié)體的外部。
在按照本發(fā)明的微波非互易電路元件中，中心電極如上所述分別由多個(gè)導(dǎo)體55到57所構(gòu)成，藉此當(dāng)類似于第一實(shí)施例進(jìn)行微波非互易電路元件的小型化時(shí)，導(dǎo)體損耗可被減小。因此，有可能得到具有低損耗和小型化的微波非互易電路元件。另外，如上所述可藉陶瓷堆疊整體燒結(jié)技術(shù)來(lái)進(jìn)行堆疊，藉此，其組件數(shù)比起使用金屬薄片制造微波非互易電路元件的傳統(tǒng)方法來(lái)說(shuō)，可得以減小。進(jìn)一步地，也有可能省去復(fù)雜的人工操作。此外，用印刷步驟做成導(dǎo)體，藉此可很容易地做成很薄的導(dǎo)體。這樣有可能容易地得到進(jìn)一步小型化的微波非互易電路元件。
在借助醫(yī)生用刀片涂料器澆鑄得到的磁性薄片被使用在第三實(shí)施例的同時(shí)，介質(zhì)薄片也可被用來(lái)替代磁性薄片。
在上述的制造方法中用網(wǎng)版印刷把導(dǎo)體做在未制成片上的同時(shí)，另外的方法例如照相凹版印刷也可被使用。
進(jìn)一步地，對(duì)磁性薄片或介質(zhì)薄片的配制并不限制為醫(yī)生用刀片涂料器，而可以替換地由另外的方法例如擠壓模塑法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
而且，也可以不使用先前被澆鑄的未制成片，上述層壓板可藉助于在聚酯支撐膠片或類似材料上印刷包含介質(zhì)材料或磁性材料的膠、使之干燥、然后印刷導(dǎo)電膠等重復(fù)步驟而被制成。
雖然構(gòu)成一個(gè)中心電極的多個(gè)導(dǎo)體沿厚度方向被堆疊，并且在第三實(shí)施例中，構(gòu)成另一個(gè)中心電極的多個(gè)導(dǎo)體被堆疊，然而更進(jìn)一步地，類似于第一實(shí)施例所作的修改，也是在第三實(shí)施例中構(gòu)成不同中心電極的導(dǎo)體可沿厚度方向隨機(jī)地被堆疊。
而且，構(gòu)成中心電極的導(dǎo)體55到57的平面形狀也可以類似于第一實(shí)施例所作的修改而以各種不同方式來(lái)修改。
第四實(shí)施例雖然構(gòu)成各個(gè)中心電極的多個(gè)導(dǎo)體在上述的第一到第三實(shí)施例中沿厚度方向被堆疊穿過(guò)磁性層或介質(zhì)層，然而多個(gè)導(dǎo)體可被做在相同的高度位置上，從而，被做在相同高度位置上的多個(gè)導(dǎo)體進(jìn)一步地在微波非互易電路元件中沿厚度方向被堆疊穿過(guò)介質(zhì)層或磁性層。圖15就以部件分解透視圖顯示了這種實(shí)例。
在按照第四實(shí)施例的微波非互易電路元件中，一對(duì)導(dǎo)體71a和71b互相平行地被做在由介質(zhì)材料或絕緣材料組成的薄片72上，從圖15可明顯地看到。由多個(gè)導(dǎo)體71a和71b組成的第一中心電極部分77是由把三個(gè)這樣的薄片72堆疊而成。同樣地，第二中心電極部分78可通過(guò)把由介質(zhì)材料或絕緣材料組成的且配有成對(duì)導(dǎo)體73a和73b的多個(gè)薄片74堆疊起來(lái)而組成。進(jìn)一步地，第三中心電極部分79可藉把由介質(zhì)材料或絕緣材料組成的且配有成對(duì)的導(dǎo)體75a和75b的多個(gè)薄片76堆疊起來(lái)而組成。上述的第一到第三中心電極部分77到79被做成互相交叉，以構(gòu)成中心電極，這樣這些共同的導(dǎo)體在堆疊時(shí)形成120°的夾角。80和81表示鐵氧體。
圖16是按照第四實(shí)施例的微波非互易電路元件的局部截面圖。該截面圖只顯示了上述的導(dǎo)體71a，73a和75a沿厚度方向互相交疊的一部分。
優(yōu)選地，在按照第四實(shí)施例的微波非互易電路元件中把絕緣層82和83放置在第一和第三中心電極部分77到79之間，如圖17所示。
另外，在按照?qǐng)D15和16所示的第四實(shí)施例的微波非互易電路元件和按照?qǐng)D17所示的修改方案的微波非互易電路元件中，一個(gè)中心電極是類似于第一到第三實(shí)施例那樣由互相重疊的多個(gè)導(dǎo)體所構(gòu)成，藉此，可類似于第一到第三實(shí)施例那樣，使中心電極中的導(dǎo)體損耗得以減小。進(jìn)一步地，由于各個(gè)中心電極的電阻的減小，中心電極的Q值得以改善。
第五實(shí)施例雖然由于中心電極如在上述第一到第四實(shí)施例中所描述的由沿厚度方向堆疊的多個(gè)導(dǎo)體所構(gòu)成，導(dǎo)體損耗可以減小，然而有可能藉更優(yōu)選地設(shè)計(jì)構(gòu)成第一到第三中心電極部分的導(dǎo)體的排列來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)非互易元件的電特性，如下面所描述的第五實(shí)施例中的情形那樣。
圖18顯示了通用的集中元件型的隔離器的基本等效電路。該隔離器101藉把三個(gè)中心導(dǎo)體L1到L3互相電絕緣地排放在鐵氧體102上互相交叉成120°，且沿鐵氧體102的軸向加上直流磁場(chǎng)Hex而構(gòu)成的。上述各個(gè)中心導(dǎo)體L1和L3的第一端頭連接到地，而匹配電容C1和C3連接到第二端頭。進(jìn)一步地，端接電阻R3連接到上述各個(gè)中心導(dǎo)體L1到L3中的一個(gè)中心電極L3的端頭P3。上述隔離器101的功能為從端口P1傳輸信號(hào)到端口P2，并由端接電阻R2吸收從端口P2返回的波以阻止其傳輸?shù)蕉丝赑1，藉此防止不需要的波進(jìn)入功率放大器等處。
關(guān)于按照第四實(shí)施例的非互易電路元件(例如由圖18的等效電路所表示的)，存在有在第一到第三中心電極部份之間分布電容互相不相等的問(wèn)題。也就是，在圖15和圖16中所示的結(jié)構(gòu)中，第一中心電極部份77和第三中心電極部份79被做在第二中心電極部份78的上部和下部。因此，第二中心電極部份78和第一中心電極部份77之間的分布電容與第二中心電極部份78和第三中心部份79之間的分布電容互相相等。然而，不同于在上述的第二中心電極部份78和靠外面的中心電極部份77與79之間的分布電容，存在有在第一和第三中心電極部份77和79之間分布電容被減小的問(wèn)題。換言之，圖18所示的在端口P1和端口P3之間的分布電容C3-1比起分布電容C1-2和C2-3來(lái)說(shuō)是被減小了。
為了補(bǔ)償上述分布電容C3的不足，可以想到，增加連接到端口P1和P3的匹配電容元件C1和C3的匹配電容量。然而，當(dāng)匹配電容性元件C1和C3的電容量增加時(shí)，工作平衡被惡化以致于在各個(gè)端口P1到P3之間的插損特性和隔離特性、反射損耗特性等方面引起分散，因而不能得到均勻一致的電特性。
按照第五實(shí)施例的集中元件型隔離器解決了上述問(wèn)題，因此它進(jìn)一步顯示了本發(fā)明的優(yōu)選方式。
參照?qǐng)D19到21，105是體現(xiàn)本實(shí)施例的隔離器，它是由把下面將描述的第一到第三中心電極部分106到108安排為互相交叉成同樣的120°間隔，把鐵氧體109和110放在電極部份的上部和下部，以及把鐵氧體109和110與上述的各個(gè)中心電極部分106和108做成整體而構(gòu)成的。
接地極111a和111b被裝在上述的各個(gè)鐵氧體109和110的朝外的表面上，且這些接地極111a和111b通過(guò)互相間隔120°沿隔離器的圓周方向做成的地電極112a到112c被連接到上述隔離器105的外周界表面。
進(jìn)一步地，輸入/輸出端口電極113a到113c被做在各個(gè)地電極112a到112c之間并處在上述隔離器105的外周界表面上，且圖上未示出的終端電阻連接到三個(gè)端口電極中的一個(gè)端口電極113c上。當(dāng)上述輸入/輸出端口電極113c不連接該終端電阻而連接到外電路上時(shí)，那么本實(shí)施例就作為環(huán)行器進(jìn)行工作。
上述的第一到第三中心電極部分106到108的第一端頭部份分別連接到上述地電極112a到112c，而第二端頭部份分別連接到上述輸入/輸出端口電極113a到113c。
上述的隔離器5被放置在構(gòu)成封閉磁路的磁性軛鐵中(圖上未示出)，且該隔離器是由裝在軛鐵中的永久磁鐵把直流偏置磁場(chǎng)加到上述鐵氧體109和110的軸向核心而構(gòu)成的。
上述的第一到第三中心電極部分106到108是藉分別在絕緣薄片117上定形制做三導(dǎo)體114a到114c，115a到115c和116a到116c，并且在把它們彼此相對(duì)放置的同時(shí)以交替地堆疊的方法而做成的，而且把它們做成為第二中心電極部份107被夾在第一和第三中心電極部份的中間。
如圖19和20所示，被放置在上述第一中心電極部份106的靠外的一側(cè)的導(dǎo)體114a緊靠著第三中心電極部份108的下部的靠外的一側(cè)，而放置在第三中心電極部份108的靠外的一側(cè)的導(dǎo)體116c緊靠著上述的第一中心電極部份106的上部的靠外的一側(cè)。上述第一中心電極部份106的導(dǎo)體114a連接到端口電極113a，及地電極112a連接到上述導(dǎo)體114b與114c，而上述第三中心電極部份108的導(dǎo)體116c連接到上述端口電極113c，及地電極112c連接到導(dǎo)體116a與116b。
進(jìn)一步地，絕緣薄片118被插入在上述的導(dǎo)體114a和第三中心電極部份108之間，而絕緣薄片118被插入在上述導(dǎo)體116c和第一中心電極部份106之間。這樣，在上述的各個(gè)導(dǎo)體114a和116c與中心導(dǎo)體部份108和106之間的距離T分別近似為中心部份的導(dǎo)體之間的距離t的兩倍。
現(xiàn)在來(lái)描述本實(shí)施例的工作/效果。
按照本實(shí)施例，被放置在第一第三中心電極部份106和108的靠外的一側(cè)的導(dǎo)體114a和116c被分別移位并安排在緊靠著相反的中心電極部份108和106的靠外的一側(cè)，而它們之間的距離T加寬到中心部份的導(dǎo)體之間距離的兩倍左右，藉此可由這些導(dǎo)體114a與116c和緊靠著它們的第三與第一中心電極部份108與106得到足夠的分布電容，而因此其值相等于在第二中心電極部份107和與之相鄰的第一與第三中心電極部份106與108之間的分布電容。因此，在各個(gè)中心電極部份106到108之間的作用的平衡可得以改進(jìn)，插損特性、隔離特性以及反射損耗特性可得以一致化，以及有可能在性能上加以改進(jìn)。
按照本實(shí)施例，中心電極的匹配電容可以取上述各個(gè)中心電極部份106和108之間的分布電容，而分布電容是取在各個(gè)導(dǎo)體114a與116c和鐵氧體109與110的接地板111a與111b之間的，藉此有可能在上述鐵氧體109與110中得到匹配電容。因此，傳統(tǒng)上單獨(dú)加上的匹配電路元件可以是不必要的。由于能夠減少元件數(shù)目，有可能做到小型化和減輕重量，同時(shí)有可能有助于降低成本?？商鎿Q地，本實(shí)施例也可和匹配電路元件相結(jié)合。
按照本實(shí)施例，進(jìn)一步地，各個(gè)中心電極部份106到108的導(dǎo)體114a到114c，115a到115c，和116a到116c被堆疊成多層結(jié)構(gòu)，藉此，中心電極部份的Q值可得以改善，由此插入損耗可以減小。進(jìn)一步地，也有可能使用在鐵氧體上同時(shí)燒制上述各個(gè)中心電極和匹配電容等的方法，這樣，上述各個(gè)電特性可進(jìn)一步得到改善。
從圖21可很明顯地看到，進(jìn)一步地，最好是把構(gòu)成中心電極部份的不同高度位置的三個(gè)導(dǎo)體做得在厚度方向上互相不重疊，以使特性更穩(wěn)定。
雖然，在上述實(shí)施例中，每個(gè)中心電極部份由三層中心電極構(gòu)成，然而本發(fā)明并不局限于此，每個(gè)中心電極部份可由兩層或至少四層中心電極構(gòu)成。
圖22顯示了對(duì)上述實(shí)施例所作的修改，在該圖上，與圖19上的相同的參考數(shù)字表示相同的或相應(yīng)部份。該修改是這樣的例子，即其中心電極部份106到108的每個(gè)部份都由四層中心電極構(gòu)成，并且在這種情況下藉把中心電極分別移位及安排在第一和第三中心電極部份106和108的靠外的一側(cè)的方法可得到類似于上述實(shí)施例的效果。
雖然上述的每個(gè)實(shí)施例一直適用于隔離器是圓盤形的情況，然而，對(duì)于矩形的平行六面體或多角形的情況也是可適用的，沒(méi)有特別的限制。進(jìn)一步地，雖然上述實(shí)施例是對(duì)于隔離器來(lái)描述的，然而本發(fā)明理所當(dāng)然地也能適用于環(huán)形器，以及也能適用于其它微波高頻元件。
權(quán)利要求
1.一種微波非互易電路元件，其特征在于包括排列成互相交叉且電氣上互相絕緣的多個(gè)中心電極；以及裝在所述多個(gè)中心電極的交叉部位的微波磁體或介質(zhì)體，所述每個(gè)中心電極由在微波磁體或介質(zhì)體中堆疊的多個(gè)導(dǎo)體所構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1的微波非互易電路元件，其特征在于，其中構(gòu)成所述每個(gè)中心電極的多個(gè)導(dǎo)體被埋置在微波磁體或介質(zhì)體中，各個(gè)中心電極在所述微波磁體或介質(zhì)體中沿厚度方向被依次地安排。
3.按照權(quán)利要求1的微波非互易電路元件，其特征在于，其中構(gòu)成所述每個(gè)中心電極的多個(gè)導(dǎo)體被埋置在微波磁體或介質(zhì)體中，構(gòu)成一個(gè)中心電極的多個(gè)導(dǎo)體和構(gòu)成另一個(gè)中心電極的多個(gè)導(dǎo)體在微波磁體或介質(zhì)體中沿厚度方向被隨機(jī)地堆疊。
4.按照權(quán)利要求1的微波非互易電路元件，其特征在于，具有由所述多個(gè)導(dǎo)體組成的、并沿厚度方向依次地排列的第一到第三中心電極部份，構(gòu)成所述第一中心電極部份的至少一個(gè)導(dǎo)體沿厚度方向被安排在第三中心電極部份的靠外的一側(cè)，及構(gòu)成第三中心電極部份的至少一個(gè)導(dǎo)體沿厚度方向被安排在第一中心電極部份的靠外的一側(cè)，以及在安排在所述第三中心電極部份的靠外的一側(cè)的至少一個(gè)導(dǎo)體與安排在第一中心電極部份的靠外的一側(cè)的至少一個(gè)導(dǎo)體和沿厚度方向上與之相鄰的第三或第一中心電極部份的導(dǎo)體之間的距離被做成大于在其它相鄰導(dǎo)體之間的距離。
5.按照權(quán)利要求4的微波非互易電路元件，其特征在于，其中在安排在所述第三中心電極部份的靠外的一側(cè)的至少一個(gè)導(dǎo)體與安排在第一中心電極部份的靠外的一側(cè)的至少一個(gè)導(dǎo)體和沿厚度方向上與之相鄰的第三或第一中心電極部份的導(dǎo)體之間的距離被做成為在其它相鄰導(dǎo)體之間距離的兩倍左右。
6.按照權(quán)利要求4或5的微波非互易電路元件，其特征在于，其中所述第一到第三中心電極部份被布置成使得它們的導(dǎo)體以120°的角度互相交叉。
7.按照權(quán)利要求1到5中的任一項(xiàng)的微波非互易電路元件，其特征在于，其中一對(duì)所述的導(dǎo)體被形成在相同的高度位置上。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供在小型化時(shí)不會(huì)引起中心電極中導(dǎo)體損耗的、并能進(jìn)一步小型化的和具有低損耗的微波非互易電路元件。按照本發(fā)明的微波非互易電路元件包括排列成互相交叉且電氣上互相絕緣的多個(gè)中心電極，以及裝在所述多個(gè)中心電極的交叉部位的微波磁體或介質(zhì)體，且各個(gè)中心電極由在微波磁體或介質(zhì)體中堆疊的多個(gè)導(dǎo)體55，56和57所構(gòu)成。
文檔編號(hào)H01P1/32GK1120375SQ94191665
公開(kāi)日1996年4月10日 申請(qǐng)日期1994年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月28日
發(fā)明者丸澤博, 鴻池健弘, 伴野國(guó)三郎, 川浪崇, 長(zhǎng)谷川隆 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所