專利名稱：非互易電路元件、集總元件型隔離器以及移動通信單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要用于微波頻段、包含車載電話或便攜電話在內(nèi)的移動通信單元所用的非互易電路元件，具體來說，涉及一種隔離器和循環(huán)器。而且，本發(fā)明還涉及一種其上裝有非互易電路元件的線路板。
集總元件型隔離器可作為非互易元件電路緊湊配置，用于移動通信單元終端，因而較早采用，并且進(jìn)一步小型化，損耗降低。
以往，在功率放大器和傳輸級天線間設(shè)有一隔離器，來防止無用信號返回功率放大器，并使該功率放大器負(fù)載一側(cè)阻抗穩(wěn)定。就隔離器所需的特性而言，包括上述功能所需的大反向損耗和用以減少傳輸級功率消耗并延長電池服務(wù)時間的低正向損耗。所以，對隔離器特性所做的改進(jìn)集中于如何改善所用頻帶中上述特性。
最近終端單元的尺寸出人意料地變小，所以人們不僅試圖減小所用部件的尺寸，還設(shè)法采用多功能部件來減少部件數(shù)量。以隔離器為例，設(shè)法減小單個產(chǎn)品的尺寸，還設(shè)法保證高于隔離器所用頻帶的頻率的衰減，通過對隔離器增加LPF(低通濾波器)功能，省略用于傳輸級的LPF。
但到目前為止，在對隔離器增加LPF功能的時候，還難以避免隔離器所用頻帶的特性變差，因而實(shí)用方面成問題。
本發(fā)明第一方面，其目的在于，提供一種避免隔離器所用頻帶特性變差的增加了LPF功能的隔離器，以解決上述現(xiàn)有問題。
以下參見圖31簡要說明目前廣泛用于便攜電話終端的集總元件型隔離器的總體配置。互相電絕緣、按120°角度交叉并重迭的三組帶線61Aa、61Ab、61Ac配置在鐵氧體盤片62A，用于鐵氧體盤片62A勵磁的磁體63A設(shè)置成與鐵氧體盤片62A相對。帶線61Aa和61Ab的一端分別與輸入/輸出端65Aa和65Ab連接，而帶線61Ac的一端由規(guī)定電阻66A端接。
帶線61Aa、61Ab和61Ac的一端分別增加有電容器64Aa、64Ab和64Ac，與輸入/輸出端65Aa和65Ab或電阻66A并聯(lián)。而帶線61Aa、61Ab和61Ac的另一端分別接地。還設(shè)置有上殼體67A和下殼體68A，起著部分磁路的作用，并容納鐵氧體盤片62A、磁體63A、以及帶線61Aa、61Ab和61Ac。
以下說明上殼體67A和下殼體68A起到的部分磁路的作用。若上殼體67A和下殼體68A均未采用，磁體63A一側(cè)發(fā)出的磁通是在通過無限多路徑后返回磁體63A另一側(cè)的。但用例如鐵等磁性材料形成上殼體67A和下殼體68A、用上殼體67A和下殼體68A罩住磁體63A時，磁體63A一側(cè)發(fā)出的磁通不必通過無限多路徑，而是在通過上殼體67A和下殼體68A后返回磁體63A另一側(cè)。也就是說，上殼體67A和下殼體68A起到部分磁路作用這一事實(shí)表明，從磁體63A一側(cè)發(fā)出的磁通返回磁體63A另一側(cè)，不必使之通過無限多路徑，而是使磁通通過上殼體67A和下殼體68A。
就隔離器性能而言，所需的特性是較小的正向傳輸損耗(接入損耗)和較大的反向傳輸損耗(隔離)。圖31中，假定磁體63A其上殼體67A一側(cè)為N極、磁體68A其下殼體68A一側(cè)為S極，并且輸入至輸入/輸出端65Aa的大多數(shù)規(guī)定信號從輸入/輸出端65Ab輸出時，從輸入/輸出端65Aa至輸入/輸出端65Ab的方向，即信號的傳輸方向?yàn)檎?。也就是說，對隔離器而言，需要信號從輸入/輸出端65Aa輸出至輸入/輸出端65Ab具有較小的傳輸損耗，而信號從輸入/輸出端65Ab輸出至輸入/輸出端65Aa具有較大的傳輸損耗。在實(shí)際應(yīng)用中，所需頻帶中能夠確保的接入損耗量或隔離量成問題。嘗試對接入損耗作出種種改進(jìn)，以降低接入損耗的峰值(最小值)，因而所需頻帶中能夠確保的接入損耗值也有相當(dāng)?shù)南陆?。但隔離特性不足，因而最近便攜電話設(shè)計所需的15dB以上隔離在所需頻帶中得不到保證。也就是說，所需隔離得到保證的頻帶在信號所需頻率左右均較窄。
此外，上述現(xiàn)有的集總元件型隔離器還有以下問題。
具體來說，鐵氧體盤片62A和殼體底側(cè)68A之間的間隙小，當(dāng)永磁體63A發(fā)出的磁通經(jīng)金屬磁性材料的殼體頂側(cè)67A和底側(cè)68A通過鐵氧體盤片62A時，鐵氧體盤片62A外圍的磁通密度高于該盤片62A中部的磁通密度，因此鐵氧體盤片62A的磁分布變差。
本發(fā)明第三方面，正是為了解決上述現(xiàn)有隔離器上述問題的，其目的在于，提供一種通過改善鐵氧體盤片磁分布而具有優(yōu)異的傳輸特性，并且大大地減小作為隔離器特性的接入損耗的非互易電路元件。
為了解決上述現(xiàn)有問題，本發(fā)明第一方面，采用一種非互易電路元件，通過采用至少具有鐵氧體(34)、傳輸線(31，32和33)和電容器(21)的電路裝置，在單個方向上傳輸信號或循環(huán)傳輸信號，包括用于將信號傳送至外部單元和從外部單元傳送信號的至少兩個外部輸入/輸出端(11和12)，和接地的至少一個外部接地端(13，14和15)，其中，外部接地端中至少之一(13)設(shè)置在至少一組外部輸入/輸出端(11和12)之間。
為了解決上述現(xiàn)有問題，本發(fā)明第二方面其目的在于，提供一種具有較寬隔離帶寬的集總元件型隔離器。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明第二方面采用一種集總元件型隔離器，其包括具有規(guī)定形狀的鐵氧體盤；互相重迭并且電絕緣配置在鐵氧體盤上的三組帶線；其一側(cè)與三組帶線之一連接，而另一側(cè)接地的電阻；與鐵氧體盤相對設(shè)置在三組帶線上，在鐵氧體盤上加上直流磁場的磁體；規(guī)定的接地電極；以及存放鐵氧體盤、三組帶線、電阻、磁體和接地電極，作為部分磁路的殼體，其中，殼體在鐵氧體盤上電阻所連接的帶線其長軸方向上具有開口，至少部分殼體與接地電極電連接。
本發(fā)明第三方面，通過在鐵氧體盤和圓形接地盤之間設(shè)置一具有優(yōu)異高頻特性的電介質(zhì)層，將金屬磁性材料的下殼體與鐵氧體盤分隔，來改善鐵氧體盤的磁分布，減少隔離器的接入損耗。
圖1是本發(fā)明第一方面實(shí)施例1隔離器安裝平面的框圖。
圖2是本發(fā)明第一方面實(shí)施例1隔離器的示意性框圖。
圖3是本發(fā)明第一方面實(shí)施例1隔離器的鐵氧體和傳輸線部分的展開框圖。
圖4是對比例隔離器安裝平面的框圖。
圖5是本發(fā)明第一方面實(shí)施例1隔離器電氣特性的示意圖。
圖6是對比例隔離器電氣特性的示意圖。
圖7是本發(fā)明第一方面實(shí)施例2隔離器的示意性框圖。
圖8是本發(fā)明第一方面實(shí)施例2隔離器安裝平面的框圖。
圖9是本發(fā)明第一方面實(shí)施例2隔離器電氣特性的示意圖。
圖10(A)和10(B)是本發(fā)明第一方面實(shí)施例2下殼體的框圖。
圖11是本發(fā)明第一方面實(shí)施例3隔離器的示意性框圖。
圖12是本發(fā)明第一方面實(shí)施例3隔離器的示意性裝配圖。
圖13是本發(fā)明第一方面實(shí)施例3隔離器安裝平面的框圖。
圖14是本發(fā)明第一方面實(shí)施例3隔離器電氣特性的示意圖。
圖15是本發(fā)明第一方面實(shí)施例3隔離器帶孔接地導(dǎo)體的框圖。
圖16是本發(fā)明第一方面實(shí)施例3樹脂基座的框圖。
圖17是本發(fā)明第一方面實(shí)施例3樹脂基座的框圖。
圖18是本發(fā)明第一方面實(shí)施例3樹脂基座的框圖。
圖19(A)和19(B)圖示的是本發(fā)明第一方面實(shí)施例4安裝基底的電極圖版。
圖20是本發(fā)明第一方面非互易電路元件的等效電路圖。
圖21圖示的是圖20中心部的配置。
圖22圖示的是圖20中心部的配置。
圖23圖示的是圖20中心部的配置。
圖24是本發(fā)明第一方面非互易電路元件其磁路的框圖。
圖25是本發(fā)明第一方面非互易電路元件用作隔離器時的等效電路圖。
圖26是本發(fā)明第二方面實(shí)施例1集總元件型隔離器的示意性框圖。
圖27是本發(fā)明第二方面實(shí)施例1集總元件型隔離器的鐵氧體盤片和傳輸線部分的展開框圖。
圖28是本發(fā)明第二方面實(shí)施例1的對比例集總元件型隔離器的示意性框圖。
圖29是配置在鐵氧體盤片上的帶線的框圖。
圖30是帶線的展開圖。
圖31是現(xiàn)有的集總元件型隔離器的總體框圖。
圖32是本發(fā)明第三方面非互易電路元件的結(jié)構(gòu)圖。
圖33是本發(fā)明第三方面中心導(dǎo)體部的結(jié)構(gòu)圖。
圖34是鐵氧體盤片的徑向磁化分布圖。
圖35是示出接入損耗與鐵氧體盤片底部和殼體底側(cè)的距離關(guān)系圖。
圖36是鐵氧體盤片底部與殼體底側(cè)之間插入分別具有100μm厚度的聚酰亞胺、特氟龍和玻璃環(huán)氧樹脂薄膜時的接入損耗圖。
標(biāo)號說明11，12，111a，111b，171，172，173 輸入/輸出端13，14，15，112，113，114 接地端16，223 下殼體17a，17b，17c，22a，22b，22c，30 接地電極20 電介質(zhì)基底21a，21b，21c，174，175，176 電容器23a，23b，23c電極25 電阻26，211 磁體28，222 上殼體29，110，110’ 接地導(dǎo)體31，32，33，181，182，183 傳輸線34，180，190，200，201 鐵氧體35，36 絕緣薄層111c 導(dǎo)體141孔150樹脂基座152a，152b，152c電容器接地電極部154電阻接地電極部161a，161b 輸入/輸出端的焊盤圖版163，164，165，163’ 接地端焊盤圖版166安裝元件部170中心部177，178，179，184，185，186，221接地端191，202，203 接地電極平面210鐵氧體部220終端電阻110A，110’A 接地導(dǎo)體111Aa，111Ab，111’Aa，111’Ab，65Aa，65Ab 輸入/輸出端111Ac 導(dǎo)體113A，114A，113’A，114’A端部，接地端21Aa，21Ab，21Ac，64Aa，64Ab，64Ac 電容器25A，37A，66A 電阻26A，63A 磁體27A，68A 下殼體28A，67A 上殼體30A接地電極31A，32A，33A，61Aa，61Ab，61Ac 帶線34A，62A鐵氧體盤片35A，36A絕緣薄層1B殼體底側(cè)2B電介質(zhì)基底3B電介質(zhì)基底2的接地電極4B中心導(dǎo)體部5B圓形接地盤6B電介質(zhì)層7B鐵氧體盤片8B，9B，10(B)帶線11B，12B絕緣薄層13B永磁體14B殼體頂側(cè)15B電介質(zhì)基底2頂側(cè)16B，17B，18B 匹配電容器19(B)，20B，21B帶線末端連接端22B，23B 外接輸入/輸出端
25B終端電阻25B，26B外接接地端以下說明本發(fā)明第一方面實(shí)施例的若干典型配置。說明上述配置之前，先說明本發(fā)明第一方面所用的非互易電路元件的基本配置。圖20是本發(fā)明第一方面所用的非互易電路元件的等效電路，其中，電容器174、175和176并聯(lián)與輸入/輸出端171、172和173連接，中心部170內(nèi)置一非互易地將信號從171傳播至172，從172傳播至173，和從173傳播至171的電路。
下面參照圖21至圖23詳細(xì)說明如何配置中心部170。
圖21中，圖20中輸入/輸出端171、172和173延伸的傳輸線181、182和183在鐵氧體180上相互絕緣，并按約120°角相交。傳輸線181、182和183的終端分別接地。
還可以如圖22所示將鐵氧體設(shè)置在相交的傳輸線部分的任意一側(cè)，或如圖23所示設(shè)置在該部分兩側(cè)。在任何場合，傳輸線部分接近的鐵氧體的平面及其相對平面都分別配置接地電極平面190、202和203，并通過在鐵氧體平面垂直方向上利用永磁體，使得該鐵氧體以電路常數(shù)確定的合適密度勵磁。
可以僅就鐵氧體某一側(cè)配置使鐵氧體勵磁的磁體，或利用兩個磁體夾持該鐵氧體。實(shí)際上，如圖24例所示，通過將磁性殼體222和223布置成起到如圖24所示磁軛作用，來配置磁路。
通過直接利用上面說明的非互易電路元件的輸入/輸出端，用作一循環(huán)器。通過如圖25所示使某一輸入/輸出端采用合適的電阻值作為其終端，用作一隔離器。
作為外接端子，圖20至圖23和圖25中說明的各個輸入/輸出端和從接地電極平面延伸出的至少一個外接端子配置在一安裝平面上。
本發(fā)明第一方面涉及外接接地端的布置。因此，只要非互易電路元件的內(nèi)部配置等效于上面所述的基本配置，不論其內(nèi)部配置如何，該電路均有效。
(本發(fā)明第一方面的實(shí)施例1)圖2示出本發(fā)明第一方面實(shí)施例1所用的940MHz頻段隔離器的示意性分解透視圖。圖3示出圖2中主要由鐵氧體和傳輸線組成的電路裝置其配置的展開圖。圖1是從安裝平面一側(cè)看去的本實(shí)施例的隔離器。
圖3中，與輸入/輸出端連接的傳輸線31、32和33與一公共接地電極30連接，一圓盤鐵氧體34設(shè)置在接地電極30上。彎向鐵氧體34頂側(cè)的傳輸線通過絕緣薄層35和36按約120°角相交，并相互重迭。
圖2中，電容器21a、21b和21c布置在電介質(zhì)基底20上形成的接地電極22a、22b和22c上，圖3中傳輸線31、32和33的末端與接地電極22a、22b和22c相對的電極(頂側(cè))連接。
而且，傳輸線末端當(dāng)中與輸入/輸出端連接的31和32的末端連接的是電介質(zhì)基底20表面上形成的電極23a和23b，電極23a和23b通過通孔與電介質(zhì)基底20背面上形成的外部輸入/輸出端(圖1中的11和12)電連接。
終端電阻25連接到電介質(zhì)基底20表面上形成的接地電極24和電極23c，圖3中傳輸線33的末端也與電極23c連接。
接地電極22a、22b、22c和24通過通孔與圖1中的電極17a、17b、17c和15連接，這些電極通過金屬磁芯材料制成的下殼體16與圖3中的接地電極30電連接。
磁體26和殼體16以及28所組成的磁路如圖2所示布置。
如圖1所示，輸入/輸出端11和12布置在安裝平面上，外部接地端之一的接地端13設(shè)置在外部輸入/輸出端11和12之間。
圖4示出不具備接地端13的對比例的端子配置。
圖5示出實(shí)施例1的電氣特性，圖6示出圖4中對比例的電氣特性。由圖5和圖6可知，在本實(shí)施例場合，在隔離器特性沒有變差的情況下，高頻區(qū)域得到了30dB以上的高衰減。這很可能是因?yàn)橥獠枯斎?輸出端11和12之間設(shè)有接地端13，因此顯示出電磁屏蔽效應(yīng)，噪聲減小的緣故。
多個外部接地端13、14和15處于本實(shí)施例場合這樣的位置時，沒有處于外部輸入/輸出端11和12之間的接地端14和15便根據(jù)如圖1所示的電介質(zhì)基底20，布置在處于端子11和12之間的接地端13的相對一側(cè)。通過如上所述以較好的平衡在整個非互易電路元件上布置外部接地電極，可使得從電容器延伸出的引線等縮短，估計可獲得圖5所示的優(yōu)異的隔離器特性。
在本實(shí)施例場合，較好是，下殼體的表面由主要含導(dǎo)電性優(yōu)異的Ag或Au的表層所覆蓋。
(本發(fā)明第一方面的實(shí)施例2)圖7示出實(shí)施例2所用的940MHz頻段隔離器的示意性框圖。鐵氧體和傳輸線部分的配置與圖3的實(shí)施例1相同。圖8是從安裝平面一側(cè)看去的本實(shí)施例的隔離器。
圖7中，電容器21a、21b和21c布置在電介質(zhì)基底20上形成的接地電極22a、22b和22c上，圖3中傳輸線31、32和33的末端與接地電極22a、22b和22c相對的電極連接。
而且，傳輸線末端當(dāng)中與輸入/輸出端連接的31和32的末端還連接到與電介質(zhì)基底20背面上的外部連接端(圖8中的11和12)通過通孔電連接的電極23a和23b。終端電阻25與接地電極24和電極23c連接，圖3中傳輸線33的末端也與電極23c連接。
接地電極22a、22b、22c和24通過通孔與布置在背面上的電極連接，圖3中這些電極和接地電極30通過接地導(dǎo)體29互相電連接。
磁體26和殼體16以及28所組成的磁路如圖7所示布置。輸入/輸出端11和12如圖8所示布置在電介質(zhì)基底20的背面，接地導(dǎo)體29的一部分29a如圖所示設(shè)置在輸入/輸出端11和12之間。
圖9示出實(shí)施例2的電氣特性。由圖9可知，本實(shí)施例場合，在隔離器特性沒有變差的情況下，可獲得30dB以上的高衰減。
而且，通過如圖10(A)所示在下殼體16上形成一部分16a，可起到圖7中接地導(dǎo)體29a的作用，或起到圖1中外部接地端13的作用。
此外，還可以如圖10(A)和圖10(B)所示在下殼體16上形成部分16b和16c。這些部分16b和16c與圖1中的外部接地端14和15重迭，伸出電介質(zhì)基底20。因此，接地效應(yīng)得到進(jìn)一步的改善。
另外，較好是，下殼體16的表面由主要含導(dǎo)電性優(yōu)異的Ag或Au的表層所覆蓋。
(本發(fā)明第一方面的實(shí)施例3)圖11示出實(shí)施例3所用的940MHz頻段隔離器的示意性配置。中心導(dǎo)體部的配置與圖3中實(shí)施例1的配置相同。圖13示出從安裝平面一側(cè)看去的本實(shí)施例的隔離器。圖12是示意經(jīng)過組裝的隔離器的透視圖。圖11中，電容器21a、21b和21c布置在無不連續(xù)部分的一體接地導(dǎo)體110上，圖3中傳輸線31、32和33的末端與電容器21a、21b和21c相對的電極連接。
此外，連接有從相對的電極開始延伸至外部輸入/輸出端111a和111b進(jìn)而延伸至終端電阻25某一側(cè)電極的導(dǎo)體111c。
終端電阻25接地一側(cè)電極與接地導(dǎo)體110連接。圖3中的接地電極30還與接地導(dǎo)體110連接。接地導(dǎo)體110具有端子112、113和114，并用作外部接地端。
磁體26和殼體16以及28所組成的磁路如圖11所示布置。
外部輸入/輸出端111a和111b之間如圖13所示還設(shè)置一外部接地端112。
圖14示出實(shí)施例3的電氣特性。由圖14可知，本實(shí)施例場合，在隔離器特性沒有變差的情況下，可獲得接近35dB的高衰減。此外，通過采用無不連續(xù)部分的一體接地導(dǎo)體，與實(shí)施例1和2相比，正向損耗在原先的隔離器特性當(dāng)中有極大的改善。
通過在接地導(dǎo)體110’的中心部形成如圖15所示的孔141，將中心導(dǎo)體部的接地電極與下殼體16直接連接，并且使接地電極經(jīng)過下殼體16與接地導(dǎo)體電連接，可以減小元件高度。
在此例中，較好是，下殼體16的表面由主要含導(dǎo)電性優(yōu)異的Ag或Au的表層所覆蓋。
如圖16所示，利用樹脂對圖11中輸入/輸出端111a和111b以及導(dǎo)體111c和接地導(dǎo)體110進(jìn)行鑄模，使得它們成為一體，可以簡化整個元件的配置，極大地提高生產(chǎn)效率。圖17是結(jié)合了電容器21和電阻25的元件的透視圖，圖18是進(jìn)一步結(jié)合了鐵氧體34，傳輸線31、32和33的元件的透視圖。
以上按照隔離器的配置說明了實(shí)施例1至3。去掉終端電阻25，將與終端電阻25連接的端子引出作為一外部輸入/輸出端，該端子可用作循環(huán)器。在此場合，輸入/輸出端之間設(shè)有一接地端，這至少是本發(fā)明第一方面一種配置，在原先頻段的傳輸特性沒有變差的情況下，在高頻區(qū)獲得高衰減。
此外，以上是以目前國內(nèi)手機(jī)終端傳輸級廣泛采用的940MHz頻段為例進(jìn)行說明的。但本發(fā)明第一方面不限于上述頻段。第一方面對于專門設(shè)計為1.5或1.9GHz頻段的非互易電路元件也有效。
(本發(fā)明第一方面的實(shí)施例4)對于實(shí)施例4來說，所要說明的安裝基底配置是將實(shí)施例3之前說明的本發(fā)明第一方面非互易電路元件用作手機(jī)等終端時需要的。
如圖19(A)所示，外部接地端或接地導(dǎo)體所連接的焊盤圖版163，設(shè)置在外部輸入/輸出端所連接的焊盤圖版161a和161b之間，作為在其上面安裝非互易電路元件的焊盤圖版。
接地導(dǎo)體所連接的焊盤圖版不限于圖19(A)。還允許象圖19(B)中焊盤圖版163’那樣配置焊盤圖版，以便圖版163’的一部分處于輸入/輸出端焊盤圖版161a和161b之間。
將該電路元件用于手機(jī)終端單元時，是使之安裝在本實(shí)施例所示的基底上，利用本發(fā)明第一方面非互易電路元件的，因而此電路元件可用作具備LPF功能的非互易電路元件。將LPF用于傳輸級到目前為止尚無必要，因此可以對減小基底尺寸，進(jìn)而減小終端單元作出貢獻(xiàn)。
綜上所述，本發(fā)明第一方面可以獲得一種在現(xiàn)有傳輸特性沒有變差的情況下在高頻區(qū)具有高衰減的非互易電路元件。
此外，將本發(fā)明第一方面的非互易電路元件安裝在本發(fā)明第一方面的基底上，可以將此電路元件用作具備LPF功能的非互易電路元件而省略現(xiàn)有的LPF。
接下來，參照


本發(fā)明第二方面的實(shí)施例。
(本發(fā)明第二方面的實(shí)施例1)圖26示出本發(fā)明第二方面實(shí)施例1的集總元件型隔離器的示意性框圖。圖27示出圖26中鐵氧體盤片34A和傳輸線部分的配置展開圖。對于實(shí)施例1，討論發(fā)送940MHz頻段信號的例子來簡化說明。
圖27中，與圖26中輸入/輸出端111Aa和111Ab或?qū)w111Ac連接的帶線31A、32A和33A與一公共接地電極30A連接，有一圓盤鐵氧體34A設(shè)置在接地電極30A上。彎向鐵氧體盤片34A頂側(cè)的帶線31A、32A和33A通過絕緣薄層35A和36A按120°角相交并重迭。
圖26中，電容器21Aa、21Ab和21Ac布置在接地導(dǎo)體110A上，圖27中帶線31A、32A和33A的末端與電容器所面對的電極連接。此外，帶線31A的末端與輸入/輸出端111Aa連接，帶線32A的末端與輸入/輸出端111Ab連接，帶線33A的末端與輸入/輸出端111Ac連接，電阻25A的一個電極與導(dǎo)體111Ac連接，電阻25A的另一電極與接地導(dǎo)體110A連接。
圖26中接地電極30A還與接地導(dǎo)體110A連接。接地導(dǎo)體110A具有端部113A和114A，并用作外接接地端。用于對鐵氧體盤片34A勵磁的磁體26A設(shè)置在帶線31A、32A和33A上，與鐵氧體盤片34A面對。
用于存放鐵氧體盤片34A、帶線31A、32A和33A、電阻25A、磁體26A以及接地導(dǎo)體110A的上殼體28A和下殼體27A，如圖26所示布置。上殼體28A和下殼體27A起到前面“本發(fā)明背景技術(shù)”部分所提及的部分磁路的作用。
上殼體28A和下殼體27A，在電阻25經(jīng)鐵氧體盤片34A上的導(dǎo)體111A所連接的帶線33A的長軸方向上，整體具有一開口。換言之，具有圓柱形狀的上殼體28A和下殼體27A，從整體上來說，在鐵氧體盤片34A上帶線33A的長軸方向上具有一開口。下殼體27A還與接地導(dǎo)體110A電連接。
圖28示出對比例940MHz頻段隔離器的示意性框圖。外接輸入/輸出端111’Aa和111’Ab和接地端113’A和114’A的配置與本發(fā)明第二方面實(shí)施例1的場合不同。因此，殼體布置成經(jīng)過導(dǎo)體111Ac增加有電阻25的帶線33A的短軸方向上整體上具有一開口。對比例實(shí)際上與圖31中示出的現(xiàn)有集總元件型隔離器相同。
為了與帶線33A取決于上殼體28A和下殼體28A整體上所具有開口的方向的特性阻抗相匹配，圖26中本發(fā)明第二方面實(shí)施例1的電阻25A其數(shù)值設(shè)定為51Ω，圖28中對比例其數(shù)值設(shè)定為68Ω。
表1示出對于圖26中實(shí)施例1集總元件型隔離器和圖28中對比例集總元件型隔離器所要保證的-15dB隔離度的頻帶檢查結(jié)果。
圖26中，假定輸入至輸入/輸出端111Aa的940MHz頻率的多數(shù)信號從輸入/輸出端111Ab輸出時，信號的傳輸方向則確定為正向，與傳輸方向相反的方向確定為反向。同樣，圖28中，假定輸入至輸入/輸出端111’Aa的940MHz頻率的多數(shù)信號從輸入/輸出端111’Ab輸出時，信號的傳輸方向則確定為正向，與傳輸方向相反的方向確定為反向。在此場合，表1示出了各個例子對反向信號傳輸?shù)母綦x度的檢查結(jié)果。
〖表1〗
如表1所示，隔離器-15dB以上隔離帶寬，在圖26實(shí)施例1中在940MHz附近等于100MHz，而在圖28對比例中則等于70MHz。由此可知，圖26所示隔離器場合隔離帶寬得到極大的提高。
而且，實(shí)施例1和對比例之間隔離器接入損耗特性方面幾乎沒有差異，最小值大約為0.28dB。
(本發(fā)明第二方面的實(shí)施例2)實(shí)施例2場合，通過在圖29中布置在鐵氧體盤片34A上的帶線31A、32A和33A的框圖中，改變帶線31A和32A間的相交軸夾角θ，排除增加了電阻37A的帶線33A，來測定隔離器的電氣特性。
在此場合，通過就以下兩種情形改變相交軸夾角θ進(jìn)行測定，實(shí)施例1(圖26)在增加有電阻37A的帶線33A的長軸方向上整體上具有一開口，而對比例在帶線33A的短軸方向上具有一開口。而且，對比例隔離器場合下，是在連接有電阻器37A的帶線33A的短軸方向上，上殼體28A和下殼體27A整體上具有一開口，并采用相交軸夾角θ為120°和80°這兩種類型。
上述實(shí)施例2和對比例的集總元件型隔離器的其他配置與實(shí)施例1配置(圖26)相同。
表2示出實(shí)施例2和對比例中集總元件型隔離器的-15dB以上隔離帶寬，接入損耗，以及與帶線終端的特性阻抗相匹配的電阻值。
〖表2〗
由表2可知，通過將相交軸夾角θ設(shè)定為小于120°，與增加了電阻37A的帶線33A的特性阻抗相匹配的電阻值便減小，隔離帶寬則提高。此外，通過將θ設(shè)定為90°以上，可將最小接入損耗減小至小于0.40dB，從而獲得滿足實(shí)際應(yīng)用的接入損耗。
通過如實(shí)施例1所示，將殼體配置成在鐵氧體盤片34A上增加了電阻37A的帶線33A的長軸方向上，整體上具有一開口，可以知道，在接入損耗與短軸方向上具有開口的配置例相等的情況下，可保證更大的隔離帶寬。
此外，是利用傳輸940MHz頻段信號的情形作為一例說明實(shí)施例2的。
(本發(fā)明第二方面的實(shí)施例3)對于實(shí)施例3來說，是通過使實(shí)施例1圖25和圖27所說明的各個帶線31A和32A的寬度或厚度，與增加了電阻25A的帶線33A的寬度或厚度有所不同，來測定隔離器電氣特性。在此場合，如圖30中帶線的展開圖所示，假定增加了電阻25A的帶線33A中兩條線中每一條的寬度為We，兩條線中每一條的厚度為te，兩條的寬度和厚度基本上互相相等。此外，假定另兩組帶線31A和32A中每一組其兩條線中每一條寬度為W0，兩條線中每一條厚度為t0，帶線31A和32A中每一組的兩條寬度和厚度基本上互相相等。
接下來，將W0改為We，W0改為te，測定隔離器的電氣特性。在此場合，就以下兩種情形測定上殼體28和下殼體27，實(shí)施例1(圖26)在增加有電阻25A的帶線33A的長軸方向上，整體上具有一開口，而對比例(圖28)在帶線33A的短軸方向上具有一開口。
而且，對比例所用的是在增加了電阻25A的帶線33A的短軸方向上，上殼體28A和下殼體27A整體上具有一開口的隔離器。
上述實(shí)施例3和對比例的集總元件型隔離器其他配置均做成與實(shí)施例1(圖26)的配置相同。
表3示出實(shí)施例3和對比例中集總元件型隔離器的-15dB以上隔離帶寬，接入損耗，以及與帶線終端的特性阻抗相匹配的電阻值。
〖表3〗
由表3可知，通過將We設(shè)定為大于W0，與增加了電阻25A的帶線33A的特性阻抗相匹配的電阻值便減小，隔離帶寬則提高。此外知道，將te設(shè)定為大于t0，隔離帶寬也提高。此外還發(fā)現(xiàn)，將殼體配置成在鐵氧體盤片34A上增加了電阻25A的帶線33A的長軸方向上，整體上具有一開口，與在短軸方向上具有一開口的配置例相比，可保證較大的隔離帶寬。
此外，是利用傳輸940MHz頻段信號的情形作為一例說明實(shí)施例3的。
另外，在上述實(shí)施例1至3場合，帶線31A、32A和33A是分別由兩條線配置而成的。但允許每一組帶線由一條或三條或以上線配置而成。
例如，當(dāng)帶線33A由一條線配置而成時，帶線33A的寬度等于一條線寬度。但如實(shí)施例3所示，帶線33A由兩條或以上線配置而成時，則假定帶線33A的寬度為實(shí)際線寬度之和除去兩條線寬度空間部或更寬。同樣，假定帶線31A和32A每一組的寬度為實(shí)際線寬度之和除去一條線寬度或多條線寬度空間部。在此場合，帶線33A的寬度大于帶線31A和32A的寬度時，隔離帶寬提高。而帶線33A的寬度大于帶線31A和32A的寬度，帶線31A的寬度基本上等于帶線32A的寬度時，隔離帶寬提高。
另外，當(dāng)帶線33A由一條線配置而成時，帶線33A的厚度等于一條線厚度。但如實(shí)施例3所示，帶線33A由兩條線或以上線配置而成時，則假定帶線33A的厚度等于兩條線或以上線的平均值。而且，假定帶線31A和32A每一組的厚度等于一條線厚度或多條線厚度的平均值。在此場合，帶線33A的厚度大于帶線31A和32A的厚度時，隔離帶寬提高。而帶線33A的厚度大于帶線31A和32A的厚度，帶線31A的厚度基本上等于帶線32A的厚度時，隔離帶寬提高。
上述實(shí)施例1至3是以目前國內(nèi)手機(jī)終端廣泛用于傳輸?shù)?40MHz頻段隔離器為例進(jìn)行說明的。但本發(fā)明第二方面不限于940MHz頻段。第二方面對于專門設(shè)計為1.5或1.9GHz頻段的隔離器也有效。
綜上所述，本發(fā)明第二方面提供一種具有寬隔離帶寬的集總元件型隔離器。
接下來，參照

本發(fā)明第三方面的實(shí)施例。
圖32和圖33是本發(fā)明第三方面實(shí)施例1隔離器配置起到非互易電路元件作用的說明圖。通過將電介質(zhì)基底2B背面一側(cè)的接地電極平面3B焊接在殼體底側(cè)1B上，將中心導(dǎo)體部4B插入電介質(zhì)基底2B的中心孔27B中，使得圓形接地盤5B與金屬磁性材料所制成的殼體底側(cè)1B的內(nèi)側(cè)焊接在一起。在接地電極平面3B上形成的孔與電介質(zhì)基底2B的中心孔27B相同。
如圖33所示，通過將電介質(zhì)層6B設(shè)置在圓形接地盤5B和鐵氧體盤片7B之間，由絕緣薄層11B和12B使三組帶線8B、9B和10B互相絕緣，并使之按120°角兩兩相交，沿鐵氧體盤片7頂側(cè)使之彎曲，來設(shè)置中心導(dǎo)體部4B，永磁體13B在與盤片7B平面垂直的方向上，在鐵氧體盤片7B上加一直流磁場。在此場合，從帶線8B、9B和10B處來看，永磁體13B設(shè)置在鐵氧體盤片7B的相對一側(cè)，并且置于金屬磁性材料制成的殼體頂側(cè)14B內(nèi)，與頂側(cè)14B內(nèi)部接觸。
匹配電容器16B、17B和18B與電介質(zhì)基底2B頂側(cè)15B上形成的三個電極161B、171B和181B焊接。這三個電極通過基底2B主體200B中的通孔與電介質(zhì)基底2B背面上的接地電極平面3B連接。
在鐵氧體盤片78上彎曲的帶線8B、9B和10B其末端處的連接端19(B)、20B和21B與匹配電容器16B、17B和18B的頂側(cè)端子162B、172B和182B焊接在一起。這些端子當(dāng)中的19(B)和20B分別由各自帶線終端的延伸部，與外接輸入/輸出端22B和23B連接。
有一終端電阻24與匹配電容器18B并聯(lián)連接，電容器18B的另一端接地。外接端子25B和26B與電介質(zhì)基底2B背面上形成的接地電極3B連接。將金屬磁性材料制成的殼體頂側(cè)14B置于永磁體13B上，使殼體底側(cè)1B和該末端重迭，接著用焊錫連接所重迭部分。
圖34示出的是本實(shí)施例通過改變電介質(zhì)層6B的厚度，改變鐵氧體盤片7B底側(cè)和圓形接地盤3B之間距離時鐵氧體盤片7B的徑向磁分布。距離從50改變?yōu)?50μm時，鐵氧體的磁分布得到改善。但當(dāng)距離達(dá)到200μm時，鐵氧體盤片7B的整體磁化強(qiáng)度則下降。
圖35示出隔離器接入損耗在改變電介質(zhì)層6B厚度從而改變上述距離時的狀態(tài)。當(dāng)距離達(dá)到200μm時，接入損耗變壞。這是因?yàn)榫嚯x增加，鐵氧體盤片7B磁化強(qiáng)度降低的緣故。通過增強(qiáng)永磁體13B，可以稍稍改善接入損耗。但無法獲得50至150μm場合的較理想特性。
圖34和35示出改變鐵氧體盤片7B和殼體底側(cè)內(nèi)部3B之間由聚酰亞胺或特氟龍制成的電介質(zhì)層6B的厚度時的研究結(jié)果。將通常電路板所用的玻璃環(huán)氧樹脂用于電介質(zhì)層6B時，接入損耗相對于前者進(jìn)一步變壞。這是因?yàn)楦哳l電介質(zhì)損耗提高的緣故。
圖36示出采用諸如聚酰亞胺、特氟龍和玻璃環(huán)氧樹脂這三種材料時隔離器在100μm距離時其接入損耗的對比。
允許電介質(zhì)層6B在其兩側(cè)具有較粘的粘接劑，將它預(yù)先與鐵氧體底側(cè)或面對鐵氧體底側(cè)的接地平面粘結(jié)。
綜上所述，本發(fā)明第三方面提供一種電路元件大小和厚度減小時仍能穩(wěn)定顯示高性能的非互易電路元件。
權(quán)利要求
1.一種非互易電路元件，通過利用至少具有鐵氧體(34)、傳輸線(31、32和33)以及電容器(21)的電路裝置，在單一方向上發(fā)送信號，或循環(huán)發(fā)送信號，其特征在于包括將信號傳送至一外部單元和傳送來自一外部單元信號的至少兩個外部輸入/輸出端(11和12)，以及用于接地的至少一個外部接地端(13、14和15)，其中，外部接地端中至少之一(13)設(shè)置在至少一組外部輸入/輸出端(11和12)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的非互易電路元件，其特征在于，采用多個外部接地端，接地端由元件內(nèi)電路互相電連接，未布置在外部輸入/輸出端之間的外部接地端，根據(jù)該非互易電路元件的整個配置，配置于布置在外部輸入/輸出端之間的外部接地端的相對一側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的非互易電路元件，其特征在于，電路裝置設(shè)定為電介質(zhì)基底(20)，電容器設(shè)定為電介質(zhì)基底的表面，外接輸入/輸出端和外部接地端設(shè)定為電介質(zhì)基底的背面，導(dǎo)電性下殼體設(shè)定為電介質(zhì)基底的背面。
4.如權(quán)利要求1所述的非互易電路元件，其特征在于，電路裝置設(shè)定為電介質(zhì)基底(20)，電容器設(shè)定為電介質(zhì)基底的表面，外部輸入/輸出端設(shè)定為電介質(zhì)基底的背面，導(dǎo)電性下殼體設(shè)定為電介質(zhì)基底的背面，下殼體的一部分(16’)設(shè)置在外部輸入/輸出端之間。
5.如權(quán)利要求1所述的非互易電路元件，其特征在于，用于該元件中電連接外部接地端和接地電極(17)的導(dǎo)體部設(shè)置在電介質(zhì)基底和下殼體之間，導(dǎo)體部的一部分還充當(dāng)設(shè)置在輸入/輸出端之間的外部接地端。
6.如權(quán)利要求5所述的非互易電路元件，其特征在于，導(dǎo)體部由軟磁性材料組成。
7.如權(quán)利要求6所述的非互易電路元件，其特征在于，導(dǎo)體部表面形成一主要含Ag或Au層。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的非互易電路元件，其特征在于，與電路裝置底部相配合的孔形成在電介質(zhì)基底的中心。
9.如權(quán)利要求1所述的非互易電路元件，其特征在于，電路裝置設(shè)定為接地導(dǎo)體(110)，電容器設(shè)定為接地導(dǎo)體的表面，外部接地端分別由接地導(dǎo)體的一部分組成。
10.如權(quán)利要求9所述的非互易電路元件，其特征在于，用于終止信號的電阻器其接地一側(cè)電極與接地導(dǎo)體連接。
11.如權(quán)利要求9或10所述的非互易電路元件，其特征在于，與電路裝置底部配合的孔形成在接地導(dǎo)體的中心部。
12.如權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的非互易電路元件，其特征在于，外部輸入/輸出端，外部接地端和接地導(dǎo)體利用樹脂鑄模，形成一體。
13.一種安裝基底，其上安裝有如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的非互易電路元件，其特征在于包括用于輸入/輸出信號的外部輸入/輸出端所連接的至少兩個輸入/輸出焊盤圖版，和外部接地端所連接的至少一個接地焊盤圖版，作為其上安裝有非互易電路元件的焊盤圖版，其中至少一個接地焊盤圖版的一部分設(shè)置在至少一組輸入/輸出焊盤圖版之間。
14.一種集總元件型隔離器，其特征在于包括具有規(guī)定形狀的鐵氧體盤；布置在鐵氧體盤上，互相電絕緣地重迭的三組帶線；其一側(cè)與三組帶線之一連接，另一側(cè)接地的電阻；設(shè)置在三組帶線上，與鐵氧體盤相對，在鐵氧體盤上加直流磁場的磁體；規(guī)定的接地電極；以及存放鐵氧體盤、三組帶線、電阻和磁體，并起到部分磁路作用的殼體，其中，該殼體在鐵氧體盤上電阻所連接的帶線的長軸方向上具有一開口，殼體至少一部分與接地電極電連接。
15.一種集總元件型隔離器，其特征在于包括具有規(guī)定形狀的鐵氧體盤；布置在鐵氧體盤上，互相電絕緣地重迭的三組帶線；其一側(cè)與三組帶線之一連接，另一側(cè)接地的電阻；設(shè)置在三組帶線上，與鐵氧體盤相對，在鐵氧體盤上加直流磁場的磁體；規(guī)定的接地電極；以及存放鐵氧體盤、三組帶線、電阻、磁體和接地電極，并起到部分磁路作用的殼體，其中，三組帶線當(dāng)中除了連接有電阻的帶線以外的另兩組帶線其相交軸的較大夾角在90°至120°范圍以內(nèi)(不包括120°)。
16.一種集總元件型隔離器，其特征在于包括具有規(guī)定形狀的鐵氧體盤；布置在鐵氧體盤上，互相電絕緣地重迭的三組帶線；其一側(cè)與三組帶線之一連接，另一側(cè)接地的電阻；設(shè)置在三組帶線上，與鐵氧體盤相對，在鐵氧體盤上加直流磁場的磁體；規(guī)定的接地電極；以及存放鐵氧體盤、三組帶線、電阻、磁體和接地電極，并起到部分磁路作用的殼體，其中，三組帶線當(dāng)中連接有電阻的帶線的寬度大于兩組余下的帶線的寬度。
17.如權(quán)利要求16所述的集總元件型隔離器，其特征在于，兩組余下的帶線的寬度互相相等。
18.一種集總元件型隔離器，其特征在于包括具有規(guī)定形狀的鐵氧體盤；布置在鐵氧體盤上，互相電絕緣地重迭的三組帶線；其一側(cè)與三組帶線之一連接，另一側(cè)接地的電阻；設(shè)置在三組帶線上，與鐵氧體盤相對，在鐵氧體盤上加直流磁場的磁體；規(guī)定的接地電極；以及存放鐵氧體盤、三組帶線、電阻、磁體和接地電極，并起到部分磁路作用的殼體，其中，三組帶線當(dāng)中連接有電阻的帶線的厚度大于兩組余下的帶線的厚度。
19.如權(quán)利要求18所述的集總元件型隔離器，其特征在于，兩組余下的帶線的厚度互相相等。
20.一種非互易電路元件，其特征在于包括一中心導(dǎo)體部，其中互相絕緣、布置為在鐵氧體盤片頂側(cè)上互相保持120°間隔的三組帶線其一端與三個匹配電容器連接，三組帶線其另一端與接地平面連接；與三個匹配電容器之一并聯(lián)連接的終端電阻；輸入/輸出端；接地端；以及具有屏蔽和磁路效應(yīng)的磁性殼體，其中，具有規(guī)定高頻特性的電介質(zhì)層形成在鐵氧體盤片底側(cè)和與鐵氧體盤片底側(cè)相對的接地平面之間。
21.如權(quán)利要求20所述的非互易電路元件，其特征在于，電介質(zhì)層由聚酰亞胺或特氟龍制成。
22.如權(quán)利要求20所述的非互易電路元件，其特征在于，電介質(zhì)層厚度t保持在0＜t≤150μm范圍。
23.如權(quán)利要求20所述的非互易電路元件，其特征在于，電介質(zhì)層其兩側(cè)具有較粘的粘接劑，并且預(yù)先與鐵氧體底側(cè)或與鐵氧體底側(cè)相對的接地平面粘結(jié)。
24.一種移動通信單元，其特征在于，采用如權(quán)利要求20至23中任一項(xiàng)所述的非互易電路元件作為隔離器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非互易電路元件,通過利用至少具有鐵氧體(34)、傳輸線(31、32和33)以及電容器(21)的電路裝置,在單一方向上發(fā)送信號,或循環(huán)發(fā)送信號,并具有:將信號傳送至一外部單元和傳送來自一外部單元信號的至少兩個外部輸入/輸出端(11和12),以及用于接地的至少一個外部接地端(13、14和15),其中,外部接地端中至少之一(13)設(shè)置在至少一組外部輸入/輸出端(11和12)之間。
文檔編號H01P1/387GK1249544SQ9912086
公開日2000年4月5日 申請日期1999年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月25日
發(fā)明者堀尾泰彥, 竹內(nèi)孝之, 服部益三, 長谷裕之 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社