[發(fā)明專利]不可逆電路裝置和高頻電路裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01116516.2
• 申請日: 2001-02-24
• 公開（公告）號: CN1322032A
• 公開（公告）日: 2001-11-14
• 發(fā)明（設計）人: 岡田剛和;新村悟;牧野敏弘
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H01P1/36
• 分類號: H01P1/36
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 沈昭坤

本發(fā)明涉及不可逆電路裝置，如微波頻帶中用的隔離器等，本發(fā)明還涉及設有不可逆電路裝置的高頻電路裝置，如通信裝置。

微波頻帶中用的不可逆電路裝置已公開在(1)美國專利4016510；(2)日本特許公開No52-134349；(3)日本特許公開No:58-3402；(4)日本特許公開No.9-232818，和(5)日本特許公開No.8-8612中。

上述的不可逆電路裝置是一個元件，其中，鐵(淦)氧板(ferrite?plate)設有按預定角度相交的中心電極，之后，給鐵淦氧板加靜磁場。利用鐵淦氧板的鐵磁特性，中心電極引起的高頻磁場的極化平面按法拉第旋轉定律旋轉，這提供不可逆特性。

上述(5)篇文獻中的用第1至第3中心電極的不可逆電路裝置中，第3中心電極的匹配阻抗有無功分量。由于阻抗取決于頻率，在頻率范圍內最好是能得到窄的不可逆特性。即，元件用作隔離器時，隔離特性必然是窄頻帶。

用兩個中心電極的不可逆電路裝置的優(yōu)點是能小型化而且能實現(xiàn)更寬的頻帶。隨著近年來對無線通信中通信系統(tǒng)裝置的小型化要求也要求通信裝置中的諸如隔離器的不可逆電路裝置進一步小型化。

但是，鐵淦氧板的尺寸大大地小型到例如0.5mm×0.5mm×0.3mm時，而常規(guī)不可逆元件結構仍保持不變，如以下要說的，由于中心電極的長度縮短，它的電感分量也減小。當不可逆電路裝置在預定頻率下操作時，不可能達到阻抗匹配。因此，出現(xiàn)了插入損耗(IL)升高的問題。

常規(guī)隔離器的電路圖示于圖8中。中心電極L1和L2的電感量與并聯(lián)電容器C1和C2的電容量阻抗匹配時，陰抗軌跡關系圖如圖9所示。即，當中心電極的阻抗是預定值時，中心電極的阻抗必須在穿過50Ω的電納圓上，以連接并聯(lián)電容器從而與歸一化阻抗(50Ω)匹配。

但是，要求隔離器的尺寸為3.5mm×3.5mm×1.5mm或以下時，鐵淦氧板的尺寸為1.0mm×1.0mm×0.3mm或以下，該情況下它是直角平行六面體。常規(guī)隔離器的這種結構中，只在鐵淦氧板的表面上設中心電極，中心電極的電感量減小。因而，由于操作頻率下的無功分量小，匹配的并聯(lián)電容器的電容量必須增大。但是，由于該原因，出現(xiàn)了操作頻帶寬度窄的問題。

而且，用單板電容器作上述的匹配并聯(lián)電容器時，它的尺寸增大，這就使隔離器不能達到目標尺寸。例如，設計有800MHz頻帶的隔離器的外部尺寸為3.5mm時，對6.6nH的中心電極的電感量就要求并聯(lián)電容器的電容量為6pf。即使用相對介電常數(shù)例如為110的高介電常數(shù)的陶瓷板構成厚度為0.17mm的匹配并聯(lián)電容器，電容器的尺寸仍然大到1.0mm×1.05mm，這就是說，電容器不能包含在預定尺寸的隔離器中。

整體結構的小型化，使中心電極的尺寸減小，它導致中心電極的電感量減小。電感量太小，以致于不在通過歸一化阻抗(50Ω)的電納圓上，無論并聯(lián)電容器的電容量如何增大，也不可能達到阻抗匹配。這就增大了輸入/輸出阻抗，使插入損耗更壞。

本發(fā)明的目的是，提供小型不可逆電路裝置，它在寬頻帶上有不可逆特性，有低插入損耗，并提供用不可逆電路裝置的高頻電路裝置，如通信裝置。

到此為止，按本發(fā)明第1方案，提供不可逆電路裝置，它包括：相互交叉的第1和第2中心電極，每個中心電極有一端接地；鐵磁體它位于第1和第2中心電極附近；磁鐵，它給鐵磁體供給靜磁場；串聯(lián)電容器，串聯(lián)連接在第1中心電極的另一端與輸入端之間，和串聯(lián)電容器，串聯(lián)連接在第2中心電極的另一端與輸出端之間；和并聯(lián)電容器，并聯(lián)連接在第1中心電極的另一端與地之間，和并聯(lián)電容器，并聯(lián)連接在第2中心電極的另一端與地之間。

由于用了串聯(lián)電容器和并聯(lián)電容器，能使輸入/輸出阻抗可靠地匹配，而且能進一步減小插入損耗，因而能實現(xiàn)小型化和寬頻帶。

不可逆電路裝置中，第1和第2中心電極可包圍鐵磁體。

即使用小的鐵磁體也能使第1和第2中心電極達到足夠的電感量。因此，能實現(xiàn)整體小型化。

不可逆電路裝置中，第1和第2中心電極的相交角度可以是在80°至100℃范圍內的預定角。

能得到低插入損耗和高的不可逆特性。

不可逆電路裝置中，鐵磁體可以是多邊形板。

這就能使第1和第2中心電極之間的鐵磁體較長磁耦合距離相對于第1和第2中心電極的。此外，第1和第2中心電極包圍在鐵磁體周圍時，使包圍簡便了。而且，即使鐵磁體小，也能達到低插入損耗和高的不可逆特性。

不可逆電路裝置中，磁鐵可以是直角平行六面體。