[發明專利]共享連續電路的集成環行器

無效

• 申請號: 201210088014.4
• 申請日: 2012-02-10
• 公開（公告）號: CN102709657A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: D·J·波佩爾卡;T·沃恩;J·D·沃斯
• 申請（專利權）人: EMS科技公司
• 主分類號: H01P1/387
• 分類號: H01P1/387;H01P11/00;H05K3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉春元;李家麟

參考相關申請

本申請是于2005年12月19日提交的，具有相同名稱的美國專利申請號11/314,160的部分繼續申請，其要求2004年12月17日提交的美國臨時專利申請序列號60/634,945的優先權。這兩個申請在此處均納入本文作為參考，如同在下面完全地提出。

技術領域

本發明的實施例涉及一種提供連續電路跡線的器件、系統和方法，且更特定地涉及一種提供包括環行器和連續電路跡線中的其他電子部件的連續電路跡線的器件、系統和方法，避免了人工互連和阻抗匹配的需要。

背景技術

使用環行器來隔離和傳輸電子信號是公知的。環行器為多端口器件，其在一個端口接收射頻(RF)信號，并將其路由至相鄰端口，同時對其余端口隔離或去耦合RF信號。目前，環行器用于操作于非常高頻率的應用。例如，環行器通常用在用于雷達和通信系統的微波電路和微波發射和接收(T/R)模塊。傳統的環行器設計可以包括y型RF導體，具有三個端口連接器，三個端口連接器放置于一對鐵氧體基板之間。磁鐵放置在鐵氧體基板的上方和下方以在鐵氧體元件內產生DC偏置磁場，以提供三個端口連接器之間的傳輸路徑的不可逆操作。薄金屬片或包層放置在每個磁鐵下方的每個鐵氧體基板的外表面上，以為環行器提供接地面并提供對偽RF輻射的屏蔽。部件然后放置在鋼殼體或外殼內以保持提供磁鐵產生的磁場的回路，同時為部件屏蔽外部磁場。

雖然環行器是極其有效率的器件，傳統環行器具有一些不足。首先，將傳統環行器安裝在電路板上需要在環行器將要被安裝的位置處在電路板中切割比環行器封裝稍大的開孔。環行器然后被放置在該開孔內，并且端口連接器使用手動互連，例如焊接、帶狀電纜等被附接至電路板上的外部電路跡線。

如圖1A所示，源自Kane(“Kane”)的美國專利No.4,761,621，印刷電路環行器在本領域是公知的。但是，通常即使那些制作為印刷電路部件的環行器仍然使用傳統方法被連接至外部電子部件(例如，電阻器、濾波器、另外的環行器)。換句話說，外部部件被表面安裝或通過孔安裝然后焊接到印刷電路板(PCB)上。結果，由于環行器的端口引線313、401、403通常由不同材料制成，并且與外部部件407、409、413具有不同的阻抗值，且由于這些部件407、409、413被焊接至板，因此在互連處存在阻抗失配，其導致環行器電性能的惡化。

阻抗失配必須利用帶狀連接器或其他已知的方法校正以將端口連接器同電路跡線的阻抗匹配。如圖1B所示，源自Andre(“Andre”)的美國專利No.3,334,317，嘗試校正該阻抗失配包括使用多級阻抗匹配段10b、10c以執行常規阻抗轉換。這增加了制作過程的復雜度，且需要基于環行器的工作頻率范圍進行調節。換句話說，工作在兩個不同頻率的兩個諧振器需要阻抗匹配段10b、10c，其基于它們的頻率具有不同的尺寸(即寬度)。

另外，環行器和電路跡線之間的不連續存在于連接端口。手動互連還導致端口連接器處的插入損耗、來自不期望的RF信號的干擾增加、以及環行器的高的性能可變性。并且，手動互連傾向于具有不良熱性能，其可能導致可能通過電路的信號功率的量的減少。

常規環行器的另一個不足在于環行器與外部電路部件不處于同一平面。這使得難以有效地提供環行器和電路的公共接地。典型地，必須模制金屬板以與環行器產生的輪廓一致，且使其粘結至環行器和外部電路二者的背面。該非平面接地面可能導致環行器電性能的下降。

常規環行器的再一個不足在于其制作昂貴，且不能夠利用自動制作過程來制作。例如，用于常規環行器的鐵氧體基板傾向于是脆弱的，并且可能在自動制作過程中損壞。另外，部件，尤其是諧振器、鐵氧體元件以及磁鐵必須要精確對準以確保環行器正確操作。從而，全部或至少部分常規環行器必須手動組裝，且部件必須利用夾具或對準框進行對準。一旦部件正確對準，它們通常用手密封在鋼外殼中。彈簧或其他壓縮機構通常置于外殼內以確保鐵氧體材料保持同諧振器的持續接觸。不幸的是，這一組裝過程不論在時間，還是在金錢上都是昂貴的。

已經采取一些嘗試來解決這些同常規環行器關聯的問題。例如，一種方法通過將環行器級聯在共同的封裝里，嘗試減小兩個或更多個環行器之間的阻抗失配。該環行器包括兩個或更多個級聯在一起的RF導體，它們被設置在兩個長方形鐵氧體基板之間。單個阻抗匹配元件耦合在級聯的環行器諧振器的耦合連接端口之間以改進環行器的性能。不幸地，這一方法仍然必須使用手動互連來將級聯環行器連接至外部電路。并且，環行器元件被沒置在容易損壞的兩個鐵氧體基板之間。