不可逆電路元件的制作方法
【專利摘要】不可逆電路元件能夠?qū)崿F(xiàn)低輸入阻抗，盡可能抑制發(fā)送側(cè)電路的元器件數(shù)量和成本的增加。不可逆電路元件（隔離器）包括：鐵氧體（32）；在鐵氧體（32）上以彼此絕緣的狀態(tài)來(lái)交叉配置的第1及第2中心電極（35）、（36）（第1及第2電感器L1、L2）；以及對(duì)第1及第2中心電極（35）、（36）的交叉部分施加直流磁場(chǎng)的永磁體。將第1中心電極（35）的一端設(shè)為輸入端口（P1）、另一端設(shè)為輸出端口（P2），將第2中心電極（36）的一端設(shè)為輸入端口（P1）、另一端設(shè)為接地端口（P3），在輸入端口（P1）與輸出端口（P2）之間串聯(lián)連接有彼此并聯(lián)連接的電阻元件（R）和電容元件（C1）。將第2中心電極（36）的電感設(shè)定得相對(duì)較大，從而降低輸入阻抗。
【專利說(shuō)明】不可逆電路元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及不可逆電路元件，特別涉及在微波頻帶所使用的隔離器、循環(huán)器等的不可逆電路元件。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的隔離器、循環(huán)器等的不可逆電路元件具有只能沿預(yù)先確定的特定方向傳輸信號(hào)，而無(wú)法沿反方向傳輸信號(hào)的特性。利用此特性，例如將隔離器使用于便攜式電話等移動(dòng)通信設(shè)備的發(fā)送電路部中。
[0003]作為這種不可逆電路元件，已知的有如專利文獻(xiàn)I所記載的、具有低插入損耗的2端口型的隔離器。如圖17所示，該隔離器100在鐵氧體132的表面上以彼此絕緣的狀態(tài)來(lái)交叉配置第I及第2中心電極135、136 (電感器Lll、L12),且由永磁體(未圖不)對(duì)交叉部分施加直流磁場(chǎng)從而使第I和第2中心電極135、136磁稱合，將第I中心電極135的一端設(shè)為輸入端口 P1、另一端設(shè)為輸出端口 P2，將第2中心電極136的一端設(shè)為輸出端口 P2、另一端設(shè)為接地端口 P3，在輸入端口 Pl與輸出端口 P2之間連接有彼此并聯(lián)連接的終端電阻Rll和電容器C11，且將第2中心電極136與電容器C12并聯(lián)連接。第I中心電極135與電容器Cll形成諧振電路，第2中心電極136與電容器C12形成諧振電路。而且，在輸入端口Pl側(cè)以及輸出端口 P2側(cè)連接有用來(lái)調(diào)節(jié)阻抗的電容器CS11、CS12。此外，包括外部連接用端子 IN、OUT、GND。
[0004]本隔離器100被組裝到便攜式電話的發(fā)送用電路中。即，輸入側(cè)外部連接用端子IN經(jīng)由匹配電路60、70與發(fā)送側(cè)功率放大器PA相連接，輸出側(cè)外部連接用端子OUT經(jīng)由雙工器等與天線相連接。
[0005]通常，功率放大器PA的輸出阻抗較低，為5Q左右，作為隔離器100的輸入阻抗較高，為50Q左右。為了要降低作為隔離器100的輸入阻抗，如專利文獻(xiàn)I所記載，可通過(guò)將第I及第2中心電極135、136的交叉角度減小來(lái)降低阻抗，且還可通過(guò)插入電容器CSll來(lái)降低阻抗，然而，由于隔離器100的小型化需要，減小交叉角度(降低輸入阻抗)會(huì)達(dá)到極限。
[0006]因此，在隔離器100與功率放大器PA之間插入由電容器C14、C15及電感器L13、L14構(gòu)成的匹配電路60、70以逐漸增大阻抗，使其與隔離器100的阻抗相匹配。然而，插入匹配電路60、70會(huì)導(dǎo)致插入損耗增加，且發(fā)送用電路的元器件數(shù)量和成本也會(huì)增加。對(duì)于插入損耗而言，如圖17所示，要將隔離器100的插入損耗0.5dB與匹配電路60、70的插入損耗0.7dB相加，達(dá)到總計(jì)1.2dB。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)2007-208943號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題[0008]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種不可逆電路元件，其能實(shí)現(xiàn)低輸入阻抗、且能盡可能抑制發(fā)送側(cè)電路的元器件數(shù)量和成本的增加。
解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0009]本發(fā)明的一實(shí)施方式的不可逆電路元件包括:
微波用磁性體；
在所述微波用磁性體上以彼此絕緣的狀態(tài)來(lái)交叉配置的第I中心電極及第2中心電極；以及
對(duì)所述第I中心電極及第2中心電極的交叉部分施加直流磁場(chǎng)的永磁體，
將所述第I中心電極的一端設(shè)為輸入端口、另一端設(shè)為輸出端口，
將所述第2中心電極的一端設(shè)為輸入端口、另一端設(shè)為接地端口，
在輸入端口與輸出端口之間串聯(lián)連接有彼此并聯(lián)連接的電阻元件和電容元件。
[0010]在上述不可逆電路元件中，將第2中心電極的電感設(shè)定得比第I中心電極的電感要大，從而若從輸入端口輸入高頻信號(hào)，則第2中心電極和終端電阻中幾乎沒(méi)有電流流過(guò)，而第I中心電極中有電流流過(guò),并輸出至輸出端口。另一方面,若從輸出端口輸入高頻信號(hào)，則由于不可逆作用，高頻信號(hào)不通過(guò)第I中心電極而是流向電阻元件以作為熱被消耗。即，電流得到衰減(隔離)。由于第2中心電極的電感相對(duì)較大，因此，輸入阻抗下降，能將輸入阻抗降低為以往的一半左右。因此，能省略或減少在隔離器與功率放大器之間存在的匹配電路，由此，減少發(fā)送側(cè)電路的插入損耗，并且降低元器件數(shù)量和成本。
發(fā)明效果
[0011]根據(jù)本發(fā)明，能實(shí)現(xiàn)不可逆電路元件中的低輸入阻抗，且能盡可能抑制構(gòu)成發(fā)送側(cè)電路時(shí)的元器件數(shù)量和成本的增加。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是包含實(shí)施例1的隔離器的發(fā)送側(cè)電路的等效電路圖。
圖2是實(shí)施例1的隔離器的分解立體圖。
圖3是實(shí)施例1的隔離器的立體圖。
圖4是表示構(gòu)成實(shí)施例1的隔離器的鐵氧體?磁體元件的分解立體圖。
圖5是表示實(shí)施例1的隔離器所提供的阻抗變換量的曲線圖。
圖6是表示實(shí)施例1的隔離器的輸入匹配特性的史密斯圓圖。
圖7是表示實(shí)施例1的隔離器的輸出匹配特性的史密斯圓圖。
圖8是表示實(shí)施例1的隔離器的隔離特性的曲線圖。
圖9是表示實(shí)施例1的隔離器的插入損耗的曲線圖。
圖10是實(shí)施例2的隔離器的等效電路圖。
圖11是實(shí)施例2的隔離器的分解立體圖。
圖12是實(shí)施例2的隔離器的立體圖。
圖13是表示實(shí)施例2的隔離器的輸入匹配特性的史密斯圓圖。
圖14是表示實(shí)施例2的隔離器的輸出匹配特性的史密斯圓圖。
圖15是表示實(shí)施例2的隔離器的隔離特性的曲線圖。
圖16是表示實(shí)施例2的隔離器的插入損耗的曲線圖。圖17是包含現(xiàn)有的隔離器的發(fā)送側(cè)電路的等效電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的不可逆電路元件的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。另外，在各圖中，對(duì)相同的構(gòu)件和部分標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，并且省略重復(fù)說(shuō)明。
[0014](實(shí)施例1，參照?qǐng)D1~圖9)
實(shí)施例1的不可逆電路元件(2端口型集中常數(shù)型隔離器1A)如圖1的等效電路所示，在微波用磁性體(以下稱為鐵氧體32)的表面上以彼此絕緣的狀態(tài)來(lái)交叉配置第I及第2中心電極35、36 (電感器L1、L2)，由永磁體41 (參照?qǐng)D2、圖3)對(duì)交叉部分施加直流磁場(chǎng)從而使第I及第2中心電極35、36磁稱合,將第I中心電極35的一端設(shè)為輸入端口 P1、另一端設(shè)為輸出端口 P2，將第2中心電極36的一端設(shè)為輸入端口 P1、另一端設(shè)為接地端口 P3，在輸入端口 Pl與輸出端口 P2之間連接有彼此并聯(lián)連接的終端電阻R和電容器Cl。第I中心電極35與電容器Cl形成諧振電路。而且，在輸入端口 Pl側(cè)以及輸出端口 P2側(cè)連接有用來(lái)調(diào)節(jié)阻抗的電容器CS1、CS2。此外，包括外部連接用端子IN、0UT、GND。
[0015]本隔離器IA被組裝到便攜式電話的發(fā)送用電路中。即，輸入側(cè)外部連接用端子IN經(jīng)由匹配電路60與發(fā)送側(cè)功率放大器PA相連接，輸出側(cè)外部連接用端子OUT經(jīng)由雙工器等與天線相連接。
[0016]在上述隔離器IA中，將第2中心電極36的電感設(shè)定得比第I中心電極35的電感要大，從而若從輸入端口 Pl輸入高頻信號(hào)，則第2中心電極36和終端電阻R中幾乎沒(méi)有電流流過(guò)，而第I中心電極35中有電流流過(guò)，并輸出至輸出端口 P2。另一方面，若從輸出端口 P2輸入高頻信號(hào)，則由于不可逆作用，高頻信號(hào)不通過(guò)第I中心電極35而是流向終端電阻R以作為熱被消耗。即，電流得到衰減(隔離)。由于第2中心電極36的電感相對(duì)較大，因此，輸入阻抗下降，能將輸入阻抗降低為以往的一半左右。從而，能省略或減少在隔離器與功率放大器PA之間存在的匹配電路。具體而言，能省略圖17所示的匹配電路70。由此，作為發(fā)送側(cè)電路的插入損耗減小，并且元器件數(shù)量和成本降低。此外，也無(wú)需為了降低輸入阻抗而將第I和第2中心電極35、36的交叉角度過(guò)分減小。
[0017]下面，進(jìn)行具體說(shuō)明。如圖2~圖4所示，隔離器IA具有如下結(jié)構(gòu)，即，在電路基板20上安裝有鐵氧體?磁體元件30，該鐵氧體?磁體元件30利用一對(duì)永磁體41通過(guò)粘接劑層42將鐵氧體32的左右進(jìn)行固定而成，在鐵氧體32上以導(dǎo)體膜來(lái)形成第I及第2中心電極35、36 (第I電感器L1、第2電感器L2)，且鐵氧體?磁體元件30的周圍由磁軛45所包圍。構(gòu)成匹配電路和諧振電路的電容器Cl、CS1、CS2和終端電阻R分別以貼片型來(lái)構(gòu)成，并安裝于電路基板20上。
[0018] 如圖4所示，第I中心電極35在鐵氧體32上卷繞一匝，一端電極35a作為輸入端口 P1，另一端電極35b作為輸出端口 P2。第2中心電極36以與第I中心電極35按規(guī)定角度交叉的狀態(tài)在鐵氧體32上卷繞四匝(另外，可以是任意匝數(shù))，一端電極35a (與第I中心電極35共用)作為輸入端口 P1，另一端電極36a作為接地電極P3。另外，在圖4中，為了避免煩雜，未示出鐵氧體背面?zhèn)鹊碾姌O。
[0019]電路基板20是將樹(shù)脂基材和導(dǎo)體箔進(jìn)行層疊的樹(shù)脂基板，在其上表面上形成有端子電極21~24，這些端子電極21~24經(jīng)由通孔導(dǎo)體(未圖示)與形成在電路基板20的下表面的外部連接用端子IN、OUT、GND (參照?qǐng)D1)相連接。形成于鐵氧體32的電極35a(輸入端口 Pl)與端子電極21相連接，電極35b (輸出端口 P2)與端子電極22相連接，電極36a (接地端口 P3)與端子電極23相連接。電容器Cl連接在端子電極21、22之間，電容器CSl連接在端子電極21、23之間，電容器CS2連接在端子電極22、24之間。而且，終端電阻R連接在端子電極21、22之間，形成圖1所示的等效電路。
[0020]此處，對(duì)上述隔離器IA的端口 P1-P2之間的阻抗變換量、第I及第2中心電極35、36的電感比L2/L1進(jìn)行闡述。在以下所示的表1及圖5中，示出電感比L2/L1與端口 P1-P2間的阻抗變換量之間的關(guān)系。電感比L2/L1與第I及第2中心電極35、36的匝數(shù)比相對(duì)應(yīng)。在圖5中，特性曲線A表示阻抗的實(shí)數(shù)部，特性曲線B表示阻抗的虛數(shù)部。直線C與實(shí)數(shù)部特性曲線A之間的交點(diǎn)表示圖1中實(shí)數(shù)部的阻抗變換量25 Q (輸入25 Q、輸出50 Q )。
[0021][表1]
【權(quán)利要求】
1.一種不可逆電路元件，其特征在于，包括: 微波用磁性體； 在所述微波用磁性體上以彼此絕緣的狀態(tài)來(lái)交叉配置的第I中心電極及第2中心電極；以及 對(duì)所述第I中心電極及第2中心電極的交叉部分施加直流磁場(chǎng)的永磁體， 將所述第I中心電極的一端設(shè)為輸入端口、另一端設(shè)為輸出端口， 將所述第2中心電極的一端設(shè)為輸入端口、另一端設(shè)為接地端口， 在輸入端口與輸出端口之間串聯(lián)連接有彼此并聯(lián)連接的電阻元件和電容元件。
2.如權(quán)利要求1所述的不可逆電路元件，其特征在于， 所述電阻元件與另一個(gè)電容元件、電感元件串聯(lián)連接。
【文檔編號(hào)】H01P1/36GK103608968SQ201280029230
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月16日
【發(fā)明者】和田貴也, 中嶋禮滋 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所