不可逆電路裝置和通信設備的製作方法
2023-05-13 05:52:51 2
專利名稱：不可逆電路裝置和通信設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種不可逆(單向)電路裝置，例如，在諸如微波頻段之類的高頻段中所用的隔離器，本發明還涉及一種使用這種不可逆電路裝置的通信設備。
到目前為止，常規的集總常數型循環器是這樣形成的在一個殼體內容納多個中央導體和一個磁體，這些中央導體鄰接(adjacentto)一個鐵氧體片相互交叉地設置，磁體用於向鐵氧體片施加直流磁場。另一方面，隔離器是這樣形成的通過一個電阻器終接三個埠中的一個預定埠。
圖10A和10B是底視圖，它們顯示出兩種類型的常規隔離器。在此，顯示出一個兼作下殼體的下磁軛8、一個樹脂殼體7、一個輸入端子In，一個輸出端子Out以及一個接地端子Gnd。
如圖10所示，在一個常規隔離器中，輸入端子和輸出端子都是沿著樹脂殼體7縱向或橫向的一側設置的。結果是，隔離器的輸入/輸出的方向性已經預先確定了。因此，在隔離器已安裝在諸如通信設備之類的電子設備的電路板上的情況下，當試圖顛倒信號輸入和信號輸出的位置關係時，就需要用另一個隔離器來替換該隔離器，另一個隔離器與該隔離器具有相反的輸入/輸出不可逆特性。當然，輸入/輸出不可逆特性也可通過使施加到鐵氧體片上的直流磁場反向來顛倒。然而，讓用戶顛倒磁體的極性和調節隔離器的特性是很困難和不現實的。
另一方面，為了滿足用戶的要求，隔離器的製造商需要事先準備兩種類型的在輸入/輸出方向上相互不同的隔離器。這樣就使生產和管理的成本增加了。
因此，本發明的一個目的就是解決上述問題，並提供一種不可逆電路裝置，這種不可逆電路裝置允許只準備單一類型的不可逆電路裝置，就可使用一個安裝基片上的相同端子布局來顛倒輸入和輸出之間的關係，並且還提供一種使用該不可逆電路裝置的通信設備。
根據本發明，提供了一種不可逆電路裝置，它包括一個磁體，其上施加有一個直流磁場；和一個中央導體，它鄰接磁體設置。在該不可逆電路裝置中，連接到中央導體的輸入/輸出端子設置在相對於該不可逆電路裝置的底表面的中心部分大致旋轉對稱的位置處。
上述特徵允許只通過將不可逆電路裝置沿著其底面旋轉180度就可顛倒輸入/輸出不可逆特性的方向。因此，只需準備單一類型的不可逆電路裝置，在不可逆電路裝置安裝到諸如通信設備之類的電子設備的電路板上時，輸入/輸出的方向性就可以確定。
在本發明中，優選方案是，設置連接到中央導體的多個接地端子，並且接地端子設置在相對於該不可逆電路裝置的底表面的中心部分大致旋轉對稱的位置處。這些特徵允許在該不可逆電路裝置的接地端子與安裝基片上的接地電極之間可靠地建立接地連接，而不用考慮不可逆電路裝置在安裝基片上的安裝狀態。
本發明還提供了一種包括上述不可逆電路裝置的通信設備。
從下面結合附圖對本發明的優選實施例所做的詳細說明，本發明上述的和其它的目的、特徵和優點將會清楚明了。
圖1是一個分解透視圖，它顯示出根據本發明第一實施例的隔離器；圖2是一個頂視圖，它顯示出根據第一實施例的隔離器，其中上磁軛和下磁軛已被去除了；圖3是根據第一實施例的隔離器的等效電路圖；圖4是一個底視圖，它顯示出根據本發明第二實施例的隔離器；圖5是一個底視圖，它顯示出根據本發明第三實施例的隔離器；圖6是一個底視圖，它顯示出根據本發明第四實施例的隔離器；圖7是一個底視圖，它顯示出根據本發明第五實施例的隔離器；圖8是一個底視圖，它顯示出根據本發明第六實施例的隔離器；圖9是一個方框圖，它顯示出根據本發明第七實施例的通信設備的結構；圖10是一個底視圖，它顯示出一個常規隔離器的結構。
根據第一實施例的一種隔離器的結構將參照圖1到3來描述。
圖1是該隔離器的分解透視圖，圖2是該隔離器的頂視圖，其中上磁軛2和下磁軛8已被去除。在此，上磁軛2是一個由磁性金屬做成的一個盒狀的磁軛。一個矩形的板狀永磁體3放置在上磁軛2的內表面上。在磁性組件5內，一個鐵氧體部件54放置在中央導體的連接部分，該連接部分具有與鐵氧體部件54的底表面大致相同的形狀。從連接部分延伸出的三個中央導體51、52和53是包繞鐵氧體部件54摺疊的，它們之間插放絕緣片(未顯示)，並且以大約120度的角度相互交叉。埠部分P1、P2和P3在相應的中央導體51、52和53的頂端是向外突出的。一個襯墊4設置用於以預定的間距來保持磁性組件5和永磁體3之間的間隙。在樹脂殼體7中插接模壓(insert-molded)有一個接地電極，它的一部分暴露於樹脂殼體7的內部上表面；一個輸入/輸出端子72；多個接地端子73，從樹脂殼體的底表面到側表面每個接地端子都是暴露的；等等。一個匹配電容器C1連接在埠P1和樹脂殼體7中的接地電極之間，並且同樣的，匹配電容器C2和C3分別連接在埠部分P2和P3與樹脂殼體7中的接地電極之間。一個終接電阻器R連接在電連接到埠P3的電極和接地電極之間。由磁性金屬做成的下磁軛8與上磁軛2一起構成了一個閉合磁路。由永磁體3產生的磁場從而在厚度方向上施加至鐵氧體部件54。
圖3是上述隔離器的等效電路圖。在圖3中，等效電感器L是由每個中央導體51、52和53與鐵氧體部件所形成的。匹配電容器C1、C2和C3的電容設置成與上述電感器L的電感相匹配，並因此在圍繞一個預定中心頻率的預定帶寬範圍內獲得了低的介入損耗。參考數字71表示一個輸入端子，而參考數字72表示一個輸出端子。從輸入端子71供給的信號是從輸出端子72輸出的。另一方面，輸入到輸出端子72的信號幾乎不能傳遞到輸入端子71一側，並且被電阻器R所終結。
如圖2所示，因為輸入/輸出端子71和72是以相對於樹脂殼體7的底表面中心的旋轉對稱位置來設置的，通過將不可逆電路裝置從圖2的設置狀態沿著樹脂殼體的底表面旋轉大約180度，輸入/輸出端子71和72之間的位置關係就顛倒了。這樣就允許顛倒隔離器的方向性。另外，在這個例子中，通過在相對於樹脂殼體底表面中心的旋轉對稱位置上設置四個接地端子73，即使當隔離器相對於圖2所示的設置狀態旋轉180度，這些接地端子的位置仍可以保持不變。從而，當將該隔離器安裝到安裝基片上時，不管隔離器採取什麼樣的姿態，隔離器的接地端子和安裝基片上的接地電極之間的連接都能可靠地建立。
下面將參照圖4到8的底視圖來描述根據第二到第六實施例的隔離器的結構。
在這些圖中，參考符號In表示用作正向信號的輸入端子的輸入/輸出端子，參考符號Out表示用作正向信號的輸出端子的輸入/輸出端子，以及Gnd表示接地端子。參考數字7表示樹脂殼體，8表示下磁軛。
在圖4所示的實施例中，兩套輸入/輸出端子和接地端子各自設置在樹脂殼體相對的兩側，這些端子之間的間距設定為大致相等。每個輸入/輸出端子的寬度做得比每個接地端子的寬度要小，這樣輸入/輸出端子的位置可容易地直視讀出或通過一個自動機器讀出。
圖5所示的實施例有一個四端子結構，其中輸入/輸出端子設置在一條對角線的位置上，並且一對接地端子設置在另一條對角線的位置上。
在圖6所示的實施例中，兩對接地端子設置在輸入/輸出端子的兩側。這樣就便於連接到一條共面線上，該共面線是通過在一個中央導體的兩側設置接地電極來形成的。
在圖7A所示的實施例中，輸入/輸出端子和接地端子是在樹脂殼體底表面的四個側邊上設置的。在這個樹脂殼體中，與上述實施例的隔離器不同，輸入/輸出端子和接地端子設置在相對於稍微偏離樹脂殼體底表面正中心的位置的旋轉對稱位置上。
在圖7B所示的實施例中，當隔離器被180度旋轉後，輸入/輸出端子和接地端子向外突出的方向與圖7B所示的向外突出方向不同。然而，輸入/輸出端子和接地端子設置在相對於樹脂殼體底表面中心大致旋轉對稱的位置上。
在圖8A所示的實施例中，輸入/輸出端子設置在旋轉對稱的位置上，並設有單個接地端子。即使隔離器有這樣一種結構，通過在兩個可能的位置上設置帶有接地圖形(接地電極)(隔離器的接地端子與這些接地圖形電連接)的安裝基片，就可以在圖8A所示隔離器的姿勢和圖8A所示隔離器旋轉180度後的姿勢兩種情況下都可以建立接地連接。
在圖8B所示的例子中，接地端子Gnd1和Gnd2設置在旋轉對稱位置上，除此之外，還設有單個的接地端子Gnd3。在這種情況中，通過設置帶有一個接地圖形(當被旋轉180度時，它將電連接到接地電端子Gnd3上)的安裝基片，也可在三個點上建立接地連接，而不管隔離器採取什麼姿勢。
在上述的實施例中，輸入/輸出端子和接地端子設置在樹脂殼體內。然而，本發明也可應用於例如這樣一種不可逆電路裝置其中，替代在樹脂殼體內設置這些端子，採用安裝基片上形成的電極作為輸入/輸出端子和接地端子。
另外，在上述的每個實施例中，對不可逆電路裝置所做的說明是採用一種集總常數型不可逆電路裝置作為例子，其中多個中央導體是鄰接一個磁體相互交叉地設置的，並且這些導體是互相絕緣的。然而，本發明也可應用於一種分布常數型不可逆電路裝置，其代表性的是帶狀線型(其中一個Y狀的中央導體設置在兩個磁體之間)或者微帶線型(其中一個Y狀的中央導體設置在一個磁體上)。
下面將參照圖9來說明使用上述隔離器的通信設備的一個例子。在圖9中，參考符號ANT表示一個發射/接收天線，DPX表示一個天線共用器，BPFa和BPFb各自表示帶通濾波器，AMPa和AMPb表示放大電路，MIXa和MIXb表示混頻器。OSC表示一個振蕩器，SYN表示一個頻率合成器。MIXa用調製信號來調製從SYN輸出的頻率信號，BPFa只讓發射頻帶的信號通過，AMPa對這些信號進行功率放大，並且通過一個隔離器ISO和PX從ANT發射出去。BPFb只讓從DPX所傳送的信號中接收頻帶的信號通過，並且AMPb放大通過的信號。MIXb將從SYN輸出的頻率信號與接收信號混合，從而輸出一個中頻信號IF。在具有這種結構的通信設備中，如圖1到8所示的不可逆電路裝置被用作上述的隔離器ISO。
從以上說明可清楚地理解，根據本發明，只需將不可逆電路裝置沿著其底面旋轉大致180度，輸入/輸出不可逆特性的方向就可顛倒。因此，如果只準備了單一類型的不可逆電路裝置，那麼當不可逆電路裝置安裝到諸如通信設備之類的電子設備的電路板上時，只需通過確定不可逆電路裝置的安裝姿勢，就可確定輸入/輸出的方向性。這就帶來了總成本的降低。
此外，根據本發明，不可逆電路裝置的接地端子和安裝基片上的接地電極之間的接地連接可以可靠地建立，不用考慮不可逆電路裝置在安裝基片上的安裝狀態。
另外，在根據本發明的通信設備中，通過使用根據本發明的低成本不可逆電路裝置，可以實現總成本的降低。此外，因為整機電路是使用單一類型的不可逆電路裝置在預定位置上構成的，這樣也方便了設備的設計。
儘管本發明已經根據當前被認為是優選的實施例的技術內容進行了說明，但應當理解，在不脫離本發明的情況下，可以在更寬的方面進行各種更改和變換，因此，所附權利要求是要覆蓋落入本發明的實質精神和範圍之內的所有這類更改和變換。
權利要求
1．一種不可逆電路裝置，包括一個磁體，其上施加有一個直流磁場；和一個中央導體，它鄰接所述磁體設置，其中，連接到所述中央導體的輸入/輸出端子設置在相對於所述不可逆電路裝置的底表面的中心部分大致旋轉對稱的位置處。
2．根據權利要求1的不可逆電路裝置，還包括連接到所述中央導體的多個接地端子，其中，所述多個接地端子設置在相對於所述不可逆電路裝置的底表面的中心部分大致旋轉對稱的位置處。
3．一種通信設備，包括根據權利要求1或2的不可逆電路裝置。
全文摘要
本發明提供了一種不可逆電路裝置，它允許只準備單一類型的不可逆電路裝置，就可使用一個安裝基片上的相同端子布局來顛倒輸入和輸出之間的關係，並且本發明還提供了使用該不可逆電路裝置的一種通信設備。在該不可逆電路裝置中，多個中央導體以相互交叉的狀態設置在一個鐵氧體部件上，鐵氧體部件上施加有直流磁場，多個匹配電容器各自連接在中央導體的埠和地之間，並且一個終接電阻器連接在一個預定的埠和地之間。在樹脂殼體7中，電連接到相應埠的輸入/輸出端子設置在相對於樹脂殼體的底表面的中心大致旋轉對稱的位置處。
文檔編號H01P1/383GK1316794SQ0111780
公開日2001年10月10日 申請日期2001年4月5日 優先權日2000年4月5日
發明者川浪崇, 山本俊宏, 牧野敏弘, 出嶌弘基 申請人:株式會社村田製作所