CN1367551A - 不可逆电路元件和通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种不可逆电路元件和通信装置,这种不可逆电路元件能不通过平衡—不平衡变换器等与平衡电路连接。隔离器21包括电路基板22、金属制下侧盒24、中心电极组合体43、金属制上侧盒28、永磁铁29、电阻器R、匹配用电容器C1、C2等。电路基板22是在玻璃环氧树脂基板和铁氧体基板等绝缘性基板上,形成不平衡型输入端(=unbalance输入端)31、平衡型输出端(=balance输出端=差动输出端)32、33、接地端34和1/2波长线路35的基板。

Description

不可逆电路元件和通信装置

技术领域

本发明涉及不可逆电路元件，特别涉及微波频段使用的隔离器(isolator)等的不可逆电路元件和通信装置。

背景技术

图13表示以往的便携式电话1的RF部分的电路方框图。在图13中，2是天线元件，3是天线共用器，4、6发送侧功率放大器，5是发送侧级间用带通滤波器，7是发送侧混频器，8是接收侧低噪声放大器，9是接收侧级间用带通滤波器，10是接收侧混频器，11是隔离器，12是电压控制振荡器(VCO)，13是本振用带通滤波器。

一般地，在电压控制振荡器12与发送、接收侧混频器7、10间配置隔离器11，谋得电压控制振荡器12与发送、接收侧混频器7、10的隔离，以便从发送、接收侧混频器反射的信号不返回到电压控制振荡器12。不可逆电路元件的隔离器11因不需要电力，所以有电池耐用、能增加便携式电话1的等待接收时间和通话时间的优点。此外，也能用缓存放大器代替隔离器11。

近年来，随着要求便携式电话的小型化和低成本化，内装发送侧混频器7和接收侧混频器10的IC(平衡输入输出电路)增加。但是，以往的隔离器11的输入输出端口都是不平衡型端口。因此，为了电气连接内装混频器的IC的平衡型输入输出端口与隔离器11，有必要用平衡—不平衡变换器将IC平行信号变换成单端信号。因此，有构成元件个数增加、连接地方增多、安装面积增大和故障率增加等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不可逆电路元件和通信装置，这种不可逆电路元件能不通过平衡—不平衡变换器等，与平衡电路连接。

为解决前述问题，本发明的不可逆电路元件，具有两个端口，其特征在于，这两个端口中的至少一个端口是平衡型端口。例如，仅输入端口是平衡型端口、仅输出端口是平衡型端口或者输入端口和输出端口都是平衡型端口。

更具体地说，包括

由铁氧体和两个中心电极组成的中心电极组合体，

将直流磁场施加在所述铁氧体上的永磁铁，和

收装所述中心电极组合体和永磁铁的金属盒。

平衡型端口由与1/2波长线路的两端电气连接的一对端子组成，并且一对端子中的一个端子与中心电极中的一个电气连接。

此外，平衡型端口由分别通过匹配用电容器与一个中心电极的两端电气连接的一对端子组成。

前述结构的不可逆电路元件能不通过平衡—不平衡变换器等，与平衡电路连接。

本发明的通信装置，利用包括具有前述特征的不可逆电路元件，能得到高可靠性。

附图说明

图1表示与本发明实施形态1相关的不可逆电路元件的分解立体图。

图2表示图1所示的不可逆电路元件的等效电路图。

图3表示包括图1所示的不可逆电路元件的通信装置的电气方框图。

图4表示与本发明实施形态2相关的不可逆电路元件的分解立体图。

图5表示图4所示的不可逆电路元件的等效电路图。

图6表示包括图4所示的不可逆电路元件的通信装置的电气方框图。

图7表示与本发明实施形态3相关的不可逆电路元件的分解立体图。

图8表示图7所示的不可逆电路元件的等效电路图。

图9表示包括图7所示的不可逆电路元件的通信装置的电气方框图。

图10表示与本发明实施形态4相关的不可逆电路元件的分解立体图。

图11表示图10所示的不可逆电路元件的等效电路图。

图12表示同轴线路的立体图。

图13表示包括以往的不可逆电路元件的通信装置的电气方框图。

具体实施方式

下面，参照附图对与本发明相关的不可逆电路元件和通信装置的实施形态进行说明。在各实施形态中，作为不可逆电路元件以集总常数型隔离器为例进行说明，并对于同一元件和同一部分附加以相同的标号，省略重复的说明。

(实施形态1，参照图1-图3)

如图1所示，隔离器21包括电路基板22、金属制下侧盒24、中心电极组合体43、金属制上侧盒28、永磁铁29、电阻器R、匹配用电容器C1、C2等。

中心电极组合体43由长方体的微波铁氧体40和使覆盖绝缘体的2根导线(铜线和银线等)交叉成交叉角为90度并卷绕在铁氧体40的表面上的中心电极41、42构成。用粘接剂将中心电极组合体43固定在金属制下侧盒24的上表面。然后，利用锡焊等方法，将中心电极的一端41a、42a连接在金属制下侧盒24上并且接地。

电路基板22是在玻璃环氧树脂基板和铁氧体基板等绝缘性基板上，形成不平衡型输入端(＝unbalance输入端)31、平衡型输出端(＝balance输出端＝差动输出端)32、33、接地端34和1/2波长线路35的基板。不平衡型输入端31露出在电路基板22的左边，一对平衡型输出端32、33露出在右边。将接地端34配置在电路基板22的中央，将其两端露出在电路基板22的前侧和后侧。将曲折形状的1/2波长线路35电气连接在平衡型输出端32和33间，使相位差为180度。借助于使用1/2波长线路35，当希望改变隔离器21的工作频率时，能方便地仅根据工作频率在电路基板22上形成规定长度的电极图案，从而构成所要工作频率的1/2波长线路35。此外，借助于改变电路基板22的介电常数，能进一步小型化1/2波长线路35。

在电路基板22的接地端34上，锡焊金属制下侧盒24。在金属制下侧盒24上面，安装匹配用电容器C1、C2和电阻器R。即、匹配用电容器C1、C2的低电位侧电容器电极分别锡焊在金属制下侧盒24上，将电阻器R的一端锡焊在匹配用电容器C1的高电位侧电容器电极上，将另一端锡焊在匹配用电容器C2的高电位侧电容器电极上。然后，在将中心电极41的另一端41b锡焊在匹配用电容器C1高电位侧电容器电极上后，锡焊在不平衡型输入端31上。同样地，在将中心电极42的另一端42b锡焊在匹配用电容器C2高电位侧电容器电极上后，锡焊在平衡型输出端32上。

利用粘贴等方法，将永磁铁29安装在金属制上侧盒28的上部周围后，安装在电路基板22上，从而组装前述结构的各元件。永磁铁29将直流磁场施加在中心电极组合体43的铁氧体40上。接合金属制下侧盒24和金属制上侧盒28，形成金属盒，构成磁路，具有作为轭铁的功能。

图2表示隔离器21的等效电路图，图3表示将隔离器21组装在便携式电话51的RF部分的电路方框图。在图3中，52是天线元件，53是天线共用器，54、56是发送侧功率放大器，55是发送侧级间用带通滤波器，57是内装调制器58和解调器59的IC，60是接收侧低噪声放大器，61是接收侧级间用带通滤波器，62是电压控制振荡器(VCO)。

这里，IC57的输入输出端是平衡型的，被连接的元件必须具有平衡型端。另一方面，隔离器21的输入端口由不平衡型输入端31组成，输出端口由一对平衡型输出端32、33组成。因此，能使隔离器21的不平衡型输入端31电气连接到电压控制振荡器62上，并能使平衡型输出端32、33电气连接到IC57上。

也就是说，这种隔离器21因能从平衡型输出端32、33用相同振幅输出相位差180度的信号，所以能不通过平衡—不平衡变换器等与IC57的平衡型输入端连接。因此，能使构成元件个数少，并使电路基板22的面积尺寸小。此外，因能省略平衡—不平衡变换器等，所以能使插入损耗和不需要的辐射小，得到小型而且低成本的便携式电话51。

(实施形态2，参照图4-图6)

如图4和图5所示，实施形态2的隔离器21a，输入端口由一对平衡型输入端37、38组成，输出端口由不平衡型输出端39组成。

在电路基板22上形成平衡型输入端37、38、不平衡型输出端39、天线端34和1/2波长线路36。平衡型输入端37、38露出在电路基板22的左边，不平衡型输入端39露出在右边。将曲折形状的1/2波长线路36电气连接在平衡型输入端37和38间，使相位差为180度。

然后，在将中心电极组合体43的中心电极41的端41b锡焊在匹配用电容器C1高电位侧电容器电极上后，锡焊在平衡型输入端37上。同样地，在将中心电极42的端42b锡焊在匹配用电容器C2高电位侧电容器电极上后，锡焊在不平衡型输出端39上。

图6表示将隔离器21a组装在便携式电话51的RF部分的电路方框图。在图6中，52是天线元件，53是天线共用器，54、56发送侧功率放大器，55是发送侧级间用带通滤波器，66是发送侧混频器，60是是接收侧低噪声放大器，65是接收侧级间用带通滤波器，67是接收侧混频器，68是缓存放大器，62是电压控制振荡器。

但是，近年来在便携式电话的调制解调电路中，因不用IF滤波器能小型化的缘故，不断采用直接变频调制方式。图6所示的电路是其一例，在图6所示的电路中，因电压控制振荡器62的发送频率与发送系统和接收系统的RF频率非常接近，所以不能用滤波器等去除相互频率的信号。因此，从天线元件52进入到接收系统中的信号与从电压控制振荡器62来的信号，同时输入到低噪声放大器60中。于是，在低噪声放大器60中发生电磁干扰，所以会发生不能很好地接收应该接收的信号的问题。

这里，如图6所示，借助于插入接收侧隔离器21a，用隔离器21a衰减来自电压控制振荡器62的信号，能防止电磁干扰的发生。这时，使用具有平衡型输出端的声表面波滤波器作为带通滤波器65，这是因为具有平衡型输出端的滤波器耐噪声性能好。因此，将隔离器21a的平衡型输入端37、38电气连接到声表面波滤波器65上，将不平衡型输出端39电气连接到接收侧混频器67上。也就是说，这种隔离器21a因能从平衡型输入端37、38用相同振幅输入相位差180度的信号，所以能不通过平衡—不平衡变换器等与声表面波滤波器65的平衡型输出端连接。因此，能使插入损耗和不需要的辐射小，得到小型而且低成本的便携式电话51a。

(实施形态3，参照图7-图9)

如图7和图8所示，实施形态3的隔离器21b，输入端口由一对平衡型输入端37、38组成，输出端口也由一对平衡型输出端32、33组成。

在电路基板22上形成平衡型输入端37、38、平衡型输出端32、33、天线端34和1/2波长线路35、36。将曲折形形状的1/2波长线路36、35电气连接在平衡型输入端37、38间，并电气连接在平衡型输出端32、33间，使相位差为180度。

然后，在将中心电极组合体43的中心电极41的端41b锡焊在匹配用电容器C1高电位侧电容器电极上后，锡焊在平衡型输入端37上。同样地，在将中心电极42的端42b锡焊在匹配用电容器C2高电位侧电容器电极上后，锡焊在不平衡型输出端32上。

图9表示将隔离器21b组装在便携式电话51b中的电气电路方框图。在图9中，52是天线元件，53是天线共用器，54、56发送侧功率放大器，55是发送侧级间用带通滤波器，57是内装调制器58和解调器59的IC，60是接收侧低噪声放大器，65是声表面波滤波器，70是平衡—不平衡变换器，68是缓存放大器，62是电压控制振荡器。

隔离器21b不通过平衡—不平衡变换器将其平衡型输入端37、38与声表面波滤波器65电气连接。将平衡型输出端32、33与IC57电气连接。因此，能使插入损耗和不需要的辐射小，得到小型而且低成本的便携式电话51b。

(实施形态4，参照图10和图11)

如图10和图11所示，实施形态4的隔离器21c，输入端口由不平衡型输入端72组成，输出端口由平衡型输出端73、74组成。

在电路基板71上，形成不平衡型输入端72、平衡型输出端73、74、接地端75和电路图案76。不平衡型输入端72和接地端75分别露出在电路基板71的左边，一对平衡型输出端73、74露出在右边。过匹配用电容器C4、C3，将中心电极组合体43的中心电极42的端42a、42b电气连接在平衡型输出端73、74上。此外，与平衡型输出端74、73电气连接中心电极42的端42a和42b间，用匹配用电容器C2电气连接。另一方面，中心电极41的一端41a与接地端75电气连接，另一端41b(在图10中未图示)通过匹配用电容器C1与接地端75电气连接。此外，电阻器R的一端电气连接到匹配用电容器C1和中心电极41的一端41b上，另一端电气连接到匹配用电容器C2、C3和中心电极41的另一端42b上。

这种隔离器21c的输入端口由不平衡型输入端72组成，输出端口由一对平衡型输出端73、74组成。也就是说，这种隔离器21c因能从平衡型输出端73、74用相同振幅输出相位差180度的信号，所以能不通过平衡—不平衡变换器等与具有平衡型输入端的器件电气连接。而且，隔离器21c因借助于连接2个电容器C3、C4形成平衡型输出端口，所以比使用1/2波长线路35的前述实施形态1的隔离器1能进一步小型化。

(其它实施形态)

与本发明相关的不可逆电路元件和通信装置不限于前述实施形态，可以在其宗旨内进行种种变更。如图12所示，例如可以用将介质92夹在其间的内导体90和外导体91组成的同轴线路，代替1/2波长线路。

此外，也可以用图案印刷等方法，将中心电极和匹配用电容器等形成在介质基板和磁性基板的表面上，也可以用图案印刷等方法，叠层配置在叠层介质层和磁性体层构成的多层基板的内部。在叠层介质层和磁性体层构成的磁性体多层基板上形成中心电极的场合，得到整体化铁氧体和中心电极的构造。

由前述说明可见，采用本发明，则因二个端口中的至少一个端口是平衡型端口，所以不可逆电路元件能不通过平衡—不平衡变换器等与具有平衡型端的器件连接。其结果，能抑制插入损耗和不需要的辐射，得到小型而且频率特性好的通信装置。

Claims (8)

1.一种不可逆电路元件，具有两个端口，其特征在于，

所述两个端口中的至少一个端口是平衡型端口。

2.如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，

输入端口是不平衡型端口，输出端口是平衡型端口。

3.如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，

输入端口是平衡型端口，输出端口是不平衡型端口。

4.如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，

输入端口和输出端口都是平衡型端口。

5.如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，

所述平衡型端口由与1/2波长线路的两端电气连接的一对端子组成。

6.如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，包括

由铁氧体和两个中心电极组成的中心电极组合体，

将直流磁场施加在所述铁氧体上的永磁铁，和

收装所述中心电极组合体和永磁铁的金属盒，

所述平衡型端口由与1/2波长线路的两端电气连接的一对端子组成，并且所述一对端子中的一个端子与所述中心电极中的一个电气连接。

7.如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，包括

由铁氧体和两个中心电极组成的中心电极组合体，

将直流磁场施加在所述铁氧体上的永磁铁，和

收装所述中心电极组合体和永磁铁的金属盒，

所述平衡型端口由分别通过匹配用电容器与一个所述中心电极的两端电气连接的一对端子组成。

8.一种通信装置，其特征在于，包括

至少一个如权利要求1所述的不可逆电路元件。

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