在特高介电常数隔离器/循环器接点中的阻抗匹配

摘要

公开了可用于射频(RF)应用的隔离器/循环器接点的实施例和制造所述接点的方法。接点可以具有优异的阻抗匹配，即使当它们被微型化时，也能提供相对于之前使用的接点显著的优势。接点可由高和低介电常数材料两者形成。

权利要求

1.一种循环器/隔离器接点，包括：

铁氧体盘对，该铁氧体盘对的每一个铁氧体盘具有外缘；

复合介电材料，围绕在该铁氧体盘对的每一个铁氧体盘的外缘；和中心导体，位于该铁氧体盘对之间，该中心导体包含从该中心导体的中心向外延伸的多个传输线，该复合介电材料包含具有第一介电常数的第一介电常数分段和具有第二介电常数的第二介电常数分段，该第一介电常数分段在该多个传输线的每一个的上方对齐，并且第一介电常数小于该第二介电常数。

2.权利要求1的循环器/隔离器接点，其中该复合介电材料通常为环形。

3.权利要求1的循环器/隔离器接点，其中该第一介电常数分段的材料足以允许在传输线的生产误差范围内的传输线的宽度。

4.权利要求1的循环器/隔离器接点，其中该中心导体包含三个彼此间隔约120度的三个传输线，并且该复合介电材料包含被放置在该传输线的正上方和正下方的三个第一介电常数分段。

5.权利要求1的循环器/隔离器接点，还包含位于该铁氧体盘对的外表面上的接地板对。

6.权利要求1的循环器/隔离器接点，其中该第二介电常数材料具有至少30的介电常数。

7.权利要求1的循环器/隔离器接点，其中该第一介电常数材料具有小于30的介电常数。

8.权利要求1的循环器/隔离器接点，其中该复合介电材料对于频率在1.8至2.7GHz范围内具有25mm或更小的直径。

9.权利要求1的循环器/隔离器接点，其中该接点具有4个端口和4条传输线。

10.权利要求1的循环器/隔离器接点，其中该接点具有6个端口和6条传输线。

11.权利要求1的循环器/隔离器接点，其中该中心导体和传输线被配置为微带构造。

12.一种形成循环器/隔离器接点的方法，包括：

插入铁氧体杆到单件的具有第一介电常数的介电常数管中；

在具有第一介电常数的该介电常数管上切割出槽，以形成第一介电常数分段；

将具有第二介电常数的第二介电常数分段插入并固定在该槽中，以形成交替的第一介电常数和第二介电常数组装件，该第一介电常数和第二介电常数不同；和将交替的第一介电常数和第二介电常数组装件切片，以形成具有由第一介电常数分段和第二介电常数分段交替围绕的铁氧体杆的盘。

13.权利要求12的方法，其中该槽完全延伸穿过该管的直径。

14.权利要求12的方法，其中该槽彼此间隔约120度。

15.权利要求12的方法，其中该介电常数管具有25mm或者更小的直径。

16.一种分段的循环器/隔离器，包括：

铁氧体盘，具有外缘；

多个第一介电常数材料分段，围绕该铁氧体盘的外缘，并且在相邻的第一介电常数材料分段之间具有间隙；和多个第二介电常数材料分段，围绕该铁氧体盘的外缘，并且位于该间隙中，该多个第二介电常数材料分段的介电常数高于该多个第一介电常数材料分段的介电常数，该多个第一介电常数材料分段和该多个第二介电常数材料分段的组合形成围绕该铁氧体盘的外缘的环。

17.权利要求16的分段的循环器/隔离器，其中该铁氧体盘包含具有不同介电常数的两种材料。

18.权利要求16的分段的循环器/隔离器，其中该多个第一介电常数分段的材料的每一个的宽度足以允许在传输线生产误差之上的传输线宽度。

19.权利要求16的分段的循环器/隔离器，还包含第二分段循环器/隔离器，该第二分段循环器/隔离器包含中心导体，该中心导体包含间隔约120度的三个传输线，该多个第一介电常数分段被放置在该传输线的正上方和正下方。

20.权利要求16的分段的循环器/隔离器，还包含位于该盘的外表面上的接地板对。

说明书

在特高介电常数隔离器/循环器接点中的阻抗匹配

[0001] 通过引用结合的任何优先权申请

[0002] 本申请要求于2014年7月23日递交的、名称为“在特高介电常数隔离器/循环器接点中的阻抗匹配”的美国临时申请No.62/028,125的权益，该申请的全部内容通过引用并入本申请。

技术领域

[0003] 本公开的实现方式实施例一般地涉及用于电子应用尤其是用于隔离器/ 循环器接点的阻抗匹配的组合物和材料的制备方法。

发明内容

[0004] 这里公开了一种循环器/隔离器接点的实现方式，该循环器/隔离器接点包括铁氧体盘对，该铁氧体盘对的每一个铁氧体盘具有外缘，复合介电材料围绕在该铁氧体盘对的每一个铁氧体盘的外缘，中心导体位于该铁氧体盘对之间，该中心导体包括从中心导体的中心延伸出去的多个传输线，该复合介电材料包括具有第一介电常数的第一介电常数分段和具有第二介电常数的第二介电常数分段，该第一介电常数分段定在该多个传输线的每一个的上方对齐，并且第一介电常数小于第二介电常数。

[0005] 在一些实施例中，该复合介电材料通常可为环形。在一些实施例中，该第一介电常数分段的材料足以允许在传输线的生产误差范围内的传输线的宽度。

[0006] 在一些实施例中，该中心导体可包括彼此间隔约120度的三个传输线，并且该复合介电材料包括被放置在传输线的正上方和正下方的三个第一介电常数分段。在一些实施例中，该接点还可以包括位于铁氧体盘对的外表面上的接地板对。

[0007] 在一些实施例中，该第二介电常数材料具有至少30的介电常数。在一些实施例中，该第一介电常数材料具有小于30的介电常数。在一些实施例中，该复合介电材料对于频率在1.8至2.7GHz范围内可以具有25mm或更小的直径。

[0008] 在一些实施例中，该接点具有4个端口和4条传输线。在一些实施例中，该接点具有6个端口和6条传输线。在一些实施例中，该中心导体和传输线可被配置成微带构造。

[0009] 本申请还公开了一种形成循环器/隔离器接点的方法的实施例，包括插入铁氧体杆到单件的具有第一介电常数的介电常数管中，在具有第一介电常数的介电常数管上切割出槽以形成第一介电常数分段，将具有第二介电常数的第二介电常数分段插入并固定到该槽中以形成交替的第一介电常数和第二介电常数组装件，该第一介电常数和第二介电常数不同，将该交替的第一和第二介电常数组装件切片，形成具有由第一介电常数分段和第二介电常数分段交替围绕的铁氧体杆的盘。

[0010] 在一些实施例中，该槽可完全延伸穿过该管的直径。在一些实施例中，该槽可间隔约120度。在一些实施例中，该介电常数管具有25mm或更小的直径。

[0011] 本申请还公开了一种分段的循环器/隔离器的实施例，该分段的循环器/ 隔离器包括具有外缘的铁氧体盘；多个第一介电常数分段，围绕该铁氧体盘的外缘，并且在相邻第一介电常数材料分段之间具有间隙；和多个第二介电常数材料分段，围绕该铁氧体盘的外缘且位于该间隙中，该多个第二介电常数材料分段的介电常数高于多个第一介电常数分段的介电常数，该多个第一介电常数材料分段和多个第二介电常数材料分段的组合形成了围绕铁氧体盘外缘的环。

[0012] 在一些实施例中，铁氧体盘包括具有不同介电常数的两种材料。在一些实施例中，多个第一介电常数材料的每一个的宽度要足以允许在传输线生产误差之上的传输线的宽度。

[0013] 在一些实施例中，分段的循环器/隔离器还可以包括第二分段循环器/隔离器接点，该第二分段循环器/隔离器接点包括中心导体，该中心导体包含间隔约120度的三个传输线，该多个第一介电常数分段被放置在传输线的正上方和正下方。在一些实施例中，分段的循环器/隔离器还可以包括位于该盘的外表面上的接地板对。

附图说明

[0014] 图1示意性地示出了如何设计、制造和使用具有本申请描述的一个或多个特征的材料。

[0015] 图2描述了钇基石榴石的晶格结构。

[0016] 图3是描述材料性质相对钒在由化学式 Y2.15-2xBi0.5Ca0.35+2xZr0.35VxFe4.65-xO12(其中x＝0.1-0.8)表示的晶体组合物中的变化的水平而变化的示意图。

[0017] 图4是描述材料性质相对(Zr，Nb)在由化学式Bi0.9Ca0.9xY2.1-0.9x (Zr0.7Nb0.1)xFe5-0.8xO12(其中x＝0.5-1.0)表示的晶体组合物中的变化的水平而变化的示意图。

[0018] 图5A-5G是描述由化学式Bi0.9Ca0.9+2xZr0.7Nb0.1VxFe4.2-xO12表示的晶体组合物中的钒的变化水平处的焙烧温度和各个特性之间的关系的示例图，其中 x＝0到0.6。

[0019] 图6是描述最佳线宽相对钒含量在由化学式 Bi0.9Ca0.9+2xZr0.7Nb0.1VxFe4.2-xO12(其中x＝0-0.6)表示的晶体组合物中变化的组合物而变化的示意图。

[0020] 图7是示出由化学式Bi1.4Ca1.05-2xZr0.55VxFe4.45-xO12(其中x＝0-0.525)表示的晶体组合物的性质的示意图。

[0021] 图8示出了用于制造具有这里所述的一个或多个特征的改性的合成石榴石的示例工艺流程。

[0022] 图9示出了具有这里所述的一个或多个石榴石特征的示例的铁氧体器件。

[0023] 图10示出了作为示例组合物Bi0.5Y2.5-xCaxZrxFe5-xO12的Zr含量的函数的各种性质，其中Bi+3含量基本固定在近似0.5，而Zr+4含量从0到0.35变化。

[0024] 图11示出了作为示例组合物BixY2.65-xCa0.35Zr0.35Fe4.65O12的Bi含量的函数的各种+4 +3性质，其中Zr 含量基本上固定在约0.35，而Bi 的含量变化。

[0025] 图12示出了作为图11的示例组合物的Bi含量的函数的介电常数和密度。

[0026] 图13示出了作为扩大超过图10的示例组合物的0.35的限制的Zr含量的函数的各个特性的图。

[0027] 图14示出了对于图13的示例组合物当Bi含量近似是1.4并且Zr含量近似是0.55时作为V+5含量的函数的各个特性的图。

[0028] 图15A和15B示出了对于具有这里所述的一个或多个特征的铁氧体器件可以实现的尺寸减小的示例。

[0029] 图16A和16B示出了具有如这里所述的铁氧体器件的循环器/隔离器的实施例。

[0030] 图17示出了两个示例25mm循环器的插入损耗和回流损耗图，其中一个基于具有14.4的介电常数的YCaZrVFe石榴石系统，另一个基于具有26.73 的介电常数的无钇的BiCaZrVFe石榴石系统。

[0031] 图18A和18B示出了图17的具有高介电无钇的BiCaZrVFe石榴石系统的示例10mm循环器器件的s参数数据。

[0032] 图19示出了封装循环器模块的示例。

[0033] 图20示出了可以实现这里所述的一个或多个环形器/隔离器器件的示例 RF系统。

[0034] 图21示出了循环器/隔离器接点的示意图。

[0035] 图22示出了现有技术的循环器/隔离器接点的实施例。

[0036] 图23示出了具有中心导体和传输线的循环器/隔离器接点的实施例的部件分解图。

[0037] 图24示出了循环器/隔离器接点的实施例的侧视图。

[0038] 图25示出了在蚀刻工艺中的传输线的实施例。

[0039] 图26A-D示出了具有高和低介电常数材料两者的公开的循环器/隔离器接点的实施例。

[0040] 图27示出了形成具有高和低介电常数材料两者的公开的循环器/隔离器接点的方法的实施例。

[0041] 图28示出了使用公开的循环器/隔离器接点的实施例的低于共振宽带器件的s参数数据。

[0042] 图29示出了可以实现以制备具有如这里所述的一个或多个特征的陶瓷材料的工艺。

[0043] 图30示出了可以实现以由这里所述的粉末材料形成成形物体的工艺。

[0044] 图31示出了图30的工艺的不同阶段的示例。

[0045] 图32示出了可实现以烧结例如在图30和图31的示例中形成的成形物体的工艺。

[0046] 图33示出了图32的工艺的不同阶段的示例。

具体实施方式

[0047] 本文提供的标题-如果存在的话-仅是为了方便，并且不必然影响本公开的范围或含义。

[0048] 公开了制造可用于射频(RF)应用的高介电材料的器件和方法。特别地，这里所公开的是可具有改进的微型化特性还保持高RF性能的器件，可有利地被用在电子部件中。例如，可选择特别的材料以形成具有改进RF性能的部件。进一步地，部件的特殊结构对于器件的RF性能是有利的。此外，结构和材料的组合可以特别有利。

[0049] 尽管以下详细讨论隔离器和循环器，但应当理解，本公开不限于那些特殊的应用，本公开可用于进行射频应用的任何部件。

[0050] 图1示意性地示出了一个或多个的化学元素(方框1)、化学化合物(方框2)、化学物质(方框3)和/或化学混合物(方框4)如何被处理以产生具有一个或多个这里所述的特征的一个或多个材料(方框5)。在一些实施例中，这样的材料可形成陶瓷材料(方框6)，所述陶瓷材料被配置为包括期望的介电性质(方框7)、磁性性质(方框8)和/或高级材料性质(方框9)。

[0051] 在一些实施例中，具有一个或多个上述性质的材料可实现在诸如射频 (RF)应用的应用(方框10)中。这样的应用可以包括如在这里在器件12 中所述的一个或多个特征的实现方式。在一些应用中，上述器件可进一步实现在产品11中。这里描述了这样的器件和/或产品的示例。

[0052] 改性的合成石榴石组合物：

[0053] 这里公开了如钇铁石榴石(YIG)的改性的合成石榴石组合物的方法，以减少或者消除在这样的组合物中的稀土金属的使用。合成石榴石通常具有 A3B5O12的化学式单元，其中A和B是三价金属离子。钇铁石榴石(YIG) 是具有Y3Fe5O12化学式单元的合成石榴石，其中包括3+氧化态的钇(Y)和 3+氧化态的铁(Fe)。图2描述了YIG化学式单元的晶体结构。在一些实施例中，改性的合成石榴石组合物包括将钇铁石榴石(YIG)中的一些或者全部钇(Y)用其他离子的组合来取代，以使得到的材料维持在微波应用中期望的磁性。

[0054] 在一实现方式中，该改性的合成石榴石组合物可由通式I表示： BixCay+2xY3-x-y-2zFe5-y-zZryVzO12，其中x＝0到3，y＝0到1，以及z＝0到1.5，更优选x＝0.5到1.4，y＝0.3到
0.55，以及z＝0到0.6。在另一实现方式中，该改性的合成石榴石组合物可由通式II表示：
BixY3-x-0.35Ca0.35Zr0.35Fe4.65O12，其中x＝0.5到1.0，优选x＝0.6到0.8，更优选x＝0.5。在另一实现方式中，该改性的石榴石组合物可由通式III表示：Bi(Y，Ca)2Fe4.2MI0.4MII0.4O12，其中MI取代八面体位点上的Fe，并且可选自下列元素中的一个或多个：In、 Zn、Mg、Zr、Sn、Ta、Nb、Fe、Ti和Sb，其中MII取代四面体位点上的Fe，并且可选自下列元素中的一个或多个：Al、Ga、W、Mo、Ge、V、Si。

[0055] 在另一实现方式中，该改性的合成石榴石组合物可由通式IV表示：  Y2.15-2xBi0.5Ca0.35+2xZr0.35VxFe4.65-xO12，其中x＝0.1到0.8。图3示出了与V的变化水平相关的材料性质的变化。在另一实现方式中，该改性的合成石榴石组合物可由通式V表示：
Bi0.9Ca0.9xY2.1-0.9x(Zr0.7Nb0.1)xFe5-0.8xO12，其中x＝0.5到1.0。图4示出了与(Zr，Nb)的变化水平相关的材料性质的变化。在另一实现方式中，该改性的合成石榴石组合物可由通式VI表示： Bi0.9Ca0.9+2xY2.1-0.9-2xZr0.7Nb0.1VxFe4.2-xO12，其中x＝0到0.6。图5A-5G示出了当V水平从0增加到0.6时焙烧温度和各种材料性质之间的关系。图6示出了一个优选实施例的在变化的焙烧温度下相对在V的变化水平的组合物的最佳线宽。在另一实现方式中，该改性的合成石榴石组合物可由通式VI表示：Bi1.4Ca0.55+2xY1.05-2xZr0.55VxFe4.45-xO12，其中x＝0到0.525。图7示出了具有变化的量的V的材料的性质。

[0056] 在另一实现方式中，该改性的合成石榴石组合物可由通式VII表示： Y2CaFe4.4Zr0.4Mo0.2O12。在其它实现方式中，该改性的合成石榴石组合物可由选自包括下列化学式的组的化学式表示：BiY2Fe4.6In.4O12、 BiCa.4Y1.6Fe4.6Zr.4O12、BiCa.4Y1.6Fe4.6Ti.4O12、BiCa.8Y1.2Fe4.6Sb.4O12、  BiY2Fe4.6Ga.4O12、BiCa1.2Y.8Fe4.2In.4Mo.4O12、BiY1.2Ca.8Fe4.2Zn.4Mo.4O12、 BiY1.2Ca.8Fe4.2Mg.4Mo.4O12、BiY0.4Ca1.6Fe4.2Zr.4Mo.4O12、 BiY.4Ca1.6Fe4.2Sn.4Mo.4O12、BiCa2Fe4.2Ta.4Mo.4O12、BiCa2Fe4.2Nb.4Mo.4O12、 BiY.8Ca1.2Fe4.6Mo.4O12和BiY0.4Ca1.6Fe4.2Ti.4Mo.4O12。

[0057] 在另一实现方式中，该改性的合成石榴石组合物可由通式VI表示： Bi1.4Ca0.55+2xY1.05-2xZr0.55VxFe4.45-xO12，其中x＝0到0.525。图7示出了具有变化的量的V的材料的性质。

[0058] 改性的合成石榴石组合物的制备：

[0059] 该改性的合成石榴石材料的制备可使用陶瓷技术完成。在图8中示出了工艺流程的特定示例。

[0060] 如图8所示，该工艺从步骤106称量原材料开始。此外，对于可以采用基于乙醇盐和/或丙烯酸盐或柠檬酸盐的技术，有机基的材料可以用在溶胶凝胶工艺中。也可以使用本领域已知的其他方法例如氢氧化物共沉淀作为获得材料的方法。在原材料经称量后，在步骤108中使用与现行陶瓷领域一致的方法进行混合，其可以包括使用混合搅拌桨进行水相混合，或使用具有钢或氧化锆媒介的振动球磨的有水混合。在一些实施例中，可以使用甘氨酸硝酸盐或者喷雾热解技术使原材料混合且同时使原材料反应。

[0061] 上述混合后的氧化物随后在步骤110中干燥，这可以通过将浆料注入窗格中并且优选在100-400℃在烘箱中干燥或者通过喷雾干燥或者通过本领域中已知的其他技术来完成。干燥的氧化物混合物在步骤112中进行过筛处理，该步骤使粉末均匀，并打破可能导致煅烧后可能产生稠密颗粒的软的结块。

[0062] 随后在步骤114中通过预烧结煅烧处理该材料。优选地，将该材料填装到诸如铝或堇青石烧箱的容器中，并且在大约800-1000℃、更优选在大约 900-950℃的范围内热处理。优选烧成温度低，因为高烧成温度对线宽有不利影响。

[0063] 煅烧后，在步骤116中研磨该材料，优选在振动球磨机、圆盘磨碎机、喷磨机中或者采用其他标准粉碎技术，以将中等粒子尺寸减少到约0.5-10微米范围内。优选在水基的浆料中完成研磨，但是也可以在乙醇或另一有机基的溶剂中完成。接着在步骤118中喷雾干燥该材料。在喷雾干燥工艺中，可以使用本领域中已知的技术向浆料中添加诸如粘合剂或增塑剂的有机添加剂。将上述材料喷雾干燥以提供可压制的细粒，优选尺寸在大约10微米到 150微米的范围内。

[0064] 喷雾干燥的细粒随后在步骤120中进行压制，优选通过单轴或者等静压压制以实现尽可能接近60％的x射线理论密度的压制密度。此外，也可以使用如流延成型(tape casting)、流延压延(tape calendaring)或挤压成型的其他的已知方法来形成未焙烧体。随后，压制的材料在步骤122中通过煅烧工艺进行处理。优选上述压制后的材料放置在由例如氧化铝的不易与石榴石材料反应的材料制成的垫板上。在间歇窑或者隧道窑中，在空气中或者加压氧气中，在大约850℃-100℃之间的范围内，加热该垫板以获得密实的陶瓷块。
在该步骤中，也可以使用其他已知的处理技术，例如感应加热。在步骤124 中，将上述致密陶瓷进行机械切削以实现合适的尺寸或具体应用。

[0065] 图9示出了射频(RF)器件200，其具有石榴石的结构和化学性质，并且因此具有多个十二面体结构、八面体结构和四面体结构。器件200可包含由这样的十二面体212、八面体208和四面体204结构形成的石榴石结构(例如，石榴石结构220)。

[0066] 多晶石榴石中的Bi取代：

[0067] 为了观察在十二面体位点上的Bi+3和在八面体位点上的Zr+4的组合可导致的效果(例如，低磁晶各向异性和因此的低磁性损耗)，测试了以下方法。图10示出了作为第一配置(Bi0.5Y2.5-xCaxZrxFe5-xO12)的Zr含量的函数的各种性质，其中Bi+3含量固定在近似0.5，而Zr+4含量从0到0.35变化。。图11示出了作为第二配置(BixY2.65-xCa0.35Zr0.35Fe4.65O12)的Bi含量的函数的各种性质，其中Zr+4含量固定在近似0.35，而Bi+3的含量变化。。图12示出对于相同配置的作为Bi含量的函数的介电常数和密度。图13示出了作为扩展超过参考图10 所述的0.35限制的Zr含量的函数的各特性的图。图14示出作为V+5含量的函数的各特性的图。

[0068] 具有不含稀土或含少量石榴石的器件的实施例：

[0069] 根据在本公开中的优选实施例制造的改性的合成石榴石组合物可作为铁氧体材料被用于许多用在磁性微波应用中的不同器件，如铁氧体基隔离器、循环器和共振器。隔离器和循环器在所有蜂窝基站中是必需的，用以引导RF能量以及防止能量流回和毁坏电路元件。共振器可用于过滤出蜂窝基站中的信号。这里公开的改性的合成石榴石材料被设计成降低磁共振线宽和提高循环器和隔离器中的铁氧体的介电常数，由此允许循环器部件的所期望的微型化。

[0070] 例如，因为工作在分裂极化横磁(TM)模式的铁氧体器件(比如石榴石盘)的中心频率与1/(ε)1/2成比例，所以使介电常数(ε)加倍可以将频率降低2的平方根(约1.414)倍。如在此更详细地描述，将介电常数提高例如2倍，可将铁氧体盘的横向尺寸(例如，直径)减小2的平方根倍。因此，铁氧体盘的面积可减小到原来的二分之一。这种尺寸减小可以是有利的，因为可以减小器件在RF电路板上的足印面积(footprint area)(例如，当介电常数提高2倍时，减小2倍)。虽然在提高2倍的示例的上下文中描述，但是在涉及大于或小于2倍的配置中能够实现类似的优点。

[0071] 包含具有高介电常数的铁氧体的减小尺寸的循环器/隔离器：

[0072] 在一些实现方式中，铁氧体器件尺寸、介电常数与操作频率之间的关系可如下表示。存在可以表征不同传输线表示(transmission line representations) 的不同等式。例如，在共振以上的带状线(above-resonance stripline)配置中，铁氧体盘的半径R可表征为：

[0073] R＝1.84/[2π(有效磁导率)x(介电常数)]1/2             (1)

[0074] 其中(有效磁导率)＝Hdc+4πMs/Hdc，Hdc为磁场偏置。等式1示出了，对于固定的频率和磁偏置，半径R与介电常数的平方根成反比。

[0075] 在另一示例中，在共振以下带状线(below-resonance stripline)配置中，对于弱耦合的四分之一波环形器，可以利用与等式1类似的铁氧体盘半径R 关系，其中低偏置场对应于共振以下操作。对于共振以下波导配置(例如，在盘或者棒形波导中)，铁氧体的横向尺寸(例如，半径R)和厚度d可影响频率。然而，半径R还可表示为

[0076] R＝λ/[2π(介电常数)1/2][((πR)/(2d))2+(1.84)2]1/2              (2)[0077] 其在R和介电常数之间的关系方面类似于等式1。

[0078] 等式2的示例关系是在圆盘状铁氧体的情况下。对于三角形共振器，可使用相同的波导表示，但是在这种情况下，适用等于3.63xλ/2π的A(三角形的高)，而不是圆盘情况中的半径。

[0079] 在所有的前述示例情况中，可看出通过提高介电常数(例如，2倍)，可预期将铁氧体(例如，圆盘或者三角形)的尺寸减小2的平方根倍，并由此将铁氧体的面积减小2倍。如参见等式2所述，还可减小铁氧体的厚度。

[0080] 在使用铁氧体器件作为RF器件的实现方式中，这样的RF器件的尺寸也可降低。例如，在带状线器件中，器件的占位面积由所用铁氧体的面积决定。因此，可预期会实现器件尺寸的相应减小。在波导器件中，使用的铁氧体的直径可为决定尺寸的限制因素。然而，铁氧体直径的减小可以由保持接合处的金属部分中的与波导有关的尺寸的需要而被抵消。

[0081] 具有不含钇的石榴石的降低尺寸的铁氧体的示例：

[0082] 如这里所述，通过提高与石榴石结构相关联的介电常数可以显著减小铁氧体尺寸。还如这里所述，可以通过适当的铋取代来形成具有降低的钇和/ 或降低的非Y稀土含量的石榴石。在一些实施例中，上述石榴石可包括不含钇的或者不含稀土的石榴石。参照图15-17描述具有铁氧体器件(其具有提高的介电常数和不含钇的石榴石)的RF示例器件。

[0083] 图15A和15B总结了这里所述的铁氧体尺寸降低的示例。如这里所述和图15A所示，铁氧体器件200可以是具有减小的直径2R′和厚度d′的圆形盘。厚度可减小或者可不减小。参照等式1所述，圆形铁氧体盘的半径R可与铁氧体的介电常数的平方根成反比。因此，示出了铁氧体器件200提高介电常数产生降低的直径2R′。尽管只在圆形和三角形铁氧体示例的情况中描述，但是本公开的一个或多个特征也可以在其他形状中实现。

[0084] 为了说明介电常数对于操作频率(和在一些实现方式中的尺寸)的前述影响，构建了循环器(有时也称为隔离器)器件。用如TransTech TTVG1200 (17.56mm直径，1mm厚度)的当前可获得的铁氧体构建一个循环器。用具有相同尺寸的不含钇的铁氧体构建另一个循环器。出于描述的目的，将这种不含钇的铁氧体称为″TTHiE1200″。两个示例循环器的每一个具有约25 mm的直径。

[0085] TTVG1200铁氧体具有钇钙锆钒铁石榴石配置，和约14.4的典型介电常数。不含钇的铁氧体(TTHiE1200)具有含有不超过约1％稀土氧化物的铋钙锆钒铁石榴石配置，和约26.73的介电常数。

[0086] 参照图16A和16B描述关于前述示例循环器的其他细节，其中“铁氧体”可以是第一类型(TTVG1200)或者第二类型(TTHiE1200)。

[0087] 图16A和16B示出了具有铁氧体盘对302、312的循环器300的示例，所述铁氧体盘对302、312置于一对圆柱形磁体306、316之间。铁氧体盘302、 312中的每一个可以是具有这里所述的一个或多个特征的铁氧体盘。图16A 示出了示例循环器300的一部分的未组装视图。
图16B示出了示例循环器 300的侧视图。

[0088] 在所示的示例中，第一铁氧体盘302被示出为安装至第一接地层304的下侧。第一接地层304的上侧被示出为限定了凹部，所述凹部的尺寸适于容纳和保持第一磁体306。类似地，第二铁氧体盘312被示出为安装至第二接地层314的上侧；并且第二接地层314的下侧被示出为限定了凹部，所述凹部的尺寸适于容纳和保持第二磁体316。

[0089] 以前述方式布置的磁体306、316能够产生穿过铁氧体盘302、312的大致轴向的场线。铁氧体盘可具有11Oe或者更小的磁共振线宽。穿过铁氧体盘 302，312的磁场通量可通过由320、318、308和310提供的返回路径完成它的循环，以加强施加至铁氧体盘302、312的磁场。在一些实施例中，返回路径部分320和310可以是具有直径大于磁体316、306直径的盘；并且返回路径部分318和308可以是内直径大致匹配返回路径盘320、310的直径的中空圆柱体。返回路径的前述部分可形成为单个零件，或者可为多个零件的组装件。

[0090] 示例循环器器件300可进一步包含布置在两个铁氧体盘302、312之间的内磁通导体(在这里也称为中心导体)322。上述内导体可设置成用作共振器且使网络与端口(未示出)匹配。

[0091] 图17示出了两种上述25mm循环器(基于TTVG1200铁氧体(YCaZrVFe 石榴石，14.4的介电常数)和基于不含钇的铁氧体(TTHiE1200)(BiCaZrVFe 石榴石，26.73的介电常数))的插入损耗图和回流损耗图。

[0092] 为了进一步表征这里所述的TTHiE1200铁氧体，使用TTHiE1200铁氧体盘(半径约7.00mm，厚度约0.76mm)制造较小的10mm循环器。图18A 和18B分别示出了10mm器件在25℃和100℃的操作温度下的s-参数数据。还为在25℃下的10mm器件进行互调测量。基于图18A和18B，可以看出 s-参数数据表现为通常的正值。基于表4，IMD性能通常是对于这种尺寸封装所预期的。例如，对于20mm器件的典型的IMD性能为约-70dBc，并且对于15mm器件的为约-
60dBc。

[0093] 在一些实施例中，具有这里所述的一个或者多个特征的铁氧体基循环器器件可实现为封装的模块器件。图19示出了具有循环器器件300的示例封装器件400，所述循环器器件300安装在封装平台404上并由外壳结构402 包封。示例平台404被描述为包含多个孔408，所述孔408的尺寸允许安装封装器件400。示例封装器件400被示出为进一步包含终端
406a-406c的示例，所述终端406a-406c配置成促进电连接。

[0094] 在一些实施例中，如图19的示例的经组合的循环器/隔离器可实现在电路板或者模块中。这样的电路板可包含被配置成执行一个或者多个与射频 (RF)相关的操作的多个电路。该电路板也可包含多个连接特征，所述连接特征被配置成允许在电路板和电路板外部的组件之间传递RF信号和功率。

[0095] 在一些实施例中，前述示例电路板可包含与RF器件的前端模块相关联的RF电路。如图20所示，这样的RF器件可包含配置为促进RF信号发送和/或接收的天线412。这样的信号可通过收发器414产生和/或处理。对于发送，收发器414可产生由功率放大器(PA)放大并滤波(Tx滤波器)的发送信号，用于通过天线412传输。对于接收，从天线412接收的信号可以被滤波(Rx滤波器)并且在被传递到收发器414之前由低噪声放大器(LNA) 放大。在这样的Tx和Rx路径的示例情况下，具有这里所述的一个或者多个特征的循环器和/或隔离器400可实现在例如PA电路和LNA电路处或者与 PA电路和LNA电路结合实现。在一些实施例中，具有这里所述的一个或者多个特征的电路和器件可实现在如无线电信基站的RF应用中。

[0096] 具有阻抗匹配的隔离器/循环器接点

[0097] 如这里所述，包含具有减少的或不存在的稀土含量的石榴石的铁氧体器件可配置成包含高介电常数性质。显著描述应用到RF应用时涉及阻抗匹配的各种设计考量。在一些实现方式中，这样的设计采用具有高介电常数的石榴石，所述石榴石可以或者也可以不必须包含如上所述的无稀土配置。因此，所公开的阻抗匹配设计的一些实施例可采用本领域已知的标准RF材料。

[0098] 如上所述，尽管也可用于其他应用，但是隔离器和循环器接点通常结合微波信号和/或射频信号连接使用。典型地，尽管端口的具体数量并不限制，但是接点是被动的、非互惠性的三端口或四端口的器件。图21示出了具有端口1、2和3的这样接点的基本示例。这些端口是外部波导或传输线在此连接到器件的点，例如上述参见图16A所讨论的。在一些实施例中，当信号进入循环器或隔离器中的一个端口时，该信号被引导输出到邻近端口。

[0099] 隔离器和循环器接点通常具有相同的物理外观，但是在RF应用中用于不同的目的。典型地，隔离器和循环器接点之间的区别在于开放端口或封闭端口的数量。例如，在如图21所示的接点的三端口配置中，当所有端口都是开放的时，该接点被认为是循环器。因此，当信号通过端口进入循环器时，该信号将从相邻端口离开。例如，在图21的配置中，如果信号进入端口2，该信号将从端口3离开。

[0100] 如这里所述，术语“循环器”和“隔离器”可互换地或者单独地使用，取决于通常所理解的应用。例如，循环器可以是在RF应用中使用的无源器件，以在天线、发送器和接收器之间选择性地发送RF信号。如果信号正在发送器和天线之间路由，则应优选将接收器隔离。因此，这样的循环器有时也称为隔离器；这样的隔离性能可代表循环器的性能。

[0101] 另一方面，在其中一个端口是终止的(如图21中的端口3)三端口配置中，该接点将被认为是隔离器接点，因为信号只能在剩余端口之间在一个方向传输。典型地，隔离器接点可用于使输入端的设备屏蔽掉输出尺寸条件的影响，例如防止微波源被失配的负载解调。

[0102] 图22示出了通常用在现有技术中的接点2302的配置。如图所示，接点 2302通常由不同的两部分构成。存在内部的铁氧体盘2202和外部的单一材料的介电环2204。介电环2204的功能可以取决于接点的类型。例如，其可用于1)将铁氧体2202与隔离器/循环器的主体磁性分离，以改善互调同时保持共振频率，2)携带由中心导体和围绕它的作为匹配电路的一部分的电介质形成的阻抗变换器，或者3)通过中心导体(下面讨论)，将外部的通常为
50ohm的电路与该铁氧体器件的接点连接。但是，这些仅是介电质使用的示例，并且不限于此。

[0103] 图23示出了一个带线状三极板配置的视图，其中关于图22所讨论的接点2302的两个夹持中心导体2304。接着将接点2302和导体2304的组装件插入到接地板对2306中，使接地板2306在该组装件(如图25的侧视图所示)的相对侧。中心导体2304具有从该组装件的中心向外延伸的传输线 2308，该传输线2308配置成引导信号进入和离开接点2302的端口。接点2302 的介电环2204部分可提供与传输线匹配的阻抗和转换器。在一些实施例中，公开的器件可与微带传输线一起使用。该微带传输线可易于结合到放大器中。

[0104] 图24示出了具有中心导体2304的隔离器/循环器接点的配置的侧视图。如图所示，有接地板2306、接点2302、导体2304、接点2302、接地板2306 的配置。

[0105] 中心导体2304可由铜或者其他相似的高导电材料以片或箔的形式形成。材料的类型和材料的一般形状不受限制。尽管并不限制厚度，中心导体2304 可具有约0.1至约0.25mm的厚度，并且不同的厚度可用于不同的目的。对于给定的阻抗，中心导体2304的传输线2308的宽度由接地板2306的间隔和围绕导体2304的接点2302的介电常数决定。对于固定的间隔和阻抗，传输线2308的宽度与介电环2204的介电常数的负二次方根成正比。因此，当介电常数增大时，为了具有足够的阻抗和转换器平衡(例如阻抗匹配)，必须减少传输线
2308的宽度。这是微型化工艺中的重要因素，其中传输线2308 的尺寸上的小变化可能对接点的性能产生大的影响。如果可能，由于以下讨论的制造上的限制，所以难以使用现有技术实现合适的微型化。

[0106] 尽管并不限制具体方法，三极板器件中的中心导体2304通常可由光刻法、使用传统切削工具的数控碾磨、水压射流或激光切割来制备。不过，光刻法是用于微型化RF组件的最常规的方法。典型地，使用如图25所示的双侧光刻法。一般地，将蚀刻剂涂覆到中心导体2304的两侧，可产生特征蚀刻角。因为蚀刻角，光刻工艺受限于得到的线性尺寸的精确度，该线性尺寸取决于铜的厚度。如图25所示，当铜片实际上延伸到所示的要求的宽度，这只在单个点上或在少量的点上发生。当使用微型化尺寸的组件时，这可能对最终的中心导体
2304的完整性具有极大的影响。进一步地，尺寸精确性也取决于在切穿到要求的宽度时停止蚀刻工艺。任何延长都将减少铜的宽度，这在毫米和亚毫米尺寸上都可能变得显著。因此，光刻工艺存在防止铜导体的进一步微型化的机械容差。

[0107] 当使用图21的接点2302来为大型循环器/隔离器接点提供足够的性能时，因为器件变得更小，主要由于形成中心导体2304的机械限制，现有技术的接点2302将不能使用。因此，如图22所示的在现有技术中使用的接点不适用于微型化工艺。对于隔离器/循环器应用，可以通过采用高介电常数的介电/铁氧体材料来实现尺寸的减小。如上所述，随着材料的介电常数增加，传输线的宽度需要减小。但是，由于光刻工艺在进一步减小传输线的宽度时存在极大的限制，毫米和亚毫米宽度的传输线在技术上不可实现，因为蚀刻工艺不能实现必要的机械性，由此不能实现阻抗、精确性。基本上，这些小宽度非常接近于蚀刻工艺的误差，和由此导致的阻抗误差，因此，现有技术的接点通常具有最大30的介电常数，因为相应尺寸的中心导体太脆弱，并且不能维持对于通常使用的阻抗和接地板/铁氧体厚度所必须的阻抗精确度。因此，由于在现有技术的接点中需要低介电常数，现有技术接点不适合于微型化。

[0108] 图26A-D示出了能对当前在使用的接点提供有利改善的循环器/隔离器接点的实施例。通常，如上详细描述的高介电常数材料可结合到循环器/隔离器接点的实施例中，而仍然保持在当前处理技术如光刻法的误差范围内的传输线宽度。因此，本申请接点的实施例可用于进一步微型化RF和电子组件，而仍然保持足够的阻抗和转换匹配，由此使电力传输最大化或使信号反射最小化。

[0109] 在一些实施例中，可使用分段的复合介电环来围绕铁氧体盘，由此替代围绕铁氧体中心盘的单一材料环，所述铁氧体中心盘通常用于形成现有技术的隔离器/循环器接点(如图22所示)。具体地，低介电常数材料分段可在传输线之上形成，而高介电常数材料分段可在低介电常数材料分段之间形成。如果仅使用低介电常数材料围绕中心导体的传输线，这样允许更宽的传输线导体宽度，但是使用非常高的介电常数材料围绕铁氧气的其余部分，整个复合铁氧体/介电组装件的尺寸相对于仅有铁氧体和低介电常数介电材料的组装件可能减小。因此，可进行进一步减少电子设备的尺寸的微型化，但当仅使用铁氧体和低介电常数材料不会出现这样的功绩。进一步地，包含低介电部分对接点的频率改变几乎没有影响(如果有的话)，这取决于其相对于高介电常数的面积的面积。由此，如果有的话，可进行微型化而不会有显著的 RF性能损耗。

[0110] 图26A示出了上述分段接点的实施例。如图26A所示，该接点可含有高介电常数铁氧体中心盘2602。尽管也可以使用本领域已知的其他磁性材料，该盘2602可以是例如铁氧体。该盘2602可由具有环形结构且配置成通常围绕该盘2602的复合组装件2604围绕。尽管并不限制该组装件的一般形状，该组装件2604可具有通常与图22也即现有技术所示相同的形状。

[0111] 在一些实现方式中，如图26A所示，该组装件2604(例如接点)可用多种不同介电分段形成。例如，该组装件2604可形成为具有高介电常数材料分段2606和低介电常数材料分段2608。在一些实施例中，例如如图22 所示，低介电常数材料分段2608可以被放置为使其排列并覆盖中心导体的传输线。在一些实施例中，低介电常数材料分段2608可基本上与传输线宽度一样。在一些实施例中，低介电常数材料分段2608可具有比传输线宽度小的宽度。在一些实施例中，低介电常数材料分段2608可具有比传输线宽度大的宽度。高介电常数材料分段2606可形成组装件2604的其余部分。并不另外限制该部分的尺寸和形状。在一些实施例中，低介电常数材料分段 2608的数量可与开放式端口的数量一样多。例如，循环器接点可具有两个低介电常数材料分段2608，而隔离器接点可以具有三个低介电常数材料分段 
2608。但是，并不限制低和高介电常数材料分段2608的数量，并且可以使用任意数量的低和高介电常数材料分段2608。在一些实施例中，可使用多于两种不同介电常数的材料围绕盘
2602。

[0112] 图26B示出了组装件2604的截面示意图，该组装件2604具有穿过低介电常数材料分段2608以接触导体2304的传输线2308。因此，如图所示，低介电常数材料分段2608可覆盖传输线2308，而高介电常数材料分段2606 可形成为与传输线2308分离。

[0113] 图26C示出了具有铁氧体盘2602和外部铁氧体环2603的实施例。这些盘2602和环2603可由不同材料形成或者可由相同材料形成。如图26C所示，相似的分段环结构仍可用于该实施例。在中心具有不同的材料可进一步调整材料的介电常数。

[0114] 图26D示出了接点2604的另一实施例，该接点2604具有基本上比外环更大的铁氧体盘2602。但是，并不限制每一部分的具体尺寸。

[0115] 在一些实现方式中，低介电常数材料分段2608可比传输线宽约0.5、1 ％、2％、3％、5％、10％、15％、20％。在一些实施例中，低介电常数材料分段2608可比宽于传输线约
0.5、1％、2％、3％、5％、10％、15％、20 ％更大。在一些实施例中，低介电常数材料分段2608可比传输线宽度小。

[0116] 在一些实施例中，低介电常数材料分段2608可比传输线窄约0.5、1％、 2％、3％、5％、10％、15％、20％宽。在一些实施例中，低介电常数材料分段2608可比窄于传输线约
0.5、1％、2％、3％、5％、10％、15％、20％更大。在一些实施例中，低介电常数材料分段2608可比窄于传输线约0.5、 1％、2％、3％、5％、10％、15％、或20％更小。

[0117] 在一些实施例中，不限定低介电常数材料分段的数量，组装件2604可包括1、2、3、4、5或6个低介电常数材料分段2608。优选地，低介电常数材料分段2608围绕盘2602对称布置，例如如果使用三个低介电常数材料分段2608，该低介电常数材料分段2608通常可间隔
120度。但是，在一些实施例中，低介电常数材料分段2608可不对称布置。在一些实施例中，例如在隔离器接点中，低介电常数材料分段2608不需要覆盖阻塞的端口。在一些实施例中，例如在隔离器接点中，低介电常数材料分段2608可覆盖阻塞的端口。

[0118] 可使用的低介电常数材料的示例是混合的钛酸镁/钛酸钙陶瓷介电材料，其能通过增加在混合物中的钛酸钙的百分比(％)来改变介电常数。这些可市购，例如Trans-Tech的MCT系列。可使用其他硅酸盐、铝酸盐、钛酸盐、锡酸盐、锆酸盐、钼酸盐、钨酸盐、铌酸盐和钽酸盐或它们的组合与周期表的第1、2或3族元素结合以制备相似的介电材料。此外，任何的上述陶瓷组合物和任何的它们的元素的氧化物、氮化物或氟化物可结合到聚合物复合物中以形成相似的介电常数，例如用作印刷电路材料的Emerson和Cuming 的HiE系列复合物或复合层压板。但是，并不限制介电材料的类型。

[0119] 可使用的一些高介电常数材料的示例可在上述本公开中以及国际专利申请WO2012082642、WO2012170259、WO2011075123中找到，在此通过引用将其全部内容结合。具体地，这些材料可以是混合的钛酸镁/钛酸钙陶瓷介电材料，其能通过增加在混合物中钛酸钙的百分比(％)来改变介电常数。这些可市购，例如Trans-Tech的MCT系列。可使用其他硅酸盐、铝酸盐、钛酸盐、锡酸盐、锆酸盐、钼酸盐、钨酸盐、铌酸盐和钽酸盐或它们的组合与周期表的第1、2或3族元素和来自稀土(14f)加钇的任意稀土元素结合以制备相似的介电材料。此外，任何的上述陶瓷组合物和任何的它们的元素的氧化物、氮化物或氟化物可结合到聚合物复合物中以形成相似的介电常数，例如用作印刷电路材料的Emerson和Cuming的HiE系列复合物或复合层压板。但是，并不限制介电材料的类型。

[0120] 在一些实施例中，因为需要不同的介电常数分段2506/2508可交替作为外围。在一些实施例中，形成组装件2604以使上述部分2506/2508不能移动和替代。在一些实施例中，尽管所述部分2506/2508之间结合的类型不作限制，所述部分2506/2508可使用例如胶粘剂和胶水结合到一起。在一些实施例中，所述组装件2604可通过摩擦或其他机械力如上述部分2506/2508之间相互作用的配对片来结合在一起。在一些实施例中，可使用共烧结，其中接点材料和/或铁氧体的机械收缩和/或内部扩散可使得所述部分2506/2508彼此结合。美国专利号7,687,014和8,282,763公开了用于将所述部分通过共烧结和/或胶合结合到一起的一些非限制性的实施例，在此通过引用将其全部内容结合。

[0121] 在一些实施例中，低介电常数材料分段2608可形成为完全穿过高介电常数材料分段2606的厚度，如此其可向组装件2604的外侧暴露。在一些实施例中，低介电常数材料分段2608可仅部分穿过高介电常数材料分段2606 的厚度，并且例如可以在顶侧、底侧或顶侧和底侧两者封装在高介电常数材料分段2606内。在一些实施例中，低介电常数材料分段2608可形成为完全穿过高介电常数材料分段2606的宽度。在一些实施例中，低介电常数材料分段2608可形成为部分穿过高介电常数材料分段2606的宽度。因此，在低介电常数材料分段
2604的内径或外径上可能存在高介电常数材料分段 2608。

[0122] 在一些实施例中，整个环可由高介电常数材料形成。但是，在环的周围部分可涂覆低介电常数材料，形成如图26A所示的相似的结构。例如，可以以液体或固体涂覆低介电常数材料，其可随后固化以粘结到高介电材料，或低介电常数材料为可烧结到高介电常数材料上的复合物。不限制涂覆低介电常数材料的方法。

[0123] 在一些实施例中，组装件2604可以不由例如图26A所示的不连续部分形成。例如，组装件2604可形成为与图26A所示相似的、在高和低介电常数材料之间具有过渡的一片。在一些实施例中，组装件2604可从低介电常数材料逐渐过渡到高介电常数材料，由此形成穿过该组装件2604的梯度。

[0124] 在一些实施例中，低介电常数材料可为在整个高介电常数材料上纵横交错排列的棋盘格。因此，低介电常数材料可不形成如图26A所示的带状，但是反而能在整个组装件2604中发现。所述棋盘格可随意形成，或可具有具体的图案。当制成与棋盘格类似时，低介电常数材料分段可形成为不同形状和尺寸，例如圆形或三角形。进一步地，上述部分的尺寸在整个组装件2604 上变化。

[0125] 在一些实施例中，可使用4或6个端口的循环模式，因此具有4或6个中心导体“臂”，并且因此，也将使用4或6个低介电部分。

[0126] 在一些实施例中，传输线可包括一个或者两个阻抗变换段。在一些实施例中，可在中心导体中加入第二转换器，该第二铁氧体材料可具有比第一铁氧体材料更低的阻抗。在一些实施例中，该第二铁氧体材料可更靠近该铁氧体干涉，由此得到更大的谱带宽度。在一些实施例中，上述第二铁氧体材料可插入到高介电常数分段或低介电常数分段。

[0127] 在一些实施例中，组装件2604可具有约5、10、15、20、25、30、35、 40、45、50、100、150或200mm的外径。在一些实施例中，组装件2604 可具有小于约5、10、15、20、25、30、35、
40、45、50、100、150或200mm 的外径。在一些实施例中，铁氧体盘2502具有约1、3、5、10、15、
20、25 或30mm的外径。

[0128] 在一些实施例中，低介电常数材料分段2508可具有约0.1、0.3、0.5、 0.7、1.0、1.5、2.0或2.5mm的宽度。在一些实施例中，低介电常数材料分段2508可具有小于约0.1、
0.3、0.5、0.7、1.0、1.5、2.0或2.5mm的宽度。在一些实施例中，低介电常数材料分段2508可具有约3、4、5、6、7、7.5、 8、9、10、11、12、13或15平方毫米的上表面积。在一些实施例中，低介电常数材料分段2508可具有小于约3、4、5、6、7、7.5、8、9、10、11、 12、13或15平方毫米的上表面积。

[0129] 尽管上述公开的尺寸可用于所公开的器件的实施例，但是器件并不限于这些具体的尺寸，也可使用其他尺寸，尤其是用于不同的频率范围。

[0130] 在一些实施例中，低介电常数材料可具有约10、14、15、20或30的介电常数。在一些实施例中，低介电常数材料可具有小于约30、20、15、14、或10的介电常数。在一些实施例中，低介电常数材料可具有大于约14到30 的介电常数。

[0131] 在一些实施例中，高介电常数材料可具有约30、50、100、150、200、 250或300的介电常数。在一些实施例中，高介电常数材料可具有大于约30、 50、100、150、200、250或300的介电常数。在一些实施例中，高介电常数材料可具有小于约30、50、100、150、200、250或300的介电常数。

[0132] 在一些实施例中，在高介电常数材料分段2606中增加低介电常数材料分段2608对组装件2604的物理性能可能具有很小的影响。在一些实施例中，电容的有效变化，作为完全介电环和所公开的环的实施例之间的比值，可以为约1.000、1.005、1.010、1.0141、1.020或1.030。在一些实施例中，电容的有效变化，作为完全介电环和本申请的环的实施例之间的比值，可为小于约1.005、1.010、1.0141、1.020或1.030。在一些实施例中，频率的有效变化，作为完全介电环和本申请的环的实施例之间的比值，可以为约1.001、 1.002、1.003、
1.004、1.005、1.006、1.007、1.008、1.009或1.010。在一些实施例中，频率的有效变化，作为完全介电环和本申请的环的实施例之间的比值，可以为小于约1.001、1.002、1.003、1.004、
1.005、1.006、1.007、1.008、 1.009或1.010。

[0133] 所公开的接点的实施例相比于以前使用的可以是是更有利的，因为能得到小得多的器件结构的接点，而仍然保持阻抗匹配。它们在用于第4代或更高一代的载波聚合应用中的宽带器件中特别有用，其中现有的过共振器件不具备要求的谱带宽度，现有的具有足够带宽的共振以下器件对于目前考虑的接收器而言太大。

[0134] 在一些实施例中，公开的循环器/隔离器接点可结合到不同的RF元件中。例如，上述接点可结合到接收器中。在一些实施例中，这可允许更大的载波聚合，由此允许使用更大的带宽。在一些实施例中，可使用1.8-2.7GHz的带宽。进一步地，公开的接点的实施例可用于上述共振技术中。在一些实施例中，循环器/隔离器接点位于放大器的前面，以防止信号反射。在其他实施例中，接点可在放大级之间使用，但是并不限于接收器中的任何位置。

[0135] 图27示出了制备具有低介电常数材料分段插入高介电常数材料的上述隔离器/循环器接点的实施例的方法。在一些实施例中，铁氧体杆可配合安装在高介电常数材料2702的管中，然后在介电管上切割出槽穿过铁氧体杆 2704。这种切割可通过例如水切割、激光切割、机械切割、线切割或者其他切割方法进行，并不限制切割该槽的程序。进一步地，如上所述，可在管中制作任意数量的槽。槽形成后，随后将低介电常数材料的段配合填入槽2706 中。一旦配合填装在一起，可将整个组装进行研磨，达到任意所需的外径，并且然后切割成片达到任意所需的厚度2708。在一些方法中，所述段可由铁氧体通过使用切成段的管或环分别制作，然后与其他相同或者不同接点材料结合以形成管或环，其中铁氧体盘或管可在最后的研磨或者切片到所需的厚度之前插入。在一些实施例中，不同的分离节段可例如通过胶粘连接到铁氧体杆，以形成围绕杆的环。在一些实施例中，具有不同介电常数的材料的两种不同的管(例如一种具有高介电常数和另一种具有低介电常数)可纵向分段，例如通过钢丝锯沿着长度方向将管切片，可将变化的段长连接到石榴石杆以形成环。

[0136] 图28A-D示出了上述公开的分段接点的实施例在1.8至2.7GHz的s参数数据。如图所示，该分段接点具有优良的RF性能。例如，如图28A-D所示，该分段接点具有宽共振频率范围，包括2.7GHz周围的有利范围，从而允许该接点用于高频应用。

[0137] 工艺流程

[0138] 图29-33示出了制造具有本申请描述的一个或多个特征的铁氧体器件的工艺流程。图29示出了可被实施以制造具有一个或多个前述性能的陶瓷材料的工艺流程20。在方框21中，制备粉末。在方框22中，由制备的粉末形成成形物体。在方框23中，烧结所形成的物体。在方框24中，可对该烧结物体进行精加工，以产生具有一个或多个期望性能的、精加工的陶瓷体。

[0139] 在该精加工的陶瓷体为器件的一部分的实现方式中，可在方框25中组装该器件。在该器件或该精加工的陶瓷体为产品的一部分的实现方式中，可在方框26中组装该产品。

[0140] 图29进一步示出了该示例工艺20的一些或所有步骤可基于设计、说明等进行。类似地，一些或所有这些步骤可包括或经历测试、质量控制等。

[0141] 在一些实现方式中，图29的粉末制备步骤(方框21)可通过参见图8 描述的示例工艺流程进行，以上述方式制备的粉末可包括一个或者多个这里所述的性能，和/或促进形成具有一个或者多个这里所述的性能的陶瓷物体。

[0142] 在一些实现方式中，如这里所述而制备的粉末可通过不同的成形技术形成不同的形状。作为示例，图30示出了可实现以将这里所述制备的粉末材料压制成型为成形物体的工艺50。在方框52中，用所需量的粉末填充成型模具。在图31中，配置60示出了标记为61的成型模具，其限定了尺寸可容纳粉末63并且允许上述粉末被压缩的空间62。在方框53中，模具中的粉末可被压制以形成成形物体。配置64示出了当活塞65压入(箭头66)由模具61限定的空间62中时，处于中间压紧形态67的粉末。在方框54中，可从该模具去掉压力。在方框55中，该活塞65可从模具61移走，从而打开该空间62。配置68示出了模具61的开放空间62)从而允许从该模具移走该成形物体69。在方框56中，该成形物体69可从模具61移走。在方框57 中，该成形物体可被存放以供进一步处理。

[0143] 在一些实现方式中，如这里描述而制成的成形物体可被烧结以产生作为陶瓷器件所需的物理性能。图32示出了可被实现以烧结上述成形物体的工艺70。在方框71中，提供成形物体。在方框72中，将该成形物体放入窑内。在图33中，示出将多个成形物体69加载到烧结托盘80上。示出了该示例性托盘80限定了凹部83，该凹部83的尺寸可将成形物体69保持在表面82 上，使得该托盘的上边缘高于成形物体69的上部分。上述配置允许在烧结工艺中堆叠被加载的托盘。进一步示出了该示例性托盘80还在侧壁限定出切口83，以允许改善凹部83内的热气循环，既使是托盘堆叠在一起的时候。图33进一步示出了多个被加载的托盘80的堆叠84。提供顶盖85，使得加载在顶部托盘中的物体与下部托盘中的物体基本上经历相似的烧结条件。

[0144] 在方框73中，可向该成形物体施加热以生成烧结物体。这种热施加可通过使用窑而实现。在方框74中，可从窑内移出该烧结物体。在图33中，描绘了具有多个被加载的托盘的该堆叠84被放入窑87中(阶段86a)。基于期望的时间和温度曲线使该堆叠移动通过该窑(阶段86b、86c)。在阶段86d 中，描绘了将该堆叠84从窑内移出以进行冷却。

[0145] 在方框75中，可冷却该烧结物体。这种冷却可基于期望的时间和温度曲线进行。在方框76中，冷却后的物体可经历一个或多个精加工操作。在方框77中，可执行一个或多个测试。

[0146] 各种不同形式的粉末和各种不同形式的成形物体的热处理在这里被描述为煅烧、烧制、退火和/或烧结。应理解，上述术语可在一些合适的情景下、在具体的上下文方式中、或在一些它们的组合中互换使用。

[0147] 从前述描述中可以知道公开了用于隔离器/循环器接点的创造性的产品和方法。尽管已经在一定程度上详细地描述了个别的组件、技术和方面，应当明白，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可在上述具体的设计、构造和方法中进行许多改变。

[0148] 在本公开中描述的在分离的实现方式的上下文中的某些特征，也可以在与单个实现方式的结合中实现。相反，在单个实现方式的上下文中描述的各种特征，也可以在多个实现方式中分别实现或以任意合适的子组合实现。此外，尽管上述描述的特征在某些结合中发挥作用，在一些情况下，来自一要求保护的组合中的一个或者多个特征可从该组合中删除，且该组合可主张为任何的子组合或任何子组合的变型。

[0149] 此外，尽管在附图中描述或在说明书中描述方法都是按照具体顺序，但是上述方法不需要按照示出的该具体顺序或以连续的顺序进行，并且不需要进行所有的方法以实现所需的结果。其他没有描述或说明的方法可结合到本申请方法和工艺的实施例中。例如，可在任何所述方法之前、之后、同时或在它们之间进行一个或多个其他方法。进一步地，在其他实现方式中可将该方法重排或重新排序。同时，应当理解，在上述描述的实现方式中分离各种系统部件是作为在所有实现方式中要求上述分离，应当理解上述部件和系统通常是整合在一个单个产品中或封装在多个产品中。此外，其他实现方式也在本发明的范围内。

[0150] 条件语言，如“可以”、“可能”、“也许”或者“可”，除非有其他特别说明或者在使用的上下文中有其他理解，否则通常意欲传递某些实施例包括或不包括某些特征、部件和/或步骤。因此，上述条件语言通常并不意欲暗示无论如何上述特征、部件和/或步骤需要一个或者多个实施例。

[0151] 连接语言，例如短语“X、Y和Z中的至少一个”，除非特别有其他特别说明、在使用的上下文中有其他理解，一般传递的是项目、术语等可以为X、 Y或者Z。因此，上述连接语言通常不意欲暗示某些实施例需要存在至少一个X、至少一个Y和至少一个Z。

[0152] 这里所使用的程度语言，例如这里所使用的术语“近似”、“约”、“一般地”和“基本上”代表数值、数量或特征接近写明的数值、数量或特征，仍然能得到期望的功能或取得期望的结果。例如，术语“近似”、“约”、“一般地”和“基本上”可指在写明的数量的小于或等于10％、小于或等于5％、小于或等于1 ％、小于或等于0.1％和小于或等于0.01％范围内的数量。如果写明的数量是0(例如，没有、不含有)，上述陈述的范围可为具体范围，且不在数值的具体的百分比范围内。例如，在写明的数量的小于或等于10wt./vol.％、小于或等于
5wt./vol.％、小于或等于1wt./vol.％、小于或等于0.1wt./vol.％和小于或等于0.01wt./vol.％范围内。

[0153] 结合附图描述了一些实施例。该附图是按比例描述的，但是并不限制上述比例，因为能构思除了示出以外的其他尺寸和比例并且在本发明的范围内。距离、角度等仅仅是示意性的，并不必然具有示出的器件的设计图与实际尺寸的准确关系。可以增加、除去和/或重新布置部件。进一步地，本申请公开的任何特定的特征、方面、方法、性质、特点、性能、品质、部件等与各种实施例一起，可在所有其他本申请阐述的实施例中使用。此外，应当意识到这里所述的任何方法可使用任何适于执行所述步骤的器件来实现。

[0154] 尽管已经详细描述了大量实施例和它们的变型，其他修改和使用其的方法对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，应当理解，在不脱离本申请的独特性和创造性或权利要求的范围的情况下，可进行各种等价的应用、修改、材料和替换。