(57)【要約】  アンテナ装置（１０１）は、アンテナ素子（１）と、アンテナ素子（１）側に共通端子が接続されるスイッチ（２）と、スイッチ（２）の第１入出力端子（Ｓ１）と第１通信回路（ＲＦＩＣ１０）との間に設けられる第１信号経路（Path1）と、スイッチ（２）の第２入出力端子（Ｓ２）と第２通信回路（ＲＦＩＣ１１）との間に設けられる第２信号経路（Path2）と、を備える。第１信号経路（Path1）は高周波回路（パワーアンプモジュール３）と移相器（４）とを備え、高周波回路は、アンテナ素子（１）側から見た第２周波数帯でのインピーダンスがオープンまたはショートである。共通端子（COM）に第１入出力端子（Ｓ１）と第２入出力端子（Ｓ２）とが共に接続される状態で、移相器（４）は、共通端子（COM）から第１信号経路（Path1）を見た第２周波数帯でのインピーダンスがオープンとなるように移相する。
2019176551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１周波数帯の信号と、前記第１周波数帯とは周波数帯が異なる第２周波数帯の信号とを扱うアンテナ素子と、前記アンテナ素子側に共通端子が接続されるスイッチと、前記スイッチの第１入出力端子と第１通信回路との間に設けられる第１信号経路と、前記スイッチの第２入出力端子と第２通信回路との間に設けられる第２信号経路と、を備えるアンテナ装置であって、
前記第１信号経路は高周波回路と移相器とを備え、
前記高周波回路は、前記アンテナ素子側から見た前記第２周波数帯でのインピーダンスがオープンまたはショートであり、
前記移相器は、前記スイッチ側に接続される第１ポートと、前記高周波回路側に接続される第２ポートと、前記第１ポートとグランドとの間に接続される第１コイルと、前記第１コイルに対して結合係数１未満で磁界結合し、前記第２ポートと前記グランドとの間に接続される第２コイルと、前記第１ポートと前記第２ポートとの間に設けられるキャパシタとを含み、
前記移相器は、前記共通端子と前記第１入出力端子とが接続され、かつ前記共通端子と前記第２入出力端子とが接続される前記スイッチの状態で、前記共通端子から前記第１信号経路を見た前記第２周波数帯でのインピーダンスがオープンとなるように移相する、
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記移相器の前記キャパシタは前記第１コイルと前記第２コイルとの間に形成される寄生容量を含む、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
反射係数の実数部が正で虚数部が正の領域をスミスチャートの第１象限、前記反射係数の実数部が正で虚数部が負の領域をスミスチャートの第４象限と表すとき、
前記第２周波数帯において、前記共通端子と前記高周波回路との間での往復の位相変化量は、前記共通端子から前記第１信号経路を見た反射係数が、スミスチャート上で第１象限または第４象限に位置する位相変化量である、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第２周波数帯において、前記共通端子と前記高周波回路との間での往復の位相変化量は、前記共通端子から前記第１信号経路を見たインピーダンスが１００Ω以上となる位相変化量である、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリアアグリゲーションに対応するために、異なる２つの周波数帯の信号経路を、スイッチを介して共にアンテナに接続するアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、キャリアアグリゲーションに対応するために、１つの共通端子と複数の入出力端子とを共に接続させる（同時接続可能な）スイッチ回路と、異なる周波数帯域に対応する信号経路のそれぞれに設けられた整合回路とを備えた高周波モジュールが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−９８６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
キャリアアグリゲーションを行うためのスイッチ同時接続は、特許文献１に示されているような高周波モジュール内に限らず、高周波モジュール同士をスイッチで接続する場合も考えられる。高周波モジュール同士をスイッチで接続する場合、それぞれのモジュール単体でフィルタ回路が調整されていても、信号経路の移相作用が悪影響を及ぼす場合がある。つまり、スイッチの共通端子から、信号経路を含めて高周波モジュールを見たインピーダンスがオープンではなくショートになると、スイッチの共通端子を経由して、その高周波モジュールに信号が回り込んでしまうおそれがある。このような高周波モジュール間のアイソレーションが悪化した状態では、信号の干渉や減衰等の問題が生じる。【０００５】
そこで、本発明の目的は、スイッチの同時接続状態での、共通端子を介する信号の回り込みを抑制して、信号の干渉や減衰等の問題を解消したアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本開示の一例としてのアンテナ装置は、第１周波数帯の信号と、第１周波数帯とは周波数帯が異なる第２周波数帯の信号とを扱うアンテナ素子と、アンテナ素子側に共通端子が接続されるスイッチと、スイッチの第１入出力端子と第１通信回路との間に設けられる第１信号経路と、スイッチの第２入出力端子と第２通信回路との間に設けられる第２信号経路と、を備える。【０００７】
そして、第１信号経路は高周波回路と移相器とを備え、
高周波回路は、アンテナ素子側から見た第２周波数帯でのインピーダンスがオープンまたはショートであり、
移相器は、スイッチ側に接続される第１ポートと、高周波回路側に接続される第２ポートと、第１ポートとグランドとの間に接続される第１コイルと、第１コイルに対して結合係数１未満で磁界結合し、第２ポートとグランドとの間に接続される第２コイルと、第１ポートと第２ポートとの間に設けられるキャパシタとを含み、
その移相器は、共通端子と第１入出力端子とが接続され、かつ共通端子と第２入出力端子とが接続されるスイッチの状態で、共通端子から第１信号経路を見た第２周波数帯でのインピーダンスがオープンとなるように移相する。【０００８】
上記構成により、スイッチの共通端子から第１信号経路を見た、第２周波数帯でのインピーダンスがオープンになり、第２信号経路を介してスイッチの第２入出力端子へ入出力される信号は第１信号経路中の上記高周波回路の影響を受け難くなる。【０００９】
（２）本開示の一例では、前記移相器のキャパシタは第１コイルと第２コイルとの間に形成される寄生容量を含む。この構成によれば、外付けのキャパシタが不要になる、または低キャパシタンスのキャパシタで構成できる。【００１０】
（３）本開示の一例では、反射係数の実数部が正で虚数部が正の領域をスミスチャートの第１象限、反射係数の実数部が正で虚数部が負の領域をスミスチャートの第４象限と表すとき、第２周波数帯において、共通端子と高周波回路との間での往復の位相変化量は、共通端子から第１信号経路を見た反射係数が、スミスチャート上で第１象限または第４象限に位置する位相変化量であることが好ましい。このことにより、第２周波数帯において、共通端子から見た第１信号経路のインピーダンスが高く見えて、第２信号経路を介してスイッチの第２入出力端子へ入出力される信号は第１信号経路中の上記高周波回路の影響を受け難くなる。【００１１】
（４）本開示の一例では、第２周波数帯において、共通端子と高周波回路との間での往復の位相変化量は、共通端子から第１信号経路を見たインピーダンスが１００Ω以上となる位相変化量であることが好ましい。このことにより、第２周波数帯において、共通端子から見た第１信号経路のインピーダンスが高く見えて、第２信号経路を介してスイッチの第２入出力端子へ入出力される信号は第１信号経路中の上記高周波回路の影響を受け難くなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スイッチの同時接続状態での、スイッチの共通端子を介する信号の回り込みが抑制されて、信号の干渉や減衰等の問題が解消されたアンテナ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（Ａ）は本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１０１の構成を示すブロック図である。図１（Ｂ）は比較例のアンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１信号経路Path1におけるパワーアンプモジュール３の挿入損失の周波数特性（ＩＬ１）と、第２信号経路Path2におけるフロントエンドモジュール５の挿入損失の周波数特性（ＩＬ２）を示す図である。
【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）は、移相器４の作用を示す図である。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）は、移相器４の作用を示す別の図である。
【図５】図５は移相器４の回路図である。
【図６】図６は、トランス部分を理想トランスと寄生インダクタンス成分とに分けて表した、移相器４の等価回路図である。
【図７】図７は移相器４内の移相量の周波数特性と、ＬＣフィルタ回路による移相器の移相量の周波数特性とを示す図である。
【図８】図８は移相器４の外観斜視図である。
【図９】図９は移相器４の内部の構造を示す斜視図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、図９における移相器４の中心を通るＹ−Ｚ面での断面図である。図１０（Ｂ）は、図９における移相器４の中心を通るＸ−Ｚ面での断面図である。
【図１１】図１１は複数の絶縁性基材にそれぞれ形成された導体パターンを示す平面図である。
【図１２】図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は、アンテナ素子１からパワーアンプモジュール３を見た、反射信号の位相角の範囲及びこの位相角とインピーダンスとの関係をスミスチャート上に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１（Ａ）は本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１０１の構成を示すブロック図である。図１（Ｂ）は比較例のアンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１（Ａ）に示すアンテナ装置１０１は、アンテナ素子１と、スイッチ２と、ＲＦＩＣ１０，１１と、第１信号経路Path1と、第２信号経路Path2とを備える。第１信号経路Path1にはパワーアンプモジュール３と移相器４が存在する。また、第２信号経路Path2にはフロントエンドモジュール５が存在する。
【００１６】
アンテナ素子１は、第１周波数帯の信号と、この第１周波数帯とは周波数帯が異なる第２周波数帯の信号とを扱う。つまり、少なくとも第１周波数帯と第２周波数帯の信号を送波または受波する。第１周波数帯は例えば700MHz〜1000MHzの周波数帯であり、第２周波数帯は例えば1700MHz〜2100MHzの周波数帯である。
【００１７】
スイッチ２は、共通端子COMと複数の入出力端子Ｓ１〜Ｓ４を有し、共通端子COMがアンテナ素子１側に接続されている。このスイッチ２はキャリアアグリゲーションのために、複数の入出力端子を共通端子COMに共に接続可能な高周波スイッチである。
【００１８】
第１信号経路Path1は、スイッチ２の第１入出力端子Ｓ１とＲＦＩＣ１０との間の信号経路である。また、第２信号経路Path2は、スイッチ２の第２入出力端子Ｓ２とＲＦＩＣ１１との間の信号経路である。
【００１９】
パワーアンプモジュール３は、第１周波数帯の信号を電力増幅するパワーアンプPAや送信信号と受信信号を分波するデュプレクサDUP等を含む。このパワーアンプモジュール３は、第２周波数帯でのインピーダンスが、アンテナ素子１側から見て（パワーアンプモジュール３のＲＦＩＣ１０側の入出力部ではなく、アンテナ素子１側の入出力部から見て）オープンまたはショートであるように、位相が定められている。このパワーアンプモジュール３は本発明に係る「高周波回路」の一例である。ここで、上記「オープン」とは、インピーダンスが５０Ωよりも高い状態である。好ましくは７５Ω以上の状態である。さらに好ましくは１００Ω以上の状態である。また、上記「ショート」とは、インピーダンスが２０Ω以下の状態である。
【００２０】
ここで、上記「オープン」と「ショート」の状態を図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示す。図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は、反射信号の位相角の範囲及びこの位相角と上記インピーダンスとの関係をスミスチャート上に表した図である。図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）において、角度の値は、レジスタンス（インピーダンスの実部）を０とした時の、各リアクタンス（インピーダンスの虚部）における角度である。
【００２１】
上述のとおり、アンテナ素子１側の入出力部から見たインピーダンスが「オープン」である状態とは、インピーダンスが５０Ωよりも高い状態（反射信号の位相角が±９０°の範囲）、好ましくは、インピーダンスが７５Ωよりも高い状態（反射信号の位相角が±５３°の範囲）、さらに好ましくは、インピーダンスが１００Ωよりも高い状態（反射信号の位相角が±５３°の範囲）のことである。また、アンテナ素子１側の入出力部から見たインピーダンスが「ショート」である状態とは、インピーダンスが２０Ωよりも低い状態（反射信号の位相角が＋１３６°〜＋１８０°、−１３６°〜−１８０°の範囲）のことである。
【００２２】
フロントエンドモジュール（FEM）５は第２周波数帯の送信信号および受信信号についてのフィルタ等を含む。このフロントエンドモジュール５は、第１周波数帯でのインピーダンスが、アンテナ素子１側から見てオープンであるように、位相が定められている。
【００２３】
ＲＦＩＣ１０，１１は、それぞれ第１周波数帯の通信信号と第２周波数帯の通信信号について信号処理を行う回路である。このＲＦＩＣ１０，１１はそれぞれ本発明に係る「第１通信回路」、「第２通信回路」の一例である。なお、第１周波数帯の通信信号の信号処理を行う第１通信回路と、第２周波数帯の通信信号の信号処理を行う第２通信回路は単一の通信回路で構成されていてもよい。
【００２４】
移相器４は、スイッチ２の共通端子COMから第１信号経路Path1を見たインピーダンスが第２周波数帯でオープンとなるように、その移相量が定められている。アンテナ素子１側からパワーアンプモジュール３を見た、第２周波数帯でのインピーダンスがショートである場合、第２周波数帯の信号はパワーアンプモジュール３で全反射する。この場合、共通端子COMとパワーアンプモジュール３との間での往復の位相変化量が約１８０度となるように、移相器４の移相量が定められている。
【００２５】
図１（Ｂ）に示す、説明用の比較例としてのアンテナ装置は、図１（Ａ）に示したアンテナ装置１０１の移相器４が無いアンテナ装置である。図１（Ｂ）に示すパワーアンプモジュール３をアンテナ素子１側から見て、第２周波数帯でのインピーダンスがオープンであるように、位相が定められている。しかし、スイッチ２の共通端子COMとパワーアンプモジュール３との間の信号伝播路で信号伝播遅延が生じ、その分の位相遅れが発生する。したがって、スイッチ２の共通端子COMから第１信号経路Path1を見た第２周波数でのインピーダンスはオープンではなくなる。そのため、図１（Ｂ）において、フロントエンドモジュール５からアップリンク信号（ＵＬ信号）が出力されると、共通端子COMから第１信号経路Path1へアップリンク信号（ＵＬ信号）が回り込んでしまう。その結果、アンテナ素子１から放射される電力が低下する。また、上記回り込む高周波電力によってパワーアンプモジュール３が破壊されるおそれも生じる。
【００２６】
これに対し、図１（Ａ）に示した本実施形態のアンテナ装置１０１によれば、スイッチ２の共通端子COMから第１信号経路Path1を見たインピーダンスがオープンであるので、スイッチ２の共通端子COMから第１信号経路Path1へアップリンク信号（ＵＬ信号）が回り込む電力が充分に抑制される。
【００２７】
図２は、第１信号経路Path1におけるパワーアンプモジュール３の挿入損失の周波数特性（ＩＬ１）と、第２信号経路Path2におけるフロントエンドモジュール５の挿入損失の周波数特性（ＩＬ２）を示す図である。図２において、第１周波数帯（700MHz〜1000MHz）の通過周波数帯の中心周波数をＦｏ、通過周波数帯より低い周波数をＦＬ、通過周波数帯より高い周波数をＦＨでそれぞれ表している。
【００２８】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）は、上記移相器４の作用を示す図である。図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）におけるＦＬ，Ｆｏ，ＦＨは図２に示したＦＬ，Ｆｏ，ＦＨにそれぞれ対応している。
【００２９】
図３（Ａ）はパワーアンプモジュール３をアンテナ素子１側から見たインピーダンスをスミスチャート上に軌跡として表した図である。この例では、第１周波数帯（通過周波数帯）で正規インピーダンス（５０Ω）に整合している。通過周波数帯より低い周波数や通過周波数帯より高い周波数では、インピーダンスがオープン（ハイインピーダンス）である。図３（Ａ）において、ドットパターンで示す扇形の範囲はインピーダンスがハイインピーダンスと見なす角度範囲である５３°から−５３°の範囲を示している。この範囲はインピーダンスで表すと１００Ω以上の範囲である。換言すれば、オープンの状態から±５３°の範囲で位相が回転しても、ハイインピーダンスの状態にあるため、ほぼ「オープン」とみなせる。
【００３０】
図３（Ｂ）は、図１（Ｂ）において、スイッチ２の共通端子COMから見た第１信号経路Path1のインピーダンスをスミスチャート上に軌跡として表した図である。上述のとおり、スイッチ２の共通端子COMとパワーアンプモジュール３との間の信号伝播路で信号伝播遅延が生じ、その分の位相遅れが発生する。
【００３１】
図３（Ｃ）は、図１（Ａ）において、スイッチ２の共通端子COMから見た第１信号経路Path1のインピーダンスをスミスチャート上に軌跡として表した図である。上述のとおり、移相器４はスイッチ２の共通端子COMから第１信号経路Path1を見たインピーダンスがオープンとなるように移相する。その結果、スイッチ２の共通端子COMから第１信号経路Path1を見た第２周波数帯でのインピーダンスはオープン（ハイインピーダンス）となる。
【００３２】
この条件では、共通端子COMとパワーアンプモジュール３との間（移相器４を介して）での往復の位相変化量は３６０度（０度）である。ただし、この位相変化量は３６０度に限らず、３６０±９０度（２７０度以上４５０度以下）であってもよい。つまり、この位相変化量はスイッチ２の共通端子COMから第１信号経路Path1を見た第２周波数帯でのインピーダンスが５０Ωよりも高くなる位相変化量である。好ましくは７５Ω以上となる位相変化量である。また、さらに好ましくは、１００Ω以上となる位相変化量である。図３（Ｃ）において、スイッチ２の共通端子COMから第１信号経路Path1を見た第２周波数帯でのインピーダンスは上記１００Ω以上の範囲に入る。つまりオープン（ハイインピーダンス）と見なせる状態となる。
【００３３】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）は、上記移相器４の作用を示す別の図である。図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）におけるＦＬ，Ｆｏ，ＦＨは図２に示したＦＬ，Ｆｏ，ＦＨにそれぞれ対応している。
【００３４】
図４（Ａ）はパワーアンプモジュール３をアンテナ素子１側から見たインピーダンスをスミスチャート上に軌跡として表した図である。この例では、第１周波数帯（通過周波数帯）で正規インピーダンス（５０Ω）に整合している。第１周波数帯より低い周波数や通過周波数帯より高い周波数では、インピーダンスがショート（ローインピーダンス）である。図４（Ａ）において、ドットパターンで示す扇形の範囲はインピーダンスがローインピーダンスと見なす角度範囲である１３６°から−１３６°の範囲を示している。この範囲はインピーダンスで表すと２０Ω以下の範囲である。換言すれば、ショートの状態から±４４°（１８０°−１３６°＝４４°）の範囲で位相が回転しても、ローインピーダンスの状態にあるため、ほぼ「ショート」とみなせる。
【００３５】
図４（Ｂ）は、図１（Ｂ）において、スイッチ２の共通端子COMから見た第１信号経路Path1のインピーダンスをスミスチャート上に軌跡として表した図である。上述のとおり、スイッチ２の共通端子COMとパワーアンプモジュール３との間の信号伝播路で信号伝播遅延が生じ、その分の位相遅れが発生する。この例では、図３（Ｂ）に示した例より位相遅れ量が大きい。
【００３６】
図４（Ｃ）は、図１（Ａ）において、スイッチ２の共通端子COMから見た第１信号経路Path1のインピーダンスをスミスチャート上に軌跡として表した図である。上述のとおり、移相器４はスイッチ２の共通端子COMから第１信号経路Path1を見たインピーダンスがオープンとなるように移相する。その結果、スイッチ２の共通端子COMから第１信号経路Path1を見た第２周波数帯でのインピーダンスがオープンとなる。
【００３７】
この条件では、共通端子COMとパワーアンプモジュール３との間（移相器４を介して）での往復の位相変化量は１８０度である。ただし、この位相変化量は１８０度に限らず、１８０±９０度（９０度以上２７０度以下）であってもよい。つまり、この位相変化量はスイッチ２の共通端子COMから第１信号経路Path1を見た第２周波数帯でのインピーダンスが５０Ωよりも高くなる位相変化量である。好ましくは７５Ω以上となる位相変化量である。また、さらに好ましくは、１００Ω以上となる位相変化量である。図４（Ｃ）において、スイッチ２の共通端子COMから第１信号経路Path1を見た第２周波数帯でのインピーダンスは上記１００Ω以上の範囲に入る。つまりオープン（ハイインピーダンス）と見なせる状態となる。
【００３８】
図５は移相器４の回路図である。図６は、トランス部分を理想トランスと寄生インダクタンス成分とに分けて表した、移相器４の等価回路図である。
【００３９】
図５に示すように、移相器４は、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２とキャパシタＣとで構成されている。第１コイルＬ１は、第１ポートＰ１とグランドとの間に接続され、第２コイルＬ２は、第２ポートＰ２とグランドとの間に接続されている。第１コイルＬ１と第２コイルＬ２とでトランスＴが構成されている。キャパシタＣは第１ポートＰ１と第２ポートＰ２との間に設けられている。このように、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２との間のキャパシタＣによって、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２との間の移相量を１８０度より小さくしている。キャパシタＣが無い状態で、理想的にはトランスＴによる移相量はほぼ１８０度であるので、キャパシタＣによって、移相器４の移相量を進み位相９０度に近づける。つまり、キャパシタＣを通る電流経路が生じることで、移相器４の第１ポートＰ１−第２ポートＰ２間の移相量は１８０度より小さくなるので、このキャパシタＣのキャパシタンスの設定によって、移相器４の移相量を所定値に定める。なお、実際には第１コイルＬ１と第２コイルＬ２との結合係数ｋは１未満であり、トランスＴによる移相量は９０度以上１８０度以下である。キャパシタＣはこの範囲の位相であっても、移相器４の移相量を９０度または所定の移相量に近づける。
【００４０】
図６に示すように、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２による、結合係数１未満のトランスＴを、結合係数１の理想トランスＩＴを含む等価回路図で表すと、この理想トランスＩＴと、一次側漏れインダクタンスＬｅ１と、二次側漏れインダクタンスＬｅ２と、励磁インダクタンスＭとで表される。一次側漏れインダクタンスＬｅ１のインダクタンスはＬ１（１−ｋ）に相当し、二次側漏れインダクタンスＬｅ２のインダクタンスはＬ２（１−ｋ）に相当し、励磁インダクタンスＭのインダクタンスはｋＬ１に相当する。
【００４１】
上記トランスＴの寄生インダクタンス成分（Ｌｅ１，Ｌｅ２，Ｍ）によって、移相器４のインピーダンスは規定値（例えば50Ω）から外れてしまうが、図５に示したキャパシタＣを備えることで、移相器４のインピーダンスが規定値に調整される。特に、キャパシタＣは、並列寄生インダクタンス成分である励磁インダクタンスＭによるインピーダンスのずれを補正するように作用し、キャパシタＣは直列寄生インダクタンス成分である漏れインダクタンスＬｅ１，Ｌｅ２によるインピーダンスのずれを補正するように作用する。
【００４２】
図６において、インダクタESL_Cは、キャパシタＣの等価直列インダクタンスである。このキャパシタＣの等価直列インダクタンスの影響で移相量の周波数特性が変化する。
【００４３】
図７は上記移相器４内の移相量の周波数特性と、ＬＣフィルタ回路による移相器の移相量の周波数特性とを示す図である。図７における「移相量」は、移相器４への入力信号に対する、移相器４からの出力信号の位相変化量である。図７中、実線は移相器４の特性、破線はＬＣフィルタ回路による移相器の特性である。ここで、ＬＣフィルタは、伝送路に対してシリーズに接続されたキャパシタと、伝送路とグランド間にシャントに接続されたインダクタとで構成されたものである。ＬＣフィルタ回路による移相器では、構成要素であるキャパシタおよびインダクタはエネルギーを溜めるリアクタンス素子である。そのため、このＬＣフィルタ回路による移相器は、通過周波数帯域から離れると、エネルギー損失が急激に増大するため、通過帯域は狭い。
【００４４】
図７に表れているとおり、通過帯域の中心周波数で移相量が９０度となるように設計されているが、ＬＣフィルタ回路による移相器に比べて、トランス型の移相器４は、周波数変化に対する移相量変化が小さい。それに伴って、広帯域に亘って、移相量がほぼ９０度に保たれる。
【００４５】
上記漏れインダクタンスＬｅ１，Ｌｅ２のインダクタンスはトランスＴの等価直列インダクタンスであるので、この漏れインダクタンスＬｅ１，Ｌｅ２が小さい程、周波数変化に対する移相量の変化傾きは小さい。同様に、キャパシタＣの等価直列インダクタンスESL_Cが小さい程、周波数変化に対する移相量の変化傾きは小さい。したがって、図７に示す周波数変化に対する移相量の変化傾きを小さくする（傾斜を緩やかにする）ためには、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２との結合係数ｋを大きくすることで、漏れインダクタンスＬｅ１，Ｌｅ２のインダクタンスを小さくすること、またキャパシタＣの等価直列インダクタンスESL_Cを小さくすること、が重要である。
【００４６】
図８は移相器４の外観斜視図である。図９は移相器４の内部の構造を示す斜視図である。移相器４の外面には、第１ポートＰ１に対応する入出力端子Ｔ１、第２ポートＰ２に対応する入出力端子Ｔ２、グランド端子ＧＮＤ、空き端子ＮＣが形成されている。
【００４７】
図１０（Ａ）は、図９における移相器４の中心を通るＹ−Ｚ面での断面図である。図１０（Ｂ）は、図９における移相器４の中心を通るＸ−Ｚ面での断面図である。
【００４８】
移相器４の主要部は、所定の絶縁性基材に導体パターンが形成された、複数の絶縁性基材の積層体である。複数の絶縁性基材に形成された導体パターンによって第１コイルＬ１、第２コイルＬ２およびキャパシタＣが構成されている。
【００４９】
図１１は上記複数の絶縁性基材にそれぞれ形成された導体パターンを示す平面図である。最下層より上の４層にキャパシタＣ形成用の導体パターンＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４が形成されている。その上の５層には第１コイルＬ１形成用の導体パターンＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１５が形成されている。さらにその上の５層には第２コイルＬ２形成用の導体パターンＬ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４，Ｌ２５が形成されている。
【００５０】
本実施形態の移相器４では、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２との層間を近接させることによって、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２との結合係数ｋを高めている。また、積層体の対向する長辺に入出力端子Ｔ１，Ｔ２をそれぞれ設けることにより、積層体の対向する短辺に入出力端子Ｔ１，Ｔ２をそれぞれ設ける場合に比べて、入出力端子Ｔ１，Ｔ２の端子間距離が短くなり、キャパシタＣの等価直列インダクタンスESL_Cを小さくしている。
【００５１】
移相器４の構造は上記の実施形態に限られるものではない。例えば、キャパシタＣのキャパシタンス成分には、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２が対向することで生じる寄生キャパシタンス成分を利用してもよい。つまり、キャパシタＣは第１コイルＬ１と第２コイルＬ２との間に生じる寄生キャパシタンス成分で構成されてもよいし、この寄生キャパシタンス成分とそれ以外のキャパシタのキャパシタンスとの合成キャパシタンスで構成されるものであってもよい。
【００５２】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。
【００５３】
例えば、図１（Ａ）に示す例では、スイッチ２の共通端子COMがアンテナ素子１に直接的に接続されているが、このスイッチ２の共通端子COMとアンテナ素子１との間に他の回路素子が挿入されていてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
Ｃ…キャパシタ
COM…共通端子
ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４…導体パターン
DUP…デュプレクサ
ＧＮＤ…グランド端子
ＩＴ…理想トランス
Ｌ１…第１コイル
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１５…導体パターン
Ｌ２…第２コイル
Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４，Ｌ２５…導体パターン
Ｌｅ１，Ｌｅ２…漏れインダクタンス
Ｍ…励磁インダクタンス
ＮＣ…空き端子
Ｐ１…第１ポート
Ｐ２…第２ポート
Path1…第１信号経路
Path2…第２信号経路
Ｓ１…第１入出力端子
Ｓ２…第２入出力端子
Ｔ…トランス
Ｔ１，Ｔ２…入出力端子
１…アンテナ素子
２…スイッチ
３…パワーアンプモジュール（高周波回路）
４…移相器
５…フロントエンドモジュール
１０…ＲＦＩＣ（第１通信回路）
１１…ＲＦＩＣ（第２通信回路）
１０１…アンテナ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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