(57)【要約】  本発明は、不平衡信号を平衡信号にあるいはこの逆に変換し、変換される信号を帯域通過フィルタリングする帯域通過特性を有する平衡不平衡トランスに関する。そのように平衡されたトランスは、実質的に既知であり、不平衡信号を受信する第１の電子回路と、平衡信号を受信する第２の電子回路とを有し、第１及び第２の電子回路は非電気的に結合素子を介して結合される。本発明の目的は、そのような既知の平衡不平衡トランスのサイズを減じることである。この目的は、両電子回路を、それぞれ、帯域通過フィルタ特性の中心周波数を表すそれらの個々の共振周波数で動作させられるび／あるいはその調整された共振回路における結合素子の少なくとも１つの寸法を調整することによって設定される。本発明はさらにそのような平衡不平衡トランスを含むトランシーバに関する。
2005512380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不平衡信号を平衡信号へあるいはこの逆へ変換し、変換される信号を帯域通過フィルタリングする帯域通過特性を有する平衡不平衡トランスであって、
前記不平衡信号を受信するための、第１の結合素子に接続される第１の同調器を有する第１の電子回路と、
前記平衡信号を受信するための、第２の結合素子に接続される第２の同調器を有する第２の電子回路と、を備え、
前記第１及び第２の電子回路は前記第１及び第２の結合素子を介して結合され、
両前記第１及び第２の電子回路は、それぞれ、前記帯域通過フィルタ特性の中心周波数を表すそれらの個々の共振周波数で動作させられる個々の共振回路として構成され、
前記個々の共振周波数のぞれぞれは、変換される信号の波長を表すλを用いて前記結合素子のそれぞれの長さをλ／４よりも小さくした状態で、前記同調器及び／あるいはその調整された共振回路における前記結合素子の少なくとも１つの寸法を調整することによって、及び／あるいは、前記２つの共振回路における前記結合素子間のスペースを調整することによって設定される、
平衡不平衡トランス。
【請求項２】
前記第１の同調器は、第１のコンデンサとして構成され且つ前記第１の結合素子に並列に接続され、前記第１のコンデンサ及び前記第１の結合素子の両方はグランドと前記不平衡信号を受信する不平衡信号ポートとの間に接続され、
前記第２の同調器は、一端が前記第２の結合素子に接続された第２のコンデンサと、一端が前記第２の結合素子の他端に接続された第３のコンデンサと、前記第２及び第３のコンデンサにおけるこれらの他端を接続し前記第２の結合素子に接続されないコイルと有し、前記これらの他端はそれぞれそれらの間で前記平衡信号を受信する平衡信号ポートを構成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の平衡不平衡トランス。
【請求項３】
前記第１及び第２の結合素子の両方は、結合されるために、同じ平面において平行且つ且つ互いに近接して配置された、制限された長さのストリップラインとして構成されたことを特徴とする請求項１に記載の平衡不平衡トランス。
【請求項４】
前記結合素子の寸法は、その長さ及び／あるいは幅によって表されることを特徴とする請求項１に記載の平衡不平衡トランス。
【請求項５】
前記第１及び第２の結合素子の両方は、少なくとも部分的にそれらの断面が重なる螺旋状のコイルとして構成されたことを特徴とする請求項１に記載の平衡不平衡トランス。
【請求項６】
前記平衡不平衡トランスはできるだけ薄膜技術によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の平衡不平衡トランス。
【請求項７】
前記第１及び第２の共振回路において設定される前記共振周波数は同一であり、前記帯域通過フィルタ特性のある１つの中心周波数を表すことを特徴とする請求項１に記載の平衡不平衡トランス。
【請求項８】
送信モードにおいて不平衡信号を送信しあるいは受信モードにおいて不平衡信号を受信するアンテナ素子と、
前記アンテナ素子から前記不平衡信号を受信しそれを前記受信モードにおいて平衡信号に変換、あるいは平衡信号を前記送信モードにおいて前記アンテナ素子へ出力するために前記不平衡信号に変換する請求項１乃至７のいずれかに従った少なくとも１つの平衡不平衡トランスと、
前記受信モードにおいて前記平衡不平衡トランスから前記平衡信号を受信しさらに処理する、あるいは前記送信モードにおいて前記平衡不平衡トランスへ前記平衡信号を送信するRFトランシーバユニットと、
を備えたトランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに従った、不平衡信号を平衡信号へ変換するあるいはこの逆を行う平衡不平衡トランスに関連する。この平衡不平衡トランスは、変換される信号を帯域通過フィルタリングする帯域通過特性を有する。
【０００２】
図３は、不平衡信号及び平衡信号間の関係を示す平衡不平衡トランスの等価回路図である。不平衡信号Uは典型的にはグランドに関連づけられ、一方、平衡信号は差異信号U2-(-U/2)として特徴づけられる。
【０００３】
本発明は、さらに、図４に示される既知のトランシーバに関連する。トランシーバ４００は、送信モードにおいて不平衡信号を送信するあるいは受信モードにおいて不平衡信号を受信するアンテナ素子４１０を有する。
【０００４】
トランシーバ４００は、さらに、アンテナ素子４１０から不平衡信号を受信し、受信モードにおいてそれを無線周波数RFトランシーバユニット４３０のための平衡信号に変換する、少なくとも１つの平衡不平衡トランス４２０を有する。送信モードにおいて、平衡不平衡トランス４２０は、平衡信号を、アンテナ素子４１０へ出力される不平衡信号に変換する。
【０００５】
最後に、トランシーバ４００は、受信モードにおいて平衡不平衡トランス４２０によって与えられた平衡信号を受け取りさらに処理する無線周波数RFトランシーバユニット４３０を有する。送信モードにおいて、このRFトランシーバユニット４３０は平衡信号を平衡不平衡トランス４２０に与える。RFトランシーバユニット４３０に接続された平衡不平衡トランス４２０はさらにフロントエンドモジュールとも称される。
【０００６】
そのような平衡不平衡トランス及びトランシーバは、米国特許第5,697,088号などにおいて一般的に知られている。そこに開示された平衡不平衡トランスは、図５に示され、参照番号４２０’を有する。それは、２つの４分の１波長カプラ２０２，２０４を有する。各カプラは、第１及び第２の電子回路を有する。さらに詳しくは、第１の４分の１波長カプラ２０２において、第１の結合素子２０６及びコンデンサCp2,Cs2は第１の電子回路を構成し、一方、第２の結合素子２０８及びコンデンサCs1,Cp1は第２の電子回路を構成する。第１の４分の１波長カプラ２０２において、これらの電子回路は、第１及び第２の結合素子２０６，２０８を介して、非電気的に接続される。４分の１波長カプラというその名前は、平衡不平衡トランス４２０’によって変換されるべき信号の波長を表すλを用いて、第１及び第２の結合素子２０６，２０８のそれぞれの長さがλ／４に調整されることを示す。結合素子２０６，２０８の長さがλ／４に調整されるため、これらの結合素子は、それ自身、個々に、その共振周波数で動作させられる。第１の電子回路におけるコンデンサCs2,Cp2、及びコンデンサCs1,Cp1は、その個々の共振周波数で全体として第１あるいは第２の電子回路を動作させるように用いられず、上述の平衡不平衡トランスによって与えられる帯域通過フィルタ機能の周波数選択性を制御するだけである。
【０００７】
平衡不平衡トランス４２０’は、ポート１で不平衡信号を受け取り、ポート２、３間で平衡信号を受け取る。
【０００８】
不利なことに、米国特許第5,697,088号に開示された平衡不平衡トランスの設計は、特に結合素子の長さをλ／４に調整するため、大きすぎる。例えば、１GHｚの周波数において、結合素子２０６，２０８の長さは、誘電率１０を有する基板に対して約２，５ｃｍである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上の従来技術を根幹として、本発明の目的は、サイズが減じられた平衡不平衡トランスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１の主内容によって解決される。より詳しくは、既知の平衡不平衡トランスを根幹として、この目的は、以下のようにして達成される。即ち、両第１及び第２の電子回路は、それぞれ、帯域通過フィルタ特性の中心周波数を表すそれらの個々の共振周波数fR1、fR2で動作させられる個々の共振回路として構成され、個々の共振周波数のぞれぞれは、変換される信号の波長を表すλを用いて結合素子のそれぞれの長さをλ／４よりも小さくした状態で、同調器及び／あるいはその調整された共振回路における結合素子の少なくとも１つの寸法を調整することによって、及び／あるいは、２つの共振回路における結合素子間のスペースを調整することによって、設定される。
【００１１】
結合素子の寸法は例えばその長さ及び／あるいは幅を意味する。
【００１２】
請求された前記平衡不平衡トランスの実施の形態は、従来技術と比較して、平衡不平衡トランスのサイズをかなり減少できる。このことは、各共振回路における結合素子の長さをλ／４よりもかなり短くすることによって十分に達成される。結合素子の長さをそのように構成することによって、結合素子は、それらの個々の共振周波数で動作させられず、その結果、それらの寸法は自由に大幅に選択されることができ、特にそれらの長さは所定のサイズあるいはスペース要求に合致するように調整されることができる。
【００１３】
第１及び第２の共振（電子）回路における個々の共振周波数の調整は、同調器及び／あるいは結合素子の長さを調整することによってなされる。ここにおいて、それがλ／４よりもかなり短くなければならないことが考慮される。
【００１４】
有利には、本発明に従った平衡不平衡トランス回路のサイズは、上述したような結合素子の長さを短くすることだけでなく、本発明に従った平衡不平衡トランスは第１及び第２の共振回路によって表される１つのカプラだけを含み一方従来技術における例えば米国特許第5,697,088号は２つのカプラが必要であるという事実によっても減少される。
【００１５】
第１の実施の形態によれば、第１及び第２の結合素子は、結合のために、同一平面において平行且つ互いに近接して配置されるストリップラインとして構成される。
【００１６】
代替的に、これらの結合素子は、螺旋状のコイルとして構成され、少なくともこれらの断面が部分的に重なり合う。
【００１７】
さらに平衡不平衡トランスの具体化は従属請求項の主内容である。
【００１８】
以上のように確認された本発明の目的は、さらに請求項８に従ったトランシーバによって解決される。このトランシーバの利点は、平衡不平衡トランスに関して上述された利点を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に従った平衡不平衡トランスは図１及び図２を参照することによって説明される。
【００２０】
図１は、本発明に従った平衡不平衡トランスのハードウェア構成を示す。平衡不平衡トランス１００は、第１の共振回路１００−１及び第２の共振回路１００−２を有する。第１の共振回路１００−１は、不平衡信号を受信し、一方、第２の共振回路１００−２は平衡信号を受信する。第１の共振回路１００−１は、第１のコンデンサC1として構成され且つ第１の結合素子CPL1に並列に接続される同調器を有する。第１のコンデンサC1及び第１の結合素子CPL１の両方ともグランドに接続される。
【００２１】
第２の共振回路１００−２は第２の結合素子CPL2及び第２の同調器１２０を有する。同調器１２０は、一端が第２の結合素子CPL2に接続された第２のコンデンサC2、一端が第２の結合素子CPL2の他端に接続された第３のコンデンサC3、及び第２及び第３のコンデンサC2、C3の他端を接続し第２の結合素子CPL2に接続されないコイルL1を有する。
【００２２】
平衡不平衡トランス１００は不平衡信号をポート１で受信し、平衡信号をポート２，３間で受信する。
【００２３】
第１及び第２の共振回路１００−１、１００−２は好ましくはそれらの第１及び第２の結合素子CPL1、CPL2を介して非電気的に接続される。
【００２４】
平衡されたトランス１００の動作の間、共振回路１００−１、１００−２の両方ともそれらの個々の共振周波数で動作させられる。第１の共振回路１００−１の共振周波数fR1は、同調器１１０即ちコンデンサＣ１、及び／または結合素子CPL1の長さを調整することによって設定される。ここにおいて、変換されるべき信号の波長を表すλを用いそれはλ／４より短くなければならないことが考慮される。同様に、第２の共振回路１００−２の共振周波数fR2は、同調器１２０即ちコンデンサC2、C3、及び／あるいはコイルL1、及び／あるいは結合素子CPL2の長さを調整することによって設定される。両共振回路１００−１、１００−２の共振周波数fR1、fR2は、第１及び第２の結合素子CPL1、CPL2間における結合構成によってさらにわずかに影響を受ける。より詳しくは、両回路の共振周波数は、それらがストリップラインとして構成される場合はそれらのストリップラインの個々の幅及びそれらの間のスペースによって影響を受け、あるいは、結合素子CPL1、CPL2が螺旋状の導電体として構成される場合はそれらの螺旋状の導電体の重なる断面領域量によって影響を受ける。
【００２５】
好ましくは、最適な周波数を選択的に達成するため、共振回路１００−１の共振周波数fR1及び第２の共振回路１００−２の共振周波数fR2は同一である。
【００２６】
本発明に従った平衡不平衡トランスの帯域通過フィルタ特性は図２に示される。図２ａはフィルタ周波数特性を示し、図２ｂは位相特性を示す。図２ａから、平衡不平衡トランス１００は、第１及び第２の共振回路１００−１、１００−２の共振周波数に近接する受信信号の周波数だけを選択する帯域通過特性を有することが理解されることができる。換言すれば、帯域通過特性に従って、上述の２つの周波数の最小値より小さく、これらの周波数の最大値よりも大きい周波数は阻止される。
【００２７】
図２ｂは、平衡信号の位相特性を示す。曲線２−１はポート１からポート２あるいはこの逆へ変換される信号の位相特性を示し、位相特性３−１は、ポート１からポート３あるいはこの逆へ変換される信号に属する。２つの位相特性２−１及び３−１の間には、平衡不平衡トランスに本質的なこととして、１８０度の位相差が存在する。
【００２８】
本発明に従ったトランシーバの実施の形態は、平衡不平衡トランス４２０が例えば図１に示されるような本発明に従って構成されるという考慮に基づき、実質的に図４に示される構成に対応する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に従った平衡不平衡トランスの実施の形態を示す。
【図２ａ】本発明に従った平衡不平衡トランスの帯域通過フィルタ特性の周波数特性を示す。
【図２ｂ】本発明に従った平衡不平衡トランスの帯域通過フィルタ特性の位相特性を示す。
【図３】その動作を説明するための平衡不平衡トランスの概略等価回路図である。
【図４】既知のトランシーバを示す。
【図５】既知の平衡不平衡トランスを示す。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2005512380.tif 000009
2005512380.tif 000010