(57)【要約】【課題】複数の誘電体層を積層し、誘電体層間に伝送線路を設けて構成されるバラントランスにおいて、積層ずれによる特性の変動を低減し、また、２つの平衡信号間の逆相からの位相のずれおよび振幅レベルの差を調整することができる、高周波回路に好適なバラントランスを提供する。【解決手段】順次積層された第１〜第３の誘電体層１１〜１３と、第１および第２の誘電体層１１・１２の間の第１および第２の伝送線路１・２と、第２および第３の誘電体層１２・１３の間の第３〜第５の伝送線路３〜５と、積層体の下面および上面の第１の接地電極６と第２の接地電極７とから成り、第１および第２の伝送線路１・２はそれぞれ幅Ｗ１および幅Ｗ２、第３〜第５の伝送線路３〜５は略同一の幅Ｗ３であって、Ｗ３＞Ｗ１かつＷ３＞Ｗ２かつＷ１≠Ｗ２であり、第３・第４の伝送線路３・４は第１・第２の伝送線路１・２を覆うように配されたバラントランスである。【選択図】  図１
2004260377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の誘電体層と、該第１の誘電体層の上に積層された第２の誘電体層と、該第２の誘電体層の上に積層された第３の誘電体層と、前記第１の誘電体層の下面に配された第１の接地電極と、前記第１および第２の誘電体層の間に配された第１および第２の伝送線路と、前記第２および第３の誘電体層の間に配された第３乃至第５の伝送線路と、前記第３の誘電体層の上面に配された第２の接地電極とから成り、
前記第１乃至第４の伝送線路は略同一の長さを有し、
前記第１および第２の伝送線路はそれぞれ幅Ｗ１および幅Ｗ２を有し、前記第３乃至第５の伝送線路は略同一の幅Ｗ３を有するとともに、Ｗ３＞Ｗ１かつＷ３＞Ｗ２かつＷ１≠Ｗ２であり、
前記第３および第４の伝送線路は、積層方向から見て平行に、かつ前記第１および第２の伝送線路を覆うように配され、
前記第１および第２の接地電極は前記第１乃至第５の伝送線路を覆うように配されており、
前記第１乃至第３の伝送線路はそれぞれ一端に短絡端を有し、前記第４の伝送線路の一端を不平衡端子とし、前記第３および第４の伝送線路の他端はそれぞれ前記第５の伝送線路の両端に電気的に接続されているとともに、前記第１および第２の伝送線路の前記短絡端はそれぞれ前記第２の誘電体層を挟んで前記不平衡端子および第３の伝送線路の前記短絡端と対向する位置に配され、
前記第１および第２の伝送線路の他端をそれぞれ第１および第２の平衡端子とし、かつ前記不平衡端子と前記第１または第２の接地電極との間に第１の接地容量を、前記第１および第２の前記平衡端子と前記第１または第２の接地電極との間にそれぞれ第２および第３の接地容量を、前記第１および第２の前記平衡端子間に平衡端子間容量をそれぞれ接続したことを特徴とするバラントランス。
【請求項２】
前記第１乃至第３の誘電体層を含む誘電体基板において、前記誘電体基板は内部に形成した貫通導体および／または側面に形成した端子電極を有し、前記第１乃至第３の伝送線路の前記各短絡端を前記誘電体基板の内部に形成した前記貫通導体および／または側面に形成した前記端子電極を介して接地するとともに、前記第１乃至第３の接地容量および前記平衡端子間容量は前記誘電体基板に内蔵した、または前記誘電体基板上に実装したコンデンサから成ることを特徴とする請求項１記載のバラントランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話や無線ＬＡＮ等の無線通信機器その他の各種通信機器等において使用される、伝送線路により構成された高周波回路用のバラントランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バラントランスとは、不平衡伝送線路を伝搬する不平衡信号と平衡伝送線路を伝搬する平衡信号とを相互に変換するためのバラン回路を用いた信号変換素子である。例えば、バラントランスの不平衡端子に不平衡信号を入力した場合、バラントランスの平衡端子には、互いに位相が１８０度異なり（逆相）、振幅が等しい２つの平衡信号が出力されることとなる。
【０００３】
そして、高周波信号を伝送する不平衡伝送線路と平衡伝送線路とを接続する従来のバラントランスとして、特願２００１−２５１９７７号には、図９に回路図で示す構成のものが提案されている。
【０００４】
図９において、３０は第１の伝送線路部、３１および３２は第１の伝送線路部１と同一平面上で平行にもしくは３次元的に平行にかつ一直線状に配置されそれぞれ第１の伝送線路部３０と電磁界的に結合した略等しい長さを有する第２の伝送線路部および第３の伝送線路部であり、第１〜第３の伝送線路部３０〜３２は誘電体基板に形成される。ＩＮは第１の伝送線路部３０の一端に設けた不平衡端子であり、不平衡信号の入力端子となるものである。ＯＵＴ１およびＯＵＴ２は第２の伝送線路部３１および第３の伝送線路部３２の対向する一端同士にそれぞれ設けた平衡端子であり、平衡信号の出力端子となるものである。そして、第１の伝送線路部３０は一端を不平衡端子ＩＮとし他端を接地するとともに、第２の伝送線路部３１および第３の伝送線路部３２は対向する一端同士をそれぞれ平衡端子ＯＵＴ１・ＯＵＴ２とし他端をそれぞれ接地し、さらに、第１の伝送線路部３０の不平衡端子ＩＮと接地との間に第１の接地容量Ｃ１１を、第２の伝送線路部３１および第３の伝送線路部３２の平衡端子ＯＵＴ１・ＯＵＴ２と接地との間に第２の接地容量Ｃ１２および第３の接地容量Ｃ１３を、第２の伝送線路部３１および第３の伝送線路部３２の平衡端子ＯＵＴ１・ＯＵＴ２間に平衡端子間容量Ｃ１４をそれぞれ接続した構成となっていた。
【０００５】
また、従来のバラントランスは、誘電体基板として複数の誘電体層を積層して形成された誘電体多層基板を用い、第１〜第３の伝送線路部３０〜３２を複数の誘電体層を有する多層基板の表面または内部に形成されたマイクロストリップ線路またはストリップ線路またはコプレーナ線路で形成していた。
【０００６】
そして、不平衡端子ＩＮおよび平衡端子ＯＵＴ１間、ならびに不平衡端子ＩＮおよび平衡端子ＯＵＴ２間の相対的な位置関係を分離していることから、入力端子ＩＮおよび出力端子ＯＵＴ１間、ならびに入力端子ＩＮおよび出力端子ＯＵＴ２間に生じる容量的な結合を低減することができ、バラントランスを外部回路と接続する際に生じる、２つの平衡信号間の逆相からの位相のずれおよび振幅レベルの差の変動を低減することができる高周波回路に好適なバラントランスを実現していた。
【０００７】
〔特許文献１〕
特開平７−３８３６８号公報
〔特許文献２〕
特開平９−３３０８１６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のバラントランスにおいては、第１〜第３の伝送線路部３０〜３２を複数の誘電体層を有する多層基板の表面または内部に形成されたマイクロストリップ線路またはストリップ線路またはコプレーナ線路で形成するので、複数の誘電体層を積層する工程において発生する積層ずれによってバラントランス特性が変動するという問題点があった。
【０００９】
また、従来のバラントランスにおいては、バラントランスを外部回路と接続する際に生じる、２つの平衡信号間の逆相からの位相のずれおよび振幅レベルの差の変動を低減することができる効果があったが、２つの平衡信号間の逆相からの位相のずれおよび振幅レベルの差をさらに厳しく低減する要求に対して対応できないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、伝送線路により構成されたバラントランスにおいて、複数の誘電体層を積層する工程において発生する積層ずれによるバラントランス特性の変動を低減することができる、高周波回路に好適なバラントランスを提供することにある。
【００１１】
さらに、本発明の目的は、伝送線路により構成されたバラントランスにおいて、バラントランスを外部回路と接続する際に生じる、２つの平衡信号間の逆相からの位相のずれおよび振幅レベルの差を調整することができる、高周波回路に好適なバラントランスを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のバラントランスは、第１の誘電体層と、この第１の誘電体層の上に積層された第２の誘電体層と、この第２の誘電体層の上に積層された第３の誘電体層と、前記第１の誘電体層の下面に配された第１の接地電極と、前記第１および第２の誘電体層の間に配された第１および第２の伝送線路と、前記第２および第３の誘電体層の間に配された第３乃至第５の伝送線路と、前記第３の誘電体層の上面に配された第２の接地電極とから成り、前記第１乃至第４の伝送線路は略同一の長さを有し、前記第１および第２の伝送線路はそれぞれ幅Ｗ１および幅Ｗ２を有し、前記第３乃至第５の伝送線路は略同一の幅Ｗ３を有するとともに、Ｗ３＞Ｗ１かつＷ３＞Ｗ２かつＷ１≠Ｗ２であり、前記第３および第４の伝送線路は、積層方向から見て平行に、かつ前記第１および第２の伝送線路を覆うように配され、前記第１および第２の接地電極は前記第１乃至第５の伝送線路を覆うように配されており、前記第１乃至第３の伝送線路はそれぞれ一端に短絡端を有し、前記第４の伝送線路の一端を不平衡端子とし、前記第３および第４の伝送線路の他端はそれぞれ前記第５の伝送線路の両端に電気的に接続されているとともに、前記第１および第２の伝送線路の前記短絡端はそれぞれ前記第２の誘電体層を挟んで前記不平衡端子および第３の伝送線路の前記短絡端と対向する位置に配され、前記第１および第２の伝送線路の他端をそれぞれ第１および第２の平衡端子とし、かつ前記不平衡端子と前記第１または第２の接地電極との間に第１の接地容量を、前記第１および第２の前記平衡端子と前記第１または第２の接地電極との間にそれぞれ第２および第３の接地容量を、前記第１および第２の前記平衡端子間に平衡端子間容量をそれぞれ接続したことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のバラントランスによれば、第１および第２の伝送線路はそれぞれ幅Ｗ１および幅Ｗ２を有し、第３〜第５の伝送線路は略同一の幅Ｗ３を有するとともに、Ｗ３＞Ｗ１かつＷ３＞Ｗ２であり、第３および第４の伝送線路は、積層方向から見て平行に、かつ第１および第２の伝送線路を覆うように配していることから、複数の誘電体層を積層する工程において発生する積層ずれが生じても、第１および第３の伝送線路間ならびに第２および第４の伝送線路間の電磁界結合量の変化を抑えることができ、このため、複数の誘電体層を積層する工程において発生する積層ずれによって生じるバラントランスの特性が変動することを低減することができる。
【００１４】
また、第１および第２の伝送線路の幅Ｗ１および幅Ｗ２を、Ｗ１≠Ｗ２としたことから、第１および第２の伝送線路の幅Ｗ１および幅Ｗ２を独立に調整することによって、２つの平衡信号間の逆相からの位相のずれおよび振幅レベルの差に寄与する、第１および第３の伝送線路間ならびに第２および第４の伝送線路間で形成される電磁界結合量を任意に調整することが可能となり、このため、バラントランスを外部回路と接続する際に生じる、逆相となるべき２つの平衡信号間の位相のずれおよび振幅レベルの差を調整することができる。
【００１５】
また、不平衡端子と第１または第２の接地電極との間に第１の接地容量を、第１および第２の平衡端子と第１または第２の接地電極との間にそれぞれ第２および第３の接地容量を、第１および第２の平衡端子間に平衡端子間容量をそれぞれ接続したことから、第１および第３の伝送線路間ならびに第２および第４の伝送線路間の電磁界結合量の結合係数が小さい場合でも、共振現象によって不平衡端子ならびに平衡端子での最適整合を図ることが可能となり、使用周波数帯域において良好な挿入損失ならびに反射損失をもつバラントランスを提供することができる。
【００１６】
また、本発明のバラントランスは、上記構成において、前記第１乃至第３の誘電体層を含む誘電体基板において、前記誘電体基板は内部に形成した貫通導体および／または側面に形成した端子電極を有し、前記第１乃至第３の伝送線路の前期各短絡端を前記誘電体基板の内部に形成した前記貫通導体および／または側面に形成した前記端子電極を介して接地するとともに、前記第１乃至第３の接地容量および前記平衡端子間容量は前記誘電体基板に内蔵した、または前記誘電体基板上に実装したコンデンサから成ることを特徴とするものである。
【００１７】
これにより、このバラントランスを用いる高周波回路の仕様に応じて、複数の誘電体層から成る誘電体基板の表面または内部に高周波信号の伝送特性に優れた第１〜第５の伝送線路を形成するとともに、第１〜第３の接地容量および平衡端子間容量を誘電体基板に内蔵した、または誘電体基板上に実装したコンデンサで構成できる場合には、設計自由度が向上するとともに、第１乃至第５の伝送線路とともにこれら容量を誘電体基板に一体化して構成することが可能となり、小型で高性能なバラントランスを提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のバラントランスを図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１は本発明のバラントランスの実施の形態の一例を示す透視斜視図であり、図２は図１を積層方向から見た透視平面図である。図１および図２において、１１は第１の誘電体層、１２は第１の誘電体層１１の上に積層された第２の誘電体層、１３は第２の誘電体層１２の上に積層された第３の誘電体層である。１および２は第１および第２の誘電体層１１・１２の間に配された第１および第２の伝送線路、３〜５は第２および第３の誘電体層１２・１３の間に配された第３〜第５の伝送線路である。６および７は第１の誘電体層１１の下面に配された第１の接地電極および第３の誘電体層１３の上面に配された第２の接地電極である。ＩＮは第４の伝送線路４の一端に設けた不平衡端子であり、不平衡信号の入出力端子となるものである。ＯＵＴ１およびＯＵＴ２はそれぞれ第１の伝送線路１および第２の伝送線路２の他端に設けた第１および第２の平衡端子であり、平衡信号の入出力端子となるものである。
【００２０】
そして、第１〜第４の伝送線路１〜４は、長さの差が２０％以内の範囲で略同一の長さを有している。
【００２１】
また、第１および第２の伝送線路１・２はそれぞれ幅Ｗ１および幅Ｗ２を有し、第３〜第５の伝送線路３〜５は幅の差が２０％以内の範囲で略同一の幅Ｗ３を有するとともに、Ｗ３＞Ｗ１かつＷ３＞Ｗ２かつＷ１≠Ｗ２の関係を有している。
【００２２】
第１および第２の伝送線路１・２をそれぞれ幅Ｗ１および幅Ｗ２とし、かつＷ１≠Ｗ２とすることにより、第１および第２の伝送線路の幅Ｗ１および幅Ｗ２を独立に調整することによって、２つの平衡信号間の逆相からの位相のずれおよび振幅レベルの差に寄与する、第１および第３の伝送線路間ならびに第２および第４の伝送線路間で形成される電磁界結合量を任意に調整することが可能となる。このため、バラントランスを外部回路と接続する際に生じる、逆相となるべき２つの平衡信号間の位相のずれおよび振幅レベルの差を調整することができる。
【００２３】
また、第３および第４の伝送線路３・４は、積層方向から見て平行に、かつ第１および第２の伝送線路１・２を覆うように配されており、第１および第２の接地電極６・７は第１〜第５の伝送線路１〜５を覆うように配されている。
【００２４】
第３〜第５の伝送線路３〜５は、略同一の幅Ｗ３を有するとともに、Ｗ３＞Ｗ１かつＷ３＞Ｗ２であり、第３および第４の伝送線路は、積層方向から見て平行に、かつ第１および第２の伝送線路を覆うように配しているので、複数の誘電体層を積層する工程において発生し、バラントランス特性に影響を与える積層ずれが生じても、第１および第３の伝送線路間ならびに第２および第４の伝送線路間の電磁界結合量の変化を抑えることができ、このため、複数の誘電体層を積層する工程において発生する積層ずれによって生じるバラントランスの特性が変動することを低減することができる。
【００２５】
そして、第１〜第３の伝送線路１〜３はそれぞれ一端に短絡端８を有し、第４の伝送線路４の一端を不平衡端子ＩＮとし、第３および第４の伝送線路３・４の他端はそれぞれ第５の伝送線路５の両端に電気的に接続されている。
【００２６】
また、第１および第２の伝送線路１・２の短絡端８はそれぞれ第２の誘電体層１２を挟んで不平衡端子ＩＮおよび第３の伝送線路の短絡端８と対向する位置に配され、第１および第２の伝送線路１・２の他端をそれぞれ第１および第２の平衡端子ＯＵＴ１・ＯＵＴ２としている。
【００２７】
第１および第２の伝送線路１・２の短絡端は第２の誘電体層１２を挟んで第４の伝送線路４の不平衡端子ＩＮおよび第３の伝送線路３の短絡端８と対向する位置に配されているので、不平衡端子ＩＮおよび平衡端子ＯＵＴ１間、ならびに不平衡端子ＩＮおよび平衡端子ＯＵＴ２間の相対的な位置関係が分離され、入力端子ＩＮおよび出力端子ＯＵＴ１間、ならびに入力端子ＩＮおよび出力端子ＯＵＴ２間に生じる容量的な結合を低減することができ、バラントランスを外部回路と接続する際に生じる、２つの平衡信号間の逆相からの位相のずれおよび振幅レベルの差の変動を低減することができる。
【００２８】
そして、不平衡端子ＩＮと接地との間に第１の接地容量Ｃ１を、第１および第２の平衡端子ＯＵＴ１・ＯＵＴ２と接地との間にそれぞれ第２および第３の接地容量Ｃ２・Ｃ３を、第１および第２の平衡端子ＯＵＴ１・ＯＵＴ２間に平衡端子間容量Ｃ４をそれぞれ接続した構成となっている。
【００２９】
不平衡端子ＩＮと第１または第２の接地電極６・７との間に第１の接地容量Ｃ１を、第１および第２の平衡端子ＯＵＴ１・ＯＵＴ２と第１または第２の接地電極６・７との間にそれぞれ第２および第３の接地容量Ｃ２・Ｃ３を、第１および第２の平衡端子ＯＵＴ１・ＯＵＴ２間に平衡端子間容量Ｃ４をそれぞれ接続したことから、第１および第３の伝送線路１・３間ならびに第２および第４の伝送線路２・４間の電磁界結合量の結合係数が小さい場合でも、第１および第３の伝送線路１・３と第１の接地容量Ｃ１で形成される共振現象ならびに第２および第４の伝送線路２・４と第２および第３の接地容量Ｃ２・Ｃ３と平衡端子間容量Ｃ４で形成される共振現象によって不平衡端子ならびに平衡端子でのインピーダンスを調整することが可能となる為、不平衡端子ならびに平衡端子での最適整合を図ることが可能となり、使用周波数帯域において良好な挿入損失ならびに反射損失をもつバラントランスを提供することができる。
【００３０】
このような構成の本発明のバラントランスは、第１〜第３の誘電体層１１〜１３を含む誘電体基板において、第１〜第５の伝送線路１〜５を誘電体基板の内部に形成されたストリップ線路またはコプレーナ線路で形成し、第１〜第３の伝送線路部１〜３の短絡端８を誘電体基板の内部に形成したスルーホール導体やビア導体等の貫通導体により、または誘電体基板の側面に形成したメタライズ導体層やいわゆるキャスタレーション導体等による端子電極を介することにより、またはこれら貫通導体および端子電極双方により第１および第２の接地電極ならびに外部の接地と接続して接地するとともに、第１〜第３の接地容量Ｃ１〜Ｃ３および平衡端子間容量Ｃ４をこの同じ誘電体基板の容量形成領域に内蔵したコンデンサ、または誘電体基板上に実装したコンデンサで構成することにより、高周波信号の伝送特性に優れたバラントランスとして実現することができ、伝送線路とコンデンサを一体的に形成することができて、高周波回路に好適なバラントランスを提供することができる。
【００３１】
なお、図１および図２において、これら第１〜第３の接地容量Ｃ１〜Ｃ３および平衡端子間容量Ｃ４ならびに貫通導体および端子電極の図示は省略している。また、図２においては第１〜第３の誘電体層１１〜１３の図示は省略している。
【００３２】
次に、図３〜図６は本発明のバラントランスの実施の形態の例を示した断面図であり、図１および図２と同じ部位に対応するものは同一符号で示してある。図３〜図６において、２０は誘電体基板、２１は貫通導体、２２〜２４はそれぞれ誘電体基板２０に内蔵したコンデンサ（容量発生領域）を構成する第１〜第３の容量電極パターン、２５は誘電体基板２０上に実装されたコンデンサ、２６はコンデンサ２５を実装するための部品実装パッドを示す。
【００３３】
なお、図３〜図６には、第１〜第３の設置容量Ｃ１〜Ｃ３および平衡端子間容量Ｃ４の符号とともに、コンデンサの記号が書き加えてある。また、第４の伝送線路４の一端と第１の接地容量Ｃ１および不平衡端子ＩＮとを接続する導体、第１・第２の伝送線路１・２の他端と接地容量Ｃ２・Ｃ３および第１・第２の平衡端子ＯＵＴ１・ＯＵＴ２とを接続する導体、第１〜第３の伝送線路１〜３の一端に接続される短絡導体は図示されていない。
【００３４】
図３は、第１〜第５の伝送線路１〜５を誘電体基板２０の内部に紙面垂直方向に形成し、かつ、第１の接地容量Ｃ１ならびに平衡端子間容量Ｃ４を誘電体基板２０の表面に形成された部品実装パッド２６上に実装したコンデンサ２５で構成し、第２および第３の接地容量Ｃ２・Ｃ３を誘電体基板２０の表面に形成した部品実装パッド２６および第２の接地電極７の間で形成した構成例を示すものである。また、平行端子間容量Ｃ４を、誘電体基板２０の表面に形成された部品実装パッド２６上に実装したコンデンサ２５で形成した構成例を示すものである。
【００３５】
図４は、第１〜第５の伝送線路１〜５を誘電体基板２０の内部に紙面垂直方向に形成し、かつ、平衡端子間容量Ｃ４を誘電体基板２０の表面に形成された部品実装パッド２６上に実装したコンデンサ２５で構成し、第１の接地容量Ｃ１を誘電体基板２０の内部に形成した第１の容量電極パターン２２と第１および第２の接地電極６・７の間でそれぞれ形成し、第２および第３の接地容量Ｃ２・Ｃ３を誘電体基板２０の表面に形成した部品実装パッド２６および接地電極７の間で形成した構成例を示すものである。
【００３６】
図５は、第１〜第５の伝送線路１〜５を誘電体基板２０の内部に紙面垂直方向に形成し、かつ、第１の接地容量Ｃ１を誘電体基板２０の表面に形成された部品実装パッド２６上に実装したコンデンサ２５で構成し、平衡端子間容量Ｃ４を誘電体基板２０の内部に形成した第２の容量電極パターン２３および第３の容量電極パターン２４の間で形成し、第２および第３の接地容量Ｃ２・Ｃ３をそれぞれ第２の容量電極パターン２３および第３の容量電極パターン２４と第１および第２の接地電極６・７の間でそれぞれ形成した構成例を示すものである。
【００３７】
図６は、第１〜第５の伝送線路１〜５を誘電体基板２０の内部に紙面垂直方向に形成し、かつ、第１の接地容量Ｃ１を誘電体基板２０の内部に形成した第１の容量電極パターン２２と第１および第２の接地電極６・７の間でそれぞれ形成し、平衡端子間容量Ｃ４を誘電体基板２０の内部に形成した第２の容量電極パターン２３および第３の容量電極パターン２４の間で形成し、第２および第３の接地容量Ｃ２・Ｃ３をそれぞれ第２の容量電極パターン２３および第３の容量電極パターン２４と第１および第２の接地電極６・７の間でそれぞれ形成した構成例を示すものである。
【００３８】
これら図３〜図６に示す例のような構成とすることによって、第１〜第３の接地容量Ｃ１〜Ｃ３および平衡端子間容量Ｃ４を、誘電体基板２０に内蔵した第１〜第３の容量電極パターン２２〜２４によるコンデンサ、または誘電体基板２０の表面に形成された部品実装パッド２６上に実装したコンデンサ２５で構成できることから、このバラントランスを用いる高周波回路の仕様に応じて、第１〜第３の接地容量Ｃ１〜Ｃ３および平衡端子間容量Ｃ４を形成する最適な組合せを選択することが可能となり、設計自由度が向上するとともに、高周波回路とともに誘電体基板に一体化して構成することが可能な、小型で高性能なバラントランスを提供することができる。
【００３９】
本発明のバラントランスを形成するに当たり、このような順次積層された第１〜第３の誘電体層１〜３を含む誘電体基板２０やストリップ線路・コプレーナ線路等による第１〜第５の伝送線路１〜５、第１および第２の接地電極６・７、不平衡端子ＩＮ、平衡端子ＯＵＴ１・ＯＵＴ２、第１〜第３の容量電極パターン２２〜２４、部品実装パッド２６、端子電極ならびに貫通導体２１、その他これらを接続する接続導体は、周知の高周波用配線基板に使用される種々の材料・形態のものを使用することができる。
【００４０】
本発明のバラントランスに用いる第１〜第３の誘電体層１〜３を含む誘電体基板２０としては、例えばアルミナセラミックス・ムライトセラミックス等のセラミックス材料やガラスセラミックス等の無機系材料、あるいは四ふっ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン；ＰＴＦＥ）・四ふっ化エチレン−エチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂；ＥＴＦＥ）・四ふっ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂；ＰＦＡ）等のフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂・ポリイミド等の樹脂系材料等が用いられる。これら誘電体基板の形状や寸法（厚みや幅・長さ）は、使用される周波数や用途等に応じて設定される。
【００４１】
本発明の第１〜第５の伝送線路１〜５、第１および第２の接地電極６・７、貫通導体２１、第１〜第３の容量電極パターン２２〜２４、部品実装パッド２６、その他これらを接続する接続導体は、高周波信号伝送用の金属材料の導体層、例えばＣｕ層・Ｍｏ−Ｍｎのメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの・Ｗのメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの・Ｃｒ−Ｃｕ合金層・Ｃｒ−Ｃｕ合金層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの・Ｔａ２Ｎ層上にＮｉ−Ｃｒ合金層およびＡｕメッキ層を被着させたもの・Ｔｉ層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、またはＮｉ−Ｃｒ合金層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの等を用いて、厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形成方法やメッキ法等により形成される。その厚みや幅も、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。
【００４２】
本発明のバラントランスに用いる第１〜第３の誘電体層１〜３を含む誘電体基板２０の作製にあたっては、例えば誘電体基板がガラスセラミックスから成る場合であれば、まず誘電体基板となるガラスセラミックスのグリーンシートを準備し、これに所定の打ち抜き加工を施して貫通導体となる貫通孔を形成した後、スクリーン印刷法によりＣｕ等の導体ペーストを貫通孔に充填するとともに、所定の伝送線路パターンおよびその他の導体層のパターンを印刷塗布する。次に、８５０〜１０００℃で焼成を行ない、最後に誘電体基板２０の各表面導体層上にＮｉメッキおよびＡｕメッキを施す。
【００４３】
【実施例】
図７および図８は、図１に示す構成の本発明のバラントランスと、図９に示す従来のバラントランスにおいて、平衡端子ＯＵＴ１・ＯＵＴ２に出力される２つの平衡信号間の振幅レベルの差および逆相からの位相のずれをシミュレーションで比較した結果を示す各線図である。
【００４４】
このシミュレーションは、それぞれ図１および図９に示す構成となる各部分に、以下に示すパラメータを用いてシミュレーションモデルを作製し、実施した。
【００４５】
【表１】
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図７および図８において、横軸はいずれも周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸はそれぞれ振幅レベル差（単位：ｄＢ）および位相差（逆相からの位相のずれ）（単位：ｄｅｇ）を表わし、各特性曲線は、Ａが本発明のバラントランスにおける結果を、Ｂが図９に示す従来のバラントランスにおける結果を示している。
【００４６】
図７および図８に示す結果から明らかなように、本発明のバラントランスによれば、第１および第２の伝送線路の幅Ｗ１および幅Ｗ２を独立に調整することによって、２つの平衡信号間の逆相からの位相のずれおよび振幅レベルの差に寄与する、第１および第３の伝送線路間ならびに第２および第４の伝送線路間で形成される電磁界結合量を任意に調整することによってバラントランスの不平衡端子ＩＮに不平衡信号を入力して、バラントランスの平衡端子ＯＵＴ１・ＯＵＴ２より２つの平衡信号を取り出す際の、振幅レベルの差および逆相からの位相のずれを調整することができる。
【００４７】
例えば、２．６５ＧＨｚにおける振幅レベル差および位相差についてみると、
Ａ：振幅レベル差    ０．０ｄＢ、位相差１７７ｄｅｇ
Ｂ：振幅レベル差  −０．２５ｄＢ、位相差１７２ｄｅｇ
であり、従来のバラントランスにおける結果（Ｂ）に比べて、本発明のバラントランスにおける結果（Ａ）は、振幅レベルの差および逆相からの位相のずれを調整し改善することができる。
【００４８】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更・改良を加えることは何ら差し支えない。
【００４９】
例えば、本発明のバラントランスを構成する第１〜第５の伝送線路１〜５は、図１および図２に図示するように、それぞれ必ずしも直線状の伝送線路により形成されるものに限られるものではなく、それぞれ角型状や円形状等に折り曲げた伝送線路や、コの字型・スパイラル形状・ミアンダライン形状の伝送線路等で形成したりすることができる。このような形状に形成することで、バラントランスを用いる高周波回路の仕様に応じて、複数の誘電体層から成る誘電体基板の内部に、高周波信号の伝送特性に優れた伝送線路部により、高周波回路とともに誘電体基板に一体化して構成する際の設計自由度が向上するとともに、小型で高性能なバラントランスを提供することが可能となる。
【００５０】
また、第１〜第５の伝送線路１〜５は、それぞれ単一の線路導体で形成するものに限られるものではなく、それぞれ電磁気的に１つの伝送線路とみなせるような２個以上の導体で形成してもよい。
【００５１】
さらにまた、図３〜図６に示した例では、誘電体基板２０の内部に第１〜第３の容量電極パターン２２〜２４を形成する場合として各々１個の容量電極パターンで形成した例を示しているが、必ずしもこの例のものに限られるものではなく、それぞれ電気的に１つの容量とみなせるような２個以上の導体で形成してもよい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明のバラントランスによれば、第１および第２の伝送線路はそれぞれ幅Ｗ１および幅Ｗ２を有し、第３〜第５の伝送線路は略同一の幅Ｗ３を有するとともに、Ｗ３＞Ｗ１かつＷ３＞Ｗ２であり、第３および第４の伝送線路は、積層方向から見て平行に、かつ第１および第２の伝送線路を覆うように配していることから、複数の誘電体層を積層する工程において発生する積層ずれが生じても、第１および第３の伝送線路間ならびに第２および第４の伝送線路間の電磁界結合量の変化を抑えることができ、このため、複数の誘電体層を積層する工程において発生する積層ずれによって生じるバラントランスの特性が変動することを低減することができる。
【００５３】
また、第１および第２の伝送線路の幅Ｗ１および幅Ｗ２を、Ｗ１≠Ｗ２としたことから、第１および第３の伝送線路間ならびに第２および第４の伝送線路間の電磁界結合量のバランスを調整することができ、このため、バラントランスを外部回路と接続する際に生じる、逆相となるべき２つの平衡信号間の位相のずれおよび振幅レベルの差を調整することができる。
【００５４】
また、不平衡端子と第１または第２の接地電極との間に第１の接地容量を、第１および第２の平衡端子と第１または第２の接地電極との間にそれぞれ第２および第３の接地容量を、第１および第２の平衡端子間に平衡端子間容量をそれぞれ接続したことから、第１および第３の伝送線路間ならびに第２および第４の伝送線路間の電磁界結合量の結合係数が小さい場合でも、共振現象によって不平衡端子ならびに平衡端子での最適整合を図ることが可能となり、使用周波数帯域において良好な挿入損失ならびに反射損失をもつバラントランスを提供することができる。
【００５５】
また、本発明のバラントランスは、第１〜第３の誘電体層を含む誘電体基板において、誘電体基板は内部に形成した貫通導体および／または側面に形成した端子電極を有し、第１〜第３の伝送線路の各短絡端を誘電体基板の内部に形成した貫通導体および／または側面に形成した端子電極を介して接地するとともに、第１〜第３の接地容量および平衡端子間容量は誘電体基板に内蔵した、または誘電体基板上に実装したコンデンサから成るものとするときには、このバラントランスを用いる高周波回路の仕様に応じて、複数の誘電体層から成る誘電体基板の表面または内部に高周波信号の伝送特性に優れた第１〜第５の伝送線路を形成するとともに、第１〜第３の接地容量および平衡端子間容量を誘電体基板に内蔵した、または誘電体基板上に実装したコンデンサで構成できることから、設計自由度が向上するとともに、第１〜第５の伝送線路とともにこれら容量を誘電体基板に一体化して構成することが可能となり、小型で高性能なバラントランスを提供することができる。
【００５６】
以上のように、本発明によれば、伝送線路により構成されたバラントランスにおいて、複数の誘電体層を積層する工程において発生する積層ずれによるバラントランス特性の変動を低減することができる、高周波回路に好適なバラントランスを提供することができた。
【００５７】
さらに、本発明によれば、伝送線路により構成されたバラントランスにおいて、バラントランスを外部回路と接続する際に生じる、２つの平衡信号間の逆相からの位相のずれおよび振幅レベルの差を調整することができる、高周波回路に好適なバラントランスを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバラントランスの実施の形態の一例を示す透視斜視図である。
【図２】本発明のバラントランスの実施の形態の一例を示す透視平面図である。
【図３】本発明のバラントランスの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明のバラントランスの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明のバラントランスの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図６】本発明のバラントランスの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図７】本発明のバラントランスおよび従来のバラントランスにおける出力平衡信号の振幅レベル差を示す線図である。
【図８】本発明のバラントランスおよび従来のバラントランスにおける出力平衡信号の位相差を示す線図である。
【図９】従来のバラントランスの例を示す回路図である。
【符号の説明】
１〜５・・・・・・・・・第１〜第５の伝送線路
６〜７・・・・・・・・・第１および第２の接地電極
８・・・・・・・・・・・短絡端
１１〜１３・・・・・・・・・第１〜第３の誘電体層
２０・・・・・・・・・・・誘電体基板
２１・・・・・・・・・・・貫通導体
２２〜２４・・・・・・・・・第１〜第３の容量電極パターン
２５・・・・・・・・・・・コンデンサ
２６・・・・・・・・・・・部品実装パッド
Ｃ１〜Ｃ３・・・・・・・第１〜第３の接地容量
Ｃ４・・・・・・・・・・平衡端子間容量
ＩＮ・・・・・・・・・・不平衡端子（入出力端子）
ＯＵＴ１、ＯＵＴ２・・・平衡端子（入出力端子）
【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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