(57)【要約】【課題】生産性が良く、小型で特性の安定したバイアスＴを実現する。【解決手段】第１の端子１と第２の端子２間に、直列接続された一対の高周波用コンデンサ１２ａ，１２ｂと低周波用コンデンサ１４とを並列接続して成るコンデンサＣを接続し、第２の端子２と第３の端子３間にコイルＬを接続したバイアスＴ１０であり、誘電体基板３０表面に、第１の導体パターン３２と第２の導体パターン３３と対向配置し、誘電体基板３０内部に、第１，第２の導体パターンと重なる内部電極３４を配置し、第１の導体パターン３２と内部電極３４間、第２の導体パターン３３と内部電極３４間に一対の高周波用コンデンサ１２ａ，１２ｂを形成し、セラミックチップコンデンサより成る低周波用コンデンサ１４の一方の電極１４ａを第１の導体パターン３２、他方の電極１４ｂを第２の導体パターン３３に接続してコンデンサＣを構成し、円錐状コア２２の巻線部２４外周面に導線２０を巻回してコイルＬを構成した。【選択図】        図７
2004193886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１乃至第３の端子を有し、第１の端子と第２の端子との間に、高周波用コンデンサと低周波用コンデンサとを並列接続して構成したコンデンサを接続すると共に、第２の端子と第３の端子との間、又は、第１の端子と第３の端子との間に、コイルを接続して成るバイアスＴであって、誘電体基板の表面に導体パターンを配置すると共に、誘電体基板内部に上記導体パターンと重なる内部電極を配置することにより、上記導体パターンと内部電極との間に上記高周波用コンデンサを形成し、また、コアの巻線部に他の部分と径の異なる部分を少なくとも１箇所以上形成すると共に、該コアの外周面に導線を巻回することにより、上記コイルを形成したことを特徴とするバイアスＴ。
【請求項２】
誘電体基板の表面に、第１の導体パターンと第２の導体パターンとを所定の間隙を設けて対向配置すると共に、誘電体基板内部に、上記第１の導体パターン及び第２の導体パターンと重なる内部電極を配置することにより、第１の導体パターンと内部電極との間、第２の導体パターンと内部電極との間に、直列接続された第１の高周波用コンデンサ及び第２の高周波用コンデンサを形成したことを特徴とする請求項１に記載のバイアスＴ。
【請求項３】
上記低周波用コンデンサをチップコンデンサで構成すると共に、該低周波用コンデンサの一方の電極を、第１の高周波用コンデンサを構成する第１の導体パターンに接続すると共に、他方の電極を、第２の高周波用コンデンサを構成する第２の導体パターンに接続することにより、低周波用コンデンサと、第１の高周波用コンデンサ及び第２の高周波用コンデンサとを並列接続したことを特徴とする請求項２に記載のバイアスＴ。
【請求項４】
上記コイルのコアの巻線部が、円錐状又は角錐状と成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のバイアスＴ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高周波信号に影響を与えずに直流電流や直流電圧といった直流成分を重畳して供給するバイアスＴに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波信号に影響を与えずに、直流電流や直流電圧といった直流成分を重畳して供給する電子部品としてのバイアスＴが、特開平９−８５８３号に開示されているように、従来から用いられている。
図８に示すように、バイアスＴ７０は、端子ａ−ｂ間にコンデンサＣ’を接続すると共に、端子ａ−ｃ間にコイルＬ’を接続することにより構成されている。
上記バイアスＴ７０は、高周波信号は端子ａ−ｂ間を通過させて、コンデンサＣ’によって低域成分を除去し、また、直流成分は端子ｃから入力し、コイルＬ’によって高域成分を除去して高周波信号に重畳している。
【０００３】
図９及び図１０は、バイアスＴ７０に用いられるコイルＬ’の一例を示すものであり、このコイル７４は、銅線７６の表面にポリエステル、ポリウレタン等の高分子絶縁材料より成る絶縁被膜７８を形成した導線８０を、誘電体セラミックや、フェライト等の磁性材料より成る円柱状のコア８２の外周面に巻回して成る。また、導線８０の両端は、上記絶縁被膜７８を剥離して銅線７６を露出させることにより、端子部８４と成されている。
上記コイル７４にあっては、コア８２が円柱状であり、該コア８２に巻回された導線８０の巻線径はどの部分でも一定となるため、一つの自己共振周波数だけを持つこととなる。その結果、図１１のグラフに示すように、上記コイル７４は、その自己共振周波数においてインピーダンスが最大となり、上記自己共振周波数以上の周波数ではインピーダンスが急激に低下し、コイルの機能を発揮しなくなるため、単一のコイル７４では、広帯域において使用することはできなかった。
【０００４】
このため上記コイル７４を、広帯域用のバイアスＴ７０に使用する場合には、図１２のグラフに示す如く、自己共振周波数の異なる複数個のコイル７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄを直列接続することにより、図１２のグラフの実線部分で示すような広帯域で使用可能なコイルを構成していた。
【０００５】
また、広帯域用のバイアスＴ７０に使用するコンデンサＣ’は、図１３に示すように、高周波用コンデンサ８６と低周波用コンデンサ８８とを並列接続することにより、広帯域で使用可能なコンデンサを構成していた。
上記高周波用コンデンサ８６及び低周波用コンデンサ８８は、例えばセラミックチップコンデンサで構成される。
そして、図１４に示すように、高周波用コンデンサ８６の一方の電極８６ａを、回路基板９０表面の導体パターン９２ａに接続すると共に、他方の電極８６ｂを、銅箔等より成る外部電極端子９４を介して、回路基板９０表面の導体パターン９２ｂに接続し、また、低周波用コンデンサ８８の一方の電極８８ａを、上記外部電極端子９４を介して、回路基板９０表面の導体パターン９２ｂに接続すると共に、他方の電極８８ｂを、銅等より成る導電性の台座９６を介して、回路基板９０表面の導体パターン９２ａに接続することにより、高周波用コンデンサ８６及び低周波用コンデンサ８８の回路基板９０への実装が行われている。
【特許文献１】
特開平９−８５８３号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、従来は、自己共振周波数の異なる複数個のコイル７４を直列接続することにより、広帯域用のバイアスＴ７０に使用可能なコイルを構成していたが、この場合、複数個のコイル７４を接続して安定的な特性を備えたコイルを得るための接続作業が煩雑であると共に、部品点数の増加、形状の大型化をもたらしていた。
【０００７】
また、従来は、セラミックチップコンデンサで構成された高周波用コンデンサ８６と低周波用コンデンサ８８とを並列接続して広帯域で使用可能なコンデンサを構成し、これら高周波用コンデンサ８６及び低周波用コンデンサ８８を、外部電極端子９４や台座９６を介して回路基板９０へ実装（図１４）していたが、この場合、外部電極端子９４のインダクタンス成分が高周波用コンデンサ８６の高周波特性に大きく影響を与えることから、特性劣化をできるだけ防止するために外部電極端子９４の長さや取付位置等を微調整しながら接続作業を行う必要があり、接続作業が煩雑であった。さらに、個別の部品として完成された高周波用コンデンサ８６及び低周波用コンデンサ８８を、外部電極端子９４や台座９６を用いて回路基板９０への実装を行っていたため、部品点数の増加、形状の大型化をもたらしていた。
【０００８】
本発明は、従来の上記問題を解決するために案出されたものであり、その目的とするところは、生産性が良く、小型で特性の安定したバイアスＴの実現にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係るバイアスＴにあっては、第１乃至第３の端子を有し、第１の端子と第２の端子との間に、高周波用コンデンサと低周波用コンデンサとを並列接続して構成したコンデンサを接続すると共に、第２の端子と第３の端子との間、又は、第１の端子と第３の端子との間に、コイルを接続して成るバイアスＴであって、誘電体基板の表面に導体パターンを配置すると共に、誘電体基板内部に上記導体パターンと重なる内部電極を配置することにより、上記導体パターンと内部電極との間に上記高周波用コンデンサを形成し、また、コアの巻線部に他の部分と径の異なる部分を少なくとも１箇所以上形成すると共に、該コアの外周面に導線を巻回することにより、上記コイルを形成したことを特徴とする。
【００１０】
本発明のバイアスＴを構成するコイルは、コアの巻線部に、他の部分と径の異なる部分を少なくとも１箇所以上形成したので、径の異なる部分に巻回された導線の巻線径と、それ以外の部分に巻回された導線の巻線径とが相違し、複数の自己共振周波数を持つこととなる。その結果、単一のコイルでありながら、広帯域において使用することが可能である。従って、該コイルを用いた本発明のバイアスＴにあっては、従来の広帯域用のバイアスＴ７０の如く複数個のコイル７４の煩雑な接続作業が不要となり、生産性及び特性が向上すると共に、部品点数の減少、形状の小型化を実現できる。
【００１１】
また、本発明のバイアスＴを構成するコンデンサは、誘電体基板表面に配置された導体パターンと、誘電体基板内部に配置され、上記導体パターンと重なる内部電極との間に、高周波用コンデンサを形成しているので、従来の広帯域用のバイアスＴ７０の如く、導体パターン９２ｂと高周波用コンデンサ８６とを接続する外部電極端子９４を設ける必要がない。従って、該コンデンサを用いた本発明のバイアスＴにあっては、従来のバイアスＴ７０の如く高周波特性の劣化防止のための外部電極端子９４の煩雑な接続作業が不要となり、生産性及び特性が向上すると共に、部品点数の減少、形状の小型化を実現できる。
【００１２】
誘電体基板の表面に、第１の導体パターンと第２の導体パターンとを所定の間隙を設けて対向配置すると共に、誘電体基板内部に、上記第１の導体パターン及び第２の導体パターンと重なる内部電極を配置することにより、第１の導体パターンと内部電極との間、第２の導体パターンと内部電極との間に、直列接続された第１の高周波用コンデンサ及び第２の高周波用コンデンサを形成しても良い。この場合、上記低周波用コンデンサをチップコンデンサで構成すると共に、該低周波用コンデンサの一方の電極を、第１の高周波用コンデンサを構成する第１の導体パターンに接続すると共に、他方の電極を、第２の高周波用コンデンサを構成する第２の導体パターンに接続することにより、低周波用コンデンサと、第１の高周波用コンデンサ及び第２の高周波用コンデンサとが並列接続できるので、更に、生産性が向上すると共に、部品点数の減少、形状の小型化を実現できる。
【００１３】
上記コイルのコアの巻線部は、円錐状又は角錐状と成すのが望ましい。
このように、コアの巻線部を円錐状又は角錐状にした場合、該巻線部に巻回された導線の巻線径は、その一端から他端に向かって徐々に小さく、又は大きくなっていくことから、広い周波数帯域に亘って連続的に多数の自己共振周波数を持つこととなり、単一のコイルでありながら、広帯域において使用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明に係るバイアスＴの実施形態を説明する。図１は、本発明に係るバイアスＴ１０の回路図であり、該バイアスＴ１０は、第１の端子１、第２の端子２及び第３の端子３を有しており、第１の端子１と第２の端子２との間に、直列接続された一対の高周波用コンデンサ１２ａ，１２ｂと低周波用コンデンサ１４とを並列接続して構成したコンデンサＣを接続すると共に、第２の端子２と第３の端子３との間に、コイルＬを接続することにより構成されている。尚、コイルＬは、第１の端子１と第３の端子３との間に接続することもできる。
【００１５】
上記コイルＬは、図２乃至図４に示すように、銅線１６の表面にポリエステル、ポリウレタン等の高分子絶縁材料より成る絶縁被膜１８を形成した導線２０を、誘電体セラミックや、フェライト等の磁性材料より成る円錐状のコア２２の巻線部２４外周面に巻回して成る。
また、導線２０の両端は、上記絶縁被膜１８を剥離して銅線１６を露出させることにより、端子部２６と成されている。
【００１６】
本発明のコイルＬにあっては、上記の通り、コア２２の巻線部２４が、その一端（図２の右端）から他端（図２の左端）に向かって徐々に直径が小さくなっていく円錐状と成されているので、該巻線部２４に巻回された導線２０の巻線径も、一端（図２の右端）から他端（図２の左端）に向かって徐々に小さくなっていく。
【００１７】
このように、本発明のコイルＬにおいては、巻線部２４に巻回された導線２０の巻線径が、一端（図２の右端）から他端（図２の左端）に向かって徐々に小さくなっていくことから、図５のグラフに示す通り、広い周波数帯域に亘って連続的に多数の異なる自己共振周波数を持つこととなり、単一のコイルＬでありながら、広帯域において使用することができる。
【００１８】
上記コイルＬの寸法は、例えば、コア２２の巻線部２４の最大直径が１ｍｍ、長さが２ｍｍ、導線２０の直径が０．０５ｍｍと成され、この場合、上記導線２０の巻回数を４０回としたときのインダクタンスＬは１μＨであった。
【００１９】
尚、コア２２の巻線部２４の形状は、上記した円錐状だけに限定されるものではなく、角錐状であっても良い。
さらに、複数の自己共振周波数を持ったコイルＬを構成するためには、導線２０の巻回されるコア２２の巻線部２４に、他の部分と径の異なる部分が少なくとも１箇所以上形成されていれば良い。
【００２０】
図６は、本発明に係るバイアスＴ１０を構成するコンデンサＣの概略断面図であり、誘電体基板３０表面に、該誘電体基板３０の両端から内方に向かって、第１の導体パターン３２と第２の導体パターン３３とを所定の間隙を設けて対向配置すると共に、誘電体基板３０内部に、上記第１の導体パターン３２及び第２の導体パターン３３と、部分的に重なる内部電極３４を配置することにより、第１の導体パターン３２と内部電極３４との間に上記第１の高周波用コンデンサ１２ａが形成され、また、第２の導体パターン３３と内部電極３４との間に上記第２の高周波用コンデンサ１２ｂが形成されている。
【００２１】
また、セラミックチップコンデンサで構成された上記低周波用コンデンサ１４の一方の電極１４ａを、第１の高周波用コンデンサ１２ａを構成する第１の導体パターン３２に接続すると共に、他方の電極１４ｂを、第２の高周波用コンデンサ１２ｂを構成する第２の導体パターン３３に接続することにより、該低周波用コンデンサ１４と、直列接続された上記一対の高周波用コンデンサ１２ａ，１２ｂとが並列接続されている。
尚、上記第１の導体パターン３２及び第２の導体パターン３３において、上記内部電極３４と重ならず高周波用コンデンサ１２ａ，１２ｂを構成しない部分は、高周波信号を伝送するマイクロストリップラインを構成すると共に、第１の導体パターン３２及び第２の導体パターン３３の外端部は、それぞれ上記第１の端子１、第２の端子２と成されている。
図６において３６は、誘電体基板３０の裏面全面に形成されたアース電極である。
【００２２】
上記内部電極３４は、該内部電極３４を構成する導体パターンが表面に形成された誘電体基板３０ａの上に、他の誘電体基板３０ｂを積層した後、加圧・焼成して一体化することにより形成することができる。
尚、上記誘電体基板３０は、誘電率が７程度のセラミックにより構成され、上記第１の導体パターン３２ａ、第２の導体パターン３２ｂ及び内部電極３４は、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ等で構成されている。
【００２３】
本発明のコンデンサＣにあっては、誘電体基板３０表面に形成された導体パターン３２，３３と、誘電体基板３０内部に形成され、上記導体パターン３２，３３と部分的に重なる内部電極３４との間に、高周波用コンデンサ１２ａ，１２ｂを形成しているので、従来の広帯域用のバイアスＴ７０の如く、導体パターン９２ｂと高周波用コンデンサ８６とを接続する外部電極端子９４を設ける必要がなく、従って、高周波特性の劣化防止のための外部電極端子９４の煩雑な接続作業が不要となり、生産性及び特性が向上する。
また、高周波用コンデンサ１２ａ，１２ｂを誘電体基板３０内部に形成すると共に、セラミックチップコンデンサで構成された低周波用コンデンサ１４の一方の電極１４ａを第１の導体パターン３２に、他方の電極１４ｂを第２の導体パターン３３に接続することにより、該低周波用コンデンサ１４と、一対の高周波用コンデンサ１２ａ，１２ｂとが並列接続できるので、部品点数の減少、形状の小型化を実現できる。
【００２４】
図７は、本発明に係るバイアスＴ１０の概略平面図であり、上記コンデンサＣの形成された誘電体基板３０上に上記コイルＬを配置し、該コイルＬにおける導線２０の巻線径が小さい側の端子部２６を、上記第２の導体パターン３３の外端部に形成された第２の端子２に接続すると共に、導線２０の巻線径が小さい側の端子部２６を、誘電体基板３０表面に導体パターンを被着して形成した上記第３の端子３に接続することにより一体化して成る。
【００２５】
本発明のバイアスＴ１０を構成するコイルＬは、コア２２の巻線部２４を円錐状と成し、該巻線部２４に巻回された導線２０の巻線径が、一端から他端に向かって徐々に小さくなっていくことから、広い周波数帯域に亘って連続的に多数の自己共振周波数を持つこととなり、単一のコイルＬでありながら、広帯域において使用することができる。従って、該コイルＬを用いた本発明のバイアスＴ１０にあっては、従来の広帯域用のバイアスＴ７０の如く複数個のコイル７４の煩雑な接続作業が不要となり、生産性及び特性が向上すると共に、部品点数の減少、形状の小型化を実現できる。
【００２６】
また、本発明のバイアスＴ１０を構成するコンデンサＣは、上記の通り、誘電体基板３０表面に形成された導体パターン３２，３３と、誘電体基板３０内部に形成され、上記導体パターン３２，３３と部分的に重なる内部電極３４との間に、高周波用コンデンサ１２ａ，１２ｂを形成しているので、従来の広帯域用のバイアスＴ７０の如く、導体パターン９２ｂと高周波用コンデンサ８６とを接続する外部電極端子９４を設ける必要がない。また、高周波用コンデンサ１２ａ，１２ｂを誘電体基板３０内部に形成すると共に、セラミックチップコンデンサで構成された低周波用コンデンサ１４の一方の電極１４ａを第１の導体パターン３２に、他方の電極１４ｂを第２の導体パターン３３に接続することにより、該低周波用コンデンサ１４と、一対の高周波用コンデンサ１２ａ，１２ｂとの並列接続を行うことができる。
従って、該コンデンサＣを用いた本発明のバイアスＴ１０にあっては、従来のバイアスＴ７０の如く高周波特性の劣化防止のための外部電極端子９４の煩雑な接続作業が不要となり、生産性及び特性が向上すると共に、部品点数の減少、形状の小型化を実現できる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のバイアスＴを構成するコイルは、コアの巻線部に、他の部分と径の異なる部分を少なくとも１箇所以上形成したので、径の異なる部分に巻回された導線の巻線径と、それ以外の部分に巻回された導線の巻線径とが相違し、複数の自己共振周波数を持つこととなる。その結果、単一のコイルでありながら、広帯域において使用することが可能である。従って、該コイルを用いた本発明のバイアスにあっては、従来の広帯域用のバイアスＴ７０の如く複数個のコイル７４の煩雑な接続作業が不要となり、生産性及び特性が向上すると共に、部品点数の減少、形状の小型化を実現できる。
【００２８】
また、本発明のバイアスＴを構成するコンデンサは、誘電体基板表面に配置された導体パターンと、誘電体基板内部に配置され、上記導体パターンと重なる内部電極との間に、高周波用コンデンサを形成しているので、従来の広帯域用のバイアスＴ７０の如く、導体パターン９２ｂと高周波用コンデンサ８６とを接続する外部電極端子９４を設ける必要がない。従って、該コンデンサを用いた本発明のバイアスＴにあっては、従来のバイアスＴ７０の如く高周波特性の劣化防止のための外部電極端子９４の煩雑な接続作業が不要となり、生産性及び特性が向上すると共に、部品点数の減少、形状の小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバイアスＴを示す回路図である。
【図２】本発明に係るバイアスＴを構成するコイルの概略正面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】本発明に係るバイアスＴを構成するコイルのインピーダンス特性を示すグラフである。
【図６】本発明に係るバイアスＴを構成するコンデンサの概略断面図である。
【図７】本発明に係るバイアスＴの概略平面図である。
【図８】従来のバイアスＴを示す回路図である。
【図９】従来のバイアスＴに用いられるコイルを示す正面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】従来のバイアスＴに用いられるコイルのインピーダンス特性を示すグラフである。
【図１２】従来のバイアスＴに用いられるコイルを複数個直列接続した場合のインピーダンス特性を示すグラフである。
【図１３】広帯域用のバイアスＴに用いられる従来のコンデンサを示す回路図である。
【図１４】広帯域用のバイアスＴに用いられる従来のコンデンサを、回路基板へ実装した状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１    第１の端子
２    第２の端子
３    第３の端子
１０    バイアスＴ
Ｃ    コンデンサ
Ｌ    コイル
１２ａ  第１の高周波用コンデンサ
１２ｂ  第２の高周波用コンデンサ
１４    低周波用コンデンサ
２０    導線
２２    コア
２４    巻線部
３０    誘電体基板
３２    第１の導体パターン
３３    第２の導体パターン
３４    内部電極
【図１】
2004193886.tif 000003
【図２】
2004193886.tif 000004
【図３】
2004193886.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004193886.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004193886.tif 000011
【図１０】
2004193886.tif 000012
【図１１】
2004193886.tif 000013
【図１２】
2004193886.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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