(57)【要約】【課題】  移動体通信機器の小型化、低背化に伴い、バラントランスの形状も小型化、低背化が望まれている。ストリップライン間やコイル用導体パターン間に不要な磁気的及び容量的結合が発生し易い。これにより、１対の平衡用端子から出力される信号の大きさに差が生じ、１対の平衡用端子から出力される信号の位相差が劣化する。【解決手段】  絶縁体層と導体パターンが積層される。これらの積層体内に導体パターンによって、直列に接続され、一方が不平衡用端子に接続された第１のコイルと第２のコイル、第１のコイルに電磁気的に結合し、第１の平衡用端子とアース間に接続された第３のコイル、第２のコイルに電磁気的に結合し、第２の平衡用端子とアース間に接続された第４のコイル及び、第２の平衡端子とアース間に接続されたコンデンサを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体層と導体パターンを積層し、これら積層体内に該導体パターンによって、直列に接続され、一方が不平衡用端子に接続された第１のコイルと第２のコイル、該第１のコイルに電磁気的に結合し、第１の平衡用端子とアース間に接続された第３のコイル、該第２のコイルに電磁気的に結合し、第２の平衡用端子とアース間に接続された第４のコイル及び、該第２の平衡用端子とアース間に接続されたコンデンサを備えたことを特徴とするバラントランス。
【請求項２】
絶縁体層と導体パターンを積層し、これら積層体内に該導体パターンによって、直列に接続され、一方が不平衡用端子に接続された第１のコイルと第２のコイル、該第１のコイルに電磁気的に結合し、第１の平衡用端子とアース間に接続された第３のコイル、該第２のコイルに電磁気的に結合し、第２の平衡用端子とアース間に接続された第４のコイル及び、該第２の平衡用端子とアース間に接続されたコンデンサを備え、該コンデンサの容量によって、１対の平衡用端子から出力される信号の大きさの差及び、１対の平衡用端子から出力される信号の位相差を調整したことを特徴とするバラントランスの特性調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信機器等において、伝送線路のインピーダンスを変換するためのインピーダンス変換器や、平衡伝送線路の信号及び不平衡伝送線路の信号を相互に変換するための信号変換器ないし位相変換器などに用いられるバラントランス及びその特性調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のバラントランスには、図５に示す様に、アース電極Ｇ１が形成された絶縁体層５１Ａ、λ／４の渦巻状のストリップライン５２、５３が形成された絶縁体層５１Ｂ、第１の部分５４Ａと第２の部分５４Ｂからなるλ／２のストリップラインが形成された絶縁体層５１Ｃ、第１の部分５４Ａに接続される引き出し電極５５が形成された絶縁体層５１Ｄ及び、アース電極Ｇ２が形成された絶縁体層５１Ｅを積層し、ストリップライン５２と第１の部分５４Ａを電磁結合させ、ストリップライン５３と第２の部分５４Ｂを電磁結合させた、いわゆる、Ｍａｒｃｈａｎｄ型がある（例えば、特許文献１を参照。）。
また、従来の別のバラントランスには、絶縁体層とコイル用導体パターンを積層し、不平衡用端子６１とダミー端子６４間にコイルＬ５とコイルＬ６を直列に接続し、１対の平衡用端子６２、６３間にコイルＬ７とコイルＬ８を直列に接続し、コイルＬ５とコイルＬ７を電磁気的に結合し、コイルＬ６とコイルＬ８を電磁気的に結合させた集中定数型がある（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平7-176918号公報
【特許文献２】特開2001-176726号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、携帯電話等の移動体通信機器では、更なる小型化、低背化が進められている。それに伴って、移動体通信機器に用いられるこの種のバラントランスも形状の小型化、低背化が望まれている。従来のバラントランスの形状を小型化、低背化するために、絶縁体層に高誘電率を有する材料を用いたり、ストリップラインやコイル用導体パターンの配置間隔を狭くしたりして対応することが考えられているが、ストリップライン間やコイル導体パターン間に不要な磁気的及び容量的結合が発生し易くなり、１対の平衡用端子から出力される信号の大きさに差が生じ、１対の平衡用端子から出力される信号の位相差が劣化するという問題があった。従って、従来のバラントランスは、形状を十分に小型化、低背化できなかった。
【０００５】
本発明は、その形状を小型化、低背化しても、１対の平衡用端子から出力される信号の大きさの差を小さくでき、かつ、１対の平衡用端子から出力される信号の位相差の劣化を低減することができるバラントランス及びその特性調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のバラントランスは、絶縁体層と導体パターンを積層し、これら積層体内に導体パターンによって、直列に接続され、一方が不平衡用端子に接続された第１のコイルと第２のコイル、第１のコイルに電磁気的に結合し、第１の平衡用端子とアース間に接続された第３のコイル、第２のコイルに電磁気的に結合し、第２の平衡用端子とアース間に接続された第４のコイル及び、第２の平衡用端子とアース間に接続されたコンデンサを備える。
本発明のバラントランスの特性調整方法は、絶縁体層と導体パターンを積層し、これら積層体内に該導体パターンによって、直列に接続され、一方が不平衡用端子に接続された第１のコイルと第２のコイル、該第１のコイルに電磁気的に結合し、第１の平衡用端子とアース間に接続された第３のコイル、第２のコイルに電磁気的に結合し、第２の平衡用端子とアース間に接続された第４のコイル及び、該第２の平衡用端子とアース間に接続されたコンデンサを備え、該コンデンサの容量によって、１対の平衡用端子から出力される信号の大きさの差及び、１対の平衡用端子から出力される信号の位相差を調整する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のバラントランスは、絶縁体層と導体パターンを積層し、これら積層体内に導体パターンによって、直列に接続され、一方が不平衡用端子に接続された第１のコイルと第２のコイル、第１のコイルに電磁気的に結合し、第１の平衡用端子とアース間に接続された第３のコイル、第２のコイルに電磁気的に結合し、第２の平衡用端子とアース間に接続された第４のコイル及び、第２の平衡用端子とアース間に接続されたコンデンサを備えるので、その形状を小型化、低背化しても、１対の平衡用端子から出力される信号の大きさの差を小さくでき、かつ、１対の平衡用端子から出力される信号の位相差の劣化を低減することができる。
また、本発明のバラントランスの特性調整方法は、絶縁体層と導体パターンを積層し、これら積層体内に該導体パターンによって、直列に接続され、一方が不平衡用端子に接続された第１のコイルと第２のコイル、該第１のコイルに電磁気的に結合し、第１の平衡用端子とアース間に接続された第３のコイル、第２のコイルに電磁気的に結合し、第２の平衡用端子とアース間に接続された第４のコイル及び、該第２の平衡用端子とアース間に接続されたコンデンサを備え、該コンデンサの容量によって、１対の平衡用端子から出力される信号の大きさの差及び、１対の平衡用端子から出力される信号の位相差を調整するので、その形状を小型化、低背化しても、１対の平衡用端子から出力される信号の大きさの差を小さくでき、かつ、１対の平衡用端子から出力される信号の位相差の劣化を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のバラントランスは、絶縁体層とコイル用導体パターンとコンデンサ用導体パターンが積層される。絶縁体層間のコイル用導体パターンとコンデンサ用導体パターンによって積層体内に、直列に接続され、一方が不平衡用端子に接続された第１のコイルと第２のコイル、第１のコイルに電磁気的に結合し、第１の平衡用端子とアース間に接続された第３のコイル、第２のコイルに電磁気的に結合し、第２の平衡用端子とアース間に接続された第４のコイル及び、第２の平衡用端子とアース間に接続されたコンデンサを備えたバラントランスが形成される。従って、本発明のバラントランスは、第２の平衡用端子とアース間に接続されたコンデンサの容量によって、１対の平衡用端子から出力される信号の大きさの差及び、１対の平衡用端子から出力される信号の位相差を調整できる。
【実施例】
【０００９】
以下、本発明のバラントランス及びその特性調整方法を図１乃至図４を参照して説明する。
図１は本発明のバラントランスの実施例の回路図、図２は本発明のバラントランスの実施例を示す分解斜視図、図３は本発明のバラントランスの実施例を示す斜視図である。
図１において、１１は不平衡用端子、１２は第１の平衡用端子、１３は第２の平衡用端子である。
不平衡用端子１１には、直列に接続されたコイルＬ１とコイルＬ２が接続される。また、第１の平衡用端子１２とアース間には、コイルＬ３が接続される。第２の平衡用端子１３とアース間には、コイルＬ４が接続される。このコイルＬ４の第２の平衡用端子１３側とアース間には、コンデンサＣ１が接続される。
そして、コイルＬ１とコイルＬ３が電磁気的に結合し、コイルＬ２とコイルＬ４が電磁気的に結合する。
不平衡用端子１１から入力された信号は、コイルＬ１からコイルＬ３に伝達されると共に、コイルＬ２からコイルＬ４に伝達される。このコイルＬ３とコイルＬ４に伝達された信号は、平衡用端子１２、１３から出力される。このとき、平衡用端子１３とアース間にコンデンサＣ１を有するので、コイルＬ４の自己共振周波数が低下し、平衡用端子１２から出力される信号の大きさと平衡用端子１３から出力される信号の大きさの差及び、平衡用端子１２から出力される信号と平衡用端子１３から出力される信号の位相差が変化する。このコンデンサＣ１の容量は、コイル導体パターン間に発生した不要な磁気的及び容量的結合の影響を低減して、平衡用端子１２から出力される信号の大きさと平衡用端子１３から出力される信号の大きさの差が小さく、かつ、平衡用端子１２から出力される信号と平衡用端子１３から出力される信号の位相差が常に１８０度になる様に設定される。
また、平衡用端子から入力された信号は、コイルＬ３とコイルＬ４からそれぞれコイルＬ１とＬ２に伝送される。このコイルＬ１とＬ２に伝送された信号は、合成されて不平衡用端子１１から出力される。
【００１０】
この様な回路構成のバラントランスは、図２に示す様に絶縁体層と導体パターンを積層して積層体内に回路素子が形成される。
絶縁体層２１Ａ〜２１Ｍは、磁性体、非磁性体、誘電体等絶縁性を有する材料を用いて形成される。
絶縁体層２１Ａは、表面に導体パターンが形成されていないものが用いられる。
絶縁体層２１Ｂの表面には、コイル用導体パターン２２Ａとコイル用導体パターン２３Ａが形成される。コイル用導体パターン２２Ａとコイル用導体パターン２３Ａは、それぞれ１ターン未満分が形成され、コイル用導体パターン２２Ａの一端とコイル用導体パターン２３Ａの一端が互いに接続される。
絶縁体層２１Ｃの表面には、コイル用導体パターン２２Ｂとコイル用導体パターン２３Ｂが形成される。コイル用導体パターン２２Ｂとコイル用導体パターン２３Ｂは、それぞれ１ターン未満分が互いに線対称になる様に形成される。コイル用導体パターン２２Ｂの一端は、絶縁体層２１Ｃに形成されたスルーホールを介してコイル用導体パターン２２Ａの他端に接続される。また、コイル用導体パターン２３Ｂの一端は、絶縁体層２１Ｃに形成されたスルーホールを介してコイル用導体パターン２３Ａの他端に接続される。
絶縁体層２１Ｄの表面には、コイル用導体パターン２２Ｃとコイル用導体パターン２３Ｃが形成される。コイル用導体パターン２２Ｃとコイル用導体パターン２３Ｃは、互いに線対称になる様に形成される。コイル用導体パターン２２Ｃの一端は、絶縁体層２１Ｄのスルーホールを介してコイル用導体パターン２２Ｂの他端に接続される。コイル用導体パターン２３Ｃの一端は、絶縁体層２１Ｄのスルーホールを介してコイル用導体パターン２３Ｂの他端に接続される。
絶縁体層２１Ｅの表面には、コイル用導体パターン２２Ｄとコイル用導体パターン２３Ｄが形成される。コイル用導体パターン２２Ｄとコイル用導体パターン２３Ｄは、それぞれ１ターン未満分が形成される。コイル用導体パターン２２Ｄは、一端が絶縁体層２１Ｅのスルーホールを介してコイル用導体パターン２２Ｃの他端に接続され、他端が絶縁体層２１Ｅの側面まで引き出される。コイル用導体パターン２３Ｄは、一端が絶縁体層２１Ｅのスルーホールを介してコイル用導体パターン２３Ｃの他端に接続され、他端を絶縁体層２１Ｅの側面近傍に位置させて電位的に浮かせた状態にされる。この様にコイル用導体パターン２２Ａ、コイル用導体パターン２２Ｂ、コイル用導体パターン２２Ｃ及び、コイル用導体パターン２２Ｄを螺旋状に接続してコイルＬ１が形成され、コイル用導体パターン２３Ａ、コイル用導体パターン２３Ｂ、コイル用導体パターン２３Ｃ及び、コイル用導体パターン２３Ｄを螺旋状に接続してコイルＬ２が形成される。このコイルＬ１とコイルＬ２は、コイル用導体パターン２２Ａとコイル用導体パターン２３Ａが接続されることにより互いに接続される。
絶縁体層２１Ｆの表面には、コイル用導体パターン２４Ａとコイル用導体パターン２５Ａが形成される。コイル用導体パターン２４Ａとコイル用導体パターン２５Ａは、それぞれ１ターン未満分が形成され、コイル用導体パターン２４Ａの一端とコイル用導体パターン２５Ａの一端が互いに接続される。このコイル用導体パターン２４Ａとコイル用導体パターン２５Ａの共通接続点は、絶縁体層２１Ｆの側面まで引き出される。
絶縁体層２１Ｇの表面には、コイル用導体パターン２４Ｂとコイル用導体パターン２５Ｂが形成される。コイル用導体パターン２４Ｂとコイル用導体パターン２５Ｂは、それぞれ１ターン未満分が互いに線対称になる様に形成される。コイル用導体パターン２４Ｂの一端は、絶縁体層２１Ｇのスルーホールを介してコイル用導体パターン２４Ａの他端に接続される。また、コイル用導体パターン２５Ｂの一端は、絶縁体層２１Ｇのスルーホールを介してコイル用導体パターン２５Ａの他端に接続される
絶縁体層２１Ｈの表面には、コイル用導体パターン２４Ｃとコイル用導体パターン２５Ｃが形成される。コイル用導体パターン２４Ｃとコイル用導体パターン２５Ｃは、互いに線対称になる様に形成される。コイル用導体パターン２４Ｃの一端は、絶縁体層２１Ｈのスルーホールを介してコイル用導体パターン２４Ｂの他端に接続される。コイル用導体パターン２５Ｃの一端は、絶縁体層２１Ｈのスルーホールを介してコイル用導体パターン２５Ｂの他端に接続される。
絶縁体層２１Ｉの表面には、コイル用導体パターン２５Ｄが形成される。コイル用導体パターン２５Ｄは、一端が絶縁体層２１Ｉのスルーホールを介してコイル用導体パターン２５Ｃの他端に接続され、他端が絶縁体層２１Ｉの側面まで引き出される。この様にコイル用導体パターン２５Ａ、コイル用導体パターン２５Ｂ、コイル用導体パターン２５Ｃ及び、コイル用導体パターン２５Ｄを螺旋状に接続してコイルＬ４が形成される。
絶縁体層２１Ｊの表面には、コイル用導体パターン２４Ｄが形成される。コイル用導体パターン２４Ｄは、一端が絶縁体層２１Ｊ、２１Ｉのスルーホールを介してコイル用導体パターン２４Ｃの他端に接続され、他端が絶縁体層２１Ｊの側面まで引き出される。この様にコイル用導体パターン２４Ａ、コイル用導体パターン２４Ｂ、コイル用導体パターン２４Ｃ及び、コイル用導体パターン２４Ｄを螺旋状に接続してコイルＬ３が形成される。このコイルＬ３とコイルＬ４は、コイル用導体パターン２４Ａとコイル用導体パターン２５Ａが接続されることにより互いに接続され、コイル用導体パターン２４Ａとコイル用導体パターン２５Ａの共通接続端が絶縁体層の側面まで引き出されてアースに接続される。
絶縁体層２１Ｋの表面には、コンデンサ用導体パターン２６が形成される。コンデンサ用導体パターン２６は、引き出し端が絶縁体層２１Ｋの側面まで引き出される。
絶縁体層２１Ｌの表面には、コンデンサ用導体パターン２７が形成される。コンデンサ用導体パターン２７は、コンデンサ用導体パターン２６と対向する位置に形成され、引き出し端が絶縁体層２１Ｌの側面まで引き出される。
絶縁体層２１Ａから絶縁体層２１Ｌまで積層し、保護用の絶縁体層２１Ｍで覆われた積層体の側面には、端子電極３１、３２、３３、３４が形成される。
そして、コイル用導体パターン２２Ｄの他端が端子電極３１に接続されることにより、直列に接続されたコイルＬ１とコイルＬ２が不平衡用端子１１に接続される。また、コイル用導体パターン２４Ｄの他端が端子電極３４に接続され、コイル用導体パターン２５Ｄの他端が端子電極３３に接続されることにより、コイルＬ３とコイルＬ４が平衡用端子１２と平衡用端子１３間に接続される。そして、コイル用導体パターン２４Ａとコイル用導体パターン２５Ａの共通接続端が端子電極３２に接続されることにより、コイルＬ３の他端とコイルＬ４の他端がアースに接続される。また、コンデンサ用導体パターン２６が端子電極３３に接続され、コンデンサ用導体パターン２７が端子電極３２に接続されることにより、コイルＬ４の平衡用端子側とアース間にコンデンサＣ１が接続される。
【００１１】
この様に形成されたバラントランスにおいて、コイル用導体パターンの線幅を６０μｍ、絶縁体層の誘電率を２１とし、積層体の形状を１．０ｍｍ×０．５ｍｍ×０．３ｍｍとしたところ、不平衡用端子におけるインピーダンスが５０Ω、平衡用端子におけるインピーダンスが１００Ωとなり、図４（Ａ）に示す様に２．４〜２．５ＧＨｚの使用周波数帯域が得られ、その使用周波数帯域内において図４（Ｂ）に示す様に１８０度の位相特性が得られた。なお、図４（Ａ）において横軸は周波数、縦軸は減衰量、４１は挿入損失、４２はリターンロスを示し、図４（Ｂ）において横軸は周波数、縦軸は位相と振幅、４３は位相特性、４４は１対の平衡用端子から出力される信号の大きさの差を示している。
本発明のバラントランスは、使用周波数帯域内における挿入損失が０．８６、１対の平衡用端子から出力される信号の大きさの差が０．３７ｄＢ、１対の平衡用端子から出力される信号の位相差が１７９．６度、リターンロスが１５．５ｄＢとなり、従来のものの使用周波数帯域内における挿入損失が０．９、１対の平衡用端子から出力される信号の大きさの差が０．５４ｄＢ、１対の平衡用端子から出力される信号の位相差が１７８．３度、リターンロスが１４．８ｄＢであるのに比較して、使用周波数帯域内における１対の平衡用端子から出力される信号の位相差を１．３度、１対の平衡用端子から出力される信号の大きさの差を０．１７ｄＢ改善することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のバラントランスの実施例の回路図である。
【図２】本発明のバラントランスの実施例を示す分解斜視図である。
【図３】本発明のバラントランスの実施例を示す斜視図である。
【図４】本発明のバラントランスの特性図である。
【図５】従来のバラントランスの分解斜視図である。
【図６】従来の別のバラントランスの回路図である。
【符号の説明】
【００１３】
１１  不平衡用端子
１２  平衡用端子
１３  平衡用端子
【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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