(57)【要約】      （修正有）【課題】小型、低背化が可能で、且つ良好な特性を持った積層型バラントランス及びそれを用いた高周波スイッチモジュールを提供する。【解決手段】積層型バラントランスであって、バラントランスを構成する第１〜第４の伝送線路はそれぞれ複数の誘電体層の表面に形成された複数の導体パターンを電気的にらせん状に接続してなり、かつ前記第1〜第４の伝送線路で構成された各インダクタはそれぞれ積層方向からみて重なる様に配置され、前記第1の伝送線路を構成する導体パターンのうちの一部と前記第３の伝送線路を構成する導体パターンのうちの一部とを形成した誘電体層と、前記第２の伝送線路を構成する導体パターンのうちの一部と前記第４の伝送線路を構成する導体パターンのうちの一部とを形成した他の誘電体層を有する。【選択図】図１
2009246624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体パターンが形成された複数の誘電体層を積層した積層体に、第１の伝送線路と、前記第１の伝送線路と電気的に接続された第２の伝送線路と、前記第1の伝送線路と電磁結合する第３の伝送線路と、前記第２の伝送線路と電磁結合する第４の伝送線路とを備え、
前記第1の伝送線路は一端が不平衡端子に接続され、他端が前記第２の伝送線路の一端に接続され、前記第２の伝送線路の他端は開放端となり、
前記第３の伝送線路は一端が接地され、他端が第1の平衡端子に接続され、
前記第４の伝送線路は一端が接地され、他端が第２の平衡端子に接続される積層型バラントランスであって、
前記第1〜第４の伝送線路はそれぞれ前記複数の誘電体層の表面に形成された導体パターンを電気的にらせん状に接続してなり、
前記第１〜第４の伝送線路で構成される各インダクタは積層方向から見て重なる様に配置されるとともに、
前記第1の伝送線路を構成する導体パターンのうちの一部と前記第３の伝送線路を構成する導体パターンのうちの一部とを形成した誘電体層と、
前記第２の伝送線路を構成する導体パターンのうちの一部と前記第４の伝送線路を構成する導体パターンのうちの一部とを形成した他の誘電体層を有することを特徴とする積層型バラントランス。
【請求項２】
前記第１〜第４の各伝送線路は、積層方向から見て、長手方向を同じくする略矩形状の外形を有し、かつ前記平衡端子は前記略矩形状の短辺側に導出されていることを特徴とする請求項１に記載の積層型バラントランス。
【請求項３】
アンテナ端子と、
受信信号が出力される受信端子と、
送信信号が入力される送信端子と、
前記アンテナ端子と前記受信端子および前記送信端子との間に配置され、送受信経路と送信経路または受信経路との接続を切り替えるスイッチ回路とを備える高周波回路が、
複数の誘電体層に導体パターンを形成し積層一体化してなる積層基板と、前記積層基板の表面に搭載された素子によって構成されている高周波スイッチモジュールであって、
前記受信端子および送信端子のうち少なくとも一方は、前記積層基板の中に構成された請求項１または２に記載の積層型バラントランスが接続されて平衡端子で構成されていることを特徴とする高周波スイッチモジュール。
【請求項４】
アンテナ端子と、
第１の通信システムの受信信号が出力される第１の受信端子と、前記第１の通信システムと使用周波数帯の異なる第２の通信システムの受信信号が出力される第２の受信端子と、
前記第１の通信システムの送信信号が入力される第１の送信端子と、前記第２の通信システムの送信信号が入力される第２の送信端子と、
前記アンテナ端子と前記第１および第２の受信端子並びに前記第１および第２の送信端子との間に配置され、送受信経路と送信経路または受信経路との接続を切り替えるスイッチ回路および第１および第２の通信システムで共用する共通経路を第１の通信システムの経路と第２の通信システムの経路に分岐する分波回路とを備える高周波回路が、
複数の誘電体層に導体パターンを形成し積層一体化してなる積層基板と、前記積層基板の表面に搭載された素子によって構成されているマルチバンド高周波スイッチモジュールであって、
前記第１および第２の送信端子からなる端子群および前記第１および第２の受信端子からなる端子群のうち少なくとも一方は、前記積層基板の中に構成された請求項１または２に記載の積層型バラントランスが接続されて平衡端子で構成されており、
前記平衡端子で構成された端子群は前記積層基板の主面の周縁部に配置されるとともに、前記平衡端子で構成された端子群の各端子は、直流電源端子および他の高周波信号端子を介さずに互いに隣接していることを特徴とする高周波スイッチモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、携帯端末などの移動体通信機器等に使用され、平衡回路と不平衡回路との接続を行い、インピーダンス変換にも使用可能な積層型バラントランス及びそれを用いた高周波スイッチモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
平衡−不平衡変換素子であるバラントランスは、例えば図２に示すように、不平衡伝送線路である第1の伝送線路ｌ１および第２の伝送線路ｌ２を備え、それと電磁結合する第３、第４の伝送線路に二つの平衡端子を備えている。かかるバラントランスは、不平衡端子に不平衡伝送線路を接続し、二つの平衡端子にそれぞれ平衡伝送線路の２つの信号線を接続して使用される。そして、第1の伝送線路に接続された不平衡端子から入力された不平衡信号を変換して、第３および第４の伝送線路の二つの平衡端子からその位相差により平衡信号を出力したり、逆に平衡端子からの平衡信号を不平衡信号に変換して、不平衡端子から出力したりする。例えば、特許文献１には図９の積層図に示すような、誘電体層に二つの渦巻き型インダクタを並設し、それぞれ誘電体層ごとに平衡線路と不平衡線路とを構成するようにしてなる積層型バラントランスが開示されている。また、特許文献２には複数の誘電体層に渦巻き型インダクタを形成し、これら複数のインダクタをもって平衡伝送線路および不平衡伝送線路となし、かつこれら複数のインダクタを積層体上面から見て重なるように配置した構造が開示されている。
【０００３】
これらバラントランスは、単体でも使用されるが、高周波スイッチモジュールに内蔵されることも多い。近年の携帯電話や携帯端末の小型化、薄型化により、高周波スイッチモジュールではバラントランスを複数搭載することもあり、バラントランスの一層の小型・低背化が求められている。また高周波スイッチモジュールの小型化・高集積化により、高周波スイッチモジュールの端子には狭ピッチ化の要望があり、バラントランスはそれら狭ピッチ化された端子と接続される必要がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９９１２７号公報
【特許文献２】特開平９−２６０１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の従来例では、各伝送線路は多数回巻かれた渦巻き構造を有している。そのため各層において伝送線路が占有する面積が大きくなり、結果バラントランスの小型化の要求に対応できないという問題があった。またこの従来例のバラントランスを高周波スイッチモジュール内で複数個並べて配置した場合、各バラントランスが小型化に対応できないため、夫々の平衡出力端子を狭ピッチに配置することができないという問題があった。
【０００６】
特許文献２の従来例では、特許文献１の従来例に比べるとバラントランスの小型化が可能であるが、やはり各伝送線路は多数回巻かれた渦巻き構造を有しているため各層において伝送線路が占有する面積が大きくなる傾向にあり、バラントランスの小型化の要求に対応できないという問題があった。また高周波スイッチモジュール内にバラントランスを複数搭載した際に各バラントランスが小型化に対応できないため、夫々の平衡出力端子を狭ピッチに配置することができないという問題があった。
【０００７】
実装面積を小さくするために、第３の従来例として図９に示すように各々の線路を複数の層に分割して形成し、１層あたりに形成される線路の巻き数を一巻き以下にする方法がある。しかし、この方法では１層あたりの巻き数が少なくなるために、平衡側線路と不平衡側線路との電磁的結合が弱くなり、挿入損失が劣化する傾向にある。
【０００８】
第３の従来例において平衡側線路と不平衡側線路との電磁的結合を強くするためには、伝送線路を構成する層数を増やすことで積層体内での巻き数を増やすか、伝送線路によって作られるインダクタの面積を大きくするという方法がある。前者の手法では積層の層数が多くなるため積層体が厚くなり、低背化の要求に対応できないという問題があった。また後者の方法では伝送線路が占有する面積が大きくなり、結果バラントランスの小型化の要求に対応できないという問題があった。
【０００９】
また、高周波スイッチモジュールにバラントランスを内蔵する際、バラントランスの平衡側端子と、その平衡側端子と接続される高周波スイッチモジュール実装面の平衡端子との間の接続は、平衡出力位相差や平衡出力振幅差を保つ為にもなるべく短くする必要がある。その為、高周波スイッチモジュールにバラントランスを複数搭載する場合、上述したバラントランスの占有面積の増大は高周波スイッチモジュールの小型化に対して問題となるばかりでなく、高周波スイッチモジュールの実装端子の狭ピッチ化に対して障害となるおそれがあった。
【００１０】
本発明では、小型、低背化が可能で、且つ良好な特性を持った積層型バラントランス及びそれを用いた高周波スイッチモジュール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】
【００１１】
本発明の積層型バラントランスは、導体パターンが形成された複数の誘電体層を積層した積層体に、第１の伝送線路と、前記第１の伝送線路と電気的に接続された第２の伝送線路と、前記第1の伝送線路と電磁結合する第３の伝送線路と、前記第２の伝送線路と電磁結合する第４の伝送線路とを備え、前記第1の伝送線路は一端が不平衡端子に接続され、他端が前記第２の伝送線路の一端に接続され、前記第２の伝送線路の他端は開放端となり、前記第３の伝送線路は一端が接地され、他端が第1の平衡端子に接続され、前記第４の伝送線路は一端が接地され、他端が第２の平衡端子に接続される積層型バラントランスであって、前記第1〜第４の伝送線路はそれぞれ前記複数の誘電体層の表面に形成された導体パターンを電気的にらせん状に接続してなり、前記第１〜第４の伝送線路で構成される各インダクタは積層方向から見て重なる様に配置されるとともに、前記第1の伝送線路を構成する導体パターンのうちの一部と前記第３の伝送線路を構成する導体パターンのうちの一部とを形成した誘電体層と、前記第２の伝送線路を構成する導体パターンのうちの一部と前記第４の伝送線路を構成する導体パターンのうちの一部とを形成した他の誘電体層を有することを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、各層における伝送線路の巻き数を１巻き以下にできるため積層型バラントランスの実装面積を小さくすることが可能となる。また、第１および第３の伝送線路の一部を同一の誘電体層に、第２および第４の伝送線路の一部を、前記同一の誘電体層とは別の誘電体層に形成するため、積層体の層数を少なく抑えることができ積層型バラントランスの低背化も可能となる。また、第1の伝送線路によって作られるインダクタが占める空間と第３の伝送線路によって作られるインダクタが占める空間、及び第２の伝送線路によって作られるインダクタが占める空間と第４の伝送線路によって作られるインダクタが占める空間が部分的に重なった構造となるため、第1の伝送線路と第３の伝送線路、及び第２の伝送線路と第４の伝送線路との結合が強まり、挿入損失を低下させることが可能となる。
【００１３】
さらに、前記積層型バラントランスにおいて、前記第１〜第４の各伝送線路は、積層方向から見て、長手方向を同じくする略矩形状の外形を有し、かつ前記平衡端子は前記略矩形状の短辺側に導出されていることが好ましい。かかる構成によれば、バラントランスを複数配置した場合においても、各々のバラントランスの平衡端子を近接させることが可能となり、平衡端子の狭ピッチ化が可能となる。
【００１４】
また、本発明の高周波スイッチモジュールは、アンテナ端子と、受信信号が出力される受信端子と、送信信号が入力される送信端子と、前記アンテナ端子と前記受信端子および前記送信端子との間に配置され、送受信経路と送信経路または受信経路との接続を切り替えるスイッチ回路とを備える高周波回路が、複数の誘電体層に導体パターンを形成し積層一体化してなる積層基板と、前記積層基板の表面に搭載された素子によって構成されている高周波スイッチモジュールであって、前記受信端子および送信端子のうち少なくとも一方は、前記積層基板の中に構成された前記積層型バラントランスが接続されて平衡端子で構成されていることを特徴とする。かかる構成によれば、バラントランスを備える高周波モジュールにおいて、実装面積が小さく、実装端子を狭ピッチで形成することが容易であり、低背で挿入損失が小さい高周波スイッチモジュールを実現することが可能である。
【００１５】
また、本発明の別の高周波スイッチモジュールは、アンテナ端子と、第１の通信システムの受信信号が出力される第１の受信端子と、前記第１の通信システムと使用周波数帯の異なる第２の通信システムの受信信号が出力される第２の受信端子と、前記第１の通信システムの送信信号が入力される第１の送信端子と、前記第２の通信システムの送信信号が入力される第２の送信端子と、前記アンテナ端子と前記第１および第２の受信端子並びに前記第１および第２の送信端子との間に配置され、送受信経路と送信経路または受信経路との接続を切り替えるスイッチ回路および第１および第２の通信システムで共用する共通経路を第１の通信システムの経路と第２の通信システムの経路に分岐する分波回路とを備える高周波回路が、複数の誘電体層に導体パターンを形成し積層一体化してなる積層基板と、前記積層基板の表面に搭載された素子によって構成されているマルチバンド高周波スイッチモジュールであって、前記第１および第２の送信端子からなる端子群および前記第１および第２の受信端子からなる端子群のうち少なくとも一方は、前記積層基板の中に構成された前記積層型バラントランスが接続されて平衡端子で構成されており、前記平衡端子で構成された端子群は前記積層基板の主面の周縁部に配置されるとともに、前記平衡端子で構成された端子群の各端子は直流電源端子および他の高周波信号端子を介さずに互いに隣接していることことを特徴とする。かかる構成によれば、複数の異なる周波数帯を用いたマルチバンド高周波スイッチモジュールにおいて、周波数帯の異なる複数の通信システムに対応して複数のバラントランスを接続した場合でも、実装面積が小さく、低背で挿入損失が小さい高周波スイッチモジュールを実現することが可能である。平衡端子を実装端子として狭ピッチで形成できる前記構成は、複数のバラントランスを隣接させてバラントランス全体の占有空間を低減するうえで好適な構成である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小型・低背のまま、或いはより小形にしても、挿入損失が小さい積層型バラントランス及び高周波スイッチモジュールを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施例について以下詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明に係る積層型バラントランスの一実施形態を示す分解斜視図である。該積層型バラントランスは、導体パターンが形成された複数の誘電体層を積層した積層体に構成されている。この積層体は、低温焼成が可能なセラミック誘電体材料からなり、厚さが１０μｍ〜２００μｍのグリーンシート上に導体を印刷することで所望の導体パターンを形成し、前記導体パターンを有する複数のグリーンシートを積層して一体化し、さらに一体焼成することにより製造することが出来る。
【００１８】
バラントランスの等価回路図を図２に示す。本発明に係る積層型バラントランスは、第１の伝送線路ｌ１と、第１の伝送線路ｌ１と電気的に接続された第２の伝送線路ｌ２と、第1の伝送線路ｌ１と電磁結合する第３の伝送線路ｌ３と、第２の伝送線路ｌ２と電磁結合する第４の伝送線路ｌ４とを備える。第1の伝送線路ｌ１は一端が不平衡端子Ｐ１に接続され、他端が第２の伝送線路ｌ２の一端に接続され、第２の伝送線路ｌ２の他端は開放端（ＯＰＥＮ）となっている。第３の伝送線路ｌ３は一端が接地され、他端が第1の平衡端子Ｐ２に接続され、第４の伝送線路ｌ４は一端が接地され、他端が第２の平衡端子Ｐ３に接続されている。
【００１９】
積層体の内部構造を積層順に従って説明する。まず、１層目グリーンシートには、バラントランスを外部から電磁気的に遮蔽するためのシールド用グランド電極ｅ１が形成されている。これにより、１層目よりも更に上層に他の回路や搭載部品を配置した場合の電磁気的影響を軽減することができる。
【００２０】
２層目グリーンシートには、第1の伝送線路ｌ１の一部を構成する導体パターンl1aと第３の伝送線路ｌ３の一部を構成する導体パターンl3cが形成されている。導体パターンl1aの一端は積層体の不平衡端子P1に接続するための接続部が設けられ他端はスルーホールを介して３層目の導体パターンl1bへと接続されている。導体パターンl3cの一端はスルーホールを介して接地され、他端はスルーホールを介して３層目の導体パターンl3bへと接続されている。
【００２１】
次に、３層目グリーンシートには、第1の伝送線路ｌ１の一部を構成する導体パターンl1bと第３の伝送線路ｌ３の一部を構成する導体パターンl3bとが形成されている。
【００２２】
４層目グリーンシートには、第1の伝送線路ｌ１の一部を構成する導体パターンl1cと、第３の伝送線路の一部を構成する導体パターンl3aとが形成されている。導体パターンl3aの一端はスルーホールを介して積層体底面部の一方の平衡端子P２と接続されている。
【００２３】
５層目グリーンシートには、第1の伝送線路ｌ１の一部を構成する導体パターンl1dが形成されている。第２の伝送線路に最も近い層である５層目には、スルーホールを除くと、第１の伝送線路の導体パターンだけが形成されており、第３の伝送線路の導体パターンは形成されていない。導体パターンl1dの一端はスルーホールを介して７層目の導体パターンl2aへと接続される。
【００２４】
６層目グリーンシートには、グランド電極e2が形成されている。これにより、e2より上層に形成される導体パターンl1およびl3と下層に形成される導体パターンl2およびl4との電磁気的な干渉を軽減することができる。
【００２５】
７層目グリーンシートには、第２の伝送線路ｌ２の一部を構成する導体パターンl2aが形成されている。第１の伝送線路に最も近い層である７層目には、スルーホールを除くと、第２の伝送線路の導体パターンだけが形成されており、第４の伝送線路の導体パターンは形成されていない。
【００２６】
８層目グリーンシートには、第２の伝送線路ｌ２の一部を構成する導体パターンl2bと第４の伝送線路ｌ４の一部を形成する導体パターンl4aが形成されている。導体パターンl4aの一端はスルーホールを介して積層体底面部の他方の平衡端子P３と接続されている。
【００２７】
９層目グリーンシートには、第２の伝送線路ｌ２の一部を構成する導体パターンl2cと第４の伝送線路ｌ４を構成する導体パターンl4bが形成されている。
【００２８】
１０層目グリーンシートには、第２の伝送線路ｌ２の一部を構成する導体パターンl2dと第４の伝送線路ｌ４を構成する導体パターンl4cが形成されている。
【００２９】
１１層目グリーンシートには、平衡出力のバランス調整用のコンデンサを構成するコンデンサ電極c1およびc2が形成されている。
【００３０】
１２層目グリーンシートには、グランド電極e3が形成されている。
【００３１】
以上の第１層目から第１２層目のグリーンシートを順次積層して積層体となす。各層に形成された導体パターンは９０°に屈曲した部分を有するが、いずれも１ターン未満である。複数の誘電体層の表面に形成された導体パターンｌ１ａ、ｌ１ｂ、ｌ１ｃおよびｌ１ｄが電気的にらせん状に接続されて第１の伝送線路ｌ１が構成されている。同様に、複数の誘電体層の表面に形成された導体パターンｌ２ａ、ｌ２ｂ、ｌ２ｃおよびｌ２ｄが電気的にらせん状に接続されて第２の伝送線路ｌ２が構成されている。また、複数の誘電体層の表面に形成された導体パターンｌ３ａ、ｌ３ｂおよびｌ３ｃが電気的にらせん状に接続されて第３の伝送線路ｌ３が構成され、導体パターンｌ４ａ、ｌ４ｂおよびｌ４ｃが電気的にらせん状に接続されて第４の伝送線路ｌ４が構成されている。図１の構成では、各伝送線路は約１ターンの巻数のらせんが構成されているが、巻数は特に限定するものでなく、１ターン以上でもよい。
【００３２】
以上のグリーンシートにおいて、例えば２層目から５層目のグリーンシートについて導体パターンの配置をみると、第1の伝送線路ｌ１の一部を構成する導体パターンと第３の伝送線路ｌ３の一部を構成する導体パターンとが上下の層で前後交互に形成されており、これを積層方向からみると第1の伝送線路ｌ１を構成する導体パターンと第３の伝送線路ｌ３を構成する導体パターンがそれぞれ重なるように配置されている。この様に配置することによって、第１の伝送線路ｌ１によって構成されるインダクタと第３の伝送線路ｌ３によって構成されるインダクタとの間に電磁気的な結合が形成される。
【００３３】
同様に、７層目から１０層目のグリーンシートについて導体パターンの配置をみると、第２の伝送線路ｌ２の一部を構成する導体パターンと第４の伝送線路ｌ４の一部を構成する導体パターンとが上下の層で前後交互に形成されており、これを積層方向からみると第２の伝送線路ｌ２を構成する導体パターンと第４の伝送線路ｌ４を構成する導体パターンがそれぞれ重なるように配置、構成される結果となっている。この様に配置することによって、第２の伝送線路ｌ２によって構成されるインダクタと第４の伝送線路ｌ４によって構成されるインダクタの間に電磁気的な結合が形成される。
【００３４】
また、積層方向からみると、第1の伝送線路ｌ１を構成する導体パターン及び第３の伝送線路ｌ３を構成する導体パターンと、第２の伝送線路ｌ２を構成する導体パターン及び第４の伝送線路ｌ４を構成する導体パターン同士も、それぞれ重なるように配置されている。したがって、第１〜第４の伝送線路で構成される各インダクタは積層方向から見て重なる様に配置されており、バラントランスの構成面積の低減が図られている。
【００３５】
また、２層目〜４層目グリーンシートにはそれぞれ第１の伝送線路ｌ１を構成する導体パターンのうちの一部と第３の伝送線路ｌ３を構成する導体パターンのうちの一部とが形成されている。同様に、８層目〜１０層目グリーンシートにはそれぞれ第２の伝送線路ｌ２を構成する導体パターンのうちの一部と第４の伝送線路ｌ４を構成する導体パターンのうちの一部とが形成されている。このような誘電体層を積層体の中に含むことによって、第１の伝送線路ｌ１によって構成されるインダクタと第３の伝送線路ｌ３によって構成されるインダクタ、並びに第２の伝送線路ｌ２によって構成されるインダクタと第４の伝送線路ｌ４によって構成されるインダクタを部分的に空間的に共用することが出来るため、バラントランスの低背化が可能となる。また、各々のインダクタの組み合わせにおいて、空間的に共用するようにインダクタを密接して形成することにより、各々のインダクタの組み合わせにおける相互インダクタンスが向上し、積層型バラントランスの挿入損失を小さくすることが可能となる。第１の伝送線路ｌ１を構成する導体パターンのうちの一部と第３の伝送線路ｌ３を構成する導体パターンのうちの一部が形成されている誘電体層は一層でもよいが、低背化や相互インダクタンス向上のためには、二層以上あることが好ましい。かかる点は、第２の伝送線路ｌ２を構成する導体パターンのうちの一部と第４の伝送線路ｌ４を構成する導体パターンのうちの一部が形成されている誘電体層についても同様である。
【００３６】
複数の誘電体層の表面に形成された導体パターンを電気的にらせん状に接続して構成された第１〜第４の各伝送線路は、積層方向から見て、長手方向を同じくする略矩形状の外形をなしている。略矩形とは、端子への接続部分やスルーホール接続のための導体パターンの引き回しなどのために、矩形から外れるような部分があっても許容する趣旨である。らせん状のコイル部分を構成している部分が矩形であればよい。平衡端子Ｐ２およびＰ３は略矩形状の短辺側に導出されている。かかる長手方向は、矩形の積層型バラントランスの長手方向とも一致している。この実施例のように平衡端子Ｐ２およびＰ３を、矩形の伝送線路、矩形のバラントランスの短辺側に配置することで、高周波スイッチモジュール内にバラントランスを複数並べて配置した場合にも平衡端子を狭ピッチで並べることが可能となる。
【００３７】
次に、本発明による積層型バラントランスの特性を示す。図１０に示す従来構造と本発明に係る図１の構造を用いて、無線ＬＡＮの２.４ＧＨｚ帯の通信を想定して、インピーダンスおよび挿入損失評価した結果をそれぞれ図５および図６に示す。図１０に示す従来構造では第１の伝送線路ｌ１を構成する導体パターンｌ１ａおよびｌ１ｂと、第３の伝送線路ｌ３を構成する導体パターンｌ３ａおよびｌ３ｂとは、別の層に形成されている。同様に、第２の伝送線路ｌ２を構成する導体パターンｌ２ａおよびｌ２ｂと、第４の伝送線路ｌ４を構成する導体パターンｌ４ａおよびｌ４ｂとは、別の層に形成されている。図５において、Ｐ１は不平衡端子、Ｐ２、Ｐ３は平衡端子を意味しており、それぞれの端子におけるインピーダンススミスチャートとリターンロスを示している。図６はバラントランスの挿入損失を示している。図５および図６において細線は図１０に示す従来構造を用いた場合の結果であり、太線は本発明を用いた場合の結果である。スミスチャートではインピーダンスが円の中央に近いほどインピーダンス整合が取れ、リターンロスが大きくなり、結果挿入損失を小さくすることが可能となる。図５のスミスチャートを見ると、図１０に示した従来構造のインピーダンスは外周近辺に寄っており、インピーダンス整合が取れていないことが分かる。そのためリターンロスは２.４GHｚ近辺において１ｄB程度であり、図６に示す挿入損失も１０ｄＢ程度と劣悪になっている。これに対し本発明による構造ではインピーダンスはスミスチャート中央部を通過し整合が取れており、リターンロスも２.４GHｚで２５ｄＢ以上得られている。その結果挿入損失も１ｄＢ以下となっている。
【００３８】
なお、図２に示した実施例では第３、第４の伝送線路の一端をグランドに短絡させているが、図３に示すようにコンデンサC3を介してグランドと接続してもよい。このようにすることにより、バラントランスの平衡端子はグランドから絶縁され、RF-IC等と接続される際に直流電流を遮断するDCカットコンデンサが不要となる。
【００３９】
また、通信機内において積層型バラントランスが使用される際にはバランの平衡端子にはＬＮＡ等の部品が接続されることもある。ＬＮＡ等の部品を安定して動作させるために積層型バラントランスの平衡端子には所定の直流電圧がバイアス電圧として印加されていることを求められることがある。そのようなバイアス電圧の印加を可能にする為の回路を図４に示す。図中ＶＣで示す電圧端子に所定の直流電圧を印加することで、平衡端子にバイアス電圧を印加することが可能となる。
【００４０】
本発明に係る積層型バラントランスは、それ単体で構成してもよいし、積層モジュールのように他の回路素子と積層基板に一体化してもよい。本発明に係る積層型バラントランスを用いることで、積層基板内部において小型化・低背化による省スペース化が実現できる。そのため、バラントランスと他の部品との複合化も容易である。本発明に係る積層型バラントランスは、高周波回路の構成によらずバラントランスを備える積層モジュールに広く適用できる。複合化に好適な実施形態として、無線ＬＡＮ等に用いられる高周波スイッチモジュールがある。一例として本発明に係る積層型バラントランスを適用したデュアルバンド高周波スイッチモジュールのブロック図を図７に示す。この高周波スイッチモジュールに構成された高周波回路は、アンテナ端子ANTと、第１の通信システムの受信信号が出力される第１の受信端子Ｒｘ１と、第１の通信システムと使用周波数帯の異なる第２の通信システムの受信信号が出力される第２の受信端子Ｒｘ２と、第１の通信システムの送信信号が入力される第１の送信端子Ｔｘ１と、第２の通信システムの送信信号が入力される第２の送信端子Ｔｘ２を備える。さらに、該高周波回路は、アンテナ端子ＡＮＴと第１および第２の受信端子（Ｒｘ１、Ｒｘ２）並びに第１および第２の送信端子（Ｔｘ１、Ｔｘ２）との間の経路には、送受信経路と送信経路または受信経路との接続を切り替えるスイッチ回路ＳＷ、および第１および第２の通信システムで共用する共通経路を第１の通信システムの経路と第２の通信システムの経路に分岐する分波回路Ｄｉｐ１およびＤｉｐ２とを備える。図７に示す構成では、第１の受信端子Ｒｘ１および第２の受信端子Ｒｘ２からなる端子群の各端子には、それぞれバラントランスＢ１およびＢ２が接続されており、各端子はそれぞれ平衡端子Ｒｘ１＋およびＲｘ１−、Ｒｘ２＋およびＲｘ２−で構成されている。
【００４１】
図７に示す高周波スイッチモジュールでは、送信時にはTx1端子またはTx2端子から入った高周波信号は分波回路Dip１とスイッチ回路ＳＷを介してアンテナ端子ＡＮＴへと流れる。また、受信時にはアンテナ端子ＡＮＴから入った信号はスイッチ回路ＳＷを介して分波回路Dip２へと流れる。分波器Dip２において第１の通信システムの受信信号はフィルタＦ１へと振り分けられる。フィルタＦ１では第１の通信システムの周波数帯に対応した信号を通し不要周波数帯を遮断する。フィルタＦ１を通過した受信信号はバラントランスＢ１を介することで平衡出力端子Rx1＋、Rx１−へと出力される。第２の通信システムの受信信号は分波器Dip２からフィルタＦ２へと振り分けられる。フィルタＦ２では第２の通信システムの周波数帯に対応した信号を通し不要周波数帯を遮断する。フィルタＦ２を通過した受信信号はバラントランスＢ２を介することで平衡出力端子Rx2+、Rx2−へと出力される。なお、送信端子Tx1、Tx2に本願発明に係るバラントランスを用いることもできる。
【００４２】
上記高周波スイッチモジュールは、複数の誘電体層に導体パターンを形成し積層一体化してなる積層基板と、前記積層基板の表面に搭載された素子によって構成されている。上述の図７のバラントランスＢ１およびＢ２として、本願発明に係る積層型バラントランスを積層基板の中に構成して用いる。また、上記高周波スイッチモジュールにおける分波回路、フィルタ、バラントランスは積層基板内部に形成された導体パターンにより構成されている。またスイッチ回路は、積層基板外部に搭載部品、または積層基板外部に搭載部品と積層基板内部に形成された導体パターンから構成される。このスイッチ回路はPINダイオードを用いてもよいし、またGaAｓスイッチ等を用いても良い。
【００４３】
図８には、高周波スイッチモジュールを構成した積層基板の実装側となる主面における端子電極配置を示してある。平衡端子Ｒｘ１＋、Ｒｘ１−、Ｒｘ２＋およびＲｘ２−だけ符合を付してあるが、これらの平衡端子で構成された端子群は積層基板の主面の周縁部に沿って配置されている。積層基板の主面の周縁部には、受信端子である平衡端子Ｒｘ１＋、Ｒｘ１−、Ｒｘ２＋およびＲｘ２−以外に、スイッチ回路や増幅器回路などを制御するための直流電源端子（検波回路の出力端子を含む）、アンテナ端子や送信端子などの平衡端子Ｒｘ１＋、Ｒｘ１−、Ｒｘ２＋およびＲｘ２−以外の他の高周波信号端子、グランド端子、回路素子には接続されていないダミー端子などが矩形の主面の各辺に沿って形成される。図８に示すように、平衡端子Ｒｘ１＋、Ｒｘ１−、Ｒｘ２＋およびＲｘ２−は、直流電源端子および他の高周波信号端子を介さずに隣接している。平衡端子Ｒｘ１＋、Ｒｘ１−、Ｒｘ２＋およびＲｘ２−は、これらの間のアイソレーションを確保するために、グランド端子やダミー端子を介して隣接していてもよいが、高周波スイッチモジュールの小型化の観点からは、他の端子を介さずに互いに隣接することが好ましい。小型化を図った本願発明に係る積層型バラントランスを用いることで、このように平衡端子を狭ピッチで配置しやすくなる。特に、第１〜第４の各伝送線路が、積層方向から見て、長手方向を同じくする略矩形状の外形を有する場合に、平衡端子を略矩形状の短辺側に導出する構成を採用すれば、平衡端子配置のいっそうの狭ピッチ化が可能である。積層型バラントランスの導体パターンが占める領域の前記短辺に沿った方向の長さを、主面に形成された平衡端子のピッチよりも小さくすれば、複数のバラントランスをコンパクトに並べて配置することができる。
【００４４】
図７に示す高周波スイッチモジュールはスイッチ回路ＳＷの共通端子をアンテナ端子ＡＮＴに、切換端子を送信側の分波回路Ｄｉｐ１および受信側の分波回路Ｄｉｐ２に接続する構成であるが、スイッチ回路と分波回路の配置は逆にしてもよい。すなわち、分波回路に接続される送受信経路をアンテナ端子ＡＮＴに、分波回路の第１の通信システム経路側と第２の通信システム経路側にそれぞれ送受信を切り替えるためのスイッチ回路を接続する構成を採用することもできる。また、スイッチ回路は図７のようにＳＰＤＴ型のスイッチ回路でもよいし、さらに切換端子を備えたＳＰ３Ｔ型等のスイッチ回路でもよい。また、フィルタは、要求される特性に応じて適宜、省略したり、追加したりすることが可能である。また、フィルタの配置も適宜変更すればよい。
【００４５】
また、図７に示す構成は、デュアルバンド高周波スイッチモジュールの例であるが、本願発明は、さらに使用する通信システムが多いトリプルアンド高周波スイッチモジュール等も含めてマルチバンド高周波スイッチモジュールに広く適用できる。一方、本発明の積層型バラントランスを用いた高周波モジュールは、マルチバンド高周波スイッチモジュールに限らず、シングルバンド高周波スイッチモジュールにも適用できることは言うまでもない。この場合は、アンテナ端子と、受信信号が出力される受信端子と、送信信号が入力される送信端子と、前記アンテナ端子と前記受信端子および前記送信端子との間に配置され、送受信経路と送信経路または受信経路との接続を切り替えるスイッチ回路とを備えればよい。高周波回路が、複数の誘電体層に導体パターンを形成し積層一体化してなる積層基板と、前記積層基板の表面に搭載された素子によって構成されている点は、図７に示すデュアルバンド高周波スイッチモジュールの例と同様である。受信端子および送信端子のうち少なくとも一方に、積層基板の中に構成された本願発明に係る積層型バラントランスを接続して平衡端子で構成する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る積層型バラントランスの一実施形態を示す積層体の分解斜視図である。
【図２】本発明に係るバラントランスの一実施形態の等価回路である。
【図３】本発明に係るバラントランスの他の実施形態の等価回路である。
【図４】本発明に係るバラントランスの他の実施形態の等価回路である。
【図５】積層型バラントランスのインピーダンス特性を示す図である。
【図６】積層型バラントランスの挿入損失を示す図である。
【図７】本発明に係る高周波スイッチモジュールの一例を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る高周波スイッチモジュールの主面に形成された端子配置示す図である。
【図９】従来のバラントランスを示す図である。
【図１０】従来の積層型バラントランスの積層体の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
P1：不平衡端子
P2、P3：平衡端子
ｌ１〜ｌ４：伝送線路
Ｃ３：コンデンサ
ｌ１ａ、ｌ１ｂ、ｌ１ｃ、ｌ１ｄ：導体パターン
ｌ２ａ、ｌ２ｂ、ｌ２ｃ、ｌ２ｄ：導体パターン
ｌ３ａ、ｌ３ｂ、ｌ３ｃ：導体パターン
ｌ４ａ、ｌ４ｂ、ｌ４ｃ：導体パターン
ｃ１、ｃ２：コンデンサ電極
ｅ１、ｅ２、e３、GND：グランド電極
ＡＮＴ：アンテナ端子
Ｔｘ１、Ｔｘ２：送信端子
Ｒｘ１、Ｒｘ２：受信端子
ＶＣ：電圧端子
Ｒｘ１＋、Ｒｘ１−：平衡受信端子
Ｒｘ２＋、Ｒｘ２−：平衡受信端子
Ｄｉｐ１、Ｄｉｐ２：分波回路
Ｆ１、Ｆ２：フィルタ
Ｂ１、Ｂ２：バラントランス
ＳＷ：スイッチ回路
【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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