CN103403957B - 共振耦合器 - Google Patents

共振耦合器 Download PDF

Info

Publication number
CN103403957B
CN103403957B CN201280010610.9A CN201280010610A CN103403957B CN 103403957 B CN103403957 B CN 103403957B CN 201280010610 A CN201280010610 A CN 201280010610A CN 103403957 B CN103403957 B CN 103403957B
Authority
CN
China
Prior art keywords
described
wiring
resonance
input
connected
Prior art date
Application number
CN201280010610.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103403957A (zh
Inventor
永井秀一
Original Assignee
松下电器产业株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2011240665 priority Critical
Priority to JP2011-240665 priority
Application filed by 松下电器产业株式会社 filed Critical 松下电器产业株式会社
Priority to PCT/JP2012/006493 priority patent/WO2013065238A1/ja
Publication of CN103403957A publication Critical patent/CN103403957A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103403957B publication Critical patent/CN103403957B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/02Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling
    • H01P5/022Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions
    • H01P5/028Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions between strip lines
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203Strip line filters
    • H01P1/20327Electromagnetic interstage coupling
    • H01P1/20354Non-comb or non-interdigital filters
    • H01P1/20381Special shape resonators
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/184Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
    • H01P5/187Broadside coupled lines
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive loop type

Abstract

发送基板(101)上设置的发送侧共振布线(113)在发送侧共振布线(113)上的第一发送布线(111)的连接部位与第二发送布线(112)的连接部位之间连接于发送地电位,接收基板(102)上设置的接收侧共振布线(123)在接收侧共振布线(123)上的第一接收布线(121)的连接部位与第二接收布线(122)的连接部位之间连接于接收地电位,发送基板(101)与接收基板(102)对置设置,使得在从垂直于发送基板(101)主面的方向观察的情况下,发送侧共振布线(113)的轮廓与接收侧共振布线(123)的轮廓一致,且成点对称的关系。

Description

共振耦合器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种非接触信号传送、或非接触电力传送中使用的共振耦合器。

背景技术

[0002] 已知一种非接触(无线)传送技术,不利用布线来直接连接电气设备,在电气设备 间进行电力及信号的传送。

[0003] 在高频用半导体芯片与外部的信号收发中,在使用引线接合法(wire bonding) 来构成传送线路的情况下,产生对高频信号的特性造成影响的不确定的寄生电容或寄生 电感。因此,使用不使高频信号的特性恶化的非接触传送技术。

[0004] 作为使用非接触传送技术的非接触传送装置的一例,已知被称为数字隔离器 (digital isolator)的电子电路元件(例如参照专利文献1)。专利文献1中记载的技术 是能够将逻辑信号的地电位与RF信号的地电位分离的技术,所以用于各种用途。

[0005] 这样的非接触传送装置例如被用作作为功率电子设备用半导体开关元件的 IGBTQnsulated gate bipolar transistor,绝缘栅双极型晶体管)等栅极驱动元件。 更具体地,这样的非接触传送装置用于从直流电源实现任意频率的交流电源的逆变器 (inverter)系统或矩阵变换器(matrix converter)系统。

[0006] 在这样的功率半导体开关元件中,由于源极电位以高电压为基准变动,所以需要 在栅极驱动元件内与功率半导体开关元件之间将直流成分绝缘。因此,在这样的功率半导 体开关元件中,能够分离地电位的非接触传送装置被用于栅极的驱动。

[0007] 另外,作为非接触传送技术的一例,利用两个电气布线共振器的耦合的电磁共振 耦合器(或也称为电磁场共振耦合器)近年来非常引人注目(例如参照专利文献2及非专 利文献1)。这样的电磁共振耦合器的特征在于能实现高效率且长距离的信号传送。

[0008] 现有技术文献

[0009] 专利文献

[0010] 专利文献1 :美国专利第7692444号说明书

[0011] 专利文献2 :日本特开2008-067012号公报

[0012] 非专利文献

[0013] 非专利文献 I :Andre Kurs,et al. :"Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances",Science Express,Vol. 317, No. 5834, pp.83 - 86 (2207) 发明概要

[0014] 发明要解决的问题

[0015] 在使用电磁共振耦合器作为上述栅极驱动元件的情况下,需要具备大量电磁共 振耦合器的非接触传送装置。但是,由于电磁共振耦合器与半导体集成电路的晶体管等相 比非常大,所以非接触传送装置的小型化、高集成化成为课题。

发明内容

[0016] 因此,本发明解决上述课题,其目的在于提供一种实现非接触传送装置的小型化、 高集成化的电磁共振耦合器。

[0017] 解决课题所采用的手段

[0018] 为了解决上述课题,本发明的一个形态的共振耦合器,在第一传送线路与第二传 送线路之间非接触传送高频信号,其特征在于,具备:所述第一传送线路,在第一平面上 具备第一共振布线和连接于所述第一共振布线的第一输入输出布线及第二输入输出布线, 所述第一共振布线是布线的一部分通过开放部而被开放的环绕形状的布线;以及所述第二 传送线路,在与所述第一平面对置的第二平面上具备第二共振布线和连接于所述第二共 振布线的第三输入输出布线及第四输入输出布线,所述第二共振布线是布线宽度及形状与 所述第一共振布线的布线宽度及形状相同的布线,所述第一共振布线上的、在连接所述第 一输入输出布线的连接部位与连接所述第二输入输出布线的连接部位之间设置的第一接 地部连接于第一地电位布线,该第一地电位布线表示所述第一传送线路内的所述高频信号 的基准电位,所述第二共振布线上的、在连接所述第三输入输出布线的连接部位与连接所 述第四输入输出布线的连接部位之间设置的第二接地部连接于第二地电位布线,该第二地 电位布线表示所述第二传送线路内的所述高频信号的基准电位,所述第一传送线路与所 述第二传送线路对置设置,使得在从垂直于所述第一平面的方向观察的情况下,所述第一 共振布线的轮廓与所述第二共振布线的轮廓一致,并且所述第一共振布线与所述第二共 振布线成点对称的关系。

[0019] 发明效果

[0020] 根据本发明的共振耦合器,能将使用了多个共振耦合器的非接触传送装置小型 化、高集成化。

附图说明

[0021] 图1是专利文献2的电磁共振耦合器的示意图。

[0022] 图2是表示专利文献2的电磁共振耦合器的传送特性的图。

[0023] 图3是实施方式1的共振耦合器的立体图(透视图)。

[0024] 图4是实施方式1的共振耦合器的剖视图。

[0025] 图5是实施方式1的共振耦合器的发送基板的俯视图。

[0026] 图6是实施方式1的共振耦合器的接收基板的俯视图。

[0027] 图7是表示实施方式1的共振耦合器的各输入输出端子的传送特性的图。

[0028] 图8是表示实施方式1的共振耦合器的各输入输出端子的分离特性的图。

[0029] 图9是设置了地电位分离区域的发送基板的俯视图。

[0030] 图10是实施方式2的共振耦合器的立体图(透视图)。

[0031] 图11是实施方式2的共振耦合器的发送基板的俯视图。

[0032] 图12是实施方式3的共振耦合器的发送基板的俯视图。

[0033] 图13是实施方式4的共振耦合器的示意图(透视图)。

[0034] 图14是实施方式4的共振耦合器的发送基板的俯视图。

[0035] 图15是实施方式4的共振耦合器的接收基板的俯视图。

[0036] 图16是通过通孔将共振布线与地电位连接的发送基板的俯视图。

具体实施方式

[0037] (成为发明基础的知识)

[0038] 如背景技术所述,作为非接触传送技术的一例,已知利用两个电气布线共振器的 親合的电磁共振親合器。

[0039] 这样的电磁共振耦合器中,图1所示那样的开环型电磁共振耦合器为简单的结 构,小型化容易,能节省空间地实现非接触传送。

[0040] 另外,已知这样的开环型电磁共振耦合器具有良好的传送特性。

[0041] 图2是表示专利文献2所公开的开环型电磁共振耦合器的传送特性的图。

[0042] 图2中,S21表示开环型电磁共振耦合器的插入损耗,表示能以约IdB的插入损 耗有效地对频率在15GHz附近的电信号进行传送。

[0043] 图1所示的开环型电磁共振耦合器可传送的信号的频率(动作频率)正确地讲由 电磁共振耦合器的环形共振布线的电感与电容决定。但是,动作频率能够通过环形布线的 有效面积及形成环形布线的基板的介电常数近似地求出。

Figure CN103403957BD00071

[0046] (式1)中,c指光速,ε r指基板(电介质)的相对介电常数。另外,a是环形布 线的有效面积,是环的直径左右。

[0047] 例如,开环型电磁共振耦合器中,在传送15GHz附近的频率的情况下,环形布线 的直径为1mm左右的大小。另外,根据式(1),若使该开环型电磁共振耦合器的直径为2 倍,则动作频率成为1/2的7. 5GHz频带。

[0048] 即,开环型电磁共振耦合器的大小与半导体集成电路的晶体管等相比非常大。

[0049] 这里,在使用电磁共振耦合器作为背景技术中说明的逆变器系统等栅极驱动元 件的情况下,需要具备大量电磁共振耦合器的非接触传送装置,所以非接触传送装置的小 型化、高集成化成为课题。

[0050] 为了解决上述课题,本发明的一个形态的共振耦合器,在第一传送线路与第二传 送线路之间非接触传送高频信号,其特征在于,具备:所述第一传送线路,在第一平面上 具备第一共振布线和连接于所述第一共振布线的第一输入输出布线及第二输入输出布线, 所述第一共振布线是布线的一部分通过开放部而被开放的环绕形状的布线;以及所述第二 传送线路,在与所述第一平面对置的第二平面上具备第二共振布线和连接于所述第二共 振布线的第三输入输出布线及第四输入输出布线,所述第二共振布线是布线宽度及形状与 所述第一共振布线的布线宽度及形状相同的布线,所述第一共振布线上的、在连接所述第 一输入输出布线的连接部位与连接所述第二输入输出布线的连接部位之间设置的第一接 地部连接于第一地电位布线,该第一地电位布线表示所述第一传送线路内的所述高频信号 的基准电位,所述第二共振布线上的、在连接所述第三输入输出布线的连接部位与连接所 述第四输入输出布线的连接部位之间设置的第二接地部连接于第二地电位布线,该第二地 电位布线表示所述第二传送线路内的所述高频信号的基准电位,所述第一传送线路与所 述第二传送线路对置设置,使得在从垂直于所述第一平面的方向观察的情况下,所述第一 共振布线的轮廓与所述第二共振布线的轮廓一致,并且所述第一共振布线与所述第二共 振布线成点对称的关系。

[0051] 由此,能够由一个共振耦合器将两个高频信号分离并非接触传送。因此,在使用 多个共振耦合器的非接触传送装置中,共振耦合器的数量減半,实现装置的小型化、高集 成化。

[0052] 另外,在本发明的一个形态中,可以是,所述第一传送线路设置在第一基板的一 个面,所述第二传送线路设置在第二基板的一个面。

[0053] 另外,在本发明的一个形态中,可以是,所述第一地电位布线设置在所述第一基 板的另一面、或者对置于所述第一基板而设置的基板,所述第一接地部通过第一通孔而与 所述第一地电位布线连接,所述第二地电位布线设置在所述第二基板的另一面、或者对置 于所述第二基板而设置的基板,所述第二接地部通过第二通孔而与所述第二地电位布线 连接。

[0054] 另外,在本发明的一个形态中,可以是,所述第一接地部经布线而与所述第一通 孔连接,所述第二接地部经布线而与所述第二通孔连接。

[0055] 由此,能够抑制由共振耦合器传送的两个高频信号的干扰,确保隔离。

[0056] 另外,在本发明的一个形态中,可以是,所述第一通孔设置在所述第一共振布线 的所述环绕形状的内侧,所述第二通孔设置在所述第二共振布线的所述环绕形状的内侧。

[0057] 由此,由于通孔设置在环绕形状的共振布线的内侧,所以能减小基板内的通孔及 布线的面积。因此,共振耦合器能小型化。

[0058] 另外,在本发明的一个形态中,可以是,所述第一地电位布线设置在所述第一基 板的一个面的、所述第一共振布线、所述第一输入输出布线及所述第二输入输出布线的周 边,所述第二地电位布线设置在所述第二基板的一个面的、所述第二共振布线、所述第三 输入输出布线及所述第四输入输出布线的周边。

[0059] 由此,由于不需要通孔,所以实现共振耦合器的基板厚度方向的小型化。

[0060] 另外,由于共振耦合器的传送线路为共面布线结构,在共振耦合器的周边有地电 位,所以具有提高电磁共振耦合器的传送效率并抑制不必要的放射噪声的效果。

[0061] 另外,在本发明的一个形态中,可以是,所述第一输入输出布线连接于距所述第 一共振布线的一端的距离为相当于所述第一共振布线的布线长的8分之3长度的位置,所 述第二输入输出布线连接于距所述第一共振布线的一端的距离为相当于所述第一共振布 线的布线长的8分之5长度的位置,所述第三输入输出布线连接于距所述第二共振布线的 一端的距离为相当于所述第二共振布线的布线长的8分之3长度的位置,所述第四输入输 出布线连接于距所述第二共振布线的一端的距离为相当于所述第二共振布线的布线长的8 分之5长度的位置。在本发明的一个形态中,可以是,所述第一接地部设置在距所述第一 共振布线的一端的距离为相当于所述第一共振布线的布线长的2分之1长度的位置,所述 第二接地部设置在距所述第二共振布线的一端的距离为相当于所述第二共振布线的布线 长的2分之1长度的位置。在本发明的一个形态中,可以是,所述第一传送线路与所述第 二传送线路对置设置,使得所述第一共振布线与所述第二共振布线在垂直于所述第一平 面的方向上的距离在所述高频信号的波长的2分之1以下。

[0062] 由此,能降低电场辐射等损耗,以高的传送效率传送信号。

[0063]另外,在本发明的一个形态中,可以是,所述环绕形状的轮廓为圆形状。

[0064]另外,在本发明的一个形态中,可以是,所述环绕形状的轮廓为矩形。

[0065]另外,在本发明的一个形态中,可以是,所述环绕形状为具有至少5处以上弯曲 部的形状。

[0066] 这样,由于通过设置多个弯曲部分能减小共振耦合器中共振布线所占的面积,所 以能进一步小型化共振耦合器。因此,能实现非常小型的非接触传送装置。

[0067] 在本发明的一个形态中,可以是一种共振耦合器,在第一传送线路与第二传送线 路之间非接触传送高频信号,其特征在于,具备:所述第一传送线路,在第一平面上具备 第一共振布线和第一输入输出布线群,所述第一共振布线是布线的一部分通过开放部而被 开放的环绕形状的布线,所述第一输入输出布线群是连接于所述第一共振布线的η个布线 群,η是3以上的整数;以及所述第二传送线路,在与所述第一平面对置的第二平面上具备 第二共振布线和第二输入输出布线群,所述第二共振布线是布线宽度及形状与所述第一共 振布线的布线宽度及形状相同的布线,所述第二输入输出布线群是连接于所述第二共振 布线的η个布线群,所述第一共振布线上的、在连接所述第一输入输出布线群的连接部位 与同所述连接部位相邻的连接所述第一输入输出布线群的连接部位之间设置的η-1处接 地部连接于第一地电位布线,该第一地电位布线表示所述第一传送线路内的所述高频信号 的基准电位,所述第二共振布线上的、在连接所述第二输入输出布线群的连接部位与同所 述连接部位相邻的连接所述第二输入输出布线群的连接部位之间设置的η-1处接地部连 接于第二地电位布线,该第二地电位布线表示所述第二传送线路内的所述高频信号的基准 电位,所述第一传送线路与所述第二传送线路对置设置,使得在从垂直于所述第一平面的 方向观察的情况下,所述第一共振布线的轮廓与所述第二共振布线的轮廓一致,并且所述 第一共振布线与所述第二共振布线成点对称的关系。

[0068] 由此,能由一个共振耦合器将多个高频信号分离并非接触传送。因此,在使用多 个共振耦合器的非接触传送装置中,共振耦合器的数量锐减,能大幅使装置小型化、高集 成化。

[0069] 以下,使用附图来详细说明本发明的实施方式。另外,以下说明的实施方式均表 示概括的或具体的示例。以下实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置 位置及连接形态等是一例,并不意欲限定本发明。另外,以下实施方式中的构成要素中, 表示最上位概念的独立权利要求中未记载的构成要素作为任意构成要素来说明。

[0070] (实施方式1)

[0071] 以下,参照附图来说明本发明的实施方式1。

[0072] (结构)

[0073] 首先,说明本发明的实施方式1的共振耦合器的结构。

[0074] 图3是实施方式1的共振耦合器的立体图。

[0075] 图4是将图3的共振耦合器用通过基板对角线的平面(通过图中Χ-Χ'线并垂直 于基板的平面)切断的情况下的剖视图。

[0076] 本发明实施方式1的共振耦合器10是传送18GHz的交流信号的共振耦合器。另 外,共振耦合器10能以一组共振布线来传送两个信号。

[0077] 共振耦合器10由发送基板(第一基板)101、设置在发送基板101上部的接收基板 (第二基板)102、与设置在接收基板102上部的盖体基板103构成。发送基板101、接收基 板102及盖体基板103是电介质基板,例如是蓝宝石基板。另外,基板厚度全部为0.2mm。 另外,在各基板之间可以有空气等气体、液体、或其他电介质材料。

[0078] 在发送基板101的上表面(第一平面),形成作为金属布线的第一发送布线(第 一输入输出布线)111、第二发送布线(第二输入输出布线)112、以及通过发送侧缝隙115 而被开放的圆形(环绕形状)的发送侧共振布线(第一共振布线)113。另外,在第一发送 布线111、第二发送布线112及发送侧共振布线113的周围,形成作为金属导体的发送侧共 面地电位114。

[0079] 接收基板102以覆盖发送基板101的发送侧共振布线113的方式与发送基板101 重合。在接收基板102上表面(第二平面),形成作为金属布线的第一接收布线(第三输 入输出布线)121、第二接收布线(第四输入输出布线)122、以及通过接收侧缝隙125而被 开放的圆形(环绕形状)的接收侧共振布线(第二共振布线)123。另外,在第一接收布线 121、第二接收布线122及接收侧共振布线123的周围,形成作为金属导体的接收侧共面地 电位124。

[0080] 盖体基板103以覆盖接收基板102的接收侧共振布线123的方式与发送基板101 重合。另外,在盖体基板103的上表面,设置作为金属导体的盖体地电位105。

[0081] 上述金属布线及上述金属导体的材料例如是金,但也可以是其他金属材料。另 外,在发送基板101的背面,形成作为金属导体的背面地电位104。

[0082] 在发送基板101上表面形成的发送侧共振布线113上的、发送侧共振布线113及 第一发送布线111的连接部位与发送侧共振布线113及第二发送布线112的连接部位之 间,设置接地部(第一接地部)。接地部通过将发送基板101贯通的发送侧分离通孔116 而与背面地电位104连接。发送侧分离通孔116由金属导体形成,例如由金形成。

[0083] 同样,在接收基板102上表面形成的接收侧共振布线123上的、接收侧共振布线 123及第一接收布线121的连接部位与接收侧共振布线123及第二接收布线122的连接部 位之间,设置接地部(第二接地部)。接地部通过将盖体基板103贯通的接收侧分离通孔 126而与盖体地电位105连接。接收侧分离通孔126由金属导体形成,例如由金形成。

[0084] 另外,如图4所示,背面地电位104与发送侧共面地电位114通过将发送基板101 贯通的地电位通孔106连接。背面地电位104及发送侧共面地电位114是表示发送基板 101内的信号的基准电位的发送地电位(第一地电位布线)。地电位通孔106由金属导体 形成,例如由金形成。

[0085] 同样,如图4所示,盖体地电位105与接收侧共面地电位124通过将盖体基板 103贯通的地电位通孔107连接。盖体地电位105及接收侧共面地电位124是表示接收基 板102内的信号的基准电位的接收地电位(第二地电位布线)。地电位通孔107由金属导 体形成,例如由金形成。

[0086] 下面,进一步详细说明发送基板101及接收基板102。

[0087] 首先,说明发送基板101。

[0088] 图5是发送基板101的俯视图。

[0089] 发送侧共振布线113是直径Imm的圆形状,是闭曲线布线的一部分通过发送侧缝 隙115而被开放的环绕形状。发送侧共振布线113的布线宽度为0. 1mm。

[0090] 发送侧共振布线113与第一发送布线111及第二发送布线112物理连接及电连 接。具体地,第一发送布线111的一端连接于发送侧共振布线113的距发送侧缝隙115部 分的一端的距离为相当于发送侧共振布线113的布线长的8分之3长度的位置。另外,第 二发送布线112的一端连接于发送侧共振布线113的距发送侧缝隙115部分的上述一端的 距离为相当于发送侧共振布线113的布线长的8分之5长度的位置。

[0091] 第一发送布线111的未与发送侧共振布线113连接的另一端是输入端子A,第二 发送布线112的未与发送侧共振布线113连接的另一端是输入端子B。第一发送布线111 及第二发送布线112的布线宽度为0. 1mm。

[0092] 发送侧共振布线113通过发送侧分离通孔116而与背面地电位104连接。

[0093] 具体地,在距发送侧共振布线113的一端的距离为相当于发送侧共振布线113的 布线长的2分之1长度的位置(接地部),连接发送侧分离通孔116的一端。另外,发送 侧分离通孔116设置在环绕形状的发送侧共振布线113的内侧。

[0094] 即,发送侧分离通孔116连接于发送侧共振布线113上的、连接第一发送布线111 的连接部位与连接第二发送布线112的连接部位之间。

[0095] 另外,发送侧分离通孔116的另一端连接于背面地电位。发送侧分离通孔116的 直径为〇· 1謹。

[0096] 发送侧共面地电位114沿第一发送布线111、第二发送布线112及发送侧共振布线 113的周边形成。

[0097] 另外,如图中虚线所示,在发送基板101的上表面重合接收基板102。接收基板 102配置成不将输入端子A及B完全覆盖。

[0098] 下面,说明接收基板102。

[0099] 图6是接收基板102的俯视图。

[0100] 接收侧共振布线123是直径Imm的圆形状,是闭曲线布线的一部分通过接收侧缝 隙125而被开放的环绕形状。接收侧共振布线123的布线宽度为0. 1mm。

[0101] 接收侧共振布线123与第一接收布线121及第二接收布线122物理连接及电连 接。具体地,第一接收布线121连接于接收侧共振布线123的距接收侧缝隙125部分的一 端的距离为相当于接收侧共振布线123的布线长的8分之3长度的位置。另外,第二接收 布线122连接于接收侧共振布线123的距接收侧缝隙125部分的上述一端的距离为相当于 接收侧共振布线123的布线长的8分之5长度的位置。

[0102] 第一接收布线121的未与接收侧共振布线123连接的终端是输出端子C,第二接 收布线122的未与接收侧共振布线123连接的终端是输出端子D。第一接收布线121及第 二接收布线122的布线宽度为0· Imm0

[0103] 接收侧共振布线123通过接收侧分离通孔126而与盖体地电位105连接。

[0104] 具体地,在距接收侧共振布线123的一端的距离为相当于接收侧共振布线123的 布线长的2分之1长度的位置(接地部),连接接收侧分离通孔126的一端。另外,接收 侧分离通孔126设置在环绕形状的接收侧共振布线123的内侧。

[0105] 即,接收侧分离通孔126连接于接收侧共振布线123上的、连接第一接收布线121 的连接部位与连接第二接收布线122的连接部位之间。

[0106] 另外,接收侧分离通孔126的另一端与盖体地电位105连接。接收侧分离通孔 126的直径为0· 1謹。

[0107] 接收侧共面地电位124沿第一接收布线121、第二接收布线122及接收侧共振布线 123的周边形成。

[0108] 另外,如图中虚线所示,在接收基板102的上表面重合盖体基板103。盖体基板 103配置成不将输出端子C及D完全覆盖。

[0109] 如图5及图6所示,发送基板101与接收基板102重合(对置设置),使得在从 垂直于发送基板101主面的方向观察的情况下(以下也记载为俯视的情况下),发送侧共 振布线113的轮廓与接收侧共振布线123的轮廓一致。并且,发送基板101与接收基板 102重合,使得在俯视的情况下,发送侧共振布线113与接收侧共振布线123成点对称的 关系。

[0110] 这里,所谓发送侧共振布线113 (接收侧共振布线123)的轮廓,如下进行定义。在 假定发送侧共振布线113中未设置发送侧缝隙115、发送侧共振布线113为环绕形状的闭合 布线的情况下,该环绕形状的闭合布线具有内周侧(内侧)的轮廓和外周侧(外侧)的轮 廓,该内周侧(内侧)的轮廓规定由该环绕形状的闭合布线包围的区域,该外周侧(外侧) 的轮廓与上述内周侧的轮廓一起规定上述环绕形状的闭合布线的形状。所谓发送侧共振布 线113的轮廓意味着这两个轮廓中发送侧共振布线113的外周侧的轮廓。换言之,上述内 周侧的轮廓与上述外周侧的轮廓规定发送侧共振布线113,外周侧的轮廓规定发送侧共振 布线113的占有面积。

[0111] 另外,发送侧共振布线113与接收侧共振布线123在垂直于发送基板101主面的 方向上的距离为接收基板102的基板厚度,即0. 2mm。这在实施方式1中输入到共振耦合 器10中的18GHz交流信号的波长的2分之1以下。换言之,发送侧共振布线113与接收 侧共振布线123在邻域场区域共振耦合。此时,共振耦合器10作为电磁共振耦合器动作。

[0112] (动作)

[0113] 下面,说明本发明实施方式1的共振耦合器10的动作。

[0114] 如上所述,发送侧共振布线113与接收侧共振布线123电磁共振耦合,以18GHz 附近的频率共振。从而,若发送侧共振布线113中产生18GHz附近频率的交流电流,则由 于电磁共振耦合,接收侧共振布线123中也产生相同频率的交流电流。

[0115] 即,由于电磁共振耦合,18GHz附近频率的交流电流从发送侧共振布线113以非 接触的方式传送到接收侧共振布线123。在邻域场耦合的电磁共振耦合由于难以放射不必 要的电波,所以在这样的非接触传送中放射噪声非常小。

[0116] 并且,共振耦合器10具备两个输入端子(输入端子A及B)与两个输出端子(输 出端子C及D),能同时分离传送两个信号。具体地,通过利用发送侧分离通孔116及接收 侧分离通孔126将发送侧共振布线113及接收侧共振布线123各自的接地部连接于发送地 电位及接收地电位,能分离传送两个交流信号。

[0117] 以下,在由接地部将发送侧共振布线113分割成了两个区域的情况下,设发送侧 共振布线113中连接有第一发送布线111 (输入端子A)的区域为布线区域A、连接有第二发 送布线112 (输入端子B)的区域为布线区域B。

[0118] 同样地,在由接地部将接收侧共振布线123分割成了两个区域的情况下,设接收 侧共振布线123中连接有第一接收布线121 (输出端子C)的区域为布线区域C、连接有第二 接收布线122 (输出端子D)的区域为布线区域D。

[0119] 在图3所示的共振耦合器10中,在向发送基板101的输入端子A输入了 18GHz频 率的交流信号的情况下,输入的交流信号经第一发送布线111传送到发送侧共振布线113。 此时,发送侧共振布线113的接地部由于通过发送侧分离通孔116而连接到发送地电位, 所以输入的交流信号不输出到输入端子B。

[0120] 由于发送侧共振布线113与接收侧共振布线123设计成在18GHz附近共振,所 以传送到发送侧共振布线113的交流信号被传送到接收侧共振布线123。此时,发送侧共 振布线113中发生的交流信号经第一接收布线121输出到输出端子C。这是因为输出端子 C(第一接收布线121)连接于与发送侧共振布线113中的布线区域A的上表面重合的布线 区域C。另外,由于接收侧共振布线123的接地部通过接收侧分离通孔126而连接到发送地 电位,所以输入的交流信号不输出到输出端子D。

[0121] 另外,输入到发送基板101的输入端子B的18GHz的交流信号经第二发送布线 112传送到发送侧共振布线113。此时,由于接收侧共振布线123的接地部通过发送侧分 离通孔116而连接到接收地电位,所以输入的交流信号不输出到输入端子A。

[0122] 由于发送侧共振布线113与接收侧共振布线123设计成在18GHz附近共振,所以 传送到发送侧共振布线113的交流信号被传送到接收侧共振布线123。此时,接收侧共振 布线123中发生的交流信号经第二接收布线122输出到输出端子D。

[0123] 这是因为输出端子D (第二接收布线122)连接于与发送侧共振布线113中的布线 区域B的上表面重合的布线区域D。另外,由于接收侧共振布线123的接地部通过接收侧 分离通孔126而连接到发送地电位,所以输入的交流信号不输出到输出端子C。

[0124] 以下,利用作为实际测定数据的图7及图8来说明上述那样的传送特性。

[0125] 图7是表示共振耦合器10的输入信号的反射量与输入输出间的插入损耗的图。

[0126] 首先,说明反射量。

[0127] 图7的"A"表示的曲线(以下记述为曲线A)表示反射量。在该情况下反射量用 分贝(dB)表不向输入端子A输入了输入信号(交流信号)情况下的、输入信号的功率与反 射到输入端子A的信号(反射信号)的功率之比。图7的左边的纵轴表示反射量,数值越 大意味着反射越大。横轴表示输入信号的频率。

[0128] 如图7所示,在输入信号的频率为18GHz附近的情况下,曲线A的反射量在-25dB 以下,输入信号的反射非常小。

[0129] 同样地,图7的"B"表示的曲线(以下记述为曲线B)是表示向输入端子B输入 了输入信号(交流信号)情况下的、输入信号的功率与反射到输入端子B的信号(反射信 号)的功率之比的反射量。曲线B也与曲线A同样地,在输入信号的频率为18GHz附近的 情况下,输入信号的反射非常小。

[0130] 下面,说明插入损耗。

[0131] 图7的"A-C间"表示的曲线(以下记述为曲线A-C)表示输入端子A-输出端子C 间的插入损耗。该情况下插入损耗用分贝(dB)表示向输入端子A输入了输入信号时的、从 输入端子A传送到输出端子C的信号的功率损耗。图7的右边的纵轴表示插入损耗,数值 越大意味着输入信号的损耗越大。横轴表示输入信号的频率。

[0132] 根据图7的曲线A-C,在从15GHz至20GHz的频带下插入损耗为2dB左右,损耗 小。即,从15GHz至20GHz的频率的信号从输入端子A高效传送到输出端子C。

[0133] 同样地,"B-D间"表示的曲线(以下记述为曲线B-D)表示输入端子B-输出端子 D间的插入损耗。该情况下,插入损耗表不向输入端子B输入了输入信号时的、从输入端子 B传送到输出端子D的信号的功率损耗。

[0134] 根据图7的曲线B-D,在从15GHz至20GHz的频带下插入损耗为2dB左右,损耗 小。即,从15GHz至20GHz的频率的信号从输入端子B高效传送到输出端子D。

[0135] 接着,说明信号的分离量。

[0136] 图8是表示共振耦合器10的信号的分离量的图。

[0137] 图8的"A-B间"表示的曲线(以下记述为曲线A-B)表示输入端子A-输入端子B 间的分离量。该情况下,分离量用分贝(dB)表不向输入端子A输入了输入信号时的、输入 信号的功率与在输入端子B所呈现的信号的功率之比。

[0138] 图8的纵轴表不分离量,数值越大意味着信号越被分离。横轴表不输入信号的频 率。

[0139] 根据图8的曲线A-B,在18GHz附近的频带下分离量在IOdB以上。SP,在18GHz 附近的频率的输入信号被输入到输入端子A的情况下,输入到输入端子A的输入信号对输 入端子B的影响小。

[0140] 同样地,图8的"A-D间"表示的曲线(以下记述为曲线A-D)表示输入端子A-输 出端子D间的分离量。该情况下,分离量表不向输入端子A输入了输入信号时的、输入信 号的功率与在输出端子D所呈现的信号的功率之比。

[0141] 根据图8的曲线A-D,在18GHz附近的频带下分离量在IOdB以上。SP,在18GHz 附近的频率的输入信号被输入到输入端子A的情况下,输入到输入端子A的输入信号对输 出端子D的影响小。

[0142] 同样地,图8的"B-C间"表示的输入端子B-输出端子C间的分离量、以及"C-D 间"表示的输出端子C-输出端子D间的分离量在18GHz附近的频带下在IOdB以上。即, 在18GHz附近的频率的输入信号被输入到输入端子A的情况下,输入到输入端子A的输入 信号对输出端子D的影响小。

[0143] 如上所述,在实施方式1的共振耦合器10中,在信号传送中使用的频带下,对应 的输入输出端子间的插入损耗(输入端子A-输出端子C间及输入端子B-输出端子D间) 小。

[0144] 另外,在上述频带下,在输入端子间(输入端子A-输入端子B间)、输出端子间 (输出端子C-输出端子D间)以及不对应的输入输出端子间(输入端子A-输出端子D间 以及输入端子B-输出端子C间)传送的信号给不对应的其他端子造成的影响小。即,输 入端子A-输出端子C间传送的信号与输入端子B-输出端子D间传送的信号分别被分离传 送。

[0145] 这样,若使用实施方式1的共振耦合器10,则由于信号间的隔离高,所以由1个 共振耦合器实现2路径的非接触传送。因此,通过使用共振耦合器10,能实现非接触传送 装置的小型化及高集成化。另外,对于半导体基板而言,由于成本因基板的面积而变动, 所以小型化带来的成本削减效果高。

[0146] 另外,实施方式1中,发送侧分离通孔116连接于距发送侧共振布线113的上述 一端的距离为相当于发送侧共振布线113的布线长的2分之1长度的位置(接地部),但 发送侧分离通孔116的连接位置不限于此。只要发送侧分离通孔116连接于发送侧共振布 线113上的、连接第一发送布线111的连接部位与连接第二发送布线112的连接部位之间 的区域即可。

[0147] 同样地,只要接收侧分离通孔126连接于接收侧共振布线123上的、连接第一接 收布线121的连接部位与连接第二接收布线122的连接部位之间的区域即可。

[0148] 另外,第一发送布线111连接于发送侧共振布线113的距发送侧缝隙115部分的 一端的距离为相当于发送侧共振布线113的布线长的8分之3长度的位置,但第一发送布 线111的连接部位不限于此。第二发送布线112、第一接收布线121及第二接收布线122也 同样。

[0149] 另外,第一发送布线111与第二接收布线122也可以不配置在一直线上。同样 地,第二发送布线112及第一接收布线121也可以不配置在一直线上。

[0150] 另外,发送侧共振布线113与第一发送布线111及第二发送布线112直接连接, 发送侧共振布线113与发送侧分离通孔116直接连接,但它们在所传送的信号的频带下电 连接即可。即,也可以经电容元件等连接。同样,接收侧共振布线123与第一接收布线 121、第二接收布线122及接收侧分离通孔126在所传送的信号的频带下电连接即可。

[0151] 另外,发送基板101与接收基板102重合,使得在俯视的情况下,发送侧共振布 线113的轮廓与接收侧共振布线123的轮廓一致,但轮廓彼此也可以不完全一致。只要是 在制造上的共振布线的个体差或制造上的基板的配置错位等的范围内,则共振耦合器10 能充分动作。

[0152] 另外,发送基板101、接收基板102及盖体基板103是蓝宝石基板,但也可以是由 硅、半导体及其他电介质材料形成的基板。

[0153] 另外,发送侧共面地电位114也可以仅沿第一发送布线111及第二发送布线112 形成。也可以不形成发送侧共面地电位114。同样,接收侧共面地电位124也可以仅沿第 一接收布线121及第二接收布线122形成。另外,也可以不形成接收侧共面地电位124。

[0154] 另外,在实施方式1中,说明了使发送基板101与接收基板102重合的结构,但 也可以在1个基板的上表面与下表面分别形成发送侧的布线与接收侧的布线。

[0155] 另外,在实施方式1中,区别说明了输入端子与输出端子,但输入端子与输出端 子可交换。即,例如也可以将输入到输出端子C的信号从输入端子A输出。

[0156] 另外,在实施方式1中,在发送侧共振布线113及接收侧共振布线123分别各连 接两个输入输出布线,但也可以在发送侧共振布线113及接收侧共振布线123分别连接三 个以上输入输出布线(输入输出布线群)。该情况下,在发送侧共振布线113及接收侧共 振布线123中连接输入输出布线群的连接部位彼此之间设置接地部,将全部接地部连接于 地电位布线。

[0157] 另外。在实施方式1中表不向输入端子A及B输入的信号的基准电位的均为发送 地电位,但也可以构成为将发送地电位按每个输入端子分离。

[0158] 图9是这样的情况下的发送基板701的俯视图。

[0159] 图9中,在发送侧共振布线713、第一发送布线711及第二发送布线712的周边形 成有作为发送地电位的发送侧共面地电位。由于分离区域717中未设置金属导体,所以发 送侧共面地电位被分离成两个。即,使发送地电位分离成对应于输入端子A的发送侧共面 地电位714A和对应于输入端子B的发送侧共面地电位714B这两个。

[0160] 另外,分离成两个的发送侧共面地电位714A及714B未连接于在发送基板701的 背面设置的背面地电位。另外,发送基板701的分离区域717以外的结构(发送侧缝隙 715、发送侧分离通孔716等)与图5所示的发送基板101同样。

[0161] 另外,虽未图示,但也可以构成为通过对接收基板702的接收侧共面地电位也设 置地电位分离区域来分离接收地电位。

[0162] (实施方式2)

[0163] 实施方式1中,使用发送侧分离通孔116与接收侧分离通孔126,由一个共振耦 合器实现2路径的非接触信号传送,但共振耦合器10也可以不使用通孔。例如,也可以 利用布线将发送侧及接收侧共振布线连接到共面地电位。

[0164] 图10是利用布线将共振布线连接于共面地电位的共振耦合器20的立体图。另 外,图11是这样的共振耦合器20的发送基板801的俯视图。

[0165] 另外,接收基板802的结构与发送基板801的结构同样,所以省略接收基板802 的附图。另外,在以下的实施方式2的说明中,未特别说明的构成要素、构成、动作等的详 细内容与实施方式1同样。

[0166] 实施方式2的共振耦合器20由发送基板801、在发送基板801的上部设置的接收 基板802、在接收基板802的上部设置的盖体基板803构成。

[0167] 在发送基板801的上表面,形成作为金属布线的第一发送布线811、第二发送布线 812、通过发送侧缝隙815而被开放的圆形的发送侧共振布线813。另外,在第一发送布线 811、第二发送布线812及发送侧共振布线813的周围,形成作为金属导体的发送侧共面地 电位814。在发送基板801的下表面形成背面地电位804。

[0168] 接收基板802与发送基板801重合。在接收基板802上表面形成作为金属布线的 第一接收布线821、第二接收布线822、通过接收侧缝隙825而被开放的圆形的接收侧共振 布线823。另外,在第一接收布线821、第二接收布线822及接收侧共振布线823的周围, 形成作为金属导体的接收侧共面地电位824。

[0169] 盖体基板803与接收基板802重合。另外,在盖体基板803的上表面,设置作为 金属导体的盖体地电位805。

[0170] 发送侧分离布线818的一端连接于距发送侧共振布线813的一端的距离为相当于 发送侧共振布线813的布线长的2分之1长度的位置。发送侧分离布线818的另一端连接 于发送侧共面地电位814。发送侧共面地电位814是表示向发送基板801输入的信号的基 准电位的发送地电位。

[0171] 接收侧分离布线819的一端连接于距接收侧共振布线823的一端的距离为相当于 接收侧共振布线823的布线长的2分之1长度的位置。接收侧分离布线819的另一端连接 于接收侧共面地电位824。接收侧共面地电位824是表示向接收基板802输入的信号的基 准电位的接收地电位。

[0172] 发送侧分离布线818及接收侧分离布线819的材料例如是金,但也可以是其他金 属材料。发送侧分离布线818及接收侧分离布线819的布线宽度例如是0. 1mm。

[0173] 由此,可得到实施方式1的如图7及图8所示那样的传送特性,所以能够由一个 共振耦合器实现2路径的非接触信号传送。即,能够使用共振耦合器10实现非接触信号 传送装置的小型化、高集成化。

[0174] 另外,实施方式2中,也可以不形成盖体地电位805及背面地电位804。如上所 述,这是因为发送侧共面地电位814成为表示向发送基板801输入的信号的基准电位的发 送地电位,接收侧共面地电位成为接收地电位。因此,该情况下,也可以采用不使用盖体 基板803的结构。

[0175] 另外,在如上所述那样不形成盖体地电位805及背面地电位804的情况下,第一 发送布线811、第二发送布线812、第一接收布线821及第二接收布线822成为共面布线结 构。

[0176] 如上所述,通过在同一平面中利用布线将共振布线接地,不需要形成通孔,所以 能够简化共振耦合器10的制造工艺。另外,也可以采用不使用盖体基板的结构,所以能 够实现共振耦合器20的基板的厚度方向的小型化。

[0177] (实施方式3)

[0178] 实施方式1中,发送侧分离通孔116与发送侧共振布线113直接连接,接收侧分 离通孔126与接收侧共振布线123直接连接,但接收侧及发送侧共振布线也可以经布线而 与分离通孔连接。

[0179] 图12是表示这样的情况下的发送基板1001的俯视图。另外,在以下的实施方式 3的说明中,未特别说明的构成要素、构成、动作等的详细内容与实施方式1同样。

[0180] 在发送基板1001的上表面,形成发送侧共振布线1013与第一发送布线1011及 第二发送布线1012。发送侧共振布线1013与第一发送布线1011及第二发送布线1012分 别连接,沿第一发送布线1011、第二发送布线1012及发送侧共振布线1013的周边,形成 发送侧共面地电位1014。

[0181] 发送侧共振布线1013是通过发送侧缝隙1015而被开放的圆形布线,经连接布线 1018连接于发送侧分离通孔1016。

[0182] 发送侧分离通孔1016与在发送基板1001的背面形成的背面地电位连接。背面地 电位是表示向发送基板1001输入的信号的基准电位的发送地电位。因此,由将连接布线 1018连接的连接部位(接地部)将发送侧共振布线1013连接于发送地电位。

[0183] 另外,如图中虚线所示,在发送基板1001的上表面重合接收基板1002。另外,由 于接收基板1002的结构与发送基板1001的结构同样,所以省略接收基板1002的附图。

[0184] 如上所述,实施方式3的结构也可以得到实施方式1的图7及图8所示的传送特 性,能够由一个共振耦合器实现2路径的非接触信号传送。即,使用共振耦合器10能够 实现非接触信号传送装置的小型化、高集成化。

[0185] 另外,通过变更连接布线1018的布线长,还能够微调共振耦合器的传送特性。

[0186] (实施方式4)

[0187] 在实施方式1~3中,发送侧共振布线113及接收侧共振布线123的形状是直径 Imm的圆形状,但共振布线的形状也可以是矩形或其他形状。

[0188] 图13是使用实施方式4的共振布线的共振耦合器40的示意图。图13所示的具 有5处以上的弯曲部的形状的共振布线,通过使发送基板1101与接收基板1102如图3那 样重合,共振耦合器10也能够与实施方式1同样地动作。

[0189] 图14是实施方式4的发送基板1101的俯视图。

[0190] 发送侧共振布线1113是具有共计12处弯曲部的环绕形状。发送侧共振布线1113 的一部分通过发送侧缝隙1115而被开放。发送侧共振布线1113的布线宽度例如为0. 1_。

[0191] 第一发送布线1111的一端连接于发送侧共振布线1113的距发送侧缝隙1115部 分的一端的距离为相当于发送侧共振布线1113的布线长的8分之3长度的位置。另外, 第二发送布线1112的一端连接于发送侧共振布线1113的距发送侧缝隙1115部分的上述 一端的距离为相当于发送侧共振布线1113的布线长的8分之5长度的位置。

[0192] 第一发送布线1111的未与发送侧共振布线1113连接的另一端是输入端子^, 第二发送布线1112的未与发送侧共振布线1113连接的另一端是输入端子B'。第一发送 布线1111及第二发送布线1112的布线宽度例如是0. 1mm。

[0193] 发送侧共面地电位1114沿第一发送布线1111、第二发送布线1112及发送侧共振 布线1113的周边形成。

[0194] 发送侧分离布线1118的一端连接于距发送侧共振布线1113的一端的距离为相当 于发送侧共振布线1113的布线长的2分之1长度的位置。发送侧分离布线1118的另一端 连接于发送侧共面地电位1114。发送侧共面地电位1114是表示向发送基板1101输入的信 号的基准电位的发送地电位。

[0195] 另外,如图中虚线所示,在发送基板1101的上表面重合接收基板1102。另外,虽 未图示,但在发送基板1101的下表面形成背面地电位。

[0196] 图15是实施方式4的接收基板1102的俯视图。

[0197] 接收侧共振布线1123是与发送侧共振布线1113相同的形状。

[0198] 第一接收布线1121的一端连接于接收侧共振布线1123的距接收侧缝隙1125部 分的一端的距离为相当于接收侧共振布线1123的布线长的8分之3长度的位置。另外, 第二接收布线1122的一端连接于接收侧共振布线1123的距接收侧缝隙1125部分的上述 一端的距离为相当于接收侧共振布线1123的布线长的8分之5长度的位置。

[0199] 第一接收布线1121的未与接收侧共振布线1123连接的另一端是输出端子C, 第二接收布线1122的未与接收侧共振布线1123连接的另一端是输出端子D'。第一接收 布线1121及第二接收布线1122的布线宽度例如是0. 1mm。

[0200] 接收侧共面地电位1124沿第一接收布线1121、第二接收布线1122及接收侧共振 布线1123的周边形成。

[0201] 接收侧分离布线1128的一端连接于距接收侧共振布线1123的一端的距离为相当 于接收侧共振布线1123的布线长的2分之1长度的位置。接收侧分离布线1128的另一端 连接于接收侧共面地电位1124。接收侧共面地电位1124是表示向接收基板1102输入的信 号的基准电位的发送地电位。

[0202] 另外,如图中虚线所示,在接收基板1102的上表面重合盖体基板1103。另外,虽 未图示,但在盖体基板1103的上表面形成盖体地电位。

[0203] 如图13所示,发送基板1101与接收基板1102重合,使得在俯视的情况下,发送 侧共振布线1113的轮廓与接收侧共振布线1123的轮廓一致。此时,发送侧共振布线1113 与接收侧共振布线1123重合而成为点对称的关系。

[0204] 实施方式4的共振耦合器40具有与实施方式1的共振耦合器10同等的传送特性。 即,实施方式4的共振耦合器10的传送特性是在图7及图8中将输入端子A及B置换为 输入端子A'及B'、将输出端子C及D置换为输出端子C'及D'而得到的传送特性。

[0205] 若共振耦合器10的共振布线与共振耦合器40的共振布线的布线长相同,则共振 耦合器40更能减小基板内共振布线所占的面积。这是因为共振耦合器40的共振布线具有 多个弯曲部。因此,共振耦合器40相比共振耦合器10能进一步小型化。

[0206] 另外,发送基板1101中,发送侧共振布线1113通过发送侧分离布线1118连接于 发送侧共面地电位1114,但发送侧共振布线1113也可以通过通孔而与背面地电位连接。

[0207] 图16是表示使用通孔将实施方式4的发送侧共振布线连接于地电位的发送基板 的变形例的图。

[0208] 发送侧共振布线1113连接于距发送侧共振布线1113的一端的距离为相当于发送 侧共振布线1113的布线长的2分之1长度的位置(接地部)。发送侧分离通孔1116设置 在环绕形状的发送侧共振布线1113的外侧。

[0209] 另外,虽未图示,但接收基板1102也能与发送基板1101同样构成。即,接收基 板1102的接收侧共振布线1123也可以通过通孔而与盖体地电位连接。

[0210] 另外,虽未图示,但也可以如实施方式3所示那样构成为使共振布线经布线而与 通孔连接。

[0211] 另外,在以上实施方式4中,说明了在发送基板1101的上表面重合的接收基板 1102的接收侧共振布线1123的形状与发送侧共振布线1113的形状相同的情况,但也可以 不完全相同。

[0212] 例如,通过对同一发送基板1101将所重合的接收基板1102的接收侧共振布线 1123的形状(规格)少量变更,能够调整所传送的信号的频带(变更图7及图8所示的传 送特性)。

[0213] 具体地,将图15所示的接收侧共振布线1123的接地部与接收侧缝隙之间的间隔 即长度LU和图中所示的长度L2设置为与发送侧共振布线1113的对应的各个长度不同的 长度。由此,能够调整所传送的信号的频帯。该情况下,发送侧共振布线1113的形状与 接收侧共振布线1123的形状多少不同,但已确认到作为共振耦合器的动作完全没问题。

[0214] 以上,如实施方式4那样,通过使用具备多个弯曲部的矩形环绕形状的共振布线, 能够减小基板内共振布线所占的面积。即,通过使用实施方式4的共振耦合器40,能够进 一步实现非接触传送装置的小型化、高集成化。

[0215] 以上,根据实施方式1~4说明了本发明的一个形态的共振耦合器。根据本发明 的一个形态的共振耦合器,能够由一个共振耦合器分离并非接触传送两个高频信号。因 此,在使用多个共振耦合器的非接触传送装置中,通过减少共振耦合器的数量,能实现装 置的小型化、高集成化。

[0216] 本发明不限于这些实施方式或其变形例。只要不脱离本发明的精神,对本实施方 式或其变形例实施本领域技术人员想到的各种变形、或组合不同实施方式或其变形例的构 成要素而构筑的方式也包含在本发明的范围内。

[0217] 工业使用性

[0218] 本发明的共振耦合器能够由一个共振耦合器分离传送两个信号,适用于在逆变 器系统或矩阵变换器系统等的栅极驱动中使用的非接触传送装置等。

[0219] 符号说明

[0220] 10、20、40共振耦合器

[0221] 101、701、801、1001、1101 发送基板

[0222] 102、702、802、1002、1102 接收基板

[0223] 103、803、1103 盖体基板

[0224] 104、804背面地电位

[0225] 105、805盖体地电位

[0226] 106、107地电位通孔

[0227] 111、711、811、1011、1111 第一发送布线

[0228] 112、712、812、1012、1112 第二发送布线

[0229] 113、713、813、1013、1113 发送侧共振布线

[0230] 114、714A、714B、814、1014、1114 发送侧共面地电位

[0231] 115、715、815、1015、1115 发送侧缝隙

[0232] 116、716、1016、1116 发送侧分离通孔

[0233] 121、821、1121 第一接收布线

[0234] 122、822、1122 第二接收布线

[0235] 123、823、1123接收侧共振布线

[0236] 124、824、1124接收侧共面地电位

[0237] 125、825、1125 接收侧缝隙

[0238] 126接收侧分离通孔

[0239] 717分离区域

[0240] 818、1118发送侧分离布线

[0241] 819、1128接收侧分离布线

[0242] 1018连接布线

Claims (13)

1. 一种共振耦合器,在第一传送线路与第二传送线路之间以非接触方式传送高频信 号,其特征在于, 具备: 所述第一传送线路,在第一平面上具备第一共振布线和连接于所述第一共振布线的 第一输入输出布线及第二输入输出布线,所述第一共振布线是布线的一部分通过开放部而 被开放的环绕形状的布线;以及 所述第二传送线路,在与所述第一平面对置的第二平面上具备第二共振布线和连接 于所述第二共振布线的第三输入输出布线及第四输入输出布线,所述第二共振布线是布线 宽度及形状与所述第一共振布线的布线宽度及形状相同的布线, 所述第一共振布线上的、在连接所述第一输入输出布线的连接部位与连接所述第二输 入输出布线的连接部位之间设置的第一接地部连接于第一地电位布线,该第一地电位布线 表示所述第一传送线路内的所述高频信号的基准电位, 所述第二共振布线上的、在连接所述第三输入输出布线的连接部位与连接所述第四输 入输出布线的连接部位之间设置的第二接地部连接于第二地电位布线,该第二地电位布线 表示所述第二传送线路内的所述高频信号的基准电位, 所述第一传送线路与所述第二传送线路对置设置,使得在从垂直于所述第一平面的 方向观察的情况下,所述第一共振布线的轮廓与所述第二共振布线的轮廓一致,并且所述 第一共振布线与所述第二共振布线成点对称的关系。
2. 根据权利要求1所述的共振耦合器,其特征在于, 所述第一传送线路设置在第一基板的一个面, 所述第二传送线路设置在第二基板的一个面。
3. 根据权利要求2所述的共振耦合器,其特征在于, 所述第一地电位布线设置在所述第一基板的另一面、或者对置于所述第一基板而设置 的基板, 所述第一接地部通过第一通孔而与所述第一地电位布线连接, 所述第二地电位布线设置在所述第二基板的另一面、或者对置于所述第二基板而设置 的基板, 所述第二接地部通过第二通孔而与所述第二地电位布线连接。
4. 根据权利要求3所述的共振耦合器,其特征在于, 所述第一接地部经布线而与所述第一通孔连接, 所述第二接地部经布线而与所述第二通孔连接。
5. 根据权利要求3所述的共振耦合器,其特征在于, 所述第一通孔设置在所述第一共振布线的所述环绕形状的内侧, 所述第二通孔设置在所述第二共振布线的所述环绕形状的内侧。
6. 根据权利要求2所述的共振耦合器,其特征在于, 所述第一地电位布线设置在所述第一基板的所述一个面的、所述第一共振布线、所述 第一输入输出布线及所述第二输入输出布线的周边, 所述第二地电位布线设置在所述第二基板的所述一个面的、所述第二共振布线、所述 第三输入输出布线及所述第四输入输出布线的周边。
7. 根据权利要求1所述的共振耦合器,其特征在于, 所述第一输入输出布线连接于距所述第一共振布线的一端的距离为相当于所述第一 共振布线的布线长的8分之3长度的位置, 所述第二输入输出布线连接于距所述第一共振布线的所述一端的距离为相当于所述 第一共振布线的布线长的8分之5长度的位置, 所述第三输入输出布线连接于距所述第二共振布线的一端的距离为相当于所述第二 共振布线的布线长的8分之3长度的位置, 所述第四输入输出布线连接于距所述第二共振布线的所述一端的距离为相当于所述 第二共振布线的布线长的8分之5长度的位置。
8. 根据权利要求1所述的共振耦合器,其特征在于, 所述第一接地部设置在距所述第一共振布线的一端的距离为相当于所述第一共振布 线的布线长的2分之1长度的位置, 所述第二接地部设置在距所述第二共振布线的一端的距离为相当于所述第二共振布 线的布线长的2分之1长度的位置。
9. 根据权利要求1所述的共振耦合器,其特征在于, 所述第一传送线路与所述第二传送线路对置设置,使得所述第一共振布线与所述第 二共振布线在垂直于所述第一平面的方向上的距离在所述高频信号的波长的2分之1以 下。
10. 根据权利要求1所述的共振耦合器,其特征在于, 所述环绕形状的轮廓为圆形状。
11. 根据权利要求1所述的共振耦合器,其特征在于, 所述环绕形状的轮廓为矩形。
12. 根据权利要求1所述的共振耦合器,其特征在于, 所述环绕形状为具有至少5处以上的弯曲部的形状。
13. -种共振耦合器,在第一传送线路与第二传送线路之间以非接触方式传送高频信 号,其特征在于, 具备: 所述第一传送线路,在第一平面上具备第一共振布线和第一输入输出布线群,所述第 一共振布线是布线的一部分通过开放部而被开放的环绕形状的布线,所述第一输入输出布 线群是连接于所述第一共振布线的η个布线群,η是3以上的整数;以及 所述第二传送线路,在与所述第一平面对置的第二平面上具备第二共振布线和第二 输入输出布线群,所述第二共振布线是布线宽度及形状与所述第一共振布线的布线宽度及 形状相同的布线,所述第二输入输出布线群是连接于所述第二共振布线的η个布线群, 所述第一共振布线上的、在连接所述第一输入输出布线群的连接部位与和所述连接部 位相邻的连接所述第一输入输出布线群的连接部位之间设置的η-1处接地部连接于第一 地电位布线,该第一地电位布线表示所述第一传送线路内的所述高频信号的基准电位, 所述第二共振布线上的、在连接所述第二输入输出布线群的连接部位与和所述连接部 位相邻的连接所述第二输入输出布线群的连接部位之间设置的η-1处接地部连接于第二 地电位布线,该第二地电位布线表示所述第二传送线路内的所述高频信号的基准电位, 所述第一传送线路与所述第二传送线路对置设置,使得在从垂直于所述第一平面的 方向观察的情况下,所述第一共振布线的轮廓与所述第二共振布线的轮廓一致,并且所述 第一共振布线与所述第二共振布线成点对称的关系。
CN201280010610.9A 2011-11-01 2012-10-10 共振耦合器 CN103403957B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011240665 2011-11-01
JP2011-240665 2011-11-01
PCT/JP2012/006493 WO2013065238A1 (ja) 2011-11-01 2012-10-10 共鳴結合器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103403957A CN103403957A (zh) 2013-11-20
CN103403957B true CN103403957B (zh) 2016-03-02

Family

ID=48191620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280010610.9A CN103403957B (zh) 2011-11-01 2012-10-10 共振耦合器

Country Status (4)

Country Link
US (2) US8729983B2 (zh)
JP (1) JP6074747B2 (zh)
CN (1) CN103403957B (zh)
WO (1) WO2013065238A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103339825B (zh) * 2011-05-11 2015-12-23 松下电器产业株式会社 电磁共振耦合器
CN103403957B (zh) * 2011-11-01 2016-03-02 松下电器产业株式会社 共振耦合器
JP5942230B2 (ja) * 2012-02-29 2016-06-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 電磁共鳴結合器
JP6238175B2 (ja) 2013-04-15 2017-11-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 電磁共鳴結合器及び高周波伝送装置
JP6312033B2 (ja) 2013-04-18 2018-04-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 共鳴結合器
US9287910B2 (en) 2014-04-15 2016-03-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electromagnetic resonance coupler and transmission apparatus
JP6528241B2 (ja) * 2014-08-28 2019-06-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 共鳴結合器、及び、伝送装置
KR101741776B1 (ko) 2015-10-26 2017-05-31 한국과학기술원 세그멘테이션 구조 기반의 자기공명 무선전력 전송장치
US20190115789A1 (en) * 2016-04-06 2019-04-18 Hitachi, Ltd. Wireless power transmission/reception system, power conversion device including the same, and power conversion method
JP2018170610A (ja) 2017-03-29 2018-11-01 パナソニック株式会社 電磁共鳴結合器及びこれを用いたゲート駆動回路、信号伝送装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101325427A (zh) * 2007-06-14 2008-12-17 索尼株式会社 通信系统和通信方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4469976A (en) * 1982-07-06 1984-09-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Single-side connected transducer
JP2790180B2 (ja) * 1987-12-29 1998-08-27 株式会社村田製作所 電歪共振装置
US5045744A (en) * 1988-12-23 1991-09-03 Murata Mfg. Co. Energy-trapping-by-frequency-lowering-type piezoelectric-resonance device
JPH06204719A (ja) * 1993-01-06 1994-07-22 Mitsubishi Electric Corp マイクロ波回路
JP3201696B2 (ja) * 1994-04-15 2001-08-27 トヨタ自動車株式会社 非接触ロータリージョイント
US5629266A (en) * 1994-12-02 1997-05-13 Lucent Technologies Inc. Electromagnetic resonator comprised of annular resonant bodies disposed between confinement plates
JPH0955608A (ja) * 1995-08-11 1997-02-25 Fujitsu Ltd 方向性結合器
US5917386A (en) * 1997-03-12 1999-06-29 Zenith Electronics Corporation Printed circuit transformer hybrids for RF mixers
US6686812B2 (en) 2002-05-22 2004-02-03 Honeywell International Inc. Miniature directional coupler
EP2302850A1 (en) 2003-04-30 2011-03-30 Analog Devices, Inc. Signal isolators using micro-transformers
GB2413710B (en) * 2004-04-26 2007-03-21 Transense Technologies Plc Split-ring coupler incorporating dual resonant sensors
JP4835334B2 (ja) 2006-09-06 2011-12-14 国立大学法人徳島大学 高周波信号伝送装置
JP4645976B2 (ja) * 2007-02-28 2011-03-09 三菱電機株式会社 バラン
JP2011045008A (ja) 2009-08-24 2011-03-03 Sony Corp 結合器及び通信システム
JP2012253398A (ja) * 2009-09-29 2012-12-20 Univ Of Electro-Communications 電力及び情報の伝送装置、システム、及び方法
CN103339825B (zh) * 2011-05-11 2015-12-23 松下电器产业株式会社 电磁共振耦合器
CN103403957B (zh) * 2011-11-01 2016-03-02 松下电器产业株式会社 共振耦合器
JP5942230B2 (ja) * 2012-02-29 2016-06-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 電磁共鳴結合器
JP6238175B2 (ja) * 2013-04-15 2017-11-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 電磁共鳴結合器及び高周波伝送装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101325427A (zh) * 2007-06-14 2008-12-17 索尼株式会社 通信系统和通信方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9391353B2 (en) 2016-07-12
JP6074747B2 (ja) 2017-02-08
CN103403957A (zh) 2013-11-20
US8729983B2 (en) 2014-05-20
US20140218136A1 (en) 2014-08-07
JPWO2013065238A1 (ja) 2015-04-02
US20140049345A1 (en) 2014-02-20
WO2013065238A1 (ja) 2013-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0110997B1 (en) Semiconductor device package
US7764235B2 (en) Semiconductor device
US7199680B2 (en) RF module using mode converting structure having short-circuiting waveguides and connecting windows
EP2333828A1 (en) High-frequency circuit package, and sensor module
US20110248891A1 (en) Dielectric resonant antenna using a matching substrate
US7227428B2 (en) RF module and mode converting structure having magnetic field matching and penetrating conductor patterns
JP3642276B2 (ja) アンテナ装置および通信機
US7336239B2 (en) Small multi-mode antenna and RF module using the same
US9514879B2 (en) Signal transmission through LC resonant circuits
EP1990914A2 (en) Integrated galvanic isolator using wireless transmission
US7561012B2 (en) Electronic device and filter
EP1160917A1 (en) Antenna structure for electromagnetic structures
US20110267194A1 (en) Compact directional coupler using semiconductor process and mobile rfid reader transceiver system using the same
US6323740B1 (en) High-frequency circuit device and communication apparatus
JP2004320561A (ja) 受動部品
JP2006311041A (ja) アンテナ共用器
US20080258838A1 (en) Multilayer balun, hybrid integrated circuit module, and multilayer substrate
US9947462B2 (en) Wireless power transmission system, power transmitting device, and power receiving device
JP2003101301A (ja) 高周波モジュール、通信装置およびレーダ装置
CN102918712B (zh) 天线装置
US7566952B2 (en) On-chip circuit pad structure
US20050200424A1 (en) Microstripline waveguide converter
KR100586502B1 (ko) 금속 가이드 캔이 연결된 유전체 세라믹 필터
US6876276B2 (en) Filter circuit and high frequency communication circuit using the same
CN1169287C (zh) 具有放大元件的高效放大器及无线发信装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160226

Address after: Osaka Japan

Patentee after: PANASONIC CORPORATION

Address before: Osaka Japan

Patentee before: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model