CN108023150A - 平衡-不平衡变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明的平衡‑不平衡变换器具备：不平衡端口、第1平衡端口、第2平衡端口、主线路、副线路、电容、及阻抗匹配部。副线路相对于主线路电磁耦合。主线路具有彼此位于相反侧的第1端和第2端。副线路具有彼此位于相反侧的第1端和第2端。电容设置于主线路的第1端与不平衡端口之间。阻抗匹配部设置于副线路的第2端与第2平衡端口之间。主线路的第2端与地线连接。副线路的第1端与第1平衡端口连接。

Description

平衡-不平衡变换器
技术领域
技术领域本发明涉及能够在宽频带使用的平衡-不平衡变换器(Balun)。
背景技术
作为可以被使用于电视机广播用通信设备、便携式电话机、无线LAN通信设备等无线通信设备的收发电路的电子部件之一，有进行不平衡信号与平衡信号之间的转换的平衡-不平衡变换器。平衡-不平衡变换器包括输入输出不平衡信号的不平衡端口和输入输出构成平衡信号的2个平衡元件信号的2个平衡端口。
平衡-不平衡变换器要求在宽的频带上振幅平衡特性和相位平衡特性良好。所谓振幅平衡特性良好，是指在对不平衡端口输入不平衡信号时从2个平衡端口输出的2个平衡元件信号的振幅之差接近于0。所谓相位平衡特性良好，是指在对不平衡端口输入不平衡信号时从2个平衡端口输出的2个平衡元件信号的相位差接近于180度。
作为能够在宽频带使用的现有的平衡-不平衡变换器，已知例如在中国专利申请公开第1753245A号说明书中记载的那样的马钱德平衡-不平衡变换器(Marchand Balun)。
近年来，随着电视机广播技术和移动体通信技术等的进步，无线通信设备的使用频带的宽带化不断发展。在这种无线通信设备中使用的平衡-不平衡变换器，要求进一步增大能够使用的频带。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在宽频带使用的平衡-不平衡变换器。
本发明的平衡-不平衡变换器包括：不平衡端口、第1平衡端口、第2平衡端口、主线路、副线路、第1电容、和阻抗匹配部。主线路具有彼此位于相反侧的第1端和第2端。副线路具有彼此位于相反侧的第1端和第2端，且与主线路电磁耦合。第1电容，设置于主线路的第1端与不平衡端口之间。阻抗匹配部设置于副线路的第2端与第2平衡端口之间。主线路的第2端与地线连接。副线路的第1端与第1平衡端口连接。
本发明的平衡-不平衡变换器中，阻抗匹配部可以为包含电感和第2电容的LC电路。
另外，本发明的平衡-不平衡变换器中，阻抗匹配部可以具有：将副线路的第2端和第2平衡端口连接的第1路径；和将第1路径与地线连接的第2路径。第1路径可以包含电感。第2路径可以包含第2电容。
在阻抗匹配部具有第1路径和第2路径的情况下，第1路径可以包含分别具有电感且彼此感应耦合的第1电感元件和第2电感元件。第1电感元件和第2电感元件各自具有彼此位于相反侧的第1端和第2端。第1电感元件的第1端，与副线路的第2端连接。第2电感元件的第1端，与第2平衡端口连接。第1电感元件的第2端和第2电感元件第2端彼此连接，且经由第2路径与地线连接。第2路径包含第2电容。
第1电感元件可以为第1线路，第2电感元件可以为第2线路。在这种情况下，第1线路和第2线路可以彼此电容耦合。另外，第1线路可以包含第1线路部分，第2线路可以包含与第1线路部分相对的第2线路部分。第1线路部分在电路结构上具有最靠近副线路的第2端的第1端缘和其相反侧的第2端缘。第2线路部分在电路结构上具有最靠近第2平衡端口的第1端缘和其相反侧的第2端缘。第2线路部分的第1端缘物理上最靠近第1线路部分中的、第1线路部分的第2端缘，第2线路部分的第2端缘物理上最靠近第1线路部分中的、第1线路部分的第1端缘。
另外，本发明的平衡-不平衡变换器还可以包括：用于将不平衡端口、第1和第2平衡端口、主线路、副线路、第1电容和阻抗匹配部形成为一体的层叠体。层叠体包含层叠的多个电介质层和多个导体层。
本发明的平衡-不平衡变换器中，利用由主线路和第1电容构成的串联谐振电路的谐振，与马钱德平衡-不平衡变换器相比，能够增大能够使用的频带。因此，根据本发明，能够实现能够在宽频带使用的平衡-不平衡变换器。
本发明的其他目的、特征和利益根据以下说明能够充分明了。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的平衡-不平衡变换器的电路结构的电路图。
图2是表示图1所示的平衡-不平衡变换器的阻抗匹配部的电路结构的第1例的电路图。
图3是表示图1所示的平衡-不平衡变换器的阻抗匹配部的电路结构的第2例的电路图。
图4是表示图1所示的平衡-不平衡变换器的阻抗匹配部的电路结构的第3例的电路图。
图5是表示图1所示的平衡-不平衡变换器的阻抗匹配部的电路结构的第4例的电路图。
图6是本发明的一个实施方式的平衡-不平衡变换器的立体图。
图7是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体内部的立体图。
图8是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体内部的一部分的立体图。
图9A是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第1层的电介质层的图案形成面的说明图。
图9B是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第2层的电介质层的图案形成面的说明图。
图9C是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第3层的电介质层的图案形成面的说明图。
图10A是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第4层～第7层的电介质层的图案形成面的说明图。
图10B是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第8层的电介质层的图案形成面的说明图。
图11A是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第9层的电介质层的图案形成面的说明图。
图11B是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第10层的电介质层的图案形成面的说明图。
图12A是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第11层的电介质层的图案形成面的说明图。
图12B是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第12层和第13层的电介质层的图案形成面的说明图。
图12C是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第14层的电介质层的图案形成面的说明图。
图13A是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第15层的电介质层的图案形成面的说明图。
图13B是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第16层的电介质层的图案形成面的说明图。
图13C是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第17层和第18层的电介质层的图案形成面的说明图。
图14A是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第19层的电介质层的图案形成面的说明图。
图14B是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第20层的电介质层的图案形成面的说明图。
图14C是表示图6所示的平衡-不平衡变换器的层叠体的第21层的电介质层的图案形成面的说明图。
图15是表示比较例的平衡-不平衡变换器的电路结构的电路图。
图16是表示本发明的一个实施方式的平衡-不平衡变换器和比较例的平衡-不平衡变换器的反射特性的一例的特性图。
图17是表示本发明的一个实施方式的平衡-不平衡变换器和比较例的平衡-不平衡变换器的通过特性的一例的特性图。
图18是表示本发明的一个实施方式的平衡-不平衡变换器和比较例的平衡-不平衡变换器的振幅平衡特性的一例的特性图。
图19是表示本发明的一个实施方式的平衡-不平衡变换器和比较例的平衡-不平衡变换器的相位平衡特性的一例的特性图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。首先，参照图1对本发明的一个实施方式的平衡-不平衡变换器的电路结构进行说明。图1表示本实施方式的平衡-不平衡变换器的电路结构。如图1所示，平衡-不平衡变换器1包括：不平衡端口11、第1平衡端口21、第2平衡端口22、主线路10、副线路20、第1电容C1、和阻抗匹配部30。副线路20与主线路10电磁耦合。
主线路10具有彼此位于相反侧的第1端10a和第2端10b。副线路20具有彼此位于相反侧的第1端20a和第2端20b。第1电容C1，设置于主线路10的第1端10A与不平衡端口11之间。阻抗匹配部30设置于副线路20的第2端20b与第2平衡端口22之间。主线路10的第2端10b与地线连接。副线路20的第1端20a与第1平衡端口21连接。
阻抗匹配部30是进行阻抗匹配以使得从第1和第2平衡端口21、22看的平衡-不平衡变换器1的阻抗成为与连接于第1和第2平衡端口21、22的平衡线路的特性阻抗相等或相近的值的电路。另外，阻抗匹配部30使通过阻抗匹配部30的信号的相位产生变化，以使得在平衡-不平衡变换器1的使用频带得到良好的相位平衡特性。
接着，参照图2～图5，对阻抗匹配部30的电路结构的第1～第4例进行说明。首先，对图2所示的第1例和图3所示的第2例进行说明。在第1和第2例中，阻抗匹配部30具有：将副线路20的第2端20b和第2平衡端口22连接的第1路径31；和将第1路径31与地线连接的第2路径32。第1路径31包含分别具有电感且彼此感应耦合的第1电感元件L1和第2电感元件L2。第1电感元件L1和第2电感元件L2各自具有彼此位于相反侧的第1端和第2端。以下，将第1电感元件L1的第1端和第2端分别用附图标记L1a、L1b表示，将第2电感元件L2的第1端和第2端分别用附图标记L2a、L2b表示。
第1电感元件L1的第1端L1a，与副线路20的第2端20b连接。第2电感元件L2的第1端L2a，与第2平衡端口22连接。第1电感元件L1的第2端L1b和第2电感元件L2第2端L2b彼此连接，且经由第2路径32与地线连接。如图2和图3所示，第2路径32包含第2电容C2。
在此，对第1电感元件L1和第2电感元件L2的结构进行详细说明。第1电感元件L1和第2电感元件L2分别可以为线路，也可以为作为集总参数元件的电感。图2所示的第1例，是第1电感元件L1和第2电感元件L2分别为线路的例子。图3所示的第2例，是第1电感元件L1和第2电感元件L2分别为电感的例子。
第1例中，将第1电感元件L1作为第1线路，第2电感元件L2作为第2线路。第1线路和第2线路至少感应耦合。第1线路和第2线路还可以像分布常数电路那样以第1线路与第2线路之间的电容沿着第1和第2线路连续地分布的方式电容耦合。
另外，第1例中，第1线路可以包含第1线路部分，第2线路可以包含与第1线路部分相对的第2线路部分。第1线路部分在电路结构上具有最靠近副线路20的第2端20b的第1端缘和其相反侧的第2端缘。第2线路部分在电路结构上具有最靠近第2平衡端口22的第1端缘和其相反侧的第2端缘。第2线路部分的第1端缘物理上最靠近第1线路部分中的、第1线路部分的第2端缘。第2线路部分的第2端缘物理上最靠近第1线路部分中的、第1线路部分的第1端缘。关于第1和第2线路部分在后面进行更详细的说明。
第2例中，如图3所示，第1电感元件L1和第2电感元件L2可以经由作为集总参数元件的电容电容耦合。进行具体说明，图3所示的阻抗匹配部30还可以具有将第1电感元件L1的第1端L1a和第2电感元件L2的第1端L2a连接的第3路径33。第3路径33包含使第1电感元件L1和第2电感元件L2电容耦合的第3电容C3。
接着，对图4所示的第3例进行说明。第3例中，阻抗匹配部30为包含电感L11和第2电容C11的LC电路。第3例的电路结构特别是低通滤波器的电路结构。在第3例中，与第1和第2例同样，阻抗匹配部30具有：将副线路20的第2端20b和第2平衡端口22连接的第1路径31；和将第1路径31与地线连接的第2路径32。第3例中，第1路径31包含电感L11。第2路径32包含第2电容C11。
第3例中，第2路径32还包含第3电容C12。第2电容C11设置于电感L11的一端与地线之间。第3电容C12设置于电感L11的另一端与地线之间。
接着，对图5所示的第4例进行说明。第4例中，阻抗匹配部30为包含电感L21和第2电容C21的LC电路。另外，在第4例中，与第1～第3例同样，阻抗匹配部30具有：将副线路20的第2端20b和第2平衡端口22连接的第1路径31；和将第1路径31与地线连接的第2路径32。第4例中，第1路径31包含电感L21。第2路径32包含第2电容C21。
第4例中，第2路径32还包含与第2电容C21串联连接的电感L22。第2电容C21设置于电感L21的一端与电感L22的一端之间。电感L22的另一端与地线连接。第4例中，第2路径32还包括设置于电感L21的另一端与电感L22的一端之间的第3电容C22。
接着，对平衡-不平衡变换器1的结构的一例进行说明。在此，对包括与图2所示的第1例的电路结构对应的阻抗匹配部30的平衡-不平衡变换器1的结构的一例进行说明。图6是平衡-不平衡变换器1的立体图。图6所示的平衡-不平衡变换器1还包括：用于将不平衡端口11、第1和第2平衡端口21、22、主线路10、副线路20、第1电容C1和阻抗匹配部30形成为一体的层叠体50。后面将会有详细的说明，层叠体50包含层叠的多个电介质层和多个导体层。
层叠体50被做成具有外周部的长方体形状。层叠体50的外周部包含上表面50A、底面50B、和4个侧面50C～50F。上表面50A和底面50B彼此朝向相反侧，侧面50C、50D也彼此朝向相反侧，侧面50E、50F也彼此朝向相反侧。侧面50C～50F与上表面50A和底面50B垂直。在层叠体50上，垂直于上表面50A和底面50B的方向为多个电介质层和多个导体层的层叠方向。在图6中，以标注了记号T的箭头来表示该层叠方向。上表面50A和底面50B位于层叠方向T的两端。
图6所示的平衡-不平衡变换器1包括第1～第6端子111、112、113、114、115、116。第1、第3和第4端子111、113、114分别与图1所示的不平衡端口11、第1平衡端口21和第2平衡端口22对应。第2、第5和第6端子112、115、116与地线连接。端子111～116配置于层叠体50的底面50B。
接着，参照图7～图14C，对层叠体50进行详细说明。层叠体50具有层叠的21层电介质层。以下将该21层电介质层从下往上按顺序称之为第1层～第21层电介质层。图7是表示层叠体50内部的立体图。图8是表示层叠体50内部的一部分的立体图。图9A～图9C分别表示第1层～第3层电介质层的图案形成面。图10A表示第4层～第7层电介质层的图案形成面，图10B表示第8层电介质层的图案形成面。图11A和图11B分别表示第9层～第10层电介质层的图案形成面。图12A表示第11层电介质层的图案形成面，图12B表示第12层和第13层电介质层的图案形成面，图12C表示第14层电介质层的图案形成面。图13A表示第15层电介质层的图案形成面，图13B表示第16层电介质层的图案形成面，图13C表示第17层和第18层电介质层的图案形成面。图14A～图14C分别表示第19层～第21层电介质层的图案形成面。
如图9A所示，在第1层电介质层51的图案形成面形成有第1～第6端子111、112、113、114、115、116。另外，在电介质层51形成有分别与端子111、112、113、114、115、116连接的通孔51T1、51T2、51T3、51T4、51T5、51T6。
如图9B所示，在第2层电介质层52的图案形成面形成有用于构成第1电容C1的导体层521。另外，在电介质层52形成有通孔52T2、52T3、52T4、52T5、52T6。通孔52T2～52T6分别与图9A所示的通孔51T2～51T6连接。图9A所示的通孔51T1与导体层521连接。
如图9C所示，在第3层电介质层53的图案形成面形成有用于构成第1电容C1的导体层531。另外，在电介质层53形成有通孔53T1、53T2、53T3、53T4、53T5、53T6。通孔53T1与导体层531连接。通孔53T2～53T6分别与图9B所示的通孔52T2～52T6连接。
如图10A所示，在第4层～第7层电介质层54、55、56、57分别形成有通孔54T1、54T2、54T3、54T4、54T5、54T6。在电介质层54～57中，上下相邻的相同附图标记的通孔彼此互相连接。形成于电介质层54的通孔54T1～54T6分别与图9C所示的通孔53T1～53T6连接。
如图10B所示，在第8层电介质层58形成有通孔58T1、58T2、58T3、58T4、58T5、58T6。通孔58T1～58T6分别与图10A所示的形成于电介质层57的通孔54T1～54T6连接。
如图11A所示，在第9层电介质层59的图案形成面形成有用于构成主线路10的导体层591。导体层591具有第1端和第2端。另外，在电介质层59形成有通孔59T3、59T4、59T5、59T6。通孔59T3～59T6分别与图10B所示的通孔58T3～58T6连接。图10B所示的通孔58T1与导体层591的第1端的附近部分连接。图10B所示的通孔58T2与导体层591的第2端的附近部分连接。
如图11B所示，在第10层电介质层60的图案形成面形成有用于构成副线路20的导体层601。导体层601具有第1端和第2端。另外，在电介质层60形成有通孔60T4、60T5、60T6、60T7。通孔60T4～60T6分别与图11A所示的通孔59T4～59T6连接。通孔60T7与导体层601的第2端的附近部分连接。图11A所示的通孔59T3与导体层601的第1端的附近部分连接。
如图12A所示，在第11层电介质层61的图案形成面形成有导体层611。另外，在电介质层61形成有通孔61T4、61T5、61T6、61T7。通孔61T4～61T6分别与图11B所示的通孔60T4～60T6连接。通孔61T7和图11B所示的通孔60T7与导体层611连接。
如图12B所示，在第12层和第13层电介质层62、63分别形成有通孔62T4、62T5、62T6、62T7。在电介质层62、63中，上下相邻的相同附图标记的通孔彼此互相连接。形成于电介质层62的通孔62T4～62T7分别与图12A所示的通孔61T4～61T7连接。
如图12C所示，在第14层电介质层64形成有通孔64T4、64T5、64T6、64T7。通孔64T4～64T7分别与图12B所示的形成于电介质层63的通孔62T4～62T7连接。
如图13A所示，在第15层电介质层65的图案形成面形成有用于构成第2电容C2的导体层651和导体层652。另外，在电介质层65形成有通孔65T4、65T7。通孔65T4与图12C所示的通孔64T4连接。通孔65T7和图12C所示的通孔64T7与导体层652连接。图12C所示的通孔64T5、64T6与导体层651连接。
如图13B所示，在第16层电介质层66的图案形成面形成有用于构成第2电容C2的导体层661。另外，在电介质层66形成有通孔66T4、66T7、66T8。通孔66T4、66T7分别与图13A所示的通孔65T4、65T7连接。通孔66T8与导体层661连接。如图13C所示，在第17层和第18层电介质层67、68分别形成有通孔、67T4、67T7、67T8。在电介质层67、68中，上下相邻的相同附图标记的通孔彼此互相连接。形成于电介质层67的通孔67T4、67T7、67T8分别与图13B所示的通孔66T4、66T7、66T8连接。
如图14A所示，在第19层电介质层69的图案形成面形成有用于构成第1电感元件L1的导体层691。导体层691具有第1端和第2端。另外，在电介质层69形成有通孔69T4、69T8。通孔69T4分别与图13C所示的形成于电介质层68的通孔67T4连接。通孔69T8和图13C所示的形成于电介质层68的通孔67T8，与导体层691的第2端的附近部分连接。
图13C所示的形成于电介质层68的通孔67T7，与导体层691的第1端的附近部分连接。
如图14B所示，在第20层电介质层70的图案形成面形成有用于构成第2电感元件L2的导体层701。导体层701具有第1端和第2端。图14A所示的通孔69T4与导体层701的第1端的附近部分连接。图14A所示的通孔69T8与导体层701的第2端的附近部分连接。
如图14C所示，在第21层电介质层71的图案形成面形成有标记711。
图6所示的层叠体50，通过以第1层电介质层51的图案形成面成为层叠体50的底面50B的方式层叠第1层～第21层电介质层51～71构成。图7表示层叠体50的内部。在图7中省略了标记711。图8表示层叠体50的内部的一部分。
以下对图1所示的平衡-不平衡变换器1的电路的构成要素和图2所示的阻抗匹配部30的第1例的电路的构成要素与图9A～图14C所示的层叠体50的内部的构成要素的对应关系进行说明。主线路10由图11A所示的导体层591构成。导体层591的第1端的附近部分经由通孔53T1、54T1、58T1与图9C所示的导体层531连接。导体层591的第2端的附近部分经由通孔51T2、52T2、53T2、54T2、58T2与第2端子112连接。
副线路20由图11B所示的导体层601构成。导体层601的第1端的附近部分经由通孔51T3、52T3、53T3、54T3、58T3、59T3与第3端子113连接。导体层601的第2端的附近部分经由通孔60T7、导体层611、通孔61T7、62T7、64T7、导体层652、通孔65T7、66T7、67T7与图14A所示的导体层691连接。
第1电容C1由图9B、图9C所示的导体层521、531与导体层521、531之间的电介质层52构成。导体层521经由通孔51T1与第1端子111连接。导体层531经由通孔53T1、54T1、58T1与构成主线路10的导体层591连接。
第1电感元件L1由图14A所示的导体层691构成。导体层691的第1端的附近部分经由通孔60T7、导体层611、通孔61T7、62T7、64T7、导体层652、通孔65T7、66T7、67T7与构成副线路20的导体层601连接。导体层691的第2端的附近部分经由通孔66T8、67T8与图13B所示的导体层661连接，并且经由通孔69T8与图14B所示的导体层701连接。导体层691与形成于电介质层68的通孔67T7的连接部位，与第1电感元件L1的第1端L1a对应。导体层691与形成于电介质层68的通孔67T8的连接部位，与第1电感元件L1的第2端L1b对应。
第2电感元件L2由图14B所示的导体层701构成。导体层701的第1端的附近部分经由通孔51T4、52T4、53T4、54T4、58T4、59T4、60T4、61T4、62T4、64T4、65T4、66T4、67T4、69T4与第4端子114连接。导体层701的第2端的附近部分经由通孔69T8与构成第1电感元件L1的导体层691连接。导体层701与通孔69T4的连接部位，与第2电感元件L2的第1端L2a对应。导体层701与通孔69T8的连接部位，与第2电感元件L2的第2端L2b对应。
第2电容C2由图13A、图13B所示的导体层651、661与导体层651、661之间的电介质层65构成。导体层651经由通孔51T5、51T6、52T5、52T6、53T5、53T6、54T5、54T6、58T5、58T6、59T5、59T6、60T5、60T6、61T5、61T6、62T5、62T6、64T5、64T6与第5和第6的端子115、116连接。导体层661经由通孔66T8、67T8与构成第1电感元件L1的导体层691连接。
如上所述，在阻抗匹配部30的第1例中，第1电感元件L1为第1线路，第2电感元件L2为第2线路。第1线路由图14A所示的导体层691构成。第2线路由图14B所示的导体层701构成。
第1线路包含第1线路部分31A。图14A中，对第1线路部分31A附加阴影线表示。第1线路部分31A在电路结构上具有最靠近副线路的20的第1端缘31Aa和其相反侧的第2端缘31Ab。第1端缘31Aa位于第1电感元件L1的第1端L1a的附近。第2端缘31Ab位于第1电感元件L1的第2端L1b的附近。
第2线路包含与第1线路部分31A相对的第2线路部分31B。图14B中，对第2线路部分31B附加阴影线表示。第2线路部分31B在电路结构上具有最靠近第2平衡端口22的第1端缘31Ba和其相反侧的第2端缘31Bb。第1端缘31Ba位于第2电感元件L2的第1端L2a的附近。第2端缘31Bb位于第2电感元件L2的第2端L2b的附近。
如图14A、图14B所示，第2线路部分31B的第1端缘31Ba物理上最靠近第1线路部分31A中的第2端缘31Ab。第2线路部分31B的第2端缘31Bb物理上最靠近第1线路部分31A中的第1端缘31Aa。
接着，对本实施方式的平衡-不平衡变换器1的作用和效果进行说明。在平衡-不平衡变换器1中，在不平衡端口11输入输出不平衡信号，在第1平衡端口21输入输出第1平衡元件信号，在第2平衡端口22输入输出第2平衡元件信号。第1平衡元件信号和第2平衡元件信号构成平衡信号。平衡-不平衡变换器1进行不平衡信号与平衡信号之间的转换。
副线路20和阻抗匹配部30在平衡-不平衡变换器1的使用频带中，设计成在对不平衡端口11输入不平衡信号时从第1和第2个平衡端口21、22输出的第1和第2个平衡元件信号的相位差为180度或接近于180度的值。例如，主线路10和副线路20可以都为具有与对应于平衡-不平衡变换器1的使用频带内的规定频率的波长的1/2的长度或与其接近的长度的线路。在这种情况下，阻抗匹配部30可以设计成，在上述的规定的频率的信号通过阻抗匹配部30时，使该信号产生360度或与其接近的值的相位变化。
本实施方式的平衡-不平衡变换器1中，由主线路10和第1电容C1构成串联谐振电路。由此，在平衡-不平衡变换器1的反射特性上，能够产生上述串联谐振电路的谐振的衰减极点。优选进行调整以使得产生该衰减极点的频率即上述串联谐振电路的谐振频率存在于平衡-不平衡变换器1的使用频带内。根据本实施方式，通过在平衡-不平衡变换器1的反射特性上产生上述的衰减极点，与马钱德平衡-不平衡变换器相比，能够增大通过特性和反射特性良好的频带。因此，根据本实施方式，能够实现能够在宽频带使用的平衡-不平衡变换器1。
另外，本实施方式的平衡-不平衡变换器1中，作为阻抗匹配部30的结构，并不限定于第1～第4例，只要为能够发挥阻抗匹配的功能和产生相位变化的功能即可，能够采用各种结构。因此，根据本实施方式，能够根据平衡-不平衡变换器1所要求的特性和形状等条件，广范围地设计阻抗匹配部30和平衡-不平衡变换器1。
以下，参照对本实施方式的平衡-不平衡变换器1和比较例的平衡-不平衡变换器201的特性进行比较的模拟的结果，对本实施方式的平衡-不平衡变换器1的效果进行进一步说明。比较例的平衡-不平衡变换器201是马钱德平衡-不平衡变换器。
图15是表示比较例的平衡-不平衡变换器201的电路结构的电路图。如图15所示，比较例的平衡-不平衡变换器201包括：不平衡端口211、第1平衡端口221A、第2平衡端口221B、第1不平衡传输线路210A、第2不平衡传输线路210B、第1平衡传输线路220A、和第2平衡传输线路220B。
第1不平衡传输线路210A和第2不平衡传输线路210B串联连接。第1平衡传输线路220A与第1不平衡传输线路210A电磁耦合。第2平衡传输线路220B与第2不平衡传输线路210B电磁耦合。
第1不平衡传输线路210A的一端与不平衡端口211连接。第1不平衡传输线路210A的另一端与第2不平衡传输线路210B的一端连接。
第1平衡传输线路220A的一端与第1平衡端口221A连接。第2平衡传输线路220B的一端与第2平衡端口221B连接。第1平衡传输线路220A的另一端和第2平衡传输线路220B的另一端与地线连接。
模拟中，将平衡-不平衡变换器1、201设计成平衡-不平衡变换器1、201的通频带的中心频率相等。另外，模拟中，对于平衡-不平衡变换器1、201求得了反射特性、通过特性、振幅平衡特性和相位平衡特性。
图16表示平衡-不平衡变换器1、201的反射特性的一例。在此，平衡-不平衡变换器的反射特性，用表示对不平衡端口输入不平衡信号时从不平衡端口输出的信号的响应的单端S参数表示。以下，将该S参数称为反射损耗。图16中，横轴表示频率，纵轴表示反射损耗。另外，图16中，附加附图标记81的线表示平衡-不平衡变换器1的反射特性，附加附图标记82的线表示平衡-不平衡变换器201的反射特性。
如图16所示，平衡-不平衡变换器201的反射特性82在图16的横轴的频率范围中产生1个衰减极点。与之相对地，平衡-不平衡变换器1的反射特性81在图16的横轴的频率范围中产生第1衰减极点91和第2衰减极点92这2个衰减极点。第1衰减极点91是由主线路10和第1电容C1构成的串联谐振电路的谐振所致的。第2衰减极点92是平衡-不平衡变换器1中的由主线路10、副线路20和阻抗匹配部30构成的部分的谐振所致的。
当反射损耗的值用-R[dB]表示时，作为平衡-不平衡变换器的反射特性，要求能够在宽频带上R值充分大。平衡-不平衡变换器1的反射特性81由2个衰减极点91、92产生，由此在宽频带上R值充分大。对例如R值为3以上的频带的宽度进行比较，则平衡-不平衡变换器1的反射特性81比平衡-不平衡变换器201的反射特性82明显要宽。因此可以说，平衡-不平衡变换器1的反射特性81与平衡-不平衡变换器201的反射特性82相比，在更宽的频带上表现良好。
图17表示平衡-不平衡变换器1、201的通过特性的一例。在此，平衡-不平衡变换器的通过特性，用表示对不平衡端口输入不平衡信号时从2个平衡端口输出的2个平衡元件信号的差信号的响应的混合模式S参数表示。以下，将该S参数称为插入损耗。图17中，横轴表示频率，纵轴表示插入损耗。另外，图17中，附加附图标记83的线表示平衡-不平衡变换器1的通过特性，附加附图标记84的线表示平衡-不平衡变换器201的通过特性。
当插入损耗的值用-I[dB]表示时，作为平衡-不平衡变换器的通过特性，要求能够在宽频带上I值充分小。对例如I值为3以下的频带的宽度进行比较，则平衡-不平衡变换器1的通过特性83比平衡-不平衡变换器201的通过特性84明显要宽。因此可以说，平衡-不平衡变换器1的通过特性83与平衡-不平衡变换器201的通过特性84相比，在更宽的频带上表现良好。该效果如上所述，是由平衡-不平衡变换器1的反射特性81中2个衰减极点91、92产生的。
图18表示平衡-不平衡变换器1、201的振幅平衡特性的一例。在此，平衡-不平衡变换器的振幅平衡特性，用对不平衡端口输入不平衡信号时从2个平衡端口输出的2个平衡元件信号的振幅之差(以下称为振幅差)表示。振幅差在第1平衡元件信号的振幅大于第2平衡元件信号的振幅的情况下是以正值表示，在第1平衡元件信号的振幅小于第2平衡元件信号的振幅的情况下是以负值表示。图18中，横轴表示频率，纵轴表示振幅差。另外，图18中，附加附图标记85的线表示平衡-不平衡变换器1的振幅平衡特性，附加附图标记86的线表示平衡-不平衡变换器201的振幅平衡特性。
图18的横轴的频率范围中，平衡-不平衡变换器1的振幅差与平衡-不平衡变换器201的振幅差都接近0(dB)。因此，图18的横轴的频率范围中，平衡-不平衡变换器1的振幅平衡特性85和平衡-不平衡变换器201的振幅平衡特性86都良好。
图19表示平衡-不平衡变换器1、201的相位平衡特性的一例。在此，平衡-不平衡变换器的相位平衡特性，用对不平衡端口输入不平衡信号时从2个平衡端口输出的2个平衡元件信号的相位之差(以下称为相位差)表示。相位差是表示第1平衡元件信号相位相对于第2平衡元件信号的相位前进的大小。图19中，横轴表示频率，纵轴表示相位差。另外，图19中，附加附图标记87的线表示平衡-不平衡变换器1的相位平衡特性，附加附图标记88的线表示平衡-不平衡变换器201的相位平衡特性。
图19的横轴的频率范围中，平衡-不平衡变换器1的相位差与平衡-不平衡变换器201的相位差都接近180度(deg)。因此，图19的横轴的频率范围中，平衡-不平衡变换器1的相位平衡特性87和平衡-不平衡变换器201的相位平衡特性88都良好。
根据图16和图17可知，根据本实施方式的平衡-不平衡变换器1，与比较例的平衡-不平衡变换器201即马钱德平衡-不平衡变换器相比，能够增大通过特性和反射特性良好的频带。图16～图19所示的例子的平衡-不平衡变换器1的使用频带，至少包括1000～7000MHZ(1～7GHZ)的频带。
此外，本发明并不限定于上述实施方式，能够进行各种变更。例如，阻抗匹配部30在图2所示的结构的基础上还可以具有将第1电感元件L1的第1端L1a和第2电感元件L2的第1L2a连接的第3路径。该第3路径包含作为集总参数元件的第3电容。在这种情况下，作为第1电感元件L1的第1线路和作为第2电感元件L2的第2线路，可以以第1线路与第2线路之间的电容沿着第1和第2线路连续地分布的方式电容耦合，也可以不电容耦合。另外，阻抗匹配部30可以为由线路构成的延迟线。
基于以上说明，很明显能够实施本发明的各种各样的方式或变形例。因此，在权利要求范围的均等范围内以上述的最佳方式以外的方式也能够实施本发明。

Claims (8)

1.一种平衡-不平衡变换器，其特征在于，
具备：
不平衡端口；
第1平衡端口；
第2平衡端口；
具有彼此位于相反侧的第1端和第2端的主线路；
具有彼此位于相反侧的第1端和第2端，且与所述主线路电磁耦合的副线路；
设置于所述主线路的所述第1端与所述不平衡端口之间的第1电容；和
设置于所述副线路的所述第2端与所述第2平衡端口之间的阻抗匹配部，
所述主线路的所述第2端与地线连接，
所述副线路的所述第1端与所述第1平衡端口连接。
2.如权利要求1所述的平衡-不平衡变换器，其特征在于，
所述阻抗匹配部为包含电感和第2电容的LC电路。
3.如权利要求1所述的平衡-不平衡变换器，其特征在于，
所述阻抗匹配部具有：将所述副线路的所述第2端和所述第2平衡端口连接的第1路径；和将所述第1路径和地线连接的第2路径，
所述第1路径包含电感，
所述第2路径包含第2电容。
4.如权利要求1所述的平衡-不平衡变换器，其特征在于，
所述阻抗匹配部具有：将所述副线路的所述第2端和所述第2平衡端口连接的第1路径；和将所述第1路径和地线连接的第2路径，
所述第1路径包含分别具有电感且彼此感应耦合的第1电感元件和第2电感元件，
所述第1电感元件和所述第2电感元件各自具有彼此位于相反侧的第1端和第2端，
所述第1电感元件的所述第1端，与所述副线路的所述第2端连接，
所述第2电感元件的所述第1端，与所述第2平衡端口连接，
所述第1电感元件的所述第2端和所述第2电感元件的所述第2端彼此连接，且经由所述第2路径与地线连接，
所述第2路径包含第2电容。
5.如权利要求4所述的平衡-不平衡变换器，其特征在于，
所述第1电感元件为第1线路，所述第2电感元件为第2线路。
6.如权利要求5所述的平衡-不平衡变换器，其特征在于，
所述第1线路和所述第2线路彼此电容耦合。
7.如权利要求5所述的平衡-不平衡变换器，其特征在于，
所述第1线路包含第1线路部分，
所述第2线路包含与所述第1线路部分相对的第2线路部分，
所述第1线路部分在电路结构上具有最靠近所述副线路的所述第2端的第1端缘和其相反侧的第2端缘，
所述第2线路部分在电路结构上具有最靠近所述第2平衡端口的第1端缘和其相反侧的第2端缘，
所述第2线路部分的所述第1端缘物理上最靠近所述第1线路部分中的、所述第1线路部分的所述第2端缘，所述第2线路部分的所述第2端缘物理上最靠近所述第1线路部分中的、所述第1线路部分的所述第1端缘。
8.如权利要求1所述的平衡-不平衡变换器，其特征在于，
还包括用于将所述不平衡端口、所述第1和第2平衡端口、所述主线路、所述副线路、所述第1电容和所述阻抗匹配部一体化的层叠体，该层叠体包含层叠的多个电介质层和多个导体层。
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