CN214754159U

CN214754159U - 天线耦合电路、天线耦合元件及天线装置

Info

Publication number: CN214754159U
Application number: CN202090000283.9U
Authority: CN
Inventors: 田边冬梦; 石塚健一
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-04-25
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2030-02-28
Also published as: JPWO2020217708A1; JP7067670B2; WO2020217708A1

Abstract

提供一种天线耦合电路、天线耦合元件及天线装置。天线耦合电路(10)具备第一线圈(L1)、第二线圈(L2)及第三线圈(L3)。第一线圈(L1)的第二端(T12)与第二线圈(L2)的第一端(T21)连接，第一线圈(L1)的第一端(T11)至第二端(T12)的卷绕方向与第二线圈(L2)的第一端(T21)至第二端(T22)的卷绕方向为相同方向，第二线圈(L2)与第一线圈(L1)及第三线圈(L3)磁场耦合，第一线圈(L1)的第一端(T11)为供电端，第二线圈(L2)的第一端(T21)为供电辐射元件连接端，第二线圈(L2)的第二端(T22)为接地端，第三线圈(L3)的第一端(T31)为无供电辐射元件连接端，第三线圈(L3)的第二端(T32)为接地端。

Description

天线耦合电路、天线耦合元件及天线装置

技术领域

本实用新型涉及适于天线装置的宽频带化的天线耦合电路、具备该天线耦合电路的天线耦合元件及天线装置。

背景技术

例如作为便携电话的通信用天线，需要覆盖0.7GHz以上且2.7GHz 以下这样的宽频带。为了对应于这样的宽频带，以往通常根据使用频带，通过开关使天线的谐振频率移位。

但是，为了用于通过同时利用多个频带来提高传输速率的载波聚合，要求能够同时覆盖宽频带的天线。

根据这样的要求，在专利文献1中示出如下技术：在供电辐射元件追加变压器和无供电元件，通过使天线多谐振化而得到宽频带。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明专利第5505561号公报

实用新型内容

实用新型要解决的课题

在专利文献1所记载的天线装置中，供电电路经由变压器的第一线圈而与供电辐射元件连接，变压器的第二线圈与无供电辐射元件连接。根据这样的结构，能够通过供电辐射元件与无供电辐射元件的多谐振化来实现宽频带化。

但是，存在如下课题：在供电辐射元件及无供电辐射元件的阻抗的频率依赖性较大的情况下，在多谐振电路整体中难以得到良好的匹配。

本实用新型的目的在于，提供一种在宽频带的范围内保持阻抗匹配、并且使基于供电辐射元件与无供电辐射元件的多谐振而实现的宽频带化有效的天线耦合电路、天线耦合元件以及具备该天线耦合元件的天线装置。

用于解决课题的手段

(A)作为本公开的一例的天线耦合电路具备：

具有第一端及第二端的第一线圈；具有第一端及第二端的第二线圈；以及具有第一端及第二端的第三线圈，

所述第一线圈的第二端与所述第二线圈的第一端连接，

所述第一线圈的第一端至第二端的卷绕方向与所述第二线圈的第一端至第二端的卷绕方向为相同方向，

所述第二线圈与所述第一线圈及所述第三线圈磁场耦合，

所述第一线圈的第一端为供电端，

所述第二线圈的第一端为供电辐射元件连接端，

所述第二线圈的第二端为接地端，

所述第三线圈的第一端为无供电辐射元件连接端，

所述第三线圈的第二端为接地端。

(B)作为本公开的一例的天线耦合元件是在多个绝缘基材的层叠体形成导体图案而构成所述天线耦合电路的芯片部件，

所述第一线圈、所述第二线圈及所述第三线圈由它们的卷绕轴一致或处于平行关系的线圈导体图案构成，

在所述层叠体的外表面具备：

供电端子，其连接了所述第一线圈的第一端；

供电辐射元件连接端子，其连接了所述第二线圈的第一端；

无供电辐射元件连接端子，其连接了所述第三线圈的第一端；以及

接地端子，其连接了所述第二线圈的第二端及所述第三线圈的第二端。

(C)作为本公开的一例的天线装置具备：

所述天线耦合电路；供电辐射元件，其与所述供电辐射元件连接端连接；以及无供电辐射元件，其与所述无供电辐射元件连接端连接。

实用新型效果

根据本实用新型的天线耦合电路，通过供电辐射元件与无供电辐射元件的耦合，使天线多谐振化，由第一线圈和第二线圈构成自动变压器，通过基于该自动变压器的阻抗转换，使多谐振的谐振电路在宽频带的范围内阻抗匹配。

根据本实用新型的天线耦合元件，仅通过在供电电路与供电辐射元件及无供电辐射元件之间设置该单一的天线耦合元件，就在宽频带的范围内确保了阻抗匹配，并且使基于供电辐射元件与无供电辐射元件的多谐振而实现的宽频带化有效。

根据本实用新型的天线装置，在宽频带的范围内确保了阻抗匹配，实现了基于供电辐射元件与无供电辐射元件的多谐振的宽频带化。

附图说明

图1(A)是示出第一实施方式的天线耦合电路10、具备该天线耦合电路10的天线装置201及通信装置301的主要部分的结构的电路图。图1 (B)是以等效电路表示出图1(A)所示的通信装置301中的天线耦合电路10部分的电路图。

图2是包括第一线圈L1和第二线圈L2的变压器的等效电路图。

图3(A)是示出第一实施方式的天线装置201的从第一线圈L1的第一端T11(供电端)观察时的天线装置201的反射系数S11的频率特性的图。图3(B)是在史密斯圆图上表示出从第一线圈L1的第一端T11(供电端)观察时的天线装置201的阻抗的频率特性的图。

图4(A)是作为比较例的天线装置的电路图，图4(B)是示出从供电电路9观察供电辐射元件11时的反射系数S11的频率特性的图。图4 (C)是在史密斯圆图上表示出从供电电路9观察供电辐射元件11时的阻抗的频率特性的图。

图5(A)是具备包括第一线圈La、第二线圈Lb的变压器、供电辐射元件11及无供电辐射元件12的天线装置的电路图，图5(B)是示出从供电电路9观察时的天线装置的反射系数S11的频率特性的图。图5(C) 是在史密斯圆图上表示出从供电电路9观察时的天线装置的阻抗的频率特性的图。

图6是示出第二实施方式的天线耦合元件101的构造的立体图。

图7是示出图6所示的层叠体1的中间层1C的导体图案的立体图。

图8是示出形成于构成层叠体1的多个绝缘基材的导体图案的分解俯视图。

图9是针对线圈导体图案的线圈开口直径的差异而示出的图。

图10是示出第二实施方式的天线耦合元件101、以及具备该天线耦合元件101的天线装置201的结构的电路图。

图11(A)是包括天线耦合元件101和从其第四端子T4向接地的连接路径的部分的电路图。图11(B)是将基于第二线圈L2和第三线圈L3 的变压器置换为等效电路的电路图。

图12是示出第三实施方式的天线耦合元件中的形成于多个绝缘基材的导体图案的分解俯视图。

图13是示出第三实施方式的天线耦合元件102、以及具备该天线耦合元件102的天线装置202的结构的电路图。

图14是针对图5(C)所示的阻抗轨迹而示出史密斯圆图上的区域的图。

附图标记说明

E11、E121、E22、E31、E32…导体图案；

L1…第一线圈；

L2…第二线圈；

L3…第三线圈；

L11、L12…线圈导体图案；

L21～L26…线圈导体图案；

L31、L32、L33…线圈导体图案；

La…第一线圈；

Lb…第二线圈；

LB…大径线圈图案；

LS…小径线圈图案；

LE…并联寄生成分；

LL…串联寄生成分；

Lp…寄生电感；

M…互感；

Rn、Ro、Rp…区域；

S1～S10…绝缘基材；

Sb、St…绝缘基材；

T…理想变压器；

T1…第一端子；

T2…第二端子；

T3…第三端子；

T4…第四端子；

T11、T21、T31…第一端；

T12、T22、T32…第二端；

1…层叠体；

1C…中间层；

9…供电电路；

10…天线耦合电路；

11…供电辐射元件；

12…无供电辐射元件；

101、102…天线耦合元件；

201、202…天线装置；

301…通信装置。

具体实施方式

下面，参照附图并举出几个具体例来示出用于实施本实用新型的多个方式。在各图中针对相同部位标注相同标记。考虑到要点的说明或理解的容易性，为了方便而分开示出实施方式，但能够进行不同实施方式所示的结构的部分置换或组合。在第二实施方式以后，省略针对与第一实施方式共同的事项的记述，仅对不同点进行说明。尤其是针对同样的结构所产生的同样的作用效果，并不在每个实施方式中依次提及。

各实施方式所示的“天线装置”能够应用于信号的发送侧、接收侧中的任意一侧。即，即便收发的关系相反，也起到同样的作用效果。

《第一实施方式》

通信装置301具备供电电路9及天线装置201。天线装置201具备天线耦合电路10、供电辐射元件11及无供电辐射元件12。

供电辐射元件11及无供电辐射元件12例如均是单极天线。通过供电辐射元件11、无供电辐射元件12各自的基本谐振(基波)覆盖700MHz 至960MHz的低频段的频带。通过供电辐射元件11、无供电辐射元件12 各自的高次谐振(高次谐波)覆盖1710MHz至2.7GHz的中频段及高频段的频带。

例如，以供电辐射元件11侧的基本谐振频率覆盖低频段的高频率侧，以无供电辐射元件12侧的基本谐振频率覆盖低频段的低频率侧。例如，供电辐射元件11的基本谐振频率是低频段(例如700MHz至960MHz)中的例如900MHz。另外，无供电辐射元件12的基本谐振频率例如是 800MHz。

上述关系也能够相反，也可以以供电辐射元件11的基本谐振频率覆盖低频段的低频率侧，以无供电辐射元件12的基本频率覆盖低频段的高频率侧。

供电电路9是通信电路的高频电路部，例如处理0.7GHz～2.7GHz的通信频带。

天线耦合电路10具备第一线圈L1、第二线圈L2及第三线圈L3。第一线圈L1的第二端T12与第二线圈L2的第一端T21连接，第一线圈L1 的第一端T11至第二端T12的卷绕方向与第二线圈L2的第一端T21至第二端T22的卷绕方向是相同方向。图1(A)中，标注于第一线圈L1及第二线圈L2的点标记示出第一线圈L1和第二线圈L2的卷绕方向。

第一线圈L1与第二线圈L2相互磁场耦合。图1(A)中的k1表示该第一线圈L1与第二线圈L2的耦合及其系数。

第二线圈L2与第三线圈L3磁场耦合。图1(A)中，标注于第三线圈L3的点标记示出第三线圈L3相对于第二线圈L2的卷绕方向。另外，图1(A)中的k2表示第二线圈L2与第三线圈L3的耦合及其系数。另外，图1(A)中的k3表示第一线圈L1与第三线圈L3的耦合及其系数。

第一线圈L1的第一端T11是供电端，供电电路9与该供电端连接。第二线圈L2的第一端T21是供电辐射元件连接端，供电辐射元件11与该供电辐射元件连接端连接。第二线圈L2的第二端T22是接地端，该接地端与电路的接地连接。第三线圈L3的第一端T31是无供电辐射元件连接端，无供电辐射元件12与该无供电辐射元件连接端连接。第三线圈L3的第二端T32是接地端，该接地端与电路的接地连接。

根据上述结构，如图1(B)所示，通过第一线圈L1与第二线圈L2 的耦合而产生的互感M分别串联地附加于第一线圈L1的自感及第二线圈 L2的自感，与此对应地，能够减小第一线圈L1的自感。另外，通过上述互感的附加，能够增大基于第一线圈L1和第二线圈L2的变压器的阻抗转换比。需要说明的是，在图1(B)中，未分离地图示出通过第三线圈L3 与第一线圈L1及第二线圈L2的耦合而产生的互感。

用L1表示第一线圈L1的自感、用L2表示第二线圈L2的自感、用M 表示互感时，上述阻抗转换比是

(L1+M+L2+M)∶(-M+L2+M)＝(L1+L2+2M)∶L2

的关系，得到较大的阻抗转换比。

因此，能够缩短线圈导体图案的线长，由此，能够降低线圈导体图案的电阻成分所引起的插入损耗，并且实现阻抗匹配。

图2以包含理想变压器的等效电路表示出包括上述第一线圈L1和第二线圈L2的变压器。这样，变压器能够由理想变压器T、并联寄生成分 LE及串联寄生成分LL表示。理想变压器T的阻抗转换比为n∶1。串联寄生成分LL的电感为

LL＝{(1-k1²)L1·L2}/(L1+L2+2M)。

另外，并联寄生成分LE的电感为

LE＝L1+L2+2M。

第一线圈L1与第二线圈L2的耦合系数k1能够如后所示那样变大，因此，能够降低串联寄生成分的影响。另一方面，相较于高频带，并联寄生成分LE在低频带作为分流连接的电感器有效地发挥作用。由此，在低频带，通过并联寄生成分LE转换成高阻抗，通过理想变压器T转换成更高的阻抗。另一方面，在高频带，主要仅通过理想变压器T转换成规定的高阻抗。

在供电辐射元件11中，例如在低频段的频带，阻抗的实部为10Ω左右，在高频段的频带，阻抗的实部为19Ω左右。在该情况下，通过将理想变压器T的阻抗转换比设为19∶50，在高频段，供电辐射元件11与50Ω的供电电路阻抗匹配。另外，在低频段，通过并联寄生成分LE从10Ω匹配到19Ω，进一步通过理想变压器T转换成50Ω。

需要说明的是，在图1(A)中，第一线圈L1的第一端T11(供电端) 也可以不与供电电路9直接地连接，而是经由其他电路或元件与供电电路 9间接地连接。另外，第一线圈L1的第二端T22(接地端)也可以不与电路的接地直接地连接，而是经由其他电路或元件与电路的接地间接地连接。同样地，第三线圈L3的第二端T32(接地端)也可以不与电路的接地直接地连接，而是经由其他电路或元件与电路的接地间接地连接。

图3(A)是示出本实施方式的天线装置201的从第一线圈L1的第一端T11(供电端)观察时的天线装置的反射系数S11的频率特性的图。图 3(B)是在史密斯圆图上表示出从第一线圈L1的第一端T11(供电端) 观察时的天线装置的阻抗的频率特性的图。

如图3(A)所表示，在本实施方式的天线装置201中，低频段的高频率侧的基本谐振的频率f1为900MHz，低频段的低频率侧的基本谐振的频率f2为800MHz。频率f1的谐振主要由供电辐射元件11及第二线圈L2 产生，频率f2的谐振主要由无供电辐射元件12及第三线圈L3产生。需要说明的是，也可以如前所述构成为，频率f1的谐振主要由无供电辐射元件12及第三线圈L3产生，频率f2的谐振主要由供电辐射元件11及第二线圈L2产生。

图3(B)是在700MHz至960MHz的范围内对频率进行了扫描时的阻抗轨迹。

根据本实施方式，反射系数S11在上述频率f1、f2下以相同程度变小，在宽频带的范围内确保了阻抗匹配，实现了基于供电辐射元件与无供电辐射元件的多谐振的宽频带化。

接着，参照图4(A)、图4(B)、图4(C)、图5(A)、图5(B)、图5(C)而示出上述天线耦合电路10的作用。

图4(A)是作为比较例的天线装置的电路图，图4(B)是示出从供电电路9观察供电辐射元件11时的反射系数S11的频率特性的图。图4 (C)是在史密斯圆图上表示出从供电电路9观察供电辐射元件11时的阻抗的频率特性的图。供电辐射元件11以其阻抗的虚部(jX)成为0的频率f1进行谐振，但在该例中，供电辐射元件11的尺寸较小，阻抗匹配不充分。

图5(A)是具备包括第一线圈La和第二线圈Lb的变压器、供电辐射元件11及无供电辐射元件12的天线装置的电路图，图5(B)是示出从供电电路9观察时的天线装置的反射系数S11的频率特性的图。图5(C) 是在史密斯圆图上表示出从供电电路9观察时的天线装置的阻抗的频率特性的图。通过像这样设置变压器和无供电辐射元件12，由无供电辐射元件12及第二线圈Lb形成的谐振电路以频率f2进行谐振。但是，频率f1附近的阻抗匹配不充分。

根据现有技术，为了改善上述阻抗匹配而设置分流连接的电抗元件。这里，图14是针对图5(C)所示的阻抗轨迹而示出史密斯圆图上的区域的图。区域Rn是上述频率f2附近的阻抗。区域Ro是上述频率f1附近的阻抗，区域Rp是比频率f1高的频带中的阻抗。

区域Rn位于史密斯圆图的第三象限(阻抗的实部为1以下且虚部为负的象限)，因此，如果将电感器分流连接，则通过使阻抗轨迹沿着箭头 A1移动而实现阻抗匹配。但是，区域Ro位于史密斯圆图的左端(阻抗的实部大致为0且虚部大致为0的区域)，因此，即便将电抗元件分流连接，也无法实现阻抗匹配。另外，区域Rp位于史密斯圆图的第二象限(阻抗的实部为1以下且虚部为正的象限)，因此，如果将电容器分流连接，则能够使阻抗轨迹沿着箭头A2移动，但由供电辐射元件11及第二线圈L2 形成的电路的高次谐波谐振的频率(例如基本谐振频率为1/4波长谐振时的3/4波长谐振等)会大幅移动，在高频带中，阻抗仍然不匹配。

另一方面，根据本实施方式，如已经在图3(A)、图3(B)中示出的那样，通过包括第一线圈L1及第二线圈L2的自动变压器来进行阻抗转换，因此，匹配于由供电辐射元件11及第二线圈L2形成的电路的阻抗。即，图5(B)所示的阻抗轨迹被缩小，并且向右方向(阻抗的实部变高的方向)移位，在频率f1、f2下均实现阻抗匹配。其结果是，在宽频带的范围内确保了阻抗匹配，实现了基于供电辐射元件与无供电辐射元件的多谐振的宽频带化。

《第二实施方式》

在第二实施方式中，对天线耦合元件进行例示。图6是示出第二实施方式的天线耦合元件101的构造的立体图。在该天线耦合元件101中构成了图1(A)、图1(B)所示的天线耦合电路10。天线耦合元件101通过在绝缘基材的层叠体1的内外形成导体图案而构成。

在层叠体1的外表面，分别形成有作为供电辐射元件连接端子的第一端子T1、作为供电端子的第二端子T2、作为无供电辐射元件连接端子的第三端子T3、作为接地端子的第四端子T4。

在构成上述层叠体1的多个绝缘基材中的中间层1C形成有第一线圈 L1、第二线圈L2及第三线圈L3的导体图案。

图7是示出上述中间层1C的导体图案的立体图。在该图7中，在厚度方向上扩大表示。图8是示出形成于构成层叠体1的多个绝缘基材的导体图案的分解俯视图。

在图8中，绝缘基材Sb是最下层的绝缘基材，绝缘基材St是最上层的绝缘基材，绝缘基材S1～S10是上述中间层1C的绝缘基材。在绝缘基材Sb与绝缘基材S1之间以及在绝缘基材St与绝缘基材S10之间，设置有未形成导体图案的多个绝缘基材。

在图8中，在绝缘基材Sb的下表面分别形成有第一端子T1、第二端子T2、第三端子T3及第四端子T4的导体图案。同样地，在绝缘基材St 的上表面分别形成有第一端子T1、第二端子T2、第三端子T3及第四端子 T4的导体图案。在图8中，虚线概念性地示出层间连接导体。在绝缘基材S1、S2形成有线圈导体图案L11、L12。该线圈导体图案L11、L12构成第一线圈L1。在绝缘基材S2～S7形成有线圈导体图案L21～L26。该线圈导体图案L21～L26构成第二线圈L2。在绝缘基材S8～S10形成有线圈导体图案L31～L33。该线圈导体图案L31～L33构成第三线圈L3。

如图7、图8所示，构成第一线圈L1的线圈导体图案L11、L12、构成第二线圈L2的线圈导体图案L21～L26、以及构成第三线圈L3的线圈导体图案L31～L33在从卷绕轴方向(与Z轴平行的方向)观察时在整周范围内重叠。即，第一线圈L1、第二线圈L2及第三线圈L3的线圈卷绕轴是相同方向或者共同。因此，第一线圈L1、第二线圈L2及第三线圈L3 相互磁场耦合。换言之，通过第一线圈L1、第二线圈L2及第三线圈L3 的线圈开口的磁通被共享，各线圈间的耦合系数高。

另外，构成第二线圈L2的线圈导体图案L21～L26配置在构成第一线圈L1的线圈导体图案L11、L12与构成第三线圈L3的线圈导体图案L31～L33之间。因此，能够有效地提高第一线圈L1与第二线圈L2的耦合系数。由此，能够使k1大于图1所示的耦合系数k3。耦合系数k1越接近1，串联寄生成分(图2中的LL的电感)越接近0，因此，由此能够抑制针对匹配的频率依赖性，能够在宽频带的范围内进行匹配。

另外，第二线圈L2的卷绕数约为5匝，第一线圈L1的卷绕数约为1.5 匝，第三线圈L3的卷绕数约为2.5匝。即，第二线圈L2的卷绕数比第一线圈L1和第三线圈L3的卷绕数多。

这里，当用M表示第一线圈L1与第二线圈L2的互感、用i表示电流时，为了驱动无供电辐射元件12，重要的是变压器的感应电动势(＝ 2πfMi)。即，增多构成第一线圈L1的线圈导体图案及构成第二线圈L2 的线圈导体图案的卷绕数即可。但是，第一线圈L1相对于线路串联地接入，因此，第一线圈L1的自感对供电辐射元件11的谐振频率造成较大的影响。在本实施方式中，构成与供电辐射元件11连接的第二线圈L2的线圈导体图案的卷绕数比构成第一线圈L1的线圈导体图案的卷绕数多，因此，能够抑制对供电辐射元件11的谐振频率造成的影响，并且能够增大感应电动势。

另外，通过使第二线圈L2的卷绕数比第一线圈L1和第三线圈L3的卷绕数多，能够增大第一线圈L1与第三线圈L3的层间距离，由此，能够容易使k1大于上述耦合系数k3。

图10是示出第二实施方式的天线耦合元件101、以及具备该天线耦合元件101的天线装置201的结构的电路图。该天线装置201的电路结构与图1所示的天线装置201相同。

在图8中，形成于绝缘基材S1的导体图案E11相当于第一线圈L1的第一端T11。该导体图案E11与形成于层叠体1的第二端子T2导通。形成于绝缘基材S2的导体图案E121相当于第一线圈L1的第二端T12并且相当于第二线圈L2的第一端T21。该导体图案E121与形成于层叠体1的第一端子T1导通。形成于绝缘基材S7的导体图案E22相当于第二线圈 L2的第二端T22。该导体图案E22与形成于层叠体1的第四端子T4导通。形成于绝缘基材S8的导体图案E32相当于第三线圈L3的第二端T32。该导体图案E32也与形成于层叠体1的第四端子T4导通。形成于绝缘基材 S10的导体图案E31相当于第三线圈L3的第一端T31。该导体图案E31与形成于层叠体1的第三端子T3导通。

第一线圈L1的第一端T11至第二端T12的卷绕方向与第二线圈L2 的第一端T21至第二端T22的卷绕方向为相同方向(在图8所示的方向上逆时针)。另外，在本实施方式中，第三线圈L3的第一端T31至第二端 T32的卷绕方向(在图8所示的方向上顺时针)与第二线圈L2的第一端 T21至第二端T22的卷绕方向(在图8所示的方向上逆时针)为相反方向。同样地，第三线圈L3的第一端T31至第二端T32的卷绕方向与第一线圈 L1的第一端T11至第二端T12的卷绕方向为相反方向。在图10中，点标记示出各线圈的卷绕方向。

通过图7、图8所示的结构，得到图10所示的电路的天线耦合元件 101。

在本实施方式中，构成第二线圈L2的线圈导体图案L21～L26配置在构成第一线圈L1的线圈导体图案L11、L12与构成第三线圈L3的线圈导体图案L31～L33之间，因此，在第一线圈L1与第三线圈L3之间产生的不需要的寄生电容小。因此，包括该寄生电容和第一线圈L1及第三线圈 L3的寄生谐振电路的自谐振所造成的不良影响少。

需要说明的是，在图8所示的例子中，分别形成于绝缘基材S1～S10 的线圈导体图案的线圈开口直径根据层叠位置交替地不同。图8所示的线圈导体图案L11、L22、L24、L26、L32是线圈开口的直径大的大径线圈导体图案，线圈导体图案L12、L23、L25、L31、L33是线圈开口的直径小的小径线圈导体图案。

图9是针对上述线圈导体图案的线圈开口直径的不同而示出的图。在图9中，图案LB示出上述大径线圈的集合的形状，图案LS示出上述小径线圈的集合的形状。在与各绝缘基材垂直的方向上观察时，大径线圈图案LB的内周重叠在小径线圈图案LS的外周与内周之间。另外，小径线圈图案LS的外周重叠在大径线圈图案LB的外周与内周之间。能够将这样的线圈导体图案的形状及配置表现为针对径向的“交错配置”。上述重叠的宽度优选为堆叠偏移的最大宽度，线宽优选为堆叠偏移的最大宽度的两倍。例如，在堆叠偏移的最大宽度为35μm的情况下，优选将各线圈导体图案的线宽度设为70μm，将大径线圈图案LB和小径线圈图案LS在线宽方向上重叠35μm。

这样，如果在存在堆叠偏移的最大宽度这一前提下将其两倍设为大径线圈图案LB及小径线圈图案LS的线宽，则即便大径线圈图案LB与小径线圈图案LS的堆叠偏移成为最大，也维持了大径线圈图案LB与小径线圈图案LS重叠的关系。

根据这样的线圈导体图案的形状/尺寸，即便存在绝缘基材的堆叠偏移、线圈导体图案相对于绝缘基材的形成位置偏移，由于大径线圈的线圈开口与小径线圈的线圈开口的重叠面积(在小径线圈图案LS的内周形成的线圈开口)保持为固定，因此，也能够抑制针对上述偏移的电气特性的偏差。

在图11(A)、图11(B)中，电感Lp是在天线耦合元件101的第四端子T4至电路的接地的连接路径中产生的寄生电感。由于第二线圈L2与第三线圈L3以相反极性耦合，因此，如图11(B)所示，产生负的互感 (-M)。该负的电感与寄生电感Lp串联连接，因此，抑制了因寄生电感 Lp的存在而造成的影响。

如前所述，构成第二线圈L2的线圈导体图案L21～L26配置在构成第一线圈L1的线圈导体图案L11、L12与构成第三线圈L3的线圈导体图案 L31～L33之间，因此，也能够有效地提高第二线圈L2与第三线圈L3的耦合系数。另外，通过使第二线圈L2的卷绕数比第一线圈L1和第三线圈 L3的卷绕数多，能够增大第一线圈L1与第三线圈L3的层间距离。由此，能够使耦合系数k2大于图1所示的耦合系数k3。耦合系数k2越大，上述负的电感(-M)的绝对值越大，因此，上述寄生电感Lp的抑制效果提高。

《第三实施方式》

在第三实施方式中，示出第三线圈L3相对于第一线圈L1及第二线圈 L2的耦合极性与第二实施方式所示的例子不同的天线耦合元件的例子。

图12是示出第三实施方式的天线耦合元件中的形成于多个绝缘基材的导体图案的分解俯视图。层叠体的基本结构与第二实施方式所示的结构相同。

形成于绝缘基材S8、S9、S10的线圈导体图案L31、L32、L33的形状与图8所示的例子不同。本实施方式的天线耦合元件的线圈导体图案 L31、L32、L33与图8所示的线圈导体图案L31、L32、L33处于在左右方向(与X轴平行的方向)上反转的关系。

图13是示出本实施方式的天线耦合元件102、以及具备该天线耦合元件102的天线装置202的结构的电路图。该天线装置202所具备的第三线圈L3的卷绕方向与天线装置201所具备的第三线圈L3的卷绕方向为相反方向，因此，第三线圈L3的第一端T31至第二端T32的卷绕方向(在图 12所示的方向上逆时针)与第二线圈L2的第一端T21至第二端T22的卷绕方向(在图12所示的方向上逆时针)为相同方向。同样地，第三线圈 L3的第一端T31至第二端T32的卷绕方向与第一线圈L1的第一端T11 至第二端T12的卷绕方向为相同方向。在图13中，点标记示出各线圈的卷绕方向。

天线装置201增强磁场耦合和电场耦合，但通过像这样使第三线圈L3 相对于第一线圈L1及第二线圈L2的耦合极性相同，能够改变在无供电辐射元件12感应的电流的极性(相位)，能够变更无供电辐射元件12的耦合的强度。例如，供电辐射元件11和无供电辐射元件12根据两者的位置关系、延伸方向等，相互的耦合关系各种各样。在其耦合中存在强弱。考虑该耦合的关系，适当设定在无供电辐射元件12感应的电流的极性(相位)。例如，当耦合过强时，阻抗的轨迹变大，成为无供电辐射元件所负责的频带中的阻抗难以匹配的状态。在该情况下，通过使上述极性相反，能够使阻抗容易匹配。

作为具体例，在单极天线的情况下，通过设置无供电辐射元件，产生供电辐射元件与无供电辐射元件的耦合。在该耦合中存在强弱。该耦合与史密斯圆图上的阻抗的轨迹的大小(由无供电辐射元件形成的圆的大小) 具有关系。在耦合较大的情况下，史密斯圆图上的阻抗的轨迹的由无供电辐射元件形成的圆超过jX＝0。在该情况下，在分流连接的电感器中难以匹配。在阻抗位于史密斯圆图的第一象限(阻抗的实部为1以上且虚部为正的象限)或者第二象限(阻抗的实部为1以下且虚部为正的象限)的情况下，即便将电感器分流连接，阻抗也与50Ω(史密斯圆图的中心)分离。在这样的情况下，有时想要减弱耦合的大小而将阻抗决定到史密斯圆图上的第三象限(阻抗的实部为1以下且虚部为负的象限)或者第四象限(阻抗的实部为1以上且虚部为负的象限)。这一个方法是使上述耦合的极性反转的方法。通过使极性相反，从而变更磁场耦合，电流的方向改变，电场耦合变弱，作为结果，能够减弱无供电辐射元件的耦合，其结果是，阻抗的轨迹变小，能够成为容易匹配的阻抗。

最后，上述实施方式的说明在所有方面是例示，并非是限制性的内容。对本领域技术人员来说能够适当进行变形及变更。本实用新型的范围由权利要求书示出，而非上述实施方式。此外，在本实用新型的范围内包括与权利要求书同等的范围内的从实施方式的变更。

Claims

1.一种天线耦合电路，其特征在于，

所述天线耦合电路具备：具有第一端及第二端的第一线圈；具有第一端及第二端的第二线圈；以及具有第一端及第二端的第三线圈，

所述第一线圈的第二端与所述第二线圈的第一端连接，

所述第二线圈与所述第一线圈及所述第三线圈磁场耦合，

所述第一线圈的第一端为供电端，

所述第二线圈的第一端为供电辐射元件连接端，

所述第二线圈的第二端为接地端，

所述第三线圈的第一端为无供电辐射元件连接端，

所述第三线圈的第二端为接地端。

2.根据权利要求1所述的天线耦合电路，其特征在于，

所述第三线圈的第一端至第二端的卷绕方向与所述第二线圈的第一端至第二端的卷绕方向为相反方向。

3.根据权利要求1所述的天线耦合电路，其特征在于，

所述第三线圈的第一端至第二端的卷绕方向与所述第二线圈的第一端至第二端的卷绕方向为相同方向。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线耦合电路，其特征在于，

所述第二线圈与所述第三线圈的耦合系数比所述第一线圈与所述第三线圈的耦合系数大。

5.一种天线耦合元件，其特征在于，

所述天线耦合元件是在多个绝缘基材的层叠体形成导体图案而构成了权利要求1至4中任一项所述的天线耦合电路的芯片部件，

在所述层叠体的外表面具备：

供电端子，其连接了所述第一线圈的第一端；

供电辐射元件连接端子，其连接了所述第二线圈的第一端；

6.根据权利要求5所述的天线耦合元件，其特征在于，

构成所述第一线圈的线圈导体图案、构成所述第二线圈的线圈导体图案及构成所述第三线圈的线圈导体图案在从所述卷绕轴方向观察时在整周范围内重叠。

7.根据权利要求5或6所述的天线耦合元件，其特征在于，

构成所述第二线圈的线圈导体图案配置在构成所述第一线圈的线圈导体图案与构成所述第三线圈的线圈导体图案之间。

8.根据权利要求5或6所述的天线耦合元件，其特征在于，

构成所述第二线圈的线圈导体图案的卷绕数比构成所述第一线圈的线圈导体图案的卷绕数及构成所述第三线圈的线圈导体图案的卷绕数多。

9.根据权利要求7所述的天线耦合元件，其特征在于，

10.一种天线装置，其特征在于，

所述天线装置具备：

权利要求1至4中任一项所述的天线耦合电路；

供电辐射元件，其与所述供电辐射元件连接端连接；以及

无供电辐射元件，其与所述无供电辐射元件连接端连接。