JP2000306737A - 無線周波数変成器およびその用途 - Google Patents
無線周波数変成器およびその用途Info
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Abstract
げ、あるいは他の構成部品を設置し易くして他機能を設
定可能な、無線周波数変成器およびその用途を提供する
こと。 【解決手段】 プリント回路の少なくとも4個の層に、
この変成器を構成する2個の主要線(1、9)を設置す
る。各主要線に、4個のうちの2個の層が対応する。こ
れらの主要線は、変形実施形態では立方形のものに巻か
れる。1個の主要線に対応する層は、他の主要線に対応
する層と交互配置される。このように構成された変成器
は、その一方(13)がアース(21)に接続されてい
る2個の入力ポート(5、13)と、2個の出力ポート
(19、20)とを有する。
Description
an)」と称される平衡/不平衡無線周波数変成器(b
alanced−unbalanced radio
frequency transformer)とその
用途とを目的とする。その適用分野は、無線周波数信号
の処理にあり、また特に移動電話の無線周波数信号の処
理にある。本発明の目的は、主要カードにプリントされ
る線からなる、このような変成器の外形寸法を低減する
ことにより、原価を下げることにある。
性に柔軟性がない。こうした変成器は、相対する受動の
8個の極(4個のポート)として考慮される。各ポート
は、1つの線によって、1つの出力にそれぞれ結合され
る。1つのポートは、アースに接続され、第2のポート
には、振幅Aの高周波信号が送られる。振幅A/kでθ
度だけ位相をずらした2個の出力信号を、それぞれ1個
の出力で回収する。ファクターkとθはそれぞれ、変成
器を構成する各線の間の距離と、これらの各線の長さお
よび幅とにより決定される。振幅A/kでθ度だけ位相
をずらした2個の信号を出力に相互に送ることにより、
第2のポートで、振幅2A/kの信号を回収する。変成
器を構成する要素の具体的な寸法は、位相差θにより課
される。従って、このような変成器の外形寸法は最小化
される。
なる基板プレートを含む。変成器を構成する各線は、基
板プレートの面の1つに配置される。これらの線は、面
積を節約するために、直線またはループである平行な経
路を有する。かくして線は、基板の両側に2個の層で構
成される。これらの変成器はまた、時には同軸ケーブル
からも構成される。連結された2個の線は、同軸ケーブ
ルの芯およびシールドから構成される。その場合、面積
が大きいという問題が、スペースをとるという問題に加
わる。
数変成器を要することがある。たとえば同軸ケーブルを
用いて無線周波数変成器を構成する場合、厚みの面でも
面積の面でも場所をとるので、移動電話のデザインを損
ない、コストを上げることになる。他の解決方法を選択
する場合、厚みの問題は解決できるが、変成器によって
使用される面積を他の機能のために使用することはでき
ず、移動電話の寸法が大きくなってしまう。
4個の層で高周波変成器を構成することにより、これら
の問題を解決するものである。4個の層は、たとえば多
層プリント回路の金属被覆層である。一例では、プリン
ト回路が6個の層を有する。4個の層で変成器を構成す
ることは、使用されるプリント回路に対して問題となら
ない。何故なら、移動電話の大半は、既に6個の層を備
えた技術を用いたプリント回路を使用しているからであ
る。そのため、プリント回路における本発明による変成
器の面積は非常に小さくなる。また多層回路の内部層を
使用することにより、表面構成部品を設置可能な面積が
空く。
2個の主要線が4個の平行な面により構成された少なく
とも4個の異なる層に延びており、2個の層が第1の主
要線に対応し、2個の層が第2の主要線に対応すること
を特徴とする無線周波数変成器を目的とする。
調器におけるこのような変成器の使用を目的とする。
討することにより、いっそう理解されるだろう。添付図
面は、発明を少しも限定するものではなく、例として挙
げているにすぎない。
す。変成器は、めっきスルーホール3により相互接続さ
れる2個の線区間2、4から構成された第1の主要線1
を含む。ホール3は、誘導効果のためにコイルによって
示されている。誘導効果はまた、他のホールにもある。
線区間2は、線区間の起点5と終端6とを有する。線区
間4は、線区間の起点7と終端8とを有する。めっきス
ルーホール3は、線区間2、4を、その各端6、7によ
り接続する。線区間2の起点5は、主要線1の起点とみ
なされる。線区間4の終端8は、主要線1の出力ポート
とみなされる。図1はまた、主要線1の要素2〜8と同
様の要素10〜16を含む主要線9を示す。
が、シリンダ状に巻いた複数の主要線を含む。本発明で
は、この巻きの1ターンが1つの層で行われる。別の1
ターンに移行するには、シリンダに沿って層を変える。
変成器の2本のシリンダ形の線の複数ターンが交互配置
(インターリーブ)される。1本の主要線に対する層間
の移行は、別の主要線に対する層間の移行とは別の場所
で行われる。このようにして、主要線は決して短絡しな
い。
0゜の位相差を得ることを望んでいる。理論上、各主要
線は、無線周波数変成器が作動する周波数に対応する、
誘電体における周波数の波長がλであるとき、長さがλ
/4でなければならないとしている。この例では、シリ
ンダの断面が正方形である。主要線1は、その起点5か
ら、λ/4/15の長さだけ方向Dに延びている。次い
で主要線1は、反時計回りに90゜向きを変え、λ/4
/7.5の長さだけ延びる。主要線1は、再び反時計回
りに90゜向きを変え、再びλ/4/7.5の長さだけ
延びる。この4個の延長部は、端5から端6まで1つの
層において延びている。主要線が、反時計回りに90゜
向きを変えてから距離Lについて延びることを「Lだけ
延長される」という。主要線は、長さλ/4/7.5だ
け延長されて線区間の端6に到達する。端6と7は、互
いに鉛直方向にあって、ホール3により結合されてい
る。端7から、主要線1は、長さλ/4/7.5だけ方
向Dに、第2の層で延びている。次に、λ/4/7.5
だけ2回延長され、その後、λ/4/15だけ2回延長
される。従って、主要線1は、全部で長さλ/4にわた
って、2つの層で延びている。
の鉛直方向に下方で、第3の層に配置される。主要線9
は、起点13から方向Dに距離λ/4/15だけ延び
る。次いで、λ/4/7.5だけ2回延長される。その
後、λ/4/7.5よりもやや短い距離で延長されて端
14に到達する。これは、主要線9は、主要線1に属す
るホール3とぶつからないようにしなければならないた
めである。これはぶつかれば短絡を引き起こすからであ
る。端15は、選択された例では、端14の鉛直方向に
下にある第4層に配置されている。主要線9は、端15
から、主要線1の端6、7の鉛直方向にある点までその
まま延びる。そこから主要線9は、長さλ/4/7.5
について方向Dに延びている。次に、λ/4/7.5だ
け2回延長されてから、λ/4/15だけ2回延長され
る。主要線9もまた、2個の層にわたって長さλ/4を
有する。
かにずらさなければならない。これらは互いにλ/4よ
りも近い。事実、こうした端は、主要線1と9の経路に
より描かれるループの内部にある。従って、これらの主
要線からの信号の回収は、端8と16におけるめっきス
ルーホール17、18によってのみ行うことができる。
こうした端8と16は、互いに、また、そうした端が属
する主要線の鉛直線上にあってはならない。何故ならホ
ール17、18は、その経路で如何なる主要線ともぶつ
かってはならないからである。ホール17、18の他端
は、それぞれ端8と16にある信号を回収することがで
きるポート19、20である。選択された例では、主要
線1が面P1上とP3上に延びており、主要線9が面P
2上とP4上に延びている。その場合、好適には、ポー
ト19と20が、面P1〜P4の下に配置された面P5
上にある。
P2、P3、P4、P5という順番で重ねられている。
これらの面で、主要線1と9は、立方形のものの周りに
巻かれる。
形のシリンダか、あるいは断面の形状が一定で垂直軸を
備えた他のあらゆる要素に巻くことができる。
9と20がどの面にあってもよい。そのためには、主要
線1と9の最後の延長を、反時計回りに90゜の角度で
はなく、時計回りに90゜の角度で行うだけで十分であ
る。それによって、P1〜P5の他のどの面にもポート
19、20を配置できるようになるが、その結果とし
て、高周波変成器の設置に必要な面積が増加する。
1を示している。アース面21の一端は、主要線9の入
力ポート13に接続されている。面21は、面積が大き
いので、妨害効果を制限しながらポート13までアース
を導くことができる。
所望の結合係数kにより決定され、面の間に含まれる誘
電率に応じて変化する。一般に、この距離はλ/4より
も短い。好適には、面は等間隔である。
クリート部品としてプリント回路に設置できる。本発明
において、好適には、変成器は、直接プリント回路に構
成される。いずれの場合にも、構成の原理は同じであ
る。多層回路、すなわち同じ基板または異なる基板のプ
レートを複数個重ねたものとして考慮可能な回路を使用
する。各プレートの間には、トラックを引くことができ
る。このようにして5枚の基板プレートを重ね、6個の
層を備えた回路が得られる。様々な基板プレートにホー
ルを突き通すことが可能であり、これらのホールのそれ
ぞれを金属メッキすることができる。従って、こうした
回路に、本発明による高周波変成器を設置可能である。
ディスクリート部品を形成するには、重要な回路をカッ
トし、トラックにより変成器の4個のポートに接続され
ている導線を備えたパッケージに、それを設置するだけ
でよい。こうして、その結果得られた構成部品を回路に
設置できる。
レートだけを通るホールの構成にある。このような完全
に貫通しないホールの例は、図1のホール3と11であ
る。ホール3は、線区間12と垂直な関係あり、ホール
11は、線区間10と垂直な関係にある。図2は、これ
らのホールを完全に突き通るホール、すなわち全ての基
板プレートを通るホールに、どのようにするかを示して
いる。
つの主要線に対し、別の主要線に対して選択したものと
は異なるシリンダを選択することにより行われる。必要
に応じて、2個のシリンダは、わずかにシフトさせるだ
けで互いに区別される。
に、線区間22、ホール23、および線区間24とを含
む主要線21を示している。図2はまた、線区間26、
ホール27、および線区間28を含む主要線25を示し
ている。主要線21は起点29を有し、主要線25は、
起点29の鉛直方向に配置される起点30を有する。主
要線25は、その起点30から長さλ/4/15だけ方
向Dに延び、次いで長さλ/4/7.5だけ2回延長さ
れてから、λ/4/7.5よりやや短い長さで延長され
る。この地点で主要線25は、主要線25の区間26の
端31で、線区間22を通る鉛直線からシフトされるよ
うに、λ/4/7.5よりもずっと短い長さでシフトさ
れる。線区間28の一端32は、端31の鉛直方向に配
置される。主要線25は、端32から、主要線21のホ
ール23に接触する線区間24に対して垂直である方向
に、主要線25が、このホールの鉛直方向に配置される
なるまで、延びる。次いで、主要線25は、λ/4/
7.5よりもやや短い長さで方向Dに延びてから、λ/
4/7.5で2回延長され、さらにλ/4/15で2回
延長される。このようにして、主要線25の一端33に
到達する。主要線21は端34を有する。信号は、図1
のポート8と16について説明したのと同様に、ポート
33、34で回収される。ホール27を主要線21に対
してシフトする方法により、ホール23、27を完全に
突き通るように構成可能であり、従って、本発明による
1つまたは複数の変成器を含む回路の最終コストを節約
できる。
す。図3は、移相器302に接続されたローカル発振器
301を示す。移相器302は、ローカル発振器の信号
に対応するが互いに90゜変位した2個の信号を出力で
供給する。移相器302の第1の出力は、本発明による
第1の変成器303の入力304に接続されている。変
成器303の第2の入力305は、アースに接続されて
いる。変成器303は、発振器301の信号に対応する
信号を出力306で供給し、発振器301の信号に対応
するが180゜変位した信号を出力307で供給する。
移相器302の第2の出力は、発振器301の信号に対
応するが90゜変位した信号を供給する。この出力は、
本発明による第2の変成器308の第1の入力309に
接続される。変成器308の第2の入力310は、アー
スに接続されている。変成器308の第1の出力311
は、発振器301の信号に対応するが90゜変位した信
号を供給する。変成器308の第2の出力312は、発
振器301の信号と対応するが270゜変位した信号を
供給する。出力306、307、311、312は、変
調器313に接続されている。変調器313はまた、I
信号314およびQ信号315を受信する。これらのI
信号とQ信号は、移動電話で既知の方法で得られる。供
給される全ての信号から、変調器313は、既知の方法
で無線周波数信号316を発生する。次に、無線周波数
信号は、移動電話から送られる。
が必要であるだけにますます、本発明の用途が有効であ
る。こうした移動電話のプリント回路に組み込み可能で
あることにより、小型化に貢献し、移動電話の寸法を低
減することができる。
を示す。変成器401の第1のポート402に、無線周
波数入力信号RFEを入力し、第2のポート403をア
ースに接続する。この構成において、変成器401の出
力405は、入力信号の振幅の半分の振幅で、入力信号
と同位相の信号A1を送る。変成器401の出力404
は、入力信号に対して180゜変位した振幅A1の信号
を送る。図1との類推において、ポート402〜405
は、ポート5、13、20、19にそれぞれ対応する。
出力404と405は、ミキサ406と407に同時に
接続される。
08を示している。変成器408の第1のポート409
には、ローカル発振器413から送られる信号を入力す
る。変成器408の第2のポート410は、アースに接
続される。この構成において、変成器408の出力41
1は、発振器413の信号に対して180゜変位してい
て、かつ発振器413から送られる信号の振幅の半分で
ある振幅A2の信号を送る。変成器408の出力412
は、発振器413から送られる信号と同位相の、振幅A
2の信号を送る。図1との類推において、ポート409
〜412は、ポート5、13、20、18に対応する。
出力411、412は、位相差発生器414に接続され
る。
90゜変位することにある。発生器414は、個別ポー
トにより、振幅が発振器413から送られる信号の振幅
の分数または倍数であって、発振器413の信号に対し
て0゜、90゜、180゜および270゜変位してい
る、信号S0、S90、S180およびS270をそれ
ぞれ送信する。信号S90とS270を送る発生器41
4のポートは、ミキサ406に接続され、信号S0とS
180を送る発生器414のポートは、ミキサ407に
接続される。ミキサ406は、信号+Iと−Iを送り、
ミキサ407は、信号+Qと−Qを送る。これらの信号
は、たとえば移動電話において、後で処理するために使
用可能な復調信号である。
270はまた、ミキサ415の入力にも送られる。ミキ
サ415は、他の入力から、既知の方法で得られる信号
+Iと−Iを受信する。ミキサ415は、互いに180
゜変位した2個の無線周波信号を送り、2個の信号のう
ちの一方は、発振器413から送られる信号に対して位
相がゼロである。位相がゼロの信号は、本発明による第
3の変成器417のポート420に送られる。他方の信
号は、変成器417の入力421に送られる。発生器4
14から送られる信号S0とS180は、ミキサ416
の入力に送られる。ミキサ416は、既知の方法で得ら
れた信号+Qと−Qを別の入力で受信する。ミキサ41
6は、その場合、互いに180゜変位した2個の無線周
波数信号を送り、2個の信号のうちの一方は、発振器4
13から送られる信号に対して位相がゼロである。位相
がゼロの信号は、変成器417のポート420に送られ
る。他方の信号は、変成器417の入力421に送られ
る。
続される。図1との類推において、ポート418〜42
1は、それぞれポート5、13、19、20に対応す
る。この構成において、変成器417は、無線周波数信
号RFSを出力418から送る。
使用可能である。
いる、本発明による変成器を示す図である。
調器に使用した例を示す図である。
使用した一例を示す図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 平行な経路を有する2個の主要線(1、
9;21、29)と、2個の主要線の端からなる4個の
ポート(5、13、19、20;29、30、33、3
4)とを有する高周波変成器であって、 2個の主要線が、4個の平行な面により構成された少な
くとも4個の異なる層に配置され、 2個の層が、前記2個の主要線のうちの第1の主要線に
対応し、別の2個の層が、前記2個の主要線のうちの第
2の主要線に対応することを特徴とする高周波変成器。 - 【請求項2】 変成器が作動する周波数に対応する誘電
体における波長がλであるとき、主要線がλ/4と同じ
長さであることを特徴とする請求項1に記載の変成器。 - 【請求項3】 各主要線(1、9;21、29)が、そ
のポートの1つにより構成される起点(5、13;2
9、30)をそれぞれ有し、 それらの起点が、互いにλ/4よりも近いことを特徴と
する請求項1または2に記載の変成器。 - 【請求項4】 第1の主要線に対応する層が、第2の主
要線に対応する層と交互配置されることを特徴とする請
求項1から3のいずれか一項に記載の変成器。 - 【請求項5】 主要線が、立方形のものに巻かれること
を特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の変
成器。 - 【請求項6】 少なくとも4個の層を有する多層プリン
ト回路を含み、 変成器の主要線を含む4個の層が、前記多層プリント回
路の4個の層であることを特徴とする、請求項1から5
のいずれか一項に記載の変成器。 - 【請求項7】 2個の層の間の主要線の連続性が、層間
のめっきスルーホール(3、17;11、18)により
確保されることを特徴とする請求項6に記載の変成器。 - 【請求項8】 層間の全てのめっきスルーホールが、完
全に突き通っており、 一方の主要線が、他方の主要線に対して、わずかにオフ
セットされていることを特徴とする請求項7に記載の変
成器。 - 【請求項9】 起点のポートの1つ(13)が、三角形
のアース面(21)によりアースに接続されており、 前記三角形のアース面(21)の頂点の1つが、前記起
点のポートの1つ(13)と接続されることを特徴とす
る請求項1から3のいずれか一項に記載の変成器。 - 【請求項10】 移動電話の変調器または復調器におけ
る、請求項1から9のいずれか一項に記載の変成器の使
用方法。
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