JP2002329611A - 積層型複合バラントランス - Google Patents
積層型複合バラントランスInfo
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Abstract
とができる積層型複合バラントランスを提供する。 【解決手段】 バラントランスTR1の線路部3a,4
a,5a,6aは渦巻状のパターン形状を有している。
バラントランスTR2の線路部3b,4b,5b,6b
も、渦巻状のパターン形状を有している。線路部3a,
4a並びに線路部3b,4bは共通グランド電極10,
11の間に配置され、それぞれストリップライン構造を
している。線路部5a,6a並びに線路部5b,6b
も、グランド電極11,12の間に配置され、それぞれ
ストリップライン構造をしている。グランド電極10〜
12は、それぞれシート2の略全面に設けられており、
バラントランスTR1とTR2の共通グランド電極とし
て機能している。こうして、バラントランスTR1,T
R2を内蔵した積層型複合バラントランス1が得られ
る。
Description
トランス、特に、無線通信機器用ICの平衡−不平衡信
号変換器ないし位相変換器等として用いられるバラント
ランスを複数個内蔵した積層型複合バラントランスに関
する。
線路(バランス伝送線路)の平衡信号及び不平衡伝送線
路(アンバランス伝送線路)の不平衡信号を相互に変換
するためのものであり、バランとはバランス−アンバラ
ンスの略称である。平衡伝送線路は、対をなす2本の信
号線を有し、信号(平衡信号)が2本の信号線間の電位
差として伝搬するものをいう。平衡伝送線路では、外来
ノイズが2本の信号線に等しく影響するため、外来ノイ
ズが相殺されて、外来ノイズの影響を受けにくいという
利点がある。また、アナログICの内部の回路は差動増
幅器で構成されるため、アナログICの信号用の入出力
端子も、信号を二つの端子間の電位差として入力あるい
は出力するバランス型であることが多い。これに対し
て、不平衡伝送線路は、信号(不平衡信号)がグランド
電位(ゼロ電位)に対する一本の信号線の電位として伝
搬するものをいう。例えば、同軸線路や基板上のマイク
ロストリップラインがこれに相当する。
−不平衡変換器として、積層型バラントランスが提案さ
れている。このバラントランスは、通常、一対の平衡伝
送線路を構成する第1及び第2線路部と、この平衡伝送
線路に誘電体シートを介して電磁結合する一つの不平衡
伝送線路を構成する第3及び第4線路部と、第1〜第4
線路部のそれぞれに誘電体シートを介して対置している
グランド電極と、複数の誘電体シートとを積み重ねて構
成した積層体を備えている。そして、第1線路部と第3
線路部が誘電体シートを挟んで対向する部分で電磁結合
(ライン結合)して結合器を構成する。同様に、第2線
路部と第4線路部が誘電体シートを挟んで対向する部分
で電磁結合(ライン結合)して結合器を構成する。
型バラントランスは、一つの部品に一つのバラントラン
スしか内蔵していなかったため、例えば、複数のバラン
トランスを携帯電話などの移動体通信機に組み込む場合
には、複数個分の実装面積をプリント基板上に確保する
必要があった。従って、通信機の大型化を招くという問
題があった。
どの電子機器を小型化することができる積層型複合バラ
ントランスを提供することにある。
るため、本発明に係る積層型複合バラントランスは、
(a)複数のバラントランスを備え、(b)バラントラ
ンスのそれぞれが、一対の平衡伝送線路と、一対の平衡
伝送線路に誘電体層を介して電磁結合する一つの不平衡
伝送線路と、平衡伝送線路及び不平衡伝送線路の少なく
ともいずれか一方の伝送線路に誘電体層を介して対置し
ているグランド電極と、複数の誘電体層とを少なくとも
積み重ねて構成され、(c)それぞれのバラントランス
が少なくとも一つの共通グランド電極を有しているこ
と、を特徴とする。
ラントランスが内蔵されるため、プリント基板上に占め
るバラントランスの実装面積が小さくなる。このとき、
複数のバラントランスは、誘電体層の積み重ね方向に対
して垂直な方向に並置されていてもよいし、誘電体層の
積み重ね方向に対して平行な方向に並置されていてもよ
い。複数のバラントランスは、誘電体層の積み重ね方向
に対して平行な方向に並置すれば、バラントランス毎に
独立して誘電体層の厚さを調整できるため、バラントラ
ンス毎に平衡伝送線路と不平衡伝送線路の電磁結合量を
調整できる。
くとも一つの個別グランド電極を有するようにすれば、
バラントランス毎に、個別グランド電極と該個別グラン
ド電極に対置している伝送線路との間の距離を異ならせ
ることができる。これにより、平衡伝送線路や不平衡伝
送線路のインピーダンスを調整することができる。
ラントランスの実施の形態について添付の図面を参照し
て説明する。各実施形態において、同一部品及び同一部
分には同じ符号を付した。
ように、本第1実施形態は、内蔵する二つのバラントラ
ンスTR1,TR2を誘電体シート2の左右に配置して
いる積層型複合バラントランス1について説明する。積
層型複合バラントランス1は、1/4波長に相当する電
気長を有している線路部3a,3b、4a,4b、5
a,5b、6a,6bをそれぞれ表面に設けた誘電体シ
ート2と、引出し電極7a,7b、8a,8b、9a,
9bをそれぞれ表面に設けた誘電体シート2と、グラン
ド電極10,11,12をそれぞれ表面に設けた誘電体
シート2等で構成されている。誘電体シート2の材料と
しては、エポキシ等の樹脂あるいはセラミック誘電体等
が用いられる。第1実施形態では、誘電体シート2の材
料として、誘電体セラミック粉末を結合剤等と共に混練
した後、シート状にしたものを用いた。
a,5a,6aは渦巻状のパターン形状を有している。
線路部3aは、シート2に設けたビアホール15を介し
て、引出し電極7aに電気的に接続される。線路部4a
はビアホール15を介して引出し電極8aに電気的に接
続される。線路部6aはビアホール15を介して引出し
電極9aに電気的に接続される。
b,5b,6bも、渦巻状のパターン形状を有してい
る。線路部3b,4b,6bはそれぞれ、ビアホール1
5を介して引出し電極7b,8b,9bに電気的に接続
される。ここに、隣り合う線路部3aと3bのそれぞれ
の磁束方向が逆方向になるように、線路部3aと3bが
巻回されている。具体的には、線路部3aは、バラント
ランス1の上面側から見て反時計回り方向に巻回してい
る。一方、線路部3bは、時計回り方向に巻回してい
る。同様に、隣り合う線路部4aと4b、5aと5b、
6aと6bのそれぞれの磁束方向が逆方向になるよう
に、線路部4a〜6aと4b〜6bが巻回されている。
これにより、線路部3a〜6aで発生する磁束と線路部
3b〜6bで発生する磁束とが電磁的に結合せず、バラ
ントランスTR1とTR2の間のアイソレーションを向
上させることができる。ただし、隣り合う線路部3a〜
6aと3b〜6bの巻回方向が同じ方向であってもよい
ことは言うまでもない。
〜6aと3b〜6bとの間にシールド電極18を設け
て、バラントランスTR1とTR2の電磁的結合を防止
している。このシールド電極18の替わりに、長尺状ビ
アホールを各誘電体シート2に形成し、誘電体シート2
を積層することによって、これら長尺状ビアホールを連
接して柱状のシールド体を形成してもよい。この柱状の
シールド体は、バラントランスTR1とTR2の電磁的
結合をより確実に遮断する。
ト2の略全面に設けられており、バラントランスTR1
とTR2の共通グランド電極として機能している。これ
らの共通グランド電極10〜12はバラントランス1の
特性を考慮して、線路部3a〜6bから所定の距離だけ
離れた位置に配置されることが好ましい。線路部3a〜
6b、引出し電極7a〜9b及びグランド電極10〜1
2は、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、フォトリソ
グラフィ法等の方法により形成され、Ag−Pd,A
g,Pd,Cu等の材料からなる。
されることにより、図2に示すように積層体20とされ
る。積層体20の略左側半分の側面には、バラントラン
スTR1の不平衡信号端子21、平衡信号端子22a,
22b及び中継端子23が形成されている。積層体20
の略右側半分の側面には、バラントランスTR2の不平
衡信号端子24、平衡信号端子25a,25b及び中継
端子26が形成されている。積層体20の中央部分の側
面には、バラントランスTR1,TR2の共通グランド
端子G1,G2が形成されている。端子21〜26,G
1,G2はスパッタリング法、蒸着法、塗布法、印刷法
等の方法によって形成され,Ag−Pd,Ag,Pd,
Cu,Cu合金等の材料からなる。
し電極7a,7bに電気的に接続し、平衡信号端子22
a,22b,25a,25bはそれぞれ線路部4a,6
a,4b,6bに電気的に接続し、中継端子23,26
はそれぞれ線路部3a,5aと線路部3b,5bに電気
的に接続している。共通グランド端子G1は、共通グラ
ンド電極10〜12、引出し電極8a,9a及びシール
ド電極18に電気的に接続している。共通グランド端子
G2は、共通グランド電極10〜12、引出し電極8
b,9b及びシールド電極18に電気的に接続してい
る。
ス1は、例えば、縦が3.2mm、横が1.6mm、高
さが1.2mmのサイズを有している。あるいは、縦が
2.0mm、横が1.25mm、高さが0.95mmの
サイズを有している。図3は積層型複合バラントランス
1の電気等価回路図である。
において、線路部3a,4a並びに線路部3b,4bは
共通グランド電極10,11の間に配置され、それぞれ
ストリップライン構造をしている。線路部5a,6a並
びに線路部5b,6bも、グランド電極11,12の間
に配置され、それぞれストリップライン構造をしてい
る。そして、線路部3aと5aは、中継端子23を介し
て直列に接続され、不平衡伝送線路16aを構成してい
る。線路部4aと6aは、それぞれ平衡伝送線路17
a,17aを構成している。線路部3aと4a、並び
に、線路部5aと6aは、それぞれシート2を挟んで対
向するように形成されている。従って、線路部3aの渦
巻状パターンと線路部4aの渦巻状パターンとは平面視
で略重なっており、対向している部分で電磁結合(ライ
ン結合)して結合器を構成する。同様に、線路部5aの
渦巻状パターンと線路部6aの渦巻状パターンとが平面
視で略重なっており、対向している部分で電磁結合(ラ
イン結合)して結合器を構成する。こうして、バラント
ランスTR1が得られる。
6を介して直列に接続され、不平衡伝送線路16bを構
成している。線路部4bと6bは、それぞれ平衡伝送線
路17b,17bを構成している。線路3bと4b、並
びに、線路部5bと6bは、それぞれシート2を挟んで
対向するように形成されている。従って、線路部3bの
渦巻状パターンと線路部4bの渦巻状パターンとは平面
視で略重なっており、対向している部分で電磁結合(ラ
イン結合)して結合器を構成する。同様に、線路部5b
の渦巻状パターンと線路部6bの渦巻状パターンとが平
面視で略重なっており、対向している部分で電磁結合
(ライン結合)して結合器を構成する。こうして、バラ
ントランスTR2が得られる。
に二つのバラントランスTR1,TR2を内蔵している
ので、一つの部品に一つのバラントランスしか内蔵して
いない従来のバラントランス部品を2個組み合わせた場
合と比較して、プリント基板上に占める実装面積を小さ
くできる。さらに、複合バラントランス1に内蔵された
二つのバラントランスTR1,TR2は製造条件が同じ
であるので、バラントランスTR1,TR2間の特性差
の方が、組み合わされた2個のバラントランス部品間の
特性差よりも小さい。
を調整する場合、誘電体シート2の厚みや線路部3a〜
6bのライン幅を変えることにより、線路部3aと4a
の間の電磁結合や線路部5aと6aの間の電磁結合を調
整することができる。また、複合バラントランス1は、
上面にグランド電極10が形成されているのでシールド
効果を有する。なお、不平衡伝送線路16a,16bの
一端(具体的には線路部5a,5bの一端部)は開放端
となっているが、接地端としてもよい。
不平衡信号変換器として用いた場合を説明する。例え
ば、バラントランスTR1の不平衡信号端子21に不平
衡信号S1が入力されると、不平衡信号S1は不平衡伝
送線路16a(引出し電極7a−線路部3a−中継端子
23−線路部5a)を伝搬する。そして、線路部3aに
おいては線路部4aと電磁結合し、線路部5aにおいて
は線路部6aと電磁結合することによって、不平衡信号
S1は平衡信号S2に変換され、この平衡信号S2は平
衡信号端子22a,22bから出力される。逆に、平衡
信号端子22a,22bに平衡信号S2が入力される
と、平衡信号S2は平衡伝送線路17a,17aを伝搬
し、不平衡伝送線路16aにて不平衡信号S1に変換さ
れた後、不平衡信号端子21から出力される。バラント
ランスTR2も同様である。
合バラントランスは、前記第1実施形態の複合バラント
ランス1において、積層体20の上下に設けた共通グラ
ンド電極10,12の代わりに、バラントランスTR
1,TR2毎に個別グランド電極を設けたものと同様の
ものである。
1の個別グランド電極10a,10b,12a,12b
とこれら個別グランド電極10a,10b,12a,1
2bに対置している線路部3a,3b,6a,6bとの
間の距離をそれぞれH1,H3,H2,H4とする。距
離H1〜H4はそれぞれ誘電体シート2の厚みによって
決まる。
不平衡伝送線路16aなどのうち少なくともいずれか一
つの伝送線路とグランド電極との間の距離を変えること
によって、信号線路のインピーダンスを変化させて、入
力インピーダンスを調整したり、平衡伝送線路間インピ
ーダンスを調整したりすることができる。そこで、例え
ば、線路部3a,6aと個別グランド電極10a,12
aとの間の距離H1,H2に対して、線路部3b,6b
と個別グランド電極10b,12bとの間の距離H3,
H4を、以下の関係式が満足するように変える。距離H
3,H4の調整範囲は、距離H1,H2の0.1〜3倍
程度が好ましい。H1=H2>H3=H4、又は、H1
=H2<H3=H4
3=H4に限るものではなく、H1<H2、H3<H
4、あるいは、H1>H2、H3>H4など任意の組み
合わせが可能である。さらに、入力インピーダンスや平
衡伝送線路間インピーダンスの微調整も可能である。
2のそれぞれのインピーダンスを異ならせることができ
る。従って、この複合バラントランス31は、距離H1
〜H4の寸法を変えることによって、例えば、バラント
ランスTR1,TR2をそれぞれ、GSMの高周波信号
とDCS1800の高周波信号に対応したものにした
り、あるいは、GSMの高周波信号とPCS1900の
高周波信号に対応したものにしたりできる。
形態は、内蔵する二つのバラントランスを積層体の上下
に配置している積層型複合バラントランスについて説明
する。図5に示すように、複合バラントランス41の線
路部3a,5aは、それぞれの磁束方向が互いに逆方向
になるように巻回された状態で、同一の誘電体シート2
上に形成されている。線路部4a,6aは同一の誘電体
シート2上に形成されている。同様に、線路部3b,5
bは、それぞれの磁束方向が互いに逆方向になるように
巻回された状態で、同一の誘電体シート2上に形成され
ている。線路部4b,6bは同一の誘電体シート2上に
形成されている。
されることにより、図6に示すように積層体20とされ
る。積層体20の側面には、バラントランスTR1の不
平衡信号端子21および平衡信号端子22a,22b、
バラントランスTR2の不平衡信号端子24および平衡
信号端子25a,25b、並びに、バラントランスTR
1,TR2の共通グランド端子G1,G2が形成されて
いる。
1は、二つのバラントランスTR1,TR2を同一誘電
体シート2上に設けておらず、誘電体シート2の厚みを
バラントランスTR1,TR2毎に独立して調整するこ
とができる。
型複合バラントランスが内蔵するバラントランスの数
は、2以上任意である。そこで、第4実施形態は、三つ
のバラントランスを内蔵したものについて説明する。
1は、前記第1実施形態の複合バラントランス1におい
て、バラントランスTR1,TR2に対してさらに、バ
ラントランスTR3を誘電体シート2の積み重ね方向に
対して垂直な方向に並置したものと同様のものである。
この積層型複合バラントランス51は、例えば、縦が
4.0mm、横が1.6mm、高さが1.2mmのサイ
ズを有している。
記第2実施形態のように、積層体の上下に設けられた共
通グランド電極10,12の代わりに、バラントランス
TR1〜TR3毎に個別グランド電極を設けることによ
り、バラントランスTR1〜TR3のそれぞれのインピ
ーダンスを異ならせることができる。従って、例えば、
バラントランスTR1〜TR3をそれぞれ、GSMの高
周波信号とDCSの高周波信号とPCSの高周波信号に
対応したものにできる。
型複合バラントランスは前記実施形態に限定するもので
はなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができ
る。各電送線路の線路部3a,4a,5a,6a等の形
状は任意であり、渦巻状の他に、蛇行状、直線状であっ
てもよい。また、線路部のライン幅は、必ずしも全ての
線路部が等しい寸法に設定される必要もない。
に配置されたストリップライン構造に限るものではな
く、誘電体基板(裏面にグランド電極を設けている)の
表面に、線路部が配置された、いわゆるマイクロストリ
ップライン構造であってもよい。また、積層体20の上
下に設けられたグランド電極10,12は、両方あるい
は片方が設けられていなくてもよい。
して説明したが、量産時の場合にはマザー基板を製作
し、所望のサイズに切り出して製品とすることができ
る。さらに、前記実施形態は、導体が形成された誘電体
シートを積み重ねた後、一体的に焼成するものである
が、必ずしもこれに限定されない。シートは予め焼成さ
れたものを用いてもよい。また、以下に説明する製法に
よって複合バラントランスを製作してもよい。印刷等の
手段によりペースト状の誘電体材料を塗布して誘電体層
を形成した後、その誘電体層の表面にペースト状の導電
体材料を塗布して任意の導体を形成する。次に、ペース
ト状の誘電体材料を前記導体の上から塗布する。こうし
て順に重ね塗りすることによって積層構造を有する複合
バラントランスが得られる。
よれば、一つの部品に二つのバラントランスを内蔵して
いるので、一つの部品に一つのバラントランスしか内蔵
していない従来のバラントランス部品を2個組み合わせ
た場合と比較して、プリント基板上に占める実装面積を
小さくできる。さらに、複合バラントランスに内蔵され
た二つのバラントランスは製造条件が同じであるので、
このバラントランス間の特性差の方が、組み合わされた
2個のバラントランス部品間の特性差よりも小さい。
の積み重ね方向に対して平行な方向に並置すれば、バラ
ントランス毎に独立して誘電体層の厚さを調整できるた
め、バラントランス毎に平衡伝送線路と不平衡伝送線路
の電磁結合量を調整できる。
くとも一つの個別グランド電極を有するようにすれば、
バラントランス毎に、個別グランド電極と該個別グラン
ド電極に対置している伝送線路との間の距離を異ならせ
ることができる。これにより、平衡伝送線路や不平衡伝
送線路のインピーダンスを調整することができる。
実施形態を示す分解斜視図。
斜視図。
路図。
実施形態を示す分解斜視図。
実施形態を示す分解斜視図。
斜視図。
実施形態を示す分解斜視図。
路部 10,11,12…共通グランド電極 10a,10b,12a,12b…個別グランド電極 16a,16b…不平衡伝送線路 17a,17b…平衡伝送線路 TR1,TR2,TR3…バラントランス
Claims (4)
- 【請求項1】 複数のバラントランスを備え、 前記バラントランスのそれぞれが、一対の平衡伝送線路
と、前記一対の平衡伝送線路に誘電体層を介して電磁結
合する一つの不平衡伝送線路と、前記平衡伝送線路及び
前記不平衡伝送線路の少なくともいずれか一方の伝送線
路に誘電体層を介して対置しているグランド電極と、複
数の誘電体層とを少なくとも積み重ねて構成され、 それぞれの前記バラントランスが少なくとも一つの共通
グランド電極を有していること、 を特徴とする積層型複合バラントランス。 - 【請求項2】 それぞれの前記バラントランスが少なく
とも一つの個別グランド電極を有していることを特徴と
する請求項1に記載の積層型複合バラントランス。 - 【請求項3】 前記複数のバラントランスが、誘電体層
の積み重ね方向に対して垂直な方向に並置されているこ
とを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の積層型複
合バラントランス。 - 【請求項4】 前記複数のバラントランスが、誘電体層
の積み重ね方向に対して平行な方向に並置されているこ
とを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の積層型複
合バラントランス
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