JP2016092160A - Choke coil, bias t circuit, and communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、チョークコイルと、このチョークコイルを備えたバイアスT回路および通信装置に関する。 The present invention relates to a choke coil, a bias T circuit including the choke coil, and a communication device.
電力線通信(PLC:Power Line Communication)では、信号(AC)と電源(DC)が重畳して伝送され、これら信号と電源の重畳および分離には、バイアスT回路を備えた通信装置が用いられる。例えば、PLCの通信装置を自動車に設けることにより、自動車と携帯電話端末との間の通信と同時に携帯電話端末に対する電源供給を行うことができる。 In power line communication (PLC), a signal (AC) and a power supply (DC) are superimposed and transmitted, and a communication device including a bias T circuit is used for superimposing and separating these signals and power. For example, by providing a PLC communication device in a car, power can be supplied to the mobile phone terminal simultaneously with the communication between the car and the mobile phone terminal.
通信装置を小型化するためには、バイアスT回路で用いられるDCカットコンデンサや高周波信号を減衰するチョークコイルの小型化が必要となる。デバイスの小型化にメタマテリアル技術が利用されている。例えば、メタマテリアル技術により大きなインダクタンスを得るLH伝送線路や、ノード間に直列キャパシタと並列インダクタをメタマテリアルで構成したフィルタがある(例えば、下記特許文献1、2参照。)。また、誘電体と導電体からなるプリント基板上にEBG(Electromagnetic Band Gap)構造のキャパシタを構成した電磁バンドギャップ構造素子がある(例えば、下記特許文献3、4参照。)。また、スパイラル形状の平面型インダクタンス素子を電磁バンドギャップ素子により形成した電磁バンドギャップ構造素子がある(例えば、下記特許文献5参照。)。
In order to reduce the size of a communication device, it is necessary to reduce the size of a DC cut capacitor used in a bias T circuit and a choke coil that attenuates a high-frequency signal. Metamaterial technology is used for miniaturization of devices. For example, there is an LH transmission line that obtains a large inductance by metamaterial technology, and a filter in which a serial capacitor and a parallel inductor are configured with metamaterial between nodes (for example, see
しかしながら、従来のチョークコイルは、メタマテリアル技術を利用しても、所定のインダクタンスやキャパシタンス(容量)を得るためのスペースを必要とし、さらなる小型化が行えなかった。また、チョークコイルを搭載するバイアスT回路や通信装置において広帯域な通信の周波数帯域を得るためには、高周波から低周波までの周波数帯域でチップ素子のチョークコイルをプリント基板上に複数搭載する必要があり、小型化できなかった。 However, the conventional choke coil requires a space for obtaining a predetermined inductance or capacitance (capacitance) even if the metamaterial technology is used, and further miniaturization cannot be performed. In addition, in order to obtain a wide frequency band for communication in a bias T circuit or a communication device equipped with a choke coil, it is necessary to mount a plurality of choke coils for chip elements on a printed circuit board in a frequency band from a high frequency to a low frequency. Yes, it could not be downsized.
一つの側面では、本発明は、容易に小型化できることを目的とする。 In one aspect, it is an object of the present invention to be easily miniaturized.
一つの案では、チョークコイルは、入出力端子間に設けられ、コイル状に巻回されたコイルパターンと、前記コイルパターンの内部空間に配置される磁気バンドギャップとを有し、前記磁気バンドギャップは、前記内部空間の面積を分割する複数のランドを接続片で接続してなるランドパターンと、前記ランドパターンに所定間隔離れ重ねて配置され、導電体パターンを蛇行させて環状に形成したメアンダパターンと、を備えたことを要件とする。 In one proposal, the choke coil is provided between the input and output terminals, and includes a coil pattern wound in a coil shape, and a magnetic band gap disposed in an internal space of the coil pattern, and the magnetic band gap Is a land pattern formed by connecting a plurality of lands that divide the area of the internal space with connecting pieces, and a meander pattern that is arranged to be overlapped with the land pattern by a predetermined distance and is formed in a ring shape by meandering the conductor pattern It is a requirement that
一つの実施の形態によれば、容易に小型化できる。 According to one embodiment, the size can be easily reduced.
(実施の形態)
以下に添付図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。図1は、実施の形態にかかるチョークコイルの構成例を示す斜視図である。図中、Xは長さ方向、Yは幅方向、Zは高さ方向とする。
(Embodiment)
Hereinafter, preferred embodiments of the disclosed technology will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of a choke coil according to an embodiment. In the figure, X is the length direction, Y is the width direction, and Z is the height direction.
図1(a)に示すように、このチョークコイル100は、入出力の端子である一端と他端の間がコイル状に巻回されたコイルパターン101と、コイルパターン101の内部空間に配置された磁気バンドギャップ(EBGのパターン)102と、を有する。コイルパターン101は、図示の例では長さ方向Xを軸として矩形状に巻回された構成であるが、他に円形状や多角形状としてもよく所定径(内径)を有する。コイルパターン101の一端101Aはチョークコイル100の入力端子、他端101Bは出力端子である。
As shown in FIG. 1A, the
コイルパターン101は、上部コイルパターン101aと下部コイルパターン101bと、一対の側部コイルパターン101c,101dにより接続して構成したものである。一部の接続構成を説明すると、上部コイルパターン101aの一端部101aaは、側部コイルパターン101cを介して下部コイルパターン101bの一端部101baに接続される。また、上部コイルパターン101aの他端部101abは、側部コイルパターン101dを介して下部コイルパターン101bの他端部101bbに接続される。
The
そして、上部コイルパターン101a〜側部コイルパターン101c〜下部コイルパターン101b〜側部コイルパターン101d〜上部コイルパターン101aへの接続、が繰り返されることで、1本の所定長を有するコイル状のコイルパターン101が形成されることになる。なお、1本の導体をコイル状に巻回させてコイルパターン101を構成することもできる。
The
EBG102は、コイルパターン101内部に配置され、コイルパターン101に電気的に接触しないよう配置される。図1の例では、EBG102は、コイルパターン101の内部空間の上下に、所定距離離した1組のランドパターン112とメアンダパターン122を2組配置した例であるが、少なくとも1組配置すればよい。EBG102自体は、直接外部に接地等はされていない。
The EBG 102 is disposed inside the
図1(b)は、EBG102のうち1組のランドパターン112とメアンダパターン122を示した図である。このEBG102(ランドパターン112とメアンダパターン122)は、長さ方向Xに対しコイルパターン101と同等の長さを有する。
FIG. 1B shows a set of
ランドパターン112は、複数の矩形状のランド112aと、隣接するランド112aの4辺を接続片112bで互いに接続してなる。メアンダパターン122は、導電体パターン122aを蛇行させ、環状(リング状)に形成してなる。
The
コイルパターン101およびEBG102は、導電性を有する金属等の材質からなる。コイルパターン101とEBG102との間には、所定の誘電率を有する基材を設ける。基材としては、所定の誘電率を有するガラスエポキシ樹脂等のプリント基板や、テフロン(登録商標)などを用いることができ、基材を充填する方法により形成してもよい。このほか、基材を設ける領域の大部分を空気層とすることもできる(この場合、コイルパターン101内の一部にEBG102保持用の固定部材を設ける)。
The
図2〜図5は、実施の形態にかかるチョークコイルを多層のプリント基板を用いて形成した場合の各層の配線パターンを示す平面図である。コイルパターン101と、EBG102を多層のプリント基板(PCB:Printed Circuit Board)を用いて形成する構成例について説明する。多層のプリント基板のうち6層の各層にそれぞれ所定の導電体パターンを形成することでチョークコイル100を形成できる。なお、これら図3〜図5においてプリント基板そのものは記載していない。
2-5 is a top view which shows the wiring pattern of each layer at the time of forming the choke coil concerning Embodiment using a multilayer printed circuit board. A configuration example in which the
プリント基板は、例えばガラスエポキシ(FR4)の材質を用いる。第1層301〜第6層306は、各層分の厚さで離れており、各層上に形成される各導電体パターンは層分の所定間隔を有して離れている。
For example, a glass epoxy (FR4) material is used for the printed circuit board. The
図2は、プリント基板の第1層(上部層)301を示す図であり、図1に示した上部コイルパターン101aの導電体パターンを形成する。図示のように、上部コイルパターン101aは、長さ方向Xに所定角度傾斜する複数の導電体パターンからなる。上部コイルパターン101aの全体の長さはLa、幅はW1である。
FIG. 2 is a diagram showing the first layer (upper layer) 301 of the printed circuit board, and the conductor pattern of the
図3は、プリント基板の第2層302と第5層305(第1の中間層)を示す図である。これら第2層302と第5層305には、いずれも図1に示したEBG102のランドパターン112を導電体パターンにより形成する。
FIG. 3 is a diagram illustrating the
ランドパターン112の幅方向Yの大きさW2は、上部コイルパターン101aの幅W1よりも小さい。複数の矩形状のランド112aは長さ(および幅)がW3であり、接続片112bにより幅W4を有して接続される。ランドパターン112は、プリント基板の内部空間の面の全面に一様(ベタ)にランドを形成したものではない。ランドパターン112は、コイルパターン101の内部空間の面(面積)を、所定大きさで複数分割した矩形状のランド112aと、ランド112aがそれぞれ有する容量を接続する接続片112b(インダクタ)からなる。
The size W2 in the width direction Y of the
図4は、プリント基板の第3層303と第4層304(第2の中間層)を示す図であり、これら第3層303と第4層304には、いずれも図1に示したEBG102のメアンダパターン122を形成する。図4の(a)には第3層303のメアンダパターン122を示し、(b)には第4層304のメアンダパターン122を示す。図示のように、第3層303のメアンダパターン122と第4層304のメアンダパターン122は、長さ方向Xを軸として上下反転させた形状である。
FIG. 4 is a diagram showing a
メアンダパターン122の幅方向Yの大きさW2は、上部コイルパターン101aの幅W1よりも小さい(ランドパターン112のW2と同じ)。図示のように、メアンダパターン122は、導電体パターン122aを蛇行させて環状(リング状)に形成することで所定のインダクタンスLを有する。
The size W2 of the
図5は、プリント基板の第6層(下部層)306を示す図であり、この第6層306には、図1に示した下部コイルパターン101bの導電体パターンを形成する。図示のように、下部コイルパターン101bは、長さ方向Xに所定角度傾斜する複数の導電体パターンからなる。下部コイルパターン101bの傾斜方向は、上部コイルパターン101aの傾斜方向と逆方向である。下部コイルパターン101bの各部の寸法は、上部コイルパターン101aと同様であり、全体の長さはLa、幅はW1である。
FIG. 5 is a diagram showing a sixth layer (lower layer) 306 of the printed circuit board. In this
そして、第1層301の上部コイルパターン101aの一端部101aaは、図1に記載した側部コイルパターン101cを介して第6層306の下部コイルパターン101bの一端部101baに接続される。この側部コイルパターン101cは、第1層301から第6層306間に設けたスルーホール(ビア)で形成される。同様に、第1層301の上部コイルパターン101aの他端部101abは、側部コイルパターン101dを介して第6層306の下部コイルパターン101bの他端部101bbに接続される。この側部コイルパターン101dについても、第1層301から第6層306間に設けたビアで形成される。
The one end 101aa of the
下部コイルパターン101bの傾斜方向は、上部コイルパターン101aの傾斜方向と逆方向である。そして、平面でみて同一位置上の上部コイルパターン101aと下部コイルパターン101bとを多層のプリント基板のビアを介して層間で電気的に接続する。これにより、図1等に示したコイル状に巻回された所定長のコイルパターン101を多層のプリント基板上で形成することができる。
The inclination direction of the
上記のチョークコイル100の各部の寸法例を説明する。チョークコイル100の全寸法は、幅W1=1.7mm、長さLa=2.2mm、厚さd=0.4mmである。上部コイルパターン101aと下部コイルパターン101b上での導電体パターンの幅La1=0.1mm、間隔La2=0.1mm、巻回されたコイルパターン101全長(コイル長)=25mmである。このように、実施の形態では、プリント基板上の長さLa=2.2mm、幅W1=1.7mmの領域を用いてコイル長25mmの長さを得ることができる。
A dimension example of each part of the
また、EBG102のランドパターン112は、幅W2=1.1mm、ランド112aの大きさ(長さおよび幅)W3=0.5mm、接続片112bの長さ(ランド112aの間隔)W4=0.1mmである。長さLaは、上部コイルパターン101aおよび下部コイルパターン101bと同じである。
The
また、EBG102のメアンダパターン122は、幅W2=1.1mm、折り返し一つ当たりの幅W5=0.5mmで長さの外径La2=0.3mm、折り返しの隙間La3,W6=0.1mmである。長さLaは、上部コイルパターン101aおよび下部コイルパターン101bと同じである。
Further, the
また、プリント基板特性は、10層基板、基板厚d=0.4mm(図7参照)、誘電率=3.95、Tanδ=0.012、導電体パターンの材質=Cu5.8e7s/m、導体厚さ=0.018mm、ビア直径=0.06mmである。 The printed circuit board characteristics are: 10-layer board, board thickness d = 0.4 mm (see FIG. 7), dielectric constant = 3.95, Tan δ = 0.012, conductor pattern material = Cu 5.8e7 s / m, conductor The thickness is 0.018 mm, and the via diameter is 0.06 mm.
コイルパターン101の幅La1は、コイルパターン101直下の容量(EBG102のランドパターン112の容量)により決まり、コイルパターン101の全長によりインダクタンスLが決まって、LC共振器の閉回路が構成される。このため、EBG102を囲むコイルパターン101のパターン幅あるいは全長を変更することにより、高周波の周波数特性を調整することができる。
The width La1 of the
図6は、実施の形態にかかるチョークコイルのEBGパターンの位置関係を示す平面図である。第2層302のランドパターン112に第3層303のメアンダパターン122を重ねた状態を示す。ランドパターン112は、できるだけ大きいランド112aを所定の大きさ(幅および長さW3)で複数形成することで容量をもたせ、隣接するランド112a間を接続片112b(インダクタンス成分)で接続している。これにより、左手系回路と右手系回路の間を繋ぐ左手右手系回路を形成している。
FIG. 6 is a plan view showing the positional relationship of the EBG pattern of the choke coil according to the embodiment. The state where the
この第2層302のランドパターン112に対し、第3層303のメアンダパターン122は、複数の各ランド112aの位置で導電体パターン122aを複数回蛇行させるよう形成しており、できるだけ全長の長さを長く確保してインダクタ成分を増やしている。第4層304のメアンダパターン122と第5層305のランドパターン112についてもほぼ図6同様の位置関係を有している。
In contrast to the
図7は、実施の形態にかかるチョークコイルの各層間の電気的特性を示す図である。第1層301および第6層306にはチョークコイル100のコイルパターン101a,101bがあり、インダクタンスLを有する。詳細には、コイルパターン101a,101bは、長さ方向Xに複数の導電体パターンによるインダクタンスLをそれぞれ有する。
FIG. 7 is a diagram illustrating electrical characteristics between the layers of the choke coil according to the embodiment. The
また、第2層302〜第5層305のEBG102について、第2層302と第5層305のランドパターン112では、ランド112aによる容量C2およびインダクタL2と、接続片112bによるインダクタンスL1を有する。第3層303と第4層304のメアンダパターン122では、長さ方向Xに複数の導電体パターン122aによるインダクタンスL3と容量C3を有する。
Further, regarding the
そして、第1層301〜第6層306の各層間は、多層のプリント基板が有する所定の容量(キャパシタンス)C1−2,C2−3,…,C5−6を有する。第1層301と第2層302間は容量C1−2、第5層305と第6層306間は容量C5−6である。
Each of the
図8は、実施の形態にかかるチョークコイルの等価回路を示す図である。チョークコイルの入力端子101Aの第1層301と出力端子101Bの第6層306間には、上部コイルパターン101aと下部コイルパターン101bが有するインダクタンスLに対して並列にEBG102の等価回路が接続される。
FIG. 8 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the choke coil according to the embodiment. An equivalent circuit of the
EBG102の等価回路は、入力端子101Aと出力端子101B間には、第1層301と第2層302間のプリント基板の容量C1−2と、第2層302のランドパターン112の接続片112bのインダクタンスL1とが直接接続される。さらに、第2層302のランドパターン112の容量C2とインダクタンスL2の並列回路801が直接接続される。さらに、第5層305のランドパターン112の容量C2とインダクタンスL2の並列回路802が直接接続される。さらに、第5層305と第6層306間のプリント基板の容量C5−6と、第5層305のランドパターン112の接続片112bのインダクタンスL1とが直接接続される。
The equivalent circuit of the
また、インダクタンスL1と並列回路801との間には、第3層303のメアンダパターン122によるインダクタンスL3と容量C3の並列回路803が接続される。また、インダクタンスL1と並列回路802との間には、第4層304のメアンダパターン122によるインダクタンスL3と容量C3の並列回路804が接続される。並列回路803,804は高周波的に接地されている。
Further, between the inductance L1 and the
上記寸法例で第1層301と第6層306のコイルパターン101a,101bの導電体パターンを形成し、これらの層間をビア接続することにより、コイル状に巻回されたチョークコイル100が形成される。また、第1層(上部層)301と第6層(下部層)306との間の中間層である第2層302〜第5層305を用いてEBG102を形成する。そして、右手左手系媒体(CRLH)の原理をEBG102を用いて実現する。EBG102は、上部コイルパターン101aおよび下部コイルパターン101bに対する磁気バンドギャップとして機能する。
By forming conductor patterns of the
図9は、実施の形態にかかるチョークコイルのEBGによる磁気バンドギャップの作用を説明する図である。第1層301の上部コイルパターン101aと第6層306の下部コイルパターン101bとの間の距離は、薄い基板厚d(0.4mm、図7参照)程度である。実施の形態のチョークコイルでは、薄いプリント基板のため上部コイルパターン101aと下部コイルパターン101bとが近づいて配置されることになる。
FIG. 9 is a diagram for explaining the action of the magnetic band gap by the EBG of the choke coil according to the embodiment. The distance between the
ここで、実施の形態では、第1層301の上部コイルパターン101aと第6層306の下部コイルパターン101bとの間にEBG102(ランドパターン112およびメアンダパターン122)を設けた構成である。第2層302と第5層305のランドパターン112で容量を形成し、第3層303と第4層304のメアンダパターン122でインダクタンスを形成することにより、共鳴周波数が決定し磁気壁となる。この磁気壁により、図中矢印で示すように、上部コイルパターン101aおよび下部コイルパターン101bの磁束は、EBG102に沿って流れる。これにより、コイルパターン101に磁界を生じさせることができ、コイルパターン101に電流を流すことができる。
Here, in the embodiment, the EBG 102 (
EBG102は、フェライト等の磁性体と同様の作用を有することとなり、フェライトより加工しやすく、プリント基板上に汎用のパターンで形成できるため、簡単で安価に形成できる。
The
図10は、EBGを設けない場合の磁気作用を説明する図である。図10は、図9と対比してEBG102を設けていない点が異なる。このように、薄いプリント基板でコイルパターン101を形成し、EBG102を設けない場合、上部コイルパターン101aの磁束と、下部コイルパターン101bの磁束とが衝突し、打ち消し合うため、コイルパターン101に電流が流れない。
FIG. 10 is a diagram for explaining the magnetic action when no EBG is provided. FIG. 10 is different from FIG. 9 in that the
上記のように、実施の形態では、プリント基板等を用いて第1層301の上部コイルパターン101aと第6層306の下部コイルパターン101bとが近接する場合、EBG102を設けて、磁束が打ち消し合う現象を遮断している。
As described above, in the embodiment, when the
チョークコイル100の共振周波数は、EBG102のインダクタンスL、容量Cの定数を変更することにより制御できる。EBG102が磁気バンドギャップとなるため、上部コイルパターン101aの磁束と、下部コイルパターン101bの磁束とを分離する。これにより、薄厚のプリント基板上の導電体パターンでコイルパターン101を形成した場合でも、上下からの磁束が打ち消し合う作用を減衰でき、コイルパターン101のインダクタンス量が変化しない効果が得られる。
The resonance frequency of the
上記のように、EBG102は、CRLHの原理にしたがってプリント基板の中間層である第2層302と第3層303に1組、および第4層304と第5層305にもう1組でそれぞれに導電体パターンを形成するだけで簡単に形成できる。そして、第1層301と第6層306(上下層)およびビアを使用したコイル状のチョークコイル100の中間層(第2層302〜第5層305)にEBG102を設けることにより、チョークコイル100を小型化しつつ、送受信感度を向上できるようになる。
As described above, the
ここで、上述したように、EBG102を2層1組で計4層2組に形成することにより、容量Cを大きくでき、チョークコイル100を小型化できる。EBG102は、多層のプリント基板のコイルパターン101を形成した上部層および下部層の間に位置する中間層に少なくとも1組設ければよい。例えば、EBG102を2層1組(第2層302と第3層303)にだけ形成してもよく、この場合、4層のプリント基板を用い、第1層301(上部層)と第4層304(下部層)を用いてコイルパターン101を形成し、これら第1層301と第4層304の間に位置する中間層にEBG102(第2層302にランドパターン112、第3層303にメアンダパターン122)を形成すればよい。
Here, as described above, by forming the
EBG102は、図3,図4に示したように、プリント基板上に導電体パターン122aにより、ランドパターン112とメアンダパターン122を形成するため、ランドパターン112では容量(寄生容量)を増やし、メアンダパターン122ではインダクタンス成分を増やすことができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
これらランドパターン112とメアンダパターン122からなるEBG102の面に垂直な磁場成分が入射すると、EBG102の導電体パターン上に入射磁場を打ち消す反抗磁場を作り、誘導電流が電磁誘導の原理にしたがい誘起され、EBG102が磁気壁となり電流が遮断される。そして、EBG102のランドパターン112により電荷が蓄積され、この容量が逆方向の電流となりLC共振器の閉回路が構成される。チョークコイル100の共振周波数f0は、コイルパターン101およびEBG102のインダクタンスLおよび容量Cに基づき基本的な下記式(1)で定まる。f0は、所望周波数に設定する。
When a magnetic field component perpendicular to the surface of the
f0=1/2π√CL …(1) f0 = 1 / 2π√CL (1)
EBG102の逆誘導電流により、反抗磁場で透磁率μが変化し、EBG102の入射電磁波がEBG102に共鳴し吸収される。吸収される作用は透磁率μを変化させる効果になる。よって、磁場吸収作用は透磁率μを負にさせる効果となり、メタマテリアルの定義となる屈折率nが負になることを満足することになり、EBG102はメタマテリアル構造となる。
Due to the reverse induced current of the
EBG102の関係式
誘電率εと透磁率μについて 誘電率ε=n/z、透磁率μ=nz
屈折率nとインピーダンスzについて
Relational expression of EBG102 Dielectric constant ε and permeability μ Permittivity ε = n / z, permeability μ = nz
About refractive index n and impedance z
S11はメタマテリアル(EBG102)に平面波照射時の反射係数、S21は透過係数 S 11 is reflection coefficient when metamaterial (EBG102) is irradiated with plane wave, and S 21 is transmission coefficient
定数k、dについて k=2πf/C、d=EBG102の基板幅 For constants k and d, k = 2πf / C, d = substrate width of EBG102
図11は、実施の形態にかかるCRLHのモデル例と特性を示す図表である。CRLH線路は、理想左手系線路の直列容量と直列インダクタンスの回路と、並列インダクタンスと並列キャパシタンスを挿入した単位素子モデルで表される。CRLHでは、回路区間の長さΔzは格子定数aの単位素子の区間として取り扱う。 FIG. 11 is a chart illustrating a model example and characteristics of the CRLH according to the embodiment. The CRLH line is represented by a unit element model in which a series capacitance and series inductance circuit of an ideal left-handed line and a parallel inductance and a parallel capacitance are inserted. In CRLH, the length Δz of the circuit section is handled as a section of unit elements having a lattice constant a.
分散特性に示すωは角振動数、βは位相定数(波数)である。CRLH線路はΔzが有限地の周期構造として取り扱われ伝搬波の周期性を有し、低周波側に左手系伝送帯域をもち、高周波側に右手系伝送帯域をもつ線路である。CRLH線路は、周波数によって特性が変化し、低周波数側〜高周波数側につれて順に、ハイパスカットオフ、左手系伝搬帯域、バンドギャップ、右手系伝搬帯域、ローパスカットオフの特性を有する。ローパスカットオフとハイパスカットオフは、単位素子が有限であることから生じる。周期構造をもつ1次元のCRLH線路の遮断波数はπ/aであり、ブラッグ反射の条件に相当する。 In the dispersion characteristics, ω is an angular frequency, and β is a phase constant (wave number). The CRLH line is a line having Δz as a periodic structure with a finite ground and having a periodicity of a propagation wave, having a left-handed transmission band on the low frequency side and a right-handed transmission band on the high frequency side. The characteristics of the CRLH line change depending on the frequency, and have the characteristics of a high-pass cutoff, a left-handed propagation band, a band gap, a right-handed propagation band, and a low-pass cutoff in order from the low frequency side to the high frequency side. The low-pass cutoff and the high-pass cutoff are caused by a finite number of unit elements. The cutoff wave number of a one-dimensional CRLH line having a periodic structure is π / a, which corresponds to a Bragg reflection condition.
位相速度(vp)、群速度(vg)、特性インピーダンスについて、βの絶対値が小さい場合には均質媒質近似が成り立ち、実効的な誘電率や透磁率を定義できるが、βの絶対値が大きい場合、波はブロッホ波としての効果が大きくなるため、周期構造として取り扱う。この周期構造の場合、線路の特性インピーダンスは一義的に決まらないが周期構造中のブロッホ波に対するインピーダンスZBは、図示のように算出される。ZL=(LL/CL)1/2である。 For the phase velocity (v p ), group velocity (v g ), and characteristic impedance, a homogeneous medium approximation is established when the absolute value of β is small, and an effective dielectric constant and permeability can be defined, but the absolute value of β When is large, the wave is treated as a periodic structure because the effect as a Bloch wave increases. In the case of this periodic structure, the characteristic impedance of the line is not uniquely determined, but the impedance Z B for the Bloch wave in the periodic structure is calculated as shown. Z L = (L L / C L ) 1/2
図12は、実施の形態にかかるチョークコイルの周波数特性を示す図表である。横軸は周波数、縦軸は減衰量である。図示のように、上記寸法例(コイルパターン101の幅La1=0.1mm)によれば、1.9GHz付近に共振周波数f0を有するチョークコイル100を得ることができる。
FIG. 12 is a chart showing frequency characteristics of the choke coil according to the embodiment. The horizontal axis is frequency, and the vertical axis is attenuation. As shown in the figure, according to the above dimension example (the width La1 of the
図13は、実施の形態にかかるEBGのサイズ別の周波数特性を示す図表である。横軸は周波数、縦軸は減衰量である。コイルパターン101の幅La1を0.1mm(図12参照)〜0.3mm間で変更したときの各コイル長での共振周波数を示す。
FIG. 13 is a chart showing frequency characteristics according to size of the EBG according to the embodiment. The horizontal axis is frequency, and the vertical axis is attenuation. The resonance frequency in each coil length when width La1 of the
コイルパターン101の幅La1が0.3mmのとき最も低い共振周波数f0=1.42GHzとなり、幅La1が0.2mmではf0=1.55GHz、幅La1が0.1mmではf0=1.9GHz付近となる。このように、コイルパターン101の幅La1を狭くするほどf0が高周波側に移動する。すなわち、所望するf0に適合するコイルパターン101の幅La1を設定すれば任意のf0を得ることができる。また、コイルパターン101の全長を変更することによっても、高周波の周波数特性を調整することができる。
When the width La1 of the
また、EBG102である1組のランドパターン112とメアンダパターン122をプリント基板の複数の層に複数組設け、各組のEBG102のインダクタンスおよび容量が異なるように設定すれば、各組のEBG102毎に異なるf0を得ることができる。そして、EBG102毎に異なるf0によって高周波で広帯域な周波数特性(減衰特性)を有するチョークコイル100を得ることができる。
Further, if a plurality of sets of
図14は、実施の形態にかかるチョークコイルを備えたプリント基板の構成例を示す側面図である。プリント基板1401上には、IC1402,1403の電源端子が表面実装用のバンプ1402a,1403aを介して実装されている。IC1403に代えて電源のコネクタが搭載されてもよい。例えば、プリント基板1401には、不図示の電源ICが搭載され、この電源ICから電源ライン1405に電源が供給される。
FIG. 14 is a side view illustrating a configuration example of a printed board including the choke coil according to the embodiment. On the printed
このプリント基板1401は、不図示の電子機器に設けられ、電子機器の各部に電源を供給する。電子機器としては、高周波を扱う、例えば、携帯電話端末などの通信機器が含まれる。携帯電話端末は、内蔵するプリント基板1401の小型化が要求されている。
The printed
プリント基板1401は、多層基板であり複数層を有する。プリント基板1401の所定の層には、電源ライン1405が形成され、電源ライン1405は、ビア1404を介してIC1402,1403の電源端子(バンプ1402a,1403a)に接続されている。電源ライン1405は、プリント基板1401の平面からみて所定の配線パターンを有する。
The printed
プリント基板1401の層のうち、複数の層の一部の領域は、上述したチョークコイル100として用いられる。この図に示すチョークコイル100では、プリント基板1401の各層のうち、計4層(第1層301〜第4層304)を用い、うちEBG102は1組のランドパターン112とメアンダパターン122からなる。第2層302にランドパターン112を設け、第3層303にメアンダパターン122を設ける。図14には、チョークコイル100で使用する4層にそれぞれ符号を付してある。そして、電源ライン1405に接続されたビア1404にチョークコイル100の一方の入力端子101Aを接続し、他方の出力端子101Bをビア1404を介してIC1402に接続する。
Of the layers of the printed
このように、チョークコイル100は、プリント基板1401の内層にパターンで形成されるため、プリント基板1401上の電子部品の直下に形成でき、プリント基板1401上の実装スペースを不要にできる。
Thus, since the
また、図示の例では、電源ライン1405は、ビア1404によってプリント基板1401の表面に導出され、プリント基板1401上のチップコイル1406に接続されている。チップコイル1406は、チョークコイル100に直列接続されている。
In the illustrated example, the
ところで、図14には、IC1402等の電子部品が搭載されるプリント基板1401の一部の領域(内層)を使用してチョークコイル100を形成した例を示した。実施の形態のチョークコイル100は、インダクタンスの電子部品として単体で構成することもでき、図1に示したコイルパターン101とEBG102を有するプリント基板で構成することもでき、この場合、上述したように、チョークコイル100の全寸法は、幅W1=1.7mm、長さLa=2.2mm、厚さd=0.4mmと小型に形成できる。
FIG. 14 shows an example in which the
さらにチョークコイル100の他の構成例としては、EBG102を棒状の基板上に形成する。そして、EBG102の基板に対し、金属の導体(導線)を用いてコイルパターン101をコイル状に巻回する。チョークコイル100(コイルパターン101)の断面は、例えば円形状とすることができる。コイルパターン101である金属導体は所定の誘電率を有する外皮で覆い、EBG102と電気的に絶縁すればよい。
As another configuration example of the
図15は、実施の形態にかかるチョークコイルとチップコイルを組み合わせた周波数特性を示す図表である。実施の形態によるチョークコイル100を用いることにより、所定のf0を有する急峻な減衰特性(図12参照)が得られる。また、汎用(従来)のチップコイル1406はなだらかで比較的広帯域の周波数特性(減衰特性)を有する。したがって、図12に示したチョークコイル100とチップコイル1406を組み合わせることで、チョークコイル100の減衰特性に加えて、広帯域の周波数帯域でチップコイル1406分による減衰特性を加算した減衰特性を得ることができる。これにより、信号成分について電源ノイズを抑制した良好なDCカット特性が得られる。
FIG. 15 is a table showing frequency characteristics obtained by combining the choke coil and the chip coil according to the embodiment. By using the
図16は、他の実施の形態にかかるチョークコイルの構成例を示す斜視図、図17A,図17Bは、他の実施の形態にかかるチョークコイルを多層のプリント基板を用いて形成した場合の各層の配線パターンを示す平面図である。 FIG. 16 is a perspective view showing a configuration example of a choke coil according to another embodiment, and FIGS. 17A and 17B are each layer when the choke coil according to another embodiment is formed using a multilayer printed board. It is a top view which shows the wiring pattern.
上述した実施の形態では、チョークコイル100のコイルパターン101を長さ方向Xを軸として巻回した構成とした。他の実施の形態のチョークコイル100は、チョークコイル100のコイルパターン101の巻回方向を異ならせ、高さ方向Zを軸として同一面内(プリント基板の各層の面内)でスパイラル状に巻回した構成としている。
In the embodiment described above, the
図17Aの(a)に示すように、第1層301には、上部コイルパターン101aを入力端子101Aを起点として、接続端101abまでの間で渦巻き(スパイラル)状に形成する。
As shown to (a) of FIG. 17A, in the
また、図17Aの(b)に示すように、第2層302と第5層305には、上述した実施の形態と同様のEBG102のランドパターン112を形成する。また、図17Bの(c)に示すように、第3層303と第4層304には、上述した実施の形態と同様のEBG102のメアンダパターン122を形成する。
Also, as shown in FIG. 17A (b), the
また、図17Bの(d)に示すように、第6層306には、下部コイルパターン101bを接続端101baを起点として、出力端子101Bまでの間で渦巻き(スパイラル)状に形成する。
Also, as shown in FIG. 17B (d), in the
そして、上部コイルパターン101aの接続端101abと、下部コイルパターン101bの接続端101baとを平面でみて同一位置に設け、これら接続端101ab,101baとをビア1701で接続する。このコイルパターンによれば、図1に示したコイルパターンの構成に比してビア1701の数を最小限(1個)に減らすことができ、コイルパターン101の形成を容易に行えるようになる。
Then, the connection end 101ab of the
このように、チョークコイル100のコイルパターン101の巻回方向を変更した場合でも、プリント基板上の限られた領域内で所定のコイル長(インダクタンス成分)を得ることができ、上記実施の形態同様の作用効果を得ることができる。
Thus, even when the winding direction of the
(チョークコイルを用いたバイアスT回路)
図18は、実施の形態にかかるチョークコイルを備えたバイアスT回路を示す回路図である。バイアスT回路1800は、3つの端子1801,1802,1803と、端子1801,1802間に直列接続された容量(コンデンサ)C(1804)と、端子1801,1803間に直列に接続されたインダクタL(1805)と、を有する。
(Bias T circuit using choke coil)
FIG. 18 is a circuit diagram illustrating a bias T circuit including the choke coil according to the embodiment. The
信号端子1801には、信号とDC電源が重畳されたPLCの信号が入力され、DC電源は端子1803から出力され、DC成分をカットした信号は端子1802から出力される。また、端子1802から信号を入力し、端子1803からDC電源を入力すれば、端子1801から信号とDC電源を重畳したPLCの信号を出力できる。
The
このバイアスT回路1800のインダクタL(1805)として上述したチョークコイル100を用いることができる。ここで、コイルパターン101の幅La1あるいは全長を変更すれば異なるf0を有するバイアスT回路1800が得られる。
The
また、EBG102の1組のランドパターン112とメアンダパターン122をプリント基板の複数の層に複数組設け、各組毎に異なるf0とすれば、広帯域な周波数特性(DCカット特性)を有するバイアスT回路1800を得ることができる。
In addition, if a plurality of sets of
チョークコイル100は、上述したように、プリント基板1401の内層にパターンで形成することができる(図14参照)。また、プリント基板1401上には、必要に応じてインダクタL(1805)として、さらにチップコイル1406と、コンデンサ1804を設けることができる。このように、バイアスT回路1800としてプリント基板1401の内層にチョークコイル100を用いることで、プリント基板1401のスペースを有効に利用でき、バイアスT回路1800の小型化を図ることができるようになる。
As described above, the
一般に、チョークコイルはフェライトに巻いた線(インダクタ)を使用しているが、このチョークコイルは、高周波での減衰量が小さいために高周波回路には使用されていない。また、周波数帯域が広帯域になると、高周波から低周波までの複数のチョークコイルが必要となり、プリント基板上のチップ部品の実装スペースが増大していく。この点、実施の形態のチョークコイル100は、プリント基板1401の内層にパターンで形成できるため、高周波回路および広い周波数帯域に適応できる。
Generally, a choke coil uses a wire (inductor) wound around ferrite, but this choke coil is not used in a high-frequency circuit because of a small amount of attenuation at high frequencies. Further, when the frequency band becomes wide, a plurality of choke coils from high frequency to low frequency are required, and the mounting space for chip components on the printed board increases. In this regard, the
また、上記例では、バイアスT回路1800に用いるプリント基板の内層にチョークコイル100を形成した例を説明したが、チョークコイル100は、バイアスT回路1800に用いるに限らず、各種電子機器のインダクタとして用いることができる。この場合でも、電子機器に用い、各種電子部品が搭載されるプリント基板の内層を用いてチョークコイルを形成することができるため、プリント基板の小型化および電子部品の実装スペースの増大を図ることができる。
In the above example, the example in which the
(バイアスT回路を備えた通信装置の構成例)
図19は、実施の形態のチョークコイルを有するバイアスT回路を備えた通信装置の構成例を示す回路図である。この通信装置1900は、自動車等の車両内での車両1901と携帯電話端末1911との間の通信、および車両1901から携帯電話端末1911に対する電源供給を行う。通信装置1900は、車両1901内部の回路と、車両1901に接続される通信ユニット1921とから構成される。
(Configuration example of communication device provided with bias T circuit)
FIG. 19 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a communication device including a bias T circuit having a choke coil according to an embodiment. The
車両1901側には、送信部1902と受信部1903が設けられ、車両1901外部の携帯電話網等のネットワークに対する信号の送受信を行う。これら送信部1902と受信部1903はスプリッタ1904に接続され、バイアスT回路1800を介して車両1901の入出力端子(例えばシガレットライタソケット)1905に接続される。
A
スプリッタ1904はバイアスT回路1800の端子1802に接続され、信号が入出力される。バイアスT回路1800の端子1803にはDC電源1906からDC電源が供給入力され、端子1801から信号とDC電源を重畳したPLCの信号を出力する。
The
ユーザは、車両1901の入出力端子(例えばシガレットライタソケット)1905に電子機器を接続することにより、電子機器は車両1901を介して外部の無線通信網との間の通信を行うことができると同時に、車両1901から電子機器を動作させるためのDC電源の供給を受けることができる。
By connecting an electronic device to an input / output terminal (eg, cigarette lighter socket) 1905 of the
図示の例では、車両1901の入出力端子(例えばシガレットライタソケット)1905に通信ユニット1921の信号端子1922を接続し、通信ユニット1921を介して携帯電話端末1911に対する信号の入出力とDC電源の供給を行う。
In the illustrated example, the
通信ユニット1921は、信号端子がバイアスT回路1800の端子1801に接続され、信号とDC電源が重畳されたPLCの信号が入力される。バイアスT回路1800は、端子1802からDCカットした信号を出力し、端子1803から電源線1925を介してDC電源を出力する。端子1802には、スプリッタ1923を介して複数のアンテナ1924が接続される。アンテナ1924は、携帯電話端末1911に対してブルートゥース(登録商標)等の近距離無線により信号を送受信する。
The
また、アンテナ1924を設けず、アンテナ線を携帯電話端末1911のアンテナ端子に接続する構成としてもよい。また、DC電源は、携帯電話端末1911に対して電磁誘導等による無接触給電部1926による無接触給電、あるいは電源コネクタ接続による給電が可能である。
Alternatively, the
例えば、上記各構成部の数値例は、送信部1902と受信部1903の通信周波数は900MHz、IF周波数は400kHz、DC電源電圧は1.0V、アンテナ1924の中心周波数は1GHz、バイアスT回路1800のコンデンサCは1.0pF、インダクタLは1.0nHである。
For example, in the numerical example of each component described above, the transmission frequency of the
現在、携帯電話端末1911が使用する通信周波数は、例えば、200MHz〜2.5GHzと広帯域である。特に、高周波1GHz〜2.5GHzの帯域で必要となるチョークコイル100をチップコイルで得ようとすると、減衰量が小さく、耐電流も小さい。この点、実施の形態によれば、高周波1GHz〜2.5GHzのチョークコイル100を耐電流が高く、高減衰量の特性を有しつつ、小型化できるようになる。
Currently, the communication frequency used by the
上記構成例では、車両1901と通信ユニット1921との間でPLCの通信を行い、車両1901と通信ユニット1921には、それぞれバイアスT回路1800が設けられる。このバイアスT回路1800としてプリント基板1401の内層にチョークコイル100を用いることで、プリント基板1401のスペースを有効に利用でき、バイアスT回路1800の小型化を図ることができる。これにより、バイアスT回路1800を有する通信装置1900(車両1901側装置と通信ユニット1921)をいずれも小型化できるようになる。
In the above configuration example, PLC communication is performed between the
上記構成例の通信装置1900は、車両1901と携帯電話端末1911との間に介在し、通信データ等を相互に転送する構成とした。これに限らず、実施の形態の通信装置は、少なくとも上記のチョークコイル100を備えればよく、バイアスT回路1800を含まない構成としてもよい。例えば、内部にチョークコイル100を有する携帯電話端末1911自体も通信装置とすることができる。この通信装置は、チョークコイル100を有し、高周波の周波数特性(減衰特性)が良好で小型化できる。通信装置としては、携帯電話端末1911に限らず、チョークコイルが必要な各種の通信端末装置や伝送装置等に幅広く適用できる。
The
図20は、実施の形態のチョークコイルを有する通信装置を示す図である。この例では、図19に示した通信装置1900の構成例を説明する。
FIG. 20 is a diagram illustrating a communication device having the choke coil according to the embodiment. In this example, a configuration example of the
車両1901のポケット2001部分には、通信装置1900の通信ユニット1921を設け、車両1901側の装置から通信ユニット1921に対してPLCによる信号が伝送される。なお、この場合、車両1901の入出力端子(例えばシガレットライタソケット)1905を用いずに、車両内部のPLC伝送路を用いてもよい。
A
そして、ポケット2001に携帯電話端末1911(例えば、スマートフォン1911aや従来型の携帯電話機1911b)が収容できるようにする。そして、このポケット2001には、例えば底面に無接触給電部1926を設け、側面にアンテナ1924を設ける。ポケット2001に携帯電話端末1911を収容することで、通信装置1900と携帯電話端末1911とが無接触状態(コネクタ接続等なし)で信号の送受信、および携帯電話端末1911に対するDC電源の供給を簡単に行えるようになる。
Then, a mobile phone terminal 1911 (for example, a
車両1901内は、全体が金属で覆われて携帯電話端末1911の電波がつながりにくい。また、携帯電話端末1911のナビゲーション機能を使用した場合も、電波状態が不安定でトンネル走行時などには位置精度が悪くなる。無線LAN等の車内無線通信を行う技術もあるが、車内無線通信では通信速度が遅くなったり、隣接の車両に信号が伝搬されたり干渉が生じたりしてセキュリティ的に安全とはいえない。この点、上記の通信装置1900を用いることで、携帯電話端末1911は通信状態を安定化でき、安全なデータの送受信が行えるようになる。
The entire interior of the
以上説明した実施の形態によれば、コイル状の導電体パターンの内部空間にCRLHの原理によりEBGを設けたチョークコイルの構造とした。EBGは、ランドパターンとメアンダパターンの組で構成し、チョークコイルに対し並列接続されるインダクタンスと容量を有する。EBGに対して導電体パターンからの磁束が入射すると、EBG上に入射磁場を打ち消す反抗磁場を作り、誘導電流が電磁誘導の原理にしたがい誘起され、容量により電流が遮断される。この容量により逆方向の電流となりLC共振器の閉回路を構成する。逆誘導電流により、反抗磁場で透磁率が変化しEBGの入射電磁波がEBGに共鳴し吸収される。吸収される作用は透磁率を変化させる効果になる。磁場吸収作用は透磁率が負になる効果となり、メタマテリアルの定義となる屈折率が負になり、EBGはメタマテリアル構造となる。このEBGは、導電体パターンに流れる電流により発生する磁束を分離する磁気バンドギャップとして作用する。これにより、高周波帯域で高減衰量を有するチョークコイルを小型化して得ることができる。 According to the embodiment described above, the choke coil structure is provided in which the EBG is provided in the internal space of the coiled conductor pattern according to the CRLH principle. The EBG is composed of a combination of a land pattern and a meander pattern, and has an inductance and a capacitance connected in parallel to the choke coil. When the magnetic flux from the conductor pattern enters the EBG, a repulsive magnetic field that cancels the incident magnetic field is created on the EBG, and the induced current is induced according to the principle of electromagnetic induction, and the current is cut off by the capacitance. This capacitance results in a reverse current, which forms a closed circuit of the LC resonator. Due to the reverse induced current, the permeability changes in the repulsive magnetic field, and the incident electromagnetic wave of the EBG resonates with the EBG and is absorbed. The absorbed action is an effect of changing the magnetic permeability. The magnetic field absorption effect is an effect that the permeability is negative, the refractive index that defines the metamaterial is negative, and the EBG has a metamaterial structure. The EBG acts as a magnetic band gap that separates magnetic flux generated by the current flowing through the conductor pattern. Thereby, a choke coil having a high attenuation in a high frequency band can be obtained by downsizing.
チョークコイルは、多層のプリント基板のうち複数層を用いて形成できる。例えば、第1層と第6層にコイルパターンを導電体パターンで形成し、第1層と第6層の導電体パターン間をビア接続して所定のコイル長を小さなスペースで形成でき、中間の第2層と第3層にEBGのうち1組のランドパターンとメアンダパターンを形成する。また、中間の第4層と第5層にEBGのもう1組のメアンダパターンとランドパターンを形成する。なお、EBGを1組のメアンダパターンとランドパターンで形成すれば計4層でチョークコイルを形成できる。 The choke coil can be formed using a plurality of layers of a multilayer printed board. For example, a coil pattern can be formed as a conductor pattern in the first layer and the sixth layer, and a predetermined coil length can be formed in a small space by via-connecting between the conductor patterns of the first layer and the sixth layer. A set of land patterns and meander patterns of the EBG are formed on the second and third layers. Further, another set of meander pattern and land pattern of EBG is formed on the intermediate fourth layer and fifth layer. If the EBG is formed with a pair of meander pattern and land pattern, a choke coil can be formed with a total of four layers.
このように、薄厚のプリント基板上にチョークコイルの導電体パターンを形成した場合でも、EBGがコイルパターンの上下層からの磁束による磁力を打ち消す作用を減衰させることができ、コイルパターンのインダクタンス量を変化させない効果を有する。また、プリント基板を用いることで、安価にチョークコイルを形成できる。 Thus, even when the conductor pattern of the choke coil is formed on the thin printed circuit board, the action of the EBG canceling the magnetic force due to the magnetic flux from the upper and lower layers of the coil pattern can be attenuated, and the inductance amount of the coil pattern can be reduced. Has the effect of not changing. In addition, a choke coil can be formed at low cost by using a printed circuit board.
また、チョークコイルの共振周波数は、コイルパターンおよびEBGのインダクタンスおよび容量に基づき定まる。これらコイルパターンおよびEBGが同一のプリント基板内で重ねて配置されるため、例えば、チョークコイルの領域(長さまたは幅)を変更させることで任意の共振周波数を簡単に得ることができる。特に、高周波用のチョークコイルをプリント基板内に省スペースで設けることができるようになる。 The resonance frequency of the choke coil is determined based on the coil pattern and the inductance and capacitance of the EBG. Since the coil pattern and the EBG are arranged so as to overlap in the same printed circuit board, for example, an arbitrary resonance frequency can be easily obtained by changing the region (length or width) of the choke coil. In particular, a high-frequency choke coil can be provided in a printed circuit board in a space-saving manner.
また、チョークコイルの共振周波数は、EBGの容量とインダクタンスに対応して得ることができるため、任意の容量とインダクタンスに対応する共振周波数を簡単に得ることができる。さらには、プリント基板の中間層に複数組のEBGを設け、各組で容量とインダクタンスを異なるように形成してもよい。これにより、1枚のプリント基板により、各組のEBG毎に異なる共振周波数を重ね、高周波で広帯域な周波数特性(減衰特性)を有するチョークコイルを得ることもできる。 Further, since the resonance frequency of the choke coil can be obtained corresponding to the capacitance and inductance of the EBG, the resonance frequency corresponding to any capacitance and inductance can be easily obtained. Furthermore, a plurality of sets of EBGs may be provided in the intermediate layer of the printed circuit board, and the capacitance and inductance may be different in each set. Thereby, it is possible to obtain a choke coil having a high frequency and a wide frequency characteristic (attenuation characteristic) by superimposing different resonance frequencies for each set of EBGs by using a single printed board.
そして、実施の形態のチョークコイルを有するバイアスT回路や、バイアスT回路を有する通信装置は、省スペースのチョークコイルにより小型化できるようになる。例えば、多数のチョークコイルを内蔵する構成でも、機器内部に複数設けることができるようになる。 The bias T circuit having the choke coil and the communication device having the bias T circuit according to the embodiment can be miniaturized by a space-saving choke coil. For example, even in a configuration in which a large number of choke coils are incorporated, a plurality of choke coils can be provided inside the device.
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。 The following additional notes are disclosed with respect to the embodiment described above.
(付記1)入出力端子間に設けられ、コイル状に巻回されたコイルパターンと、
前記コイルパターンの内部空間に配置される磁気バンドギャップとを有し、
前記磁気バンドギャップは、
前記内部空間の面積を分割する複数のランドを接続片で接続してなるランドパターンと、
前記ランドパターンに所定間隔離れ重ねて配置され、導電体パターンを蛇行させて環状に形成したメアンダパターンと、
を備えたことを特徴とするチョークコイル。
(Supplementary Note 1) A coil pattern provided between input and output terminals and wound in a coil shape;
A magnetic band gap disposed in the internal space of the coil pattern,
The magnetic band gap is
A land pattern formed by connecting a plurality of lands that divide the area of the internal space with connecting pieces;
A meander pattern, which is arranged to be spaced apart from the land pattern by a predetermined distance and meanders the conductor pattern to form an annular shape;
A choke coil characterized by comprising:
(付記2)前記導電体パターンと、前記磁気バンドギャップの前記ランドパターンおよび前記メアンダパターンとの間に、それぞれ所定の誘電率を有する基材を設けたことを特徴とする付記1に記載のチョークコイル。
(Supplementary note 2) The choke according to
(付記3)前記基材は、多層のプリント基板であり、
前記コイルパターンは、前記プリント基板の上部層と下部層にそれぞれ形成した複数の導電体パターンと、前記上部層および前記下部層の複数の各導電体パターンの同一位置の両端部を接続するビアと、からなり、
前記磁気バンドギャップの前記ランドパターンと前記メアンダパターンは、前記プリント基板の中間層のうち異なる層にそれぞれ形成した導電体パターンからなることを特徴とする付記2に記載のチョークコイル。
(Additional remark 3) The said base material is a multilayer printed circuit board,
The coil pattern includes a plurality of conductor patterns formed in an upper layer and a lower layer of the printed circuit board, and vias connecting both ends of the plurality of conductor patterns in the upper layer and the lower layer at the same position. Consists of
The choke coil according to
(付記4)前記基材は、多層のプリント基板であり、
前記コイルパターンは、前記プリント基板の上部層と下部層の面内にそれぞれ1本ずつ形成したスパイラル状の導電体パターンと、前記上部層および前記下部層の導電体パターンの端部を接続するビアと、からなり、
前記磁気バンドギャップは、前記プリント基板の中間層に形成した導電体パターンからなることを特徴とする付記2に記載のチョークコイル。
(Appendix 4) The base material is a multilayer printed circuit board,
The coil pattern includes a spiral conductor pattern formed in the plane of the upper layer and the lower layer of the printed circuit board, and vias connecting the ends of the conductor patterns of the upper layer and the lower layer. And consists of
The choke coil according to
(付記5)前記プリント基板上に形成された前記コイルパターンの幅または全長に基づき所定の共振周波数を得ることを特徴とする付記3または4に記載のチョークコイル。
(Supplementary Note 5) The choke coil according to
(付記6)前記プリント基板の複数の中間層に、それぞれ異なる共振周波数を有する前記磁気バンドギャップを設けたことを特徴とする付記5に記載のチョークコイル。
(Supplementary note 6) The choke coil according to
(付記7)所定の電子回路が搭載される多層のプリント基板の一部の領域に、複数の層を用いて前記導電体パターンと前記磁気バンドギャップを設けたことを特徴とする付記3〜6のいずれか一つに記載のチョークコイル。
(Supplementary note 7)
(付記8)付記1〜7のいずれか一つに記載されたチョークコイルを備えたことを特徴とするバイアスT回路。
(Supplementary Note 8) A bias T circuit comprising the choke coil described in any one of
(付記9)付記8に記載されたバイアスT回路を備えたことを特徴とする通信装置。 (Supplementary note 9) A communication apparatus comprising the bias T circuit described in supplementary note 8.
(付記10)付記1〜7のいずれか一つに記載されたチョークコイルを備えたことを特徴とする通信装置。 (Additional remark 10) The communication apparatus provided with the choke coil as described in any one of additional marks 1-7.
100 チョークコイル
101 コイルパターン
101A 一端(入力端子)
101B 他端(出力端子)
101a 上部コイルパターン
101b 下部コイルパターン
101c,101d 側部コイルパターン
102 磁気バンドギャップ(EBG)
112 ランドパターン
112a ランド
112b 接続片
122 メアンダパターン
122a 導電体パターン
301 第1層
302 第2層
303 第3層
304 第4層
305 第5層
306 第6層
100
101B The other end (output terminal)
101a
112
Claims (9)
前記コイルパターンの内部空間に配置される磁気バンドギャップとを有し、
前記磁気バンドギャップは、
前記内部空間の面積を分割する複数のランドを接続片で接続してなるランドパターンと、
前記ランドパターンに所定間隔離れ重ねて配置され、導電体パターンを蛇行させて環状に形成したメアンダパターンと、
を備えたことを特徴とするチョークコイル。 A coil pattern provided between the input and output terminals and wound in a coil shape;
A magnetic band gap disposed in the internal space of the coil pattern,
The magnetic band gap is
A land pattern formed by connecting a plurality of lands that divide the area of the internal space with connecting pieces;
A meander pattern, which is arranged to be spaced apart from the land pattern by a predetermined distance and meanders the conductor pattern to form an annular shape;
A choke coil characterized by comprising:
前記コイルパターンは、前記プリント基板の上部層と下部層にそれぞれ形成した複数の導電体パターンと、前記上部層および前記下部層の複数の各導電体パターンの同一位置の両端部を接続するビアと、からなり、
前記磁気バンドギャップの前記ランドパターンと前記メアンダパターンは、前記プリント基板の中間層のうち異なる層にそれぞれ形成した導電体パターンからなることを特徴とする請求項2に記載のチョークコイル。 The substrate is a multilayer printed circuit board;
The coil pattern includes a plurality of conductor patterns formed in an upper layer and a lower layer of the printed circuit board, and vias connecting both ends of the plurality of conductor patterns in the upper layer and the lower layer at the same position. Consists of
3. The choke coil according to claim 2, wherein the land pattern and the meander pattern of the magnetic band gap are each formed of a conductor pattern formed in a different layer of the intermediate layer of the printed circuit board.
前記コイルパターンは、前記プリント基板の上部層と下部層の面内にそれぞれ1本ずつ形成したスパイラル状の導電体パターンと、前記上部層および前記下部層の導電体パターンの端部を接続するビアと、からなり、
前記磁気バンドギャップは、前記プリント基板の中間層に形成した導電体パターンからなることを特徴とする請求項2に記載のチョークコイル。 The substrate is a multilayer printed circuit board;
The coil pattern includes a spiral conductor pattern formed in the plane of the upper layer and the lower layer of the printed circuit board, and vias connecting the ends of the conductor patterns of the upper layer and the lower layer. And consists of
The choke coil according to claim 2, wherein the magnetic band gap is made of a conductor pattern formed in an intermediate layer of the printed circuit board.
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