JP4752979B1 - 周波数安定化回路、周波数安定化デバイス、アンテナ装置及び通信端末機器 - Google Patents

周波数安定化回路、周波数安定化デバイス、アンテナ装置及び通信端末機器 Download PDF

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Abstract

【課題】放射素子や筺体の形状、近接部品の配置状況などに影響されることなく、高周波信号の周波数特性を安定化させることのできる周波数安定化回路、周波数安定化デバイス、アンテナ装置及び通信端末機器並びに挿入損失の小さなインピーダンス変換素子を得る。
【解決手段】第１及び第２放射素子11,21と、該放射素子11,21のそれぞれに接続された給電回路30と、給電回路30と第１放射素子11との間に設けられた周波数安定化回路35と、を備えたアンテナ装置。周波数安定化回路35は、給電回路30に接続された一次側直列回路36と、該一次側直列回路36と電界又は磁界を介して結合する二次側直列回路37とを含む。第１及び第２インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は直列接続され、第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４は直列接続されている。第１及び第３インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ３が互いに結合し、第２及び第４インダクタンス素子Ｌ２，Ｌ４が互いに結合している。
【選択図】図２

Description

本発明は、周波数安定化回路、周波数安定化デバイス、アンテナ装置及び通信端末機器、特に、携帯電話などの通信端末機器に搭載されるアンテナ装置、該アンテナ装置に組み込まれる周波数安定化回路、周波数安定化デバイス、及び、該アンテナ装置を備えた通信端末機器に関する。
近年、移動体通信端末に搭載されるアンテナ装置として、特許文献１，２，３に記載されているように、端末筺体の内部に配置した金属体（プリント配線基板のグランド板など）を放射素子として利用する筺体ダイポールアンテナが提案されている。この種の筺体ダイポールアンテナでは、折りたたみ式やスライド式の携帯通信端末における二つの筺体グランド板（本体部筺体のグランド板と蓋体部筺体のグランド板）に差動給電することでダイポールアンテナと同等の性能を得ることができる。また、筺体に設けたグランド板を放射素子として利用しているため、別途専用の放射素子を設ける必要がなく、携帯通信端末の小型化を図ることができる。
しかしながら、前記筺体ダイポールアンテナでは、放射素子として用いているグランド板の形状や筺体の形状さらには近接する金属体（近接配置されている電子部品やヒンジ部品など）の配置状況などに応じてグランド板のインピーダンスが変化してしまう。それゆえ、高周波信号のエネルギーロスをできる限り小さくするために、機種ごとにインピーダンスマッチング回路を設計する必要があった。また、折りたたみ式やスライド式の携帯通信端末では、本体部筺体と蓋体部筺体の位置関係（例えば、折りたたみ式では蓋体部を閉じた状態と開いた状態）に応じてグランド板やインピーダンスマッチング回路のインピーダンスが変化してしまう。それゆえ、インピーダンスをコントロールするために制御回路などが必要になることもある。
特開２００４−１７２９１９号公報 特開２００５−６０９６号公報 特開２００８−１１８３５９号公報
そこで、本発明の目的は、放射素子や筺体の形状、近接部品の配置状況などに影響されることなく、高周波信号の周波数を安定化させることのできる周波数安定化回路、周波数安定化デバイス、アンテナ装置及び通信端末機器を提供することにある。
本発明の第１の形態である周波数安定化回路は、
第１インダクタンス素子、及び該第１インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第１インダクタンス素子に磁気結合された第２インダクタンス素子を含む一次側直列回路と、
前記第１インダクタンス素子と結合する第３インダクタンス素子、及び該第３インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第３インダクタンス素子に磁気結合されており、前記第２インダクタンス素子と結合する第４インダクタンス素子を含む二次側直列回路と、
を備え、
前記一次側直列回路は前記第１インダクタンス素子の他端にて給電回路に接続されており、前記二次側直列回路は前記第３インダクタンス素子の他端にて放射素子に接続されており、
前記第１インダクタンス素子及び前記第２インダクタンス素子にて第１閉磁路が形成され、前記第３インダクタンス素子及び前記第４インダクタンス素子にて第２閉磁路が形成されていること、
を備えたことを特徴とする。
本発明の第２の形態であるアンテナ装置は、
周波数安定化回路と放射素子とを備え、
前記周波数安定化回路は、
第１インダクタンス素子、及び該第１インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第１インダクタンス素子に磁気結合された第２インダクタンス素子を含む一次側直列回路と、
前記第１インダクタンス素子と結合する第３インダクタンス素子、及び該第３インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第３インダクタンス素子に磁気結合されており、前記第２インダクタンス素子と結合する第４インダクタンス素子を含む二次側直列回路と、
を備え、
前記一次側直列回路は前記第１インダクタンス素子の他端にて給電回路に接続されており、前記二次側直列回路は前記第３インダクタンス素子の他端にて前記放射素子に接続されており、
前記第１インダクタンス素子及び前記第２インダクタンス素子にて第１閉磁路が形成され、前記第３インダクタンス素子及び前記第４インダクタンス素子にて第２閉磁路が形成されていること、
を特徴とする。
本発明の第３の形態である通信端末機器は、
周波数安定化回路と給電回路と放射素子とを備え、
前記周波数安定化回路は、
第１インダクタンス素子、及び該第１インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第１インダクタンス素子に磁気結合された第２インダクタンス素子を含む一次側直列回路と、
前記第１インダクタンス素子と結合する第３インダクタンス素子、及び該第３インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第３インダクタンス素子に磁気結合されており、前記第２インダクタンス素子と結合する第４インダクタンス素子を含む二次側直列回路と、
を備え、
前記給電回路は前記第１インダクタンス素子の他端に接続され、
前記放射素子は前記第３インダクタンス素子の他端に接続されていること、
を特徴とする。
本発明の第４の形態である周波数安定化デバイスは、
複数の誘電体層又は磁性体層を積層してなる積層体と、
前記積層体に設けられ、第１インダクタンス素子、及び該第１インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第１インダクタンス素子に磁気結合された第２インダクタンス素子を含む一次側直列回路と、
前記積層体に設けられ、前記該第１インダクタンス素子と結合する第３インダクタンス素子、及び該第３インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第３インダクタンス素子に磁気結合されており、前記第２インダクタンス素子と結合する第４インダクタンス素子を含む二次側直列回路と、
を備え、
前記一次側直列回路は前記第１インダクタンス素子の他端にて給電回路に接続されており、前記二次側直列回路は前記第３インダクタンス素子の他端にて放射素子に接続されており、
前記第１インダクタンス素子及び前記第２インダクタンス素子にて第１閉磁路が形成され、前記第３インダクタンス素子及び前記第４インダクタンス素子にて第２閉磁路が形成されていること、
を備えたことを特徴とする。
前記周波数安定化回路及び前記周波数安定化デバイスでは、一次側直列回路と二次側直列回路とが電磁界結合や磁界結合など主に磁束を利用して高い結合度をもって結合されており、一次側直列回路によって給電回路側とのインピーダンスマッチングが図られ、二次側直列回路によって放射素子側とのインピーダンスマッチングが図られ、送信／受信信号の周波数が安定化する。しかも、高周波信号のエネルギー伝達効率が良好であり、放射素子や筺体の形状、近接部品の配置状況などに影響されることなく、高周波信号の周波数が安定化する。
前記周波数安定化デバイスでは、第１インダクタンス素子と第３インダクタンス素子とを積層体の同じ層に設け、第２インダクタンス素子と第４インダクタンス素子とを積層体の同じ層に設けることにより、積層体（周波数安定化デバイス）の厚みが薄くなる。さらに、互いに結合する第１インダクタンス素子と第３インダクタンス素子及び第２インダクタンス素子と第４インダクタンス素子を、それぞれ同一工程で形成できるため、積層ずれなどに起因する結合度のばらつきが抑制され、信頼性が向上する。
本発明によれば、放射素子や筺体の形状、近接部品の配置状況などに影響されることなく、高周波信号の周波数を安定化させることができる。
アンテナ装置を備えた携帯通信端末を模式的に示す説明図であり、（Ａ）は第１例、（Ｂ）は第２例を示す。 第１実施例であるアンテナ装置を示し、（Ａ）は等価回路図、（Ｂ）は動作原理図、（Ｃ）はフィルタとしての視点から描いた回路図である。 （Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ第１実施例であるアンテナ装置の通過特性を示すグラフである。 積層体として構成された周波数安定化回路を示し、（Ａ）は表面側の斜視図、（Ｂ）は裏面側の斜視図である。 積層体として構成された周波数安定化回路の第１例を分解して示す斜視図である。 図５に示す周波数安定化回路の動作原理を示す説明図である。 積層体として構成された周波数安定化回路の第２例を分解して示す斜視図である。 第２実施例であるアンテナ装置を示す等価回路図である。 積層体として構成された周波数安定化回路の第３例を分解して示す斜視図である。 積層体として構成された周波数安定化回路の第４例を分解して示す斜視図である。 第３実施例であるアンテナ装置を示す等価回路図である。 第４実施例であるアンテナ装置を示す等価回路図である。 第５実施例であるアンテナ装置を示す等価回路図である。 第６実施例であるアンテナ装置を示す等価回路図である。 第６実施例であるアンテナ装置の応用例を示す等価回路図である。 周波数安定化デバイスの第１例を示し、（Ａ）は表面側の斜視図、（Ｂ）は裏面側の斜視図である。 周波数安定化デバイスの第１例を分解して示す斜視図である。 周波数安定化デバイスの第１例の動作原理を示す説明図である。 周波数安定化デバイスの第２例を分解して示す斜視図である。 周波数安定化デバイスの第３例を分解して示す斜視図である。 （Ａ）は第７実施例であるアンテナ装置を示す等価回路図、（Ｂ）はその変形例を示す等価回路図である。 周波数安定化デバイスの第４例を分解して示す斜視図である。 第８実施例であるアンテナ装置を示す等価回路図である。 周波数安定化デバイスの第５例を分解して示す斜視図である。 第９実施例であるアンテナ装置を示す等価回路図である。 周波数安定化デバイスの第６例を分解して示す斜視図である。 周波数安定化デバイスの第６例の動作原理を示す説明図である。 第１０実施例であるインピーダンス変換素子を示し、（Ａ）は等価回路図、（Ｂ）は動作原理図である。 第１０実施例であるインピーダンス変換素子の積層構造の概略斜視図である。 図２９に示した積層構造での動作原理図である。 積層体として構成された第１０実施例であるインピーダンス変換素子を示し、（Ａ）は表面側の斜視図、（Ｂ）は裏面側の斜視図である。 第１０実施例であるインピーダンス変換素子の積層構造を分解して示す斜視図である。 第１１実施例であるインピーダンス変換素子を示す等価回路図である。 第１１実施例であるインピーダンス変換素子の積層構造を分解して示す斜視図である。 第１２実施例であるインピーダンス変換素子の積層構造を分解して示す斜視図である。 第１２実施例であるインピーダンス変換素子の動作原理図である。 第１３実施例であるインピーダンス変換素子の積層構造を分解して示す斜視図である。
以下、本発明に係る周波数安定化回路、アンテナ装置及び通信端末機器の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図面において、同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
（携帯通信端末、図１参照）
第１例である携帯通信端末１を図１（Ａ）に示し、第２例である携帯通信端末２を図１（Ｂ）に示す。これらは、携帯電話・移動体端末向けの１セグメント部分受信サービス（通称：ワンセグ）の高周波信号の受信用（４７０〜７７０ＭＨｚ）の端末である。
図１（Ａ）に示すように、携帯通信端末１は、蓋体部である第１筺体１０と本体部である第２筺体２０とを備え、第１筺体１０は第２筺体２０に対して折りたたみ式あるいはスライド式で連結されている。第１筺体１０にはグランド板としても機能する第１放射素子１１が設けられ、第２筺体２０にはグランド板としても機能する第２放射素子２１が設けられている。第１及び第２放射素子１１，２１は金属箔などの薄膜あるいは導電性ペーストなどの厚膜からなる導電体膜で形成されている。この第１及び第２放射素子１１，２１は給電回路３０から差動給電することでダイポールアンテナとほぼ同等の性能を得ている。給電回路３０はＲＦ回路やＢａｓｅ Ｂａｎｄ回路のような信号処理回路を有している。
図１（Ｂ）に示すように、携帯通信端末２は、第１放射素子１１をアンテナ単体として設けたものである。第１放射素子１１はチップアンテナ、板金アンテナ、コイルアンテナなど各種アンテナ素子を用いることができる。また、このアンテナ素子としては、例えば、筺体１０の内周面や外周面に沿って設けられた線状導体を利用してもよい。第２放射素子２１は第２筺体２０のグランド板としても機能するものであり、第１放射素子１１と同様に各種のアンテナを用いてもよい。ちなみに、携帯通信端末２は、折りたたみ式やスライド式ではない、ストレート構造の端末である。なお、第２放射素子２１は、必ずしも放射体として十分に機能するものでなくてもよく、第１放射素子１１がいわゆるモノポールアンテナのように振る舞うものであってもよい。
給電回路３０は一端が第２放射素子２１に接続され、他端が周波数安定化回路３５を介して第１放射素子１１に接続されている。また、第１及び第２放射素子１１，２１は接続線３３によって互いに接続されている。この接続線３３は第１及び第２筺体１０，２０のそれぞれに搭載されている電子部品（図示省略）の接続線として機能するもので、高周波信号に対してはインダクタンス素子として振る舞うがアンテナの性能に直接的に作用するものではない。
周波数安定化回路３５は、給電回路３０と第１放射素子１１との間に設けられ、第１及び第２放射素子１１，２１から送信される高周波信号、あるいは、第１及び第２放射素子１１，２１にて受信する高周波信号の周波数特性を安定化させる。それゆえ、第１放射素子１１や第２放射素子２１の形状、第１筺体１０や第２筺体２０の形状、近接部品の配置状況などに影響されることなく、高周波信号の周波数特性が安定化する。特に、折りたたみ式やスライド式の携帯通信端末にあっては、蓋体部である第１筺体１０の本体部である第２筺体２０に対する開閉状態に応じて、第１及び第２放射素子１１，２１のインピーダンスが変化しやすいが、周波数安定化回路３５を設けることによって高周波信号の周波数特性を安定化させることができる。即ち、アンテナの設計に関して重要事項である、中心周波数の設定・通過帯域幅の設定・インピーダンスマッチングの設定などの周波数特性の調整機能をこの周波数安定化回路３５が担うことが可能になり、アンテナ素子そのものは、主に、指向性や利得を考慮するだけでよいため、アンテナの設計が容易になる。以下に、周波数安定化回路３５の詳細について第１〜第６実施例として説明する。
（第１実施例、図２〜図８参照）
第１実施例であるアンテナ装置に用いられている周波数安定化回路（スタビライザー回路とも称する）３５は、図２（Ａ）に示すように、給電回路３０に接続された一次側リアクタンス回路と、該一次側リアクタンス回路と電界又は磁界を介して結合する二次側リアクタンス回路とで構成されている。一次側リアクタンス回路は、第１リアクタンス素子及び該第１リアクタンス素子に直列接続された第２リアクタンス素子を含む一次側直列回路３６にて構成されている。二次側リアクタンス回路は、第１リアクタンス素子と結合する第３リアクタンス素子及び該第３リアクタンス素子に直列接続されて第２リアクタンス素子と結合する第４リアクタンス素子を含む二次側直列回路３７にて構成されている。具体的には、第１リアクタンス素子は第１インダクタンス素子Ｌ１で構成されており、第２リアクタンス素子は第２インダクタンス素子Ｌ２で構成されており、第３リアクタンス素子は第３インダクタンス素子Ｌ３で構成されており、第４リアクタンス素子は第４インダクタンス素子Ｌ４で構成されている。
一次側直列回路３６の一方端（第１インダクタンス素子Ｌ１の一端）は給電回路３０に接続され、二次側直列回路３７の一方端（第３インダクタンス素子Ｌ３の一端）は第１放射素子１１に接続されている。一次側直列回路３６の他方端（第２インダクタンス素子Ｌ２の他端）及び二次側直列回路３７の他方端（第４インダクタンス素子Ｌ４の他端）は、第２放射素子２１に接続されている。
図２（Ｂ）に示すように、第１インダクタンス素子Ｌ１と第２インダクタンス素子Ｌ２とは互いに同相で磁界結合及び電界結合しており、同じく、第３インダクタンス素子Ｌ３と第４インダクタンス素子Ｌ４とは互いに同相で磁界結合及び電界結合している。つまり、第１及び第２インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２によって閉磁路が形成され、これらのインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は主に電磁界を介して結合し、磁界結合によって流れる電流と電界結合によって流れる電流の方向が一致するようにパターン配線している。また、第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４によって閉磁路が形成され、これらのインダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４は主に電磁界を介して結合し、磁界結合によって流れる電流と電界結合によって流れる電流の方向が一致するようにパターン配線している。また、第１インダクタンス素子Ｌ１と第３インダクタンス素子Ｌ３とは互いに逆相で結合し、磁界結合によって流れる電流と電界結合によって流れる電流の方向が一致するようにパターン配線しており、同様に、第２インダクタンス素子Ｌ２と第４インダクタンス素子Ｌ４とは互いに逆相で結合し、磁界結合によって流れる電流と電界結合によって流れる電流の方向が一致するようにパターン配線している。つまり、第１及び第３インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ３並びに第２及び第４インダクタンス素子Ｌ２，Ｌ４は、それぞれ閉磁路を形成し、これらの閉磁路どうしが、つまり、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７とが主に電磁界を介して結合し、電界結合と磁界結合が同じ方向に電流を流すので、磁界のみの結合又は電界のみの結合に比べて強い電磁界結合を得ている。なお、「電磁界を介して結合」とは、電界を介しての結合、磁界を介しての結合、又は電界・磁界の両者を介しての結合を意味する。
以上の構成からなる周波数安定化回路３５において、給電回路３０から一次側直列回路３６に流れ込んだ高周波信号電流は、第１インダクタンス素子Ｌ１に導かれるとともに、各インダクタンス素子がコイルパターンで形成されている場合、誘導磁界を介して二次電流として第３インダクタンス素子Ｌ３に導かれる。また、第２インダクタンス素子Ｌ２に導かれた高周波信号電流は誘導磁界を介して二次電流として第４インダクタンス素子Ｌ４に導かれる。その結果、高周波信号電流は図２（Ｂ）に矢印で示す方向に流れることになる。
つまり、一次側直列回路３６では、第１インダクタンス素子Ｌ１と第２インダクタンス素子Ｌ２とが直列かつ同相で接続されているため、第１インダクタンス素子Ｌ１及び第２インダクタンス素子Ｌ２に電流が流れると、各インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２間に閉磁路が形成される。同様に、二次側直列回路３７においても、第３インダクタンス素子Ｌ３と第４インダクタンス素子Ｌ４とが直列かつ同相で接続されているため、第３インダクタンス素子Ｌ３及び第４インダクタンス素子Ｌ４に、一次側直列回路３６で生じた閉磁路によって誘導電流が流れると、各インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４間に閉磁路が形成される。
そして、第１インダクタンス素子Ｌ１と第２インダクタンス素子Ｌ２とは前述のように閉磁路を形成するようになり、同相で結合しているので、一次側直列回路３６のトータルのインダクタンス値は、第１インダクタンス素子Ｌ１のインダクタンス値と第２インダクタンス素子Ｌ２のインダクタンス値を単純に足したインダクタンス値よりも小さく見えるようになる。一方、第１インダクタンス素子Ｌ１と第３インダクタンス素子Ｌ３とは、相互インダクタンスを介して結合しており、この相互インダクタンス値は第１インダクタンス素子Ｌ１のインダクタンス値と第３インダクタンス素子Ｌ３のインダクタンス値とを足したインダクタンス値になる。第２インダクタンス素子Ｌ２と第４インダクタンス素子Ｌ４との関係も同様である。
即ち、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７との間に形成される相互インダクタンス値の総和は、一次側直列回路３６又は二次側直列回路３７のインダクタンス値に対して相対的に大きく見えるため、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７との結合度が見掛け上高くなる。つまり、一次側直列回路３６及び二次側直列回路３７における磁界は閉磁路をそれぞれ形成するので、直列回路３６の全体のインダクタンス値（＝Ｌ１＋Ｌ２−ＭL1L2)及び直列回路３７の全体のインダクタンス値（＝Ｌ３＋Ｌ４−ＭL3L4)を生じ、二次側直列回路３７には一次側直列回路３６にて生じた磁界を打ち消す方向の電流（例えば変位電流と同じ）と同じ方向の電流が流れる。よって、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７それぞれにおける電力が漏洩することがほとんどないうえに、直列回路３６と直列回路３７の全体の相互インダクタンス値（＝ＭL1L3＋ＭL2L4)は、直列回路３６の全体のインダクタンス値（＝Ｌ１＋Ｌ２−ＭL1L2）及び直列回路３７の全体のインダクタンス値（＝Ｌ３＋Ｌ４−ＭL3L4)に対して大きくなるので、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７の結合度が高くなる。これにより、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７の結合度は、０．７以上、さらには、１．０以上（特に周波数によっては結合度２．０）と高い結合度を得ることができる。
前記周波数安定化回路３５では、主に、一次側直列回路３６にて給電回路３０側とのインピーダンスマッチングが図られ、二次側直列回路３７にて第１放射素子１１側とのインピーダンスマッチングが図られるため、即ち、一次側直列回路３６のインピーダンスと二次側直列回路３７のインピーダンスをそれぞれ独立して設計できるようになるため、インピーダンスの整合が容易である。
図２（Ｂ）に示した等価回路をフィルタとしての視点で描くと図２（Ｃ）のようになる。キャパシタンス素子Ｃ１は第１及び第２インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２で形成される線間容量であり、キャパシタンス素子Ｃ２は第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４で形成される線間容量である。また、キャパシタンス素子Ｃ３は一次側直列回路３６と二次側直列回路３７で形成される線間容量（寄生容量）である。即ち、一次側直列回路３６にてＬＣ並列共振回路Ｒ１が形成され、二次側直列回路３７にてＬＣ並列共振回路Ｒ２が形成されることになる。
そして、ＬＣ並列共振回路Ｒ１における共振周波数をＦ１、ＬＣ並列共振回路Ｒ２における共振周波数をＦ２とすると、Ｆ１＝Ｆ２の場合で給電回路３０からの高周波信号は図３（Ａ）に示す通過特性を示す。第１及び第２インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２、第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４をそれぞれ逆相で結合させることにより、Ｌ１+Ｌ２及びＬ３+Ｌ４が小さくなるので、それぞれのインダクタンス素子Ｌ１〜Ｌ４のインダクタンス値を大きくしても共振周波数が下がらないのでＬ１〜Ｌ４を大きくすることができる。それゆえ、広帯域な通過特性を得ることができる。そして、第１放射素子１１からの高周波信号は、図３（Ｂ）に示すように、曲線Ａで示す広帯域な通過特性が得られる。このメカニズムは必ずしも明らかではないが、ＬＣ並列共振回路Ｒ１，Ｒ２が結合しているので、縮退が解けるためと思われ、ΔＦは共振回路Ｒ１，Ｒ２の結合度によって決まる。即ち、結合度に比例して広帯域化が可能である。
一方、Ｆ１≠Ｆ２の場合で給電回路３０からの高周波信号は図３（Ｃ）に示す通過特性を示す。第１放射素子１１からの高周波信号は、図３（Ｄ）に示すように、曲線Ｂで示す広帯域な通過特性が得られる。これもＬＣ並列共振回路Ｒ１，Ｒ２が結合しているので、縮退が解けるためと思われる。共振回路Ｒ１，Ｒ２の結合度が大きければブロードで広帯域の通過特性となる。
このように、周波数安定化回路３５自身が持つ共振特性を利用してインピーダンス整合などの周波数特性を決めているので、周波数のずれが生じにくい。また、広帯域な通過特性を得ることで、多少インピーダンスが変化しても、通過帯域を確保することができる。即ち、放射素子のサイズや形状、さらには放射素子の環境によらずに、送受信される高周波信号の周波数特性を安定化させることができる。また、周波数安定化回路３５は閉磁路で形成されているのでシールドパターンが共振回路の上下部にあってもよい。これによりさらに外部環境による特性変化が小さくなる。
前記周波数安定化回路３５は、図４に示すチップ型の積層体４０として構成することができる。この積層体４０は誘電体又は磁性体からなる複数の基材層を積層したもので、その裏面には給電回路３０に接続される給電端子４１、第２放射素子２１に接続されるグランド端子４２、第１放射素子１１に接続されるアンテナ端子４３が設けられている。裏面には、それ以外に、実装のために用いられるＮＣ端子４４も設けられている。なお、積層体４０の表面に、必要に応じてインピーダンス整合用のチップ型インダクタやチップ型コンデンサを搭載してもよい。このように構成する場合、搭載したインダクタやコンデンサを変更するだけで、様々な入出力インピーダンスに対応できる。また、積層体４０内に電極パターンでインダクタンス素子やコンデンサ素子を形成してもよい。
ここで、前記積層体４０に内蔵された周波数安定化回路３５の第１例を図５を参照して説明する。この第１例は、最上層の基材層５１ａに導体６１が形成され、２層目の基材層５１ｂに第１及び第２インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２となる導体６２が形成され、３層目の基材層５１ｃに第１及び第２インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２となる二つの導体６３，６４が形成されている。４層目の基材層５１ｄに第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４となる二つの導体６５，６６が形成され、５層目の基材層５１ｅに第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４となる導体６７が形成されている。さらに、６層目の基材層５１ｆにグランド導体６８が形成され、７層目の基材層５１ｇの裏面に給電端子４１、グランド端子４２、アンテナ端子４３が形成されている。なお、最上層の基材層５１ａ上には図示しない無地の基材層が積層される。
導体６１〜６８としては、銀や銅などの導電性材料を主成分として形成することができる。基材層５１ａ〜５１ｇとしては、誘電体であればガラスセラミック材料、エポキシ系樹脂材料などを用いることができ、磁性体であればフェライトセラミック材料やフェライトを含有する樹脂材料などを用いることができる。基材層用の材料としては、特に、ＵＨＦ帯用の周波数安定化回路を形成する場合、誘電体材料を用いることが好ましく、ＨＦ帯用の周波数安定化回路を形成する場合、磁性体材料を用いることが好ましい。
前記基材層５１ａ〜５１ｇを積層することで、それぞれの導体６１〜６８及び端子４１，４２，４３は層間接続導体（ビアホール導体）を介して接続され、図２（Ａ）に示す等価回路を形成する。
即ち、給電端子４１は、ビアホール導体４５ａ、導体６１及びビアホール導体４５ｂを介して、コイルパターン６３の一端に接続され、コイルパターン６３の他端は、ビアホール導体４５ｃを介してコイルパターン６２ａの一端に接続されている。また、コイルパターン６２ａの他端はコイルパターン６２ｂの一端に接続されており、コイルパターン６２ｂの他端は、ビアホール導体４５ｄを介してコイルパターン６４の一端に接続されている。コイルパターン６４の他端は、ビアホール導体４５ｅを介してグランド導体６８に接続され、グランド導体６８はビアホール導体４５ｆを介してグランド端子４２に接続されている。つまり、コイルパターン６３及びコイルパターン６２ａにて第１コイルパターン、つまりインダクタンス素子Ｌ１が構成されており、コイルパターン６２ｂ及びコイルパターン６４にて第２コイルパターン、つまりインダクタンス素子Ｌ２が構成されている。
また、アンテナ端子４３は、ビアホール導体４５ｇを介してコイルパターン６５の一端に接続され、コイルパターン６５の他端は、ビアホール導体４５ｈを介してコイルパターン６７ａの一端に接続されている。また、コイルパターン６７ａの他端はコイルパターン６７ｂの一端に接続されており、コイルパターン６７ｂの他端は、ビアホール導体４５ｉを介してコイルパターン６６の一端に接続されている。コイルパターン６６の他端は、ビアホール導体４５ｊを介してグランド導体６８に接続され、グランド導体６８はビアホール導体４５ｆを介してグランド端子４２に接続されている。つまり、コイルパターン６５及びコイルパターン６７ａにて第３コイルパターン、つまりインダクタンス素子Ｌ３が構成されており、コイルパターン６７ｂ及びコイルパターン６６にて第４コイルパターン、つまりインダクタンス素子Ｌ４が構成されている。
そして、図５に示すように、第１及び第２コイルパターンは、第１コイルパターンの巻回軸と第２コイルパターンの巻回軸とが平行になるように隣接配置されており、第３及び第４コイルパターンは、第３コイルパターンの巻回軸と第４コイルパターンの巻回軸とが平行になるように隣接配置されている。さらに、第１及び第３コイルパターンは、第１コイルパターンの巻回軸と第３コイルパターンの巻回軸とがほぼ同一直線になるように配置されており、第２及び第４コイルパターンは、第２コイルパターンの巻回軸と第４コイルパターンの巻回軸とがほぼ同一直線上になるように配置されている。
なお、各コイルパターンは１ターンのループ状導体にて構成されているが、複数ターンのループ状導体にて構成されていてもよい。また、第１及び第３コイルパターンは、各コイルパターンの巻回軸が厳密に同一直線になるように配置されている必要はなく、平面視したときに、第１及び第３コイルパターンのコイル開口が互いに重なるように、つまり、各コイルパターンに共通の磁束が通過するように、巻回されていればよい。同様に、第２及び第４コイルパターンは、各コイルパターンの巻回軸が厳密に同一直線になるように配置されている必要はなく、平面視したときに、第２及び第４コイルパターンのコイル開口が互いに重なるように、つまり、各コイルパターンに共通の磁束が通過するように、巻回されていればよい。
以上のごとく、インダクタンス素子Ｌ１〜Ｌ４を誘電体や磁性体からなる積層体４０に内蔵すること、特に、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７との結合部となる領域を積層体４０の内部に設けることによって、周波数安定化回路３５を構成する素子の素子値、さらには一次側直列回路３６と二次側直列回路３７との結合度が、積層体４０に隣接して配置される他の電子素子からの影響を受けにくくなる。その結果、周波数特性の一層の安定化を図ることができる。
ところで、前記積層体４０を搭載するプリント配線基板（図示せず）には各種の配線が設けられており、これらの配線と周波数安定化回路３５とが干渉するおそれがある。本実施例のように、積層体４０の底部にグランド導体６８を導体６１〜６７によって形成されるコイルパターンの開口を覆うように設けることにより、コイルパターンにて生じる磁界がプリント配線基板上の各種配線からの磁界に影響されにくくなる。換言すれば、インダクタンス素子Ｌ１〜Ｌ４のＬ値にばらつきが生じにくくなる。
第１例である周波数安定化回路３５では、図６に示すように、給電端子４１から入力された高周波信号電流は、矢印ａ，ｂに示すように流れ、第１インダクタンス素子Ｌ１（導体６２，６３）に矢印ｃ，ｄで示すように導かれ、さらに、第２インダクタンス素子Ｌ２（導体６２，６４）に矢印ｅ，ｆで示すように導かれる。一次電流（矢印ｃ，ｄ）にて生じる磁界Ｃによって、第３インダクタンス素子Ｌ３（導体６５，６７）に矢印ｇ，ｈに示すように高周波信号電流が励起され、誘導電流（二次電流）が流れる。同様に、一次電流（矢印ｅ，ｆ）にて生じる磁界Ｃによって、第４インダクタンス素子Ｌ４（導体６６，６７）に矢印ｉ，ｊに示すように高周波信号電流が励起され、誘導電流（二次電流）が流れる。その結果、アンテナ端子４３には矢印ｋで示す高周波信号電流が流れ、グランド端子４２には矢印ｌで示す高周波信号電流が流れる。なお、給電端子４１に流れる電流（矢印ａ）が逆向きであれば、他の電流も逆向きに流れる。また、第１インダクタンス素子Ｌ１のコイルパターン６３と第３インダクタンスＬ３のコイルパターン６５が対向しているので電界結合が発生し、この電界結合によって流れる電流（変位電流）は、誘導電流と同じ方向に流れ、磁界結合と電界結合とで結合度を高めている。同様に、第２インダクタンス素子Ｌ２のコイルパターン６４と第４インダクタンス素子Ｌ４のコイルパターン６６でも磁界結合と電界結合が生じている。
一次側直列回路３６では、第１及び第２インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２が互いに同相で結合し、二次側直列回路３７では、第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４が互いに同相で結合し、それぞれ閉磁路を形成している。そのため、第１インダクタンス素子Ｌ１と第２インダクタンス素子Ｌ２との間、並びに、第３インダクタンス素子Ｌ３と第４インダクタンス素子Ｌ４との間のエネルギーの損失を小さくすることができる。なお、第１及び第２インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２のインダクタンス値、第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４のインダクタンス値を実質的に同じ素子値にすると、閉磁路の漏れ磁界が少なくなり、エネルギーの損失をより小さくすることができる。また、グランド導体６８を介して、第３インダクタンス素子Ｌ３及び第４インダクタンス素子Ｌ４が電界結合するので、この電界結合により流れる変位電流が素子Ｌ３，Ｌ４間の結合度を強めている。同様に、素子Ｌ１，Ｌ２間に電界結合を発生させることで素子Ｌ１，Ｌ２間の結合度を強めることができる。
また、一次側直列回路３６における一次電流によって励起される磁界Ｃと、二次側直列回路３７における二次電流によって励起される磁界Ｄは、誘導電流によって互いの磁界を打ち消すように生じている。誘導電流を用いることによってエネルギーの損失が小さくなり、第１及び第３インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ３並びに第２及び第４インダクタンス素子Ｌ２，Ｌ４は、高い結合度で結合する。即ち、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７とは高い結合度にて結合する。
なお、周波数安定化回路３５のインダクタンス値は、二つの放射素子１１，２１を結ぶ接続線３３のインダクタンス値よりも小さいことが好ましい。なぜなら、周波数特性に関する接続線３３のインダクタンス値の影響を小さくすることができるからである。第１及び第２インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２、第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４を同相で結合させることにより、周波数安定化回路３５のインダクタンス値を小さくすることができる。
以上のように本実施例によれば、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７は、閉磁路と閉磁路との間の結合（電磁界結合）を利用しているため、一次側直列回路３６にて給電回路３０側とのインピーダンスマッチングを図り、二次側直列回路３７にて第１放射素子１１側とのインピーダンスマッチングを図ることにより、一次側と二次側とで独立してインピーダンスを整合させることができる。しかも、高周波信号エネルギーの伝達効率が向上するため、放射素子１１，２１や筺体１０，２０の形状、開閉状態などに大きく影響されることなく、広い帯域で、高周波信号の周波数特性を安定化させることができる。
次に、周波数安定化回路３５の第２例を図７を参照して説明する。この第２例は、前記第１例と基本的には同じ構成であり、第１例とは、基材層５１ａを省略して導体６１を基材層５１ｂ上に形成した点と、グランド導体６８を省略し、基材層５１ｈに接続用導体６９を形成した点が異なっている。本第２例では、グランド導体６８を省略しているため、この積層体４０を搭載するプリント配線基板にグランド導体６８に相当するシールド用の導体を設けることが好ましい。
（第２実施例、図８〜図１０参照）
第２実施例であるアンテナ装置を図８に示す。ここで用いられている周波数安定化回路３５は前述した一次側直列回路３６と二次側直列回路３７に加えて、いま一つの二次側直列回路３８（二次側リアクタンス回路）を設けたものである。二次側直列回路３８を構成する第５インダクタンス素子Ｌ５と第６インダクタンス素子Ｌ６とは互いに同相で結合している。第５インダクタンス素子Ｌ５は第１インダクタンス素子Ｌ１と逆相で結合しており、第６インダクタンス素子Ｌ６は第２インダクタンス素子Ｌ２と逆相で結合している。第５インダクタンス素子Ｌ５の一端は第１放射素子１１に接続され、第６インダクタンス素子Ｌ６の一端は第２放射素子２１に接続されている。
この周波数安定化回路３５を積層体４０として構成した第３例を図９を参照して説明する。この第３例は、前記第１例で示した積層体４０の上に、さらに二次側直列回路３８の第５及び第６インダクタンス素子Ｌ５，Ｌ６となる導体７１，７２，７３を形成した基材層５１ｉ，５１ｊを積層したものである。即ち、前述した第１〜第４のリアクタンス素子と同様、第５及び第６リアクタンス素子をそれぞれ第５及び第６インダクタンス素子Ｌ５，Ｌ６で構成し、これらの第５及び第６インダクタンス素子Ｌ５，Ｌ６をコイルパターンにて形成し、かつ、第５及び第６インダクタンス素子Ｌ５，Ｌ６を構成するコイルパターンを、これらのインダクタンス素子Ｌ５，Ｌ６に生じる磁界が閉磁路を形成するように巻回している。
本第２実施例及び積層体４０の第３例の動作は前記第１実施例及び前記第１例と基本的には同様である。本第２実施例においては、一次側直列回路３６を二つの二次側直列回路３７，３８で挟み込むことによって、一次側直列回路３６から二次側直列回路３７，３８への高周波信号のエネルギー伝達ロスが少なくなる。
次に、周波数安定化回路３５を積層体４０として構成した第４例を図１０を参照して説明する。この第４例は、前記第３例の積層体４０の上に、さらにグランド導体７４を設けた基材層５１ｋを積層したものである。グランド導体７４は底部に設けたグランド導体６８と同様に、導体７１，７２，７３によって形成されるコイルの開口を覆う面積を有している。それゆえ、本第４例では、グランド導体７４を設けることによって、コイルによって形成される磁界が積層体４０の直上に配置される各種配線からの磁界に影響されにくくなる。このように、第１及び第３インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ３、第２及び第４インダクタンス素子Ｌ２，Ｌ４がそれぞれ同相で結合しても、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７を結合させることができる。
（第３実施例、図１１参照）
第３実施例であるアンテナ装置を図１１に示す。ここで用いられている周波数安定化回路３５は基本的には前記第１実施例と同様の構成を備えている。異なるのは、第１インダクタンス素子Ｌ１と第３インダクタンス素子Ｌ３とが互いに同相で結合しており、第２インダクタンス素子Ｌ２と第４インダクタンス素子Ｌ４とが互いに同相で結合している点である。即ち、第１及び第３インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ３は主に磁界を介して結合し、第２及び第４インダクタンス素子Ｌ２，Ｌ４は主に磁界を介して結合している。本第３実施例の作用効果は第１実施例と基本的に同様である。
各インダクタンス素子Ｌ１〜Ｌ４を構成するコイルパターンをこのように巻回することで、インダクタンス素子Ｌ１とインダクタンス素子Ｌ２との間で形成される閉磁路（第１閉磁路）、インダクタンス素子Ｌ３とインダクタンス素子Ｌ４との間で形成される閉磁路（第２閉磁路）、これら第１閉磁路及び第２閉磁路にて形成される閉磁路（第３閉磁路）が形成されるため、各インダクタンス素子Ｌ１〜Ｌ４における高周波信号の損失を最小限に抑えることができる。
（第４実施例、図１２参照）
第４実施例であるアンテナ装置を図１２に示す。ここで用いられている周波数安定化回路３５は第１実施例と同様であり、その作用効果は第１実施例と同様である。第１実施例と異なるのは、周波数安定化回路３５と第２放射素子２１との間にキャパシタンス素子Ｃ４を配置した点である。キャパシタンス素子Ｃ４は直流成分、低周波成分をカットするためのバイアスカット用として機能し、ＥＳＤ対策素子としても機能する。
（第５実施例、図１３参照）
第５実施例であるアンテナ装置を図１３に示す。このアンテナ装置は、ＧＳＭ方式やＣＤＭＡ方式に対応可能なマルチバンド対応型移動体無線通信システム（８００ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、１８００ＭＨｚ帯、１９００ＭＨｚ帯）に用いられるアンテナ装置である。ここで用いられている周波数安定化回路３５は、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７との間にキャパシタンス素子Ｃ５を挿入したもので、他の構成は第１実施例と同様であり、その作用効果は第１実施例と基本的に同様である。そして、放射素子として分岐モノポール型アンテナ１１ａ，１１ｂを設けている。そして、放射素子として分岐モノポール型アンテナ１１ａ，１１ｂを設けている。なお、キャパシタンス素子Ｃ５は、ハイバンド側（１８００ＭＨｚ帯、１９００ＭＨｚ帯）の信号を、主として一次側直列回路３６と二次側直列回路３７を介さずに分岐モノポール型アンテナ１１ａ，１１ｂから給電回路３０（またはその逆）に通すための結合コンデンサとして機能する。一次側直列回路３６及び二次側直列回路３７で形成されるインピーダンス比がハイバンド側（１８００ＭＨｚ帯、１９００ＭＨｚ帯）とローバンド側（８００ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯）のいずれにおいても整合していれば、必ずしもキャパシタンス素子Ｃ５を設ける必要はない。
このアンテナ装置は、移動体通信端末のメインアンテナとして使用可能である。この分岐モノポール型アンテナ１１ａ，１１ｂでは、アンテナ１１ａが主にハイバンド側（１８００〜２４００ＭＨｚ帯）のアンテナ放射素子として、アンテナ１１ｂが主にローバンド側（８００〜９００ＭＨｚ帯）のアンテナ放射素子として機能する。ここで、分岐モノポール型アンテナ１１ａ，１１ｂは、それぞれの対応周波数帯でアンテナとして共振している必要はない。なぜなら、周波数安定化回路３５が、アンテナ１１ａ，１１ｂのもつ特性インピーダンスをＲＦ回路のインピーダンスにマッチングさせているからである。例えば、周波数安定化回路３５は、８００〜９００ＭＨｚ帯で、アンテナ１１ｂのもつ特性インピーダンスをＲＦ回路のインピーダンス（通常は５０Ω）にマッチングさせている。これにより、アンテナ１１ｂからＲＦ回路の信号を送信し、または、アンテナ１１ｂでＲＦ回路への信号を受信することができる。
なお、このように、大きく離れた複数の周波数帯でのインピーダンスマッチングを図る場合には、複数の周波数安定化回路３５を並列に配置するなどして、それぞれの周波数帯でインピーダンスマッチングを図ることもできる。また、一次側直列回路３６に対して複数の二次側直列回路３７を結合させて、複数の二次側直列回路３７を用いてそれぞれの周波数帯でインピーダンスマッチングを図ることもできる。
（第６実施例、図１４及び図１５参照）
第６実施例であるアンテナ装置に用いられている周波数安定化回路３５は、図１４（Ａ）に示すように、給電回路３０に接続された一次側リアクタンス回路と、該一次側リアクタンス回路と電界又は磁界を介して結合する二次側リアクタンス回路とで構成されている。一次側リアクタンス回路は、第１リアクタンス素子及び該第１リアクタンス素子に直列接続された第２リアクタンス素子を含む一次側直列回路３６にて構成されている。二次側リアクタンス回路は、第１リアクタンス素子と結合する第３リアクタンス素子及び該第３リアクタンス素子に直列接続されて第２リアクタンス素子と結合する第４リアクタンス素子を含む二次側直列回路３７にて構成されている。具体的には、第１リアクタンス素子は第１インダクタンス素子Ｌ１で構成されており、第２リアクタンス素子は第２インダクタンス素子Ｌ２で構成されており、第３リアクタンス素子は第３インダクタンス素子Ｌ３で構成されており、第４リアクタンス素子は第４インダクタンス素子Ｌ４で構成されている。
一次側直列回路３６の一方端（第１インダクタンス素子Ｌ１の一端）は給電回路３０に接続され、二次側直列回路３７の一方端（第３インダクタンス素子Ｌ３の一端）は第１放射素子１１に接続されている。一次側直列回路３６の他方端（第２インダクタンス素子Ｌ２の他端）及び二次側直列回路３７の他方端（第４インダクタンス素子Ｌ４の他端）は、第２放射素子２１に接続されている。
図１４（Ｂ）に示すように、第１インダクタンス素子Ｌ１と第２インダクタンス素子Ｌ２とは互いに逆相で結合しており、同じく、第３インダクタンス素子Ｌ３と第４インダクタンス素子Ｌ４とは互いに逆相で結合している。また、第１インダクタンス素子Ｌ１と第３インダクタンス素子Ｌ３とは互いに逆相で結合しており、同様に、第２インダクタンス素子Ｌ２と第４インダクタンス素子Ｌ４とは互いに逆相で結合している。
以上の構成からなる周波数安定化回路３５において、給電回路３０から一次側直列回路３６に流れ込んだ高周波信号電流は、第１インダクタンス素子Ｌ１に導かれるとともに、各インダクタンス素子がコイルパターンで形成されている場合、誘導磁界を介して二次電流として第３インダクタンス素子Ｌ３に導かれる。また、第２インダクタンス素子Ｌ２に導かれた高周波信号電流は誘導磁界を介して二次電流として第４インダクタンス素子Ｌ４に導かれる。その結果、高周波信号電流は図１４（Ｂ）に矢印で示す方向に流れることになる。
本第６実施例の構成では、第１インダクタンス素子Ｌ１と第２インダクタンス素子Ｌ２は互いに磁界を強め合うように働くとともに、第３インダクタンス素子Ｌ３と第４インダクタンス素子Ｌ４も互いに磁界を強め合うように働いており、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７との間の磁界は閉磁路を形成する。
そこで、特に、図１５に示すように、一次側直列回路３６を、インダクタンス素子Ｌ３とインダクタンス素子Ｌ４との直列回路を含む第１の二次側直列回路３７と、インダクタンス素子Ｌ５とインダクタンス素子Ｌ６との直列回路を含む第２の二次側直列回路３８とで挟み込むことによって、二次側直列回路３７，３８から一次側直列回路３６への高周波信号のエネルギー伝達ロスを少なくすることができる。なお、本応用例の構造は、図８に示したアンテナ装置と、インダクタンス素子Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６の巻回方向も変更している。
（周波数安定化デバイスの第１例、図１６〜図１８参照）
周波数安定化デバイス１３５は、図１６に示すチップ型の積層体１４０として構成することができる。この積層体１４０は誘電体又は磁性体からなる複数の基材層を積層したもので、その裏面には給電回路３０に接続される給電端子１４１、第２放射体２１に接続されるグランド端子１４２、第１放射体１１に接続されるアンテナ端子１４３が設けられている。裏面には、それ以外に、実装のために用いられるＮＣ端子１４４も設けられている。なお、積層体１４０の表面に、必要に応じてインピーダンス整合用のインダクタンスやコンデンサを搭載してもよい。また、積層体１４０内に電極パターンでインダクタンスやコンデンサを形成してもよい。
ここで、前記積層体１４０に内蔵された周波数安定化デバイス１３５の第１例を図１７を参照して説明する。この第１例は、１層目の基材層１５１ａに前記各種端子１４１，１４２，１４３，１４４が形成され、２層目の基材層１５１ｂに第１及び第３インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ３となる導体１６１，１６３が形成され、３層目の基材層１５１ｃに第２及び第４インダクタンス素子Ｌ２，Ｌ４となる導体１６２，１６４が形成されている。
導体１６１〜１６４としては、銀や銅などの導電性材料を主成分とするペーストのスクリーン印刷や、金属箔をエッチングするなどして形成することができる。基材層１５１ａ〜１５１ｃとしては、誘電体であればガラスセラミック材料、エポキシ系樹脂材料などを用いることができ、磁性体であればフェライトセラミック材料やフェライトを含有する樹脂材料などを用いることができる。
前記基材層１５１ａ〜１５１ｃを積層することで、それぞれの導体１６１〜１６４及び端子１４１，１４２，１４３は層間接続導体（ビアホール導体）を介して接続され、前述した図１４（Ａ）に示す等価回路を形成する。即ち、給電端子１４１はビアホール導体１６５ａを介して導体１６１（第１インダクタンス素子Ｌ１）の一端に接続され、導体１６１の他端はビアホール導体１６５ｂを介して導体１６２（第２インダクタンス素子Ｌ２）の一端に接続される。導体１６２の他端はビアホール導体１６５ｃを介してグランド端子１４２に接続され、分岐した導体１６４（第４インダクタンス素子Ｌ４）の他端はビアホール導体１６５ｄを介して導体１６３（第３インダクタンス素子Ｌ３）の一端に接続される。導体１６３の他端はビアホール導体１６５ｅを介してアンテナ端子１４３に接続される。
以上のごとく、インダクタンス素子Ｌ１〜Ｌ４を誘電体や磁性体からなる積層体１４０に内蔵すること、特に、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７との結合部となる領域を積層体１４０の内部に設けることによって、周波数安定化デバイス１３５が積層体１４０に隣接して配置される他の電子素子からの影響を受けにくくなる。その結果、周波数特性の一層の安定化を図ることができる。
また、第１リアクタンス素子Ｌ１と第３リアクタンス素子Ｌ３とを積層体１４０の同じ層（基材層１５１ｂ）に設け、第２リアクタンス素子Ｌ２と第４リアクタンス素子Ｌ４とを積層体１４０の同じ層（基材層１５１ｃ）に設けることにより、積層体１４０（周波数安定化デバイス１３５）の厚みが薄くなる。さらに、互いに結合する第１リアクタンス素子Ｌ１と第３リアクタンス素子Ｌ３及び第２リアクタンス素子Ｌ２と第４リアクタンス素子Ｌ４を、それぞれ同一工程（例えば、導電性ペーストの塗布）で形成できるため、積層ずれなどに起因する結合度のばらつきが抑制され、信頼性が向上する。
第１例である周波数安定化デバイス１３５では、図１８に示すように、給電端子１４１から入力された高周波信号電流は、第１及び第２インダクタンス素子Ｌ２（導体１６１，１６２）に矢印ａで示すように流れる。この一次電流（矢印ａ）にて生じる磁界によって、第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４（導体１６３，１６４）に矢印ｂに示す高周波信号電流が励起され、誘導電流（二次電流）が流れる。一方、第１及び第２インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２（導体１６１，１６２）に流れる電流が矢印ａとは逆方向であると、第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４（導体１６３，１６４）には矢印ｂとは逆方向の電流が流れる。
一次側直列回路３６では、第１及び第２インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２が互いに逆相で結合し、二次側直列回路３７では、第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４が互いに逆相で結合し、それぞれ閉磁路を形成している。そのため、エネルギーの損失を小さくすることができる。なお、第１及び第２インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２のインダクタンス値、第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４のインダクタンス値を実質的に同じにすると、閉磁路の漏れ磁界が少なくなり、エネルギーの損失をより小さくすることができる。
また、一次側直列回路３６における一次電流によって励起される磁界と、二次側直列回路３７における二次電流によって励起される磁界は、誘導電流によって互いの磁界を打ち消すように生じている。誘導電流を用いることによってエネルギーの損失が小さくなり、第１及び第３インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ３並びに第２及び第４インダクタンス素子Ｌ２，Ｌ４は、高い結合度で結合する。即ち、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７とは高い結合度にて結合する。
なお、周波数安定化デバイス１３５のインダクタンス値は、接続線３３のインダクタンス値よりも小さいことが好ましい。なぜなら、接続線３３のインダクタンス値の影響を小さくすることができるからである。第１及び第２インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２、第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４を逆相で結合させることにより、周波数安定化デバイス１３５のインダクタンス値を小さくすることができる。
以上のように本第１例によれば、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７は、電磁界（閉磁路）を利用して結合されているため、一次側直列回路３６にて給電回路３０側とのインピーダンスマッチングを図り、二次側直列回路３７にて第１放射体１１側とのインピーダンスマッチングを図ることにより、一次側と二次側とで独立してインピーダンスを整合させることができる。しかも、高周波信号エネルギーの伝達効率が向上するため、放射体１１，２１や筺体１０，２０の形状、開閉状態などに大きく影響されることなく、広い帯域で、高周波信号の周波数特性を安定化させることができる。また、第１リアクタンス素子Ｌ１と第３リアクタンス素子Ｌ３とを同じ層に設け、第２リアクタンス素子Ｌ２と第４リアクタンス素子Ｌ４とを同じ層に設けることにより、積層体４０の厚みが薄くなり、積層ずれなどに起因する結合度のばらつきが抑制され、信頼性が向上する。
（周波数安定化デバイスの第２例、図１９参照）
次に、周波数安定化デバイスの第２例を図１９を参照して説明する。１層目の基材層１７１ａに前記各種端子１４１，１４２，１４３，１４４が形成され、第２層目の基材層１７１ｂに導体１７２ａ，１７２ｂが形成されている。３層目の基材層１７１ｃに第１及び第３インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ３となる導体１７３，１７５が２ターンずつ形成され、４層目の基材層１７１ｄに第２及び第４インダクタンス素子Ｌ２，Ｌ４となる導体１７４，１７６が２ターンずつ形成されている。
前記基材層１７１ａ〜１７１ｄを積層することで、それぞれの導体１７３〜１７６及び端子１４１，１４２，１４３は層間接続導体（ビアホール導体）を介して接続され、前述した図１４（Ａ）に示す等価回路を形成する。即ち、給電端子１４１はビアホール導体１７７ａを介して導体１７３（第１インダクタンス素子Ｌ１）の一端に接続され、導体１７３の他端はビアホール導体１７７ｂを介して導体１７４（第２インダクタンス素子Ｌ２）の一端に接続される。導体１７４の他端はビアホール導体１７７ｃ、導体１７２ａ及びビアホール導体１７７ｄを介してグランド端子１４２に接続され、導体１７２ａの他端はビアホール導体１７７ｅを介して導体１７６（第４インダクタンス素子Ｌ４）の一端に接続され、導体１７６の他端はビアホール導体１７７ｆを介して導体１７５（第３インダクタンス素子Ｌ３）の一端に接続される。導体１７５の他端はビアホール導体１７７ｇ、導体１７２ｂ及びビアホール導体１７７ｈを介してアンテナ端子１４３に接続される。
第２例である周波数安定化デバイスにおいても、前記第１例と同様の作用効果を奏する。一次電流（矢印ａ）と二次電流（矢印ｂ）との関係は図１９に示すとおりである。特に、第２例では、インダクタンス素子Ｌ１〜Ｌ４を形成する導体１７３〜１７６を２ターンずつ巻回しており、コイルの巻回数を多くするとインダクタンス値を大きくすることができる。勿論、３ターン以上であってもよく、あるいは、各コイルを複数層にわたって巻回してもよい。
（周波数安定化デバイスの第３例、図２０参照）
次に、周波数安定化デバイスの第３例を図２０を参照して説明する。この第３例は前記第１例として示した積層体１４０の基材層１５１ａ，１５１ｂ間に、グランド導体１６６を設けた基材層１５１ｄを積層するとともに、基材層１５１ｃの下にグランド導体１６７を設けた基材層１５１ｅを積層したものである。
即ち、給電端子１４１はビアホール導体１６５ａ、基材層１５１ｄに設けた導体１６８及びビアホール導体１６５ｆを介して導体１６１（第１インダクタンス素子Ｌ１）の一端に接続され、導体１６１の他端はビアホール導体１６５ｂを介して導体１６２（第２インダクタンス素子Ｌ２）の一端に接続される。導体１６２の他端はビアホール導体１６５ｃを介してグランド導体１６６の一端部に接続され、グランド導体１６６の他端部はビアホール導体１６５ｈを介してグランド端子１４２に接続される。また、導体１６２の他端はビアホール導体１６５ｇを介してグランド導体１６７に接続される。導体１６２から分岐した導体１６４（第４インダクタンス素子Ｌ４）の他端はビアホール導体１６５ｄを介して導体１６３（第３インダクタンス素子Ｌ３）の一端に接続される。導体１６３の他端はビアホール導体１６５ｅを介してアンテナ端子１４３に接続される。
第３例である周波数安定化デバイスにおいても、前記第１例と同様の作用効果を奏する。特に、第３例では、積層体１４０の上部と底部にグランド導体１６６，１６７を導体１６１〜１６４によって形成されるコイルの開口を覆うように設けることにより、コイルにて生じる磁界がプリント配線基板上の各種配線からの磁界に影響されにくくなる。換言すれば、インダクタンス素子Ｌ１〜Ｌ４のＬ値にばらつきが生じにくくなる。
（第７実施例、図２１及び図２２参照）
第７実施例であるアンテナ装置を図２１（Ａ）に示す。ここで用いられている周波数安定化回路１３５は、基本的には図２（Ａ）に示した周波数安定化回路３５と同様の構成からなり、さらに、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７との間（第１インダクタンス素子Ｌ１の一端と第３インダクタンス素子Ｌ３の一端との間）にキャパシタンス素子Ｃ１１が接続され、第３インダクタンス素子Ｌ３及び第４インダクタンス素子Ｌ４と並列にキャパシタンス素子Ｃ１２が接続されている。
また、図２１（Ｂ）に示すように、前記キャパシタンス素子Ｃ１１，Ｃ１２に加えて、第１インダクタンス素子Ｌ１及び第２インダクタンス素子Ｌ２と並列にキャパシタンス素子Ｃ１３を接続してもよい。
図２１（Ａ）に示す周波数安定化デバイス１３５（第４例）は図２２に示す積層体１４０として構成されている。この積層体１４０において、導体１６１，１６３（インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ３）を設けた基材層１５１ｂ及び導体１６２，１６４（インダクタンス素子Ｌ２，Ｌ４）を設けた基材層１５１ｃは、図１７に示したものと同様である。基材層１５１ａ，１５１ｂの間に、基材層１５１ｆ、１５１ｇ、１５１ｈが積層されている。基材層１５１ｆには容量電極１８１が形成され、基材層１５１ｇには容量電極１８２と導体１８３とが形成され、基材層１５１ｈにはグランド導体１８４が形成されている。
基材層１５１ａ〜１５１ｈを積層することで、容量電極１８１，１８２間にキャパシタンス素子Ｃ１１が形成され、容量電極１８２とグランド導体１８４との間にキャパシタンス素子Ｃ１２が形成される。より詳しくは、給電端子１４１はビアホール導体１６５ｊを介して容量電極１８１に接続され、さらに、ビアホール導体１６５ｉを介して導体１８３の一端に接続される。導体１８３の他端はビアホール導体１６５ｆを介して導体１６１（第１インダクタンス素子Ｌ１）の一端に接続され、導体１６１の他端はビアホール導体１６５ｂを介して導体１６２（第２インダクタンス素子Ｌ２）の一端に接続される。導体１６２の他端はビアホール導体１６５ｃを介してグランド導体１８４の一端部に接続され、グランド導体１８４の他端部はビアホール導体１６５ｋを介してグランド端子１４２に接続される。
また、導体１６２から分岐した導体１６４（第４インダクタンス素子Ｌ４）の他端はビアホール導体１６５ｄを介して導体１６３（第３インダクタンス素子Ｌ３）の一端に接続される。導体１６３の他端はビアホール導体１６５ｅを介してアンテナ端子１４３に接続される。ビアホール導体１６５ｅは基材層１５１ｇで容量電極１８２と接続される。
この周波数安定化デバイス１３５の第４例においては、キャパシタンス素子Ｃ１１の容量値によって一次側直列回路３６と二次側直列回路３７の結合度を調整することができる。また、キャパシタンス素子Ｃ１２の容量値によって二次側直列回路３７の共振周波数を調整することができる。図２１（Ｂ）に示した変形例においては、キャパシタンス素子Ｃ１３の容量値によって一次側直列回路３６の共振周波数を調整することができる。
（第８実施例、図２３及び図２４参照）
第８実施例であるアンテナ装置を図２３に示す。ここで用いられている周波数安定化回路は前述した一次側直列回路３６と二次側直列回路３７に加えて、いま一つの一次側直列回路３８（一次側リアクタンス回路）を設けたものである。一次側直列回路３８を構成する第５インダクタンス素子Ｌ５と第６インダクタンス素子Ｌ６とは互いに逆相で結合している。第５インダクタンス素子Ｌ５は第１インダクタンス素子Ｌ１と逆相で結合しており、第６インダクタンス素子Ｌ６は第２インダクタンス素子Ｌ２と逆相で結合している。第３インダクタンス素子Ｌ３の一端は第１放射体１１に接続され、第４インダクタンス素子Ｌ４の一端は第２放射体２１に接続されている。
この周波数安定化デバイス１３５（第５例）を図２４を参照して説明する。この第５例は、１層目の基材層１８１ａに前記各種端子１４１，１４２，１４３，１４４が形成され、２層目の基材層１８１ｂに導体１９７，１９８，１９９が形成されている。３層目の基材層１８１ｃに第１、第３及び第５インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５となる導体１９１，１９３，１９５が形成され、４層目の基材層１８１ｄに第２、第４及び第６インダクタンス素子Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６となる導体１９２，１９４，１９６が形成されている。導体１９３は導体１９１，１９５によって挟まれ、導体１９４は導体１９２，１９６によって挟まれている。
前記基材層１８１ａ〜１８１ｄを積層することで、それぞれの導体１９７〜１９９，１９１〜１９６及び端子１４１，１４２，１４３は層間接続導体（ビアホール導体）を介して接続され、図２３に示す等価回路を形成する。即ち、給電端子１４１はビアホール導体２０１ａを介して導体１９７の中間部に接続され、導体１９７の一端はビアホール導体２０１ｂを介して導体１９１（第１インダクタンス素子Ｌ１）の一端に接続され、導体１９１の他端はビアホール導体２０１ｃを介して導体１９２（第２インダクタンス素子Ｌ２）の一端に接続される。導体１９２の他端はビアホール導体２０１ｄを介してグランド端子１４２に接続される。ビアホール導体２０１ｄは基材層１８１ｂで導体１９８の一端に接続され、導体１９８の他端はビアホール導体２０１ｅを介して導体１９６（第６インダクタンス素子Ｌ６）の一端に接続される。導体１９６の他端はビアホール導体２０１ｆを介した導体１９５（第５インダクタンス素子Ｌ５）の一端に接続され、導体１９５の他端はビアホール導体２０１ｇを介して導体１９７の他端に接続される。即ち、第５インダクタンスＬ５の他端はビアホール導体２０１ｇ、導体１９７及びビアホール導体２０１ａを介して給電端子１４１に接続される。
一方、グランド端子１４２に接続されている前記導体１９８はビアホール導体２０１ｈを介して導体１９４（第４インダクタンス素子Ｌ４）の一端に接続され、導体１９４の他端はビアホール導体２０１ｉを介して導体１９３（第３インダクタンス素子Ｌ３）の一端に接続される。導体１９３の他端はビアホール導体２０１ｊを介して導体１９９の一端に接続され、導体１９９の他端はビアホール導体２０１ｋを介してアンテナ端子１４３に接続される。
本第８実施例及び積層体１４０の第５例の動作は前記第１実施例及び前記第１例と基本的には同様である。本第８施例においては、二次側直列回路３７を二つの一次側直列回路３６，３８で挟み込むことによって、回路３６と回路３７，３８の結合度を上げることができ、高周波信号のエネルギー伝達ロスが少なくなる。
なお、一次側直列回路を二つの二次側直列回路で挟み込む構造であっても構わない。
（第９施例、図２５〜図２７参照）
第９実施例であるアンテナ装置を図２５に示す。ここで用いられている周波数安定化デバイス１３５は基本的には前記第１実施例と同様の構成を備えている。異なるのは、第１インダクタンス素子Ｌ１と第３インダクタンス素子Ｌ３とが互いに同相で結合しており、第２インダクタンス素子Ｌ２と第４インダクタンス素子Ｌ４とが互いに同相で結合している点である。即ち、第１及び第３インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ３は主に磁界を介して結合し、第２及び第４インダクタンス素子Ｌ２，Ｌ４は主に磁界を介して結合している。本第９実施例の作用効果は第１実施例と基本的に同様である。
周波数安定化デバイス１３５の第６例を図２６に示す。この第６例は図１７に示した第１例と基本的には同じ構造を有し、導体１６１（第１インダクタンス素子Ｌ１）及び導体１６２（第２インダクタンス素子Ｌ２）が、導体１６３（第３インダクタンス素子Ｌ３）及び導体１６４（第４インダクタンス素子Ｌ４）の内側に配置されている点で異なっている。また、この配置に応じて、基材層１５１ａ上では給電端子１４１とアンテナ端子１４２との配置が入れ換わっている。
第６例である周波数安定化デバイス１３５では、図２７に矢印ａで示すように高周波信号電流（一次電流）が流れ、矢印ｂで示すように誘導電流（二次電流）が流れる。この点は、図１８で説明したとおりである。
（第１０実施例、図２８〜図３２参照）
第１０実施例であるインピーダンス変換素子２３５は、図２８（Ａ）に示すように、端子Ｐ１，Ｐ２に接続された一次側直列回路２３６と、該一次側直列回路２３６と電界又は磁界を介して結合する二次側直列回路２３７とで構成されている。一次側直列回路２３６は、第１コイル素子Ｌ１１及び該第１コイル素子Ｌ１１に直列接続された第２コイル素子Ｌ１２を含んでいる。二次側直列回路２３７は、第１コイル素子Ｌ１１と結合する第３コイル素子Ｌ１３及び該第３コイル素子Ｌ１３に直列接続されて第２コイル素子Ｌ１２と結合する第４コイル素子Ｌ１４を含んでいる。
一次側直列回路２３６の一方端（第１コイル素子Ｌ１１の一端）は端子Ｐ１に接続され、二次側直列回路２３７の一方端（第３コイル素子Ｌ１３の一端）は端子Ｐ３に接続されている。一次側直列回路２３６の他方端（第２コイル素子Ｌ１２の他端）は端子Ｐ２に接続され、二次側直列回路２３７の他方端（第４コイル素子Ｌ１４の他端）は端子Ｐ４に接続されている。
図２８（Ｂ）に示すように、第１コイル素子Ｌ１１と第２コイル素子Ｌ１２とは互いに逆相で結合しており、同じく、第３コイル素子Ｌ１３と第４コイル素子Ｌ１４とは互いに逆相で結合している。また、第１コイル素子Ｌ１１と第３コイル素子Ｌ１３とは互いに逆相で結合しており、同様に、第２コイル素子Ｌ１２と第４コイル素子Ｌ１４とは互いに逆相で結合している。
以上の構成からなるインピーダンス変換素子２３５において、端子Ｐ１から一次側直列回路２３６に流れ込んだ高周波信号電流は、第１コイル素子Ｌ１１に導かれるとともに、各コイル素子がコイルパターンで形成されている場合、誘導磁界を介して二次電流として第３コイル素子Ｌ１３に導かれる。また、第２コイル素子Ｌ１２に導かれた高周波信号電流は誘導磁界を介して二次電流として第４コイル素子Ｌ１４に導かれる。その結果、高周波信号電流は図２８（Ｂ）に矢印で示す方向に流れることになる。
本第１０実施例の構成では、第１コイル素子Ｌ１１と第２コイル素子Ｌ１２は互いに磁界を弱め合うように働くとともに、第３コイル素子Ｌ１３と第４コイル素子Ｌ１４も互いに磁界を弱め合うように働いており、一次側直列回路２３６と二次側直列回路２３７との間の磁界は閉磁路を形成する。また、第１コイル素子Ｌ１１と第３コイル素子Ｌ１３間の電界結合により流れる電流と、第１コイル素子Ｌ１１と第３コイル素子Ｌ１３間の磁界結合により流れる電流が同じ方向に流れるように電磁界結合が発生する。第２コイル素子Ｌ１２と第４コイル素子Ｌ１４間も同様に、電界結合により流れる電流と、磁界結合により流れる電流が同じ方向に流れるように電磁界結合が発生する。さらに、第１コイル素子Ｌ１１と第２コイル素子Ｌ１２は図示しない電極パターンを介して図示する電流の方向と同じ方向に電流が流れるように容量結合している。第３コイル素子Ｌ１３と第４コイル素子Ｌ１４も同様に図示しない電極パターンを介して図示する電流の方向と同じ方向に電流が流れるように容量結合している。
ここで、前記インピーダンス変換素子２３５における各コイル素子Ｌ１〜Ｌ４の具体的な構成について説明する。図２９はコイル素子Ｌ１〜Ｌ４の模式的な構成を示し、図３２はより具体的な構成を示す。まず、図３１及び図３２を参照して具体的な構成を説明する。
インピーダンス変換素子２３５は、図３１に示すチップ型の積層体２４０として構成することができる。この積層体２４０は誘電体又は磁性体からなる複数の基材層を積層したもので、その裏面には端子Ｐ１〜Ｐ４、実装のために用いられるＮＣ端子Ｐ５も設けられている。
ここで、前記積層体２４０に内蔵されたインピーダンス変換素子２３５の具体例を図２９及び図３２を参照して説明する。この具体例は、図５に示した積層構造と基本的には同様であり、図５と同じ符号を付している。即ち、最上層の基材層５１ａに導体６１が形成され、２層目の基材層５１ｂに第１及び第２コイル素子Ｌ１１，Ｌ１２となる導体６２が形成され、３層目の基材層５１ｃに第１及び第２コイル素子Ｌ１１，Ｌ１２となる二つの導体６３，６４が形成されている。４層目の基材層５１ｄに第３及び第４コイル素子Ｌ１３，Ｌ１４となる二つの導体６５，６６が形成され、５層目の基材層５１ｅに第３及び第４コイル素子Ｌ１３，Ｌ１４となる導体６７が形成されている。さらに、６層目の基材層５１ｆに導体６８が形成され、７層目の基材層５１ｇの裏面に端子Ｐ１〜Ｐ４が形成されている。なお、最上層の基材層５１ａ上には図示しない無地の基材層が積層される。
前記基材層５１ａ〜５１ｇを積層することで、それぞれの導体６１〜６８及び端子Ｐ１〜Ｐ４は層間接続導体（ビアホール導体）を介して接続され、図２８（Ａ）に示す等価回路を形成する。
即ち、端子Ｐ１は、ビアホール導体４５ａ、導体６１及びビアホール導体４５ｂを介して、コイルパターン６３の一端に接続され、コイルパターン６３の他端は、ビアホール導体４５ｃを介してコイルパターン６２ａの一端に接続されている。また、コイルパターン６２ａの他端はコイルパターン６２ｂの一端に接続されており、コイルパターン６２ｂの他端は、ビアホール導体４５ｄを介してコイルパターン６４の一端に接続されている。コイルパターン６４の他端は、ビアホール導体４５ｅを介して導体６８に接続され、導体６８はビアホール導体４５ｆを介して端子Ｐ２に接続されている。つまり、コイルパターン６３及びコイルパターン６２ａにて第１コイルパターン、つまりコイル素子Ｌ１１が構成されており、コイルパターン６２ｂ及びコイルパターン６４にて第２コイルパターン、つまりコイル素子Ｌ１２が構成されている。
また、端子Ｐ３は、ビアホール導体４５ｇを介してコイルパターン６５の一端に接続され、コイルパターン６５の他端は、ビアホール導体４５ｈを介してコイルパターン６７ａの一端に接続されている。また、コイルパターン６７ａの他端はコイルパターン６７ｂの一端に接続されており、コイルパターン６７ｂの他端は、ビアホール導体４５ｉを介してコイルパターン６６の一端に接続されている。コイルパターン６６の他端は、ビアホール導体４５ｊを介して端子Ｐ４に接続されている。つまり、コイルパターン６５及びコイルパターン６７ａにて第３コイルパターン、つまりコイル素子Ｌ１３が構成されており、コイルパターン６７ｂ及びコイルパターン６６にて第４コイルパターン、つまりコイル素子Ｌ１４が構成されている。
そして、図２９及び図３２に示すように、第１及び第２コイルパターンは、第１コイルパターンの巻回軸と第２コイルパターンの巻回軸とが平行になるように隣接配置されており、第３及び第４コイルパターンは、第３コイルパターンの巻回軸と第４コイルパターンの巻回軸とが平行になるように隣接配置されている。さらに、第１及び第３コイルパターンは、第１コイルパターンの巻回軸と第３コイルパターンの巻回軸とがほぼ同一直線になるように配置されており、第２及び第４コイルパターンは、第２コイルパターンの巻回軸と第４コイルパターンの巻回軸とがほぼ同一直線上になるように配置されている。
なお、各コイルパターンは１ターンのループ状導体にて構成されているが、複数ターンのループ状導体にて構成されていてもよい。また、第１及び第３コイルパターンは、各コイルパターンの巻回軸が厳密に同一直線になるように配置されている必要はなく、平面視したときに、第１及び第３コイルパターンのコイル開口が互いに重なるように、つまり、各コイルパターンに共通の磁束が通過するように、巻回されていればよい。同様に、第２及び第４コイルパターンは、各コイルパターンの巻回軸が厳密に同一直線になるように配置されている必要はなく、平面視したときに、第２及び第４コイルパターンのコイル開口が互いに重なるように、つまり、各コイルパターンに共通の磁束が通過するように、巻回されていればよい。
以上のごとく、コイル素子Ｌ１１〜Ｌ１４を誘電体や磁性体からなる積層体２４０に内蔵すること、特に、一次側直列回路２３６と二次側直列回路２３７との結合部となる領域を積層体２４０の内部に設けることによって、インピーダンス変換素子２３５を構成する素子の素子値、さらには一次側直列回路２３６と二次側直列回路２３７との結合度が、積層体２４０に隣接して配置される他の電子素子からの影響を受けにくくなる。
第１０実施例であるインピーダンス変換素子２３５では、図３０に示すように、端子Ｐ１から入力された高周波電流は、矢印ａに示すように流れ、第１コイル素子Ｌ１１（導体６２，６３）に矢印ｃ，ｄで示すように導かれ、さらに、第２コイル素子Ｌ１２（導体６２，６４）に矢印ｅ，ｆで示すように導かれ、端子Ｐ２から矢印ｌで示すように流れる。一次電流（矢印ｃ，ｄ）にて生じる磁界Ｃによって、第３コイル素子Ｌ１３（導体６５，６７）に矢印ｇ，ｈに示すように高周波電流が励起され、誘導電流（二次電流）が流れる。同様に、一次電流（矢印ｅ，ｆ）にて生じる磁界Ｃによって、第４コイル素子Ｌ１４（導体６６，６７）に矢印ｉ，ｊに示すように高周波電流が励起され、誘導電流（二次電流）が流れる。その結果、端子Ｐ３には矢印ｋで示す高周波電流が流れ、端子Ｐ４には矢印ｍで示す高周波電流が流れる。なお、端子Ｐ１に流れる電流（矢印ａ）が逆向きであれば、他の電流も逆向きに流れる。また、第１コイル素子Ｌ１１と第３コイル素子Ｌ１３間の電界結合により流れる変位電流が誘導電流と同じ方向に流れる。さらに、第２コイル素子Ｌ１２と第４コイル素子Ｌ１４も同様にそれぞれの電界結合により流れる変位電流が誘導電流と同じ方向に流れる。さらに、第１コイル素子Ｌ１１と第２コイル素子Ｌ１２は図示しない電極パターンを介して容量結合し、一次電流（矢印ｄ，ｅ）と同じ方向に電流が流れる。第３コイル素子Ｌ１３と第４コイル素子Ｌ１４も同様に図示しない電極パターンを介して容量結合し、二次電流（矢印ｈ，ｉ）と同じ方向に電流が流れる。
一次側直列回路２３６では、第１及び第２コイル素子Ｌ１１，Ｌ１２が互いに逆相で結合し、二次側直列回路２３７では、第３及び第４インダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４が互いに逆相で結合し、それぞれ閉磁路を形成している。そのため、第１コイル素子Ｌ１１と第２コイル素子Ｌ１２との間、並びに、第３コイル素子Ｌ１３と第４コイル素子Ｌ１４との間のインピーダンス変換に伴うエネルギーの損失を小さくすることができる。なお、第１及び第２コイル素子Ｌ１１，Ｌ１２のインダクタンス値、第３及び第４コイル素子Ｌ１３，Ｌ１４のインダクタンス値を実質的に同じ素子値にすると、閉磁路の漏れ磁界が少なくなり、エネルギーの損失をより小さくすることができる。
また、一次側直列回路２３６における一次電流によって励起される磁界Ｃと、二次側直列回路２３７における二次電流によって励起される磁界Ｄは、誘導電流によって互いの磁界を打ち消すように生じている。誘導電流を用いることによってエネルギーの損失が小さくなり、第１及び第３コイル素子Ｌ１１，Ｌ１３並びに第２及び第４コイル素子Ｌ１２，Ｌ１４は、高い結合度で結合する。即ち、一次側直列回路２３６と二次側直列回路２３７とは高い結合度にて結合する。
（第１１実施例、図３３及び図３４参照）
第１１実施例であるインピーダンス変換素子２３５を図３３に示す。このインピーダンス変換素子２３５は前述した一次側直列回路２３６と二次側直列回路２３７に加えて、いま一つの二次側直列回路２３８を設けたものである。二次側直列回路２３８を構成する第５コイル素子Ｌ１５と第６コイル素子Ｌ１６とは互いに逆相で結合している。第５コイル素子Ｌ１５は第１コイル素子Ｌ１１と逆相で結合しており、第６コイル素子Ｌ１６は第２コイル素子Ｌ１２と逆相で結合している。第５コイル素子Ｌ１５の一端は端子Ｐ３に接続され、第６コイル素子Ｌ１６の一端は端子Ｐ４に接続されている。
このインピーダンス変換素子２３５を積層体２４０として構成した具体例を図３４を参照して説明する。この具体例は、前記図３２で示した積層体２４０の上に、さらに二次側直列回路２３８の第５及び第６コイル素子Ｌ１５，Ｌ１６となる導体７１，７２，７３を形成した基材層５１ｉ，５１ｊを積層したものである。即ち、前述した第１〜第４コイル素子Ｌ１１〜Ｌ１４と同様、第５及び第６コイル素子Ｌ１５，Ｌ１６をコイルパターンにて形成し、かつ、第５及び第６コイル素子Ｌ１５，Ｌ１６を構成するコイルパターンを、これらのコイル素子Ｌ１５，Ｌ１６に生じる磁界が閉磁路を形成するように巻回している。
本第１１実施例の動作は前記第１０実施例と基本的には同様である。本第１１実施例においては、一次側直列回路２３６を二つの二次側直列回路２３７，２３８で挟み込むことによって、一次側直列回路２３６から二次側直列回路２３７，３８への高周波電流のエネルギー伝達ロスが少なくなる。
（第１２実施例、図３５及び図３６参照）
第１２実施例であるインピーダンス変換素子２３５は、図３５に示すチップ型の積層体２４０として構成されている。この積層体２４０は誘電体又は磁性体からなる複数の基材層を積層したもので、図１７に示した積層体１４０と基本的には同様の構成であり、図１７と同じ符号を付している。即ち、１層目の基材層１５１ａに端子Ｐ１〜Ｐ４が形成され、２層目の基材層１５１ｂに第１及び第３コイル素子Ｌ１１，Ｌ１３となる導体１６１，１６３が形成され、３層目の基材層１５１ｃに第２及び第４コイル素子Ｌ１２，Ｌ１４となる導体１６２，１６４が形成されている。
導体１６１〜１６４としては、銀や銅などの導電性材料を主成分とするペーストのスクリーン印刷や、金属箔をエッチングするなどして形成することができる。基材層１５１ａ〜１５１ｃとしては、誘電体であればガラスセラミック材料、エポキシ系樹脂材料などを用いることができ、磁性体であればフェライトセラミック材料やフェライトを含有する樹脂材料などを用いることができる。
前記基材層１５１ａ〜１５１ｃを積層することで、それぞれの導体１６１〜１６４及び端子Ｐ１〜Ｐ４は層間接続導体（ビアホール導体）を介して接続され、前述した図２８（Ａ）に示す等価回路を形成する。即ち、端子Ｐ１はビアホール導体１６５ａを介して導体１６１（第１コイル素子Ｌ１１）の一端に接続され、導体１６１の他端はビアホール導体１６５ｂを介して導体１６２（第２コイル素子Ｌ１２）の一端に接続される。導体１６２の他端はビアホール導体１６５ｃを介して端子Ｐ２に接続される。導体１６３（第３コイル素子Ｌ３）の一端はビアホール導体１６５ｅを介して端子Ｐ３に接続され、導体１６３の他端はビアホール導体１６５ｄを介して導体１６４（第４コイル素子Ｌ１４）の一端に接続され、導体１６４の他端はビアホール導体１６５ｆを介して端子Ｐ４に接続される。
本第１２実施例にあっては、第１コイル素子Ｌ１１と第３コイル素子Ｌ１３とを積層体２４０の同じ層（基材層１５１ｂ）に設け、第２コイル素子Ｌ１２と第４コイル素子Ｌ１４とを積層体２４０の同じ層（基材層１５１ｃ）に設けることにより、積層体２４０の厚みが薄くなる。さらに、互いに結合する第１コイル素子Ｌ１１と第３コイル素子Ｌ１３及び第２コイル素子Ｌ１２と第４コイル素子Ｌ１４を、それぞれ同一工程（例えば、導電性ペーストの塗布）で形成できるため、積層ずれなどに起因する結合度のばらつきが抑制され、信頼性が向上する。
このインピーダンス変換素子２３５では、図３６に示すように、端子Ｐ１から入力された高周波電流は、第１及び第２コイル素子Ｌ１１，Ｌ１２（導体１６１，１６２）に矢印ａで示すように流れる。この一次電流（矢印ａ）にて生じる磁界によって、第３及び第４コイル素子Ｌ１３，Ｌ１４（導体１６３，１６４）に矢印ｂに示す高周波電流が励起され、誘導電流（二次電流）が流れる。一方、第１及び第２コイル素子Ｌ１１，Ｌ１２（導体１６１，１６２）に流れる電流が矢印ａとは逆方向であると、第３及び第４コイル素子Ｌ１３，Ｌ１４（導体１６３，１６４）には矢印ｂとは逆方向の電流が流れる。
一次側直列回路２３６では、第１及び第２コイル素子子Ｌ１１，Ｌ１２が互いに逆相で結合し、二次側直列回路２３７では、第３及び第４コイル素子Ｌ１３，Ｌ１４が互いに逆相で結合し、それぞれ閉磁路を形成している。そのため、エネルギーの損失を小さくすることができる。なお、第１及び第２コイル素子Ｌ１１，Ｌ１２のインダクタンス値、第３及び第４コイル素子Ｌ１３，Ｌ１４のインダクタンス値を実質的に同じにすると、閉磁路の漏れ磁界が少なくなり、エネルギーの損失をより小さくすることができる。
また、一次側直列回路２３６における一次電流によって励起される磁界と、二次側直列回路２３７における二次電流によって励起される磁界は、誘導電流によって互いの磁界を打ち消すように生じている。誘導電流を用いることによってエネルギーの損失が小さくなり、第１及び第３コイル素子Ｌ１１，Ｌ１３並びに第２及び第４コイル素子Ｌ１２，Ｌ１４は、高い結合度で結合する。即ち、一次側直列回路２３６と二次側直列回路２３７とは高い結合度にて結合する。
（第１３実施例、図３７参照）
第１３実施例であるインピーダンス変換素子２３５は、図３７に示すように、積層体２４０内において、第１コイル素子Ｌ１１と第２コイル素子Ｌ１２とを同一平面上に近接配置し、第３コイル素子Ｌ１３と第４コイル素子Ｌ１４とを同一平面上に近接配置し、それぞれのコイル素子Ｌ１１〜Ｌ１４を３ターンずつ巻回したものである。また、第１コイル素子Ｌ１の巻回軸と第３コイル素子Ｌ１３の巻回軸とがほぼ同一直線上に配置され、第２コイル素子Ｌ１２の巻回軸と第４コイル素子Ｌ１４の巻回軸とがほぼ同一直線上に配置されている。
本第１３実施例の等価回路は図２８（Ａ）に示した第１０実施例と同様であり、その作用効果も第１０実施例と同様である。特に、第１３実施例ではコイル素子Ｌ１１〜Ｌ１４のターン数を増加させることにより、結合値が向上する。
（他の実施例）
なお、本発明に係る周波数安定化回路、周波数安定化デバイス、アンテナ装置及び通信端末機器は前記実施例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できる。
例えば、本発明はワンセグ用やマルチバンド対応の移動体無線通信システム用だけではなく、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＷ−ＬＡＮのような近距離無線システム（２．４ＧＨｚ帯）、ＧＰＳシステム（１．５ＧＨｚ帯）など、各種の通信システムに利用できる。
また、周波数安定化回路や周波数安定化デバイスの形態は、チップ型の積層体として構成する以外に、ストリップ線路など他の素子と一体化されたモジュールや、放射素子を設けたプリント配線基板に搭載あるいは内蔵したモジュールとして構成することもできる。また、周波数安定化回路や周波数安定化デバイスは、一次側直列回路と二次側直列回路とをワンセット設ける以外に、複数セットを組み合わせて多段化してもよい。第２実施例で示したように一次側直列回路を二次側直列回路で挟んだ構造をワンセットとして多段化してもよい。多段化することで、高周波信号のエネルギー伝達ロスを少なくでき、リターンロスの減衰が急峻になる。また、一次側直列回路や二次側直列回路におけるコイル素子（リアクタンス素子）の素子数は３以上でもよい。
給電方式としては、第１放射素子及び第２放射素子をそれぞれ放射素子とみなした場合は平衡給電型であり、第１放射素子を放射素子、第２放射素子をグランドとみなした場合は不平衡給電型である。
以上のように、本発明は、周波数安定化回路、周波数安定化デバイス、アンテナ装置及び通信端末機器に有用であり、特に、高周波信号の周波数を安定化させるあるいは入力損失が小さい点で優れている。
１，２…携帯通信端末
１０…第１筺体
１１…第１放射素子
１１ａ，１１ｂ…分岐モノポール型アンテナ
２０…第２筺体
２１…第２放射素子
３０…給電回路
３５…周波数安定化回路
３６…一次側直列回路
３７，３８…二次側直列回路
４０…積層体
１３５…周波数安定化デバイス
１４０…積層体
２３５…インピーダンス変換素子
Ｌ１〜Ｌ６…インダクタンス素子
Ｌ１１〜Ｌ１６…コイル素子

Claims (15)

  1. 第１インダクタンス素子、及び該第１インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第１インダクタンス素子に磁気結合された第２インダクタンス素子を含む一次側直列回路と、
    前記第１インダクタンス素子と結合する第３インダクタンス素子、及び該第３インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第３インダクタンス素子に磁気結合されており、前記第２インダクタンス素子と結合する第４インダクタンス素子を含む二次側直列回路と、
    を備え、
    前記一次側直列回路は前記第１インダクタンス素子の他端にて給電回路に接続されており、前記二次側直列回路は前記第３インダクタンス素子の他端にて放射素子に接続されており、
    前記第１インダクタンス素子及び前記第２インダクタンス素子にて第１閉磁路が形成され、前記第３インダクタンス素子及び前記第４インダクタンス素子にて第２閉磁路が形成されていること、
    を特徴とする周波数安定化回路。
  2. 前記第１インダクタンス素子と前記第２インダクタンス素子とは互いに同相で結合しており、前記第３インダクタンス素子と前記第４インダクタンス素子とは互いに同相で結合していること、を特徴とする請求項１に記載の周波数安定化回路。
  3. 前記第１インダクタンス素子と前記第３インダクタンス素子とは互いに逆相で結合しており、前記第２インダクタンス素子と前記第４インダクタンス素子とは互いに逆相で結合していること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の周波数安定化回路。
  4. 前記第１インダクタンス素子と前記第３インダクタンス素子とは互いに同相で結合しており、前記第２インダクタンス素子と前記第４インダクタンス素子とは互いに同相で結合していること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の周波数安定化回路。
  5. 前記第２インダクタンス素子及び前記第４インダクタンス素子はグランドに接続されること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の周波数安定化回路。
  6. 前記第１、第２、第３及び第４インダクタンス素子は、ループ状導体を含む第１、第２、第３及び第４コイルパターンにてそれぞれ形成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の周波数安定化回路。
  7. 前記第１及び第２コイルパターンは、前記第１コイルパターンの巻回軸と前記第２コイルパターンの巻回軸とが平行になるように隣接配置されており、前記第３及び第４コイルパターンは、前記第３コイルパターンの巻回軸と前記第４コイルパターンの巻回軸とが平行になるように隣接配置されており、前記第１及び第３コイルパターンは、前記第１コイルパターンの巻回軸と前記第３コイルパターンの巻回軸とがほぼ同一直線になるように配置されており、前記第２及び第４コイルパターンは、前記第２コイルパターンの巻回軸と前記第４コイルパターンの巻回軸とがほぼ同一直線になるように配置されていること、を特徴とする請求項６に記載の周波数安定化回路。
  8. 前記素体は誘電体又は磁性体からなる複数の基材層を積層してなる積層体にて構成され、前記一次側直列回路と前記二次側直列回路との結合領域が前記積層体の内部に設けられていること、を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の周波数安定化回路。
  9. 前記第１インダクタンス素子と結合する第５インダクタンス素子、及び該第５インダクタンス素子に直列接続されるとともに前記第５インダクタンス素子に磁気結合され、前記第２インダクタンス素子と結合する第６インダクタンス素子を含む二次側直列回路をさらに備え、
    前記二次側直列回路は前記第５インダクタンス素子の他端にて前記放射素子に接続されていること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の周波数安定化回路。
  10. 前記第５及び第６インダクタンス素子はループ状導体を含む第５及び第６コイルパターンにてそれぞれ形成されていて、前記第５及び第６コイルパターンは、これらのコイルパターンに生じる磁界が閉磁路を形成するように巻回されていること、を特徴とする請求項９に記載の周波数安定化回路。
  11. 周波数安定化回路と放射素子とを備え、
    前記周波数安定化回路は、
    第１インダクタンス素子、及び該第１インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第１インダクタンス素子に磁気結合された第２インダクタンス素子を含む一次側直列回路と、
    前記第１インダクタンス素子と結合する第３インダクタンス素子、及び該第３インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第３インダクタンス素子に磁気結合されており、前記第２インダクタンス素子と結合する第４インダクタンス素子を含む二次側直列回路と、
    を備え、
    前記一次側直列回路は前記第１インダクタンス素子の他端にて給電回路に接続されており、前記二次側直列回路は前記第３インダクタンス素子の他端にて前記放射素子に接続されており、
    前記第１インダクタンス素子及び前記第２インダクタンス素子にて第１閉磁路が形成され、前記第３インダクタンス素子及び前記第４インダクタンス素子にて第２閉磁路が形成されていること、
    を特徴とするアンテナ装置。
  12. 周波数安定化回路と給電回路と放射素子とを備え、
    前記周波数安定化回路は、
    第１インダクタンス素子、及び該第１インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第１インダクタンス素子に磁気結合された第２インダクタンス素子を含む一次側直列回路と、
    前記第１インダクタンス素子と結合する第３インダクタンス素子、及び該第３インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第３インダクタンス素子に磁気結合されており、前記第２インダクタンス素子と結合する第４インダクタンス素子を含む二次側直列回路と、
    を備え、
    前記給電回路は前記第１インダクタンス素子の他端に接続され、
    前記放射素子は前記第３インダクタンス素子の他端に接続されていること、
    を特徴とする通信端末機器。
  13. 複数の誘電体層又は磁性体層を積層してなる積層体と、
    前記積層体に設けられ、第１インダクタンス素子、及び該第１インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第１インダクタンス素子に磁気結合された第２インダクタンス素子を含む一次側直列回路と、
    前記積層体に設けられ、前記該第１インダクタンス素子と結合する第３インダクタンス素子、及び該第３インダクタンス素子の一端に直列接続されるとともに前記第３インダクタンス素子に磁気結合されており、前記第２インダクタンス素子と結合する第４インダクタンス素子を含む二次側直列回路と、
    を備え、
    前記一次側直列回路は前記第１インダクタンス素子の他端にて給電回路に接続されており、前記二次側直列回路は前記第３インダクタンス素子の他端にて放射素子に接続されており、
    前記第１インダクタンス素子及び前記第２インダクタンス素子にて第１閉磁路が形成され、前記第３インダクタンス素子及び前記第４インダクタンス素子にて第２閉磁路が形成されていること、
    を特徴とする周波数安定化デバイス。
  14. 前記第３インダクタンス素子は前記第１インダクタンス素子と同じ層に設けられ、第４インダクタンス素子は前記第２インダクタンス素子と同じ層に設けられていること、を特徴とする請求項１３に記載の周波数安定化デバイス。
  15. 前記第１、第２、第３及び第４インダクタンス素子は、ループ状導体を含む第１、第２、第３及び第４コイルパターンにてそれぞれ形成されており、
    前記第１及び第２コイルパターンは、前記第１コイルパターンの巻回軸と前記第２コイルパターンの巻回軸とが平行になるように隣接配置されており、
    前記第３及び第４コイルパターンは、前記第３コイルパターンの巻回軸と前記第４コイルパターンの巻回軸とが平行になるように隣接配置されており、
    前記第１及び第３コイルパターンは、前記第１コイルパターンの巻回軸と前記第３コイルパターンの巻回軸とがほぼ同一直線になるように配置されており、
    前記第２及び第４コイルパターンは、前記第２コイルパターンの巻回軸と前記第４コイルパターンの巻回軸とがほぼ同一直線になるように配置されていること、
    を特徴とする請求項１３に記載の周波数安定化デバイス。
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