JP4761009B1 - 周波数安定化回路、アンテナ装置及び通信端末機器 - Google Patents

Abstract

【課題】放射体や筺体の形状、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、アンテナ装置及び通信端末機器を構成する。
【解決手段】周波数安定化回路２５は４つのコイル状導体Ｌ１〜Ｌ４を備え、第１のコイル状導体Ｌ１と第２のコイル状導体Ｌ２とが直列に接続されて第１の直列回路が構成され、第３のコイル状導体Ｌ３と第４のコイル状導体Ｌ４とが直列に接続されて第２の直列回路が構成され、アンテナポートと給電ポートとの間に第１の直列回路が接続され、アンテナポートとグランドとの間に第２の直列回路が接続されている。第１のコイル状導体Ｌ１と第２のコイル状導体Ｌ２は第１の閉磁路（磁束ＦＰ１２で示すループ）が構成されるように巻回されていて、第３のコイル状導体Ｌ３と第４のコイル状導体Ｌ４は、第２の閉磁路（磁束ＦＰ３４で示すループ）が構成されるように巻回されている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、周波数安定化回路、アンテナ装置、通信端末機器に関し、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、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。

特開２００４−１７２９１９号公報 特開２００５−６０９６号公報 特開２００８−１１８３５９号公報

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。

そこで、本発明の目的は、放射体や筺体の形状、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、アンテナ装置及び通信端末機器を提供することにある。

（１）第１の形態の周波数安定化回路は、
第１のコイル状導体、第２のコイル状導体、第３のコイル状導体、第４のコイル状導体を少なくとも備え、
前記第１のコイル状導体の一端が前記第２のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに、前記第１のコイル状導体に磁気結合されて第１の直列回路が構成され、
前記第３のコイル状導体の一端が前記第４のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに、前記第３のコイル状導体に磁気結合されて第２の直列回路が構成され、
前記第１のコイル状導体と前記第３のコイル状導体とが結合されていて、前記第２のコイル状導体と前記第４のコイル状導体とが結合されており、
前記第１の直列回路は、前記第１のコイル状導体の他端にて、給電回路に接続される給電ポートに接続されており、前記第１の直列回路及び前記第２の直列回路は、前記第２のコイル状導体の他端及び前記第４のコイル状導体の他端にて、アンテナに接続されるアンテナポートに接続されていて、
第１のコイル状導体及び第２のコイル状導体は、第１のコイル状導体と第２のコイル状導体とによって第１の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
第３のコイル状導体及び第４のコイル状導体は、第３のコイル状導体と第４のコイル状導体とによって第２の閉磁路が構成される向きに巻回されていること、
を特徴とする。

（２）第２の形態の周波数安定化回路は、
前記第１のコイル状導体、前記第２のコイル状導体、前記第３のコイル状導体、及び前記第４のコイル状導体が、前記第１の閉磁路を通る磁束と前記第２の閉磁路を通る磁束とが互いに逆方向になるように巻回されていることを特徴とする。

（３）第３の形態の周波数安定化回路は、
前記第１のコイル状導体及び前記第３のコイル状導体は互いに磁気的に結合していて、
前記第２のコイル状導体及び前記第４のコイル状導体は互いに磁気的に結合していること、
を特徴とする。

（４）第４の形態の周波数安定化回路は、
前記第１のコイル状導体、前記第２のコイル状導体、前記第３のコイル状導体、及び前記第４のコイル状導体が共通の多層基板内の導体パターンで構成されていることを特徴とする。

（５）第５の形態の周波数安定化回路は、
前記第１のコイル状導体、前記第２のコイル状導体、前記第３のコイル状導体、及び前記第４のコイル状導体のそれぞれの巻回軸は前記多層基板の積層方向に向き、
前記第１のコイル状導体と第２のコイル状導体は、それぞれの巻回軸が異なる関係で並置され、
前記第３のコイル状導体と第４のコイル状導体は、それぞれの巻回軸が異なる関係で並置され、
前記第１のコイル状導体と第３のコイル状導体のそれぞれの巻回範囲が平面視で少なくとも一部で重なり、前記第２のコイル状導体と第４のコイル状導体のそれぞれの巻回範囲が平面視で少なくとも一部で重なる、
ことを特徴とする。

（６）第６の形態の周波数安定化回路は、
第１のコイル状導体、第２のコイル状導体、第３のコイル状導体、第４のコイル状導体、第５のコイル状導体、第６のコイル状導体、を少なくとも備え、
前記第１のコイル状導体の一端が前記第２のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに、前記第１のコイル状導体に磁気結合されて第１の直列回路が構成され、
前記第３のコイル状導体の一端が前記第４のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第３のコイル状導体に磁気結合されて第２の直列回路が構成され、
前記第５のコイル状導体の一端が前記第６のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第５のコイル状導体に磁気結合されて第３の直列回路が構成され、
前記第３のコイル状導体が前記第１のコイル状導体及び前記第５のコイル状導体に結合されていて、前記第４のコイル状導体が前記第２のコイル状導体及び前記第６のコイル状導体に結合されており、
前記第１の直列回路及び前記第３の直列回路は、前記第１のコイル状導体の他端及び前記第５のコイル状導体の他端にて、給電回路に接続される給電ポートに接続されており、前記第１の直列回路、第２の直列回路及び前記第３の直列回路は、前記第２のコイル状導体の他端、前記第４のコイル状導体の他端及び前記第６のコイル状導体の他端にて、アンテナに接続されるアンテナポートに接続されていて、
第１のコイル状導体及び第２のコイル状導体は、第１のコイル状導体と第２のコイル状導体とによって第１の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
第３のコイル状導体及び第４のコイル状導体は、第３のコイル状導体と第４のコイル状導体とによって第２の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
第５のコイル状導体及び第６のコイル状導体は、第５のコイル状導体と第６のコイル状導体とによって第３の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
第２の閉磁路が第１の閉磁路及び第３の閉磁路で挟み込まれた、
ことを特徴とする。

（７）第７の形態の周波数安定化回路は、
前記第１のコイル状導体、前記第２のコイル状導体、前記第３のコイル状導体、及び前記第４のコイル状導体は、前記第１の閉磁路を通る磁束と前記第２の閉磁路を通る磁束とが互いに逆方向になるように巻回されていて、
前記第３のコイル状導体、前記第４のコイル状導体、前記第５のコイル状導体、及び前記第６のコイル状導体は、前記第２の閉磁路を通る磁束と前記第３の閉磁路を通る磁束とが互いに逆方向になるように巻回されていることを特徴とする。

（８）第８の形態の周波数安定化回路は、
前記第１のコイル状導体、前記第２のコイル状導体、前記第３のコイル状導体、及び前記第４のコイル状導体は、前記第１の閉磁路を通る磁束と前記第２の閉磁路を通る磁束とが互いに逆方向になるように巻回されていて、
前記第３のコイル状導体、前記第４のコイル状導体、前記第５のコイル状導体、及び前記第６のコイル状導体は、前記第２の閉磁路を通る磁束と前記第３の閉磁路を通る磁束とが互いに同方向になるように巻回されていることを特徴とする。

（９）第９の形態のアンテナ装置は、
給電回路に接続される給電ポートとアンテナに接続されるアンテナポートとを備えた周波数安定化回路と、前記アンテナポートに接続されたアンテナと、で構成されたアンテナ装置であって、（１）の周波数安定化回路を備えたことを特徴とする。

（１０）第１０の形態のアンテナ装置は、
給電回路に接続される給電ポートとアンテナに接続されるアンテナポートとを備えた周波数安定化回路と、前記アンテナポートに接続されたアンテナと、で構成されたアンテナ装置であって、（６）の周波数安定化回路を備えたことを特徴とする。

（１１）第１１の形態の通信端末機器は、
給電回路に接続される給電ポートとアンテナに接続されるアンテナポートとを備えた周波数安定化回路と、前記アンテナポートに接続されたアンテナと、前記給電ポートに接続された給電回路と、を備えた通信端末機器であって、（１）の周波数安定化回路を備えたことを特徴とする。

（１２）第１２の形態の通信端末機器は、
給電回路に接続される給電ポートとアンテナに接続されるアンテナポートとを備えた周波数安定化回路と、前記アンテナポートに接続されたアンテナと、前記給電ポートに接続された給電回路と、を備えた通信端末機器であって、（６）の周波数安定化回路を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、放射体や筺体の形状、近接部品の配置状況などに影響されることなく、給電回路と放射体とのインピーダンスマッチングを図ることができる。

図１（Ａ）は、本発明の周波数安定化回路、それを備えたアンテナ装置、及び移動体通信端末の概略構成図である。図１（Ｂ）は比較例としてのアンテナ装置及び移動体通信端末の概略構成図である。 図２は本発明に係る周波数安定化回路の比較例としての周波数安定化回路３５の回路図である。 図３（Ａ）は図２に示した比較例としての周波数安定化回路３５の等価回路図、図３（Ｂ）はその変形回路図である。 図４は本発明に係る周波数安定化回路の基本形の回路図である。 図５（Ａ）は図４に示した周波数安定化回路の基本形の等価回路図、図５（Ｂ）はその変形回路図である。 図６（Ａ）は本発明の周波数安定化回路の基本形の反射特性Ｓ１１と通過特性Ｓ２１、図６（Ｂ）は比較例の周波数安定化回路の反射特性Ｓ１１と通過特性Ｓ２１である。 図７は第１の実施形態に係る周波数安定化回路２５の回路図である。 図８は第１の実施形態に係る周波数安定化回路２５を多層基板に構成した場合の各層の導体パターンの例を示す図である。 図９は、図８に示した多層基板の各層に形成された導体パターンによるコイル状導体を通る主な磁束を示している。 図１０は第１の実施形態に係る周波数安定化回路２５の４つのコイル状導体Ｌ１〜Ｌ４の磁気的結合の関係を示す図である。 図１１はコイル状導体Ｌ１〜Ｌ４によるコイル状導体同士の結合係数を所定値に定めたときの、給電回路から給電ポートを見た入力インピーダンスをスミスチャート上に表した図である。 図１２は負性のインダクタンスを示す周波数安定化回路による、放射体と給電回路とのインダクタンス整合について示す図である。 図１３は第２の実施形態に係る周波数安定化回路の構成を示す図であり、この周波数安定化回路を多層基板に構成した場合の各層の導体パターンの例を示す図である。 図１４は、図１３に示した多層基板の各層に形成された導体パターンによるコイル状導体を通る主な磁束を示す図である。 図１５は第２の実施形態に係る周波数安定化回路の４つのコイル状導体Ｌ１〜Ｌ４の磁気的結合の関係を示す図である。 図１６は第３の実施形態に係る周波数安定化回路２５Ａの回路図である。 図１７（Ａ）は、周波数安定化回路の反射特性を示す図、図１７（Ｂ）はその周波数安定化回路のアンテナポートにキャパシタを接続した状態での反射特性を示す図である。 図１８（Ａ）は放射体のインピーダンス軌跡である。図１８（Ｂ）は周波数安定化回路のアンテナポートにキャパシタを接続した状態での反射特性を示す図である。 図１９（Ａ）は、第３の実施形態に係る周波数安定化回路に図１８に示した特性の放射体を接続した状態での周波数安定化回路の給電ポートから見たインピーダンス軌跡である。図１９（Ｂ）は周波数安定化回路の給電ポートから見た反射特性Ｓ１１と通過特性Ｓ２１の周波数特性図である。 図２０は、多層基板に構成された第４の実施形態に係る周波数安定化回路の各層の導体パターンの例を示す図である。 図２１は第４の実施形態に係る周波数安定化回路の４つのコイル状導体Ｌ１〜Ｌ４の磁気的結合の関係を示す図である。 図２２は、図２に示した比較例としての周波数安定化回路３５の周波数特性を示す図である。 図２３は、第３の実施形態で示した周波数安定化回路２５Ａの周波数特性を示す図である。 図２４は第５の実施形態に係る周波数安定化回路の回路図である。 図２５は第５の実施形態に係る周波数安定化回路を多層基板に構成した場合の各層の導体パターンの例を示す図である。 図２６は第５の実施形態で示した周波数安定化回路の周波数特性を示す図である。 図２７（Ａ）は図２に示した比較例としての周波数安定化回路３５の反射特性を示す図である。図２７（Ｂ）は第３の実施形態で示した周波数安定化回路２５Ａの反射特性を示す図である。図２７（Ｃ）は第５の実施形態に係る周波数安定化回路の反射特性を示す図である。 図２８は第６の実施形態に係る周波数安定化回路の回路図である。 図２９は第６の実施形態に係る周波数安定化回路を多層基板に構成した場合の各層の導体パターンの例を示す図である。 図３０は第７の実施形態に係る周波数安定化回路の回路図である。 図３１は第７の実施形態に係る周波数安定化回路を多層基板に構成した場合の各層の導体パターンの例を示す図である。

本発明の周波数安定化回路の具体的な実施の形態を示す前に、本発明の周波数安定化回路の目的と作用効果について説明する。

図１（Ａ）は、本発明の周波数安定化回路、それを備えたアンテナ装置、及び移動体通信端末の概略構成図である。図１（Ｂ）は比較例としてのアンテナ装置及び移動体通信端末の概略構成図である。

図１（Ｂ）は給電回路３０によって給電される放射体１１Ｄの構成を示している。従来のアンテナ設計手法は、製品の外観デザインが先に決定されて、それに収まるように放射体１１を設計しなければならない、という設計上の制約があった。アンテナを設計するうえでの目標は、
（１）放射効率を高める。空間になるべく多くの電力を放射させる。
（２）周波数調整をする。アンテナに電力を入れるためのマッチングをとる。
という二点であるが、組み込み先のサイズと形状の限られた筐体に収まるアンテナを設計すると上記アンテナの放射効率と周波数調整とはしばしばトレードオフの関係となる。

図１（Ａ）に示す本発明に係る周波数安定化回路２５は給電ポートとアンテナポートを備え、給電ポートに給電回路３０が接続され、アンテナポートに放射体１１が接続される。この周波数安定化回路２５と放射体１１とによってアンテナ装置が構成される。さらに、このアンテナ装置と給電回路３０を含む回路によって移動体通信端末が構成される。

本発明の周波数安定化回路２５を用いることにより、放射体は、放射体間、放射体−グランド間の容量結合を減らしたシンプルな形状にして放射効率を高めることにだけに特化させ、周波数調整は周波数安定化回路２５に任せる。したがって、前述のトレードオフの関係を受けることなくアンテナの設計が極めて容易となり、開発期間も大幅に短縮化される。

図２は本発明に係る周波数安定化回路の比較例としての周波数安定化回路３５の回路図である。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、この一次側直列回路に対して電磁界結合する二次側直列回路３７とで構成されている。一次側直列回路３６は、第１のコイル状導体Ｌ１と第２のコイル状導体Ｌ２との直列回路であり、二次側直列回路３７は、第３のコイル状導体Ｌ３と第４のコイル状導体Ｌ４との直列回路である。

一次側直列回路３６の一方端は給電回路３０に接続され、二次側直列回路３７の一方端は放射体１１に接続されている。一次側直列回路３６の他方端及び二次側直列回路３７の他方端はグランドに接続されている。

図３（Ａ）は図２に示した比較例としての周波数安定化回路３５の等価回路図、図３（Ｂ）はその変形回路図である。ここで、インダクタＬｐは一次側直列回路のインダクタンス、インダクタＬｓは二次側直列回路のインダクタンス、インダクタＭは相互インダクタンスを表している。ＬｐとＬｓの結合係数をｋで表すと、Ｍ＝ｋ√（Ｌｐ＊Ｌｓ）の関係である。インピーダンスＺｄは給電回路３０のインピーダンスであり、インピーダンスＺａは放射体１１のインピーダンスである。

図４は本発明に係る周波数安定化回路の基本形の回路図である。給電回路３０と放射体１１との間にインダクタＬａが接続され、放射体１１とグランドとの間にインダクタＬｂが接続されている。

図５（Ａ）は図４に示した周波数安定化回路の基本形の等価回路図、図５（Ｂ）はその変形回路図である。
図２に示した比較例の周波数安定化回路では、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７とによってトランス部が構成される。このトランス部によるインピーダンス変換比は、図３に示した等価回路で表すとＬｐ：Ｌｓとなる。

一方、図４に示した本発明の周波数安定化回路の基本形では、図５（Ｂ）に示した等価回路のように、インピーダンス変換比は、
（Ｌａ＋Ｍ＋Ｌｂ＋Ｍ）：（−Ｍ＋Ｌｂ＋Ｍ）
＝（Ｌａ＋Ｌｂ＋２Ｍ）：Ｌｂ
となる。ＬａとＬｂの結合係数をｋで表すと、相互インダクタンスＭは、Ｍ＝ｋ√（Ｌａ＊Ｌｂ）の関係である。相互インダクタンスＭを大きくすれば、比較例の周波数安定化回路に比べて大きなインピーダンス変換比が得られる。そのため、比較例の周波数安定化回路に比べて、給電回路側のインダクタＬａの値を小さくすることが可能となる。また、図４に示した給電回路３０とグランド間のインダクタンスがＬａ＋Ｌｂ＋２Ｍとなるため、Ｌａが小さくても、グランドに対して“ショート”に見えにくいという利点もある。これにより、インダクタＬａのインダクタンス値を小さくでき、そのため小型化、低ロス化できる。このように、この周波数安定化回路は、インピーダンス変換回路として機能する。

図６（Ａ）は本発明の周波数安定化回路の基本形（図４参照）の反射特性Ｓ１１と通過特性Ｓ２１、図６（Ｂ）は比較例の周波数安定化回路の反射特性Ｓ１１と通過特性Ｓ２１である。必要インダクタは、比較例でＬｐ＝２５ｎＨ、Ｌｓ＝８．７ｎＨであるのに対し、本発明の周波数安定化回路の基本形ではＬａ＝５．６ｎＨ、Ｌｂ＝１３ｎＨである。このように小さなインダクタンスでマッチングがとれるため、構造を小さくできる。そのため、導体パターンによる損失が低減され、通過損失が小さくなる。ここで、インダクタのＱ値を７５とすれば、通過損失で１２．５％程度改善できる。

また、必要なインダクタンス値が小さくてすむので、低コスト化されるだけでなく、トランス部の自己共振周波数が高くなる。すなわち、トランス部の自己共振周波数は２π√（１／ＬＣ）で定まるが、Ｌが小さくなることにより自己共振周波数が高くなる。自己共振周波数ではエネルギーが閉じこもってしまいトランスとして作用しないので、この自己共振周波数が高くなることによって、トランスとして作用する周波数帯域が拡大することになる。

《第１の実施形態》
図７は第１の実施形態に係る周波数安定化回路２５の回路図である。周波数安定化回路２５は、給電回路３０に接続された第１の直列回路２６と、この第１の直列回路２６に対して電磁界結合する第２の直列回路２７とで構成されている。第１の直列回路２６は、第１のコイル状導体Ｌ１と第２のコイル状導体Ｌ２との直列回路であり、第２の直列回路２７は、第３のコイル状導体Ｌ３と第４のコイル状導体Ｌ４との直列回路である。アンテナポートと給電ポートとの間に第１の直列回路２６が接続され、アンテナポートとグランドとの間に第２の直列回路２７が接続されている。

図８は第１の実施形態に係る周波数安定化回路２５を多層基板に構成した場合の各層の導体パターンの例を示す図である。各層は磁性体シートで構成され、各層の導体パターンは図８に示す向きでは磁性体シートの裏面に形成されているが、各導体パターンは実線で表している。また、線状の導体パターンは所定の線幅を備えているが、ここでは単純な実線で表している。

図８に示した範囲で第１層５１ａの裏面に導体パターン７３が形成され、第２層５１ｂの裏面に導体パターン７２，７４が形成され、第３層５１ｃの裏面に導体パターン７１，７５が形成されている。第４層５１ｄの裏面に導体パターン６３が形成され、第５層５１ｅの裏面に導体パターン６２，６４が形成され、第６層５１ｆの裏面に導体パターン６１，６５が形成されている。第７層５１ｇの裏面に導体パターン６６が形成され、第８層５１ｈの裏面には給電端子４１、グランド端子４２、アンテナ端子４３が形成されている。図８中の縦方向に延びる破線はビア電極であり、導体パターン同士を層間で接続する。これらのビア電極は実際には所定の径寸法を有する円柱形の電極であるが、ここでは単純な破線で表している。

図８において、導体パターン６３の右半分と導体パターン６１，６２によって第１のコイル状導体Ｌ１を構成している。また、導体パターン６３の左半分と導体パターン６４，６５によって第２のコイル状導体Ｌ２を構成している。また、導体パターン７３の右半分と導体パターン７１，７２によって第３のコイル状導体Ｌ３を構成している。また、導体パターン７３の左半分と導体パターン７４，７５によって第４のコイル状導体Ｌ４を構成している。各コイル状導体Ｌ１〜Ｌ４の巻回軸は多層基板の積層方向に向いている。そして、第１のコイル状導体Ｌ１と第２のコイル状導体Ｌ２の巻回軸は異なる関係で並置されている。同様に、第３のコイル状導体Ｌ３と第４のコイル状導体Ｌ４は、それぞれの巻回軸が異なる関係で並置されている。そして、第１のコイル状導体Ｌ１と第３のコイル状導体Ｌ３のそれぞれの巻回範囲が平面視で少なくとも一部で重なり、第２のコイル状導体Ｌ２と第４のコイル状導体Ｌ４のそれぞれの巻回範囲が平面視で少なくとも一部で重なる。この例ではほぼ完全に重なる。このようにして８の字構造の導体パターンで４つのコイル状導体を構成している。なお、各コイル状導体は、少なくとも一つのループ状導体を含んでいればよく、一つの平面状にループ状導体が複数ターン巻回されているものであってもよいし、１ターンまたは複数ターンのループ状導体を複数層積み重ねたものであってもよい。

なお、各層は誘電体シートで構成されていてもよい。但し、比透磁率の高い磁性体シートを用いれば、コイル状導体間の結合係数をより高めることができる。

図９は、図８に示した多層基板の各層に形成された導体パターンによるコイル状導体を通る主な磁束を示している。磁束ＦＰ１２は導体パターン６１〜６３による第１のコイル状導体Ｌ１及び導体パターン６３〜６５による第２のコイル状導体Ｌ２を通る。また、磁束ＦＰ３４は導体パターン７１〜７３による第３のコイル状導体Ｌ３及び導体パターン７３〜７５による第４のコイル状導体Ｌ４を通る。また、ループ状の導体パターン７５と６３、７１と６３はそれぞれ容量を介して結合している。つまり、これらのコイル状導体Ｌ１とＬ３、Ｌ２とＬ４は磁界および電界を介してそれぞれ結合する。よって、たとえばＬ１に電流が流れると、Ｌ３には誘導電流および電界結合による電流が励起され、しかもＬ１とＬ３は逆向きに巻回されているため、誘導電流と電界結合による電流は同方向に流れ、エネルギー伝達効率が向上する。コイル状導体Ｌ２とＬ４との関係についても同様である。

図１０は第１の実施形態に係る周波数安定化回路２５の４つのコイル状導体Ｌ１〜Ｌ４の磁気的結合の関係を示す図である。このように、第１のコイル状導体Ｌ１及び第２のコイル状導体Ｌ２は、この第１のコイル状導体Ｌ１と第２のコイル状導体Ｌ２とによって第１の閉磁路（磁束ＦＰ１２で示すループ）が構成されるように巻回されていて、第３のコイル状導体Ｌ３及び第４のコイル状導体Ｌ４は、第３のコイル状導体Ｌ３と第４のコイル状導体Ｌ４とによって第２の閉磁路（磁束ＦＰ３４で示すループ）が構成されるように巻回されている。このように、第１の閉磁路を通る磁束ＦＰ１２と第２の閉磁路を通る磁束ＦＰ３４とが互いに逆方向になるように４つのコイル状導体Ｌ１〜Ｌ４が巻回されている。図１０中の二点鎖線の直線はこの２つの磁束ＦＰ１２とＦＰ３４とを結合させない磁気障壁を表している。このようにコイル状導体Ｌ１とＬ３の間、及びＬ２とＬ４の間に磁気障壁が生じる。
次に、第１の実施形態に係る周波数安定化回路２５の作用効果について示す。
周波数安定化回路２５の主たる役割は次の二つである。
（１）アンテナが小型になるほどアンテナのインピーダンスは例えば３〜２０Ω程度と低くなる。周波数安定化回路はそのトランス機能でインピーダンスの実部Ｒのマッチングをとる。

（２）放射体は基本的にインダクタンス性であるので、インピーダンスの周波数特性は右上がりの特性があるが、周波数安定化回路は負性インダクタンスとして作用し、放射体に周波数安定化回路を組み合わせることによって、アンテナのインピーダンス（ｊｘ）の傾きを緩くする。

周波数安定化回路が負性インダクタンスとして作用する点について以降に説明する。
図１１は前記コイル状導体Ｌ１〜Ｌ４によるコイル状導体同士の結合係数を所定値に定めたときの、給電回路から給電ポートを見た反射特性をスミスチャート上に表した図である。ここで、各結合係数は次のとおりである。

Ｌ１−Ｌ２ ｋ≒０．３
Ｌ３−Ｌ４ ｋ≒０．３
Ｌ１−Ｌ３ ｋ≒０．８
Ｌ２−Ｌ４ ｋ≒０．８
このように、Ｌ１とＬ３，Ｌ２とＬ４を強結合（ｋ＝０．８程度）とし、Ｌ１とＬ２，Ｌ３とＬ４を弱結合（Ｋ＝０．３程度）とすることで、結合により発生する相互インダクタンスＭの値は大きいままに、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の実効値は小さくなる。そのため、結合係数は等価的に１以上となって、周波数安定化回路のインピーダンスが負性のインダクタンスに見えることになる。すなわちメタマテリアル構造を成すことが可能となる。

なお、Ｌ１とＬ２の結合及びＬ３とＬ４の結合（横同士のコイル状導体間の結合）はそれぞれインダクタンス値が小さくなる磁界結合となっているが、Ｌ１とＬ３の結合及びＬ２とＬ４の結合（縦同士のコイル状導体間の結合）には、前記横同士のコイル状導体間の結合が影響しないため、このような新たな効果が生じているものと推測される。

図１１において、マーカｍ９は周波数８２０ＭＨｚにおける入力インピーダンス(S(1,1)=0.358+j0.063)であり、マーカｍ１０は周波数１．９９ＧＨｚにおける入力インピーダンス（S(1,1)=0.382-j0.059)である。このように、周波数の低い帯域で誘導性、周波数の高い帯域で容量性となり、且つ実数成分（抵抗成分）が連続的に変化する負性のインダクタンスが得られる。

図１２は前記負性のインダクタンスを示す周波数安定化回路による、放射体と給電回路とのインダクタンス整合について示す図である。図１２において、横軸は周波数、縦軸はリアクタンスｊｘである。放射体はそれ自体でインダクタンスを備え、グランドとの間にキャパシタンスを備えている。そのため放射体のインピーダンスｊｘａは、ｊｘａ＝ωＬ−１／ωＣで表される。図１２中の曲線ＲＩはこの放射体のインピーダンスｊｘａを表している。放射体の共振周波数はｊｘａ＝０のときである。一方、周波数安定化回路のインピーダンスは負性インダクタンスであるので、曲線（直線）ＳＩで表されるように右下がりの特性で表される。したがって、周波数安定化回路と放射体とのよるアンテナ装置のインピーダンス（給電ポートから見たインピーダンス）は曲線（直線）ＡＩで示されるような傾きの小さな周波数特性となる。

ここで、この共振周波数よりずれた点での放射体のインピーダンスの実部をＲで表し、ｊｘ＝Ｒの関係となる周波数をｆ１とすると、周波数ｆ１は入力した電力の半分が反射して半分が放射される（３ｄＢ落ちの）周波数である。そこで、−Ｒというものと仮定し、ｊｘ＝−Ｒとなる周波数をｆ２とすると、周波数ｆ２〜ｆ１の周波数幅がアンテナの帯域幅（半値全幅）と定義できる。

周波数安定化回路と放射体を含めたアンテナ装置のインピーダンスの傾きが緩くなると、ｊｘ＝Ｒとなる周波数は前記ｆ１より高くなり、ｊｘ＝−Ｒとなる周波数は前記ｆ２より低くなる。そのため、アンテナの帯域幅（３ｄＢ落ちの周波数帯域）は広くなる。すなわち広帯域に亘ってインピーダンス整合がとれることになる。これが、負性インダクタンスによる効果である。

《第２の実施形態》
図１３は第２の実施形態に係る周波数安定化回路の構成を示す図であり、この周波数安定化回路を多層基板に構成した場合の各層の導体パターンの例を示す図である。各層の導体パターンは図１３に示す向きでは裏面に形成されているが、各導体パターンは実線で表している。また、線状の導体パターンは所定の線幅を備えているが、ここでは単純な実線で表している。

図１３に示した範囲で第１層５１ａの裏面に導体パターン７３が形成され、第２層５１ｂの裏面に導体パターン７２，７４が形成され、第３層５１ｃの裏面に導体パターン７１，７５が形成されている。第４層５１ｄの裏面に導体パターン６３が形成され、第５層５１ｅの裏面に導体パターン６２，６４が形成され、第６層５１ｆの裏面に導体パターン６１，６５が形成されている。第７層５１ｇの裏面に導体パターン６６が形成され、第８層５１ｈの裏面には給電端子４１、グランド端子４２、アンテナ端子４３が形成されている。図１３中の縦方向に延びる破線はビア電極であり、導体パターン同士を層間で接続する。これらのビア電極は実際には所定の径寸法を有する円柱形の電極であるが、ここでは単純な破線で表している。

図１３において、導体パターン６３の右半分と導体パターン６１，６２によって第１のコイル状導体Ｌ１を構成している。また、導体パターン６３の左半分と導体パターン６４，６５によって第２のコイル状導体Ｌ２を構成している。また、導体パターン７３の右半分と導体パターン７１，７２によって第３のコイル状導体Ｌ３を構成している。また、導体パターン７３の左半分と導体パターン７４，７５によって第４のコイル状導体Ｌ４を構成している。

図１４は、図１３に示した多層基板の各層に形成された導体パターンによるコイル状導体を通る主な磁束を示す図である。また、図１５は第２の実施形態に係る周波数安定化回路の４つのコイル状導体Ｌ１〜Ｌ４の磁気的結合の関係を示す図である。磁束ＦＰ１２で示すように、第１のコイル状導体Ｌ１と第２のコイル状導体Ｌ２とによる閉磁路が構成され、磁束ＦＰ３４で示すように、第３のコイル状導体Ｌ３と第４のコイル状導体Ｌ４とによる閉磁路が構成される。また、磁束ＦＰ１３で示すように、第１のコイル状導体Ｌ１と第３のコイル状導体Ｌ３とによる閉磁路が構成され、磁束ＦＰ２４で示すように、第２のコイル状導体Ｌ２と第４のコイル状導体Ｌ４とによる閉磁路が構成される。さらに、４つのコイル状導体Ｌ１〜Ｌ４による閉磁路ＦＰallも構成される。

この第２の実施形態の構成によっても、コイル状導体Ｌ１とＬ２、Ｌ３とＬ４のインダクタンス値はそれぞれの結合により小さくなるため、第２の実施形態で示した周波数安定化回路も第１の実施形態の周波数安定化回路２５と同様の効果を奏する。

《第３の実施形態》
第３の実施形態では、第１、第２の実施形態で示した周波数安定化回路のアンテナポートに付加回路を設けた例を示す。
図１６は第３の実施形態に係る周波数安定化回路２５Ａの回路図である。周波数安定化回路２５Ａは、給電回路３０に接続された一次側直列回路２６と、この一次側直列回路２６に対して電磁界結合する第２の直列回路２７とで構成されている。一次側直列回路２６は、第１のコイル状導体Ｌ１と第２のコイル状導体Ｌ２との直列回路であり、第２の直列回路２７は、第３のコイル状導体Ｌ３と第４のコイル状導体Ｌ４との直列回路である。アンテナポートと給電ポートとの間に第１の直列回路２６が接続され、アンテナポートとグランドとの間に第２の直列回路２７が接続されている。そして、アンテナポートとグランドとの間にキャパシタＣａが接続されている。

図１７（Ａ）は、第１の実施形態で示した周波数安定化回路の反射特性を示す図、図１７（Ｂ）はその周波数安定化回路のアンテナポートに所定のキャパシタンスのキャパシタを接続した状態での反射特性を示す図である。ここでは周波数を７００ＭＨｚ〜２．３０ＧＨｚまでスイープしたときの軌跡をスミスチャート上に表している。反射特性Ｓ１１は給電ポートからの反射特性の軌跡、反射特性Ｓ２２はアンテナポートからの反射特性の軌跡である。
ここで、各マーカと周波数との対応関係は次のとおりである。

（ｍ９，ｍ１７）：８２４．０ＭＨｚ
（ｍ１４，ｍ１８）：９６０．０ＭＨｚ
（ｍ１５，ｍ１９）：１．７１０ＧＨｚ
（ｍ１６，ｍ２０）：１．９９０ＧＨｚ
周波数安定化回路のアンテナポートに所定キャパシタンスのキャパシタをシャントに接続すれば、周波数安定化回路のアンテナポートを見た反射特性Ｓ２２の軌跡は、スミスチャートの等コンダクタンス曲線上を移動して、図１７（Ａ）に示す状態から図１７（Ｂ）に示す状態へ変化する。すなわち、周波数の上昇にともなって、誘導性から容量性へ（スミスチャートの上半円から下半円方向へ）軌跡が描かれる。このように周波数安定化回路の負性インダクタンス特性が顕著に現れる。

図１８（Ａ）は放射体のインピーダンス軌跡である。ここで、各マーカと周波数との対応関係は次のとおりである。

ｍ１０：８２４．０ＭＨｚ
ｍ１１：９６０．０ＭＨｚ
ｍ１２：１．７１０ＧＨｚ
ｍ１３：１．９９０ＧＨｚ
図１８（Ｂ）は周波数安定化回路のアンテナポートに所定キャパシタンスのキャパシタを接続した状態での反射特性（Ｓ２２）を示す図である。この図は図１７（Ｂ）に示したものと同じである。図１８（Ａ）と図１８（Ｂ）を対比すれば明らかなように、周波数上昇に伴い、放射体のインピーダンスは右上方向に移動し、周波数安定化回路のインピーダンスは右下方向に移動する。

図１９（Ａ）は、第３の実施形態に係る周波数安定化回路に図１８に示した特性の放射体を接続した状態での周波数安定化回路の給電ポートから見たインピーダンス軌跡である。また、図１９（Ｂ）は周波数安定化回路の給電ポートから見た反射特性Ｓ１１と通過特性Ｓ２１の周波数特性図である。

このように、周波数上昇に伴いインピーダンスが右上方向へ移動する放射体に、周波数上昇に伴いインピーダンスが右下方向へ移動する周波数安定化回路を接続することによって、周波数安定化回路の給電ポートから見たインピーダンスはスミスチャートの中央付近を回る。すなわち広い周波数帯域（７００ＭＨｚ〜２．３ＧＨｚ）に亘ってインピーダンス整合がとられることがわかる。

《第４の実施形態》
図２０は、多層基板に構成された第４の実施形態に係る周波数安定化回路の各層の導体パターンの例を示す図である。各層は磁性体シートで構成され、各層の導体パターンは図２０に示す向きでは磁性体シートの裏面に形成されているが、各導体パターンは実線で表している。また、線状の導体パターンは所定の線幅を備えているが、ここでは単純な実線で表している。

図２０に示した範囲で第１層５１ａの裏面に導体パターン７３が形成され、第２層５１ｂの裏面に導体パターン７２，７４が形成され、第３層５１ｃの裏面に導体パターン７１，７５が形成されている。第４層５１ｄの裏面に導体パターン６１，６５が形成され、第５層５１ｅの裏面に導体パターン６２，６４が形成され、第６層５１ｆの裏面に導体パターン６３が形成されている。第７層５１ｇの裏面には給電端子４１、グランド端子４２、アンテナ端子４３が形成されている。図２０中の縦方向に延びる破線はビア電極であり、導体パターン同士を層間で接続する。これらのビア電極は実際には所定の径寸法を有する円柱形の電極であるが、ここでは単純な破線で表している。

図２０において、導体パターン６３の右半分と導体パターン６１，６２によって第１のコイル状導体Ｌ１を構成している。また、導体パターン６３の左半分と導体パターン６４，６５によって第２のコイル状導体Ｌ２を構成している。また、導体パターン７３の右半分と導体パターン７１，７２によって第３のコイル状導体Ｌ３を構成している。また、導体パターン７３の左半分と導体パターン７４，７５によって第４のコイル状導体Ｌ４を構成している。

図２１は第４の実施形態に係る周波数安定化回路の４つのコイル状導体Ｌ１〜Ｌ４の磁気的結合の関係を示す図である。このように、第１のコイル状導体Ｌ１と第２のコイル状導体Ｌ２とによって第１の閉磁路（磁束ＦＰ１２で示すループ）が構成される。また、第３のコイル状導体Ｌ３と第４のコイル状導体Ｌ４とによって第２の閉磁路（磁束ＦＰ３４で示すループ）が構成される。第１の閉磁路を通る磁束ＦＰ１２と第２の閉磁路を通る磁束ＦＰ３４の向きは互いに逆方向である。

ここで、第１のコイル状導体Ｌ１及び第２のコイル状導体Ｌ２を「１次側」、第３のコイル状導体Ｌ３及び第４のコイル状導体Ｌ４を「２次側」と表すと、図２０に示すように、１次側のうちの２次側に近い方に給電回路がつながるので、１次側のうちの２次側近傍の電位を高くすることができ、給電回路から流れる電流で２次側にも誘導電流が流れる。そのため、図２１に示したような磁束が発生する。

この第４の実施形態の構成によっても、コイル状導体Ｌ１とＬ２、Ｌ３とＬ４のインダクタンス値はそれぞれの結合により小さくなるため、この第４の実施形態で示した周波数安定化回路も第１の実施形態の周波数安定化回路２５と同様の効果を奏する。

《第５の実施形態》
第５の実施形態では、トランス部の自己共振点の周波数を第１〜第４の実施形態で示したものよりさらに高めるための構成例を示す。
図２に示した周波数安定化回路３５においては、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７によるインダクタンスと、一次側直列回路３６と二次側直列回路３７との間に生じるキャパシタンスとでＬＣ共振による自己共振が生じる。

図２２は、図２に示した比較例としての周波数安定化回路３５の周波数特性を示す図である。図２２において、曲線Ｓ２１は給電ポートからアンテナポートへの通過特性、Ｓ１１は給電ポート側の反射特性をそれぞれ示している。楕円で囲んだ領域は自己共振により電力が通過できない周波数領域を示している。この例では１．３〜１．５ＧＨｚの周波数帯で反射が大きく、通過損失が大きいので、この周波数帯域では電力が殆ど通過できない。

図２３は、第３の実施形態で示した周波数安定化回路２５Ａの周波数特性を示す図である。この周波数安定化回路２５Ａでは、トランス部のインダクタンスを小さくすることができ、そのため自己共振点の周波数を高くできる。図２３の特性によれば、２．０ＧＨｚ以下の周波数帯で用いることができる。図２３において楕円で囲んだ領域は自己共振により電力が通過できない周波数領域を示している。自己共振点の周波数は図の範囲外である。この例では２．３ＧＨｚ以上の周波数帯で反射が大きく、通過損失が大きいので、この周波数帯域では電力が殆ど通過できない。

図２４は第５の実施形態に係る周波数安定化回路の回路図である。この周波数安定化回路は、給電回路３０とアンテナ１１との間に接続された第１の直列回路２６、給電回路３０とアンテナ１１との間に接続された第３の直列回路２８、およびアンテナ１１とグランドとの間に接続された第２の直列回路２７とで構成されている。

第１の直列回路２６は第１のコイル状導体Ｌ１と第２のコイル状導体Ｌ２とが直列に接続された回路である。第２の直列回路２７は第３のコイル状導体Ｌ３と第４のコイル状導体Ｌ４とが直列に接続された回路である。第３の直列回路２８は第５のコイル状導体Ｌ５と第６のコイル状導体Ｌ６とが直列に接続された回路である。

図２４において、囲みＭ１２はコイル状導体Ｌ１とＬ２との結合、囲みＭ３４はコイル状導体Ｌ３とＬ４との結合、囲みＭ５６はコイル状導体Ｌ５とＬ６との結合をそれぞれ表している。また、囲みＭ１３５はコイル状導体Ｌ１とＬ３とＬ５との結合を表している。同様に、囲みＭ２４６はコイル状導体Ｌ２とＬ４とＬ６との結合を表している。

図２５は第５の実施形態に係る周波数安定化回路を多層基板に構成した場合の各層の導体パターンの例を示す図である。各層は磁性体シートで構成され、各層の導体パターンは図２５に示す向きでは磁性体シートの裏面に形成されているが、各導体パターンは実線で表している。また、線状の導体パターンは所定の線幅を備えているが、ここでは単純な実線で表している。

図２５に示した範囲で第１層５１ａの裏面に導体パターン８２が形成され、第２層５１ｂの裏面に導体パターン８１，８３が形成され、第３層５１ｃの裏面に導体パターン７２が形成されている。第４層５１ｄの裏面に導体パターン７１，７３が形成され、第５層５１ｅの裏面に導体パターン６１，６３が形成され、第６層５１ｆの裏面に導体パターン６２が形成されている。第７層５１ｇの裏面には給電端子４１、グランド端子４２、アンテナ端子４３がそれぞれ形成されている。図２５中の縦方向に延びる破線はビア電極であり、導体パターン同士を層間で接続する。これらのビア電極は実際には所定の径寸法を有する円柱形の電極であるが、ここでは単純な破線で表している。

図２５において、導体パターン６２の右半分と導体パターン６１とによって第１のコイル状導体Ｌ１を構成している。また、導体パターン６２の左半分と導体パターン６３とによって第２のコイル状導体Ｌ２を構成している。また、導体パターン７１と導体パターン７２の右半分とによって第３のコイル状導体Ｌ３を構成している。また、導体パターン７２の左半分と導体パターン７３とによって第４のコイル状導体Ｌ４を構成している。また、導体パターン８１と導体パターン８２の右半分とによって第５のコイル状導体Ｌ５を構成している。また、導体パターン８２の左半分と導体パターン８３とによって第６のコイル状導体Ｌ６を構成している。

図２５において破線の楕円形は閉磁路を表している。閉磁路ＣＭ１２はコイル状導体Ｌ１とＬ２とに鎖交する。また、閉磁路ＣＭ３４はコイル状導体Ｌ３とＬ４とに鎖交する。さらに、閉磁路ＣＭ５６はコイル状導体Ｌ５とＬ６とに鎖交する。このように、第１のコイル状導体Ｌ１と第２のコイル状導体Ｌ２とによって第１の閉磁路ＣＭ１２が構成され、第３のコイル状導体Ｌ３と第４のコイル状導体Ｌ４とによって第２の閉磁路ＣＭ３４が構成され、第５のコイル状導体Ｌ５と第６のコイル状導体Ｌ６とによって第３の閉磁路ＣＭ５６が構成される。図２５において二点鎖線の平面は、前記三つの閉磁路の間にコイル状導体Ｌ１とＬ３、Ｌ３とＬ５、Ｌ２とＬ４、Ｌ４とＬ６が各々逆向きに磁束が発生するように結合しているために等価的に生じる二つの磁気障壁ＭＷである。換言すると、この二つの磁気障壁ＭＷでコイル状導体Ｌ１，Ｌ２による閉磁路の磁束、コイル状導体Ｌ３，Ｌ４による閉磁路の磁束、およびコイル状導体Ｌ５，Ｌ６による閉磁路の磁束をそれぞれ閉じ込める。
このように、第２の閉磁路ＣＭ３４が第１の閉磁路ＣＭ１２および第３の閉磁路ＣＭ５６で層方向に挟み込まれた構造とする。この構造により、第２の閉磁路ＣＭ３４は二つの磁気障壁で挟まれて充分に閉じ込められる（閉じ込められる効果が高まる）。すなわち、結合係数の非常に大きなトランスとして作用させることができる。

そのため、前記閉磁路ＣＭ１２とＣＭ３４との間、およびＣＭ３４とＣＭ５６との間をある程度広くすることができる。ここで、コイル状導体Ｌ１，Ｌ２による直列回路と、コイル状導体Ｌ５，Ｌ６による直列回路とが並列接続された回路を一次側回路と称し、コイル状導体Ｌ３，Ｌ４による直列回路を二次側回路と称すると、前記閉磁路ＣＭ１２とＣＭ３４との間、およびＣＭ３４とＣＭ５６との間を広くすることによって、第１の直列回路２６と第２の直列回路２７との間、第２の直列回路２７と第３の直列回路２８との間のそれぞれに生じるキャパシタンスを小さくできる。すなわち、自己共振点の周波数を定めるＬＣ共振回路のキャパシタンス成分が小さくなる。

また、第５の実施形態によれば、コイル状導体Ｌ１，Ｌ２による第１の直列回路２６と、コイル状導体Ｌ５，Ｌ６による第３の直列回路２８とが並列接続された構造であるので、自己共振点の周波数を定めるＬＣ共振回路のインダクタンス成分が小さくなる。

このようにして、自己共振点の周波数を定めるＬＣ共振回路のキャパシタンス成分もインダクタンス成分も小さくなって、自己共振点の周波数を使用周波数帯域から充分に離れた高い周波数に定めることができる。

図２６は第５の実施形態で示した周波数安定化回路の周波数特性を示す図である。この周波数安定化回路では、自己共振点の周波数が図外の高い周波数であるので、例えば０．７〜２．５ＧＨｚの広い周波数帯で用いることができる。

図２７（Ａ）は図２に示した比較例としての周波数安定化回路３５の反射特性を示す図である。図２７（Ｂ）は第３の実施形態で示した周波数安定化回路２５Ａの反射特性を示す図である。図２７（Ｃ）は第５の実施形態に係る周波数安定化回路の反射特性を示す図である。ここでは周波数を７００ＭＨｚ〜２．５０ＧＨｚまでスイープしたときの軌跡をスミスチャート上に表している。反射特性Ｓ１１は給電ポートからの反射特性の軌跡、反射特性Ｓ２２はアンテナポートからの反射特性の軌跡である。
ここで、各マーカと周波数との対応関係は次のとおりである。

（ｍ１，ｍ５）：８２４．０ＭＨｚ
（ｍ２，ｍ６）：９６０．０ＭＨｚ
（ｍ３，ｍ７）：１．７１０ＧＨｚ
（ｍ４，ｍ８）：１．９６０ＧＨｚ
図２７（Ａ）に表れているように、図２に示した比較例としての周波数安定化回路３５では、Ｌ性、Ｃ性ともに強いため、軌跡が非常に大きく、自己共振点をもつ。図２７（Ａ）において丸印の位置が自己共振点である。

図２７（Ｂ）に表れているように、第３の実施形態で示した周波数安定化回路２５Ａでは、Ｌ性を小さくすることで自己共振点（ショート側でｊｘ＝０と交わる点）がなくなっていることがわかる。

図２７（Ｃ）に表れているように、第５実施形態で示した周波数安定化回路では、Ｃ性を小さくすることで、軌跡がさらに小さくなるとともにショートの位置から遠ざかることがわかる。

《第６の実施形態》
第６の実施形態では、第５の実施形態とは異なる構成で、トランス部の自己共振点の周波数を第１〜第４の実施形態で示したものより高めるための構成例を示す。
図２８は第６の実施形態に係る周波数安定化回路の回路図である。この周波数安定化回路は、給電回路３０とアンテナ１１との間に接続された第１の直列回路２６、給電回路３０とアンテナ１１との間に接続された第３の直列回路２８、およびアンテナ１１とグランドとの間に接続された第２の直列回路２７とで構成されている。

第１の直列回路２６は第１のコイル状導体Ｌ１と第２のコイル状導体Ｌ２とが直列に接続された回路である。第２の直列回路２７は第３のコイル状導体Ｌ３と第４のコイル状導体Ｌ４とが直列に接続された回路である。第３の直列回路２８は第５のコイル状導体Ｌ５と第６のコイル状導体Ｌ６とが直列に接続された回路である。

図２８において、囲みＭ１２はコイル状導体Ｌ１とＬ２との結合、囲みＭ３４はコイル状導体Ｌ３とＬ４との結合、囲みＭ５６はコイル状導体Ｌ５とＬ６との結合をそれぞれ表している。また、囲みＭ１３５はコイル状導体Ｌ１とＬ３とＬ５との結合を表している。同様に、囲みＭ２４６はコイル状導体Ｌ２とＬ４とＬ６との結合を表している。

図２９は第６の実施形態に係る周波数安定化回路を多層基板に構成した場合の各層の導体パターンの例を示す図である。各層は磁性体シートで構成され、各層の導体パターンは図２９に示す向きでは磁性体シートの裏面に形成されているが、各導体パターンは実線で表している。また、線状の導体パターンは所定の線幅を備えているが、ここでは単純な実線で表している。

図２５に示した周波数安定化回路と異なるのは、導体パターン８１，８２，８３によるコイル状導体Ｌ５，Ｌ６の極性である。図２９の例では、閉磁路ＣＭ３６はコイル状導体Ｌ３，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ４に鎖交する。したがって、コイル状導体Ｌ３，Ｌ４とＬ５，Ｌ６との間には等価的な磁気障壁が生じない。その他の構成は第５の実施形態で示したとおりである。

第６の実施形態によれば、図２９に示した閉磁路ＣＭ１２，ＣＭ３４，ＣＭ５６が生じるとともに閉磁路ＣＭ３６が生じることにより、コイル状導体Ｌ３，Ｌ４による磁束がコイル状導体Ｌ５，Ｌ６による磁束で吸い込まれる。そのため、第６の実施形態の構造でも磁束が漏れ難く、その結果、結合係数の非常に大きなトランスとして作用させることができる。

第６の実施形態でも、自己共振点の周波数を定めるＬＣ共振回路のキャパシタンス成分もインダクタンス成分も小さくなって、自己共振点の周波数を使用周波数帯域から充分に離れた高い周波数に定めることができる。

《第７の実施形態》
第７の実施形態では、第５の実施形態および第６の実施形態とは異なる構成で、トランス部の自己共振点の周波数を第１〜第４の実施形態で示したものより高めるための別の構成例を示す。
図３０は第７の実施形態に係る周波数安定化回路の回路図である。この周波数安定化回路は、給電回路３０とアンテナ１１との間に接続された第１の直列回路２６、給電回路３０とアンテナ１１との間に接続された第３の直列回路２８、およびアンテナ１１とグランドとの間に接続された第２の直列回路２７とで構成されている。

図３１は第７の実施形態に係る周波数安定化回路を多層基板に構成した場合の各層の導体パターンの例を示す図である。各層は磁性体シートで構成され、各層の導体パターンは図３１に示す向きでは磁性体シートの裏面に形成されているが、各導体パターンは実線で表している。また、線状の導体パターンは所定の線幅を備えているが、ここでは単純な実線で表している。

図２５に示した周波数安定化回路と異なるのは、導体パターン６１，６２，６３によるコイル状導体Ｌ１，Ｌ２の極性、および導体パターン８１，８２，８３によるコイル状導体Ｌ５，Ｌ６の極性である。図３１の例では、閉磁路ＣＭ１６はすべてのコイル状導体Ｌ１〜Ｌ６に鎖交する。したがって、この場合は等価的な磁気障壁は生じない。その他の構成は第５の実施形態および第６の実施形態で示したとおりである。

第７の実施形態によれば、図３１に示した閉磁路ＣＭ１２，ＣＭ３４，ＣＭ５６が生じるとともに閉磁路ＣＭ１６が生じることにより、コイル状導体Ｌ１〜Ｌ６による磁束が漏れ難く、その結果、結合係数の大きなトランスとして作用させることができる。

第７の実施形態でも、自己共振点の周波数を定めるＬＣ共振回路のキャパシタンス成分もインダクタンス成分も小さくなって、自己共振点の周波数を使用周波数帯域から充分に離れた高い周波数に定めることができる。

《第８の実施形態》
本発明の通信端末機器は、第１〜第７の実施形態で示した周波数安定化回路と放射体と周波数安定化回路の給電ポートに接続された給電回路とを備える。給電回路はアンテナスイッチ、送信回路及び受信回路を備えた高周波回路で構成されている。通信端末機器はその他に変復調回路やベースバンド回路を備えて構成される。

Ｃａ…キャパシタ
ＣＭ１２，ＣＭ３４，ＣＭ５６…閉磁路
ＣＭ３６，ＣＭ１６…閉磁路
ＦＰ１２，ＦＰ１３，ＦＰ２４，ＦＰ３４…磁束
Ｌ１…第１のコイル状導体
Ｌ２…第２のコイル状導体
Ｌ３…第３のコイル状導体
Ｌ４…第４のコイル状導体
Ｌ５…第５のコイル状導体
Ｌ６…第６のコイル状導体
１１…放射体
１１Ｄ…放射体
２５…周波数安定化回路
２６…第１の直列回路
２７…第２の直列回路
２８…第３の直列回路
３０…給電回路
４１…給電端子
４２…グランド端子
４３…アンテナ端子
５１ａ〜５１ｈ…層
６１〜６５…導体パターン
６６…導体パターン
７１〜７５…導体パターン
８１〜８３…導体パターン

Claims (12)

1. 第１のコイル状導体、第２のコイル状導体、第３のコイル状導体、第４のコイル状導体を少なくとも備え、
   前記第１のコイル状導体の一端が前記第２のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに、前記第１のコイル状導体に磁気結合されて第１の直列回路が構成され、
   前記第３のコイル状導体の一端が前記第４のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに、前記第３のコイル状導体に磁気結合されて第２の直列回路が構成され、
   前記第１のコイル状導体と前記第３のコイル状導体とが結合されていて、前記第２のコイル状導体と前記第４のコイル状導体とが結合されており、
   前記第１の直列回路は、前記第１のコイル状導体の他端にて、給電回路に接続される給電ポートに接続されており、前記第１の直列回路及び前記第２の直列回路は、前記第２のコイル状導体の他端及び前記第４のコイル状導体の他端にて、アンテナに接続されるアンテナポートに接続されていて、
   第１のコイル状導体及び第２のコイル状導体は、第１のコイル状導体と第２のコイル状導体とによって第１の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
   第３のコイル状導体及び第４のコイル状導体は、第３のコイル状導体と第４のコイル状導体とによって第２の閉磁路が構成される向きに巻回されている、周波数安定化回路。
2. 前記第１のコイル状導体、前記第２のコイル状導体、前記第３のコイル状導体、及び前記第４のコイル状導体は、前記第１の閉磁路を通る磁束と前記第２の閉磁路を通る磁束とが互いに逆方向になるように巻回されている、請求項１に記載の周波数安定化回路。
3. 前記第１のコイル状導体及び前記第３のコイル状導体は互いに磁気的に結合していて、
   前記第２のコイル状導体及び前記第４のコイル状導体は互いに磁気的に結合している、請求項１に記載の周波数安定化回路。
4. 前記第１のコイル状導体、前記第２のコイル状導体、前記第３のコイル状導体、及び前記第４のコイル状導体は共通の多層基板内の導体パターンで構成されている、請求項１乃至３の何れかに記載の周波数安定化回路。
5. 前記第１のコイル状導体、前記第２のコイル状導体、前記第３のコイル状導体、及び前記第４のコイル状導体のそれぞれの巻回軸は前記多層基板の積層方向に向き、
   前記第１のコイル状導体と第２のコイル状導体は、それぞれの巻回軸が異なる関係で並置され、
   前記第３のコイル状導体と第４のコイル状導体は、それぞれの巻回軸が異なる関係で並置され、
   前記第１のコイル状導体と第３のコイル状導体のそれぞれの巻回範囲が平面視で少なくとも一部で重なり、前記第２のコイル状導体と第４のコイル状導体のそれぞれの巻回範囲が平面視で少なくとも一部で重なる、請求項４に記載の周波数安定化回路。
6. 第１のコイル状導体、第２のコイル状導体、第３のコイル状導体、第４のコイル状導体、第５のコイル状導体、第６のコイル状導体、を少なくとも備え、
   前記第１のコイル状導体の一端が前記第２のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに、前記第１のコイル状導体に磁気結合されて第１の直列回路が構成され、
   前記第３のコイル状導体の一端が前記第４のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第３のコイル状導体に磁気結合されて第２の直列回路が構成され、
   前記第５のコイル状導体の一端が前記第６のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第５のコイル状導体に磁気結合されて第３の直列回路が構成され、
   前記第３のコイル状導体が前記第１のコイル状導体及び前記第５のコイル状導体に結合されていて、前記第４のコイル状導体が前記第２のコイル状導体及び前記第６のコイル状導体に結合されており、
   前記第１の直列回路及び前記第３の直列回路は、前記第１のコイル状導体の他端及び前記第５のコイル状導体の他端にて、給電回路に接続される給電ポートに接続されており、前記第１の直列回路、第２の直列回路及び前記第３の直列回路は、前記第２のコイル状導体の他端、前記第４のコイル状導体の他端及び前記第６のコイル状導体の他端にて、アンテナに接続されるアンテナポートに接続されていて、
   第１のコイル状導体及び第２のコイル状導体は、第１のコイル状導体と第２のコイル状導体とによって第１の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
   第３のコイル状導体及び第４のコイル状導体は、第３のコイル状導体と第４のコイル状導体とによって第２の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
   第５のコイル状導体及び第６のコイル状導体は、第５のコイル状導体と第６のコイル状導体とによって第３の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
   第２の閉磁路が第１の閉磁路及び第３の閉磁路で挟み込まれた、周波数安定化回路。
7. 前記第１のコイル状導体、前記第２のコイル状導体、前記第３のコイル状導体、及び前記第４のコイル状導体は、前記第１の閉磁路を通る磁束と前記第２の閉磁路を通る磁束とが互いに逆方向になるように巻回されていて、
   前記第３のコイル状導体、前記第４のコイル状導体、前記第５のコイル状導体、及び前記第６のコイル状導体は、前記第２の閉磁路を通る磁束と前記第３の閉磁路を通る磁束とが互いに逆方向になるように巻回されている、請求項６に記載の周波数安定化回路。
8. 前記第１のコイル状導体、前記第２のコイル状導体、前記第３のコイル状導体、及び前記第４のコイル状導体は、前記第１の閉磁路を通る磁束と前記第２の閉磁路を通る磁束とが互いに逆方向になるように巻回されていて、
   前記第３のコイル状導体、前記第４のコイル状導体、前記第５のコイル状導体、及び前記第６のコイル状導体は、前記第２の閉磁路を通る磁束と前記第３の閉磁路を通る磁束とが互いに同方向になるように巻回されている、請求項６に記載の周波数安定化回路。
9. 給電回路に接続される給電ポートとアンテナに接続されるアンテナポートとを備えた周波数安定化回路と、前記アンテナポートに接続されたアンテナと、で構成されたアンテナ装置であって、
   前記周波数安定化回路は、
   第１のコイル状導体、第２のコイル状導体、第３のコイル状導体、第４のコイル状導体を少なくとも備え、
   前記第１のコイル状導体の一端が前記第２のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第１のコイル状導体に磁気結合されて第１の直列回路が構成され、
   前記第３のコイル状導体の一端に前記第４のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第３のコイル状導体に磁気結合されて第２の直列回路が構成され、
   前記第１のコイル状導体と前記第３のコイル状導体とが結合されていて、前記第２のコイル状導体と前記第４のコイル状導体とが結合されており、
   前記第１の直列回路は、前記第１のコイル状導体の他端にて、前記給電ポートに接続されており、前記第１の直列回路及び前記第２の直列回路は、前記第２のコイル状導体の他端及び前記第４のコイル状導体の他端にて、前記アンテナポートに接続されていて、
   第１のコイル状導体及び第２のコイル状導体は、第１のコイル状導体と第２のコイル状導体とによって第１の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
   第３のコイル状導体及び第４のコイル状導体は、第３のコイル状導体と第４のコイル状導体とによって第２の閉磁路が構成される向きに巻回されている、ことを特徴とするアンテナ装置。
10. 給電回路に接続される給電ポートとアンテナに接続されるアンテナポートとを備えた周波数安定化回路と、前記アンテナポートに接続されたアンテナと、で構成されたアンテナ装置であって、
    前記周波数安定化回路は、
    第１のコイル状導体、第２のコイル状導体、第３のコイル状導体、第４のコイル状導体、第５のコイル状導体、第６のコイル状導体、を少なくとも備え、
    前記第１のコイル状導体の一端が前記第２のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第１のコイル状導体に磁気結合されて第１の直列回路が構成され、
    前記第３のコイル状導体の一端が前記第４のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第３のコイル状導体に磁気結合されて第２の直列回路が構成され、
    前記第５のコイル状導体の一端が前記第６のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第５のコイル状導体に磁気結合されて第３の直列回路が構成され、
    前記第３のコイル状導体が前記第１のコイル状導体及び前記第５のコイル状導体に結合されていて、前記第４のコイル状導体が前記第２のコイル状導体及び前記第６のコイル状導体に結合されており、
    前記第１の直列回路及び前記第３の直列回路は、前記第１のコイル状導体の他端及び前記第５のコイル状導体の他端にて、前記給電ポートに接続されており、前記第１の直列回路、第２の直列回路及び前記第３の直列回路は、前記第２のコイル状導体の他端、前記第４のコイル状導体の他端及び前記第６のコイル状導体の他端にて、前記アンテナポートに接続されていて、
    第１のコイル状導体及び第２のコイル状導体は、第１のコイル状導体と第２のコイル状導体とによって第１の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
    第３のコイル状導体及び第４のコイル状導体は、第３のコイル状導体と第４のコイル状導体とによって第２の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
    第５のコイル状導体及び第６のコイル状導体は、第５のコイル状導体と第６のコイル状導体とによって第３の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
    第２の閉磁路が第１の閉磁路及び第３の閉磁路で挟み込まれた、ことを特徴とするアンテナ装置。
11. 給電回路に接続される給電ポートとアンテナに接続されるアンテナポートとを備えた周波数安定化回路と、前記アンテナポートに接続されたアンテナと、前記給電ポートに接続された給電回路と、を備えた通信端末機器であって、
    前記周波数安定化回路は、
    第１のコイル状導体、第２のコイル状導体、第３のコイル状導体、第４のコイル状導体を少なくとも備え、
    前記第１のコイル状導体の一端が前記第２のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第１のコイル状導体に磁気結合されて第１の直列回路が構成され、
    前記第３のコイル状導体の一端が前記第４のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第３のコイル状導体に磁気結合されて第２の直列回路が構成され、
    前記第１のコイル状導体と前記第３のコイル状導体とが結合されていて、前記第２のコイル状導体と前記第４のコイル状導体とが結合されており、
    前記第１の直列回路は、前記第１のコイル状導体の他端にて、前記給電ポートに接続されており、前記第１の直列回路及び前記第２の直列回路は、前記第２のコイル状導体の他端及び前記第４のコイル状導体の他端にて、前記アンテナポートに接続されていて、
    第１のコイル状導体及び第２のコイル状導体は、第１のコイル状導体と第２のコイル状導体とによって第１の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
    第３のコイル状導体及び第４のコイル状導体は、第３のコイル状導体と第４のコイル状導体とによって第２の閉磁路が構成される向きに巻回されている、ことを特徴とする通信端末機器。
12. 給電回路に接続される給電ポートとアンテナに接続されるアンテナポートとを備えた周波数安定化回路と、前記アンテナポートに接続されたアンテナと、前記給電ポートに接続された給電回路と、を備えた通信端末機器であって、
    前記周波数安定化回路は、
    第１のコイル状導体、第２のコイル状導体、第３のコイル状導体、第４のコイル状導体、第５のコイル状導体、第６のコイル状導体、を少なくとも備え、
    前記第１のコイル状導体の一端が前記第２のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第１のコイル状導体に磁気結合されて第１の直列回路が構成され、
    前記第３のコイル状導体の一端が前記第４のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第３のコイル状導体に磁気結合されて第２の直列回路が構成され、
    前記第５のコイル状導体の一端が前記第６のコイル状導体の一端に直列に接続されるとともに前記第５のコイル状導体に磁気結合されて第３の直列回路が構成され、
    前記第３のコイル状導体が前記第１のコイル状導体及び前記第５のコイル状導体に結合されていて、前記第４のコイル状導体が前記第２のコイル状導体及び前記第６のコイル状導体に結合されており、
    前記第１の直列回路及び前記第３の直列回路は、前記第１のコイル状導体の他端及び前記第５のコイル状導体の他端にて、前記給電ポートに接続されており、前記第１の直列回路、第２の直列回路及び前記第３の直列回路は、前記第２のコイル状導体の他端、前記第４のコイル状導体の他端及び前記第６のコイル状導体の他端にて、前記アンテナポートに接続されていて、
    第１のコイル状導体及び第２のコイル状導体は、第１のコイル状導体と第２のコイル状導体とによって第１の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
    第３のコイル状導体及び第４のコイル状導体は、第３のコイル状導体と第４のコイル状導体とによって第２の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
    第５のコイル状導体及び第６のコイル状導体は、第５のコイル状導体と第６のコイル状導体とによって第３の閉磁路が構成される向きに巻回されていて、
    第２の閉磁路が第１の閉磁路及び第３の閉磁路に挟み込まれた、ことを特徴とする通信端末機器。

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