TWI466375B - An antenna device and a communication terminal device - Google Patents

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TWI466375B
TWI466375B TW100102070A TW100102070A TWI466375B TW I466375 B TWI466375 B TW I466375B TW 100102070 A TW100102070 A TW 100102070A TW 100102070 A TW100102070 A TW 100102070A TW I466375 B TWI466375 B TW I466375B
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Noboru Kato
Kenichi Ishizuka
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Murata Manufacturing Co
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Description

天線裝置及通訊終端裝置
本發明係關於一種天線裝置及使用其之通訊終端裝置，尤其係關於一種於較寬之頻帶取得匹配之天線裝置。
近年來，以行動電話為首之通訊終端裝置中，存在要求應對GSM(Global System for mobile Communication，全球行動通訊系統)、DCS(Digital Communication System，數位通訊系統)、PCS(Personal Communication Services，個人通訊系統)、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通訊系統)等通訊系統、進而GPS(Global Positioning system，全球定位系統)或無線LAN(Local Area Network，區域網路)、Bluetooth(藍牙)(註冊商標)等之情形。因此，此種通訊終端裝置中之天線裝置要求涵蓋800 MHz～2.4 GHz為止之較寬之頻帶。
如專利文獻1或專利文獻2所揭示般，作為對應於較寬之頻帶之天線裝置，通常為包括利用LC並聯共振電路或LC串聯共振電路而構成之寬頻帶之匹配電路者。又，作為對應於較寬之頻帶之天線裝置，眾所周知有例如專利文獻3或專利文獻4中所揭示之可調天線。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2004-336250
[專利文獻2]日本特開2006-173697
[專利文獻3]日本特開2000-124728
[專利文獻4]日本特開2008-035065
然而，專利文獻1、2中所示之匹配電路係包含複數個共振電路者，因此會有該匹配電路中之插入損失容易變大，無法獲得充分之增益之情形。
另一方面，專利文獻3、4中所示之可調天線需要用以控制可變電容元件之電路、即用以切換頻帶之切換電路，因此電路構成容易變複雜。又，存在切換電路中之損失或失真較大，因此無法獲得充分之增益之情形。
本發明係鑒於上述情況而完成者，其目的在於提供一種於較寬之頻帶與供電電路進行阻抗匹配之天線裝置及具備該天線裝置之通訊終端裝置。
(1)本發明之天線裝置包含：天線元件、及連接於該天線元件之阻抗轉換電路；其特徵在於：該阻抗轉換電路包含：第1電感元件(L1)、及密耦合於該第1電感元件之第2電感元件(L2)；藉由該第1電感元件與該第2電感元件密耦合而產生虛擬之負電感成分，藉由該負電感成分使得該天線元件之有效電感成分被抑制。
(2)於(1)中，例如該阻抗轉換電路包含該第1電感元件與該第2電感元件透過相互電感而密耦合之互感型電路；於將該互感型電路等效轉換成由連接於供電電路之第1埠、連接於該天線元件之第2埠、連接於接地之第3埠、連接於該第1埠與分支點之間之第1電感元件、連接於該第2埠與該分支點之間之第2電感元件、及連接於該第3埠與該分支點之間之第3電感元件所構成之T型電路時，該虛擬之負電感成分相當於該第2電感元件。
(3)於(1)或(2)中，例如，該第1電感元件之第1端連接於該供電電路，該第1電感元件之第2端連接於接地，該第2電感元件之第1端連接於該天線元件，該第2電感元件之第2端連接於接地。
(4)又，於(1)或(2)中，例如，該第1電感元件之第1端連接於該供電電路，該第1電感元件之第2端連接於該天線元件，該第2電感元件之第1端連接於該天線元件，該第2電感元件之第2端連接於接地。
(5)於(3)或(4)中，較佳為：該第1電感元件(L1)包含第1線圈元件(L1a)及第2線圈元件(L1b)，該第1線圈元件及該第2線圈元件相互串聯連接，且以作成閉磁路之方式形成有導體之捲繞圖案。
(6)於(3)至(5)之任一者中，較佳為：該第2電感元件(L2)包含第3線圈元件(L2a)及第4線圈元件(L2b)，該第3線圈元件及該第4線圈元件相互串聯連接，且以作成閉磁路之方式形成有導體之捲繞圖案。
(7)於(1)中，較佳為：該第1電感元件與該第2電感元件係透過磁場及電場而耦合；當交流電流流動於該第1電感元件時，藉由透過該磁場之耦合而流動於該第2電感元件之電流之方向、與藉由透過該電場之耦合而流動於該第2電感元件之電流之方向相同。
(8)於(1)中，較佳為：當交流電流流動於該第1電感元件時，流動於該第2電感元件之電流之方向，係於該第1電感元件與該第2電感元件之間產生磁障壁之方向。
(9)於(1)中，較佳為：該第1電感元件及該第2電感元件，係以配置於積層有複數之電介質層或磁體層之積層體(多層基板)內之導體圖案構成，該第1電感元件與該第2電感元件於該積層體之內部耦合。
(10)於(1)中，較佳為：該第1電感元件係以電氣並聯連接之至少兩個電感元件構成，該兩個電感元件配置成夾持該第2電感元件之位置關係。
(11)於(1)中，較佳為：該第2電感元件係以電氣並聯連接之至少兩個電感元件構成，該兩個電感元件配置成夾持該第1電感元件之位置關係。
(12)本發明之通訊終端裝置，其特徵在於，具備天線裝置者，該天線裝置包含天線元件、供電電路、及連接於該天線元件與該供電電路之間之阻抗轉換電路；該阻抗轉換電路包含：第1電感元件、及密接於該第1電感元件之第2電感元件；藉由該第1電感元件與該第2電感元件密耦合而產生虛擬之負電感成分，藉由該負電感成分使得該天線元件之有效電感成分被抑制。
根據本發明之天線裝置，以阻抗轉換電路產生虛擬之負電感成分，藉此利用該負電感成分抑制該天線元件之有效電感成分，即天線元件之表觀上之電感成分變小，其結果，天線裝置之阻抗頻率特性變小。因此可遍及寬頻帶抑制天線裝置之阻抗變化，從而可遍及較寬之頻帶而與供電電路取得阻抗匹配。
又，根據本發明之通訊終端裝置，因具備該天線裝置，故可應對頻帶不同之各種通訊系統。
《第1實施形態》
圖1(A)係第1實施形態之天線裝置101之電路圖，圖1(B)係其等效電路圖。
如圖1(A)所示，天線裝置101具備：天線元件11、及連接於該天線元件11之阻抗轉換電路45。天線元件11為單極型天線，於該天線元件11之供電端連接有阻抗轉換電路45。阻抗轉換電路45插入天線元件11與供電電路30之間。供電電路30為用以將高頻訊號供電至天線元件11之供電電路，進行高頻訊號之產生或處理，亦可包含進行高頻訊號之合波或分波之電路。
阻抗轉換電路45具備：連接於供電電路30之第1電感元件L1、及耦合於第1電感元件L1之第2電感元件L2。更具體而言，第1電感元件L1之第1端連接於供電電路30，第2端連接於接地，第2電感元件L2之第1端連接於天線元件11，第2端連接於接地。
又，第1電感元件L1與第2電感元件L2係密耦合。藉此虛擬地產生負電感成分。以該負電感成分抵銷天線元件11本身所具有之電感成分，藉此天線元件11之電感成分表觀上較小。即，天線元件11之有效之感應性電抗成分變小，因此天線元件11不易依賴於高頻訊號之頻率。
該阻抗轉換電路45包含透過相互電感M而將第1電感元件L1與第2電感元件L2密耦合之互感型電路。如圖1(B)所示，該互感型電路可等效轉換成由三個電感元件Z1、Z2、Z3所構成之T型電路。即，該T型電路由下述部分構成：第1埠P1，其連接於供電電路；第2埠P2，其連接於天線元件11；第3埠P3，其連接於接地；第1電感元件Z1，其連接於第1埠P1與分支點之間；第2電感元件Z2，其連接於第2埠P2與分支點A之間；及第3電感元件Z3，其連接於第3埠P3與分支點A之間。
若將圖1(A)所示之第1電感元件L1之電感以L1表示，第2電感元件L2之電感以L2表示，相互電感以M表示，則圖1(B)之第1電感元件Z1之電感為L1-M，第2電感元件Z2之電感為L2-M，第3電感元件Z3之電感為+M。此處，若為L2＜M之關係，則第2電感元件Z2之電感為負之值。即，於此處形成有虛擬之負的合成電感成分。
另一方面，如圖1(B)所示，天線元件11等效地由電感成分LANT、輻射電阻成分Rr及電容成分CANT構成。該天線元件11單體之電感成分LANT以被阻抗轉換電路45中之上述負的合成電感成分(L2-M)抵銷之方式而發揮作用。即，阻抗轉換電路之自A點觀察天線元件11側之(包含第2電感元件Z2之天線元件11之)電感成分變小(理想為變為零)，其結果，該天線裝置101之阻抗頻率特性變小。
如此，為了產生負電感成分，重要的是使第1電感元件與第2電感元件以較高之耦合度耦合。具體而言，只要其耦合度為1以上即可。
互感型電路之阻抗轉換比為相對於第1電感元件L1之電感L1的第2電感元件L2之電感L2之比(L1：L2)。
圖2係示意表示由上述阻抗轉換電路45虛擬地產生之負電感成分之作用及阻抗轉換電路45之作用的圖。圖2中，曲線S0係遍及天線元件11之使用頻帶將掃描頻率時之阻抗軌跡示於史密斯圖上者。天線元件11單體中電感成分LANT相對較大，因此如圖2所示，阻抗大幅地推移。
圖2中，曲線S1為阻抗轉換電路之自A點觀察天線元件11側之阻抗之軌跡。如此，藉由阻抗轉換電路之虛擬的負電感成分來抵銷天線元件之電感成分LANT，自A點觀察天線元件側之阻抗之軌跡大幅縮小。
圖2中，曲線S2為自供電電路30觀察之阻抗即天線裝置101之阻抗之軌跡。如此，藉由互感型電路之阻抗轉換比(L1：L2)，天線裝置101之阻抗接近50 Ω(史密斯圖之中心)。再者，該阻抗之微調整亦可藉由於互感型電路中添加其他電感元件或電容元件來進行。
如此，可遍及寬頻帶抑制天線裝置之阻抗變化。因而遍及較寬之頻帶與供電電路取得阻抗匹配。
《第2實施形態》
圖3(A)係第2實施形態之天線裝置102之電路圖，圖3(B)係表示其各線圈元件之具體配置之圖。
第2實施形態之基本構成與第1實施形態相同，係表示用以使第1電感元件與第2電感元件以極高之耦合度耦合(密耦合)的更具體之構成者。
如圖3(A)所示，第1電感元件L1係以第1線圈元件L1a及第2線圈元件L1b構成，該等線圈元件相互串聯連接，且以構成閉磁路之方式捲繞。又，第2電感元件L2由第3線圈元件L2a及第4線圈元件L2b構成，該等線圈元件相互串聯連接，且以構成閉磁路之方式捲繞。換言之，第1線圈元件L1a與第2線圈元件L1b以逆相耦合(加極性耦合)，第3線圈元件L2a與第4線圈元件L2b以逆相耦合(加極性耦合)。
進而，較佳為第1線圈元件L1a與第3線圈元件L2a以同相耦合(減極性耦合)，並且第2線圈元件L1b與第4線圈元件L2b以同相耦合(減極性耦合)。
圖4係於圖3(B)所示之電路中畫入表示磁場耦合與電場耦合之情況之各種箭頭的圖。如圖4所示，自供電電路沿圖中箭頭a方向供應電流時，於第1線圈元件L1a中電流沿圖中箭頭b方向流動，並且於第2線圈元件L1b中電流沿圖中箭頭c方向流動。又，藉由該等電流，如由圖中箭頭A所示，形成有通過閉磁路之磁通。
因線圈元件L1a與線圈元件L2a相互並行，故於線圈元件L1a中流動電流b而產生之磁場耦合於線圈元件L2a，於線圈元件L2a中感應電流d沿逆方向流動。同樣地，因線圈元件L1b與線圈元件L2b相互並行，故電流c於線圈元件L1b中流動而產生之磁場耦合於線圈元件L2b，於線圈元件L2b中感應電流e沿逆方向流動。又，藉由該等電流，如由圖中箭頭B所示，形成有通過閉磁路之磁通。
由線圈元件L1a、L1b所構成之第1電感元件L1中所產生之磁通A之閉磁路與由線圈元件L1b、L2b所構成之第2電感元件L2中所產生之磁通B之閉磁路係獨立，因此於第1電感元件L1與第2電感元件L2之間產生等效之磁障壁MW。
又，線圈元件L1a與線圈元件L2a亦藉由電場而耦合。同樣地，線圈元件L1b與線圈元件L2b亦藉由電場而耦合。因此，交流訊號於線圈元件L1a及線圈元件L1b中流動時，於線圈元件L2a及線圈元件L2b中藉由電場耦合而激發出電流。圖4中之電容器Ca、Cb為表像地表示用於上述電場耦合之耦合電容之記號。
當交流電流流動於第1電感元件時，藉由透過上述磁場之耦合而流動於第2電感元件L2之電流之方向與藉由透過上述電場之耦合而流動於第2電感元件L2之電流之方向相同。因此，第1電感元件L1與第2電感元件L2係利用磁場與電場之雙方強力耦合。即，可抑制損失，傳播高頻能量。
阻抗轉換電路35亦可認為係以下述方式構成之電路：當交流電流流動於第1電感元件L1時，藉由透過磁場之耦合而流動於第2電感元件L2之電流之方向與藉由透過電場之耦合而流動於第2電感元件L2之電流之方向相同。
圖5係對應於多頻帶之天線裝置102之電路圖。該天線裝置102為用於可應對GSM方式或CDMA(Code Division Multiple Access，分碼多重進接)方式之多頻帶對應型行動無線通訊系統(800 MHz帶、900 MHz帶、1800 MHz帶、1900 MHz帶)之天線裝置。天線元件11為分支單極型天線。
此處所使用之阻抗轉換電路35'係向由線圈元件L1a及線圈元件L1b構成之第1電感元件L1與由線圈元件L2a及線圈元件L2b構成之第2電感元件L2之間插入電容器C1者，其他構成與上述阻抗轉換電路35相同。
該天線裝置102用作通訊終端裝置之主天線。分支單極型之天線元件11之第1輻射部主要用作高頻帶側(1800～2400 MHz帶)之天線輻射元件，第1輻射部與第2輻射部之兩者主要用作低頻帶側(800～900 MHz帶)之天線元件。此處，分支單極型之天線元件11並非必須以各自之對應頻帶共振。其原因在於，阻抗轉換電路35'使各輻射部所具有之特性阻抗與供電電路30之阻抗匹配。阻抗轉換電路35'例如於800～900 MHz帶，使第2輻射部所具有之特性阻抗與供電電路30之阻抗(通常為50 Ω)匹配。藉此，可使自供電電路30供應之低頻帶之高頻訊號自第2輻射部輻射，或將由第2輻射部接收之低頻帶之高頻訊號供應至供電電路30。同樣地，可使自供電電路30供應之高頻帶之高頻訊號自第1輻射部輻射，或將由第1輻射部接收之高頻帶之高頻訊號供應至供電電路30。
再者，阻抗轉換電路35'之中電容器C1使高頻帶之高頻訊號之中由高之頻帶之訊號通過。藉此，可實現天線裝置之進一步寬頻帶化。又。根據本實施形態之構造，天線與供電電路被直流分離，因此相對於ESD較強。
《第3實施形態》
圖6(A)係第3實施形態之阻抗轉換電路35之立體圖，圖6(B)係自下表面側觀察其之立體圖。又，圖7係構成阻抗轉換電路35之積層體40之分解立體圖。
如圖7所示，於積層體40之最上層之基材層51a形成有導體圖案61，於第2層之基材層51b形成有導體圖案62(62a、62b)，於第3層之基材層51c形成有導體圖案63、64。於第4層之基材層51d形成有兩個導體圖案65、66，於第5層之基材層51e形成有導體圖案67(67a、67b)。進而，於第6層之基材層51f形成有接地導體68，於第7層之基材層51g之背面形成有供電端子41、接地端子42、天線端子43。再者，於最上層之基材層51a上形成有未圖示之無圖案之基材層。
藉由上述導體圖案62a、63構成第1線圈元件L1a，藉由上述導體圖案62b、64構成第2線圈元件L1b。又，藉由上述導體圖案65、67a構成第3線圈元件L2a，藉由上述導體圖案66、67b構成第4線圈元件L2b。
上述各種導體圖案61～68中能夠以銀或銅等導電性材料為主成分而形成。基材層51a～51g中，若為電介質，則可使用玻璃陶瓷材料、環氧系樹脂材料等，若為磁體，則可使用鐵氧體陶瓷材料或含有鐵氧體之樹脂材料等。作為基材層用之材料，尤其於形成UHF帶用之阻抗轉換電路之情形時較佳為使用電介質材料，於形成HF帶用之阻抗轉換電路之情形時較佳為使用磁體材料。
藉由將上述基材層51a～51g積層，導體圖案61～68及端子41、42、43透過層間連接導體(通道導體)而連接，從而構成圖4所示之電路。
如圖7所示，第1線圈元件L1a與第2線圈元件L1b係以各自之線圈圖案之捲繞軸相互平行之方式而鄰接配置。同樣地，第3線圈元件L2a與第4線圈元件L2b係以各自之線圈圖案之捲繞軸相互平行之方式而鄰接配置。進而，第1線圈元件L1a與第3線圈元件L2a係以各自之線圈圖案之捲繞軸大致成為同一直線之方式(為同軸關係)而接近配置。同樣地，第2線圈元件L1b與第4線圈元件L2b係以各自之線圈圖案之捲繞軸大致成為同一直線之方式(為同軸關係)而接近配置。即，以自基材層之積層方向觀察時，構成各線圈圖案之導體圖案重疊之方式配置。
再者，各線圈元件L1a、L1b、L2a、L2b分別由大致2圈之環狀導體而構成，但圈數並不限定於此。又，第1線圈元件L1a及第3線圈元件L2a之線圈圖案之捲繞軸無需嚴格地以成為同一直線之方式配置，只要以俯視時第1線圈元件L1a及第3線圈元件L2a之線圈開口相互重疊之方式捲繞即可。同樣地，第2線圈元件L1b及第4線圈元件L2b之線圈圖案中捲繞軸無需嚴格以成為同一直線之方式配置，只要以俯視時第2線圈元件L1b及第4線圈元件L2b之線圈開口相互重疊之方式捲繞即可。
如上所述，將各線圈元件L1a、L1b、L2a、L2b內置於電介質或磁體之積層體40中並一體化，尤其將成為由線圈元件L1a、L1b所構成之第1電感元件L1與由線圈元件L2a、L2b所構成之第2電感元件L2之耦合部的區域設置於積層體40之內部，藉此構成阻抗轉換電路35之元件之元件值、進而第1電感元件L1與第2電感元件L2之耦合度不易受到來自鄰接於積層體40而配置之其他電子元件的影響。其結果，可實現頻率特性之進一步穩定化。
然而，於搭載上述積層體40之印刷配線基板(未圖示)中設置有各種配線，會有該等配線與阻抗轉換電路35發生干擾之虞。如本實施例般，以覆蓋藉由導體圖案61～67而形成之線圈圖案之開口之方式而於積層體40之底部設置接地導體68，藉此由線圈圖案所產生之磁場不易受到來自印刷配線基板上之各種配線之磁場影響。換言之，各線圈元件L1a、L1b、L2a、L2b之電感值中難以產生不均。
圖8係表示上述阻抗轉換電路35之動作原理之圖。如圖8所示，自供電端子41輸入之高頻訊號電流如箭頭a、b所示般流動時，於第1線圈元件L1a(導體圖案62a、63)中如由箭頭Cd所示般被引導，進而，於第2線圈元件L1b(導體圖案62b、64)中如由箭頭e、f所示般被引導。因第1線圈元件L1a(導體圖案62a、63)與第3線圈元件L2a(導體圖案65、67a)相互並行，故藉由相互之感應耦合及電場耦合，於第3線圈元件L2a(導體圖案65、67a)中感應有箭頭g、h所示之高頻訊號電流。
同樣地，因第2線圈元件L1b(導體圖案62b、64)與第4線圈元件L2b(導體圖案66、67b)相互並行，故藉由相互之感應耦合及電場耦合，於第4線圈元件L2b(導體圖案66、67b)中感應有箭頭i、j所示之高頻訊號電流。
其結果，由箭頭k所示之高頻訊號電流流動於天線端子43，由箭頭I所示之高頻訊號電流流動於接地端子42。再者，只要流動於供電端子41之電流(箭頭a)I為逆向，其他電流之方向亦成為相反。
此處，第1線圈元件L1a之導體圖案63與第3線圈元件L2a之導體圖案65相對向，因此於兩者間產生電場耦合，藉由該電場耦合而流動之電流與上述感應電流於相同方向流動。即，藉由磁場耦合與電場耦合使耦合度增強。同樣地，第2線圈元件L1b之導體圖案64與第4線圈元件L2b之導體圖案66亦產生磁場耦合與電場耦合。
第1線圈元件L1a及第2線圈元件L1b相互以同相耦合，第3線圈元件L2a與第4線圈元件L2b相互以同相耦合，分別形成閉磁路。因此，上述兩個磁通C、D被封閉，可使第1線圈元件L1a與第2線圈元件L1b之間以及第3線圈元件L2a與第4線圈元件L2b之間能量之損失變小。再者，若使第1線圈元件L1a及第2線圈元件L1b之電感值、第3線圈元件L2a及第4線圈元件L2b之電感值實質上為相同元件值，則閉磁路之漏磁場變少，可使能量之損失更小。當然，適當設計各線圈元件之元件值，可控制阻抗轉換比。
又，透過接地導體68，藉由電容器Cag、Cbg第3線圈元件L2a及第4線圈L2b電場耦合，因此藉由該電場耦合而流動之電流使L2a、L2b間之耦合度進一步增強。若於上側亦存在接地，則藉由該電容器Cag、Cbg於第1線圈元件L1a及第2線圈元件L1b間產生電場耦合，藉此可使L1a、L1b間之耦合度進一步增強。
又，藉由流動於第1電感元件L1之一次電流而激發之磁通C與藉由流動於第2電感元件L2之二次電流而激發之磁通D係藉由感應電流以相互推拒之方式(以相互排斥之方式)產生相互之磁通。其結果，產生於第1線圈元件L1a及第2線圈元件L1b之磁場與產生於第3線圈元件L2a及第4線圈元件L2b之磁場分別封閉於狹窄空間內，因此第1線圈元件L1a及第3線圈元件L2a、以及第2線圈元件L1b及第4線圈元件L2b分別以更高之耦合度耦合。即，第1電感元件L1與第2電感元件L2以較高之耦合度耦合。
《第4實施形態》
圖9係第4實施形態之天線裝置之電路圖。此處所使用之阻抗轉換電路34係包括第1電感元件L1與兩個第2電感元件L21、L22者。構成第2電感元件L22之第5線圈元件L2c與第6線圈元件L2d相互以同相耦合。第5線圈元件L2c與第1線圈元件L1a以逆相耦合，第6線圈元件L2d與第2線圈元件L1b以逆相耦合。第5線圈元件L2c之一端連接於輻射元件11，第6線圈元件L2d之一端連接於接地。
圖10係構成上述阻抗轉換電路34之積層體40之分解立體圖。該例中，於第3實施形態中圖7所示之積層體40之上方，進而將形成有構成第5線圈元件L2c及第6線圈元件L2d之導體71、72、73之基材層51i、51j積層。即，與上述第1～第4線圈元件相同，分別構成第5及第6線圈元件，由線圈圖案之導體構成該等第5及第6線圈元件L2c、L2d，且以產生於第5及第6線圈元件L2c、L2d之磁通形成閉磁路之方式捲繞第5及第6線圈元件L2c、L2d。
該第4實施形態之阻抗轉換電路34中動作原理基本上與上述第1～第3實施形態相同。該第4實施形態中，將第1電感元件L1以由兩個第2電感元件L21、L22夾持之方式配置，藉此產生於第1電感元件L1與接地之間之浮動電容被抑制。藉由抑制此種不利於輻射之電容成分，可提高天線之輻射效率。
又，第1電感元件L1與第2電感元件L21、L22進一步密耦合，即漏磁場變少，第1電感元件L1與第2電感元件L21、L22之間之高頻訊號之能量傳遞損失變少。
《第5實施形態》
圖11(A)係第5實施形態之阻抗轉換電路135之立體圖，圖11(B)係自下表面側觀察其之立體圖。又，圖12係構成阻抗轉換電路135之積層體40之分解立體圖。
該積層體140係將由電介質或磁體構成之複數之基材層積層而成者，於其背面設置有：供電端子141，其連接於供電電路30；接地端子142，其連接於接地；及天線端子143，其連接於天線元件11。除此以外，於背面亦設置有用以安裝之NC端子144。再者，亦可視需要於積層體140之表面搭載阻抗匹配用之電感器或電容器。又。亦可於積層體140內由電極圖案形成電感器或電容器。
如圖12所示，內置於上述積層體140之阻抗轉換電路135中，於第1層之基材層151a形成有上述各種端子141、142、143、144，於第2層之基材層151b形成有成為第1及第3線圈元件L1a、L2a之導體圖案161、163，於第3層之基材層151c形成有成為第2及第4線圈元件L1b、L2b之導體圖案162、164。
作為導體圖案161～164，可由以銀或銅等導電性材料為主成分之糊料的網版印刷或金屬箔之蝕刻等而形成。作為基材層151a～151c，若為電介質則可使用玻璃陶瓷材料、環氧系樹脂材料等，若為磁體則可使用鐵氧體陶瓷材料或含有鐵氧體之樹脂材料等。
藉由將上述基材層151a～151c積層，各自之導體圖案161～164及端子141、142、143透過層間連接導體(通孔導體)而連接，從而構成上述圖3(A)所示之等效電路。即，供電端子141透過通孔導體圖案165a連接於導體圖案161(第1線圈元件L1a)之一端，導體圖案161之另一端透過通孔導體165b連接於導體圖案162(第2線圈元件L1b)之一端。導體圖案162之另一端透過通孔導體165c連接於接地端子142，分支之導體圖案164(第4線圈元件L2b)之另一端透過通孔導體165d連接於導體圖案163(第3線圈元件L2a)之一端。導體圖案163之另一端透過通孔導體165e連接於天線端子143。
如上所述，藉由將線圈元件L1a、L1b、L2a、L2b內置於由電介質或磁體構成之積層體140，尤其將成為第1電感元件L1與第2電感元件L2之耦合部之區域設置於積層體140之內部，阻抗轉換電路135不易受到來自鄰接於積層體140而配置之其他電路或元件之影響。其結果，可實現頻率特性之進一步穩定化。
又，將第1線圈元件L1a與第3線圈元件L2a設置於積層體140之同一層(基材層151b)，將第2線圈元件L1b與第4線圈元件L2b設置於積層體140之同一層(基材層151c)，藉此積層體140(阻抗轉換電路135)之厚度變薄。進而，可分別由相同步驟(例如導電性糊料之塗布)形成相互耦合之第1線圈元件L1a與第3線圈元件L2a及第2線圈元件L1b與第4線圈元件L2b，因此積層偏移等所引起之耦合度之不均被抑制，可靠性提高。
《第6實施形態》
圖13係第6實施形態之天線裝置106之電路圖，圖13(B)係其等效電路圖。
如圖13(A)所示，天線裝置106具備天線元件11及連接於該天線元件11之阻抗轉換電路25。天線元件11為單極型天線，於該天線元件11之供電端連接有阻抗轉換電路25。阻抗轉換電路25(嚴格而言，阻抗轉換電路25之中第1電感元件L1)插入至天線元件11與供電電路30之間。供電電路30為用以將高頻訊號供電至天線元件11之供電電路，進行高頻訊號之產生或處理，亦可包含進行高頻訊號之合波或分波之電路。
阻抗轉換電路25具備：連接於供電電路30之第1電感元件L1、及耦合於第1電感元件L1之第2電感元件L2。更具體而言，第1電感元件L1之第1端連接於供電電路30，第2端連接於天線，第2電感元件L2之第1端連接於天線元件11，第2端連接於接地。
又，第1電感元件L1與第2電感元件L2係密耦合。藉此虛擬地產生負電感成分。又，藉由該負電感成分抵銷天線元件11本身所具有之電感成分，藉此天線元件11之電感成分表觀上變小。即，天線元件11之有效感應性電抗成分變小，因此天線元件11難以依存於高頻訊號之頻率。該阻抗轉換電路25包含透過相互電感M將第1電感元件L1與第2電感元件L2密耦合之互感型電路。如圖13(B)所示，該互感型電路可等效轉換成由三個電感元件Z1、Z2、Z3所構成之T型電路。即，該T型電路由下述部分構成：第1埠P1，其連接於供電電路；第2埠P2，其連接於天線元件11；第3埠P3，其連接於接地；第1電感元件Z1，其連接於第1埠P1與分支點之間；第2電感元件Z2，其連接於第2埠P2與分支點A之間；及第3電感元件Z3，其連接於第3埠P3與分支點A之間。
若將圖13(A)所示之第1電感元件L1之電感以L1表示，第2電感元件L2之電感以L2表示，相互電感以M表示，則圖13(B)之第1電感元件Z1之電感為L1+M，第2電感元件Z2之電感為-M，第3電感元件Z3之電感為L2+M。即，第2電感元件Z2之電感與L1、L2之值無關而為負值。即，此處形成有虛擬之負電感成分。
另一方面，如圖13(B)所示，天線元件11等效地由電感成分LANT、輻射電阻成分Rr及電容成分CANT構成。該天線元件11單體之電感成分LANT以被阻抗轉換電路45中之上述負電感成分(-M)抵銷之方式而發揮作用。即，阻抗轉換電路之自A點觀察天線元件11側之(包含第2電感元件Z2之天線元件11之)電感成分變小(理想為變為零)，其結果，該天線裝置106之阻抗頻率特性變小。
如此，為了產生負電感成分，重要的是使1電感元件與第2電感元件以較高之耦合度耦合。具體而言，雖亦依賴於電感元件之元件值，但其耦合度較佳為0.5以上，更佳為0.7以上。即，若為此種構成，則無需要求如第1實施形態中之耦合度般之極高之耦合度。
《第7實施形態》
圖14(A)係第7實施形態之天線裝置107之電路圖，圖14(B)係表示其各線圈元件之具體配置之圖。
第7實施形態之基本構成與第6實施形態相同，係表示用以將第1電感元件與第2電感元件以極高之耦合度耦合(密耦合)之更具體的構成者。
如圖14(A)所示，第1電感元件L1由第1線圈元件L1a及第2線圈元件L1b構成，該等線圈元件相互串聯連接，且以構成閉磁路之方式捲繞。又，第2電感元件L2由第3線圈元件L2a及第4線圈元件L2b構成，該等線圈元件相互串聯連接，且以構成閉磁路之方式捲繞。換言之，第1線圈元件L1a與第2線圈元件L1b以逆相耦合(加極性耦合)，第3線圈元件L2a與第4線圈元件L2b以逆相耦合(加極性耦合)。
進而，較佳為：第1線圈元件L1a與第3線圈元件L2a以同相耦合(減極性耦合)，並且第2線圈元件L1b與第4線圈元件L2b以同相耦合(減極性耦合)。
圖15(A)係基於14(B)所示之等效電路而表示阻抗轉換電路之互感比之圖。又，圖15(B)係於圖14(B)所示之電路中畫入表示磁場耦合與電場耦合之情況之各種箭頭之圖。
如圖15(B)所示，自供電電路沿圖中箭頭a方向供應電流時，於第1線圈元件L1a中電流沿圖中箭頭b方向流動，並且於線圈元件L1b中電流沿圖中箭頭c方向流動。又，藉由該等電流，形成有由圖中箭頭A所示之磁通(通過閉磁路之磁通)。
因線圈元件L1a與線圈元件L2a相互並行，故電流b流動於線圈元件L1a而產生之磁場耦合於線圈元件L2a，於線圈元件L2a中感應電流d沿逆方向流動。同樣地，因線圈元件L1b與線圈元件L2b相互並行，故電流c流動於線圈元件L1b而產生之磁場耦合於線圈元件L2b，於線圈元件L2b中感應電流e沿逆方向流動。又，藉由該等電流，如由圖中箭頭B所示，形成有通過閉磁路之磁通。
產生於由線圈元件L1a、L1b所構成之第1電感元件L1之磁通A之閉磁路與產生於由線圈元件L1b、L2b所構成之第2電感元件L2之磁通B之閉磁路係獨立，因此於第1電感元件L1與第2電感元件L2之間產生等效之磁障壁MW。
又，線圈元件L1a與線圈元件L2a亦藉由電場而耦合。同樣地，線圈元件L1b與線圈元件L2b亦藉由電場而耦合。因此，當交流訊號通過線圈元件L1a及線圈元件L1b時，於線圈元件L2a及線圈元件L2b中藉由電場耦合而激發出電流。圖4中之電容器Ca、Cb係表像地表示用以上述電場耦合之耦合電容之記號。
當交流電流流動於第1電感元件L1時，藉由透過上述磁場之耦合而流動於第2電感元件L2之電流之方向與藉由透過上述電場之耦合而流動於第2電感元件L2之電流之方向相同。因此，第1電感元件L1與第2電感元件L2係利用磁場與電場之雙方強力耦合。
阻抗轉換電路25亦可認為係以下述方式構成之電路：當交流電流流動於第1電感元件L1時，藉由透過磁場之耦合而流動於第2電感元件L2之電流之方向與藉由透過電場之耦合而流動於第2電感元件L2之電流之方向相同。
若將該阻抗轉換電路25等效轉換，則可表示為如圖15(A)之電路。即，供電電路與接地之間之合成電感成分係如由圖中一點鏈線所示，成為L1+M+L2+M=L1+L2+2M，天線元件與接地之間之合成電感成分係如由圖中兩點鏈線所示，成為L2+M-M=L2。即，該阻抗轉換電路中之互感比成為L1+L2+2M：L2，從而可構成互感比較大之阻抗轉換電路。
圖16係對應於多頻帶之天線裝置107之電路圖。該天線裝置107為用於可應對GSM方式或CDMA方式之多頻帶對應型行動無線通訊系統(800MHz帶、900MHz帶、1800MHz帶、1900MHz帶)之天線裝置。天線元件11為分支單極型天線。
該天線裝置102用作通訊終端裝置之主天線。分支單極型之天線元件11之第1輻射部主要用作高頻帶側(1800~2400MHz帶)之天線輻射元件，第1輻射部與第2輻射部之兩者主要用作低頻帶側(800~900MHz帶)之天線元件。此處，分支單極型之天線元件11並非必須以各自之對 應頻帶共振。其原因在於，阻抗轉換電路25使各輻射部所具有之特性阻抗與供電電路30之阻抗匹配。阻抗轉換電路25例如於800~900MHz帶，使第1輻射部與第2輻射部所具有之特性阻抗與供電電路30之阻抗(通常為50Ω)匹配。藉此，可使自供電電路30供應之低頻帶之高頻訊號自第1輻射部及第2輻射部輻射，或將由第1輻射部及第2輻射部接收之低頻帶之高頻訊號供應至供電電路30。同樣地，可使自供電電路30供應之高頻帶之高頻訊號自第1輻射部輻射，或將由第1輻射部接收之高頻帶之高頻訊號供應至供電電路30。
《第8實施形態》
圖17係表示第8實施形態之阻抗轉換電路25於多層基板上構成之情形之各層之導體圖案之例的圖。各層由磁體片構成，各層之導體圖案於圖17所示之方向上形成於磁體片之背面，各導體圖案以實線表示。又，線狀之導體圖案具有特定線寬，但此處以單純之實線表示。
於圖17所示之範圍，於基材層51a之背面形成有導體圖案73，於基材層51b之背面形成有導體圖案72、74，於基材層51c之背面形成有導體圖案71、75。於基材層51d之背面形成有導體圖案63，於基材層51e之背面形成有導體圖案62、64，於基材層51f之背面形成有導體圖案61、65。於基材層51g之背面形成有導體圖案66，於基材層51h之背面形成有供電端子41、接地端子42、天線端子43。於圖17中之縱向延伸之虛線為通道電極，於層間連接導體圖案彼此。該等通道電極實際上為具有特定直徑尺寸之圓柱形之電極，但此處以單純之虛線表示。
圖17中，藉由導體圖案63之右半部分與導體圖案61、62構成第1線圈元件L1a。又，藉由導體圖案63之左半部分與導體圖案64、65構成第2線圈元件L1b。又，藉由導體圖案73之右半部分與導體圖案71、72構成第3線圈元件L2a。又，藉由導體圖案73之左半部分與導體圖案74、75構成第4線圈元件L2b。各線圈元件L1a、L1b、L2a、L2b之捲繞軸朝向多層基板之積層方向。又，第1線圈元件L1a與第2線圈元件L1b之捲繞軸以不同關係並列設置。同樣地，第3線圈元件L2a與第4線圈元件L2b以各自之捲繞軸不同之關係並列設置。又，第1線圈元件L1a與第3線圈元件L2a之各自之捲繞範圍於俯視時至少一部分重疊，第2線圈元件L1b與第4線圈元件L2b之各自之捲繞範圍於俯視時至少一部分重疊。該例中幾乎完全重疊。如此由8字構造之導體圖案構成4個線圈元件。
再者，各層亦可由電介質片構成。其中，若使用相對磁導率較高之磁體片，則可進一步提高線圈元件間之耦合係數。
圖18表示通過由形成於圖17所示之多層基板之各層之導體圖案所構成之線圈元件的主要磁通。磁通FP12係通過由導體圖案61～63所構成之第1線圈元件L1a及由導體圖案63～65所構成之第2線圈元件L1b。又，磁通FP34係通過由導體圖案71～73所構成之第3線圈元件L2a及由導體圖案73～75所構成之第4線圈元件L2b。
圖19係表示第8實施形態之阻抗轉換電路25之4個線圈元件L1a、L1b、L2a、L2b之磁耦合之關係的圖。如此，第1線圈元件L1a及第2線圈元件L1b係以藉由該第1線圈元件L1a與第2線圈元件L1b而構成第1閉磁路(由磁通FP12所示之迴路)之方式來捲繞，第3線圈元件L2a及第4線圈元件L2b係以藉由第3線圈元件L2a與第4線圈元件L2b而構成第2閉磁路(由磁通FP34所示之迴路)之方式來捲繞。如此，以通過第1閉磁路之磁通FP12與通過第2閉磁路之磁通FP34相互成為逆方向之方式，捲繞有4個線圈元件L1a、L1b、L2a、L2b。圖19中之兩點鏈線之直線表示該2個磁通FP12與FP34未耦合之磁障壁。如此，於線圈元件L1a與L2a之間及L1b與L2b之間產生磁障壁。
《第9實施形態》
圖20係表示第9實施形態之阻抗轉換電路之構成之圖，且係表示該阻抗轉換電路於多層基板上構成之情形之各層之導體圖案之例的圖。各層之導體圖案於圖20所示之方向上形成於背面，各導體圖案以實線表示。又，線狀之導體圖案具有特定線寬，但此處以單純之實線表示。
圖20所示之範圍，於基材層51a之背面形成有導體圖案73，於基材層51b之背面形成有導體圖案72、74，於基材層51c之背面形成有導體圖案71、75。於基材層51d之背面形成有導體圖案63，於基材層51e之背面形成有導體圖案62、64，於基材層51f之背面形成有體圖案61、65。於基材層51g之背面形成於導體圖案66，於基材層51h之背面形成有供電端子41、接地端子42、天線端子43。於圖20中之縱向延伸之虛線為通道電極，於層間連接導體圖案彼此。該等通道電極實際上為具有特定直徑尺寸之圓柱形之電極，但此處以單純之虛線表示。
圖20中，藉由導體圖案63之右半部分與導體圖案61、62構成第1線圈元件L1a。又，藉由導體圖案63之左半部分與導體圖案64、65構成第2線圈元件L1b。又，藉由導體圖案73之右半部分與導體圖案71、72構成第3線圈元件L2a。又，藉由導體圖案73之左半部分與導體圖案74、75構成第4線圈元件L2b。
圖21係表示通過由形成於圖20所示之多層基板之各層之導體圖案所構成之線圈元件之主要磁通的圖。又，圖22係表示第9實施形態之阻抗轉換電路之4個線圈元件L1a、L1b、L2a、L2b之磁耦合之關係的圖。如由磁通FP12所示，構成由第1線圈元件L1a與第2線圈元件L1b所構成之閉磁路，如由磁通FP34所示，構成由第3線圈元件L2a與第4線圈元件L2b所構成之閉磁路。又，如由磁通FP13所示，構成由第1線圈元件L1a與第3線圈元件L2a所構成之閉磁路，如由磁通FP24所示，構成由第2線圈元件L1b與第4線圈元件L2b所構成之閉磁路。進而，亦構成由4個線圈元件L1a、L1b、L2a、L2b所構成之閉磁路FPa11。
根據該第9實施形態之構成，線圈元件L1a與L1b、L2a與L2b之電感值亦小於各自之耦合，因此第9實施形態所示之阻抗轉換電路亦發揮與第7實施形態之阻抗轉換電路25相同之效果。
《第10實施形態》
圖23係表示構成於多層基板之第10實施形態之阻抗轉換電路之各層之導體圖案之例的圖。各層由磁體片構成，各層之導體圖案於圖23所示之方向上形成於磁體片之背面，各導體圖案以實線表示。又，線狀之導體圖案具有特定線寬，但此處以單純之實線表示。
圖23所示之範圍，於基材層51a之背面形成有導體圖案73，於基材層51b之背面形成有導體圖案72、74，於基材層51c之背面形成有導體圖案71、75。於基材層51d之背面形成有導體圖案61、65，於基材層51e之背面形成有導體圖案62、64，於基材層51f之背面形成有導體圖案63。於基材層51g之背面形成有供電端子41、接地端子42、天線端子43。於圖23中之縱向延伸之虛線為通道電極，於層間連接導體圖案彼此。該等通道電極實際上為具有特定直徑尺寸之圓柱形之電極，但此處以單純之虛線表示。
圖23中，藉由導體圖案63之右半部分與導體圖案6162構成第1線圈元件L1a。又，藉由導體圖案63之左半部分與導體圖案64、65構成第2線圈元件L1b。又，藉由導體圖案73之右半部分與導體圖案71、72構成第3線圈元件L2a。又，藉由導體圖案73之左半部分與導體圖案74、75構成第4線圈元件L2b。
圖24係表示第10實施形態之阻抗轉換電路之4個線圈元件L1a、L1b、L2a、L2b之磁耦合之關係的圖。如此，藉由第1線圈元件L1a與第2線圈元件L1b構成第1閉磁路(由磁通FP12所示之迴路)。又，藉由第3線圈元件L2a與第4線圈元件L2b構成第2閉磁路(由磁通FP34所示之迴路)。通過第1閉磁路之磁通FP12通過與第2閉磁路之磁通FP34之方向相互為逆方向。
此處，若將第1線圈元件L1a及第2線圈元件L1b表示為「1次側」，將第3線圈元件L2a及第4線圈元件L2b表示為「2次側」，則如圖24所示，於1次側中之距2次側較近一方連接有供電電路，因此可提高1次側中之2次側附近之電位，線圈元件L1a與線圈元件L2a之間之電場耦合提高，該電場耦合所致之電流變大。
根據該第10實施形態之構成，線圈元件L1a與L1b、L2a與L2b之電感值亦小於各自之耦合，因此該第10實施形態所示之阻抗轉換電路亦與第7實施形態之阻抗轉換電路25發揮同樣之效果。
《第11實施形態》
圖25係第11實施形態之阻抗轉換電路之電路圖。該阻抗轉換電路由下述部分構成：第1串聯電路26，其連接於供電電路30與天線元件11之間；第3串聯電路28，其連接於供電電路30與天線元件11之間；及第2串聯電路27，其連接於天線元件11與接地之間。
第1串聯電路26為將第1線圈元件L1a與第2線圈元件L1b串聯連接之電路。第2串聯電路27為將第3線圈元件L2a與第4線圈元件L2b串聯連接之電路。第3串聯電路28為將第5線圈元件L1c與第6線圈元件L1d串聯連接之電路。
圖25中，圍圈M12表示線圈元件L1a與L1b之耦合，圍圈M34表示線圈元件L2a與L2b之耦合，圍圈M56表示線圈元件L1c與L1d之耦合。又，圍圈M135表示線圈元件L1a與L2a與L1c之耦合。同樣地，圍圈M246表示線圈元件L1b與L2b與L1d之耦合。
該第11實施形態中，以由構成第1電感元件之線圈元件L1a、L1b、L1c、L1d夾住之方式配置構成第2電感元件之線圈元件L2a、L2b，藉此產生於第2電感元件與接地之間之浮動電容被抑制。藉由抑制此種不利於輻射之電容成分，可提高天線之輻射效率。
圖26L係表示第11實施形態之阻抗轉換電路於多層基板上構成之情形之各層之導體圖案之例的圖。各層由磁體片構成，各層之導體圖案於圖26所示之方向上形成於磁體片之背面，各導體圖案由實線表示。又，線狀之導體圖案具有特定線寬，但此處以單純之實線表示。
圖26所示之範圍，於基材層51a之背面形成有導體圖案82，於基材層51b之背面形成有導體圖案81、83，於基材層51c之背面形成有導體圖案72。於基材層51d之背面形成有導體圖案71、73，於基材層51e之背面形成有導體圖案61、63，於基材層51f之背面形成有導體圖案62。於基材層51g之背面分別形成有供電端子41、接地端子42、天線端子43。於圖26中之縱向延伸之虛線為通道電極，於層間連接導體圖案彼此。該等通道電極實際上為具有特定直徑尺寸之圓柱形之電極，但此處以單純之虛線表示。
圖26中，藉由導體圖案62之右半部分與導體圖案61構成第1線圈元件L1a。又，藉由導體圖案62之左半部分與導體圖案63構成第2線圈元件L1b。又，藉由導體圖案71與導體圖案72之右半部分構成第3線圈元件L2a。又，藉由導體圖案72之左半部分與導體圖案73構成第4線圈元件L2b。又，藉由導體圖案81與導體圖案82之右半部分構成第5線圈元件L1c。又，藉由導體圖案82之左半部分與導體圖案83構成第6線圈元件L1d。
圖26中虛線之橢圓形表示閉磁路。閉磁路CM12交鏈於線圈元件L1a與L1b。又，閉磁路CM34交鏈於線圈元件L2a與L2b。進而，閉磁路CM56交鏈於線圈元件L1c與L1d。如此，藉由第1線圈元件L1a與第2線圈元件L1b構成第1閉磁路CM12，藉由第3線圈元件L2a與第4線圈元件L2b構成第2閉磁路CM34，藉由第5線圈元件L1c與第6線圈元件L1d構成第3閉磁路CM56。圖26中兩點鏈線之平面為兩個磁障壁MW，該兩個磁障壁MW係線圈元件L1a與L2a、L2a與L1c、L1b與L2b、L2b與L1d為了於上述三個閉磁路之間以各自於逆方向產生磁通之方式耦合而等效產生者。換言之，由該兩個磁障壁MW分別封閉由線圈元件L1a、L1b所構成之閉磁路之磁通、由線圈元件L2a、L2b所構成之閉磁路之磁通及由線圈元件L1c、L1d所構成之閉磁路之磁通。
如此，第2閉磁路CM34成為由第1閉磁路CM12及第3閉磁路CM56於層方向夾持之構造。藉由該構造，第2閉磁路CM34由兩個磁障壁夾持而充分被封閉(封閉效果提高)。即，可作為耦合係數非常大之互感而發揮作用。
因此，可使上述閉磁路CM12與CM34之間、及CM34與CM56之間變寬至一定程度。此處，若將由線圈元件L1a、L1b所構成之串聯電路與由線圈元件L1c、L1d所構成之串聯電路經並聯連接之電路稱作一次側電路，將由線圈元件L2a、L2b所構成之串聯電路稱作二次側電路，則藉由使上述閉磁路CM12與CM34之間、及CM34與CM56之間變寬，可減小第1串聯電路26與第2串聯電路27之間、第2串聯電路27與第3串聯電路28之間之各自中所產生之電容。即，規定自共振點之頻率之LC共振電路之電容成分變小。
又，根據第11實施形態，因係由線圈元件L1a、L1b所構成之第1串聯電路26與由線圈元件L1c、L1d所構成之第3串聯電路28並聯連接之構造，故規定自共振點之頻率之LC共振電路之電感成分變小。
如此，規定自共振點之頻率之LC共振電路之電容成分之電感成分亦變小，從而可將自共振點之頻率規定為充分偏離使用頻帶之較高之頻率。
《第12實施形態》
第12實施形態中，表示以與第11實施形態不同之構成，用以使互感部之自共振點之頻率比第8～第10實施形態所示者進一步提高之構成例。
圖27係第12實施形態之阻抗轉換電路之電路圖。該阻抗轉換電路由下述部分構成：第1串聯電路26，其連接於供電電路30與天線元件11之間；第3串聯電路28，其連接於供電電路30與天線元件11之間；及第2串聯電路27，其連接於天線元件11與接地之間。
第1串聯電路26為將第1線圈元件L1a與第2線圈元件L1b串聯連接之電路。第2串聯電路27為將第3線圈元件L2a與第4線圈元件L2b串聯連接之電路。第3串聯電路28為將第5線圈元件L1c與第6線圈元件L1d串聯連接之電路。
圖27中，圍圈M12表示線圈元件L1a與L1b之耦合，圍圈M34表示線圈元件L2a與L2b之耦合，圍圈M56表示線圈元件L1c與L1d之耦合。又，圍圈M135表示線圈元件L1a與L2a與L1c之耦合。同樣地，圍圈M246表示線圈元件L1b與L2b與L1d之耦合。
圖28係表示第12實施形態之阻抗轉換電路於多層基板上構成之情形之各層之導體圖案之例的圖。各層由磁體片構成，各層之導體圖案於圖28所示之方向上形成於磁體片之背面，各導體圖案以實線表示。又，線狀之導體圖案具有特定線寬，但此處以單純之實線表示。
與圖26所示之阻抗轉換電路不同之處在於由導體圖案81、82、83所構成之線圈元件L1c、L1d之極性。圖28之例中，閉磁路CM36交鏈於線圈元件L2a、L1c、L1d、L2b。因此於線圈元件L2a、L2b與L1c、L1d之間不產生等效之磁障壁。其他之構成正如第11實施形態所示。
根據第12實施形態，因產生圖28所示之閉磁路CM12、CM34、CM56並且產生閉磁路CM36，線圈元件L2a、L2b之磁通被線圈元件L1c、L1d之磁通吸入。因此，第12實施形態之構造中磁通亦難以洩漏，其結果，可作為耦合係數非常大之互感而發揮作用。
第12實施形態中，規定自共振點之頻率之LC共振電路之電容成分與電感成分亦變小，從而可將自共振點之頻率規定為充分偏離使用頻帶之較高之頻率。
《第13實施形態》
第13實施形態中，表示以與第11實施形態及第12實施形態不同之構成，用以使互感部之自共振點之頻率比第8～第10實施形態所示者進一步提高之另一構成例。
圖29係第13實施形態之阻抗轉換電路之電路圖。該阻抗轉換電路由下述部分構成：第1串聯電路26，其連接於供電電路30與天線元件11之間；第3串聯電路28，其連接於供電電路30與天線元件11之間；及第2串聯電路27，其連接於天線元件11與接地之間。
圖30係表示第13實施形態之阻抗轉換電路於多層基板上構成之情形之各層之導體圖案之例的圖。各層由磁體片構成，各層之導體圖案於圖30所示之方向上形成於磁體片之背面，各導體圖案由實線表示。又，線狀之導體圖案具有特定線寬，但此處以單純之實線表示。
與圖26所示之阻抗轉換電路不同之處在於由導體圖案61、62、63所構成之線圈元件L1a、L1b之極性、及由導體圖案81、82、83所構成之線圈元件L1c、L1d之極性。圖30之例中，閉磁路CM16交鏈於所有線圈元件L1a～L1d、L2a、L2b。因此，於該情形時不產生等效之磁障壁。其他構成正如第11實施形態及第12實施形態所示。
根據第13實施形態，因產生圖30所示之閉磁路CM12、CM34、CM56並且產生閉磁路CM16，線圈元件L1a～L1d之磁通難以洩漏，其結果，可作為耦合係數較大之互感而發揮作用。
第13之實施形態中，規定自共振點之頻率之LC共振電路之電容成分與電感成分亦變小，從而可將自共振點之頻率規定為充分偏離使用頻帶之較高之頻率。
《第14實施形態》
第14實施形態中表示通訊終端裝置之例。
圖31(A)係第14實施形態之作為第1例之通訊終端裝置之構成圖，圖31(B)係作為第2例之通訊終端裝置之構成圖。該等係例如面向行動電話、行動終端之一段局部接收服務(通稱：1seg)之高頻訊號之接收用(470～770 MHz)的終端。
圖31(A)所示之通訊終端裝置1包括作為蓋體部之第1筐體10與作為本體部之第2筐體20，第1筐體10對第2筐體20以摺疊式或者滑動式連結。於第1筐體10中設置有亦作為接地板而發揮功能之第1輻射元件11，於第2筐體20中設置有亦作為接地板而發揮功能之第2輻射元件21。第1及第2輻射元件11、21以由金屬箔等薄膜或者導電性糊料等厚膜構成之導電體膜形成。該第1及第2輻射元件11、21藉由自供電電路30進行差動供電而獲得與偶極天線幾乎同等之性能。供電電路30具有如RF電路或基頻電路般之訊號處理電路。
再者，阻抗轉換電路35之電感值較佳為小於連接兩個輻射元件11、21之連接線33之電感值。其原因在於可減小關於頻率特性之連接線33之電感值之影響。
圖31(B)所示之通訊終端裝置2係設置第1輻射元件11作為天線單體者。第1輻射元件11可使用芯片天線、金屬板天線、線圈天線等各種天線元件。又，作為該天線元件，例如亦可利用沿著筐體10之內周面或外周面而設置之線狀導體。第2輻射元件21係亦作為第2筐體20之接地板而發揮功能者，與第1輻射元件11同樣地亦可使用各種天線。又，通訊終端裝置2為並非摺疊式或滑動式之直板構造之終端。再者，第2輻射元件21可不必為作為輻射體充分發揮功能者，亦可為如第1輻射元件11即單極天線般動作者。
供電電路30中，一端連接於第2輻射元件21，另一端透過阻抗轉換電路35連接於第1輻射元件11。又，第1及第2輻射元件11、21藉由連接線33相互連接。該連接線33係作為搭載於第1及第2筐體10、20之各者之電子零件(省略圖示)之連接線而發揮功能者，雖對高頻訊號作為電感元件而動作但並非對天線之性能直接發揮作用者。
阻抗轉換電路35設置於供電電路30與第1輻射元件11之間，使自第1及第2輻射元件11、21發送之高頻訊號、或者由第1及第2輻射元件11、21接收之高頻訊號之頻率特性穩定化。因此，不對第1輻射元件11或第2輻射元件21之形狀、第1筐體10或第2筐體20之形狀、接近零件之配置狀況等產生影響，使高頻訊號之頻率特性穩定化。尤其摺疊式或滑動式之通訊終端裝置中，對應於作為蓋體部之第1筐體10之對作為本體部之第2筐體20的開關狀態，第1及第2輻射元件11、21之阻抗容易變化，但藉由設置阻抗轉換電路35可使高頻訊號之頻率特性穩定化。即，該阻抗轉換電路35可負擔對於天線之設計為重要事項的中心頻率之設定、通過頻寬之設定、阻抗匹配之設定等頻率特性之調整功能，天線元件其自身主要只考慮指向性或增益即可，因此天線之設計變得容易。
1、2．．．通訊終端裝置
10、20．．．筐體
11．．．天線元件(第1輻射元件)
21．．．第2輻射元件
25．．．阻抗轉換電路
26．．．第1串聯電路
27．．．第2串聯電路
28．．．第3串聯電路
30．．．供電電路
33．．．連接線
34、35、35'、135．．．阻抗轉換電路
36．．．一次側串聯電路
37．．．二次側串聯電路
40、140．．．積層體
41、141．．．供電端子
42、142．．．接地端子
43、143．．．天線端子
45．．．阻抗轉換電路
51a～51j、151a、151b、151c．．．基材層
61～66、71～75、81、82、83．．．導體圖案
68‧‧‧接地導體
101、102、106、107‧‧‧天線裝置
144‧‧‧NC端子
161~164‧‧‧導體圖案
165a~165e‧‧‧通孔導體
C、D、FP12、FP13、FP24、FP34、FPall‧‧‧磁通
C1、Ca、Cb、Cag、Cbg‧‧‧電容器
CANT‧‧‧電容成分
CM12、CM16、CM34、CM36、CM56‧‧‧閉磁路
L1‧‧‧第1電感元件
L2、L21、L22‧‧‧第2電感元件
L1a‧‧‧第1線圈元件
L1b‧‧‧第2線圈元件
L2a‧‧‧第3線圈元件
L2b‧‧‧第4線圈元件
L1c、L2c‧‧‧第5線圈元件
L1d、L2d‧‧‧第6線圈元件
LANT‧‧‧電感成分
M‧‧‧相互電感
MW‧‧‧磁障壁
Rr‧‧‧輻射電阻成分
Z1‧‧‧第1電感元件
Z2‧‧‧第2電感元件
Z3‧‧‧第3電感元件
圖1(A)係第1實施形態之天線裝置101之電路圖，圖1(B)係其等效電路圖。
圖2係表示由阻抗轉換電路45虛擬地產生之負電感成分之作用及阻抗轉換電路45之作用的圖。
圖3(A)係第2實施形態之天線裝置102之電路圖，圖3(B)係表示其各線圈元件之具體配置之圖。
圖4係於圖3(B)所示之電路中畫入表示磁場耦合與電場耦合之情況之各種箭頭的圖。
圖5係對應於多頻帶之天線裝置102之電路圖。
圖6(A)係第3實施形態之阻抗轉換電路35之立體圖，圖6(B)係自下表面側觀察其之立體圖。
圖7係構成阻抗轉換電路35之積層體40之分解立體圖。
圖8係表示阻抗轉換電路35之動作原理之圖。
圖9係第4實施形態之天線裝置之電路圖。
圖10係構成阻抗轉換電路34之積層體40之分解立體圖。
圖11(A)係第5實施形態之阻抗轉換電路135之立體圖，圖11(B)係自下表面側觀察其之立體圖。
圖12係構成阻抗轉換電路135之積層體40之分解立體圖。
圖13(A)係第6實施形態之天線裝置106之電路圖，圖13(B)係其等效電路圖。
圖14(A)係第7實施形態之天線裝置107之電路圖，圖14(B)係表示其各線圈元件之具體配置之圖。
圖15(A)係基於圖14(B)所示之等效電路表示阻抗轉換電路之互感比的圖，圖15(B)係於圖14(B)所示之電路中畫入表示磁場耦合與電場耦合之情況之各種箭頭之圖。
圖16係對應於多頻帶之天線裝置107之電路圖。
圖17係表示第8實施形態之阻抗轉換電路25於多層基板構成之情形之各層之導體圖案之例的圖。
圖18表示通過由形成於圖17所示之多層基板之各層之導體圖案所構成之線圈元件的主要磁通。
圖19係表示第8實施形態之阻抗轉換電路25之4個線圈元件L1a、L1b、L2a、L2b之磁耦合之關係的圖。
圖20係表示第9實施形態之阻抗轉換電路之構成之圖，且係表示於多層基板構成該阻抗轉換電路之情形之各層之導體圖案之例的圖。
圖21係表示使由形成於圖20所示之多層基板之各層之導體圖案所構成之線圈元件通過之主要磁通的圖。
圖22係表示第9實施形態之阻抗轉換電路之4個線圈元件L1a、L1b、L2a、L2b之磁耦合之關係的圖。
圖23係表示構成於多層基板之第10實施形態之阻抗轉換路之各層之導體圖案之例的圖。
圖24係表示使由形成於圖23所示之多層基板之各層之導體圖案所構成之線圈元件通過之主要磁通的圖。
圖25係表示第10實施形態之阻抗轉換電路之4個線圈元件L1a、L1b、L2a、L2b之磁耦合之關係的圖。
圖26係表示第11實施形態之於多層基板構成阻抗轉換電路之情形之各層之導體圖案之例的圖。
圖27係第12實施形態之阻抗轉換電路之電路圖。
圖28係表示第12實施形態之於多層基板構成阻抗轉換電路之情形之各層之導體圖案之例的圖。
圖29係第13實施形態之阻抗轉換電路之電路圖。
圖30係表示第13實施形態之於多層基板構成阻抗轉換電路之情形之各層之導體圖案之例的圖。
圖31(A)係第14實施形態之作為第1例之通訊終端裝置之構成圖，圖31(B)係作為第2例之通訊終端裝置之構成圖。
11．．．天線元件
30．．．供電電路
45．．．阻抗轉換電路
101．．．天線裝置
L1．．．第1電感元件
L2．．．第2電感元件
M．．．相互電感

Claims (16)

  1. 一種天線裝置，包含：等效地由電感成分、輻射電阻成分及電容成分構成之天線元件、及連接於該天線元件之阻抗轉換電路；其特徵在於：該阻抗轉換電路包含：第1電感元件、及密耦合於該第1電感元件之第2電感元件；藉由該第1電感元件與該第2電感元件密耦合而產生虛擬之負電感成分，藉由該負電感成分使得該天線元件之有效電感成分被抑制。
  2. 如申請專利範圍第1項之天線裝置，其中，該阻抗轉換電路包含該第1電感元件與該第2電感元件透過相互電感而密耦合之互感型電路；於將該互感型電路等效轉換成由連接於供電電路之第1埠、連接於該天線元件之第2埠、連接於接地之第3埠、連接於該第1埠與分支點之間之電感元件、連接於該第2埠與該分支點之間之電感元件、及連接於該第3埠與該分支點之間之電感元件所構成之T型電路時，該虛擬之負電感成分相當於連接於該分支點與該第2埠之間的電感元件。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之天線裝置，其中，該第1電感元件之第1端連接於該供電電路，該第1電感元件之第2端連接於接地，該第2電感元件之第1端連接於該天線元件，該第2電感元件之第2端連接於接地。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之天線裝置，其中，該第1電感元件之第1端連接於該供電電路，該第1 電感元件之第2端連接於該天線元件，該第2電感元件之第1端連接於該天線元件，該第2電感元件之第2端連接於接地。
  5. 如申請專利範圍第3項之天線裝置，其中，該第1電感元件包含第1線圈元件及第2線圈元件，該第1線圈元件及該第2線圈元件相互串聯連接，且以作成閉磁路之方式形成有導體之捲繞圖案。
  6. 如申請專利範圍第4項之天線裝置，其中，該第1電感元件包含第1線圈元件及第2線圈元件，該第1線圈元件及該第2線圈元件相互串聯連接，且以作成閉磁路之方式形成有導體之捲繞圖案。
  7. 如申請專利範圍第3項之天線裝置，其中，該第2電感元件包含第3線圈元件及第4線圈元件，該第3線圈元件及該第4線圈元件相互串聯連接，且以作成閉磁路之方式形成有導體之捲繞圖案。
  8. 如申請專利範圍第4項之天線裝置，其中，該第2電感元件包含第3線圈元件及第4線圈元件，該第3線圈元件及該第4線圈元件相互串聯連接，且以作成閉磁路之方式形成有導體之捲繞圖案。
  9. 如申請專利範圍第5項之天線裝置，其中，該第2電感元件包含第3線圈元件及第4線圈元件，該第3線圈元件及該第4線圈元件相互串聯連接，且以作成閉磁路之方式形成有導體之捲繞圖案。
  10. 如申請專利範圍第6項之天線裝置，其中， 該第2電感元件包含第3線圈元件及第4線圈元件，該第3線圈元件及該第4線圈元件相互串聯連接，且以作成閉磁路之方式形成有導體之捲繞圖案。
  11. 如申請專利範圍第1項之天線裝置，其中，該第1電感元件與該第2電感元件係透過磁場及電場而耦合；當交流電流流動於該第1電感元件時，藉由透過該磁場之耦合而流動於該第2電感元件之電流之方向、與藉由透過該電場之耦合而流動於該第2電感元件之電流之方向相同。
  12. 如申請專利範圍第1項之天線裝置，其中，當交流電流流動於該第1電感元件時，流動於該第2電感元件之電流之方向，係於該第1電感元件與該第2電感元件之間產生磁障壁之方向。
  13. 如申請專利範圍第1項之天線裝置，其中，該第1電感元件及該第2電感元件，係以配置於積層有複數之電介質層或磁體層之積層體內的導體圖案構成，該第1電感元件與該第2電感元件於該積層體之內部耦合。
  14. 如申請專利範圍第1項之天線裝置，其中，該第1電感元件係以電氣並聯連接之至少兩個電感元件構成，該兩個電感元件配置成夾持該第2電感元件之位置關係。
  15. 如申請專利範圍第1項之天線裝置，其中，該第2電感元件係以電氣並聯連接之至少兩個電感元 件構成，該兩個電感元件配置成夾持該第1電感元件之位置關係。
  16. 一種通訊終端裝置，具備天線裝置，該天線裝置包含天線元件、供電電路、及連接於該天線元件與該供電電路之間之阻抗轉換電路；其特徵在於：該阻抗轉換電路包含：第1電感元件、及密耦合於該第1電感元件之第2電感元件；藉由該第1電感元件與該第2電感元件密耦合而產生虛擬之負電感成分，藉由該負電感成分使得該天線元件之有效電感成分被抑制。
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