TWI673951B - 積層平衡－不平衡轉換器 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於一面維持積層平衡-不平衡轉換器之通帶，一面調整衰減極之頻率。
本發明之積層平衡-不平衡轉換器100具備端子P1~P4、電感器L11、L13、及開放線路導體171。電感器L11係連接於端子P1與接地點(G41~G43)之間。電感器L13係連接於端子P2與P3之間，且與電感器L11磁耦合。開放線路導體171之一端T71為開放端，並且另一端T72連接於端子P1與接地點(G41、G42)之間之訊號路徑即通路導體圖案V61。

Description

積層平衡-不平衡轉換器
本發明係關於一種沿積層方向積層複數層介電層而成之積層平衡-不平衡轉換器。
自先前以來，已知有沿積層方向積層複數層介電層而成之積層平衡-不平衡轉換器。例如，於日本專利特開2011-124880號公報(專利文獻1)中揭示有一種積層平衡濾波器。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
日本專利特開2011-124880號公報
於專利文獻1所揭示之積層平衡濾波器中，於較使用頻帶(通帶)高之頻帶產生訊號之衰減量變得極大之衰減極。
藉由調整衰減極之頻率，存在可根據積層平衡-不平衡轉換器之用途使積層平衡-不平衡轉換器之頻率特性適合之情形。衰減極之頻率能夠藉由變更積層平衡-不平衡轉換器所含之電感器之電感或電容器之電容加以調整。
積層平衡-不平衡轉換器所含之電感器之電感或電容器之電容係 以積層平衡-不平衡轉換器之通帶成為所需頻帶之方式進行調整。若變更該等，則積層平衡-不平衡轉換器之通帶可自所需之頻帶偏離。多數情況下難以一面維持積層平衡-不平衡轉換器之通帶一面調整衰減極之頻率。
本發明係為了解決如上所述之課題而完成者，其目的在於一面維持積層平衡-不平衡轉換器之通帶一面調整衰減極之頻率。
於本發明之積層平衡-不平衡轉換器中，沿積層方向積層有複數層介電層。積層平衡-不平衡轉換器具備第1~第3端子、第1及第2電感器、以及開放線路導體。第1電感器係連接於第1端子與接地點之間。第2電感器係連接於第2端子與第3端子之間，與第1電感器磁耦合。開放線路導體中一端為開放端，並且另一端連接於第1端子與接地點之間之訊號路徑。
於本發明之積層平衡-不平衡轉換器中，藉由開放線路導體，高於通帶之頻帶中之衰減極之頻率發生變化。又，由於開放線路導體之一端為開放端，因此開放線路導體之電感成分小於第1電感器之電感。由於開放線路導體之自共振頻率高於積層平衡-不平衡轉換器之共振頻率，因此開放線路導體幾乎不會對積層平衡-不平衡轉換器之通帶之訊號造成影響。
根據本發明之積層平衡-不平衡轉換器，可一面維持通帶，一面調整衰減極之頻率。
100、900‧‧‧積層平衡-不平衡轉換器
110、120、130、140、150、160、160A、170、172、180、180A、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280‧‧‧介電層
111、121、241、251、252、261、271‧‧‧電容器導體圖案
161、181、191、201、211‧‧‧電感器導體圖案
171‧‧‧開放線路導體圖案
C21~C23‧‧‧電容器
DM‧‧‧方向識別標記
G41~G43‧‧‧接地端子
L11~L13‧‧‧電感器
P1~P3‧‧‧端子
V61~V64‧‧‧通路導體圖案
圖1係實施形態之積層平衡-不平衡轉換器之外觀立體圖。
圖2係表示圖1之積層平衡-不平衡轉換器之積層結構之一例的分解立體圖。
圖3係表示比較例之積層平衡-不平衡轉換器之積層結構之一例的分解立體圖。
圖4係合併表示圖2之積層平衡-不平衡轉換器之插入損耗、及圖3之積層平衡-不平衡轉換器之插入損耗的圖。
以下，一面參照圖式一面對本發明之實施形態進行詳細說明。此外，對圖中相同或相當部分標註相同符號，原則上不重複其說明。
圖1係實施形態之積層平衡-不平衡轉換器100之外觀立體圖。如圖1所示，積層平衡-不平衡轉換器100例如為長方體狀。積層平衡-不平衡轉換器100係沿積層方向(Z軸方向)積層複數層介電層而成之積層體。將垂直於Z軸方向之面設為底面BF及上表面UF。將平行於積層方向之面中平行於ZX平面之面設為側面F31及F33。將平行於積層方向之面中平行於YZ平面之面設為側面F32及F34。端子P1、P2、及接地端子G43係跨上表面UF、側面F33、及底面BF而形成。接地端子G41、G42及端子P3係跨上表面UF、側面F31、及底面BF而形成。於上表面UF形成有用以識別積層平衡-不平衡轉換器100之安裝方向之方向識別標記DM。底面BF係連接於未圖示之基板。
端子P1係不平衡訊號用之端子。端子P1例如連接於未圖示之天線。端子P2、P3分別為平衡訊號用之端子。端子P2、P3例如連接於未圖示之RF電路。自端子P2輸出之訊號之相位與自端子P3輸出之訊號之相位之差為180度。輸入至端子P2之訊號之相位與輸入至端子P3之訊號之相位之差為180度。
圖2係表示圖1之積層平衡-不平衡轉換器100之積層結構之一例的分解立體圖。如圖2所示，介電層110包含底面BF。於介電層110形成有電容器導體圖案111。電容器導體圖案111係連接於接地端子G41、G42。於介電層 120形成有電容器導體圖案121。電容器導體圖案111、121形成電容器C21。
於介電層120與160之間配置有介電層130、140、150。於介電層160形成有電感器導體圖案161。電感器導體圖案161係連接於端子P1。電感器導體圖案161形成電感器L11。電感器導體圖案161藉由通路導體圖案V61而連接於電容器導體圖案121。
於介電層170形成有開放線路導體圖案171。開放線路導體圖案171之一端T71為開放端。開放線路導體圖案171之另一端T72係藉由通路導體圖案V61而連接於電感器導體圖案161。
於介電層170與180之間配置有介電層172。於介電層180形成有電感器導體圖案181。電感器導體圖案181係連接於接地端子G41。電感器導體圖案181形成電感器L12。電感器導體圖案181係藉由通路導體圖案V61而連接於開放線路導體圖案171之另一端T72。
開放線路導體圖案171之另一端T72係連接於端子P1與接地端子G41之間之訊號路徑即通路導體圖案V61。電感器導體圖案161、181、及開放線路導體圖案171以纏繞沿積層方向延伸之軸WA之方式形成。開放線路導體圖案171藉由以纏繞軸WA之方式形成而提高電感成分。開放線路導體圖案171於積層方向上與電感器導體圖案161、181相對向。開放線路導體圖案171於與電感器導體圖案161、181之間形成電容。
於介電層190形成有電感器導體圖案191。電感器導體圖案191係連接於端子P2。於介電層200形成有電感器導體圖案201。電感器導體圖案201藉由通路導體圖案V62而連接於電感器導體圖案191。於介電層210形成有電感器導體圖案211。電感器導體圖案211係連接於端子P3。電感器導體圖案211藉由通路導體圖案V63而連接於電感器導體圖案201。電感器導體圖案191、201、211形成電感器L13。
於介電層210與240之間配置有介電層220、230。於介電層240形成有電容器導體圖案241。電容器導體圖案241係藉由通路導體圖案V64而連接於電感器導體圖案201。於介電層250形成有電容器導體圖案251、252。電容器導體圖案251係連接於接地端子G41。電容器導體圖案241、251形成電容器C22。電容器導體圖案252係連接於端子P2。
於介電層260形成有電容器導體圖案261。電容器導體圖案261係連接於端子P3。於介電層270形成有電容器導體圖案271。電容器導體圖案271係連接於端子P2。電容器導體圖案252、261、271形成電容器C23。介電層280包含上表面UF。
電感器L11及L12於端子P1與接地點(接地端子G41、G42)之間串聯。電容器C21於端子P1與接地點之間與電感器L11串聯。電容器C21於電感器L11與接地點之間與電感器L12並聯。電感器L12與電容器C21形成LC並聯共振器。該LC並聯共振器之共振頻率為頻率f91。
電感器L11與電容器C21形成低通濾波器。該低通濾波器降低通帶之訊號之諧波。所謂某訊號之諧波係該訊號頻率之整數倍之頻率之訊號。作為諧波之產生源，可列舉連接於端子P1之未圖示之天線、或連接端子P2、P3之未圖示之RF電路。
電感器L13係連接於端子P2與P3之間。電感器L13，與電感器L11及L12磁耦合。電容器C22係連接於電感器L13之兩端部之間的中間部分與接地點(接地端子G41)之間。電容器C23於端子P2與P3之間與電感器L13並聯。電感器L13與電容器C23形成LC並聯共振器。該LC共振器之共振頻率係頻率f92。頻率f92與頻率f91大致相等。
積層平衡-不平衡轉換器100之通帶包含頻率f91、f92。輸入至端子P1之通帶之不平衡訊號自電感器L11及L12經由磁耦合而被傳送向電感器 L13。分別自電感器L13之兩端部輸出之訊號之相位差為180度。自端子P2及P3輸出通帶之平衡訊號。
輸入至端子P2及P3之通帶之平衡訊號向電感器L13之兩端部輸入，自電感器L13經由磁耦合而以不平衡訊號之形式向電感器L11及L12傳送。該不平衡訊號係自端子P1輸出。
於積層平衡-不平衡轉換器100中，形成有電感器L12之電感器層(介電層180)係配置於形成有開放線路導體圖案171之導體層(介電層170)與形成有電感器L13之電感器層(介電層190~210)之間。於積層平衡-不平衡轉換器100中，在積層方向上，LC並聯共振器之電感器L12較開放線路導體圖案171更靠近連接於平衡訊號用之端子P2、P3之電感器L13。
圖3係表示比較例之積層平衡-不平衡轉換器900之積層結構之一例的分解立體圖。圖3所示之積層平衡-不平衡轉換器900之積層結構係自圖2所示之積層平衡-不平衡轉換器100之積層結構中去除介電層170而成之結構。除此以外之結構相同，因此不重複說明。
於積層平衡-不平衡轉換器900中，於高於通帶之頻帶產生訊號之衰減量變得極大之衰減極。藉由調整衰減極之頻率，存在可根據積層平衡-不平衡轉換器900之用途使積層平衡-不平衡轉換器900之頻率特性適合之情形。例如，存在以使通帶之中心頻率之諧波成分衰減為目的、或以使使用用途以外之訊號之頻率衰減為目的而設置衰減極之情形。衰減極之頻率能夠藉由變更積層平衡-不平衡轉換器900所含之電感器L11~L13之電感或電容器C21~C23之電容而調整。
電感器L11~L13之電感或電容器C21~C23之電容係以積層平衡-不平衡轉換器900之通帶成為所需頻帶之方式調整。若變更該等，則積層平衡-不平衡轉換器900之通帶可自所需之頻帶偏離。
於實施形態之積層平衡-不平衡轉換器100中，於介電層170中形成有開放線路導體圖案171。藉由開放線路導體圖案171，積層平衡-不平衡轉換器100之衰減極之頻率發生變化。又，由於一端T71為開放端，因此開放線路導體圖案171之電感成分小於電感器L12之電感。由於開放線路導體圖案171之自共振頻率高於積層平衡-不平衡轉換器100之共振頻率，因此開放線路導體圖案171幾乎不會對積層平衡-不平衡轉換器100之通帶之訊號造成影響。
進而，於積層平衡-不平衡轉換器100中，由於開放線路導體圖案171係以纏繞電感器L11之纏繞軸即軸WA之方式形成，因此積極地形成電感成分。又，由於開放線路導體圖案171於積層方向上與電感器L11、L12相對向，因此亦積極地形成電容成分。藉由開放線路導體圖案171所具有之電感成分及電容成分，可進一步使積層平衡-不平衡轉換器100之衰減極之頻率大幅變化。
圖4係合併表示圖2之積層平衡-不平衡轉換器100之插入損耗IL81、及圖3之積層平衡-不平衡轉換器900之插入損耗IL82的圖。於圖4中，縱軸之衰減量(dB)以負值表示。衰減量之絕對值越大，插入損耗越大。所謂插入損耗係表示輸入至電子零件之某端子之訊號中傳送至電子零件之其他端子之訊號之比例的指標。插入損耗越大，意指輸入至電子零件之訊號中於該電子零件之內部損失之訊號之比例越大。
插入損耗IL81表示輸入至端子P1之訊號中傳送至端子P2之訊號之比例。輸入至端子P1之訊號中，傳送至端子P3之訊號之比例亦表現出與插入損耗IL81相同之變化態樣。插入損耗IL82亦相同。
於圖4所示之頻帶中，插入損耗IL81、IL82均於頻率f91(f92)附近成為最小。又，插入損耗IL81、IL82均於頻率f93(>f91)附近成為極大。其原因在於：頻率f93附近之諧波藉由由電感器L11及電容器C21所形成之 低通濾波器、及經由磁耦合進行之不平衡訊號與平衡訊號之轉換而衰減。插入損耗IL81、IL82於頻率f94之前表現出大致相同之變化態樣。
插入損耗IL81於頻率f95(>f94)附近成為極大。插入損耗IL82於頻率f96(>f95)附近成為極大。於積層平衡-不平衡轉換器100中，藉由開放線路導體圖案171之作用，而以衰減極產生之頻率變得低於積層平衡-不平衡轉換器900之方式進行調整。
此外，積層平衡-不平衡轉換器900中之衰減極之頻率f96多數情況下依賴於積層平衡-不平衡轉換器900之寄生電感及寄生電容。開放線路導體圖案171所具有之電感成分及電容成分大部分情形時分別大於積層平衡-不平衡轉換器100之寄生電感成分及寄生電容成分。因此，積層平衡-不平衡轉換器100之衰減極之頻率f95多數情況下低於積層平衡-不平衡轉換器900之衰減極之頻率f96。即，於大部分情形時，可藉由開放線路導體圖案171降低衰減極之頻率。
以上，根據實施形態之積層平衡-不平衡轉換器，可一面維持通帶，一面調整衰減極之頻率。進而，根據實施形態之積層平衡-不平衡轉換器，可進一步大幅調整衰減極之頻率。
應認為此次所揭示之實施形態於所有方面係例示而非加以限制。本發明之範圍係由專利申請之範圍表示而非由上述說明表示，意在包含與專利申請之範圍同等之含義及範圍內之全部變更。

Claims (5)

  1. 一種積層平衡-不平衡轉換器，其係沿積層方向積層複數層介電層而成者，其具備：不平衡訊號用之第1端子；平衡訊號用之第2及第3端子；第1電感器，其連接於上述第1端子與接地點之間；第2電感器，其連接於上述第2端子與上述第3端子之間，且與上述第1電感器磁耦合；及開放線路導體，其一端為開放端，並且另一端連接於上述第1端子與上述接地點之間之訊號路徑。
  2. 如請求項1所述之積層平衡-不平衡轉換器，其中上述第1電感器及上述開放線路導體係以纏繞沿上述積層方向延伸之特定軸之方式形成，上述開放線路導體於上述積層方向上與上述第1電感器對向。
  3. 如請求項1或2所述之積層平衡-不平衡轉換器，其進而具備與上述第1電感器並聯之第1電容器、及與上述第2電感器並聯之第2電容器。
  4. 如請求項1或2所述之積層平衡-不平衡轉換器，其中上述複數層介電層包含形成有上述第1電感器之第1電感器層、形成有上述第2電感器之第2電感器層、及形成有上述開放線路導體之導體層，且上述導體層係配置於上述第1電感器層與上述第2電感器層之間。
  5. 如請求項3所述之積層平衡-不平衡轉換器，其中上述複數層介電層包含形成有上述第1電感器之第1電感器層、形成有上述第2電感器之第2電感器層、及形成有上述開放線路導體之導體層，且上述導體層係配置於上述第1電感器層與上述第2電感器層之間。
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