高周波トランス、高周波部品および通信端末装置
【課題】高周波トランスを小型薄型化した場合においても、より強い結合が得られ、低損失な高周波トランスおよびそれを備えた高周波部品および通信端末装置を構成する。
【解決手段】１次側コイル素子Ｌ１０のコイル巻回軸および２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１のコイル巻回軸は共通のコイル巻回軸ＡＸ１であり、１次側コイル素子Ｌ１０により生じる磁束および２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１により生じる磁束の向きが互いに逆になるように、これらのコイル素子の巻回方向ならびに接続の向きが定められている。また、隣り合う２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２を通る磁束が閉ループを形成し、２次側コイル素子Ｌ２２１，Ｌ２２２を通る磁束が閉ループを形成するように２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２，Ｌ２２１，Ｌ２２２の巻回方向および接続の向きが定められている。
【解決手段】１次側コイル素子Ｌ１０のコイル巻回軸および２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１のコイル巻回軸は共通のコイル巻回軸ＡＸ１であり、１次側コイル素子Ｌ１０により生じる磁束および２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１により生じる磁束の向きが互いに逆になるように、これらのコイル素子の巻回方向ならびに接続の向きが定められている。また、隣り合う２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２を通る磁束が閉ループを形成し、２次側コイル素子Ｌ２２１，Ｌ２２２を通る磁束が閉ループを形成するように２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２，Ｌ２２１，Ｌ２２２の巻回方向および接続の向きが定められている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル素子同士が高い結合度で結合された高周波トランス、それを備えた高周波部品および通信端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信用の回路にはインピ−ダンス変換、インピ−ダンス整合、平衡−不平衡変換等を行うために高周波トランスが用いられる。携帯端末装置等の小型の通信端末装置においては小型、薄型で低損失な高周波トランスが求められる。
【０００３】
小型の高周波トランスとしては、たとえば特許文献１や特許文献２に開示されているように、積層基板により構成されたものが用いられている。また、特許文献３には、バラン（バルン・トランス）の例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５９−４４００２号公報
【特許文献２】特開２００４−６３９５２号公報
【特許文献２】特開２００８−１６７４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に開示されている高周波トランスにおいては、製品の小型化薄型化の進展に伴って全体に小型化すると、積層基板に形成したコイルの磁束の閉じ込め性が低下し、損失が増大するという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、高周波トランスを小型薄型化した場合においても、より強い結合が得られ、低損失な高周波トランスおよびそれを備えた高周波部品および通信端末装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の高周波トランスは、
一つまたは複数のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子および互いに平行な複数のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子を備え、
前記１次側コイル素子のコイル巻回軸は前記２次側コイル素子のコイル巻回軸に一致する共通のコイル巻回軸であり、
前記共通のコイル巻回軸上に１次側コイル素子と２次側コイル素子との境界を２以上有するように、前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子が配列され、
前記複数のコイル巻回軸のうち隣り合うコイル巻回軸上に配置された、第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子は直列に接続されて、この第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを構成するように、前記第１の２次側コイル素子および前記第２の２次側コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められたことを特徴としている。
【０００８】
本発明の高周波部品は高周波トランスを備え、
前記高周波トランスは、
一つまたは複数のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子および互いに平行な複数のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子を備え、
前記１次側コイル素子のコイル巻回軸は前記２次側コイル素子のコイル巻回軸に一致する共通のコイル巻回軸であり、
前記共通のコイル巻回軸上に１次側コイル素子と２次側コイル素子との境界を２以上有するように、前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子が配列され、
前記複数のコイル巻回軸のうち隣り合うコイル巻回軸上に配置された、第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子は直列に接続されて、この第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを構成するように、前記第１の２次側コイル素子および前記第２の２次側コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められたことを特徴としている。
【０００９】
本発明の通信端末装置は通信信号の伝送部に高周波トランスを備え、
前記高周波トランスは、
一つまたは複数のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子および互いに平行な複数のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子を備え、
前記１次側コイル素子のコイル巻回軸は前記２次側コイル素子のコイル巻回軸に一致する共通のコイル巻回軸であり、
前記共通のコイル巻回軸上に１次側コイル素子と２次側コイル素子との境界を２以上有するように、前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子が配列され、
前記複数のコイル巻回軸のうち隣り合うコイル巻回軸上に配置された、第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子は直列に接続されて、この第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを構成するように、前記第１の２次側コイル素子および前記第２の２次側コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小型薄型化を行っても低損失でインダクタンスの高いコイルを備えるので、小型薄型で且つ低損失な高周波トランス、それを備えた高周波部品および通信端末装置が得られる。また、隣り合うコイル素子間で磁束が閉ループを形成するように複数のコイル素子を配置し接続することによりコイルの磁束密度をより高めることができ、結合度の高い高周波トランス、それを備えた高周波部品および通信端末装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）、図１（ｂ）は第１の実施形態の高周波トランス１０１Ａ，１０１Ｂの回路図である。
【図２】図２は、図１（ａ）の高周波トランスを積層基板内の導体配線により構成した層構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）は第２の実施形態の高周波トランス１０２Ａ，１０２Ｂの回路図である。
【図４】図４は第３の実施形態の高周波トランス１０３の回路図である。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）は第４の実施形態の各高周波トランス１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄの回路図である。
【図６】図６は、図５（ａ）の高周波トランスを積層基板内の導体配線により構成した層構成を示す図である。
【図７】図７は第５の実施形態の高周波トランス１０５の回路図である。
【図８】図８は第６の実施形態の高周波部品および通信端末装置の構成図である。
【図９】図９は第７の実施形態の高周波部品および通信端末装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
《第１の実施形態》
図１（ａ）、図１（ｂ）は第１の実施形態の高周波トランス１０１Ａ，１０１Ｂの回路図である。これらの図ではコイル巻回軸（以降、単に「巻回軸」）と巻回方向を考慮して描いている。（巻回軸と巻回方向を考慮して回路図を描く点は第２の実施形態以降についても同様である。）この高周波トランス１０１Ａ，１０１Ｂは、５つのコイル素子Ｌ１０，Ｌ２１１，Ｌ２１２，Ｌ２２１，Ｌ２２２を備えている。また、高周波トランス１０１Ａ，１０１Ｂは、１次側の端子Ｐ１，Ｐ２、２次側の端子Ｐ３，Ｐ４を備えている。入力端子Ｐ１−Ｐ２間にはコイル素子Ｌ１０が接続されている。入力端子Ｐ３−Ｐ４間にはコイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２の直列回路とコイル素子Ｌ２２１，Ｌ２２２の直列回路とが並列接続されている。
【００１３】
コイル素子Ｌ１０は巻回軸ＡＸ１に沿ってらせん状に巻回されている。二つのコイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１は巻回軸ＡＸ１に沿ってコイル素子Ｌ１０を挟んで対称の位置に配置されている。そしてこの二つのコイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１は巻回軸ＡＸ１に沿って互いに逆の巻回方向でらせん状に巻回されている。
【００１４】
また、二つのコイル素子Ｌ２１２，Ｌ２２２は巻回軸ＡＸ２の中央に対して対称の位置に配置されている。そしてこの二つのコイル素子Ｌ２１２，Ｌ２２２は巻回軸ＡＸ２に沿って互いに逆の巻回方向でらせん状に巻回されている。
【００１５】
前記巻回軸ＡＸ１はコイル素子Ｌ１０とＬ２１１，Ｌ２２１に対して共通の巻回軸である。この共通のコイル巻回軸ＡＸ１上に１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２１１との境界および１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２２１との境界が生じるように１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１が配列されている。本発明において「境界」とは、コイル巻回軸上で互いに隣接するコイル素子とコイル素子とで挟まれる領域である。そして、この境界で隣接するコイル素子とコイル素子とが互いに作用しあう。
【００１６】
１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１との相互誘導により、１次側コイル素子Ｌ１０により生じる磁束および２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１により生じる磁束の向きが互いに逆になるように、１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００１７】
図１（ａ）、図１（ｂ）中の矢印は、端子Ｐ１から端子Ｐ２へ、端子Ｐ３から端子Ｐ４へとそれぞれ流れる電流ｉ１、ｉ２の向きを示している。この電流の向きは高周波電流の位相（極性）を表している。図１（ｂ）は、図１（ａ）に対し、端子Ｐ３−Ｐ４間のコイルの巻回方向を逆にしている。この場合、端子Ｐ３−Ｐ４に流れる電流の向きを反対、すなわち電流の位相を端子Ｐ１−Ｐ２に対して１８０度差にすることで、磁界の向きは図１（ａ）と同じになる。
【００１８】
図１（ａ）、図１（ｂ）の例では、１次側コイル素子Ｌ１０に生じる磁束が下向きになる瞬間に、２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１に生じる磁束は上向きになり、高周波電流によって磁界が変化するいかなるタイミングにおいても１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１に生じる磁束の向きは逆向きになる。すなわち、１次側コイル素子と２次側コイル素子の界面においては、互いに磁束を跳ね返す（退け合う）ように作用するため、各コイル素子周辺の磁束密度は高くなる。すなわち、あたかも磁性体に磁束を閉じ込めたかのような効果をもたらすことができる。特に、コイルの両端で逆向きの磁束の影響を受けると各コイルの磁束を閉じ込める効果が高くなり、磁束密度を高めることができる。
【００１９】
また、第１の実施形態によれば、直列接続された隣り合うコイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２、およびコイル素子Ｌ２２１，Ｌ２２２は、互いに磁束の向きが逆になるようにそれぞれのコイル素子の向きが定められている。そのため、隣接するコイル素子をまたいで磁束が周回して強め合う。そのため、より一層閉じ込め効果が高く、損失の少ないコイルを構成することができ、１次側−２次側の結合量も大きくできる。
【００２０】
また、第１の実施形態によれば、各コイル素子に流れる電流は巻回軸ＡＸ１，ＡＸ２の中央に対して対称関係であるので、端子Ｐ１〜Ｐ４に対してバランス良く寄生容量や寄生インダクタンスが付くことになり、これらの寄生成分による影響が効果的に打ち消される。
【００２１】
図２は、図１（ａ）の高周波トランスをチップ部品として構成した場合の構成図である。チップ部品は、積層基板内に導体配線が形成されることにより構成されている。図２はこの積層基板の分解斜視図である。この積層基板は所定の導体パターンを含む誘電体または磁性体の基材層の積層体である。図２に示すように、最上層の基材層５１ａに導体パターン２１１ｃ，２１２ｃが形成され、２層目の基材層５１ｂに導体パターン２１１ｂ，２１２ｂが形成され、３層目の基材層５１ｃに導体パターン２１１ａ，２１２ａが形成されている。４層目の基材層５１ｄに導体パターン１０ａ、５層目の基材層５１ｅに導体パターン１０ｂ、６層目の基材層５１ｆに導体パターン１０ｃがそれぞれ形成されている。７層目の基材層５１ｇに導体パターン２２１ａ，２２２ａが形成され、８層目の基材層５１ｈに導体パターン２２１ｂ，２２２ｂが形成され、９層目の基材層５１ｉに導体パターン２２１ｃ，２２２ｃが形成されている。１０層目の基材層５１ｊの裏面に端子電極６１，６２，６３，６４が形成されている。なお、最上層の基材層５１ａのさらに上部には図示しない無地の基材層が積層される。
【００２２】
前記端子電極６１，６２，６３，６４は図１に示した端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４にそれぞれ相当する。
導体パターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃはコイル素子Ｌ１０に相当する。
【００２３】
導体パターン２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃはコイル素子Ｌ２１１に相当し、導体パターン２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃはコイル素子Ｌ２１２に相当する。
導体パターン２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃはコイル素子Ｌ２２１に相当し、導体パターン２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃはコイル素子Ｌ２２２に相当する。
【００２４】
基材層５１ｊにはグランド導体６５が形成されている。このグランド導体６５は、上記複数の導体パターンによるコイル素子と実装先の回路との間に配置されることになるので、上記複数の導体パターンはグランド導体６５によって、実装先の回路から遮蔽される。但し、このグランド導体は必須ではない。チップ部品の状態でコイル素子の遮蔽が不要である場合には上記グランド導体は不要である。
【００２５】
図２中縦方向に延びる線は層間接続導体（ビア導体）であり、導体パターンと導体パターンとを接続し、また、導体パターンと端子電極とを接続する。
【００２６】
前記各導体パターンには、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〜５１ｊ等には、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帯用の高結合度トランスを形成する場合は誘電体材料を用いることが好ましく、ＨＦ帯用の高結合度トランスを形成する場合は磁性体材料を用いることが好ましい。
【００２７】
図２に示すように、各導体パターンによるコイル素子Ｌ１０，Ｌ２１１，Ｌ２２１は、それぞれのコイル巻回軸が一致するように（コイル巻回軸が同一直線になって、コイル素子Ｌ１０，Ｌ２１１，Ｌ２２１が同軸関係になるように）配置されている。また、コイル素子Ｌ２１２，Ｌ２２２は、それぞれのコイル巻回軸が一致するように（コイル巻回軸が同一直線になって、コイル素子Ｌ１０，Ｌ２１１，Ｌ２２１が同軸関係になるように）配置されている。すなわちコイル巻回軸が積層体の主面に対し垂直になるように、各導体パターンが基材層に形成されている。
【００２８】
以上に示した実施形態によれば、１次−２次間の磁束の向きによる閉じ込め効果に加え、隣接した２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを形成することの効果により、薄くてもインダクタンス値の大きい低損失なコイルが得られる。そのため、従来よりも小型、薄型で損失が小さく、１次−２次間の結合量が大きいトランスが実現できる。
【００２９】
《第２の実施形態》
図３（ａ）、図３（ｂ）は第２の実施形態の高周波トランス１０２Ａ，１０２Ｂの回路図である。この高周波トランス１０２Ａ，１０２Ｂは互いに平行な３つの巻回軸ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３を有する。
【００３０】
図３（ａ）の例では、高周波トランス１０２Ａは、１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２，Ｌ２１３，Ｌ２２１，Ｌ２２２，Ｌ２２３を備えている。図３（ｂ）の例では、高周波トランス１０２Ｂは、１次側コイル素子Ｌ１１，Ｌ１２と２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２，Ｌ２１３，Ｌ２２１，Ｌ２２２，Ｌ２２３を備えている。
【００３１】
１次−２次側の磁束の向きや隣接するコイルどうしの磁束の向きは第１の実施形態で示したものと同様である。このように巻回軸が３つ以上であっても同様の構成を連続させることにより同じ効果を得ることができる。
【００３２】
この第２の実施形態によれば、１次側コイル素子と２次側コイル素子とが上下左右対称に配置されているので、端子Ｐ１〜Ｐ４に対してよりバランス良く寄生容量や寄生インダクタンスが付くことになり、これらの寄生成分による影響が効果的に打ち消される。
【００３３】
なお、三つ以上の巻回軸がある場合に、積層体の内側に配置するコイル素子は図３（ａ）のように、複数の巻回軸（ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３）のうち中央寄りの巻回軸（ＡＸ２）に沿って設けると、内側のコイル素子（Ｌ１０）からの磁束の漏れがより抑制される、という点で効果的である。
【００３４】
《第３の実施形態》
図４は第３の実施形態の高周波トランス１０３の回路図である。この高周波トランス１０３は複数のコイル素子が３次元配置されている。この例では、互いに平行な４つの巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ１２，ＡＸ２１，ＡＸ２２を有し、巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ１２を含む面と巻回軸ＡＸ２１，ＡＸ２２を含む面とは平行である。また、巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ２１を含む面と巻回軸ＡＸ１２，ＡＸ２２を含む面とは平行である。さらに、この例では巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ１２を含む面と巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ２１を含む面とは直交している。
【００３５】
巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ１２に沿って配置されているコイル素子で一組のトランスが構成され、巻回軸ＡＸ２１，ＡＸ２２に沿って配置されているコイル素子でもう一組のトランスが構成され、この二組のトランスが端子Ｐ１−Ｐ２に対しておよび端子Ｐ３−Ｐ４に対してそれぞれ並列に接続されている。
【００３６】
巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ１２，ＡＸ２１，ＡＸ２２にそれぞれ平行な仮想中心軸に対して各コイル素子の配置が１８０度回転対称となるように各コイル素子は配置されている。すなわち、巻回軸ＡＸ１１に１次側コイル素子Ｌ１１および２次側コイル素子Ｌ２１１１，Ｌ２２１１が配置され、巻回軸ＡＸ１２に２次側コイル素子Ｌ２１２１，Ｌ２２２１が配置されている。同様に、巻回軸ＡＸ２２に１次側コイル素子Ｌ１２および２次側コイル素子Ｌ２１１２，Ｌ２２１２が配置され、巻回軸ＡＸ２１に２次側コイル素子Ｌ２１２２，Ｌ２２２２が配置されている。
【００３７】
この第３の実施形態によれば、限られた空間により多くのコイル素子を配置することができるので、より小型薄型で低損失な高周波トランスが構成できる。
【００３８】
また、端子Ｐ１〜Ｐ４に対してバランス良く寄生容量や寄生インダクタンスが付くことになり、これらの寄生成分による影響が効果的に打ち消される。
【００３９】
《第４の実施形態》
図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）は第４の実施形態の各高周波トランス１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄの回路図である。いずれも複数の巻回軸の延長線上に垂直なグランド電極Ｇ１，Ｇ２を設け接地している。
【００４０】
図５（ａ）は図１（ａ）に示した高周波トランスにグランド電極Ｇ１，Ｇ２を設けた例、図５（ｂ）は図３（ａ）に示した高周波トランスにグランド電極Ｇ１，Ｇ２を設けた例、図５（ｃ）は図３（ｂ）に示した高周波トランスにグランド電極Ｇ１，Ｇ２を設けた例である。さらに、図５（ｄ）は図４に示した高周波トランスにグランド電極Ｇ１，Ｇ２を設けた例である。
【００４１】
この構造により、１次側コイル素子と接地間の寄生容量に比べて２次側コイル素子と接地間の寄生容量が増加する。グランド電極Ｇ１，Ｇ２と２次側コイル素子との距離を定めることで、寄生容量の値を設定できる。この寄生容量を定めて１次側コイル素子と２次側コイル素子の周波数特性を意図的に変化させることで、インピーダンス変換比に周波数特性をもたせることができる。
【００４２】
図６は、図５（ａ）の高周波トランスを積層基板内の導体配線により構成した層構成を示す図である。図６において、基材層５１ｍにグランド電極６６、基材層５１ｎにグランド電極６７がそれぞれ形成されていて、グランド電極６５，６６，６７はビア導体を介して導通している。
【００４３】
なお、グランド電極６６，６７はその両方を積層体の内層に配置してもよいし、両方を外面に配置してもよい。
【００４４】
このように１次側コイル素子と２次側コイル素子の周波数特性を意図的に変化させることで、周波数に応じてインピーダンス変換比を変化させることができ、広帯域に亘って最適なインピーダンス整合をはかることができる。この高周波トランスの前段後段に接続される回路の例は後の別の実施形態で示す。
【００４５】
《第５の実施形態》
図７は第５の実施形態の高周波トランス１０５の回路図である。この高周波トランス１０５は、２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２の中間点および２次側コイル素子Ｌ２２１，Ｌ２２２の中間点をそれぞれグランド電極Ｇ１，Ｇ２に接地している。その他の構成は図５（ａ）に示した例と同じである。
【００４６】
このように、２次側コイル素子の中間点を接地することにより、後に示すように、平衡−不平衡変換回路にそのまま適用できる。
【００４７】
《第６の実施形態》
図８は第６の実施形態の高周波部品および通信端末装置の構成図である。図８に示す通信端末装置は高周波回路２０１、整合回路２０２、高周波部品２０３、整合回路２０４、アンテナ２０５を備えている。高周波部品２０３は高周波回路２０１側の伝送線路のインピーダンスとアンテナ２０５のインピーダンスとのインピーダンス整合をはかるインピーダンス変換回路として備えている。この高周波部品２０３の基本構成は図５（ａ）に示した高周波トランス１０４Ａと同じである。この高周波トランスの端子Ｐ１は高周波回路２０１側の入出力端子、端子Ｐ３は接地端子として用いている。また、端子Ｐ２とＰ４は接続してアンテナ２０５側の入出力端子として用いている。
【００４８】
第４の実施形態で述べたように、高周波部品２０３は１次側コイル素子と２次側コイル素子の周波数特性を意図的に変化させることができ、そのことで、周波数に応じてインピーダンス変換比を変化させることができる。アンテナ２０５のインピーダンスが周波数に応じて変化する場合、このアンテナのインピーダンスの周波数特性に合わせて高周波部品２０３のインピーダンス変換比に周波数特性をもたせることにより、広帯域に亘って最適なインピーダンス整合をはかることができる。
【００４９】
《第７の実施形態》
図９は第７の実施形態の高周波部品および通信端末装置の構成図である。図９に示す通信端末装置は高周波回路２０１、高周波部品２０６、フィルタ２０７、アンテナ２０５を備えている。高周波部品２０６は高周波回路２０１側の平衡信号とアンテナ２０５側の不平衡信号との変換を行う平衡−不平衡変換回路として備えている。この高周波部品２０６の基本構成は図１（ａ）に示した高周波トランス１０１Ａと同じである。この高周波トランスの端子Ｐ１はアンテナ２０５側の入出力端子、端子Ｐ２は接地端子として用いている。また、端子Ｐ３とＰ４は高周波回路２０１側の平衡信号の入出力端子として用いている。
【００５０】
このように平衡―不平衡変換を行う高周波部品２０６を図１（ａ）に示したような積層基板で構成することで、従来よりも薄型、小型で低損失なバランを構成できる。
【００５１】
なお、以上に示した各実施形態において、積層体の構成図で示したコイルのターン数は当然ながら例示であり、各コイル素子のタ−ン数はこれらの図に示したものに限らない。
【符号の説明】
【００５２】
ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３…コイル巻回軸
ＡＸ１１，ＡＸ１２，ＡＸ２１，ＡＸ２２…コイル巻回軸
Ｇ１，Ｇ２…グランド電極
Ｌ１０…１次側コイル素子
Ｌ１１，Ｌ１２…１次側コイル素子
Ｌ２１１，Ｌ２１２，Ｌ２１３，Ｌ２２１，Ｌ２２２，Ｌ２２３…２次側コイル素子
Ｌ２１１１，Ｌ２２１１…２次側コイル素子
Ｌ２１２１，Ｌ２２２１…２次側コイル素子
Ｌ２１１２，Ｌ２２１２…２次側コイル素子
Ｌ２１２２，Ｌ２２２２…２次側コイル素子
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…端子
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…導体パターン
５１ａ〜５１ｋ…基材層
５１ｍ，５１ｎ…基材層
６１，６２，６３，６４…端子電極
６５，６６，６７…グランド電極
１０１Ａ，１０１Ｂ…高周波トランス
１０２Ａ，１０２Ｂ…高周波トランス
１０３…高周波トランス
１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄ…高周波トランス
１０５…高周波トランス
２０１…高周波回路
２０２，２０４…整合回路
２０３，２０６…高周波部品
２０５…アンテナ
２０７…フィルタ
２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ…導体パターン
２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ…導体パターン
２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ…導体パターン
２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ…導体パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル素子同士が高い結合度で結合された高周波トランス、それを備えた高周波部品および通信端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信用の回路にはインピ−ダンス変換、インピ−ダンス整合、平衡−不平衡変換等を行うために高周波トランスが用いられる。携帯端末装置等の小型の通信端末装置においては小型、薄型で低損失な高周波トランスが求められる。
【０００３】
小型の高周波トランスとしては、たとえば特許文献１や特許文献２に開示されているように、積層基板により構成されたものが用いられている。また、特許文献３には、バラン（バルン・トランス）の例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５９−４４００２号公報
【特許文献２】特開２００４−６３９５２号公報
【特許文献２】特開２００８−１６７４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に開示されている高周波トランスにおいては、製品の小型化薄型化の進展に伴って全体に小型化すると、積層基板に形成したコイルの磁束の閉じ込め性が低下し、損失が増大するという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、高周波トランスを小型薄型化した場合においても、より強い結合が得られ、低損失な高周波トランスおよびそれを備えた高周波部品および通信端末装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の高周波トランスは、
一つまたは複数のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子および互いに平行な複数のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子を備え、
前記１次側コイル素子のコイル巻回軸は前記２次側コイル素子のコイル巻回軸に一致する共通のコイル巻回軸であり、
前記共通のコイル巻回軸上に１次側コイル素子と２次側コイル素子との境界を２以上有するように、前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子が配列され、
前記複数のコイル巻回軸のうち隣り合うコイル巻回軸上に配置された、第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子は直列に接続されて、この第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを構成するように、前記第１の２次側コイル素子および前記第２の２次側コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められたことを特徴としている。
【０００８】
本発明の高周波部品は高周波トランスを備え、
前記高周波トランスは、
一つまたは複数のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子および互いに平行な複数のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子を備え、
前記１次側コイル素子のコイル巻回軸は前記２次側コイル素子のコイル巻回軸に一致する共通のコイル巻回軸であり、
前記共通のコイル巻回軸上に１次側コイル素子と２次側コイル素子との境界を２以上有するように、前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子が配列され、
前記複数のコイル巻回軸のうち隣り合うコイル巻回軸上に配置された、第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子は直列に接続されて、この第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを構成するように、前記第１の２次側コイル素子および前記第２の２次側コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められたことを特徴としている。
【０００９】
本発明の通信端末装置は通信信号の伝送部に高周波トランスを備え、
前記高周波トランスは、
一つまたは複数のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子および互いに平行な複数のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子を備え、
前記１次側コイル素子のコイル巻回軸は前記２次側コイル素子のコイル巻回軸に一致する共通のコイル巻回軸であり、
前記共通のコイル巻回軸上に１次側コイル素子と２次側コイル素子との境界を２以上有するように、前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子が配列され、
前記複数のコイル巻回軸のうち隣り合うコイル巻回軸上に配置された、第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子は直列に接続されて、この第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを構成するように、前記第１の２次側コイル素子および前記第２の２次側コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小型薄型化を行っても低損失でインダクタンスの高いコイルを備えるので、小型薄型で且つ低損失な高周波トランス、それを備えた高周波部品および通信端末装置が得られる。また、隣り合うコイル素子間で磁束が閉ループを形成するように複数のコイル素子を配置し接続することによりコイルの磁束密度をより高めることができ、結合度の高い高周波トランス、それを備えた高周波部品および通信端末装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）、図１（ｂ）は第１の実施形態の高周波トランス１０１Ａ，１０１Ｂの回路図である。
【図２】図２は、図１（ａ）の高周波トランスを積層基板内の導体配線により構成した層構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）は第２の実施形態の高周波トランス１０２Ａ，１０２Ｂの回路図である。
【図４】図４は第３の実施形態の高周波トランス１０３の回路図である。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）は第４の実施形態の各高周波トランス１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄの回路図である。
【図６】図６は、図５（ａ）の高周波トランスを積層基板内の導体配線により構成した層構成を示す図である。
【図７】図７は第５の実施形態の高周波トランス１０５の回路図である。
【図８】図８は第６の実施形態の高周波部品および通信端末装置の構成図である。
【図９】図９は第７の実施形態の高周波部品および通信端末装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
《第１の実施形態》
図１（ａ）、図１（ｂ）は第１の実施形態の高周波トランス１０１Ａ，１０１Ｂの回路図である。これらの図ではコイル巻回軸（以降、単に「巻回軸」）と巻回方向を考慮して描いている。（巻回軸と巻回方向を考慮して回路図を描く点は第２の実施形態以降についても同様である。）この高周波トランス１０１Ａ，１０１Ｂは、５つのコイル素子Ｌ１０，Ｌ２１１，Ｌ２１２，Ｌ２２１，Ｌ２２２を備えている。また、高周波トランス１０１Ａ，１０１Ｂは、１次側の端子Ｐ１，Ｐ２、２次側の端子Ｐ３，Ｐ４を備えている。入力端子Ｐ１−Ｐ２間にはコイル素子Ｌ１０が接続されている。入力端子Ｐ３−Ｐ４間にはコイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２の直列回路とコイル素子Ｌ２２１，Ｌ２２２の直列回路とが並列接続されている。
【００１３】
コイル素子Ｌ１０は巻回軸ＡＸ１に沿ってらせん状に巻回されている。二つのコイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１は巻回軸ＡＸ１に沿ってコイル素子Ｌ１０を挟んで対称の位置に配置されている。そしてこの二つのコイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１は巻回軸ＡＸ１に沿って互いに逆の巻回方向でらせん状に巻回されている。
【００１４】
また、二つのコイル素子Ｌ２１２，Ｌ２２２は巻回軸ＡＸ２の中央に対して対称の位置に配置されている。そしてこの二つのコイル素子Ｌ２１２，Ｌ２２２は巻回軸ＡＸ２に沿って互いに逆の巻回方向でらせん状に巻回されている。
【００１５】
前記巻回軸ＡＸ１はコイル素子Ｌ１０とＬ２１１，Ｌ２２１に対して共通の巻回軸である。この共通のコイル巻回軸ＡＸ１上に１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２１１との境界および１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２２１との境界が生じるように１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１が配列されている。本発明において「境界」とは、コイル巻回軸上で互いに隣接するコイル素子とコイル素子とで挟まれる領域である。そして、この境界で隣接するコイル素子とコイル素子とが互いに作用しあう。
【００１６】
１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１との相互誘導により、１次側コイル素子Ｌ１０により生じる磁束および２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１により生じる磁束の向きが互いに逆になるように、１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００１７】
図１（ａ）、図１（ｂ）中の矢印は、端子Ｐ１から端子Ｐ２へ、端子Ｐ３から端子Ｐ４へとそれぞれ流れる電流ｉ１、ｉ２の向きを示している。この電流の向きは高周波電流の位相（極性）を表している。図１（ｂ）は、図１（ａ）に対し、端子Ｐ３−Ｐ４間のコイルの巻回方向を逆にしている。この場合、端子Ｐ３−Ｐ４に流れる電流の向きを反対、すなわち電流の位相を端子Ｐ１−Ｐ２に対して１８０度差にすることで、磁界の向きは図１（ａ）と同じになる。
【００１８】
図１（ａ）、図１（ｂ）の例では、１次側コイル素子Ｌ１０に生じる磁束が下向きになる瞬間に、２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１に生じる磁束は上向きになり、高周波電流によって磁界が変化するいかなるタイミングにおいても１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２２１に生じる磁束の向きは逆向きになる。すなわち、１次側コイル素子と２次側コイル素子の界面においては、互いに磁束を跳ね返す（退け合う）ように作用するため、各コイル素子周辺の磁束密度は高くなる。すなわち、あたかも磁性体に磁束を閉じ込めたかのような効果をもたらすことができる。特に、コイルの両端で逆向きの磁束の影響を受けると各コイルの磁束を閉じ込める効果が高くなり、磁束密度を高めることができる。
【００１９】
また、第１の実施形態によれば、直列接続された隣り合うコイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２、およびコイル素子Ｌ２２１，Ｌ２２２は、互いに磁束の向きが逆になるようにそれぞれのコイル素子の向きが定められている。そのため、隣接するコイル素子をまたいで磁束が周回して強め合う。そのため、より一層閉じ込め効果が高く、損失の少ないコイルを構成することができ、１次側−２次側の結合量も大きくできる。
【００２０】
また、第１の実施形態によれば、各コイル素子に流れる電流は巻回軸ＡＸ１，ＡＸ２の中央に対して対称関係であるので、端子Ｐ１〜Ｐ４に対してバランス良く寄生容量や寄生インダクタンスが付くことになり、これらの寄生成分による影響が効果的に打ち消される。
【００２１】
図２は、図１（ａ）の高周波トランスをチップ部品として構成した場合の構成図である。チップ部品は、積層基板内に導体配線が形成されることにより構成されている。図２はこの積層基板の分解斜視図である。この積層基板は所定の導体パターンを含む誘電体または磁性体の基材層の積層体である。図２に示すように、最上層の基材層５１ａに導体パターン２１１ｃ，２１２ｃが形成され、２層目の基材層５１ｂに導体パターン２１１ｂ，２１２ｂが形成され、３層目の基材層５１ｃに導体パターン２１１ａ，２１２ａが形成されている。４層目の基材層５１ｄに導体パターン１０ａ、５層目の基材層５１ｅに導体パターン１０ｂ、６層目の基材層５１ｆに導体パターン１０ｃがそれぞれ形成されている。７層目の基材層５１ｇに導体パターン２２１ａ，２２２ａが形成され、８層目の基材層５１ｈに導体パターン２２１ｂ，２２２ｂが形成され、９層目の基材層５１ｉに導体パターン２２１ｃ，２２２ｃが形成されている。１０層目の基材層５１ｊの裏面に端子電極６１，６２，６３，６４が形成されている。なお、最上層の基材層５１ａのさらに上部には図示しない無地の基材層が積層される。
【００２２】
前記端子電極６１，６２，６３，６４は図１に示した端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４にそれぞれ相当する。
導体パターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃはコイル素子Ｌ１０に相当する。
【００２３】
導体パターン２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃはコイル素子Ｌ２１１に相当し、導体パターン２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃはコイル素子Ｌ２１２に相当する。
導体パターン２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃはコイル素子Ｌ２２１に相当し、導体パターン２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃはコイル素子Ｌ２２２に相当する。
【００２４】
基材層５１ｊにはグランド導体６５が形成されている。このグランド導体６５は、上記複数の導体パターンによるコイル素子と実装先の回路との間に配置されることになるので、上記複数の導体パターンはグランド導体６５によって、実装先の回路から遮蔽される。但し、このグランド導体は必須ではない。チップ部品の状態でコイル素子の遮蔽が不要である場合には上記グランド導体は不要である。
【００２５】
図２中縦方向に延びる線は層間接続導体（ビア導体）であり、導体パターンと導体パターンとを接続し、また、導体パターンと端子電極とを接続する。
【００２６】
前記各導体パターンには、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〜５１ｊ等には、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帯用の高結合度トランスを形成する場合は誘電体材料を用いることが好ましく、ＨＦ帯用の高結合度トランスを形成する場合は磁性体材料を用いることが好ましい。
【００２７】
図２に示すように、各導体パターンによるコイル素子Ｌ１０，Ｌ２１１，Ｌ２２１は、それぞれのコイル巻回軸が一致するように（コイル巻回軸が同一直線になって、コイル素子Ｌ１０，Ｌ２１１，Ｌ２２１が同軸関係になるように）配置されている。また、コイル素子Ｌ２１２，Ｌ２２２は、それぞれのコイル巻回軸が一致するように（コイル巻回軸が同一直線になって、コイル素子Ｌ１０，Ｌ２１１，Ｌ２２１が同軸関係になるように）配置されている。すなわちコイル巻回軸が積層体の主面に対し垂直になるように、各導体パターンが基材層に形成されている。
【００２８】
以上に示した実施形態によれば、１次−２次間の磁束の向きによる閉じ込め効果に加え、隣接した２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを形成することの効果により、薄くてもインダクタンス値の大きい低損失なコイルが得られる。そのため、従来よりも小型、薄型で損失が小さく、１次−２次間の結合量が大きいトランスが実現できる。
【００２９】
《第２の実施形態》
図３（ａ）、図３（ｂ）は第２の実施形態の高周波トランス１０２Ａ，１０２Ｂの回路図である。この高周波トランス１０２Ａ，１０２Ｂは互いに平行な３つの巻回軸ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３を有する。
【００３０】
図３（ａ）の例では、高周波トランス１０２Ａは、１次側コイル素子Ｌ１０と２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２，Ｌ２１３，Ｌ２２１，Ｌ２２２，Ｌ２２３を備えている。図３（ｂ）の例では、高周波トランス１０２Ｂは、１次側コイル素子Ｌ１１，Ｌ１２と２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２，Ｌ２１３，Ｌ２２１，Ｌ２２２，Ｌ２２３を備えている。
【００３１】
１次−２次側の磁束の向きや隣接するコイルどうしの磁束の向きは第１の実施形態で示したものと同様である。このように巻回軸が３つ以上であっても同様の構成を連続させることにより同じ効果を得ることができる。
【００３２】
この第２の実施形態によれば、１次側コイル素子と２次側コイル素子とが上下左右対称に配置されているので、端子Ｐ１〜Ｐ４に対してよりバランス良く寄生容量や寄生インダクタンスが付くことになり、これらの寄生成分による影響が効果的に打ち消される。
【００３３】
なお、三つ以上の巻回軸がある場合に、積層体の内側に配置するコイル素子は図３（ａ）のように、複数の巻回軸（ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３）のうち中央寄りの巻回軸（ＡＸ２）に沿って設けると、内側のコイル素子（Ｌ１０）からの磁束の漏れがより抑制される、という点で効果的である。
【００３４】
《第３の実施形態》
図４は第３の実施形態の高周波トランス１０３の回路図である。この高周波トランス１０３は複数のコイル素子が３次元配置されている。この例では、互いに平行な４つの巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ１２，ＡＸ２１，ＡＸ２２を有し、巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ１２を含む面と巻回軸ＡＸ２１，ＡＸ２２を含む面とは平行である。また、巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ２１を含む面と巻回軸ＡＸ１２，ＡＸ２２を含む面とは平行である。さらに、この例では巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ１２を含む面と巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ２１を含む面とは直交している。
【００３５】
巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ１２に沿って配置されているコイル素子で一組のトランスが構成され、巻回軸ＡＸ２１，ＡＸ２２に沿って配置されているコイル素子でもう一組のトランスが構成され、この二組のトランスが端子Ｐ１−Ｐ２に対しておよび端子Ｐ３−Ｐ４に対してそれぞれ並列に接続されている。
【００３６】
巻回軸ＡＸ１１，ＡＸ１２，ＡＸ２１，ＡＸ２２にそれぞれ平行な仮想中心軸に対して各コイル素子の配置が１８０度回転対称となるように各コイル素子は配置されている。すなわち、巻回軸ＡＸ１１に１次側コイル素子Ｌ１１および２次側コイル素子Ｌ２１１１，Ｌ２２１１が配置され、巻回軸ＡＸ１２に２次側コイル素子Ｌ２１２１，Ｌ２２２１が配置されている。同様に、巻回軸ＡＸ２２に１次側コイル素子Ｌ１２および２次側コイル素子Ｌ２１１２，Ｌ２２１２が配置され、巻回軸ＡＸ２１に２次側コイル素子Ｌ２１２２，Ｌ２２２２が配置されている。
【００３７】
この第３の実施形態によれば、限られた空間により多くのコイル素子を配置することができるので、より小型薄型で低損失な高周波トランスが構成できる。
【００３８】
また、端子Ｐ１〜Ｐ４に対してバランス良く寄生容量や寄生インダクタンスが付くことになり、これらの寄生成分による影響が効果的に打ち消される。
【００３９】
《第４の実施形態》
図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）は第４の実施形態の各高周波トランス１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄの回路図である。いずれも複数の巻回軸の延長線上に垂直なグランド電極Ｇ１，Ｇ２を設け接地している。
【００４０】
図５（ａ）は図１（ａ）に示した高周波トランスにグランド電極Ｇ１，Ｇ２を設けた例、図５（ｂ）は図３（ａ）に示した高周波トランスにグランド電極Ｇ１，Ｇ２を設けた例、図５（ｃ）は図３（ｂ）に示した高周波トランスにグランド電極Ｇ１，Ｇ２を設けた例である。さらに、図５（ｄ）は図４に示した高周波トランスにグランド電極Ｇ１，Ｇ２を設けた例である。
【００４１】
この構造により、１次側コイル素子と接地間の寄生容量に比べて２次側コイル素子と接地間の寄生容量が増加する。グランド電極Ｇ１，Ｇ２と２次側コイル素子との距離を定めることで、寄生容量の値を設定できる。この寄生容量を定めて１次側コイル素子と２次側コイル素子の周波数特性を意図的に変化させることで、インピーダンス変換比に周波数特性をもたせることができる。
【００４２】
図６は、図５（ａ）の高周波トランスを積層基板内の導体配線により構成した層構成を示す図である。図６において、基材層５１ｍにグランド電極６６、基材層５１ｎにグランド電極６７がそれぞれ形成されていて、グランド電極６５，６６，６７はビア導体を介して導通している。
【００４３】
なお、グランド電極６６，６７はその両方を積層体の内層に配置してもよいし、両方を外面に配置してもよい。
【００４４】
このように１次側コイル素子と２次側コイル素子の周波数特性を意図的に変化させることで、周波数に応じてインピーダンス変換比を変化させることができ、広帯域に亘って最適なインピーダンス整合をはかることができる。この高周波トランスの前段後段に接続される回路の例は後の別の実施形態で示す。
【００４５】
《第５の実施形態》
図７は第５の実施形態の高周波トランス１０５の回路図である。この高周波トランス１０５は、２次側コイル素子Ｌ２１１，Ｌ２１２の中間点および２次側コイル素子Ｌ２２１，Ｌ２２２の中間点をそれぞれグランド電極Ｇ１，Ｇ２に接地している。その他の構成は図５（ａ）に示した例と同じである。
【００４６】
このように、２次側コイル素子の中間点を接地することにより、後に示すように、平衡−不平衡変換回路にそのまま適用できる。
【００４７】
《第６の実施形態》
図８は第６の実施形態の高周波部品および通信端末装置の構成図である。図８に示す通信端末装置は高周波回路２０１、整合回路２０２、高周波部品２０３、整合回路２０４、アンテナ２０５を備えている。高周波部品２０３は高周波回路２０１側の伝送線路のインピーダンスとアンテナ２０５のインピーダンスとのインピーダンス整合をはかるインピーダンス変換回路として備えている。この高周波部品２０３の基本構成は図５（ａ）に示した高周波トランス１０４Ａと同じである。この高周波トランスの端子Ｐ１は高周波回路２０１側の入出力端子、端子Ｐ３は接地端子として用いている。また、端子Ｐ２とＰ４は接続してアンテナ２０５側の入出力端子として用いている。
【００４８】
第４の実施形態で述べたように、高周波部品２０３は１次側コイル素子と２次側コイル素子の周波数特性を意図的に変化させることができ、そのことで、周波数に応じてインピーダンス変換比を変化させることができる。アンテナ２０５のインピーダンスが周波数に応じて変化する場合、このアンテナのインピーダンスの周波数特性に合わせて高周波部品２０３のインピーダンス変換比に周波数特性をもたせることにより、広帯域に亘って最適なインピーダンス整合をはかることができる。
【００４９】
《第７の実施形態》
図９は第７の実施形態の高周波部品および通信端末装置の構成図である。図９に示す通信端末装置は高周波回路２０１、高周波部品２０６、フィルタ２０７、アンテナ２０５を備えている。高周波部品２０６は高周波回路２０１側の平衡信号とアンテナ２０５側の不平衡信号との変換を行う平衡−不平衡変換回路として備えている。この高周波部品２０６の基本構成は図１（ａ）に示した高周波トランス１０１Ａと同じである。この高周波トランスの端子Ｐ１はアンテナ２０５側の入出力端子、端子Ｐ２は接地端子として用いている。また、端子Ｐ３とＰ４は高周波回路２０１側の平衡信号の入出力端子として用いている。
【００５０】
このように平衡―不平衡変換を行う高周波部品２０６を図１（ａ）に示したような積層基板で構成することで、従来よりも薄型、小型で低損失なバランを構成できる。
【００５１】
なお、以上に示した各実施形態において、積層体の構成図で示したコイルのターン数は当然ながら例示であり、各コイル素子のタ−ン数はこれらの図に示したものに限らない。
【符号の説明】
【００５２】
ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３…コイル巻回軸
ＡＸ１１，ＡＸ１２，ＡＸ２１，ＡＸ２２…コイル巻回軸
Ｇ１，Ｇ２…グランド電極
Ｌ１０…１次側コイル素子
Ｌ１１，Ｌ１２…１次側コイル素子
Ｌ２１１，Ｌ２１２，Ｌ２１３，Ｌ２２１，Ｌ２２２，Ｌ２２３…２次側コイル素子
Ｌ２１１１，Ｌ２２１１…２次側コイル素子
Ｌ２１２１，Ｌ２２２１…２次側コイル素子
Ｌ２１１２，Ｌ２２１２…２次側コイル素子
Ｌ２１２２，Ｌ２２２２…２次側コイル素子
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…端子
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…導体パターン
５１ａ〜５１ｋ…基材層
５１ｍ，５１ｎ…基材層
６１，６２，６３，６４…端子電極
６５，６６，６７…グランド電極
１０１Ａ，１０１Ｂ…高周波トランス
１０２Ａ，１０２Ｂ…高周波トランス
１０３…高周波トランス
１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄ…高周波トランス
１０５…高周波トランス
２０１…高周波回路
２０２，２０４…整合回路
２０３，２０６…高周波部品
２０５…アンテナ
２０７…フィルタ
２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ…導体パターン
２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ…導体パターン
２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ…導体パターン
２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ…導体パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つまたは複数のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子および互いに平行な複数のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子を備え、
前記１次側コイル素子のコイル巻回軸は前記２次側コイル素子のコイル巻回軸に一致する共通のコイル巻回軸であり、
前記共通のコイル巻回軸上に１次側コイル素子と２次側コイル素子との境界を２以上有するように、前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子が配列され、
前記複数のコイル巻回軸のうち隣り合うコイル巻回軸上に配置された、第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子は直列に接続されて、この第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを構成するように、前記第１の２次側コイル素子および前記第２の２次側コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められたことを特徴とする高周波トランス。
【請求項２】
前記共通のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子同士、または前記共通のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子同士は、互いに巻回方向が逆であり、且つ電流の向きが逆になるように接続された、請求項１に記載の高周波トランス。
【請求項３】
前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子は、複数の誘電体層または磁性体層が積層された積層体内に配置された導体パターンおよび層間を接続するビア導体で構成され、前記コイル巻回軸が前記積層体の主面に対し垂直になるように前記導体パターンおよび前記ビア導体が配置された、請求項１または２に記載の高周波トランス。
【請求項４】
前記積層体の内層または外面に前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子を挟むグランド導体層を備えた、請求項１〜３のいずれかに記載の高周波トランス。
【請求項５】
高周波トランスを備えた高周波部品において、
前記高周波トランスは、
一つまたは複数のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子および互いに平行な複数のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子を備え、
前記１次側コイル素子のコイル巻回軸は前記２次側コイル素子のコイル巻回軸に一致する共通のコイル巻回軸であり、
前記共通のコイル巻回軸上に１次側コイル素子と２次側コイル素子との境界を２以上有するように、前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子が配列され、
前記複数のコイル巻回軸のうち隣り合うコイル巻回軸上に配置された、第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子は直列に接続されて、この第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを構成するように、前記第１の２次側コイル素子および前記第２の２次側コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められたことを特徴とする高周波部品。
【請求項６】
通信信号の伝送部に高周波トランスを備えた通信端末装置において、
前記高周波トランスは、
一つまたは複数のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子および互いに平行な複数のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子を備え、
前記１次側コイル素子のコイル巻回軸は前記２次側コイル素子のコイル巻回軸に一致する共通のコイル巻回軸であり、
前記共通のコイル巻回軸上に１次側コイル素子と２次側コイル素子との境界を２以上有するように、前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子が配列され、
前記複数のコイル巻回軸のうち隣り合うコイル巻回軸上に配置された、第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子は直列に接続されて、この第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを構成するように、前記第１の２次側コイル素子および前記第２の２次側コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められたことを特徴とする通信端末装置。
【請求項１】
一つまたは複数のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子および互いに平行な複数のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子を備え、
前記１次側コイル素子のコイル巻回軸は前記２次側コイル素子のコイル巻回軸に一致する共通のコイル巻回軸であり、
前記共通のコイル巻回軸上に１次側コイル素子と２次側コイル素子との境界を２以上有するように、前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子が配列され、
前記複数のコイル巻回軸のうち隣り合うコイル巻回軸上に配置された、第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子は直列に接続されて、この第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを構成するように、前記第１の２次側コイル素子および前記第２の２次側コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められたことを特徴とする高周波トランス。
【請求項２】
前記共通のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子同士、または前記共通のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子同士は、互いに巻回方向が逆であり、且つ電流の向きが逆になるように接続された、請求項１に記載の高周波トランス。
【請求項３】
前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子は、複数の誘電体層または磁性体層が積層された積層体内に配置された導体パターンおよび層間を接続するビア導体で構成され、前記コイル巻回軸が前記積層体の主面に対し垂直になるように前記導体パターンおよび前記ビア導体が配置された、請求項１または２に記載の高周波トランス。
【請求項４】
前記積層体の内層または外面に前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子を挟むグランド導体層を備えた、請求項１〜３のいずれかに記載の高周波トランス。
【請求項５】
高周波トランスを備えた高周波部品において、
前記高周波トランスは、
一つまたは複数のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子および互いに平行な複数のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子を備え、
前記１次側コイル素子のコイル巻回軸は前記２次側コイル素子のコイル巻回軸に一致する共通のコイル巻回軸であり、
前記共通のコイル巻回軸上に１次側コイル素子と２次側コイル素子との境界を２以上有するように、前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子が配列され、
前記複数のコイル巻回軸のうち隣り合うコイル巻回軸上に配置された、第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子は直列に接続されて、この第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを構成するように、前記第１の２次側コイル素子および前記第２の２次側コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められたことを特徴とする高周波部品。
【請求項６】
通信信号の伝送部に高周波トランスを備えた通信端末装置において、
前記高周波トランスは、
一つまたは複数のコイル巻回軸を有する１次側コイル素子および互いに平行な複数のコイル巻回軸を有する２次側コイル素子を備え、
前記１次側コイル素子のコイル巻回軸は前記２次側コイル素子のコイル巻回軸に一致する共通のコイル巻回軸であり、
前記共通のコイル巻回軸上に１次側コイル素子と２次側コイル素子との境界を２以上有するように、前記１次側コイル素子および前記２次側コイル素子が配列され、
前記複数のコイル巻回軸のうち隣り合うコイル巻回軸上に配置された、第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子は直列に接続されて、この第１の２次側コイル素子と第２の２次側コイル素子を通る磁束が閉ループを構成するように、前記第１の２次側コイル素子および前記第２の２次側コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められたことを特徴とする通信端末装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２２７３５２（Ｐ２０１２−２２７３５２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３６３０（Ｐ２０１１−９３６３０）
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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