高周波伝送路および高周波回路装置
【課題】薄型で且つ低損失な高周波伝送路およびそれを備えた高周波回路装置を構成する。
【解決手段】コイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子で構成されている。コイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２を構成する複数のコイル素子の直列接続順で隣接するコイル素子は磁束の閉ループを構成する。また、コイル直列線路ＳＬ１のコイル素子とコイル直列線路ＳＬ２のコイル素子とで対をなす二つのコイル素子の巻回軸は一致し、この巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じる。これにより、各コイル素子により生じる磁界が閉じ込められた状態で、高周波信号の伝搬が行われるため、低損失な高周波伝送路が実現できる。
【解決手段】コイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子で構成されている。コイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２を構成する複数のコイル素子の直列接続順で隣接するコイル素子は磁束の閉ループを構成する。また、コイル直列線路ＳＬ１のコイル素子とコイル直列線路ＳＬ２のコイル素子とで対をなす二つのコイル素子の巻回軸は一致し、この巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じる。これにより、各コイル素子により生じる磁界が閉じ込められた状態で、高周波信号の伝搬が行われるため、低損失な高周波伝送路が実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波信号を伝送する高周波伝送路およびそれを備えた高周波回路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波信号を伝送させる伝送路としては、ケーブルとして用いられる同軸線路（特許文献１参照）、平面伝送線路として用いられるマイクロストリップ線路やコプレーナ線路（特許文献２参照）、さらには立体導波路として用いられる導波管等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２０９３５号公報
【特許文献２】特開平１−２６５７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されているような同軸線路では薄型化が難しく、薄型の電子機器への組み込みが制限される。
特許文献２に示されているようなマイクロストリップ線路は、ある程度薄型化が可能であるが、所定の特性インピーダンスを得るためには、薄型化に伴って信号電極の幅を細くする必要がある。この信号電極の細線化によって導体損失が増大する問題が生じる。したがって、低損失特性を維持しつつ所定の特性インピーダンスを得るには薄型化が制限される。
【０００５】
また、コプレーナ線路は接地電極を信号電極の両サイドに設けるため、占有面積が大きい。
さらに、導波管は、その構造上所定の高さ（厚み）寸法が必要であるので、基本的に薄型化できない。
【０００６】
本発明は、上述の薄型化および低損失化に関する制約を解決すべき課題とし、これらの課題を解決して、薄型で且つ低損失な高周波伝送路およびそれを備えた高周波回路装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の高周波伝送路の基本的な構成は次のとおりである。
巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備え、
前記複数のコイル素子は直列に接続されて、これら複数のコイル素子によってコイル直列線路が構成され、
前記コイル直列線路に高周波信号が流れた際に、前記巻回軸に沿った磁束の向きは、前記複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎または連続する複数のコイル素子毎に逆向きの磁束が生じるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【０００８】
本発明の高周波回路装置は、前記高周波伝送路を備えた例えば分岐回路や交差線路である。
【発明の効果】
【０００９】
互いに隣接するコイル素子で磁束のループが生じて磁束がコイル素子の周辺に集中するため、互いに電流を強め合い、従来の線路に比べ、低損失な伝送が可能となる。
また、磁束分布が広がらないため、従来の分布定数型の線路に比べ、薄型化や高密度な積層化が可能になる。
また、隣接する磁束の向きによって、小型、薄型で閉じ込め性の良い平面伝送路や３次元伝送路を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（ａ）は第１の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１（ｂ）は図１（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図２】図２（ａ）は第２の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図２（ｂ）は図２（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図３】図３は二つのコイル直列線路について、高周波信号の伝送方向に隣接する二つのコイル素子に生じる磁束の閉ループ、および高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子同士の結合の様子を示す図である。
【図４】図４（ａ）は第３の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図４（ｂ）は図４（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図５】図５（ａ）は第４の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図５（ｂ）は図５（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図６】図６（ａ）は第５の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図６（ｂ）は図６（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図７】図７（ａ）は第６の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図７（ｂ）は図７（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図８】図８（ａ）は第７の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図８（ｂ）は図８（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図９】図９（ａ）は第８の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図９（ｂ）は図９（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。また、図９（ｃ）は図９（ａ）から主要な磁束の経路と方向を示す矢印のみを抜き出した図である。
【図１０】図１０（ａ）は第９の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は第１０の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１１（ｂ）は図１１（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１２】図１２は第１０の実施形態の高周波伝送路の回路図の一部を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）は第１１の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１３（ｂ）は図１３（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１４】図１４は第１１の実施形態の高周波伝送路の回路図の一部を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、第１２の実施形態の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１６】図１６（ａ）、図１６（ｂ）は、第１３の実施形態の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１７】図１７は第１４の実施形態の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１８】図１８は第１４の実施形態の別の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１９】図１９（ａ）は第１５の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１９（ｂ）は図１９（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図２０】図２０は第１６の実施形態の高周波伝送路の回路図である。
【図２１】図２１は第１６の実施形態の別の高周波伝送路の回路図である。
【図２２】図２２（ａ）は第１７の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図２２（ｂ）は図２２（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図２３】図２３は第１７の実施形態の高周波伝送路の回路図の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
《第１の実施形態》
図１（ａ）は第１の実施形態の高周波伝送路の回路図である。この図ではコイル巻回軸、巻回方向および各コイル素子の位置関係を考慮して描いている。（コイル巻回軸、巻回方向および各コイル素子の位置関係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。）図１（ｂ）は図１（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【００１２】
図１（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００１３】
この高周波伝送路は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備えている。図１（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊは複数のコイル素子の一部を指している。また、図１（ａ）、図１（ｂ）において破線の矢印はポートＰ１から電流ｉ１が流れたときの各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、複数のコイル素子は直列に接続されて、ポートＰ１−Ｐ３間にコイル直列線路ＳＬが構成されている。この例では、コイル直列線路ＳＬが主線路であり、ポートＰ２−Ｐ４間に単純な線状導体または平面導体による副線路が設けられている。
【００１５】
この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地（基準電位の線路または電極に接続）して不平衡伝送線路として用いられる。
【００１６】
コイル直列線路ＳＬに高周波信号が流れた際、各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。そのため、コイル直列線路ＳＬを構成する各コイル素子は、隣接するコイル素子が相互誘導により結合（磁界結合）し、互いの磁界を共有するように磁束の閉ループを構成する。すなわち閉磁路を構成する。
【００１７】
図１（ｂ）において、磁束Ｆ１ｉは図１（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉの巻回軸の内部を通る磁束である。このように、各コイル素子の巻回軸を通る磁束はコイル素子毎についても、その外側近傍を通って磁束の閉ループを形成する。
【００１８】
このようにして、各コイル素子により生じる磁界が閉じ込められた状態で、高周波信号の伝搬が行われるため、低損失な高周波伝送路が実現できる。
【００１９】
《第２の実施形態》
図２（ａ）は第２の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図２（ｂ）は図２（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図３は二つのコイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２について、高周波信号の伝送方向に隣接する二つのコイル素子に生じる磁束の閉ループ、および高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子同士の結合の様子を示す図である。
【００２０】
図２（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００２１】
この高周波伝送路は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備えている。図２（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊ，Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊは複数のコイル素子の一部を指している。また、図２（ａ）、図２（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１からポートＰ３へ電流ｉ１が流れ、ポートＰ２からポートＰ４へ電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。
【００２２】
前記複数のコイル素子のうち、ポートＰ１−Ｐ３間に直列に接続された複数のコイル素子で第１のコイル直列線路ＳＬ１が構成されている。このポートＰ１−Ｐ３間に設けられている第１のコイル直列線路ＳＬ１は図１（ａ）のポートＰ１−Ｐ３間に接続したコイル直列線路ＳＬと同じである。
【００２３】
また、前記複数のコイル素子のうち、ポートＰ２−Ｐ４間に直列に接続された複数のコイル素子で第２のコイル直列線路ＳＬ２が構成されている。
【００２４】
この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地して不平衡伝送線路として用いられる。
【００２５】
前記第１のコイル直列線路ＳＬ１に高周波信号が流れた際、第１のコイル直列線路ＳＬ１を構成する各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、第１のコイル直列線路ＳＬ１を構成する複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００２６】
同様に、前記第２のコイル直列線路ＳＬ２に高周波信号が流れた際、第２のコイル直列線路ＳＬ２を構成する各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、第２のコイル直列線路ＳＬ２を構成する複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００２７】
そのため、第１のコイル直列線路ＳＬ１を構成する各コイル素子は、隣接するコイル素子が相互誘導により結合（磁界結合）し、互いの磁界を共有するように磁束の閉ループを構成する。同様に、第２のコイル直列線路ＳＬ２を構成する各コイル素子は、隣接するコイル素子が相互誘導により結合（磁界結合）し、互いの磁界を共有するように磁束の閉ループを構成する。
【００２８】
第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２は互いに平行に配置され、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子でそれぞれコイル素子対が構成されている。そして、コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は一致し、第１のコイル直列線路ＳＬ１および第２のコイル直列線路ＳＬ２に高周波信号が流れた際に、コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められている。そのため、各コイル素子の内外を通る磁束は図２（ａ）の破線に示すような向きとなり、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２との間に等価的な磁気障壁ＭＷが生じる。
【００２９】
図２（ｂ）において、磁束Ｆ１ｉは図２（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉの巻回軸の内部を通る磁束、磁束Ｆ２ｉは図２（ａ）中のコイル素子Ｌ２ｉの巻回軸の内部を通る磁束である。このように、各コイル素子の巻回軸を通る磁束はコイル素子毎についても、その外側近傍を通って磁束の閉ループを形成する。
【００３０】
図３に示すように、矢印ａ方向に電流が供給されたとき、コイル素子Ｌ１ｉに矢印ｂ方向に電流が流れるとともに、コイル素子Ｌ１ｊには矢印ｃ方向に電流が流れる。そして、これらの電流により、図中矢印Ａで示されるように、磁束の閉ループが形成される。
【００３１】
コイル素子Ｌ１ｉを構成するコイルパターンとコイル素子Ｌ２ｉを構成するコイルパターンは互いに並走しているので、コイル素子Ｌ１ｉに電流ｂが流れて生じる磁界がコイル素子Ｌ２ｉに結合して、コイル素子Ｌ２ｉに誘導電流ｇが逆方向に流れる。同様に、コイル素子Ｌ１ｊを構成するコイルパターンとコイル素子Ｌ２ｊを構成するコイルパターンは互いに並走しているので、コイル素子Ｌ１ｊに電流ｃが流れて生じる磁界がコイル素子Ｌ２ｊに結合して、コイル素子Ｌ２ｊに誘導電流ｆが逆方向に流れる。そして、これらの電流により、図中矢印Ｂで示されるように、磁束の閉ループが形成される。
【００３２】
コイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊによる磁束の閉ループＡと、コイル素子Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊによる磁束の閉ループＢとは反発する方向であるので、第１のコイル直列線路ＳＬ１側のコイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊと第２のコイル直列線路ＳＬ２側のコイル素子Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊとの間には等価的な磁気障壁ＭＷが生じることになる。
【００３３】
また、コイル素子Ｌ１ｉとコイル素子Ｌ２ｉとは電界によっても結合されている。同様に、コイル素子Ｌ１ｊとコイル素子Ｌ２ｊとは電界によっても結合されている。したがって、コイル素子Ｌ１ｉおよびコイル素子Ｌ１ｊに高周波電流が流れるとき、コイル素子Ｌ２ｉおよびコイル素子Ｌ２ｊには電界結合により電流が励起される。図３中のキャパシタＣａ，Ｃｂは前記電界結合のための結合容量を表象的に表した記号である。
【００３４】
コイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊに高周波電流が流れるとき、前記磁界を介した結合によりコイル素子Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊに流れる電流の向きと、前記電界を介した結合によりコイル素子Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊに流れる電流の向きとは同じである。したがって、コイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊとコイル素子Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊとは磁界と電界の両方で強く結合することになる。
【００３５】
第２の実施形態によれば、二つのコイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２間においては、第１の実施形態よりもさらに強い磁界閉じ込めの効果が得られる。これにより、二つのコイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２間の距離を小さくしても低損失な高周波信号の伝送が可能になる。
【００３６】
《第３の実施形態》
図４（ａ）は第３の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図４（ｂ）は図４（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【００３７】
図４（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００３８】
この高周波伝送路は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備えている。図４（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊ，Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊは複数のコイル素子の一部を指している。また、図４（ａ）、図４（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。
【００３９】
前記複数のコイル素子のうち、ポートＰ１−Ｐ３間に直列に接続された複数のコイル素子で第１のコイル直列線路ＳＬ１が構成されている。また、前記複数のコイル素子のうち、ポートＰ２−Ｐ４間に直列に接続された複数のコイル素子で第２のコイル直列線路ＳＬ２が構成されている。
【００４０】
この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地して不平衡伝送線路として用いられる。
【００４１】
第１のコイル直列線路ＳＬ１および第２のコイル直列線路ＳＬ２に高周波信号が流れた際、各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。そのため、各コイル素子は、高周波信号の伝送方向に隣接するコイル素子が相互誘導により結合（磁界結合）し、互いの磁界を共有するように磁束の閉ループを構成する。
【００４２】
第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２は互いに平行に配置され、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子でそれぞれコイル素子対が構成されている。そして、コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は平行に離間し、第１のコイル直列線路ＳＬ１および第２のコイル直列線路ＳＬ２に高周波信号が流れた際に、コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って同じ向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められている。そのため、各コイル素子の内外を通る磁束は図４（ａ）の破線に示すような向きとなり、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２との間に磁気障壁ＭＷが生じる。
【００４３】
図４（ｂ）において、磁束Ｆ１ｉは図４（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉの巻回軸の内部を通る磁束、磁束Ｆ２ｉは図４（ａ）中のコイル素子Ｌ２ｉの巻回軸の内部を通る磁束である。このように、各コイル素子の巻回軸を通る磁束はコイル素子毎についても、その外側近傍を通って磁束の閉ループを形成する。
【００４４】
この第３の実施形態の場合も、隣接する二つのコイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２間に磁気障壁が生じ、磁界閉じ込めの効果が生じるため、線路間の距離を小さくしても低損失な高周波信号の伝送が可能になる。
【００４５】
《第４の実施形態》
図５（ａ）は第４の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図５（ｂ）は図５（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【００４６】
図５（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００４７】
この高周波伝送路は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備えている。図５（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊ，Ｌ２１ｉ，Ｌ２１ｊ，Ｌ２２ｉ，Ｌ２２ｊは複数のコイル素子の一部を指している。また、図５（ａ）、図５（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。
【００４８】
この高周波伝送路は三つのコイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２１，ＳＬ２２を備えている。この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地して、もしくはＰ１，Ｐ３を接地して不平衡伝送線路として用いられる。
【００４９】
第１のコイル直列線路ＳＬ１の構成は図２（ａ）に示した第１のコイル直列線路ＳＬ１と同じである。
【００５０】
第２のコイル直列線路ＳＬ２１は、この第２のコイル直列線路ＳＬ２１に高周波信号が流れた際、第２のコイル直列線路ＳＬ２１を構成する各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、第２のコイル直列線路ＳＬ２１を構成する複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００５１】
また、第３のコイル直列線路ＳＬ２２は、この第３のコイル直列線路ＳＬ２２に高周波信号が流れた際、第３のコイル直列線路ＳＬ２２を構成する各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、第３のコイル直列線路ＳＬ２２を構成する複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００５２】
そのため、第１のコイル直列線路ＳＬ１、第２のコイル直列線路ＳＬ２１、および第３のコイル直列線路ＳＬ２２を構成する各コイル素子のそれぞれは、高周波信号の伝送方向に隣接するコイル素子が相互誘導により結合（磁界結合）し、互いの磁界を共有するように磁束の閉ループを構成する。
【００５３】
第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２１は互いに平行に配置され、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子でそれぞれコイル素子対が構成されている。そして、コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は一致し、第１のコイル直列線路ＳＬ１および第２のコイル直列線路ＳＬ２１に高周波信号が流れた際に、コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められている。
【００５４】
同様に、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第３のコイル直列線路ＳＬ２２は互いに平行に配置され、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子でそれぞれコイル素子対が構成されている。そして、コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は一致し、第１のコイル直列線路ＳＬ１および第３のコイル直列線路ＳＬ２２に高周波信号が流れた際に、コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められている。
【００５５】
そのため、各コイル素子の内外を通る磁束は図５（ａ）の破線に示すような向きとなり、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２１との間に磁気障壁ＭＷ１が生じ、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第３のコイル直列線路ＳＬ２２との間に磁気障壁ＭＷ２が生じる。
【００５６】
図５（ｂ）において、磁束Ｆ１ｉは図５（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉの巻回軸の内部を通る磁束、磁束Ｆ２１ｉは図５（ａ）中のコイル素子Ｌ２１ｉの巻回軸の内部を通る磁束、磁束Ｆ２２ｉは図５（ａ）中のコイル素子Ｌ２２ｉの巻回軸の内部を通る磁束である。このように、各コイル素子の巻回軸を通る磁束はコイル素子毎についても、その外側近傍を通って磁束の閉ループを形成する。
【００５７】
この第４の実施形態によれば、中央（中層）の第１のコイル直列線路ＳＬ１を第２のコイル直列線路ＳＬ２１および第３のコイル直列線路ＳＬ２２で挟み込むことによって、第１のコイル直列線路ＳＬ１の上下に磁気障壁ＭＷ１，ＭＷ２が生じる。そのため、高周波信号電流が流れることにより生じる磁界ループを閉じ込める効果は第２の実施形態の高周波伝送路よりさらに増大する。したがって、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２１との間隔、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第３のコイル直列線路ＳＬ２２との間隔をそれぞれ小さくしても、より低損失な高周波信号の伝送が可能になる。
【００５８】
《第５の実施形態》
図６（ａ）は第５の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図６（ｂ）は図６（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【００５９】
図６（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００６０】
この高周波伝送路は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備えている。図６（ａ）中のコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ１１ｊ，Ｌ１２ｉ，Ｌ１２ｊ，Ｌ２１ｉ，Ｌ２１ｊ，Ｌ２２ｉ，Ｌ２２ｊは複数のコイル素子の一部を指している。また、図６（ａ）、図６（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。
【００６１】
この高周波伝送路は三つのコイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２１，ＳＬ２２を備えている。この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地して、もしくはＰ１，Ｐ３を接地して不平衡伝送線路として用いられる。
【００６２】
図５に示した高周波伝送路とは第１のコイル直列線路ＳＬ１の構成が異なる。図６に示す例では、第１のコイル直列線路ＳＬ１は、共通のコイル巻回軸に配置された２つのコイル素子（（Ｌ１１ｉ，Ｌ１２ｉ）または（Ｌ１１ｊ，Ｌ１２ｊ）等）で対を構成し、高周波信号の伝送方向に隣接する二つのコイル素子対が並列接続されている。そして、共通のコイル巻回軸に同方向の磁束が生じるように、対をなす二つのコイル素子の巻回方向が定められている。また、各コイル素子対の巻回軸に沿った磁束の向きが、高周波信号の伝送方向に隣接するコイル素子対毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００６３】
なお、図６（ｂ）において、磁束Ｆ１ｉはコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ１２ｉの巻回軸を通る磁束である。
【００６４】
第５の実施形態によれば、各コイル素子に流れる電流は各巻回軸の中央に対して上下対称の関係であるので、ポート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。
【００６５】
《第６の実施形態》
図７（ａ）は第６の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図７（ｂ）は図７（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【００６６】
図７（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００６７】
この高周波伝送路は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備えている。図７（ａ）中のコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ１１ｊ，Ｌ１２ｉ，Ｌ１２ｊ，Ｌ２１ｉ，Ｌ２１ｊ，Ｌ２２ｉ，Ｌ２２ｊは複数のコイル素子の一部を指している。また、図７（ａ）、図７（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。図７（ｂ）において、磁束Ｆ１１ｉ，Ｆ１２ｉ，Ｆ２１ｉ，Ｆ２２ｉは図７（ａ）中のコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ１２ｉ，Ｌ２１ｉ，Ｌ２２ｉのそれぞれの巻回軸の内部を通る磁束である。
【００６８】
この高周波伝送路は四つのコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ２１，ＳＬ２２を備えている。この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地して、もしくはＰ１，Ｐ３を接地して不平衡伝送線路として用いられる。
【００６９】
図５に示した高周波伝送路とは、ポートＰ１−Ｐ３間に二つのコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２を設けた点で異なる。図７に示す例では、コイル直列線路ＳＬ１１をコイル直列線路ＳＬ２１，ＳＬ２２で挟み、且つコイル直列線路ＳＬ２２をコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２で挟むように四つのコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ２１，ＳＬ２２を配置している。
【００７０】
各コイル直列線路に高周波信号が流れた際、コイル直列線路を構成する各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、コイル直列線路を構成する複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００７１】
また、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接する二つのコイル直列線路の各コイル素子でそれぞれコイル素子対が構成されている。そして、コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は一致し、上記二つのコイル直列線路に高周波信号が流れた際に、コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められている。
【００７２】
このように「行き」と「帰り」の線路をそれぞれ複数のコイル直列線路で構成し、「行き」用のコイル直列線路と「帰り」用のコイル直列線路が互いに挟み合うことにより、高い磁界の閉じ込め効果が得られる。
【００７３】
《第７の実施形態》
図８（ａ）は第７の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図８（ｂ）は図８（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【００７４】
図７に示した高周波伝送路とは、四つのコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ２１，ＳＬ２２の配置が異なる。図８に示す例では、コイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２を隣接させ、コイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２をコイル直列線路ＳＬ２１，ＳＬ２２で挟むように、四つのコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ２１，ＳＬ２２を配置している。その他は第６の実施形態と同じである。
【００７５】
《第８の実施形態》
図９（ａ）は第８の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図９（ｂ）は図９（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。また、図９（ｃ）は図９（ａ）から主要な磁束の経路と方向を示す矢印のみを抜き出した図である。
【００７６】
図９（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。図９（ａ）中のコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ１１ｊ，Ｌ１２ｉ，Ｌ１２ｊ，Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊは複数のコイル素子の一部を指している。図９（ａ）、図９（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。図９（ｂ）において、磁束Ｆ１１ｉ，Ｆ２ｉ，Ｆ１２ｉは図９（ａ）中のコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ２ｉ，Ｌ１２ｉのそれぞれの巻回軸の内部を通る磁束である。
【００７７】
この高周波伝送路は三つのコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ２を備えている。この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地して、もしくはＰ１，Ｐ３を接地して不平衡伝送線路として用いられる。
【００７８】
この第８の実施形態の場合も、隣接する二つのコイル直列線路ＳＬ２，ＳＬ１１間およびＳＬ２，ＳＬ１２間にそれぞれ磁気障壁が生じ、磁界閉じ込めの効果が生じる。
【００７９】
《第９の実施形態》
図１０（ａ）は第９の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるために、図１０（ａ）においてもコイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。ここで破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束である。
【００８０】
図１０（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。図１０（ａ）、図１０（ｂ）中の磁束Ｆ１１ｉ，Ｆ２ｉ，Ｆ１２ｉ，Ｆ１１ｊ，Ｆ２ｊ，Ｆ１２ｊは各コイル素子の巻回軸の内部を通る磁束である。
【００８１】
このように、高周波信号の伝送方向に対して直交する方向に隣接するコイル素子は共通の巻回軸を備えていなくて、各巻回軸が平行になるように各コイル素子が配置されていても、隣接する二つのコイル直列線路間にそれぞれ磁気障壁が生じ、磁界閉じ込めの効果が生じる。
【００８２】
《第１０の実施形態》
図１１（ａ）は第１０の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１１（ｂ）は図１１（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるために、図１１（ａ）においてもコイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。ここで破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束である。図１２はこの高周波伝送路の回路図の一部を示す図である。この第１０の実施形態では、複数のコイル素子を互いに直交する三軸方向に配列しているが、図１２では図１１（ａ）における最も手前側の縦の面について表している。
【００８３】
図１１（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００８４】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）中の磁束Ｆ１１ｉ，Ｆ２１１ｉ，Ｆ２２１ｉ，Ｆ１２ｉ，Ｆ２１２ｉ，Ｆ２２２ｉ，Ｆ１１ｊ，Ｆ２１１ｊ，Ｆ２２１ｊ，Ｆ１２ｊ，Ｆ２１２ｊ，Ｆ２２２ｊは各コイル素子の巻回軸の内部を通る磁束である。これらの磁束のうち、Ｆ１１ｉ，Ｆ２１１ｉ，Ｆ２２１ｉ，Ｆ１１ｊ，Ｆ２１１ｊ，Ｆ２２１ｊは図１２に表れているコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ２１１ｉ，Ｌ２２１ｉ，Ｌ１１ｊ，Ｌ２１１ｊ，Ｌ２２１ｊの巻回軸を通る磁束である。
【００８５】
このように、高周波信号の伝送方向に対して直交する面において、共通のコイル巻回軸方向とコイル巻回軸に対する直交方向に各コイル素子を配列してもよい。この構成により、共通のコイル巻回軸方向に隣接する二つのコイル直列線路間に磁気障壁が生じ、また、コイル巻回軸に対する直交方向に隣接する二つのコイル直列線路間にも磁気障壁が生じるので、非常に高い磁界閉じ込め性が得られる。
【００８６】
《第１１の実施形態》
図１３（ａ）は第１１の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１３（ｂ）は図１３（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるために、図１３（ａ）においてもコイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。図１４はこの高周波伝送路の回路図の一部を示す図である。この第１１の実施形態では、複数のコイル素子を互いに直交する三軸方向に配列しているが、図１４では図１３（ａ）における最も手前側の縦の面について表している。
【００８７】
図１３（ａ）において左端のポートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が一方の信号入出力ポート。右端のポートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が他方の信号入出力ポートである。但し、これらのポートと個別に使用するのではなく、共通接続して用いる。共通接続する組み合わせの一例としては次のとおりである。
【００８８】
［１］Ｐ１（Ａ１，Ａ３，Ｃ１，Ｃ３）
Ｐ２（Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２）
Ｐ３（Ａ１，Ａ３，Ｃ１，Ｃ３）
Ｐ４（Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２）
［２］Ｐ１（Ａ１，Ａ３，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ３）
Ｐ２（Ａ２，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ２）
Ｐ３（Ａ１，Ａ３，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ３）
Ｐ４（Ａ２，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ２）
［３］Ｐ１（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）
Ｐ２（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）
Ｐ３（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）
Ｐ４（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）
［４］Ｐ１（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ３，Ｂ３，Ｃ３）
Ｐ２（Ａ２，Ｂ２，Ｃ２）
Ｐ３（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ３，Ｂ３，Ｃ３）
Ｐ４（Ａ２，Ｂ２，Ｃ２）
［５］Ｐ１（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）
Ｐ２（Ｂ２）
Ｐ３（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）
Ｐ４（Ｂ２）
例えば上記組み合わせ［１］であれば、左端のポートについて、ポートＡ１，Ａ３，Ｃ１，Ｃ３を共通接続してポートＰ１とし、ポートＡ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２を共通接続してポートＰ２とする。そして、右端のポートについて、ポートＡ１，Ａ３，Ｃ１，Ｃ３を共通接続してポートＰ３とし、ポートＡ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２を共通接続してポートＰ４とする。また、例えば組み合わせ［５］であれば、左端のポートについて、ポートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を共通接続してポートＰ１とし、ポートＢ２を共通接続してポートＰ２とする。そして、右端のポートについて、ポートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を共通接続してポートＰ３とし、ポートＢ２を共通接続してポートＰ４とする。
【００８９】
《第１２の実施形態》
図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、第１２の実施形態の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるため、コイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。
【００９０】
図１５（ａ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に４個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。また、図１５（ｂ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に３個、縦方向に４個のコイル素子が配置されている。いずれも横方向と縦方向に隣接するコイル素子の間に磁気障壁が生じるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００９１】
このように、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向と縦方向のコイル素子の数を増すことによって、コイル直列線路の本数を増してもよい。
【００９２】
《第１３の実施形態》
図１６（ａ）、図１６（ｂ）は、第１３の実施形態の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるため、コイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。
【００９３】
図１６（ａ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に４個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。また、図１６（ｂ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に６個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。
【００９４】
これまでに示した実施形態と異なり、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に隣接する二つのコイル素子で磁束の閉ループ（閉磁路）が構成されるように、前記横方向に隣接する二つのコイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での縦方向に隣接する二つのコイル素子の関係については、これまでに示した各実施形態の場合と同様に、巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められている。
【００９５】
特に、隣接するコイル直列線路を並列接続する場合に、その隣接するコイル直列線路の各コイル素子で閉磁路を構成するようにすれば、より強く磁束が集中して、磁界の閉じ込め性が高まる。
【００９６】
《第１４の実施形態》
図１７、図１８は、第１４の実施形態の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるため、コイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。
【００９７】
図１７（ａ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に４個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。また、図１７（ｂ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に５個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。図１７（ｃ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に６個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。図１７（ｄ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に５個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。
【００９８】
図１８（ａ）、図１８（ｂ）の例では、高周波伝送路の上層に４つのコイル直列線路、中層に４つのコイル直列線路、下層に６つのコイル直列線路が配置されている。図１８（ｃ）の例では、高周波伝送路の上層に５つのコイル直列線路、中層に４つのコイル直列線路、下層に４つのコイル直列線路が配置されている。図１８（ｄ）の例では、高周波伝送路の上層に５つのコイル直列線路、中層に５つのコイル直列線路、下層に６つのコイル直列線路が配置されている。
【００９９】
これらの例も、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に隣接するコイル素子で閉磁路を構成する部分と、隣接するコイル対毎に単独で閉磁路を構成する部分とを組み合わせた例である。図１７の例と異なるのは、横方向に隣接するコイル素子が直近に隣接している場合だけでなく、離れて隣接する二つのコイル素子で磁束の閉ループ（閉磁路）が構成されるように、この二つのコイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【０１００】
《第１５の実施形態》
図１９（ａ）は第１５の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１９（ｂ）は図１９（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【０１０１】
図１９（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。図１９（ａ）中のコイル素子コイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｋ，Ｌ２１ｉ，Ｌ２１ｊ，Ｌ２１ｋ，Ｌ２２ｉ，Ｌ２２ｊ，Ｌ２２ｋは複数のコイル素子の一部を指している。図１９（ａ）、図１９（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。図１９（ｂ）において、磁束Ｆ２１ｉ，Ｆ１ｉ，Ｆ２２ｉは図１９（ａ）中のコイル素子Ｌ２１ｉ，Ｌ１ｉ，Ｌ２２ｉのそれぞれの巻回軸の内部を通る磁束である。
【０１０２】
この例では、中層のコイル直列線路ＳＬ１の各コイル素子は、隣接するコイル素子で閉磁路を構成しない。そのため、中層のコイル直列線路ＳＬ１だけでは、磁界閉じ込め効果は小さい。しかし、この図１９に示すように、上層のコイル直列線路ＳＬ２１および下層のコイル直列線路ＳＬ２２の各コイル素子の巻回軸と中層のコイル直列線路ＳＬ１の各コイル素子の巻回軸とが共通の巻回軸を構成し、逆向きの磁束を生じるコイル対で中層のコイル直列線路ＳＬ１のコイル素子をそれぞれ挟み込むことで、磁界の高い閉じ込め性が得られる。
【０１０３】
《第１６の実施形態》
図２０は第１６の実施形態の高周波伝送路の回路図である。また、図２１は第１６の実施形態の別の高周波伝送路の回路図である。
【０１０４】
図２０、図２１において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。
【０１０５】
これらの高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ３間に第１のコイル直列線路ＳＬ１が構成され、ポートＰ２−Ｐ４間に第２のコイル直列線路ＳＬ２が構成されている。
【０１０６】
図２０の例では、第１のコイル直列線路ＳＬ１の各コイル素子は、高周波信号の伝送方向に隣接する二つのコイル素子の組（図中ＣＳで示す組）が、それらの巻回軸を通る磁束の向きが同一となり、且つこのコイル素子の組単位で見たとき、隣接するコイル素子の組ＣＳの各コイル素子の巻回軸を通る磁束の向きが交互に逆になっている。すなわち、このような磁束の向きになるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。第２のコイル直列線路ＳＬ２についても同様である。
【０１０７】
また、図２１の例では、第１のコイル直列線路ＳＬ１の各コイル素子は、高周波信号の伝送方向に隣接する三つのコイル素子を組（図中ＣＳで示す組）としている。第２のコイル直列線路ＳＬ２についても同様である。
【０１０８】
このように、必ずしも高周波信号の伝送方向に隣接する二つのコイル素子毎に巻回軸を通る磁束の向きが反転していなくても、コイル直列線路に高周波信号が流れた際に、巻回軸に沿った磁束の向きが、複数のコイル素子の直列接続順で連続する複数のコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められていてもよい。すなわち、高周波信号の伝送方向に隣接するコイル素子毎に（複数のコイル素子による組単位で）、巻回軸を通る磁束の向きが交互に反転していてもよい。
【０１０９】
《第１７の実施形態》
図２２（ａ）は第１７の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図２２（ｂ）は図２２（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるために、図２２（ａ）においてもコイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。ここで破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束である。図２３はこの高周波伝送路の回路図の一部を示す図である。この第１７の実施形態では、複数のコイル素子を互いに直交する三軸方向に配列しているが、図２３では図２２（ａ）における最も手前側の縦の面について表している。
【０１１０】
この高周波伝送路は、複数のコイル直列線路が各層に配列され、層内で隣接するコイル直列線路間のコイル素子が相互に閉磁路が構成されている。そしてこの層を３層構造に積み重ねたものである。但し、各層間で対向するコイル素子同士は磁束の向きが逆である。
【０１１１】
図２２（ｂ）のように、高周波信号は各層内で面的に拡がった状態で伝送される。そして、各層間のコイル素子同士は磁束の向きが逆であるので、層間で磁界が閉じ込められて、薄い層で低損失に信号伝搬が可能である。すなわち、磁界の閉じ込め性がよく、低損失で薄型化した平面状の高周波伝送路を実現できる。
【０１１２】
《第１８の実施形態》
以上に示した各実施形態の高周波伝送路の基本構造を備えて、高周波信号の伝送とともに所定の機能をもたせた高周波回路装置を構成してもよい。例えば、隣接するコイル同士の磁界の向きを個々に定めることで、３次元空間内に閉じ込め性の良い立体導波路を構成する。これにより、薄型でアイソレーション特性の良い分岐回路や交差線路（クロスケーブル）等が実現できる。
【０１１３】
以上の各本実施形態では、複数本のコイル直列線路を並行して配置するとともに、各コイル直列線路に同方向の高周波信号が流れたときに、互いに隣り合うコイル直列線路間に磁気障壁を形成するように各コイル直列線路のコイルが配置されている状態を示した。コイル直列線路に対して差動で動作するような各コイル直列線路の基準電位となるグランドもしくはツイストペア線については、本実施の形態の中では説明や図示をしていない。
【０１１４】
なお、複数のコイル素子の巻回軸は高周波信号の伝送方向に対して厳密に直交している必要はなく、前述の発明の効果が得られる程度に直交していればよい。この「直交」は実質的に直交である状態を含む概念である。また、複数のコイル直列線路は互いに厳密に平行に配置されている必要はなく、前述の発明の効果が得られる程度に平行に配置されていればよい。この「平行」は実質的に平行である状態を含む概念である。
【符号の説明】
【０１１５】
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…ポート
Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊ，Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊ，Ｌ１ｋ…コイル素子
Ｌ１１ｉ，Ｌ１１ｊ，Ｌ１２ｉ，Ｌ１２ｊ，Ｌ２１ｉ，Ｌ２１ｊ，Ｌ２１ｋ，Ｌ２２ｉ，Ｌ２２ｊ，Ｌ２２ｋ…コイル素子
Ｌ２１１ｉ，Ｌ２２１ｉ，Ｌ２１１ｊ，Ｌ２２１ｊ…コイル素子
ＭＷ…磁気障壁
ＭＷ１，ＭＷ２…磁気障壁
Ｐ１，Ｐ２…ポート
Ｐ３，Ｐ４…ポート
ＳＬ…コイル直列線路
ＳＬ１，ＳＬ２…コイル直列線路
ＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ２１，ＳＬ２２…コイル直列線路
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波信号を伝送する高周波伝送路およびそれを備えた高周波回路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波信号を伝送させる伝送路としては、ケーブルとして用いられる同軸線路（特許文献１参照）、平面伝送線路として用いられるマイクロストリップ線路やコプレーナ線路（特許文献２参照）、さらには立体導波路として用いられる導波管等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２０９３５号公報
【特許文献２】特開平１−２６５７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されているような同軸線路では薄型化が難しく、薄型の電子機器への組み込みが制限される。
特許文献２に示されているようなマイクロストリップ線路は、ある程度薄型化が可能であるが、所定の特性インピーダンスを得るためには、薄型化に伴って信号電極の幅を細くする必要がある。この信号電極の細線化によって導体損失が増大する問題が生じる。したがって、低損失特性を維持しつつ所定の特性インピーダンスを得るには薄型化が制限される。
【０００５】
また、コプレーナ線路は接地電極を信号電極の両サイドに設けるため、占有面積が大きい。
さらに、導波管は、その構造上所定の高さ（厚み）寸法が必要であるので、基本的に薄型化できない。
【０００６】
本発明は、上述の薄型化および低損失化に関する制約を解決すべき課題とし、これらの課題を解決して、薄型で且つ低損失な高周波伝送路およびそれを備えた高周波回路装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の高周波伝送路の基本的な構成は次のとおりである。
巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備え、
前記複数のコイル素子は直列に接続されて、これら複数のコイル素子によってコイル直列線路が構成され、
前記コイル直列線路に高周波信号が流れた際に、前記巻回軸に沿った磁束の向きは、前記複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎または連続する複数のコイル素子毎に逆向きの磁束が生じるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【０００８】
本発明の高周波回路装置は、前記高周波伝送路を備えた例えば分岐回路や交差線路である。
【発明の効果】
【０００９】
互いに隣接するコイル素子で磁束のループが生じて磁束がコイル素子の周辺に集中するため、互いに電流を強め合い、従来の線路に比べ、低損失な伝送が可能となる。
また、磁束分布が広がらないため、従来の分布定数型の線路に比べ、薄型化や高密度な積層化が可能になる。
また、隣接する磁束の向きによって、小型、薄型で閉じ込め性の良い平面伝送路や３次元伝送路を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（ａ）は第１の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１（ｂ）は図１（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図２】図２（ａ）は第２の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図２（ｂ）は図２（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図３】図３は二つのコイル直列線路について、高周波信号の伝送方向に隣接する二つのコイル素子に生じる磁束の閉ループ、および高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子同士の結合の様子を示す図である。
【図４】図４（ａ）は第３の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図４（ｂ）は図４（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図５】図５（ａ）は第４の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図５（ｂ）は図５（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図６】図６（ａ）は第５の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図６（ｂ）は図６（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図７】図７（ａ）は第６の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図７（ｂ）は図７（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図８】図８（ａ）は第７の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図８（ｂ）は図８（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図９】図９（ａ）は第８の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図９（ｂ）は図９（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。また、図９（ｃ）は図９（ａ）から主要な磁束の経路と方向を示す矢印のみを抜き出した図である。
【図１０】図１０（ａ）は第９の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は第１０の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１１（ｂ）は図１１（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１２】図１２は第１０の実施形態の高周波伝送路の回路図の一部を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）は第１１の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１３（ｂ）は図１３（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１４】図１４は第１１の実施形態の高周波伝送路の回路図の一部を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、第１２の実施形態の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１６】図１６（ａ）、図１６（ｂ）は、第１３の実施形態の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１７】図１７は第１４の実施形態の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１８】図１８は第１４の実施形態の別の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図１９】図１９（ａ）は第１５の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１９（ｂ）は図１９（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図２０】図２０は第１６の実施形態の高周波伝送路の回路図である。
【図２１】図２１は第１６の実施形態の別の高周波伝送路の回路図である。
【図２２】図２２（ａ）は第１７の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図２２（ｂ）は図２２（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【図２３】図２３は第１７の実施形態の高周波伝送路の回路図の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
《第１の実施形態》
図１（ａ）は第１の実施形態の高周波伝送路の回路図である。この図ではコイル巻回軸、巻回方向および各コイル素子の位置関係を考慮して描いている。（コイル巻回軸、巻回方向および各コイル素子の位置関係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。）図１（ｂ）は図１（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【００１２】
図１（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００１３】
この高周波伝送路は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備えている。図１（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊは複数のコイル素子の一部を指している。また、図１（ａ）、図１（ｂ）において破線の矢印はポートＰ１から電流ｉ１が流れたときの各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、複数のコイル素子は直列に接続されて、ポートＰ１−Ｐ３間にコイル直列線路ＳＬが構成されている。この例では、コイル直列線路ＳＬが主線路であり、ポートＰ２−Ｐ４間に単純な線状導体または平面導体による副線路が設けられている。
【００１５】
この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地（基準電位の線路または電極に接続）して不平衡伝送線路として用いられる。
【００１６】
コイル直列線路ＳＬに高周波信号が流れた際、各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。そのため、コイル直列線路ＳＬを構成する各コイル素子は、隣接するコイル素子が相互誘導により結合（磁界結合）し、互いの磁界を共有するように磁束の閉ループを構成する。すなわち閉磁路を構成する。
【００１７】
図１（ｂ）において、磁束Ｆ１ｉは図１（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉの巻回軸の内部を通る磁束である。このように、各コイル素子の巻回軸を通る磁束はコイル素子毎についても、その外側近傍を通って磁束の閉ループを形成する。
【００１８】
このようにして、各コイル素子により生じる磁界が閉じ込められた状態で、高周波信号の伝搬が行われるため、低損失な高周波伝送路が実現できる。
【００１９】
《第２の実施形態》
図２（ａ）は第２の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図２（ｂ）は図２（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図３は二つのコイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２について、高周波信号の伝送方向に隣接する二つのコイル素子に生じる磁束の閉ループ、および高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子同士の結合の様子を示す図である。
【００２０】
図２（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００２１】
この高周波伝送路は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備えている。図２（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊ，Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊは複数のコイル素子の一部を指している。また、図２（ａ）、図２（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１からポートＰ３へ電流ｉ１が流れ、ポートＰ２からポートＰ４へ電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。
【００２２】
前記複数のコイル素子のうち、ポートＰ１−Ｐ３間に直列に接続された複数のコイル素子で第１のコイル直列線路ＳＬ１が構成されている。このポートＰ１−Ｐ３間に設けられている第１のコイル直列線路ＳＬ１は図１（ａ）のポートＰ１−Ｐ３間に接続したコイル直列線路ＳＬと同じである。
【００２３】
また、前記複数のコイル素子のうち、ポートＰ２−Ｐ４間に直列に接続された複数のコイル素子で第２のコイル直列線路ＳＬ２が構成されている。
【００２４】
この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地して不平衡伝送線路として用いられる。
【００２５】
前記第１のコイル直列線路ＳＬ１に高周波信号が流れた際、第１のコイル直列線路ＳＬ１を構成する各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、第１のコイル直列線路ＳＬ１を構成する複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００２６】
同様に、前記第２のコイル直列線路ＳＬ２に高周波信号が流れた際、第２のコイル直列線路ＳＬ２を構成する各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、第２のコイル直列線路ＳＬ２を構成する複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００２７】
そのため、第１のコイル直列線路ＳＬ１を構成する各コイル素子は、隣接するコイル素子が相互誘導により結合（磁界結合）し、互いの磁界を共有するように磁束の閉ループを構成する。同様に、第２のコイル直列線路ＳＬ２を構成する各コイル素子は、隣接するコイル素子が相互誘導により結合（磁界結合）し、互いの磁界を共有するように磁束の閉ループを構成する。
【００２８】
第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２は互いに平行に配置され、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子でそれぞれコイル素子対が構成されている。そして、コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は一致し、第１のコイル直列線路ＳＬ１および第２のコイル直列線路ＳＬ２に高周波信号が流れた際に、コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められている。そのため、各コイル素子の内外を通る磁束は図２（ａ）の破線に示すような向きとなり、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２との間に等価的な磁気障壁ＭＷが生じる。
【００２９】
図２（ｂ）において、磁束Ｆ１ｉは図２（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉの巻回軸の内部を通る磁束、磁束Ｆ２ｉは図２（ａ）中のコイル素子Ｌ２ｉの巻回軸の内部を通る磁束である。このように、各コイル素子の巻回軸を通る磁束はコイル素子毎についても、その外側近傍を通って磁束の閉ループを形成する。
【００３０】
図３に示すように、矢印ａ方向に電流が供給されたとき、コイル素子Ｌ１ｉに矢印ｂ方向に電流が流れるとともに、コイル素子Ｌ１ｊには矢印ｃ方向に電流が流れる。そして、これらの電流により、図中矢印Ａで示されるように、磁束の閉ループが形成される。
【００３１】
コイル素子Ｌ１ｉを構成するコイルパターンとコイル素子Ｌ２ｉを構成するコイルパターンは互いに並走しているので、コイル素子Ｌ１ｉに電流ｂが流れて生じる磁界がコイル素子Ｌ２ｉに結合して、コイル素子Ｌ２ｉに誘導電流ｇが逆方向に流れる。同様に、コイル素子Ｌ１ｊを構成するコイルパターンとコイル素子Ｌ２ｊを構成するコイルパターンは互いに並走しているので、コイル素子Ｌ１ｊに電流ｃが流れて生じる磁界がコイル素子Ｌ２ｊに結合して、コイル素子Ｌ２ｊに誘導電流ｆが逆方向に流れる。そして、これらの電流により、図中矢印Ｂで示されるように、磁束の閉ループが形成される。
【００３２】
コイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊによる磁束の閉ループＡと、コイル素子Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊによる磁束の閉ループＢとは反発する方向であるので、第１のコイル直列線路ＳＬ１側のコイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊと第２のコイル直列線路ＳＬ２側のコイル素子Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊとの間には等価的な磁気障壁ＭＷが生じることになる。
【００３３】
また、コイル素子Ｌ１ｉとコイル素子Ｌ２ｉとは電界によっても結合されている。同様に、コイル素子Ｌ１ｊとコイル素子Ｌ２ｊとは電界によっても結合されている。したがって、コイル素子Ｌ１ｉおよびコイル素子Ｌ１ｊに高周波電流が流れるとき、コイル素子Ｌ２ｉおよびコイル素子Ｌ２ｊには電界結合により電流が励起される。図３中のキャパシタＣａ，Ｃｂは前記電界結合のための結合容量を表象的に表した記号である。
【００３４】
コイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊに高周波電流が流れるとき、前記磁界を介した結合によりコイル素子Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊに流れる電流の向きと、前記電界を介した結合によりコイル素子Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊに流れる電流の向きとは同じである。したがって、コイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊとコイル素子Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊとは磁界と電界の両方で強く結合することになる。
【００３５】
第２の実施形態によれば、二つのコイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２間においては、第１の実施形態よりもさらに強い磁界閉じ込めの効果が得られる。これにより、二つのコイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２間の距離を小さくしても低損失な高周波信号の伝送が可能になる。
【００３６】
《第３の実施形態》
図４（ａ）は第３の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図４（ｂ）は図４（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【００３７】
図４（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００３８】
この高周波伝送路は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備えている。図４（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊ，Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊは複数のコイル素子の一部を指している。また、図４（ａ）、図４（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。
【００３９】
前記複数のコイル素子のうち、ポートＰ１−Ｐ３間に直列に接続された複数のコイル素子で第１のコイル直列線路ＳＬ１が構成されている。また、前記複数のコイル素子のうち、ポートＰ２−Ｐ４間に直列に接続された複数のコイル素子で第２のコイル直列線路ＳＬ２が構成されている。
【００４０】
この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地して不平衡伝送線路として用いられる。
【００４１】
第１のコイル直列線路ＳＬ１および第２のコイル直列線路ＳＬ２に高周波信号が流れた際、各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。そのため、各コイル素子は、高周波信号の伝送方向に隣接するコイル素子が相互誘導により結合（磁界結合）し、互いの磁界を共有するように磁束の閉ループを構成する。
【００４２】
第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２は互いに平行に配置され、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子でそれぞれコイル素子対が構成されている。そして、コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は平行に離間し、第１のコイル直列線路ＳＬ１および第２のコイル直列線路ＳＬ２に高周波信号が流れた際に、コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って同じ向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められている。そのため、各コイル素子の内外を通る磁束は図４（ａ）の破線に示すような向きとなり、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２との間に磁気障壁ＭＷが生じる。
【００４３】
図４（ｂ）において、磁束Ｆ１ｉは図４（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉの巻回軸の内部を通る磁束、磁束Ｆ２ｉは図４（ａ）中のコイル素子Ｌ２ｉの巻回軸の内部を通る磁束である。このように、各コイル素子の巻回軸を通る磁束はコイル素子毎についても、その外側近傍を通って磁束の閉ループを形成する。
【００４４】
この第３の実施形態の場合も、隣接する二つのコイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２間に磁気障壁が生じ、磁界閉じ込めの効果が生じるため、線路間の距離を小さくしても低損失な高周波信号の伝送が可能になる。
【００４５】
《第４の実施形態》
図５（ａ）は第４の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図５（ｂ）は図５（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【００４６】
図５（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００４７】
この高周波伝送路は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備えている。図５（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊ，Ｌ２１ｉ，Ｌ２１ｊ，Ｌ２２ｉ，Ｌ２２ｊは複数のコイル素子の一部を指している。また、図５（ａ）、図５（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。
【００４８】
この高周波伝送路は三つのコイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２１，ＳＬ２２を備えている。この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地して、もしくはＰ１，Ｐ３を接地して不平衡伝送線路として用いられる。
【００４９】
第１のコイル直列線路ＳＬ１の構成は図２（ａ）に示した第１のコイル直列線路ＳＬ１と同じである。
【００５０】
第２のコイル直列線路ＳＬ２１は、この第２のコイル直列線路ＳＬ２１に高周波信号が流れた際、第２のコイル直列線路ＳＬ２１を構成する各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、第２のコイル直列線路ＳＬ２１を構成する複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００５１】
また、第３のコイル直列線路ＳＬ２２は、この第３のコイル直列線路ＳＬ２２に高周波信号が流れた際、第３のコイル直列線路ＳＬ２２を構成する各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、第３のコイル直列線路ＳＬ２２を構成する複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００５２】
そのため、第１のコイル直列線路ＳＬ１、第２のコイル直列線路ＳＬ２１、および第３のコイル直列線路ＳＬ２２を構成する各コイル素子のそれぞれは、高周波信号の伝送方向に隣接するコイル素子が相互誘導により結合（磁界結合）し、互いの磁界を共有するように磁束の閉ループを構成する。
【００５３】
第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２１は互いに平行に配置され、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子でそれぞれコイル素子対が構成されている。そして、コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は一致し、第１のコイル直列線路ＳＬ１および第２のコイル直列線路ＳＬ２１に高周波信号が流れた際に、コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められている。
【００５４】
同様に、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第３のコイル直列線路ＳＬ２２は互いに平行に配置され、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子でそれぞれコイル素子対が構成されている。そして、コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は一致し、第１のコイル直列線路ＳＬ１および第３のコイル直列線路ＳＬ２２に高周波信号が流れた際に、コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められている。
【００５５】
そのため、各コイル素子の内外を通る磁束は図５（ａ）の破線に示すような向きとなり、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２１との間に磁気障壁ＭＷ１が生じ、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第３のコイル直列線路ＳＬ２２との間に磁気障壁ＭＷ２が生じる。
【００５６】
図５（ｂ）において、磁束Ｆ１ｉは図５（ａ）中のコイル素子Ｌ１ｉの巻回軸の内部を通る磁束、磁束Ｆ２１ｉは図５（ａ）中のコイル素子Ｌ２１ｉの巻回軸の内部を通る磁束、磁束Ｆ２２ｉは図５（ａ）中のコイル素子Ｌ２２ｉの巻回軸の内部を通る磁束である。このように、各コイル素子の巻回軸を通る磁束はコイル素子毎についても、その外側近傍を通って磁束の閉ループを形成する。
【００５７】
この第４の実施形態によれば、中央（中層）の第１のコイル直列線路ＳＬ１を第２のコイル直列線路ＳＬ２１および第３のコイル直列線路ＳＬ２２で挟み込むことによって、第１のコイル直列線路ＳＬ１の上下に磁気障壁ＭＷ１，ＭＷ２が生じる。そのため、高周波信号電流が流れることにより生じる磁界ループを閉じ込める効果は第２の実施形態の高周波伝送路よりさらに増大する。したがって、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第２のコイル直列線路ＳＬ２１との間隔、第１のコイル直列線路ＳＬ１と第３のコイル直列線路ＳＬ２２との間隔をそれぞれ小さくしても、より低損失な高周波信号の伝送が可能になる。
【００５８】
《第５の実施形態》
図６（ａ）は第５の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図６（ｂ）は図６（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【００５９】
図６（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００６０】
この高周波伝送路は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備えている。図６（ａ）中のコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ１１ｊ，Ｌ１２ｉ，Ｌ１２ｊ，Ｌ２１ｉ，Ｌ２１ｊ，Ｌ２２ｉ，Ｌ２２ｊは複数のコイル素子の一部を指している。また、図６（ａ）、図６（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。
【００６１】
この高周波伝送路は三つのコイル直列線路ＳＬ１，ＳＬ２１，ＳＬ２２を備えている。この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地して、もしくはＰ１，Ｐ３を接地して不平衡伝送線路として用いられる。
【００６２】
図５に示した高周波伝送路とは第１のコイル直列線路ＳＬ１の構成が異なる。図６に示す例では、第１のコイル直列線路ＳＬ１は、共通のコイル巻回軸に配置された２つのコイル素子（（Ｌ１１ｉ，Ｌ１２ｉ）または（Ｌ１１ｊ，Ｌ１２ｊ）等）で対を構成し、高周波信号の伝送方向に隣接する二つのコイル素子対が並列接続されている。そして、共通のコイル巻回軸に同方向の磁束が生じるように、対をなす二つのコイル素子の巻回方向が定められている。また、各コイル素子対の巻回軸に沿った磁束の向きが、高周波信号の伝送方向に隣接するコイル素子対毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００６３】
なお、図６（ｂ）において、磁束Ｆ１ｉはコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ１２ｉの巻回軸を通る磁束である。
【００６４】
第５の実施形態によれば、各コイル素子に流れる電流は各巻回軸の中央に対して上下対称の関係であるので、ポート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。
【００６５】
《第６の実施形態》
図７（ａ）は第６の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図７（ｂ）は図７（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【００６６】
図７（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００６７】
この高周波伝送路は巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備えている。図７（ａ）中のコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ１１ｊ，Ｌ１２ｉ，Ｌ１２ｊ，Ｌ２１ｉ，Ｌ２１ｊ，Ｌ２２ｉ，Ｌ２２ｊは複数のコイル素子の一部を指している。また、図７（ａ）、図７（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。図７（ｂ）において、磁束Ｆ１１ｉ，Ｆ１２ｉ，Ｆ２１ｉ，Ｆ２２ｉは図７（ａ）中のコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ１２ｉ，Ｌ２１ｉ，Ｌ２２ｉのそれぞれの巻回軸の内部を通る磁束である。
【００６８】
この高周波伝送路は四つのコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ２１，ＳＬ２２を備えている。この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地して、もしくはＰ１，Ｐ３を接地して不平衡伝送線路として用いられる。
【００６９】
図５に示した高周波伝送路とは、ポートＰ１−Ｐ３間に二つのコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２を設けた点で異なる。図７に示す例では、コイル直列線路ＳＬ１１をコイル直列線路ＳＬ２１，ＳＬ２２で挟み、且つコイル直列線路ＳＬ２２をコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２で挟むように四つのコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ２１，ＳＬ２２を配置している。
【００７０】
各コイル直列線路に高周波信号が流れた際、コイル直列線路を構成する各コイル素子の巻回軸に沿った磁束の向きが、コイル直列線路を構成する複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００７１】
また、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接する二つのコイル直列線路の各コイル素子でそれぞれコイル素子対が構成されている。そして、コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は一致し、上記二つのコイル直列線路に高周波信号が流れた際に、コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められている。
【００７２】
このように「行き」と「帰り」の線路をそれぞれ複数のコイル直列線路で構成し、「行き」用のコイル直列線路と「帰り」用のコイル直列線路が互いに挟み合うことにより、高い磁界の閉じ込め効果が得られる。
【００７３】
《第７の実施形態》
図８（ａ）は第７の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図８（ｂ）は図８（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【００７４】
図７に示した高周波伝送路とは、四つのコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ２１，ＳＬ２２の配置が異なる。図８に示す例では、コイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２を隣接させ、コイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２をコイル直列線路ＳＬ２１，ＳＬ２２で挟むように、四つのコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ２１，ＳＬ２２を配置している。その他は第６の実施形態と同じである。
【００７５】
《第８の実施形態》
図９（ａ）は第８の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図９（ｂ）は図９（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。また、図９（ｃ）は図９（ａ）から主要な磁束の経路と方向を示す矢印のみを抜き出した図である。
【００７６】
図９（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。図９（ａ）中のコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ１１ｊ，Ｌ１２ｉ，Ｌ１２ｊ，Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊは複数のコイル素子の一部を指している。図９（ａ）、図９（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。図９（ｂ）において、磁束Ｆ１１ｉ，Ｆ２ｉ，Ｆ１２ｉは図９（ａ）中のコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ２ｉ，Ｌ１２ｉのそれぞれの巻回軸の内部を通る磁束である。
【００７７】
この高周波伝送路は三つのコイル直列線路ＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ２を備えている。この高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ２間に平衡信号を入出力し、ポートＰ３−Ｐ４間に平衡信号を入出力することにより、平衡伝送線路として用いられる。または、Ｐ２，Ｐ４を接地して、もしくはＰ１，Ｐ３を接地して不平衡伝送線路として用いられる。
【００７８】
この第８の実施形態の場合も、隣接する二つのコイル直列線路ＳＬ２，ＳＬ１１間およびＳＬ２，ＳＬ１２間にそれぞれ磁気障壁が生じ、磁界閉じ込めの効果が生じる。
【００７９】
《第９の実施形態》
図１０（ａ）は第９の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるために、図１０（ａ）においてもコイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。ここで破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束である。
【００８０】
図１０（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。図１０（ａ）、図１０（ｂ）中の磁束Ｆ１１ｉ，Ｆ２ｉ，Ｆ１２ｉ，Ｆ１１ｊ，Ｆ２ｊ，Ｆ１２ｊは各コイル素子の巻回軸の内部を通る磁束である。
【００８１】
このように、高周波信号の伝送方向に対して直交する方向に隣接するコイル素子は共通の巻回軸を備えていなくて、各巻回軸が平行になるように各コイル素子が配置されていても、隣接する二つのコイル直列線路間にそれぞれ磁気障壁が生じ、磁界閉じ込めの効果が生じる。
【００８２】
《第１０の実施形態》
図１１（ａ）は第１０の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１１（ｂ）は図１１（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるために、図１１（ａ）においてもコイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。ここで破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束である。図１２はこの高周波伝送路の回路図の一部を示す図である。この第１０の実施形態では、複数のコイル素子を互いに直交する三軸方向に配列しているが、図１２では図１１（ａ）における最も手前側の縦の面について表している。
【００８３】
図１１（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。
【００８４】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）中の磁束Ｆ１１ｉ，Ｆ２１１ｉ，Ｆ２２１ｉ，Ｆ１２ｉ，Ｆ２１２ｉ，Ｆ２２２ｉ，Ｆ１１ｊ，Ｆ２１１ｊ，Ｆ２２１ｊ，Ｆ１２ｊ，Ｆ２１２ｊ，Ｆ２２２ｊは各コイル素子の巻回軸の内部を通る磁束である。これらの磁束のうち、Ｆ１１ｉ，Ｆ２１１ｉ，Ｆ２２１ｉ，Ｆ１１ｊ，Ｆ２１１ｊ，Ｆ２２１ｊは図１２に表れているコイル素子Ｌ１１ｉ，Ｌ２１１ｉ，Ｌ２２１ｉ，Ｌ１１ｊ，Ｌ２１１ｊ，Ｌ２２１ｊの巻回軸を通る磁束である。
【００８５】
このように、高周波信号の伝送方向に対して直交する面において、共通のコイル巻回軸方向とコイル巻回軸に対する直交方向に各コイル素子を配列してもよい。この構成により、共通のコイル巻回軸方向に隣接する二つのコイル直列線路間に磁気障壁が生じ、また、コイル巻回軸に対する直交方向に隣接する二つのコイル直列線路間にも磁気障壁が生じるので、非常に高い磁界閉じ込め性が得られる。
【００８６】
《第１１の実施形態》
図１３（ａ）は第１１の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１３（ｂ）は図１３（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるために、図１３（ａ）においてもコイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。図１４はこの高周波伝送路の回路図の一部を示す図である。この第１１の実施形態では、複数のコイル素子を互いに直交する三軸方向に配列しているが、図１４では図１３（ａ）における最も手前側の縦の面について表している。
【００８７】
図１３（ａ）において左端のポートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が一方の信号入出力ポート。右端のポートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が他方の信号入出力ポートである。但し、これらのポートと個別に使用するのではなく、共通接続して用いる。共通接続する組み合わせの一例としては次のとおりである。
【００８８】
［１］Ｐ１（Ａ１，Ａ３，Ｃ１，Ｃ３）
Ｐ２（Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２）
Ｐ３（Ａ１，Ａ３，Ｃ１，Ｃ３）
Ｐ４（Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２）
［２］Ｐ１（Ａ１，Ａ３，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ３）
Ｐ２（Ａ２，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ２）
Ｐ３（Ａ１，Ａ３，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ３）
Ｐ４（Ａ２，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ２）
［３］Ｐ１（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）
Ｐ２（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）
Ｐ３（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）
Ｐ４（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）
［４］Ｐ１（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ３，Ｂ３，Ｃ３）
Ｐ２（Ａ２，Ｂ２，Ｃ２）
Ｐ３（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ３，Ｂ３，Ｃ３）
Ｐ４（Ａ２，Ｂ２，Ｃ２）
［５］Ｐ１（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）
Ｐ２（Ｂ２）
Ｐ３（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）
Ｐ４（Ｂ２）
例えば上記組み合わせ［１］であれば、左端のポートについて、ポートＡ１，Ａ３，Ｃ１，Ｃ３を共通接続してポートＰ１とし、ポートＡ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２を共通接続してポートＰ２とする。そして、右端のポートについて、ポートＡ１，Ａ３，Ｃ１，Ｃ３を共通接続してポートＰ３とし、ポートＡ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２を共通接続してポートＰ４とする。また、例えば組み合わせ［５］であれば、左端のポートについて、ポートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を共通接続してポートＰ１とし、ポートＢ２を共通接続してポートＰ２とする。そして、右端のポートについて、ポートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を共通接続してポートＰ３とし、ポートＢ２を共通接続してポートＰ４とする。
【００８９】
《第１２の実施形態》
図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、第１２の実施形態の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるため、コイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。
【００９０】
図１５（ａ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に４個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。また、図１５（ｂ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に３個、縦方向に４個のコイル素子が配置されている。いずれも横方向と縦方向に隣接するコイル素子の間に磁気障壁が生じるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【００９１】
このように、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向と縦方向のコイル素子の数を増すことによって、コイル直列線路の本数を増してもよい。
【００９２】
《第１３の実施形態》
図１６（ａ）、図１６（ｂ）は、第１３の実施形態の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるため、コイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。
【００９３】
図１６（ａ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に４個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。また、図１６（ｂ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に６個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。
【００９４】
これまでに示した実施形態と異なり、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に隣接する二つのコイル素子で磁束の閉ループ（閉磁路）が構成されるように、前記横方向に隣接する二つのコイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での縦方向に隣接する二つのコイル素子の関係については、これまでに示した各実施形態の場合と同様に、巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められている。
【００９５】
特に、隣接するコイル直列線路を並列接続する場合に、その隣接するコイル直列線路の各コイル素子で閉磁路を構成するようにすれば、より強く磁束が集中して、磁界の閉じ込め性が高まる。
【００９６】
《第１４の実施形態》
図１７、図１８は、第１４の実施形態の高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるため、コイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。
【００９７】
図１７（ａ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に４個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。また、図１７（ｂ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に５個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。図１７（ｃ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に６個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。図１７（ｄ）の例では、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に５個、縦方向に３個のコイル素子が配置されている。
【００９８】
図１８（ａ）、図１８（ｂ）の例では、高周波伝送路の上層に４つのコイル直列線路、中層に４つのコイル直列線路、下層に６つのコイル直列線路が配置されている。図１８（ｃ）の例では、高周波伝送路の上層に５つのコイル直列線路、中層に４つのコイル直列線路、下層に４つのコイル直列線路が配置されている。図１８（ｄ）の例では、高周波伝送路の上層に５つのコイル直列線路、中層に５つのコイル直列線路、下層に６つのコイル直列線路が配置されている。
【００９９】
これらの例も、高周波伝送路の高周波信号伝送方向に対して直交する断面での横方向に隣接するコイル素子で閉磁路を構成する部分と、隣接するコイル対毎に単独で閉磁路を構成する部分とを組み合わせた例である。図１７の例と異なるのは、横方向に隣接するコイル素子が直近に隣接している場合だけでなく、離れて隣接する二つのコイル素子で磁束の閉ループ（閉磁路）が構成されるように、この二つのコイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。
【０１００】
《第１５の実施形態》
図１９（ａ）は第１５の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図１９（ｂ）は図１９（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。
【０１０１】
図１９（ａ）においてポートＰ１，Ｐ２が一方の信号入出力ポート。ポートＰ３，Ｐ４が他方の信号入出力ポートである。図１９（ａ）中のコイル素子コイル素子Ｌ１ｉ，Ｌ１ｋ，Ｌ２１ｉ，Ｌ２１ｊ，Ｌ２１ｋ，Ｌ２２ｉ，Ｌ２２ｊ，Ｌ２２ｋは複数のコイル素子の一部を指している。図１９（ａ）、図１９（ｂ）において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。図１９（ｂ）において、磁束Ｆ２１ｉ，Ｆ１ｉ，Ｆ２２ｉは図１９（ａ）中のコイル素子Ｌ２１ｉ，Ｌ１ｉ，Ｌ２２ｉのそれぞれの巻回軸の内部を通る磁束である。
【０１０２】
この例では、中層のコイル直列線路ＳＬ１の各コイル素子は、隣接するコイル素子で閉磁路を構成しない。そのため、中層のコイル直列線路ＳＬ１だけでは、磁界閉じ込め効果は小さい。しかし、この図１９に示すように、上層のコイル直列線路ＳＬ２１および下層のコイル直列線路ＳＬ２２の各コイル素子の巻回軸と中層のコイル直列線路ＳＬ１の各コイル素子の巻回軸とが共通の巻回軸を構成し、逆向きの磁束を生じるコイル対で中層のコイル直列線路ＳＬ１のコイル素子をそれぞれ挟み込むことで、磁界の高い閉じ込め性が得られる。
【０１０３】
《第１６の実施形態》
図２０は第１６の実施形態の高周波伝送路の回路図である。また、図２１は第１６の実施形態の別の高周波伝送路の回路図である。
【０１０４】
図２０、図２１において破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束の向きを表している。
【０１０５】
これらの高周波伝送路は、ポートＰ１−Ｐ３間に第１のコイル直列線路ＳＬ１が構成され、ポートＰ２−Ｐ４間に第２のコイル直列線路ＳＬ２が構成されている。
【０１０６】
図２０の例では、第１のコイル直列線路ＳＬ１の各コイル素子は、高周波信号の伝送方向に隣接する二つのコイル素子の組（図中ＣＳで示す組）が、それらの巻回軸を通る磁束の向きが同一となり、且つこのコイル素子の組単位で見たとき、隣接するコイル素子の組ＣＳの各コイル素子の巻回軸を通る磁束の向きが交互に逆になっている。すなわち、このような磁束の向きになるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められている。第２のコイル直列線路ＳＬ２についても同様である。
【０１０７】
また、図２１の例では、第１のコイル直列線路ＳＬ１の各コイル素子は、高周波信号の伝送方向に隣接する三つのコイル素子を組（図中ＣＳで示す組）としている。第２のコイル直列線路ＳＬ２についても同様である。
【０１０８】
このように、必ずしも高周波信号の伝送方向に隣接する二つのコイル素子毎に巻回軸を通る磁束の向きが反転していなくても、コイル直列線路に高周波信号が流れた際に、巻回軸に沿った磁束の向きが、複数のコイル素子の直列接続順で連続する複数のコイル素子毎に逆向きとなるように、各コイル素子の巻回方向および接続の向きが定められていてもよい。すなわち、高周波信号の伝送方向に隣接するコイル素子毎に（複数のコイル素子による組単位で）、巻回軸を通る磁束の向きが交互に反転していてもよい。
【０１０９】
《第１７の実施形態》
図２２（ａ）は第１７の実施形態の高周波伝送路の回路図である。図２２（ｂ）は図２２（ａ）における高周波信号の伝送方向に対して直交する断面での磁束の向きを示す図である。図面の煩雑化を避けるために、図２２（ａ）においてもコイル素子は図示せず、主要な磁束の経路と方向についてのみ表している。ここで破線の矢印は、ポートＰ１から電流ｉ１が流れ、ポートＰ２から電流ｉ２が流れたときの、各コイル素子の内外に生じる磁束である。図２３はこの高周波伝送路の回路図の一部を示す図である。この第１７の実施形態では、複数のコイル素子を互いに直交する三軸方向に配列しているが、図２３では図２２（ａ）における最も手前側の縦の面について表している。
【０１１０】
この高周波伝送路は、複数のコイル直列線路が各層に配列され、層内で隣接するコイル直列線路間のコイル素子が相互に閉磁路が構成されている。そしてこの層を３層構造に積み重ねたものである。但し、各層間で対向するコイル素子同士は磁束の向きが逆である。
【０１１１】
図２２（ｂ）のように、高周波信号は各層内で面的に拡がった状態で伝送される。そして、各層間のコイル素子同士は磁束の向きが逆であるので、層間で磁界が閉じ込められて、薄い層で低損失に信号伝搬が可能である。すなわち、磁界の閉じ込め性がよく、低損失で薄型化した平面状の高周波伝送路を実現できる。
【０１１２】
《第１８の実施形態》
以上に示した各実施形態の高周波伝送路の基本構造を備えて、高周波信号の伝送とともに所定の機能をもたせた高周波回路装置を構成してもよい。例えば、隣接するコイル同士の磁界の向きを個々に定めることで、３次元空間内に閉じ込め性の良い立体導波路を構成する。これにより、薄型でアイソレーション特性の良い分岐回路や交差線路（クロスケーブル）等が実現できる。
【０１１３】
以上の各本実施形態では、複数本のコイル直列線路を並行して配置するとともに、各コイル直列線路に同方向の高周波信号が流れたときに、互いに隣り合うコイル直列線路間に磁気障壁を形成するように各コイル直列線路のコイルが配置されている状態を示した。コイル直列線路に対して差動で動作するような各コイル直列線路の基準電位となるグランドもしくはツイストペア線については、本実施の形態の中では説明や図示をしていない。
【０１１４】
なお、複数のコイル素子の巻回軸は高周波信号の伝送方向に対して厳密に直交している必要はなく、前述の発明の効果が得られる程度に直交していればよい。この「直交」は実質的に直交である状態を含む概念である。また、複数のコイル直列線路は互いに厳密に平行に配置されている必要はなく、前述の発明の効果が得られる程度に平行に配置されていればよい。この「平行」は実質的に平行である状態を含む概念である。
【符号の説明】
【０１１５】
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…ポート
Ｌ１ｉ，Ｌ１ｊ，Ｌ２ｉ，Ｌ２ｊ，Ｌ１ｋ…コイル素子
Ｌ１１ｉ，Ｌ１１ｊ，Ｌ１２ｉ，Ｌ１２ｊ，Ｌ２１ｉ，Ｌ２１ｊ，Ｌ２１ｋ，Ｌ２２ｉ，Ｌ２２ｊ，Ｌ２２ｋ…コイル素子
Ｌ２１１ｉ，Ｌ２２１ｉ，Ｌ２１１ｊ，Ｌ２２１ｊ…コイル素子
ＭＷ…磁気障壁
ＭＷ１，ＭＷ２…磁気障壁
Ｐ１，Ｐ２…ポート
Ｐ３，Ｐ４…ポート
ＳＬ…コイル直列線路
ＳＬ１，ＳＬ２…コイル直列線路
ＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ２１，ＳＬ２２…コイル直列線路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備え、
前記複数のコイル素子は直列に接続されて、これら複数のコイル素子によってコイル直列線路が構成され、
前記コイル直列線路に高周波信号が流れた際に、前記巻回軸に沿った磁束の向きは、前記複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎または連続する複数のコイル素子毎に逆向きの磁束が生じるように、各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伝送路。
【請求項２】
前記コイル直列線路を複数備え、
前記複数のコイル直列線路は互いに平行に配置され、
前記複数のコイル直列線路のうちの互いに隣接する二つのコイル直列線路の、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子でそれぞれコイル素子対が構成され、
前記コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は一致し、
前記二つのコイル直列線路に高周波信号が流れた際に、前記コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められた、請求項１に記載の高周波伝送路。
【請求項３】
前記コイル直列線路を複数備え、
前記複数のコイル直列線路は互いに平行に配置され、
前記複数のコイル直列線路のうちの互いに隣接する二つのコイル直列線路の、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子でそれぞれコイル素子対が構成され、
前記コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は平行に離間し、
前記二つのコイル直列線路に高周波信号が流れた際に、前記コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って同じ向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められた、請求項１に記載の高周波伝送路。
【請求項４】
前記複数のコイル直列線路のコイル素子は、高周波信号の伝送方向およびこの伝送方向に対する直交方向に拡がる平面上に分布するように配置された、請求項２または３に記載の高周波伝送路。
【請求項５】
前記複数のコイル直列線路のコイル素子は、高周波信号の伝送方向およびこの伝送方向に対する直交方向に拡がる３次元上に分布するように配置された、請求項２または３に記載の高周波伝送路。
【請求項６】
前記複数のコイル直列線路の両端は入出力端であり、
前記複数のコイル直列線路はそれらの入出力端で並列接続された、請求項２〜５のいずれかに記載の高周波伝送路。
【請求項７】
前記コイル直列線路の第１端は第１ポート、第２端は第３ポートであり、
第２ポートと第４ポートとの間に信号経路を備え、
前記第１ポートおよび前記第２ポートを第１の入出力部、前記第３ポートおよび前記第４ポートを第２の入出力部とする、請求項１に記載の高周波伝送路。
【請求項８】
前記複数のコイル直列線路のうち、第１のコイル直列線路の第１端は第１ポート、第２端は第３ポートであり、第２のコイル直列線路の第１端は第２ポート、第２端は第４ポートであり、
前記第１ポートおよび前記第２ポートを第１の入出力部、前記第３ポートおよび前記第４ポートを第２の入出力部とする、請求項２〜６のいずれかに記載の高周波伝送路。
【請求項９】
前記第１ポート、前記第２ポート、前記第３ポートおよび前記第４ポートを基準電位から分離した、請求項７または８に記載の高周波伝送路。
【請求項１０】
前記第２ポートおよび前記第４ポートを基準電位に接続した、請求項７または８に記載の高周波伝送路。
【請求項１１】
高周波伝送路を備えた高周波回路装置において、
前記高周波伝送路は、
巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備え、
前記複数のコイル素子は直列に接続されて、これら複数のコイル素子によってコイル直列線路が構成され、
前記コイル直列線路に高周波信号が流れた際に、コイルの巻回軸に沿った磁束の向きは、前記複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎または連続する複数のコイル素子毎に逆向きの磁束が生じるように、各コイル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回路装置。
【請求項１】
巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備え、
前記複数のコイル素子は直列に接続されて、これら複数のコイル素子によってコイル直列線路が構成され、
前記コイル直列線路に高周波信号が流れた際に、前記巻回軸に沿った磁束の向きは、前記複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎または連続する複数のコイル素子毎に逆向きの磁束が生じるように、各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伝送路。
【請求項２】
前記コイル直列線路を複数備え、
前記複数のコイル直列線路は互いに平行に配置され、
前記複数のコイル直列線路のうちの互いに隣接する二つのコイル直列線路の、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子でそれぞれコイル素子対が構成され、
前記コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は一致し、
前記二つのコイル直列線路に高周波信号が流れた際に、前記コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って互いに逆向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められた、請求項１に記載の高周波伝送路。
【請求項３】
前記コイル直列線路を複数備え、
前記複数のコイル直列線路は互いに平行に配置され、
前記複数のコイル直列線路のうちの互いに隣接する二つのコイル直列線路の、高周波信号の伝送方向に対する直交方向に隣接するコイル素子でそれぞれコイル素子対が構成され、
前記コイル素子対を構成する二つのコイル素子の巻回軸は平行に離間し、
前記二つのコイル直列線路に高周波信号が流れた際に、前記コイル素子対を構成する二つのコイル素子に、巻回軸に沿って同じ向きの磁束が生じるように、各コイルの巻回方向および接続の向きが定められた、請求項１に記載の高周波伝送路。
【請求項４】
前記複数のコイル直列線路のコイル素子は、高周波信号の伝送方向およびこの伝送方向に対する直交方向に拡がる平面上に分布するように配置された、請求項２または３に記載の高周波伝送路。
【請求項５】
前記複数のコイル直列線路のコイル素子は、高周波信号の伝送方向およびこの伝送方向に対する直交方向に拡がる３次元上に分布するように配置された、請求項２または３に記載の高周波伝送路。
【請求項６】
前記複数のコイル直列線路の両端は入出力端であり、
前記複数のコイル直列線路はそれらの入出力端で並列接続された、請求項２〜５のいずれかに記載の高周波伝送路。
【請求項７】
前記コイル直列線路の第１端は第１ポート、第２端は第３ポートであり、
第２ポートと第４ポートとの間に信号経路を備え、
前記第１ポートおよび前記第２ポートを第１の入出力部、前記第３ポートおよび前記第４ポートを第２の入出力部とする、請求項１に記載の高周波伝送路。
【請求項８】
前記複数のコイル直列線路のうち、第１のコイル直列線路の第１端は第１ポート、第２端は第３ポートであり、第２のコイル直列線路の第１端は第２ポート、第２端は第４ポートであり、
前記第１ポートおよび前記第２ポートを第１の入出力部、前記第３ポートおよび前記第４ポートを第２の入出力部とする、請求項２〜６のいずれかに記載の高周波伝送路。
【請求項９】
前記第１ポート、前記第２ポート、前記第３ポートおよび前記第４ポートを基準電位から分離した、請求項７または８に記載の高周波伝送路。
【請求項１０】
前記第２ポートおよび前記第４ポートを基準電位に接続した、請求項７または８に記載の高周波伝送路。
【請求項１１】
高周波伝送路を備えた高周波回路装置において、
前記高周波伝送路は、
巻回軸が高周波信号の伝送方向に対して直交する複数のコイル素子を備え、
前記複数のコイル素子は直列に接続されて、これら複数のコイル素子によってコイル直列線路が構成され、
前記コイル直列線路に高周波信号が流れた際に、コイルの巻回軸に沿った磁束の向きは、前記複数のコイル素子の直列接続順で一つのコイル素子毎または連続する複数のコイル素子毎に逆向きの磁束が生じるように、各コイル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回路装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−２５７０９４（Ｐ２０１２−２５７０９４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９２３３（Ｐ２０１１−１２９２３３）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
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