专利名称：平衡－不平衡转换器元件、平衡滤波器元件及无线通信设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种进行不平衡-平衡信号转换的平衡-不平衡转换器元件、将平衡-不平衡转换器元件和滤波器一体化的平衡滤波器元件、以及内置了平衡-不平衡转换器元件和滤波器的无线通信设备，特别是涉及对小型化有效的平衡-不平衡转换器元件、平衡滤波器元件及无线通信设备。
背景技术：
无线通信设备由天线、滤波器、RF开关、功率放大器、RF-IC、平衡-不平衡转换器元件等各种高频元件构成。在此，天线和滤波器等谐振元件，处理以接地电位为基准的不平衡式信号，而进行高频信号的生成和处理的RF-IC则处理平衡式信号，因此，在连接两者时，使用起到不平衡-平衡转换器作用的平衡-不平衡转换器元件。
近年来，还提出了很多使平衡-不平衡转换器元件和滤波器一体化的平衡滤波器元件，并实现了无线通信设备的小型化。作为这种平衡滤波器元件，已知例如下述专利文献所公开的技术。
日本特开2003-087008号公报该专利文献1所公开的平衡滤波器元件，具有在电介质基板上实现用1/4波长的谐振器设计的滤波器和平衡-不平衡转换器元件的构造，使构成滤波器的电介质层和构成平衡-不平衡转换器元件的电介质层层叠并形成一体。
另外，在该文献中还公开了这样的构造为了适应RF-IC要求在DC成分上重叠的平衡信号的情况，而将DC电源层内置于平衡-不平衡转换器元件的内部。从而进一步实现小型化。在该文献中，作为该DC电源层的配置，提出了配置在该文献的图15、图25、图29所示的接地的外侧的构造、以及配置在图21所示的平衡-不平衡转换器元件的不平衡端子侧电极和接地电极之间的构造。
但是，在接地的外侧配置了DC电源层的构造中，会产生如下的制约由DC电源层和平衡侧谐振电极的连接性等原因而导致小型化不充分，在接地电极上必须有DC布线用的通孔等。
另外，在不平衡端子侧电极和接地电极之间配置的构造中，存在以下的在设计上不希望出现的问题在不平衡端子侧电极和DC电源层之间附加大的寄生电容，从而阻抗发生变化，从滤波器看到的平衡-不平衡转换器元件的阻抗减少，由此，阻抗匹配变得困难等。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种对确保不平衡-平衡转换特性和小型化有效的平衡-不平衡转换器元件、平衡滤波器元件及无线通信设备。
为了达到上述目的，本发明第1方案提供一种平衡-不平衡转换器元件，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，并且在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极；其特征在于使中间电极介于上述平衡侧谐振电极和靠近该平衡侧谐振电极一侧的接地电极之间。
通过形成上述中间电极，来缓和由上述一对接地电极、上述不平衡侧谐振电极和上述平衡侧谐振电极构成的带状线构造的谐振特性，因此，作为电介质基板的材料，可以使用高ε材料，例如具有ε80的材料，其结果是与由低ε材料形成的平衡-不平衡转换器元件相比，能进一步实现小型化。
通过层叠电介质而形成的现有的平衡-不平衡转换器元件的振荡特性灵敏，因此，不能由高ε材料形成，小型化存在一定的极限。在本发明中，通过形成中间电极，有意识地缓和作为现有课题的谐振特性，可以实现因使用高ε材料而带来的小型化。
在本发明中，在平衡侧谐振电极和接地电极间形成中间电极的理由如下例如，如上述专利文献1所述，当在不平衡侧形成中间电极时，对不平衡侧谐振电极附加大的寄生电容，从滤波器看到的阻抗发生变化，滤波器和平衡-不平衡转换器元件难以匹配。
在此，作为构成平衡-不平衡转换器元件的不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极，可以由如后述的实施方式所述的带状线型谐振器构成，也可以由LC型谐振器构成，但带状线型谐振器能显著地得到因形成中间电极而带来的谐振缓和效果。因此，最好由带状线型谐振器构成。另外，作为带状线型谐振器，已知有λ/2型和λ/4型这两种，本发明可用于任意一种情况。
另外，上述中间电极，最好是具有对上述平衡侧谐振电极的连接图形和对外部的连接图形，能通过该中间电极和平衡侧谐振电极，向RF-IC提供DC信号。通过这样的构造，只连接平衡-不平衡转换器元件和RF-IC就能构成DC供给方案，而不用在外部设置DC供给用电路。
另外，上述平衡侧谐振电极最好由一对谐振电极构成，上述中间电极最好配置在与该一对谐振电极的两者相对的位置上。通过这样地构成，能够确保两平衡端子间的平衡。
另外，上述中间电极，最好配置在与上述平衡侧谐振电极相比更靠近上述接地电极的位置上。通过这样地构成，能够防止对平衡侧谐振电极的干扰。
本发明的第2方案提供一种平衡滤波器元件，包括通过层叠多个电介质基板而形成的滤波器部和平衡-不平衡转换器部，该平衡-不平衡转换器部包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极，上述滤波器部连接在上述平衡-不平衡转换器部的不平衡侧谐振电极上；其特征在于使中间电极介于上述平衡侧谐振电极和靠近该平衡侧谐振电极一侧的接地电极之间。
这样，通过使中间电极介于与连接了滤波器部的不平衡侧谐振电极相反的一侧的平衡侧谐振电极和接地电极之间，能在抑制了从滤波器部看到的阻抗变化的状态下，得到平衡-不平衡转换器部的谐振缓和效果。
上述滤波器部和上述平衡-不平衡转换器部，最好由同一电介质材料形成，通过这样地构成，能去除伴随使用不同种类材料而带来的麻烦，例如，烧制时调整收缩差等。并且，能在滤波器部和平衡-不平衡转换器部这两者中使用高ε材料，因此，能够提供进一步小型化了的平衡滤波器元件。
本发明的第3方案提供一种无线通信设备，包括天线、平衡滤波器元件、以及RF-IC，该平衡滤波器元件包括通过层叠多个电介质基板而形成的滤波器部和平衡-不平衡转换器部，该平衡-不平衡转换器部，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极，上述滤波器部连接在上述平衡-不平衡转换器部的不平衡侧谐振电极上，上述平衡侧谐振电极连接在上述RF-IC上；其特征在于上述平衡滤波器元件，使中间电极介于上述平衡侧谐振电极和靠近该平衡侧谐振电极一侧的接地电极之间。
通过这样地构成，进一步小型化了的平衡滤波器元件，被内置于与RF-IC的连接部，因此，能够实现无线通信设备的小型化。
另外，最好是通过上述中间电极和上述平衡侧谐振电极，将DC信号提供给上述RF-IC。通过这样地构成，可以使DC供给功能与平衡滤波器元件一体化，成为适于无线通信设备的小型化的结构。
本发明的第4方案提供一种平衡-不平衡转换器元件或平衡滤波器元件，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极；其特征在于包括配置在上述平衡侧谐振电极和上述接地电极之间的中间电极，上述衡侧谐振电极由一对谐振电极构成，上述中间电极配置在与该一对谐振电极的两者相对的位置上。
通过这样地构成，能够在确保一对平衡侧谐振电极的平衡的状态下配置中间层。
本发明的第5方案提供一种平衡-不平衡转换器元件或平衡滤波器元件，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极；其特征在于包括配置在上述平衡侧谐振电极和上述接地电极之间的中间电极，上述中间电极配置在与上述平衡侧谐振电极相比更靠近上述接地电极的位置上。
通过这样地构成，能够防止平衡侧谐振电极和中间电极的干扰。
本发明的第6方案提供一种平衡-不平衡转换器元件或平衡滤波器元件，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极；其特征在于包括配置在上述不平衡侧谐振电极和上述接地电极之间的中间电极，上述中间电极配置在与上述不平衡侧谐振电极相比更靠近上述接地电极的位置上。
通过这样地构成，能够防止不平衡侧谐振电极和中间电极的干扰。
本发明的第7方案提供一种平衡滤波器元件，包括通过层叠多个电介质基板而形成的滤波器部和平衡-不平衡转换器部，该平衡-不平衡转换器部，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极，上述滤波器部连接在上述平衡-不平衡转换器部的不平衡侧谐振电极上；其特征在于上述平衡侧谐振电极由一对谐振电极构成，该各平衡侧谐振电极分别形成在不同的层上。
通过这样地构成，能够防止在连接滤波器部和平衡-不平衡转换器部时平衡侧的失衡，因此，能够实现插入损耗的降低。即，当存在滤波器部和平衡-不平衡转换器部的耦合电极时，由于寄生电容等的影响，平衡侧的相位失衡，因此，通过使平衡侧带状线的耦合距离不同，就能够保持平衡。
本发明的第8方案提供一种平衡-不平衡转换器元件或平衡滤波器元件，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极；其特征在于包括配置在上述不平衡侧谐振电极或上述平衡侧谐振电极中的任意一个和上述接地电极之间的中间电极，上述中间电极，形成得比上述接地电极大。
通过这样地构成，能够防止中间电极和外部电极的干扰。
本发明的第9方案提供一种平衡-不平衡转换器元件或平衡滤波器元件，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极；其特征在于包括配置在上述平衡侧谐振电极和上述接地电极之间的中间电极，以及配置在上述平衡侧谐振电极和上述中间电极之间的电感器电极。
在此，上述电感器电极，最好是包括对上述平衡侧谐振电极的连接图形和对外部的连接图形。通过这样地构成，能够通过电感器电极从外部供给DC，结果是能使不需要的峰值移位。
如上所述，根据本发明，就能够实现平衡-不平衡转换器元件、平衡滤波器元件及无线通信设备的小型化。
图1是表示本发明的平衡-不平衡转换器元件的特征的剖面图。
图2是表示图1所示的平衡侧谐振电极和中间电极的相对关系的平面图。
图3是表示图1所示的平衡侧谐振电极和中间电极的层叠方向的位置关系的剖面图。
图4是表示本发明的平衡滤波器元件的第1实施方式的剖面图。
图5是表示本发明的平衡滤波器元件的第2实施方式的剖面图。
图6是表示本发明的平衡滤波器元件的第3实施方式的剖面图。
图7是表示内置于本发明的无线通信设备中的RF前端部的结构的电路框图。
图8是表示图7所示的发送侧平衡-不平衡转换器元件Balun的等效电路的电路框图。
图9是表示图7所示的接收侧平衡-不平衡转换器元件Balun的等效电路的电路框图。
图10是表示本发明的平衡滤波器元件10的外观构造的立体图。
图11是表示图10所示的平衡滤波器元件的A-A′视图的剖面图。
图12是表示构成图10所示的平衡滤波器元件的各种电极的构造的第1平面图。
图13是表示构成图10所示的平衡滤波器元件的各种电极的构造的第2平面图。
图14是表示构成图10所示的平衡滤波器元件的各种电极的构造的第3平面图。
图15是表示图10所示的平衡滤波器元件的第1变形例的A-A′剖面视图。
图16是表示图10所示的平衡滤波器元件的第2变形例的A-A′剖面视图。
图17是表示构成图16所示的平衡滤波器元件的各种电极的构造的第1平面图。
图18是表示构成图16所示的平衡滤波器元件的各种电极的构造的第2平面图。
图19是表示图10所示的平衡滤波器元件的第3变形例的A-A′剖面视图。
图20是表示构成图19所示的平衡滤波器元件的各种电极的构造的第1平面图。
图21是表示构成图19所示的平衡滤波器元件的各种电极的构造的第2平面图。
图22是表示图12所示的构造的其它例子的平面图。
图23是表示图13所示的构造的其它例子的平面图。
图24是表示图14所示的构造的其它例子的平面图。
图25是表示图22～图24所示的构造的等效电路的电路图。
图26是表示图3的变形例的剖面图。
图27是表示图11的变形例的剖面图。
具体实施例方式
以下，参考附图详细说明本发明的平衡-不平衡转换器元件、平衡滤波器元件及无线通信设备的实施方式。并且，本发明不限于以下说明的实施方式，还可以进行适当的变更。
图1是表示本发明的平衡-不平衡转换器元件的特征的剖面图。如图1所示，本发明的平衡-不平衡转换器元件10，在一对接地电极400-1和400-2之间配置不平衡侧谐振电极210和平衡侧谐振电极212，由它们形成带状线构造。
图1所示的平衡-不平衡转换器元件，在该带状线构造中，在平衡侧谐振电极212和接地电极400-2之间配置中间电极220，以谋求缓和谐振特性。中间层如图1所示，最好形成得比平衡侧谐振电极212长，延伸至长边方向的全长地，预先形成在平衡侧谐振电极212和接地电极400-2之间。
不平衡侧谐振电极210，被连接在平衡-不平衡转换器元件10的不平衡端子ZUB上；平衡侧谐振电极212，被连接在平衡-不平衡转换器元件10的平衡端子ZBL上，这些ZUB和ZBL为平衡-不平衡转换器元件10的外部端子。
在将该平衡-不平衡转换器元件10内置于无线通信设备中时，滤波器被连接在平衡-不平衡转换器元件10的不平衡端子ZUB上，RF-IC被连接在平衡端子ZBL上。
图2是表示图1所示的平衡侧谐振电极和中间电极的相对关系的平面图。如图2所示，图1所示的平衡侧谐振电极212，由第1λ/4谐振电极212a和第2λ/4谐振电极212b构成，这些λ/4谐振电极，在电介质基板20上形成电极图形，该各λ/4谐振电极，被分别连接在平衡端子ZBLa和ZBLb上。
在此，图1所示的中间电极220，在与λ/4谐振电极212a、212b不同的电介质基板上形成，如图2的虚线所示，被配置在与λ/4谐振电极212a、212b两者相对的位置上。在图2所示的例子中，在将λ/4谐振电极212a、212b连接到平衡端子ZBLa和ZBLb的端部附近，看不到与中间电极220的重叠，但也可以采用放大中间电极220的面积，使之在该连接部附近也相对的构造。
另外，在图2所示的例子中，使平衡侧谐振电极212a和212b形成在同一电介质基板20上，但也可以采用将它们形成在不同的电介质基板上，通过调整各平衡侧谐振电极212a和212b与不平衡侧谐振电极或接地电极之间的距离，来调整平衡端子ZBLa和ZBLb的平衡的结构。
图3是表示图1所示的平衡侧谐振电极和中间电极的层叠方向的位置关系的剖面图。如图3所示，当设平衡侧谐振电极212和中间电极220之间的距离为A、中间电极220和接地电极400-2之间的距离为B时，最好是满足A＞B这样的位置关系，即，最好是中间电极220，被配置得与平衡侧谐振电极212相比更靠近接地电极400-2。通过这样地配置，能防止平衡侧谐振电极212和中间电极220的干扰。
最好是使不平衡侧谐振电极210和接地电极400-1之间的距离C大于等于平衡侧谐振电极212和中间电极220之间的距离A，即，C≥A。这样，通过较大地设置不平衡侧谐振电极210和接地电极400-1之间的距离C，能够在不平衡侧谐振电极210和平衡侧谐振电极212之间得到理想的耦合。
图4是表示本发明的平衡滤波器元件的第1实施方式的剖面图。图4所示的平衡滤波器元件12，是将平衡-不平衡转换器元件和滤波器形成为一体的元件，具有如下的构造层叠多个电介质基板，分别形成滤波器部100和平衡-不平衡转换器部200，并用连接部300将这些滤波器部100和平衡-不平衡转换器部200连接起来。
滤波器部100由λ/2型带状谐振器、λ/4型带状谐振器、LC型谐振器等构成，平衡-不平衡转换器部200与上述图1所述的构造相同，通过连接部300，滤波器部100被连接在不平衡侧谐振电极210上。连接部300可以由通路(via)构成，也可以由图形构成。另外，作为滤波器部100的结构，可以应用日本特开2002-111310所述的构造。
该平衡滤波器元件12，作为外部端子，包括成为对滤波器部100的输入输出端口的ZFLT，和成为对平衡-不平衡转换器部200的输入输出端口的ZBL，在将该平衡滤波器元件12内置于无线通信设备中时，在ZFLT端子上形成RF-SW、天线共用器(duplexer)等分波器，在ZBL端子上连接RF-IC。
图5是表示本发明的平衡滤波器元件的第2实施方式的剖面图。图5所示的平衡滤波器元件12，是并列设置滤波器部100和平衡-不平衡转换器部200，并用图形型的连接部300将它们连接起来的例子。其余部分与图4所示的实施方式相同。并且，如图5所示，连接部300，最好是构成为延长不平衡侧谐振电极210而形成，从而无需设置连接用的多余的层。
图6是表示本发明的平衡滤波器元件的第3实施方式的剖面图。图6所示的平衡滤波器元件12，是表示垂直于安装面22地配置了构成平衡-不平衡部200的各种电极的构造，即，构成平衡-不平衡部200的电介质基板的层叠方向平行于安装面22地安装的实施方式的例子。在这样构成的情况下，如图6所示，平衡滤波器12的外部端子ZFLT和ZBL，最好是向安装面22延伸设置，并使平衡滤波器元件12的底面露出来而形成。其它部分与图4所示的实施方式相同。
图7是表示内置于本发明的无线通信设备的RF前端部的结构的电路框图。图7所示的无线通信电路14，是在发送路径TX和接收路径RX两者中内置平衡-不平衡转换器元件，并向配置在发送路径TX侧的平衡-不平衡转换器元件提供DC电源的例子。
如图7所示，无线通信电路14，包括进行电波的发送接收的天线ANT、进行发送路径TX和接收路径RX的切换的高频开关RF-SW、对发送路径TX的信号进行放大的功率放大器PA、对接收路径RX的信号进行放大的低噪声放大器LNA、分别配置在发送路径TX和接收路径RX上的带通滤波器BPF和平衡-不平衡转换器元件Balun、以及进行高频信号的生成和处理的集成电路RF-IC。并且，由从集成电路RF-IC的控制端口CONT输出的信号，进行发送路径TX和接收路径RX的切换。
天线ANT接收到的信号，经由高频开关RF-SW、低噪声放大器LNA和带通滤波器BPF，用以接地电位为基准的不平衡信号的形式，被输入到平衡-不平衡转换器元件Balun，该不平衡信号由接收用的平衡-不平衡转换器元件Balun，被转换为具有180°相位差的平衡信号，并输入到集成电路RF-IC的接收端口RX。
另一方面，集成电路RF-IC所生成的发送信号，以平衡信号的形式从发送端口TX输入到发送用的平衡-不平衡转换器元件Balun，通过该平衡-不平衡转换器元件Balun，在平衡端子施加了DC偏压的状态下，将平衡信号转换为不平衡信号，并经由带通滤波器BPF、功率放大器PA和高频开关RF-SW，从天线发射出去。
在此，在图7中内置的平衡-不平衡转换器元件Balun，也可以由图1～图3所示的构造构成，另外，带通滤波器BPF和平衡-不平衡转换器元件Balun，也可以由图4～图6所示的构造进行一体化，并构成为平衡滤波器元件。此时，对于提供DC信号的平衡-不平衡转换器元件Balun，最好是将图1所示的中间电极220用于DC供给。
对由图1～图6说明的滤波器的输入输出端子ZFLT、平衡-不平转换器元件的不平衡端子ZUB、平衡端子ZBL，被分别配置在图7中用符号表示的位置上。
另外，在图7所示的例子中，说明了对配置在发送路径TX上的平衡-不平衡转换器元件施加DC信号的结构，但也可以采用按照无线通信电路的规格，在接收路径RX侧施加DC信号的结构，另外，还可以采用在发送和接受的任何路径上都不施加DC信号的结构。
图8是表示图7所示的发送侧平衡-不平衡转换器元件Balun的等效电路的电路框图。如图8所示，提供DC信号的发送侧平衡-不平衡转换器元件Balun，包括构成不平衡侧的谐振电极的带状线谐振器SL1a及SL1b、构成平衡侧的谐振电极的带状线谐振器SL2a及SL2b、以及交流信号的旁路用电容器C1及C2，通过不平衡端子ZUB在不平衡端子侧与带通滤波器BPF连接，通过平衡端子ZBLa及ZBLb在平衡端子侧与集成电路RF-IC连接。在此，交流信号的旁路用电容器C1和C2，由在上述中间电极220和接地电极400-2之间产生的电容耦合提供。
图9是表示图7所示的接收侧平衡-不平衡转换器元件Balun的等效电路的电路框图。如图9所示，该接收侧平衡-不平衡转换器元件，具有从图8所示的发送侧平衡-不平衡转换器元件中省略了DC供给部分的结构，具有平衡-不平衡转换器元件的特性调整用电容器C3，以代替发送侧平衡-不平衡转换器元件的交流信号的旁路用电容器C1和C2。该电容器C3，由在上述中间电极220和接地电极400-2之间产生的电容耦合提供。
图10是表示本发明的平衡滤波器元件10的外观构造的立体图。如图10所示，该平衡滤波器元件12，具有图7所示的带通滤波器BPF和平衡-不平衡转换器元件Balun成为一体的构造，作为外部端子电极，具有不平衡端子510、平衡端子512a和512b、DC端子514、以及接地端子516a和516b。
图11是表示图10所示的平衡滤波器元件的A-A′视图的剖面图。如图11所示，该平衡滤波器元件，具有滤波器部100和平衡-不平衡转换器部200在层叠方向上分成2个区域并成为一体的构造，介于滤波器部100和平衡-不平衡转换器部200之间的接地电极400-3起到它们的干扰防止层的作用。
滤波器部100，具有谐振电极116a、116b配置在接地电极400-1、400-3之间的带状谐振构造，以该谐振电极116a、116b为中心，在它们的层叠方向两侧配置调整谐振电极116a和116b的耦合度的耦合电极114-1、114-2。
另外，在其外侧配置提供使谐振电极116a、116b的自由端折回的构造的振荡折回电极112-1a、112-1b、112-2a、112-2b，各谐振电极和各谐振折回电极，通过谐振器折回通路112a、112b相互连接。
另外，在各谐振折回电极的外侧，连接在接地电极516a上的波长缩短电极110-1a、110-1b、110-2a、110-2b，以与各谐振折回电极相对的形式配置。
谐振电极116a，通过滤波器输入输出电极118a被连接到图10所示的不平衡端子510；谐振电极116b，通过滤波器输入输出电极118b和连接部300被连接到平衡-不平衡转换器部200的不平衡侧谐振电极210。
连接部300由连接通路310-1、连接图形312、连接通路310-2构成，通过图11所示的配置，连接滤波器部100和平衡-不平衡转换器部200。在此，在接地电极400-3上，设置用于贯穿连接通路310-2的通孔。
平衡-不平衡转换器部200，具有在接地电极400-3和400-2之间配置了彼此相对配置的不平衡侧谐振电极210和平衡侧谐振电极212的带状谐振构造，并在平衡侧谐振电极212和接地电极400-2之间配置中间电极220。
中间电极220，通过输入输出电极222连接到图10的DC端子514，并且，通过连接通路224连接到平衡端子侧谐振电极212。该中间电极220，随着在平衡端子侧谐振电极212和接地电极400-2之间产生的电容耦合，起到DC供给层的作用。另外，如图11所示，中间电极220最好是配置在与平衡端子侧谐振电极212相比更靠近接地电极400-2的位置上。
平衡端子侧谐振电极212连接在图10所示的不平衡端子512a、512b上，接地电极400-1、400-2、400-3连接在图10所示的接地端子516a、516b上。
图12是表示构成图10所示的平衡滤波器元件的各种电极的构造的第1平面图。如图12所示，该平衡滤波器元件，通过层叠形成了各种电极图形的多个电介质基板而构成。在此，最好由同一材料构成各电介质基板，特别是在谋求小型化的情况下，该各电介质基板最好用高ε材料形成。以下，从上层开始依次说明在各电介质基板上形成的各电极的特征。
电介质层20-1是成为图10所示的平衡滤波器元件的顶面的层，在其表面，作为外部电极以图12所示的配置形成外部端子510、512a、512b、514、516a、516b。
在电介质层20-2上，以图12所示的形状形成接地电极400-1，以下，同样地，在电介质层20-3上形成波长缩短电极110-1a、110-1b，在电介质层20-4上形成谐振折回电极112-1a、112-1b，在电介质层20-5上形成耦合电极114-1和谐振器折回通路122-1a、122-1b，在电介质层20-6上形成谐振电极116a、116b和滤波器输入输出电极118a、118b。
在电介质层20-2上形成的接地电极400-1，以该电极的上下两端部连接在图10所示的接地端子516a、516b上，在电介质层20-3上形成的波长缩短电极110-1a、110-1b，以该电极的上侧端部连接在图10所示的接地端子516a、516b上，在电介质层20-6上形成的谐振电极116a、116b，以该电极的下侧端部连接在图10所示的接地端子516a、516b上。
在电介质层20-4上形成的谐振折回电极112-1a、112-1b，通过连接通路112-1a、112-1b，被连接到在电介质层20-6上形成的谐振电极116a、116b的自由端侧，谐振电极116a，通过滤波器输入输出电极118a被连接到图10所示的不平衡端子510。
以下，用虚线表示连接各层的通路的路径，用黑点表示通路的连接点。用虚线表示的通路的路径，也可以是用未图示的多个电介质层来调整通路长度的结构。
图13是表示构成图10所示的平衡滤波器元件的各种电极的构造的第2平面图。如图13所示，在电介质层20-7上形成耦合电极114-2，在电介质层20-8上形成谐振折回电极122-2a、122-2b，在电介质层20-9上形成波长缩短电极110-2a、110-2b，在电介质层20-10上形成连接图形312，在电介质层20-11上形成连接通路310-2，在电介质层20-12上形成接地电极400-3。
在电介质层20-9上形成的波长缩短电极110-2a、110-2b，以该电极的上侧端部连接在图10所示的接地端子516a、516b上，在电介质层20-12上形成的接地电极400-3，以该电极的上下两端部连接在图10所示的接地端子516a、516b上，在该接地电极400-3上设置用于贯穿连接通路310-2的通孔。
在此，在电介质层20-7、20-8上形成的各电极，通过谐振器折回通路122-2a、122-2b连接到在图12的电介质层20-6上形成的谐振电极116a、116b。
另外，在电介质层20-10上形成的连接图形312，通过连接通路310-1连接到在图12的电介质层20-6上形成的滤波器输入输出电极118b。
图14是表示构成图10所示的平衡滤波器元件的各种电极的构造的第3平面图。如图14所示，在电介质层20-13上形成不平衡侧谐振电极210a、210b，在电介质层20-14上形成平衡侧谐振电极212a、212b，在电介质层20-15上形成连接通路224a、224b，在电介质层20-16上形成中间电极220和输入输出电极222，在电介质层20-17上形成接地电极400-2，在电介质层20-18上，外部端子510、512a、512b、514、516a、516b成为外部电极。并且，电介质层20-18，是从底面观察图10所示的平衡滤波器元件时的平面图。
在此，在电介质层20-13上形成的不平衡侧谐振电极210a、210b，在不平衡电极的端部211a侧，通过连接通路310-2，连接到在图13的电介质层20-10上形成的连接图形312。
在电介质层20-14上形成的平衡侧谐振电极212a、212b，从平衡电极的端部213a1、213b1，通过连接通路224a、224b，连接到在电介质层20-16上形成的中间层220，并且，从平衡电极的端部213a2、213b2，连接到图10所示的平衡端子512a、512b。
在电介质层20-16上形成的中间电极220，通过输入输出电极222，连接到图10所示的DC端子514，在电介质层20-17上形成的接地电极400-2，以该电极的上下两端部连接到图10所示的接地端子516a、516b上。
图15是表示图10所示的平衡滤波器元件的第1变形例的A-A′剖面视图。该平衡滤波器元件，是与图11的构造相比，使构成滤波器部100的谐振电极116a、116b错开不平衡端子512侧而配置，并省略了连接图形312时的例子。在该结构中，连接部300仅由连接通路310构成，通过该连接通路310，使滤波器输入输出电极118b和不平衡侧谐振电极210相互连接。其它部分与图11相同。
图16是表示图10所示的平衡滤波器元件的第2变形例的A-A′剖面视图。该平衡滤波器元件，是将图11的谐振电极从2极扩展为3极时的例子。
如图16所示，在该例子中，设置3个谐振电极116a、116b、116c，分别配置在该各谐振电极的上下的耦合电极114-1、114-2，谐振折回电极112-1a、112-1b、112-1c、112-2a、112-2b、112-1c以及波长缩短电极110-1a、110-1b、110-1c、110-2a、110-2b、110-2c。在谐振电极116b和116c之间设置连接部300。其它部分与图11相同。另外，连接部300也可以配置在谐振电极116a和116b之间，还可以设置在谐振电极116a或116c的外侧。
图17是表示构成图16所示的平衡滤波器元件的各种电极的构造的第1平面图。图18是第2平面图。这些图是从图12～图14所示的平面图中，抽取并显示成为图16所示的平衡滤波器元件的特征的层的图。
如图17和图18所示，在将平衡滤波器元件从2极扩展为3极时，分别将在电介质层20-3、20-4、20-6、20-8、20-9上形成的波长缩短电极、谐振折回电极、谐振电极分设为a、b、c3极，通过在电介质层20-5上形成的耦合电极114-1，使谐振电极116a和116b耦合，并通过在电介质层20-7上形成的耦合电极114-2，使谐振电极116b和116c耦合，用3个谐振器折回通路122-1a、122-1b、122-1c，将谐振电极和谐振折回电极连接起来。
滤波器部和平衡-不平衡转换器部的连接，通过经由连接通路310-1、310-2，连接在电介质层20-6上形成的滤波器输入输出118b的前端，和在电介质层20-13上形成的不平衡侧谐振电极的端部211a来提供。其它部分与图12～图14相同。
图19是表示图10所示的平衡滤波器元件的第3变形例的A-A′剖面视图。该平衡滤波器元件，具有并列设置了滤波器部100和平衡-不平衡转换器部200的构造。
这样，在并列设置滤波器部100和平衡-不平衡转换器部200的情况下，在不平衡端子510侧配置滤波器部100，并在平衡端子512侧配置平衡-不平衡转换器部200，用连接通路310连接滤波器输入输出电极118b和平衡-不平衡转换器部200的不平衡侧谐振电极210。
在此，接地电极400-1和400-2，由滤波器部100和平衡-不平衡转换器部200公用，并分别构成带状谐振构造，中间层220，在与滤波器部100和平衡-不平衡转换器部200这两者相对的状态下配置。其它部分与图11相同。
图20是表示构成图19所示的平衡滤波器元件的各种电极的构造的第1平面图，图21是第2平面图。如这些图所示，基本的层构造与图12～图14相同，但本变形例具有如下构造形成了滤波器部的谐振电极116a、116b的电介质层30-6，配置在形成了平衡-不平衡转换器部的不平衡侧谐振电极210a、210b的电介质层30-3，和形成了平衡侧谐振电极212a、212b的电介质层30-7之间。
在电介质层30-3上形成的不平衡侧谐振电极210a、210b的端部211a，和在电介质层30-6上形成的滤波器输入输出电极118b，通过连接通路310连接，并且，在电介质层30-7上形成的平衡侧谐振电极212a、212b的与端部213a、213b相反的一侧的前端，和在电介质层30-9上形成的中间层220，通过连接通路224a、224b连接。
图22～图24是表示图12～图14所示的构造的其它例子的平面图。如这些平面图所示，本发明的实施方式可以进行适当变更，例如，如图22所示，还可以使滤波器输入输出电极118b的前端弯折，并向上层设置通路。
另外，如图24所示，还可以使不平衡侧谐振电极210a、210b和平衡侧谐振电极212a、212b的形状与图14不同，另外，还可以使电感器电极221介于该各平衡侧谐振电极和中间电极220之间，使该电感器电极221和DC端子514连接，从而成为经由电感器进行DC供给的结构，而不是如图14所示从中间电极220提供DC。
另外，也可以是如下结构通过使中间电极220的面积形成得比接地电极400-2的面积大，即，通过使接地电极400-2的面积形成得比中间电极220的面积小，来避免与外部端子的干扰。
图25是表示图22～图24所示的构造的等效电路的电路图。如图25所示，图24所示的电感器电极221，与将电感L插入DC供给线路的电路等效，由该电感L和电容C1、C2形成滤波器电路，可以除去不必要的信号，或使不要的峰值的频率移位。
图26是表示图3的变形例的剖面图。如图26所示，也可以在不平衡端子侧配置中间电极，此时，当设不平衡侧谐振电极210和中间电极220的距离为A，中间电极220和接地电极400-1的距离为B时，最好是A＞B这样的位置关系，即，中间电极220，最好是配置成与不平衡侧谐振电极210相比更靠近接地电极400-1。通过这样地配置，可以防止不平衡侧谐振电极210和中间电极220的干扰。
图27是表示图11的变形例的剖面图。如图27所示，也可以是如下的结构在不同的层上分别形成平衡侧谐振电极212a和212b，以使对不平衡侧谐振电极210的耦合距离不同。通过这样地构成，可以进行平衡侧谐振电极212a和212b的平衡调整，还能得到插入损耗低的最佳结构。
(工业可利用性)根据本发明，能实现平衡-不平衡转换器元件和平衡滤波器元件的小型化，因此，可以期待应用到进一步要求小型化的无线通信设备。
权利要求
1.一种平衡-不平衡转换器元件，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极；其特征在于使中间电极介于上述平衡侧谐振电极和靠近该平衡侧谐振电极一侧的接地电极之间。
2.根据权利要求1所述的平衡-不平衡转换器元件，其特征在于上述中间电极，包括对上述平衡侧谐振电极的连接图形，和对外部的连接图形。
3.根据权利要求1所述的平衡-不平衡转换器元件，其特征在于通过形成上述中间电极，来缓和由上述一对接地电极、上述不平衡侧谐振电极和上述平衡侧谐振电极构成的带状线构造的谐振特性。
4.根据权利要求1所述的平衡-不平衡转换器元件，其特征在于上述平衡侧谐振电极由一对谐振电极构成，上述中间电极配置在与该一对谐振电极的两者相对的位置上。
5.根据权利要求1所述的平衡-不平衡转换器元件，其特征在于上述中间电极，配置在与上述平衡侧谐振电极相比更靠近上述接地电极的位置上。
6.一种平衡滤波器元件，包括通过层叠多个电介质基板而形成的滤波器部和平衡-不平衡转换器部，该平衡-不平衡转换器部包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极，上述滤波器部连接在上述平衡-不平衡转换器部的不平衡侧谐振电极上；其特征在于使中间电极介于上述平衡侧谐振电极和靠近该平衡侧谐振电极一侧的接地电极之间。
7.根据权利要求6所述的平衡滤波器元件，其特征在于上述滤波器部和上述平衡-不平衡转换器部，由同一电介质材料形成。
8.根据权利要求6所述的平衡滤波器元件，其特征在于上述中间电极，包括对上述平衡侧谐振电极的连接图形，和对外部的连接图形。
9.一种无线通信设备，包括天线、平衡滤波器元件、以及RF-IC，该平衡滤波器元件，包括通过层叠多个电介质基板而形成的滤波器部和平衡-不平衡转换器部，该平衡-不平衡转换器部，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极，上述滤波器部，连接在上述平衡-不平衡转换器部的不平衡侧谐振电极上，上述平衡侧谐振电极连接在上述RF-IC上；其特征在于上述平衡滤波器元件，使中间电极介于上述平衡侧谐振电极和靠近该平衡侧谐振电极一侧的接地电极之间。
10.根据权利要求9所述的无线通信设备，其特征在于通过上述中间电极和上述平衡侧谐振电极，将DC信号提供给上述RF-IC。
11.一种平衡-不平衡转换器元件，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极；其特征在于包括配置在上述平衡侧谐振电极和上述接地电极之间的中间电极，上述平衡侧谐振电极由一对谐振电极构成，上述中间电极配置在与该一对谐振电极的两者相对的位置上。
12.一种平衡滤波器元件，包括通过层叠多个电介质基板而形成的滤波器部和平衡-不平衡转换器部，该平衡-不平衡转换器部，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极，上述滤波器部，连接在上述平衡-不平衡转换器部的不平衡侧谐振电极上；其特征在于包括配置在上述平衡侧谐振电极和上述接地电极之间的中间电极，上述平衡侧谐振电极由一对谐振电极构成，上述中间电极配置在与该一对谐振电极的两者相对的位置上。
13.一种平衡-不平衡转换器元件，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极；其特征在于包括配置在上述平衡侧谐振电极和上述接地电极之间的中间电极，上述中间电极，配置在与上述平衡侧谐振电极相比更靠近上述接地电极的位置上。
14.一种平衡滤波器元件，包括通过层叠多个电介质基板而形成的滤波器部和平衡-不平衡转换器部，该平衡-不平衡转换器部，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极，上述滤波器部，连接在上述平衡-不平衡转换器部的不平衡侧谐振电极上；其特征在于包括配置在上述平衡侧谐振电极和上述接地电极之间的中间电极，上述中间电极，配置在与上述平衡侧谐振电极相比更靠近上述接地电极的位置上。
15.一种平衡-不平衡转换器元件，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极；其特征在于包括配置在上述不平衡侧谐振电极和上述接地电极之间的中间电极，上述中间电极，配置在与上述不平衡侧谐振电极相比更靠近上述接地电极的位置上。
16.一种平衡滤波器元件，包括通过层叠多个电介质基板而形成的滤波器部和平衡-不平衡转换器部，该平衡-不平衡转换器部，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极，上述滤波器部，连接在上述平衡-不平衡转换器部的不平衡侧谐振电极上；其特征在于包括配置在上述不平衡侧谐振电极和上述接地电极之间的中间电极，上述中间电极，配置在与上述不平衡侧谐振电极相比更靠近上述接地电极的位置上。
17.一种平衡滤波器元件，包括通过层叠多个电介质基板而形成的滤波器部和平衡-不平衡转换器部，该平衡-不平衡转换器部，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极，上述滤波器部，连接在上述平衡-不平衡转换器部的不平衡侧谐振电极上；其特征在于上述平衡侧谐振电极由一对谐振电极构成，该各平衡侧谐振电极分别形成在不同的层上。
18.一种平衡-不平衡转换器元件，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极；其特征在于包括配置在上述不平衡侧谐振电极或上述平衡侧谐振电极中的任意一个和上述接地电极之间的中间电极，上述中间电极，形成得比上述接地电极大。
19.一种平衡滤波器元件，包括通过层叠多个电介质基板而形成的滤波器部和平衡-不平衡转换器部，该平衡-不平衡转换器部，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极，上述滤波器部，连接在上述平衡-不平衡转换器部的不平衡侧谐振电极上；其特征在于包括配置在上述不平衡侧谐振电极或上述平衡侧谐振电极中的任意一个和上述接地电极之间的中间电极，上述中间电极，形成得比上述接地电极大。
20.一种平衡-不平衡转换器元件，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极；其特征在于，包括配置在上述平衡侧谐振电极和上述接地电极之间的中间电极；以及配置在上述平衡侧谐振电极和上述中间电极之间的电感器电极。
21.根据权利要求20所述的平衡-不平衡转换器元件，其特征在于上述电感器电极，包括对上述平衡侧谐振电极的连接图形和对外部的连接图形。
22.一种平衡滤波器元件，包括通过层叠多个电介质基板而形成的滤波器部和平衡-不平衡转换器部，该平衡-不平衡转换器部，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极，上述滤波器部，连接在上述平衡-不平衡转换器部的不平衡侧谐振电极上；其特征在于，包括配置在上述平衡侧谐振电极和上述接地电极之间的中间电极；以及配置在上述平衡侧谐振电极和上述中间电极之间的电感器电极。
23.根据权利要求22所述的平衡滤波器元件，其特征在于上述电感器电极，包括对上述平衡侧谐振电极的连接图形和对外部的连接图形。
24.一种无线通信设备，包括天线、平衡滤波器元件、以及RF-IC，该平衡滤波器元件，包括通过层叠多个电介质基板而形成的滤波器部和平衡-不平衡转换器部，该平衡-不平衡转换器部，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极，上述滤波器部，连接在上述平衡-不平衡转换器部的不平衡侧谐振电极上，上述平衡侧谐振电极连接在上述RF-IC上；其特征在于上述平衡滤波器元件包括配置在上述平衡侧谐振电极和上述接地电极之间的中间电极；以及配置在上述平衡侧谐振电极和上述中间电极之间的电感器电极。
25.根据权利要求24所述的无线通信设备，其特征在于通过上述电感器电极和上述平衡侧谐振电极，将DC信号提供给上述RF-IC。
全文摘要
本发明提供一种平衡－不平衡转换器元件、平衡滤波器元件及无线通信设备，使中间电极(220)介于平衡侧谐振电极(212)和接地电极(400－2)之间。更具体地说，该平衡－不平衡转换器元件，包括形成了一对接地电极的电介质层、形成了不平衡侧谐振电极的电介质层、以及形成了平衡侧谐振电极的电介质层，在上述一对接地电极间层叠配置了上述不平衡侧谐振电极和平衡侧谐振电极；使中间电极介于上述平衡侧谐振电极和靠近该平衡侧谐振电极一侧的接地电极之间。
文档编号H01P5/10GK1655394SQ20051000182
公开日2005年8月17日 申请日期2005年1月13日 优先权日2004年2月9日
发明者安田寿博, 杉山伸一 申请人:太阳诱电株式会社