阻抗转换电路以及无线通信装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于天线装置等的阻抗转换电路以及无线通信装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，用于移动电话的频带范围非常广，例如要求支持五频的手机终端能支持 低频带（例如824~960MHz)以及高频带（例如1710~2170MHz)。因此，为了在一个天 线中支持低频带与高频带，天线根据频带来分配不同的工作模式。一般而言，设计为在基波 模式下支持低频带，而在高次谐波模式下支持高频带。此外，天线的输入阻抗因其模式（谐 振点）的不同而不同。移动电话终端用的天线例如在低频带下为8D左右，在高频带下为 15Q左右。
[0003] 由此，若为了根据频带使输入阻抗不同的天线与供电电路匹配而使用由变压器构 成的匹配电路，则在变压器的变压比恒定的情况下，如果在其中一个频带下匹配成功，则另 一个频带下匹配失败。因此，需要根据频带的不同阻抗转换比不同的匹配电路。例如专利 文献1中，公开了一种阻抗匹配电路，其通过在由变压器构成的阻抗转换电路中添加电抗 元件，从而产生频率特性（具有频率依赖性）。
[0004] 然而，可以说在所希望的频带内进行阻抗匹配且具有频率特性的变压器中，天线 端口侧的阻抗等同于各个频率下的天线阻抗。在使变压器的天线端口侧的阻抗与低频带及 高频带下的天线阻抗相匹配时，在假定实际的结构下所能获得的耦合系数的情况下，用于 进行耦合的初级线圈的电感L1及次级线圈的电感L2的组合被限定为两种。此外，L1与L2 的值为数nH，非常小，由于以下原因使得成为难以获得高耦合系数的结构。
[0005] 在使2nH左右的线圈进行耦合时，无法确保充足的线圈卷绕匝数（磁通不集中）。
[0006] 变压器的输入输出电感占整体的比例变大，耦合系数的实际值变小。 现有技术文献 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本专利特开2012-191596号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0008] 为了利用较小的线圈来获得规定（较大）的耦合系数，将初级线圈与次级线圈的 形状配置成相同形状（近乎于全等的形状）并使其互相重叠是较为有效的。
[0009] 然而，若将初级线圈与次级线圈的形状配置成相同形状，则对于初级线圈与次级 线圈均非常难获得所希望的电感值。
[0010] 因此，本发明的目的在于提供一种阻抗转换电路以及具备该阻抗转换电路的无线 通信装置，该阻抗转换电路能利用较小的线圈来获得规定（较大）的耦合系数，并能获得规 定的阻抗转换比。 解决技术问题的技术方案
[0011] (1)本发明的阻抗转换电路在层叠多个基材层而构成的层叠坯体中设有进行变压 器耦合的第一线圈元件（L1)及第二线圈元件（L2)， 第一线圈元件（L1)由设置于所述层叠坯体的不同层的第一环状导体（LP1)及第二环 状导体（LP2)构成， 第二线圈元件（L2)由设置于所述层叠坯体的不同层的第三环状导体（LP3)及第四环 状导体（LP4)构成， 从层叠方向俯视时，第一环状导体（LP1)、第二环状导体（LP2)、第三环状导体（LP3) 及第四环状导体（LP4)大致呈相同形状（几乎相同的形状）（几乎在相同环形上卷绕的图 案）， 第一环状导体（LP1)及第二环状导体（LP2)在层方向上夹持于第三环状导体（LP3)与 第四环状导体（LP4)之间。 第一环状导体（LP1)及第二环状导体（LP2)中的至少一部分（L1B、L1C)并联连接。
[0012] 通过上述结构，由于第一环状导体（L1A、L1B)及第二环状导体（L1C、L1D)在层方 向上相邻配置，因此第一线圈元件L1的自感大于第二线圈元件L2。另外，通过将上述第一 环状导体（LP1)及第二环状导体（LP2)的至少一部分（L1B、L1C)并联连接，从而第一线圈 元件L1与第二线圈元件L2形状几乎相同，且具有不同的电感值。此外，第一线圈元件的环 状导体与第二线圈元件的环状导体在层方向上相接近且通过互感来进行耦合，因此能够在 第一线圈元件与第二线圈元件之间获得足够的耦合系数。
[0013] (2)优选为，利用所述第一环状导体（LP1)的一部分（L1B)及所述第二环状导体 (LP2)的一部分（L1C)来构成并联电路，或利用所述第一环状导体（LP1)的一部分（L1B)及 整个所述第二环状导体（LP2)来构成并联电路，并分别将所述第一环状导体（LP1)的剩余 部分（L1A)及所述第二环状导体（LP2)的剩余部分（L1D)与所述并联电路串联连接。
[0014] 通过上述结构，第一环状导体及第二环状导体的剩余部分也有助于第一线圈元 件的自感及与第二线圈元件之间的互感，因此能在实现小型化的同时，易于获得所希望的 (较大的）耦合系数及规定的阻抗转换比。
[0015] (3)优选为，在形成所述第一环状导体（LP1)或所述第二环状导体（LP2)的层上形 成与所述第三环状导体（LP3)或所述第四环状导体（LP4)串联连接的导体图案（L2C)。通 过该结构能增加第二线圈元件的匝数及电感，并能扩大阻抗转换比的设定幅度。
[0016] (4)优选为，所述第三环状导体（LP3)及所述第四环状导体（LP4)串联连接。通过 该结构，能够减小第一线圈元件的匝数及电感，并能增大第二线圈元件的匝数及电感，获得 较大的阻抗转换比。
[0017] (5)优选为，所述第一环状导体（LP1)、第二环状导体（LP2)、第三环状导体（LP3) 及第四环状导体（LP4)分别在每一层上形成为大致一匝的环状。通过该结构能使得第一环 状导体~第四环状导体的面方向的走线及层方向的连接变得简洁，从而并非有助于耦合的 导体图案变少，能易于小型化。
[0018] (6)所述第一环状导体、第二环状导体、第三环状导体或第四环状导体中的至少某 个也可以在多个基材层的整面上形成多匝环。通过该结构能获得第一线圈元件及第二线圈 元件的所希望的电感，而不会增大层叠体的面积。
[0019] (7)所述第一环状导体、第二环状导体、第三环状导体或第四环状导体中的至少某 个也可以形成于多个基材层，且将其并联连接。通过该结构能减小直流电阻OCR)，降低电 阻损耗。
[0020] (8)由所述第一环状导体及所述第二环状导体构成的组也可以层叠多组。通过该 结构能够以更高的自由度来设定第一线圈元件及第二线圈元件的电感值。
[0021] (9)优选为，具备：与所述第一线圈元件（L1)的第一端相连的供电端口、与所述第 一线圈元件（L1)的第二端及所述第二线圈元件（L2)的第一端相连的天线端口、以及与所 述第二线圈元件（L2)的第二端相连的接地端口。
[0022] 通过上述结构，易于在使用阻抗比供电电路的阻抗要低的天线元件时，进行阻抗 匹配。另外，由于在天线端口上生成串联的等效的负电感，因此该负电感分量与天线元件本 身所具有的电感分量相抵消，在外观上，天线元件的电感分量变小。也就是说，由于天线元 件的有效感应性电抗分量变小，易于在整个宽频带下进行阻抗匹配。
[0023] (10)本发明的无线通信装置具有无线通信电路，在该无线通信电路上具备上述 (1)~（9)中任一项所记载的阻抗转换电路。 发明效果
[0024] 根据本发明，第一线圈元件的自感大于第二线圈元件。另外，第一线圈元件与第二 线圈元件的形状几乎相同，并且具有不同的电感值。此外，第一线圈元件的环状导体与第二 线状元件的环状导体在层方向上相接近且通过互感来进行耦合，因此能够在第一线圈元件 与第二线圈元件之间获得足够的耦合系数。由此，利用较小的线圈也能获得规定的（较大 的）耦合系数，并能获得规定阻抗转换比的阻抗转换电路。
【附图说明】
[0025] 图1 (A)是具备实施方式1的阻抗转换电路25的天线装置101的电路图，图1 (B) 是其等效电路图。 图2(A)是阻抗转换电路25的电路图，图2(B)是其等效电路图。 图3(A)是在史密斯图上表示因图2(B)所示的并联连接的电感器而发生变化的阻抗的 图，图3(B)是在史密斯图上表示因图2(B)所示的理想变压器IT而发生变化的阻抗的图。 图4示出了在低频带下的阻抗为10 D时、高频带下的阻抗相对于初级线圈与次级线圈 的电感的示例。 图5是考虑了实施方式1所涉及的阻抗转换电路25的初级线圈与次级线圈的配置关 系后表不出的电路图。 图6是示出阻抗转换电路25的各线圈间的耦合的图。 图7是阻抗转换电路25的各种导体图案的立体图。 图8是表示形成于阻抗转换电路25的各基材层的导体图案及电流路径的图。 图9是阻抗转换电路25的立体图。 图10是表示阻抗转换电路25的主面纵向剖视图及磁通的通过状态的图。 图11是在史密斯图上示出阻抗转换电路25的阻抗的图。 图12(A)、图12(B)、图12(C)是表示具备本发明的阻抗转换电路的天线装置及其比较 例的电路图以及频率特性的图。 图13是考虑了实施方式2所涉及的阻抗转换电路26的初级线圈与次级线圈的配置关 系后表不出的电路图。 图14是阻抗转换电路26的各种导体图案的立体图。 图15是实施方式3所涉及的阻抗转换电路27A的电路图。 图16是表示形成于实施方式3所涉及的阻抗转换电路27A的各基材层的导体图案的 图。 图1