阻抗变换电路以及通信终端装置制造方法

阻抗变换电路以及通信终端装置制造方法
【专利摘要】在低频带，由于一次侧线圈（L1）的阻抗的绝对值比电容器（C1）的阻抗的绝对值要小，因此低频带的高频信号经由变压器（T1）进行传输。因此，低频带的高频信号利用变压器（T1）进行阻抗匹配。在高频带，由于电容器（C1）的阻抗的绝对值比一次侧线圈（L1）的阻抗的绝对值要小，因此高频带的高频信号经由电容器（C1）进行传输。因此，高频带的高频信号利用电容器（C1）进行阻抗匹配。由此，能在宽频带中对高频电路与天线元件进行阻抗匹配。
【专利说明】阻抗变换电路以及通信终端装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及应用于天线装置等中的阻抗变换电路，特别涉及用宽频带进行匹配的阻抗变换电路以及包括该阻抗变换电路的通信终端装置。
【背景技术】
[0002]近年来，以移动电话为首的通信终端装置被要求与GSM(注册商标)(GlobalSystem for Mobile Communications:全球移动通信系统)、DCS (Digital CommunicationSystem:数字通信系统)、PCS (Personal Communication Services:个人通信业务)、UMTS (Universal Mobile Telecommunications System:通用移动通信系统)等通信系统，甚至是GPS(Global Positioning System:全球定位系统)或无线局域网、蓝牙(注册商标)等相对应。因此，这样的通信终端装置中的天线装置被要求覆盖800MHz?2.4GHz范围的宽频带。
[0003]作为与宽频带相对应的天线装置，一般为具有每个频带的匹配电路的天线装置(专利文献I)、或利用有源元件来切换天线的电长度的天线装置(专利文献2 )。
现有技术文献 专利文献
[0004]专利文献1:日本专利特表2003 - 536338号公报 专利文献2:日本专利特开2008 - 118535号公报

【发明内容】

发明所要解决的技术问题
[0005]然而，专利文献1、2所示的天线装置中，由于需要按每个终端来设计其天线图案，为了设计会花费较多时间，此外，由于需要用于切换信号路径的开关电路这样的有源元件，因此其电路结构易于复杂化。
[0006]本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种能较容易地设计，且能以简单的结构、在宽频带中使高频电路与天线元件进行阻抗匹配的阻抗变换电路、以及包括该阻抗变换电路的通信终端装置。
解决技术问题所采用的技术方案
[0007]本发明的阻抗变换电路利用于对包含第I频带以及第2频带的频带的高频信号进行收发的天线装置中，该第2频带的频带比第I频带要高，该阻抗变换电路的特征在于，包括:
具有一次侧线圈(LI)与二次侧线圈(L2)，且连接在供电端口与天线端口之间的变压器；以及连接在供电端口与天线端口之间的电容器(Cl)，
在所述第I频带中，所述电容器(Cl)的阻抗(电容电抗:XC)的绝对值比所述一次侧线圈(LI)的阻抗(感应电抗:XL)的绝对值要大，而在所述第2频带中，所述电容器(Cl)的阻抗(电容电抗:XC)的绝对值比所述一次侧线圈(LI)的阻抗(感应电抗:XL)的绝对值要小。[0008]此外，本发明的通信终端装置包括对包含第I频带以及第2频带的频带的高频信号进行收发的天线装置，该第2频带的频带比第I频带要高，该通信终端装置的特征在于，具有阻抗变换电路，
该阻抗变换电路包括:具有一次侧线圈(LI)与二次侧线圈(L2)，且连接在供电端口与天线端口之间的变压器；以及连接在供电端口与天线端口之间的电容器(Cl)，
在所述第I频带中，所述电容器(Cl)的阻抗(电容电抗:XC)的绝对值比所述一次侧线圈(LI)的阻抗(感应电抗:XL)的绝对值要大，而在所述第2频带中，所述电容器(Cl)的阻抗(电容电抗:XC)的绝对值比所述一次侧线圈(LI)的阻抗(感应电抗:XL)的绝对值要小。发明效果
[0009]根据本发明的阻抗变换电路，能在宽频带中，较容易地设计天线元件与高频电路之间的阻抗匹配，且能以简单的结构进行安装。
[0010]此外，根据本发明的通信终端装置，能简单地适用于频带不同的各种通信系统。
【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1是实施方式I的阻抗变换电路15以及包括该阻抗变换电路15的天线装置201的电路图。
图2 (A)、图2 (B)是表示不同频带的信号的传输路径的图。
图3 (A)是包括阻抗变换电路的第I例的通信终端装置的结构图，图3 (B)是第2例的通信终端装置的结构图。
图4是将阻抗变换电路模块化后的阻抗变换模块的立体图。
图5是实施方式2的阻抗变换电路25以及包括该阻抗变换电路25的天线装置202的电路图。
图6 (A)是实施方式3的阻抗变换电路35以及包括该阻抗变换电路35的天线装置203的电路图。图6 (B)是其等效电路图。
图7是实施方式4的阻抗变换电路45以及包括该阻抗变换电路45的天线装置204的电路图。
图8(A)是实施方式5的天线装置205的电路图，图8 (B)是表示其各个线圈元件的具体配置的图。
图9是天线装置205的等效电路图。
图10是示意性地表示阻抗变换电路45中模拟地产生的负电感分量的作用以及阻抗变换电路45的作用的图。
图1l(A)是实施方式6的天线装置206的电路图，图11 (B)是表示其各个线圈元件的具体配置的图。
图12是包括实施方式7所涉及的阻抗变换电路75的天线装置207的电路图。
图13是表示在多层基板上构成实施方式7所涉及的阻抗变换器件时，各层导体图案的示例的图。
图14是包括实施方式8所涉及的阻抗变换电路85的天线装置208的电路图。
图15是表示从天线端口观察阻抗变换电路85的阻抗的实部(电阻部分)的频率特性的图。 图16是表示在多层基板上构成实施方式8所涉及的阻抗变换器件时，各层导体图案的示例的图。
【具体实施方式】
[0012]实施方式I
图1是实施方式I的阻抗变换电路15以及包括该阻抗变换电路15的天线装置201的电路图。
如图1所示，天线装置201具有天线元件11、以及与该天线元件11相连接的阻抗变换电路15。天线元件11例如是单极型天线，该天线元件11的供电端与阻抗变换电路15相连接。阻抗变换电路15插入在天线兀件11与闻频电路30之间。闻频电路30是用于将闻频信号提供给天线元件11的高频电路(供电电路)，虽然进行高频信号的生成或处理，但是也可以包括对高频信号进行复用或分用的电路。
[0013]阻抗变换电路15包括由一次侧线圈LI与二次侧线圈L2构成的高频变压器Tl、以及电容器Cl。一次侧线圈LI连接在供电端口 Pf与接地端口 Pg之间。S卩，一次侧线圈LI的第I端与供电端口 Pf相连，一次侧线圈LI的第2端接地。二次侧线圈L2连接在天线端口 Pa与接地端口 Pg之间。即，二次侧线圈L2的第I端与天线端口 Pa相连，二次侧线圈L2的第2端接地。此外，供电端口 Pf与天线端口 Pa之间连接有电容器Cl。变压器Tl的阻抗变换比是一次侧线圈LI的电感与二次侧线圈L2的电感的比。
[0014]移动体通信终端的通信频带，例如pent频带(GSM (注册商标)850、GSM (注册商标)900、DCS、PCS、W-CDMA (UMTS))中有第 I 频带 824_960MHz (下面、800MHz 频带:低频带)与第2频带1710-2170MHZ (下面、2GHz频带:高频带)两种频带。
[0015]在低频带，电容器Cl的阻抗(电容电抗:XC)的绝对值比一次侧线圈LI的阻抗(感应电抗:XL)的绝对值要大。此外，在高频带，电容器Cl的阻抗(电容电抗:XC)的绝对值比一次侧线圈LI的阻抗(感应电抗:XL)的绝对值要小。
[0016]图2是表示不同频带的信号的传输路径的图。在低频带，由于一次侧线圈LI的阻抗(感应电抗:XL)的绝对值比电容器Cl的阻抗(电容电抗:XC)的绝对值要小，因此低频带的高频信号经由变压器Tl进行传输。图2(A)示出了该低频带的高频信号的传输路径。因此，低频带的高频信号利用变压器Tl进行阻抗匹配。例如，天线元件11在低频带中的阻抗(绝对值)为8 Ω，若从供电端口 Pf观察高频电路30 —侧的阻抗为50 Ω，则变压器Tl处的阻抗变换比设定为50:8。由此，在低频带，高频电路30与天线元件11之间进行阻抗匹配。
[0017]此外，在高频带，由于电容器Cl的阻抗(电容电抗:XC)的绝对值比一次侧线圈LI的阻抗(感应电抗:XL)的绝对值要小，因此高频带的高频信号经由电容器Cl进行传输。图
2(B)示出了该高频带的高频信号的传输路径。因此，高频带的高频信号利用串联连接的电容器Cl来进行阻抗匹配。例如，天线元件11在高频带中的阻抗(绝对值)为26Ω，天线元件11的串联电感分量与电容器Cl的串联电容匹配成50 Ω。
[0018]由此，低频带、高频带均能在较宽频带中进行适当的阻抗匹配。
[0019]图3 (A)是包括所述阻抗变换电路的第I例的通信终端装置的结构图，图3 (B)是第2例的通信终端装置的结构图。这些例如是移动电话或移动体终端。
[0020]图3 (A)所示的通信终端装置I包括作为盖体部的第I壳体10和作为主体部的第2壳体20，第I壳体10与第2壳体20通过折叠式或滑动式进行连接。在第I壳体10上设置有起到接地板作用的第I辐射元件11，在第2壳体20上设置有起到接地板作用的第2辐射元件21。第I及第2辐射元件11、21是由包括金属箔等薄膜或导电性糊料等厚膜的导电体膜所形成的。该第I及第2辐射元件11、21通过由高频电路30进行差动供电，由此得到与偶极子天线大致相同的性能。高频电路30具有RF电路、基带电路之类的信号处理电路。
[0021]另外，阻抗变换电路15的电感值优选为小于连接两个辐射元件11、21的连接线33的电感值。由此，通过阻抗变换电路15 —侧的阻抗低于连接线33 —侧的阻抗，因此，电流主要在阻抗变换电路15 —侧流动。因此，能减少连接线33 —侧的阻抗的影响。
[0022]图3(B)所示的通信终端装置2将第一辐射元件11设置作为天线单体。第I辐射元件11可使用贴片天线、金属板天线、线圈天线等各种天线元件。此外，作为该天线元件，也可利用例如沿着壳体的内周面或外周面设置的线状导体。第2辐射元件21也起到第2壳体20的接地板的作用，也可使用与第I辐射元件11相同的各种天线。顺带一提，通信终端装置2不是折叠式或滑动式，而是平直结构的终端。另外，第2辐射元件21也可以不一定是充分起到辐射体的作用的元件，第I辐射元件11也可以起到所谓的单极型天线那样的作用。
[0023]高频电路30的一端与第2辐射元件21相连接，另一端经由阻抗变换电路15与第I辐射元件11相连接。
[0024]阻抗变换电路15设置在高频电路30与第I辐射元件11之间，使得从第I及第2辐射元件11、21发送来的高频信号、或由第I及第2辐射元件11、21接收到的高频信号的频率特性稳定。因此，不受第I辐射元件11或第2辐射元件21的形状、第I壳体10或第2壳体20的形状、相近元器件的配置状况等的影响，高频信号的频率特性稳定。特别是对于折叠式或滑动式的通信终端装置，虽然第I及第2辐射元件11、21的阻抗容易根据盖体部即第I壳体10相对于主体部即第2壳体20的开关状态而产生变化，但通过设置阻抗变换电路15，能使高频信号的频率特性稳定。即，由于该阻抗变换电路15可承担与天线的设计相关的重要事项即中心频率的设定、通带宽度的设定、阻抗匹配的设定等频率特性的调整功能，天线元件本身主要仅考虑方向性、增益即可，因此，容易进行天线设计。
[0025]图4是将所述阻抗变换电路模块化后的阻抗变换模块的立体图。该阻抗变换模块101由层叠多个电介质层或者磁性体层而形成的层叠体40与装载于该层叠体40上的贴片电容器CCl构成。
[0026]层叠体40可以是树脂多层基板，也可以是陶瓷多层基板。若是树脂多层基板，则设置在表面、内部的图案利用Cu箔，若是陶瓷多层基板，则利用Cu厚膜、Ag厚膜等。
[0027]层叠体的外表面上设置有作为供电端口的第I外部端子41、作为天线端口的第2外部端子42、接地(第2辐射体)的第3外部端子43、以及用于装载贴片电容器CCl的连接盘46、47。并且，在层叠体40的内部、形成有连接在第I外部端子41与第3外部端子43之间的一次侧线圈LI以及二次侧线圈L2，这些线圈构成了变压器。
[0028]另外，也可以在层叠体40的内部形成与贴片电容器CCl相同的电容器来代替装载在层叠体的上表面的贴片电容器CCl。但是,作为贴片电容器装载在层叠体40的上表面上易于电容值的设计、调整这一点较为理想。
[0029]实施方式2图5是实施方式2的阻抗变换电路25以及包括该阻抗变换电路25的天线装置202的电路图。 如图5所示，天线装置202包括天线元件11、以及与该天线元件11相连接的阻抗变换电路25。阻抗变换电路25插入在天线元件11与高频电路30之间。与图1所示例的不同之处在于，第2电容器C2与二次侧线圈L2并联连接。其他结构与图1所示的结构相同。
[0030]图5中，二次侧线圈L2与第2电容器C2构成LC并联电路。因此，通过将该LC并联电路的并联谐振频率设定得高于低频带的中心频率，能减小低频带中的所述LC并联电路的电感。因此，能简单地增大变压器的阻抗变换比，从而能适用于阻抗更小的天线元件。
[0031]实施方式3
图6 (A)是实施方式3的阻抗变换电路35以及包括该阻抗变换电路35的天线装置203的电路图。图6 (B)是其等效电路图。
如图6 (A)所示，天线装置203包括天线元件11、以及与该天线元件11相连接的阻抗变换电路35。天线元件11例如是单极型天线，该天线元件11的供电端与阻抗变换电路35相连接。阻抗变换电路35插入在天线元件11与高频电路30之间。高频电路30是用于将高频信号提供给天线元件11的高频电路(供电电路)，虽然进行高频信号的生成或处理，但是也可以包括对高频信号进行复用或分用的电路。
[0032]阻抗变换电路35包括由一次侧线圈LI与二次侧线圈L2构成的高频变压器T2、以及电容器Cl。一次侧线圈LI连接在供电端口 Pf与天线端口 Pa之间。即，一次侧线圈LI的第I端与供电端口 Pf相连，一次侧线圈LI的第2端与天线端口 Pa相连。二次侧线圈L2连接在天线端口 Pa与接地端口 Pg之间。即，二次侧线圈L2的第I端接地，二次侧线圈L2的第2端与天线端口 Pa相连。此外，供电端口 Pf与天线端口 Pa之间连接有电容器Cl。
[0033]如图6 (B)所示，所述变压器T2能等效变换成由电感(Ll+Μ)的第I电感元件Z1、电感(-M)的第2电感元件Z2、电感(L2+M)的第3电感元件Z3构成的T型电路。即，该T型电路由连接在供电端口 Pf与分岔点A之间的第I电感元件Z1、连接在天线端口 Pa与分岔点A之间的第2电感元件Z2、以及连接在接地端口 Pg与分岔点A之间的的第3电感元件Z3构成。
[0034]图1所示的例中，变压器Tl的阻抗变换比是一次侧线圈LI的电感与二次侧线圈L2的电感的比，在图6的结构中，变压器T2的阻抗变换比为:
{(L I + M) + (L 2 + M) }: {( 一 M) + (L 2 + M) }
=(L 1+L2 + 2M):L2
[0035]根据实施方式3，能增大阻抗变换比，因此能适用于阻抗更低的天线元件。
[0036]实施方式4
图7是实施方式4的阻抗变换电路45以及包括该阻抗变换电路45的天线装置204的电路图。
如图7所示，天线装置204包括天线元件11、以及与该天线元件11相连接的阻抗变换电路45。阻抗变换电路45插入在天线元件11与高频电路30之间。与图6 (A)所示例的不同之处在于，第2电容器C2与二次侧线圈L2并联连接。其他结构与图6 (B)所示的结构相同。
[0037]图7中，二次侧线圈L2与第2电容器C2构成LC并联电路。因此，通过将该LC并联电路的并联谐振频率设定得高于低频带的中心频率，能减小低频带中的所述LC并联电路的电感。因此，能增大变压器的阻抗变换比，从而能适用于阻抗更小的天线元件。
[0038]实施方式5
图8 (A)是实施方式5的阻抗变换电路55以及包括该阻抗变换电路55的天线装置205的电路图，图8 (B)是表示其各个线圈元件的具体配置的图。
在实施方式5中，一次侧线圈与二次侧线圈分别由两个线圈元件构成，一次侧线圈与二次侧线圈以高耦合度进行耦合(紧密地耦合)。
[0039]如图8 (A)所示，一次侧线圈LI由第I线圈元件Lla和第2线圈元件Llb构成，这些线圈元件相互串联连接，且通过卷绕以构成闭合磁路。此外，二次侧线圈L2由第3线圈元件L2a和第4线圈元件L2b构成，这些线圈元件相互串联连接，且通过卷绕以构成闭合磁路。换言之，第I线圈元件Lla和第2线圈元件Llb反相耦合(加极性耦合)，第3线圈元件L2a和第4线圈元件L2b反相耦合(加极性耦合)。
[0040]此外，优选为，第I线圈元件Lla与第3线圈元件L2a同相耦合(减极性耦合)，并且第2线圈元件Llb与第4线圈元件L2b同相耦合(减极性耦合)。
[0041]图9是所述天线装置205的等效电路图。如图9所示，天线装置205包括天线元件11、以及与该天线元件11相连接的阻抗变换电路55。阻抗变换电路55包含一次侧线圈LI与二次侧线圈L2通过互感M紧密地耦合的变压器型电路。如图9所示，该变压器型电路能等效变换成由三个电感元件Zl、Z2、Z3构成的T型电路。也就是说，该T型电路具有与高频电路30相连接的供电端口 Pf，与天线元件11相连接的天线端口 Pa，接地的接地端口Pg，连接于供电端口 Pf和分岔点A之间的第I电感元件Zl，连接于第2端口 P2和分岔点A之间的第2电感元件Z2，以及连接于第3端口 P3和分岔点A之间的第3电感元件Z3。
[0042]若将图8(A)所示的一次侧线圈LI的电感表示为LI,将二次侧线圈L2的电感表示为L2，将互感表示为M，则图9的第I电感元件Zl的电感为LI 一 M，第2电感元件Z2的电感为L2 — M，第3电感元件Z3的电感为+M。此处，若满足L2〈M，则第2电感元件Z2的电感为负值。也就是说，此处形成了模拟的负合成电感分量。
[0043]另一方面，如图9所示的那样，天线元件11等效为由电感分量LANT、辐射电阻分量Rr、以及电容分量CANT构成。该天线元件11单体的电感分量LANT用于抵消阻抗变换电路55中的所述负合成电感成分(L2-M)。也就是说，从阻抗变换电路的A点观察天线元件11一侧(包括第2电感元件Z2的天线元件11的)所得到的电感分量变小(理想的是为零)，其结果是该天线装置205的阻抗频率特性变小。
[0044]由此，为了产生负电感分量，使一次侧线圈与二次侧线圈以高耦合度进行耦合很重要。具体而言，该耦合度为I以上即可。
[0045]图10是示意性地表示阻抗变换电路55中模拟地产生的负电感分量的作用以及阻抗变换电路55的作用的图。图10中，曲线SO是在天线元件11的整个使用频带中对频率进行扫描时、将阻抗轨迹表示在史密斯图上而得到。天线元件11单体中，电感分量LANT较大，因此，如图10所示的那样电感会较大地推移。
[0046]图10中，曲线SI是从阻抗变换电路的A点观察天线元件11 一侧所得到的电感轨迹。由此，天线元件的电感分量LANT被阻抗变换电路的模拟的负电感分量所抵消，从A点观察天线元件一侧所得到的电感轨迹大幅度地缩小。[0047]图10中，曲线S2是从高频电路30观察到的阻抗、即天线装置205的阻抗的轨迹。由此，通过变压器型电路的阻抗变换比(L1:L2)，天线装置205的阻抗接近50Ω (史密斯图的中心)。另外，该阻抗的微调整可以通过在变压器型电路中另外附加电感元件、电容元件来进行。
[0048]由此，能够在宽频带中抑制天线装置的阻抗变化。而且，能够在宽频带中与供电电路实现阻抗匹配。
[0049]实施方式6
图1l(A)是实施方式6的天线装置206的电路图，图11 (B)是表示其各个线圈元件的具体配置的图。
实施方式6为如下例:即，其基本结构与实施方式3相同，但一次侧线圈与二次侧线圈分别由两个线圈元件构成，一次侧线圈与二次侧线圈以高耦合度进行耦合(紧密地耦合)。
[0050]如图11 (A)所示，一次侧线圈LI由第I线圈元件Lla和第2线圈元件Llb构成，这些线圈元件相互串联连接，且通过卷绕以构成闭合磁路。此外，二次侧线圈L2由第3线圈元件L2a和第4线圈元件L2b构成，这些线圈元件相互串联连接，且通过卷绕而构成闭合磁路。换言之，第I线圈元件Lla和第2线圈元件Llb反相耦合(加极性耦合)，第3线圈元件L2a和第4线圈元件L2b反相耦合(加极性耦合)。
[0051]此外，优选为，第I线圈元件Lla与第3线圈元件L2a同相耦合(减极性耦合)，并且第2线圈元件Llb与第4线圈元件L2b同相耦合(减极性耦合)。
[0052]如图11 (B)所示，当从供电电路向图中箭头a的方向提供电流时，电流沿着图中箭头b的方向流过第I线圈元件Lla，并沿着图中箭头c的方向流过线圈元件Lib。然后，利用这些电流来形成用图中箭头A所示的磁通(通过闭合磁路的磁通)。
[0053]因为线圈元件Lla和线圈元件L2a相互并联，所以电流b流过线圈元件Lla而产生的磁场与线圈元件L2a耦合，感应电流d沿着反方向流过线圈元件L2a。同样地，因为线圈元件Llb和线圈元件L2b相互并联，所以电流c流过线圈元件Llb而产生的磁场与线圈元件L2b稱合,感应电流e沿着反方向流过线圈元件L2b。于是,如图中箭头B所示,这些电流形成通过闭合磁路的磁通。
[0054]因为由线圈元件Lla、Llb构成的一次侧线圈LI所产生的磁通A的闭合磁路，与由线圈元件L2a、L2b构成的二次侧线圈L2所产生的磁通B的闭合磁路是独立的，因此，一次侧线圈LI和二次侧线圈L2之间会产生等效的磁垒丽。
[0055]另外,线圈元件Lla和线圈元件L2a也通过电场来稱合。同样,线圈元件Llb和线圈元件L2b也通过电场来稱合。因此，当线圈元件Lla及线圈元件Llb中流过交流信号时，线圈元件L2a及线圈元件L2b中会因电场耦合而激励产生电流。图11 (B)中的电容Ca、Cb是象征性地表示所述电场耦合用的耦合电容的标记。
[0056]当一次侧线圈LI中流过交流电流时，通过所述磁场进行耦合而流过二次侧线圈L2的电流的方向，与通过所述电场进行耦合而流过二次侧线圈L2的电流的方向相同。因此，一次侧线圈LI和二次侧线圈L2通过磁场和电场这两者而实现强耦合。
[0057]阻抗变换电路65也可以构成为如下电路:当一次侧线圈LI中流过交流电流时，通过磁场进行耦合而流过二次侧线圈L2的电流的方向，与通过电场进行耦合而流过二次侧线圈L2的电流的方向相同。[0058]实施方式7
图12是包括实施方式7所涉及的阻抗变换电路75的天线装置207的电路图。该阻抗变换电路75由连接在高频电路30与天线元件11之间的第2串联电路27、连接在天线元件11与接地之间的第1、第3串联电路26、28构成。
[0059]第2串联电路27是由第I线圈元件Lla和第2线圈元件Llb经串联连接而形成的电路。第I串联电路26是由第3线圈元件L2a和第4线圈元件L2b经串联连接而形成的电路。第3串联电路28是由另一个第3线圈元件L2c和另一个第4线圈元件L2d经串联连接而形成的电路。
[0060]在图12中，虚线M34表示线圈元件Lla和Llb之间的耦合，虚线M12表示线圈L2a和L2b之间的耦合，虚线M56表示线圈元件L2c和L2d之间的耦合。
[0061]图13是表示在多层基板上构成实施方式7所涉及的阻抗变换器件时，各层导体图案的示例的图。各层由磁性体片材构成，在各层上形成有导体图案。
[0062]在图13所示的范围内，在基材层51i上形成有导体图案81、83，在基材层51 j上形成有导体图案82，在基材层51a上形成有导体图案74、76。基材层51b上形成有导体图案72，基材层51c上形成有导体图案71、73。在基材层51d上形成有导体图案61、63，基材层51e上形成有导体图案62,基材层51f上形成有电容器用导体68。基材层51g的上表面形成有电容器用导体69，下表面分别形成有作为供电端口的供电端子41、接地端子42、以及作为天线端口的天线端子43。图13中纵向延伸的虚线是通孔电极，在层间对导体图案彼此进行连接。
[0063]图13中，导体图案72的右半部分与导体图案71构成第I线圈元件Lla。此外，导体图案72的左半部分与导体图案73构成第2线圈元件Lib。导体图案81和导体图案82的右半部分构成第3线圈元件L2a。导体图案82的左半部分与导体图案83构成第4线圈兀件L2b。导体图案61和导体图案62的右半部分构成另一个第3线圈兀件L2c。导体图案62的左半部分与导体图案63构成另一个第4线圈元件L2d。
电容器用导体68与导体69生成如图12所示的电容器Cl。
[0064]在图13中，椭圆形虚线表示闭合磁路。闭合磁路CM12与线圈元件L2a和L2b交链。闭合磁路CM34与线圈元件Lla和Llb交链。闭合磁路CM56与线圈元件L2c和L2d交链。由此，利用第3线圈元件L2a和第4线圈元件L2b来构成第I闭合磁路CM12，利用第I线圈元件Lla和第2线圈元件Llb来构成第2闭合磁路CM34，利用第3线圈元件L2c和第4线圈元件L2d来构成第3闭合磁路CM56。
[0065]图13中，闭合磁路CM12与CM34满足磁通相互排斥的关系，因此，在闭合磁路CM12与CM34之间形成磁垒。同样地，闭合磁路CM56与CM34满足磁通相互排斥的关系，因此，在闭合磁路CM56与CM34之间形成磁垒。通过这两个磁垒，所述闭合磁路CM12、CM34、CM56的磁通各自封闭。
[0066]由此，形成由第I闭合磁路CM12和第3闭合磁路CM56沿层方向夹住第2闭合磁路CM34的结构。利用该结构，第2闭合磁路CM34被两个磁垒夹住而完全封闭(提高了封闭的效果)。即，能起到作为耦合系数非常大的变压器的作用。
[0067]因此，能一定程度地加宽所述闭合磁路CM12与CM34之间、以及CM34与CM56之间的间隙。由此，能减小图13所示的第I串联电路26与第2串联电路27之间、以及第2串联电路27与第3串联电路28之间各自产生的电感。即，决定自谐振点的频率的LC谐振电路的电容分量会减小。
[0068]另外，根据实施方式7，由于采用将由线圈元件L2a、L2b所形成第I串联电路26，与由线圈元件L2c、L2d所形成第3串联电路28并联连接而成的结构，因此，决定自谐振点的频率的LC谐振电路的电感分量会减小。
[0069]由此，决定自谐振点的频率的LC谐振电路的电容分量和电感分量均会减小，从而能将自谐振点的频率定为离使用带宽足够远的、较高的频率。
[0070]此外，在该实施方式7中，通过以第2电感元件(L2a、L2b、L2c、L2d)夹着一次侧线圈(Lla、Llb)的方式来进行配置，从而能抑制一次侧线圈(Lla、Llb)与接地之间所产生的寄生电容。通过这样抑制对辐射无贡献的电容分量，能提高天线的辐射效率。
[0071]此外，一次侧线圈(Lla、Llb)与二次侧线圈(L2a、L2b、L2c、L2d)更紧密地耦合，即，泄漏磁场减少，一次侧线圈(Lla、Llb)与二次侧线圈(L2a、L2b、L2c、L2d)之间的高频信号的能量传输损耗减少。
[0072]实施方式8
图14是包括实施方式8所涉及的阻抗变换电路85的天线装置208的电路图。该阻抗变换电路85由连接在供电电路30与天线元件11之间的第2串联电路27、连接在天线元件11与接地之间的第1、第3串联电路26、28构成。
[0073]第2串联电路27是由第I线圈元件Lla和第2线圈元件Llb经串联连接而形成的电路。第I串联电路26是由第3线圈元件L2a和第4线圈元件L2b经串联连接而形成的电路。第3串联电路28是由另一个第3线圈元件L2c和另一个第4线圈元件L2d经串联连接而形成的电路。
[0074]在图14中，虚线M34表示线圈元件Lla和Llb之间的耦合，虚线M12表示线圈L2a和L2b之间的耦合，虚线M56表示线圈元件L2c和L2d之间的耦合。
[0075]对于第3线圈元件L2a与第4线圈元件L2b的串联电路、以及对于第3线圈元件L2c与第4线圈元件L2d的串联电路设置有并联电容Cp。
[0076]由此，通过对二次侧线圈附加并联电容，使变压器电路的阻抗变换比具有频率特性。
[0077]图15是表示从天线端口观察阻抗变换电路85的阻抗的实部(电阻部分)的频率特性的图。图15中，A是天线的辐射电阻，BI是设有所述电容Cp的情况下的阻抗变换电路85的阻抗的实部，B2是未设所述电容Cp的情况下的阻抗变换电路85的阻抗的实部。可知在设有Cp的情况下，阻抗变换电路85的阻抗的实部Re的频率特性能与天线的辐射电阻Rr的频率特性相同，而且能够在宽频带中与高频电路进行匹配。
[0078]图16是构成阻抗变换电路的层叠体40的分解立体图，该阻抗变换电路包括实施方式8的天线装置。各层由磁性体片材构成，在各层上形成有导体图案。
[0079]在图16所示的范围内，在基材层51 i上形成有导体图案81、83，在基材层51 j上形成有导体图案82，在基材层51a上形成有导体图案74、76。基材层51b上形成有导体图案72，基材层51c上形成有导体图案71、73。基材层51d上形成有导体图案62，基材层51e上形成有导体图案61、63。基材层51f的上表面形成有接地导体69，下表面分别形成有作为供电端口的供电端子41、接地端子42、以及作为天线端口的天线端子43。基材层51h上形成有接地导体70。基材层51g的上表面上形成有用于安装图14所示的电容器Cl即贴片电容器的电极46、47。
[0080]图16中纵向延伸的虚线是通孔电极，在层间对导体图案彼此进行连接。
[0081]图16中，导体图案72的右半部分与导体图案71构成第I线圈元件Lla。此外，导体图案72的左半部分与导体图案73构成第2线圈元件Lib。导体图案81和导体图案82的右半部分构成第3线圈元件L2a。导体图案82的左半部分与导体图案83构成第4线圈兀件L2b。导体图案61和导体图案62的右半部分构成另一个第3线圈兀件L2c。导体图案62的左半部分与导体图案63构成另一个第4线圈元件L2d。
[0082]接地导体69与导体图案61、63相互相对、特别地是在导体图案63与接地导体69之间产生电容。此外，接地导体70与导体图案81、83相互相对、特别地是在导体图案83与接地导体70之间产生电容。这些电容相当于图14所示的并联电容Cp。
[0083]另外，如本实施方式8所述，利用以接地导体69、70夹着多层上所形成的各种导体图案的上下的结构，即使层叠体40整体变薄，也能抑制其与外部导体或电路之间发生附加耦合，因此，能够得到稳定的特性，从而能够实现薄型化。另外，通过在层叠体的上层设置接地导体70，即使在层叠体40的上表面装载有所述贴片电容器CCl等表面安装元器件，也不会影响阻抗变换特性。因此，能够在层叠体上装载各种贴片元器件而构成模块元器件。
标号说明
[0084]Cl第I电容器 CCl贴片电容器
C2第2电容器
CMl2, CM34、CM56 闭合磁路
Cp并联电容
LI 一次侧线圈
L2 二次侧线圈
Lla第I线圈元件
Llb第2线圈元件
L2a、L2c第3线圈元件
L2b、L2d第4线圈元件
T1、T2变压器
1、2通信终端装置
11天线元件(第I辐射元件)
21第2辐射元件
15、25、35、45、55、65、75、85 阻抗变换电路 30高频电路
40层叠体 46,47连接盘 51a?51 j基材层 61?63导体图案 65阻抗变换电路68、69电容器用导体71?74、76 导体图案81?83导体图案101阻抗变换模块201?207天线装置
【权利要求】
1.一种阻抗变换电路，利用于对包含第I频带以及第2频带的频带的高频信号进行收发的天线装置中，该第2频带的频带比第I频带要高，其特征在于，包括: 具有一次侧线圈与二次侧线圈，且连接在供电端口与天线端口之间的变压器；以及连接在供电端口与天线端口之间的第I电容器， 在所述第I频带中，所述第I电容器的阻抗的绝对值比所述一次侧线圈的阻抗的绝对值要大，而在所述第2频带中，所述第I电容器的阻抗的绝对值比所述一次侧线圈的阻抗的绝对值要小。
2.如权利要求1所述的阻抗变换电路，其特征在于， 所述一次侧线圈的第I端与所述供电端口相连接， 所述一次侧线圈的第2端接地， 所述二次侧线圈的第I端与所述天线端口相连接， 所述二次侧线圈的第2端与所述地相连接， 所述第I电容器连接在所述一次侧线圈的第I端与所述二次侧线圈的第I端之间。
3.如权利要求1所述的阻抗变换电路，其特征在于， 所述一次侧线圈的第I端与所述供电端口相连接， 所述一次侧线圈的第2端与所述天线端口相连接， 所述二次侧线圈的第I端接地， 所述二次侧线圈的第2端与所述天线端口相连接， 所述第I电容器连接在所述一次侧线圈的第I端与所述二次侧线圈的第2端之间。
4.如权利要求1至3的任一项所述的阻抗变换电路，其特征在于， 设置有与所述二次侧线圈并联的第2电容器。
5.如权利要求1至4的任一项所述的阻抗变换电路，其特征在于， 所述变压器的一次侧线圈与二次侧线圈与具有多个电介质层或者磁性体层的层叠体、即多层基板构成一体， 所述供电端口即第I外部端子以及所述天线端口即第2外部端子形成在所述层叠体的表面， 所述第I电容器至少设置于所述层叠体的表面或者内部。
6.一种通信终端装置，包括对包含第I频带以及第2频带的频带的高频信号进行收发的天线装置，该第2频带的频带比第I频带要高，其特征在于，具有阻抗变换电路， 该阻抗变换电路包括:连接在供电端口与天线端口之间、且具有一次侧线圈与二次侧线圈的变压器；以及电容器， 在所述第I频带中，所述电容器的阻抗的绝对值比所述一次侧线圈的阻抗的绝对值要大，而在所述第2频带中，所述电容器的阻抗的绝对值比所述一次侧线圈的阻抗的绝对值要小。
【文档编号】H03H7/38GK103518324SQ201280022407
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年5月2日 优先权日:2011年5月9日
【发明者】植木纪行, 加藤登 申请人:株式会社村田制作所