CN102365828A - 信号传输用通信体和耦合器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种信号传输用通信体和耦合器，能缩小占有面积且实现薄型化。在信号传输用通信体(201)中，构成了基板(11)的下表面地线电极(12)、上表面的信号传输用线路(13)、和基于基板(11)的基底部(10)。在信号传输用通信体(201)中，构成了平行于所述基底部(10)的矩形板状的耦合用平面导体(21)。在耦合用平面导体(21)和基底部(10)之间，设有由柱状导体(22)形成的电感器电路。此外，在耦合用平面导体(21)和基底部(10)之间，由基于柱状导体(32、42)的电感器和基于平面导体(31、41)的电容器分别构成了LC串联电路(LC1、LC2)。
Description
技术领域
本发明涉及在靠近状态下进行通信的信号传输装置用的通信体和在靠近状态下彼此耦合的耦合器。
背景技术
作为本发明的现有技术文献例如有专利文献1。
图1是专利文献1示出的通信体的立体图。在绝缘体的隔离器109的上下各表面形成耦合用电极108和折叠状的短截线103，耦合用电极108经由隔离器109内的通孔(plated through hole)110连接于短截线103的中央部分。在印刷基板101上，形成有从收发电路模块105引出的信号线图案、和经由印刷基板101内的通孔106与地线导体102连接的导体图案112。在将隔离器109安装于印刷基板101上时，短截线103的两端分别连接于信号线图案111和导体图案112。
图2是使用2个图1所示的通信体构成的通信装置的等效电路图。收发电路模块105与耦合用电极108之间的电感器L110是由图1所示的通孔110形成的电感器。此外，在连接电感器L110的线与地线之间分流连接的电感器L103是由图1所示的短截线103产生的电感器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2008-154267号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，图1所示的现有的通信装置中存在以下的问题。
(a)为了调整频率需要在印刷基板上形成折叠状的短截线，在印刷基板上需要相应的空间。
(b)为了在收发中得到良好的耦合特性，连接于耦合用电极的通孔(柱状导体)需要规定的高度(长度)。例如4.5GHz的频带需要3mm以上的高度，从而难以实现薄型化。
因此，本发明的目的在提供一种缩小占有面积且实现薄型化的信号传输用通信体和耦合器。
解决其技术问题采用的技术方案
本发明的信号传输用通信体，其特征在于，具备：
基底部，形成了信号传输用线路和地线电极；耦合用平面导体，呈平行于所述基底部的平面状；电感器电路，连接在所述耦合用平面导体和所述信号传输用线路之间；和LC串联电路，连接在所述耦合用平面导体的一部分(规定位置)和所述地线电极之间，且串联连接了电容器和电感器，
所述电感器电路配置在所述耦合用平面导体和所述基底部之间，所述LC串联电路配置在所述耦合用平面导体和所述基底部之间。
所述基底部、所述耦合用平面导体、所述电感器电路和所述LC串联电路构成部构成为例如通过层叠多个电介质层和多个导体层而形成的多层基板。
所述基底部是安装例如所述耦合用平面导体、所述电感器电路和所述LC串联电路的安装基板，在所述安装基板形成了在所述耦合用平面导体对置的区域具有开口部的地线电极。
所述耦合用平面导体、所述电感器电路和所述LC串联电路构成为例如一个模块。
例如，形成了所述地线电极的层为2层以上，在各地线电极的开口部之中最靠近于所述耦合用平面导体的开口部的大小是最小的。
所述LC串联电路的所述电容器具备与所述耦合用平面导体平行对置的平面导体，所述平面导体相对于所述耦合用平面导体的中心形成为旋转对称形状，所述电感器电路相对于所述平面导体的中心配置在对称位置。
所述电感器电路构成部例如具备螺旋状的导体，该螺旋状的导体沿着与所述基底部平行或垂直的面盘旋。
所述LC串联电路构成部例如具备螺旋状的导体，该螺旋状的导体沿着与所述基底部平行或垂直的面盘旋。
所述LC串联电路构成部例如具备多个平面导体，该多个平面导体以平行于所述基底部的面状展宽，在相对置的部分产生电容。
所述电感器电路构成部或所述LC串联电路构成部的至少一方例如由安装于所述基底部的芯片元件构成。
发明效果
根据本发明，达到了以下的效果。
(a)能够基于由LC串联电路构成部的电容分量和电感分量的大小所得到的谐振频率，在收发透过特性的希望的频率处设置衰减极点。通过在用于通信的频带以外的低频侧或高频侧或其双方设定衰减极点，能够得到希望的使用频率的带通特性。
(b)所述基底部、所述耦合用平面导体、所述电感器电路和所述LC串联电路构成为通过层叠多个电介质层和多个导体层而形成的多层基板，从而能够以一般的多层基板的工艺容易地进行制造。
(c)不需要在电介质基板上形成专利文献1所示的那种折叠状短截线，能够缩小占有面积。
(d)安装基板的地线电极在与耦合用平面导体对置的区域具有开口部，由此降低了在耦合用平面导体与地线电极之间产生的寄生电容。因此能够抑制因安装基板的厚度和电容率的不同而引起的特性变动。
(e)特别是在形成了地线电极的层为2层以上，且在各地线电极的开口部之中最靠近于耦合用平面导体的开口部的大小是最小的时，可更有效地降低因安装基板的厚度尺寸和电容率的不同而引起的特性变动。
(f)由于所述LC串联电路的电容器具备与所述耦合用平面导体平行对置的平面导体，该平面导体相对于所述耦合用平面导体的中心形成为旋转对称形状，所述电感器电路相对于所述平面导体的中心配置在对称位置，从而可抑制在2个信号传输用通信体的耦合用平面导体彼此对置的状态下针对面内方向的位置偏移的特性变动。
(g)所述电感器电路构成部或所述LC串联电路构成部中具备螺旋状的导体，由此每单位体积的电感分量变大，能够降低耦合用平面导体的位置，能够实现通信体的薄型化。此外，能够在单位体积内在更宽的范围中设定用于形成衰减极点的电感分量。
(h)通过在所述LC串联电路构成部中构成多个平面导体，由此每单位体积的电容分量变大，能够降低耦合用平面导体的位置，能够实现通信体的薄型化。此外，能够在单位体积内在更宽的范围中设定用于形成衰减极点的电容分量。
附图说明
图1是专利文献1示出的通信体的立体图。
图2是使用2个图1所示的通信体构成的通信装置的等效电路图。
图3(A)是信号传输用通信体201的立体图，图3(B)是其主要部分的剖视图。
图4是图3所示的信号传输用通信体201的等效电路图。
图5(A)是第2实施方式所涉及的耦合器301的主要部分的立体图。图5(B)是耦合器301的主要部分的剖视图。
图6是图5所示的耦合器301的等效电路图。
图7(A)是表示从第1信号传输用通信体201的微带线观察耦合器301的反射特性的频率特性的图。图7(B)是表示从第1信号传输用通信体201的微带线向第2信号传输用通信体202的微带线的透过特性的频率特性的图。
图8(A)是第3实施方式所涉及的耦合器302的主要部分的立体图。图8(B)是耦合器302的主要部分的剖视图。
图9是图8所示的耦合器302的等效电路图。
图10(A)是表示从第1信号传输用通信体203的微带线观察耦合器302的反射特性(S参量的S11)的频率特性的图。图10(B)是表示从第1信号传输用通信体203的微带线向第2信号传输用通信体204的微带线的透过特性的频率特性的图。
图11(A)是第4实施方式所涉及的耦合器303的部分立体图。图11(B)是耦合器303的主要部分的剖视图。
图12(A)是表示从第1信号传输用通信体205的微带线观察耦合器303的反射特性(S参量的S11)的频率特性的图。图12(B)是表示从第1信号传输用通信体205的微带线向第2信号传输用通信体206的微带线的透过特性的频率特性的图。
图13(A)是第5实施方式所涉及的信号传输用通信体207的立体图。图13(B)是在图13(A)中从X-Z面观察Y轴方向的透视图。图13(C)是在图13(A)中从Y-Z面观察-X轴方向的透视图。
图14(A)是第6实施方式所涉及的耦合器304的主要部分的立体图。此外，图14(B)是耦合器304的主要部分的剖视图。
图15是图14所示的耦合器304的等效电路图。
图16(A)是表示第6实施方式所涉及的耦合器304中的第2信号传输用通信体209相对于第1信号传输用通信体208的位置偏移量的图。图16(B)是表示第3实施方式所涉及的耦合器302中的第2信号传输用通信体204相对于第1信号传输用通信体203的位置偏移量的图。
图17(A)、图17(B)是表示透过特性(S参量的S21)的频率特性根据位置偏移量(dx，dy，dz)如何变化的图。
图18(A)是第7实施方式所涉及的信号传输用通信体210的立体图。图18(B)是在图18(A)的朝向情况下从跟前观察到的透视图。
图19是第8实施方式所涉及的信号传输用通信体211的立体图。
图20(A)是第9实施方式所涉及的信号传输用通信体212的立体图，图20(B)是其主要部分的剖视图。
图21(A)是第10实施方式所涉及的信号传输用通信体213的立体图，图21(B)是其主要部分的剖视图。
图22(A)是表示由第10实施方式所涉及的信号传输用通信体构成的耦合器的透过特性的频率特性的图。图22(B)是表示图5所示的耦合器301的透过特性的频率特性的图。
图23是安装基板的下表面地线电极开口部RA2和上表面地线电极开口部RA3的大小的关系不同的3个信号传输用通信体的主要部分的剖视图。
图24(A)是使用了图23(A)所示的信号传输用通信体的耦合器的透过特性(S21)的频率特性。图24(B)是使用了图23(B)所示的信号传输用通信体的耦合器的透过特性(S21)的频率特性。同样，图24(C)是使用了图23(C)所示的信号传输用通信体的耦合器的透过特性(S21)的频率特性。
图25(A)是信号传输用通信体214的立体图，图25(B)是沿着信号传输用线路13的朝向观察图25(A)的透视图。
符号说明：
LC1、LC2：LC串联电路，SP22、SP32：螺旋状电感器，RA2：下表面地线电极开口部，RA3：上表面地线电极开口部，10：基底部，11：基板，12：地线电极，13：信号传输用线路，21：耦合用平面导体，21b、21c：电容器用平面导体，22：柱状导体，22A、22B：柱状导体，31、41：平面导体，31a、31b、31c：电容器用平面导体，32、42：柱状导体，50：多层基板，60：安装基板，61：安装基板的基材，62：下表面地线电极，63：上表面地线电极，70：模块，201～214：信号传输用通信体，301～304：耦合器。
具体实施方式
第1实施方式
参照图3和图4说明第1实施方式所涉及的信号传输用通信体201的结构。
图3(A)是信号传输用通信体201的立体图，图3(B)是其主要部分的剖视图。在信号传输用通信体201具备基板11。在基板11的下表面形成地线电极12，在其上表面形成信号传输用线路13。由该基板11、地线电极12、和信号传输用线路13构成微带线。在该例中，构成所述微带线的层相当于基底部10。
在信号传输用通信体201中，具备平行于所述基底部10的矩形板状的耦合用平面导体21。在耦合用平面导体21与基底部10之间，设有连接耦合用平面导体21和所述信号传输用线路13之间的柱状导体22。由该柱状导体22构成电感器电路。
在耦合用平面导体21与基底部10之间，构成在耦合用平面导体21的一部分与地线电极12之间连接的LC串联电路LC1、LC2。也就是说，设有隔着规定间隙与耦合用平面导体21的一部分对置的平面导体31、41以及连接该平面导体31、41和地线电极12之间的柱状导体32、42。
图4是图3所示的信号传输用通信体201的等效电路图。在图4中，电阻R0是相当于所述微带线的特性阻抗的电阻。此外，在图4中，电感器L22是相当于图3所示的柱状导体22的电感器。此外，电容器C31是由所述平面导体31和耦合用平面导体21构成的电容器。电感器L32是基于所述柱状导体32的电感器。同样，电感器L42是基于所述柱状导体42的电感器。此外，电容器41是由所述平面导体41和耦合用平面导体21构成的电容器。
这样，构成了如下的电路，相对于连接电感器L22和耦合用平面导体21的线，分别以分流的方式连接了2个LC串联电路LC1、LC2。因此，LC串联电路LC1、LC2分别作为陷波器发挥作用。
图3示出的各部的尺寸等的具体例如下所示。
[耦合用平面导体21]
12×12mm
[平面导体31]
5.0×5.0mm
[平面导体41]
3.0×3.0mm
[柱状导体22]
高度3.0mm
[柱状导体32]
高度2.8mm
[柱状导体42]
高度2.5mm
由于图4所示的电容器C31由平面导体31与耦合用平面导体21的对置面积、间隙和对置部分的介电常数规定，因此能够通过这些设定来决定电容。同样，电容器C41由平面导体41与耦合用平面导体21的对置面积、间隙和对置部分的介电常数规定，因此能够通过这些设定来决定电容。
此外，图4所示的电感器L32由图3中的柱状导体32的高度和直径规定，因此通过这些设定能够决定电感。同样，另一个电感器L42由柱状导体42的高度和直径规定，因此通过这些设定能够决定电感。
这样，能够由多个参量在宽范围内设定LC串联电路LC1、LC2的串联谐振频率。
这样，通过在信号传输用的线路中设置谐振频率不同的2个陷波电路，从而能够将这2个谐振频率作为衰减极点，能够构成可使用由这两个衰减极点夹着的频带的信号传输用通信体。
第2实施方式
图5(A)是第2实施方式所涉及的耦合器301的主要部分的立体图。此外，图5(B)是所述耦合器301的主要部分的剖视图。耦合器301由第1信号传输用通信体201和第2信号传输用通信体202构成。第1信号传输用通信体201与第1实施方式中图3所示的信号传输用通信体201相同。第2信号传输用通信体202在构造上也与第1信号传输用通信体201相同，以耦合用平面导体21彼此对置(对面)的方式配置2个信号传输用通信体201、202来构成耦合器301。
此外，也可以在耦合用平面导体21的表面形成绝缘体或电介质层。即便是这种构造，在彼此对置的2个耦合用平面导体21之间也生成规定电容。
图6是图5所示的耦合器301的等效电路图。在图6中，电容器C0是由图5所示的第1信号传输用通信体201的耦合用平面导体21和第2信号传输用通信体202的耦合用平面导体21构成的电容器。
图7(A)是表示从第1信号传输用通信体201的微带线观察耦合器301的反射特性(S参量的S11)的频率特性的图。此外，图7(B)是表示从第1信号传输用通信体201的微带线向第2信号传输用通信体202的微带线的透过特性(S参量的S21)的频率特性的图。在任意的图中，都是将彼此对置的2个耦合用平面导体21之间的间隙dz的尺寸(mm)设为参量。
在图7(A)和图7(B)中，以Trp1示出的频带相当于图6中示出的LC串联电路LC1的谐振频率。同样，Trp2相当于LC串联电路LC2的谐振频率。在本例中，2个陷波频率之间的频率4.5GHz是通信用的频带的设计中心。可知即便所述间隙dz在1～30mm的范围内变化，大致在4.5GHz处也可得到低反射特性和低***损耗特性。
此外，陷波频率因所述间隙dz的值而变化，这是因为在彼此对置的2个耦合用平面导体21之间形成的电容发生变化。
这样，根据所使用的通信频带分别恰当地决定低频侧和高频侧的陷波频率，从而对于反射特性和透过特性可得到最佳特性。
第3实施方式
图8(A)是第3实施方式所涉及的耦合器302的主要部分的立体图。此外，图8(B)是所述耦合器302的主要部分的剖视图。耦合器302由第1信号传输用通信体203和第2信号传输用通信体204构成。
第1信号传输用通信体203和第2信号传输用通信体204都是第1实施方式1中图3所示的信号传输用通信体201没有平面导体41和柱状导体42的构造。
图9是图8所示的耦合器302的等效电路图。在图9中，电容器C0是由图8所示的第1信号传输用通信体203的耦合用平面导体21和第2信号传输用通信体204的耦合用平面导体21构成的电容器。
图10(A)是表示从第1信号传输用通信体203的微带线观察耦合器302的反射特性(S参量的S11)的频率特性的图。此外，图10(B)是表示从第1信号传输用通信体203的微带线向第2信号传输用通信体204的微带线的透过特性(S参量的S21)的频率特性的图。在任意的图中，都是将彼此对置的2个耦合用平面导体21之间的间隙dz的尺寸(mm)设为参量。
在图10(A)和图10(B)中，以Trp1示出的频带相当于图9中示出的LC串联电路LC1的谐振频率。在本例中，频率4.5GHz是通信用的频带的设计中心。可知即便所述间隙dz在1～30mm的范围内变化，大致在4.5GHz处也可得到低反射特性和低***损耗特性。
这样，根据所使用的通信频带恰当地决定低频侧的陷波频率，从而对于反射特性和透过特性可得到最佳特性。
同样，根据所使用的通信频带恰当地决定高频侧的陷波频率，从而对于反射特性和透过特性可得到最佳特性。
第4实施方式
图11(A)是第4实施方式所涉及的耦合器303的部分立体图。此外，图11(B)是所述耦合器303的主要部分的剖视图。耦合器303由第1信号传输用通信体205和第2信号传输用通信体206构成。
按照第1信号传输用通信体205和第2信号传输用通信体206各自的耦合用平面导体21彼此对置(对面)的方式配置2个信号传输用通信体205、206来构成耦合器303。
在信号传输用通信体205具备基板11。在基板11的下表面形成地线电极12，在其上表面形成信号传输用线路13。由该基板11、地线电极12、和信号传输用线路13构成微带线。在该例中，构成所述微带线的层相当于基底部10。
在信号传输用通信体205中，具备平行于所述基底部10的矩形板状的耦合用平面导体21。在耦合用平面导体21与基底部10之间，设有连接耦合用平面导体21和所述信号传输用线路13之间的柱状导体22。由该柱状导体22构成电感器电路。
在耦合用平面导体21和基底部10之间，构成在耦合用平面导体21的一部分与地线电极12之间连接的LC串联电路LC1。也就是说，耦合用平面导体21、电容器用平面导体21b、21c、电容器用平面导体31a、31b、31c交替配置，从而在彼此相邻的电容器用平面导体之间产生电容。因此，由耦合用平面导体21的一部分以及电容器用平面导体21b、21c、31a、31b、31c能够在受限的面积内构成电容较大的电容器。由该电容器和柱状导体32构成LC串联电路LC1。
信号传输用通信体206的结构也与信号传输用通信体205的结构相同。
图12(A)是表示从第1信号传输用通信体205的微带线观察耦合器303的反射特性(S参量的S11)的频率特性的图。此外，图12(B)是表示从第1信号传输用通信体205的微带线向第2信号传输用通信体206的微带线的透过特性(S参量的S21)的频率特性的图。在任意的图中，都是将彼此对置的2个耦合用平面导体21之间的间隙dz的尺寸(mm)设为参量。
在图12(A)和图12(B)中，以Trp1示出的频带相当于图11中示出的LC串联电路LC1的谐振频率。在本例中，频率4.5GHz是通信用的频带的设计中心。可知即便所述间隙dz在1～30mm的范围内变化，大致在4.5GHz处也可得到低反射特性和低***损耗特性。
这样，根据所使用的通信频带恰当地决定低频侧的陷波频率，从而对于反射特性和透过特性可得到最佳特性。
第5实施方式
图13(A)是第5实施方式所涉及的信号传输用通信体208的立体图。图13(B)是在图13(A)中从X-Z面观察Y轴方向的透视图。此外，图13(C)是在图13(A)中从Y Z面观察-X轴方向的透视图。
第5实施方式所涉及的信号传输用通信体208构成为多层基板50，该多层基板50层叠了多个电介质层和多个导体层。在多层基板50的下表面形成地线电极12。此外，在多层基板50的内部形成信号传输用线路13。由该信号传输用线路13、地线电极12、及其之间的电介质层构成微带线。
此外，在多层基板50的内部形成矩形板状的耦合用平面导体21，在其大致中央形成连接第1端部的柱状导体22A、和第1端部导通至信号传输用线路13的柱状导体22B。此外，在柱状导体22A的第2端部和柱状导体22B的第2端部之间形成螺旋状电感器SP22。该螺旋状电感器SP22通过与平行于基底部10的导体层相垂直的导通孔、由沿着平行于基底部10的面盘旋的多个螺旋状的导体图案构成。
此外，在多层基板50的内部，由耦合用平面导体21的一部分、电容器用平面导体21b、21c和电容器用平面导体31a构成电容器。
此外，在多层基板50的内部，形成第1端部导通至地线电极12的柱状导体32。进而，在柱状导体32的第2端部与所述电容器用平面导体21c之间形成螺旋状电感器SP32。该螺旋状电感器SP32也通过与平行于基底部10的导体层相垂直的导通孔、由沿着平行于基底部10的面盘旋的螺旋状的导体图案构成。
多层基板50的尺寸例如为3.5～4.5mm×3.5～4.5mm×0.95mm。介电常数例如为6.0。
这样在多层基板50的内部设置基底部10、耦合用平面导体21、电感器电路、LC串联电路，从而构成信号传输用通信体208。该信号传输用通信体208的等效电路与第3实施方式中图9所示的耦合器302之中一个信号传输用通信体的等效电路相同。
根据该第5实施方式，通过由螺旋状的导体图案构成电感器，能够提高每单位体积的电感分量，因此能够使信号传输用通信体207整体薄型化。此外，通过基于多层基板50的电容率出现的波长缩短效应，能够使信号传输用通信体207的面积小型化。再有，由于能够通过多层基板工艺进行制造，因此易于工业化。
也可以在多层基板50的内部同样地构成2个或者2个以上的LC串联电路。
第6实施方式
图14(A)是第6实施方式所涉及的耦合器304的主要部分的立体图。此外，图14(B)是所述耦合器304的主要部分的剖视图。耦合器304由第1信号传输用通信体208和第2信号传输用通信体209构成。
在第1信号传输用通信体208具备基板11。在基板11的下表面形成地线电极12，在其上表面形成信号传输用线路13。在基底部10，由该基板11、地线电极12、和信号传输用线路13构成微带线。
在第1信号传输用通信体208中，具备平行于基底部10的矩形板状的耦合用平面导体21。此外，设置隔着规定间隔与耦合用平面导体21对置的平面导体31。在该平面导体31的中央形成矩形的开口RA。该平面导体31形成为相对于耦合用平面导体21的中心为旋转对称形。
在耦合用平面导体21与基底部10之间，形成连接耦合用平面导体21和信号传输线路13之间的柱状导体22。柱状导体22贯通平面导体31的开口RA，不与平面导体31导通。由该柱状导体22构成电感器电路。该电感器电路配置在相对于平面导体31的中心对称的位置处。
在耦合用平面导体21和基底部10之间，构成在耦合用平面导体21的一部分与地线电极12之间连接的LC串联电路LC1、LC2。也就是说，设有隔着规定间隙与耦合用平面导体21的一部分对置的平面导体31、以及连接该平面导体31和地线电极12之间的柱状导体32、42。
对于第2信号传输用通信体209，在构造上也与第1信号传输用通信体208相同，以耦合用平面导体21彼此对置(对面)的方式配置2个信号传输用通信体208、209来构成耦合器304。
图14示出的各部的尺寸等的具体例如下所示。
[耦合用平面导体21]
15×15mm
[平面导体31]
15×15mm
[开口RA]
2.0×2.0mm
[柱状导体22]
高度3.0mm
[柱状导体32]
高度2.8mm
[柱状导体42]
高度2.8mm
图15是图14所示的耦合器304的等效电路图。在图15中，电阻R0是相当于所述微带线的特性阻抗的电阻。此外，在图15中，电感器L22是相当于图3所示的柱状导体22的电感器。此外，电容器C31是由所述平面导体31的柱状导体32附近和耦合用平面导体21构成的电容器。同样，电容器C41是由平面导体31的柱状导体42附近和耦合用平面导体21构成的电容器。电感器L32是基于所述柱状导体32的电感器，电感器L42是基于所述柱状导体42的电感器。
这样，构成了如下的电路，相对于连接电感器L22和耦合用平面导体21的线，以分流的方式连接了LC串联电路LC12。因此，LC串联电路LC12作为陷波器发挥作用。在此，由电容器C31和电感器L32作为第1陷波器发挥作用，由电容器C41和电感器L42作为第2陷波器发挥作用。
在图15中，电容器C0是由图14所示的第1信号传输用通信体208的耦合用平面导体21和第2信号传输用通信体209的耦合用平面导体21构成的电容器。
图16、图17是用于比较第6实施方式所涉及的耦合器的特性和第3实施方式所涉及的耦合器的特性的图。
图16(A)是表示第6实施方式所涉及的耦合器304中的第2信号传输用通信体209相对于第1信号传输用通信体208的位置偏移量的图。此外，图16(B)是表示第3实施方式所涉及的耦合器302中的第2信号传输用通信体204相对于第1信号传输用通信体203的位置偏移量的图。
第1信号传输用通信体208和第2信号传输用通信体209都平行于x-y平面，由(dx，dy，dz)表示x-y平面的面内方向的位置偏移量。
图17(A)和图17(B)是表示透过特性(S参量的S21)的频率特性根据位置偏移量(dx，dy，dz)如何变化的图。在此，例示出了如下的4个位置偏移。
[a](dx，dy，dz)＝(-10mm，0mm，10mm)
[b](dx，dy，dz)＝(10mm，0mm，10mm)
[c](dx，dy，dz)＝(0mm，-10mm，10mm)
[d](dx，dy，dz)＝(0mm，10mm，10mm)
在图17(B)中，曲线Ca、Cb、Cc、Cd分别是上述偏移[a]、[b]、[c]、[d]下的特性。此外，在图17(A)中，尽管描绘出了上述偏移[a]、[b]、[c]、[d]下的特性，但是曲线全部重合。
在第3实施方式所涉及的耦合器302中，如图17(B)所示，透过特性根据面内方向的位置偏移量(dx，dy，dz)而变动。相对于此，在第6实施方式所涉及的耦合器304中，如图17(A)所示，可知在x-y平面内的10mm左右的偏移下没有特性变动。
第7实施方式
图18(A)是第7实施方式所涉及的信号传输用通信体210的立体图。图18(B)是在图18(A)的朝向情况下从跟前观察到的透视图。
第7实施方式所涉及的信号传输用通信体210构成为多层基板50，该多层基板50层叠了多个电介质层和多个导体层。在多层基板50的下表面形成地线电极12。此外，在多层基板50的内部形成信号传输用线路13。
在多层基板50的内部形成矩形板状的耦合用平面导体21，在其大致中央形成连接第1端部的柱状导体22A、和第1端部导通至所述信号传输用线路13的柱状导体22B。此外，在柱状导体22A的第2端部和柱状导体22B的第2端部之间形成螺旋状电感器SP22。该螺旋状电感器SP22通过与平行于基底部10的导体层相垂直的导通孔、由沿着平行于基底部10的面盘旋的多个螺旋状的导体图案构成。
此外，在多层基板50的内部，形成第1端部导通至地线电极12的柱状导体32。进而，在柱状导体32的第2端部与平面导体31之间形成螺旋状电感器SP32。该螺旋状电感器SP32也通过与平行于基底部10的导体层相垂直的导通孔、由沿着平行于基底部10的面盘旋的螺旋状的导体图案构成。
同样，在多层基板50的内部，形成第1端部导通至地线电极12的柱状导体42。进而，在柱状导体42的第2端部与平面导体31之间形成螺旋状电感器SP42。该螺旋状电感器SP42也通过与平行于基底部10的导体层相垂直的导通孔、由沿着平行于基底部10的面盘旋的螺旋状的导体图案构成。
多层基板50的尺寸例如为4.0mm×4.0mm×1.0mm。介电常数例如为6.0。
这样在多层基板50的内部设置基底部10、耦合用平面导体21、电感器电路、LC串联电路，从而构成信号传输用通信体210。该信号传输用通信体210的等效电路与第6实施方式中示出的等效电路相同。
根据该第7实施方式，通过由螺旋状的导体图案构成电感器，能够提高每单位体积的电感分量，因此能够使信号传输用通信体210整体薄型化。此外，通过基于多层基板50的电容率出现的波长缩短效应，能够使信号传输用通信体210的面积小型化。再有，由于能够通过多层基板工艺进行制造，因此易于工业化。
第8实施方式
图19是第8实施方式所涉及的信号传输用通信体211的立体图。在第8实施方式中，信号传输用通信体211也构成为多层基板50，该多层基板50层叠了多个电介质层和多个导体层。
在该第8实施方式中，在耦合用平面导体21与信号传输用线路13之间连接的电感器电路具备螺旋状电感器SP22，该螺旋状电感器SP22沿着垂直于基底部的面(多层基板50的下表面)的面盘旋。该螺旋状电感器SP22由多个线状下部导体SP22B、多个线状上部导体SP22U、以及多个导通孔SP22V构成。也就是说，线状下部导体SP22B的端部和线状上部导体SP22U的端部由导通孔SP22V依次连接，从而整体构成为基于螺旋状导体的电感器。
在信号传输用线路13与螺旋状电感器SP22之间形成柱状导体22B。此外，在螺旋状电感器SP22与耦合用平面导体21之间形成柱状导体22A。由这些柱状导体22A、22B和螺旋状电感器SP22构成耦合用平面导体21和信号传输用线路13之间的电感器电路。
此外，在多层基板50的内部，形成第1端部导通至地线电极的柱状导体42。在柱状导体42的第2端部与平面导体31之间形成螺旋状电感器SP42。该螺旋状电感器SP42通过与平行于基底部的导体层相垂直的导通孔、由沿着平行于基底部的面盘旋的螺旋状的导体图案构成。
同样，在多层基板50的内部，形成第1端部导通至地线电极的柱状导体。在柱状导体的第2端部与平面导体31之间形成螺旋状电感器SP32。该螺旋状电感器SP32也通过与平行于基底部的导体层相垂直的导通孔、由沿着平行于基底部的面盘旋的螺旋状导体图案构成。
上述螺旋状电感器SP32、SP42的结构与第7实施方式所示的结构相同。
这样，能够由沿着与基底部的面垂直的面盘旋的螺旋状电感器SP22构成在耦合用平面导体21和信号传输用线路13之间连接的电感器电路的一部分。同样，对于在耦合用平面导体21的一部分和地线电极之间连接的LC串联电路的电感器，也可以由沿着与基底部的面垂直的面盘旋的螺旋状电感器构成其全部或一部分。
第9实施方式
参照图20对第9实施方式所涉及的信号传输用通信体和耦合器的结构进行说明。
图20(A)是信号传输用通信体212的立体图，图20(B)是其主要部分的剖视图。信号传输用通信体212具备安装基板60。
安装基板60由如下部件构成，分别是：基材61、在该基材61的下表面形成的下表面地线电极62、在基材61的上表面形成的上表面地线电极63、在相同的基材61的上表面形成的信号传输用线路13。在下表面地线电极62形成方形的下表面地线电极开口部RA2，在上表面地线电极63形成形状大致为方形的上表面地线电极开口部RA3。
信号传输用线路13从上表面地线电极开口部RA3向外方延伸，从而由该信号传输用线路13、上表面地线电极63和下表面地线电极62构成接地共平面线路(grounded coplanar line)。
在信号传输用通信体212中，具备平行于安装基板60的矩形板状的耦合用平面导体21。在耦合用平面导体21与安装基板60之间，设有连接耦合用平面导体21和信号传输用线路13之间的柱状导体22。由该柱状导体22构成电感器电路。
在耦合用平面导体21和安装基板60之间，构成在耦合用平面导体21的一部分与上表面地线电极63之间连接的LC串联电路LC1、LC2。也就是说，设有隔着规定间隙与耦合用平面导体21的一部分对置的平面导体31、41以及连接该平面导体31、41和地线电极12之间的柱状导体32、42。
下表面地线电极开口部RA2以及上表面地线电极开口部RA3形成在与耦合用平面电极21对置的区域。特别在该例中，下表面地线电极开口部RA2的中心和上表面地线电极开口部RA3的中心与柱状导体22的中心轴一致。也就是说，这些部件大致处于同轴关系。
信号传输用通信体212的等效电路与第1实施方式所示的信号传输用通信体201的等效电路(参照图4)相同。
使用2个图20所示的信号传输用通信体212，以各自的耦合用平面导体21彼此对置(对面)的方式配置来构成耦合器。
这样，由于耦合用平面导体21与下表面地线电极开口部RA2对置，因此在耦合用平面导体21与下表面地线电极62之间产生的寄生电容降低。因此，能够抑制因安装基板60的厚度尺寸dt的变化而导致的作为信号传输用通信体的特性及作为耦合器的特性的变动。也就是说，即便使用电容率和厚度不同的各种安装基板，也可获得稳定的特性。
第10实施方式
参照图21～图24对第10实施方式所涉及的信号传输用通信体和耦合器的结构及特性进行说明。
图21(A)是信号传输用通信体213的立体图，图21(B)是其主要部分的剖视图。信号传输用通信体213由模块70和安装基板60构成，该模块70由多层基板构成，该安装基板60安装模块70。
与第9实施方式中图20所示的信号传输用通信体212不同，耦合用平面导体21、电感器电路、和LC串联电路构成为一个模块70。该模块70构成为通过层叠多个电介质层和多个导体层而形成的多层基板。第9实施方式的信号传输用通信体212和第10实施方式的信号传输用通信体213在电气上是等效的。
图21示出的各部的尺寸等的具体例如下所示。
[耦合用平面导体21]
12×12mm
[平面导体31]
5.0×5.0mm
[平面导体41]
2.5×2.5mm
[柱状导体22]
高度2.1mm
[柱状导体32]
高度1.8mm
[柱状导体42]
高度1.5mm
[安装基板60]
厚度0.5～1.5mm
[下表面地线电极开口部RA2]
14×14mm
[上表面地线电极开口部RA3的外形]
12×12mm
图22(A)是表示由第10实施方式所涉及的信号传输用通信体构成的耦合器的透过特性(S参量的S21)的频率特性的图。此外，图22(B)是表示图5所示的耦合器301的透过特性(S参量的S21)的频率特性的图。该图22(B)为比较例。在任意的图中，都将安装基板60的厚度尺寸dt设为参量。
如果在与耦合用平面导体对置的区域没有形成地线开口部，当使安装基板60的厚度尺寸dt在0.5mm～1.5mm的范围内变化时，如图22(B)所示那样透过特性(S21)出现很大变化。相对于此，根据第9实施方式，如图22(A)所示那样透过特性(S21)几乎没有变动。
接下来，利用图23和图24对安装基板的下表面地线电极开口部RA2和上表面地线电极开口部RA3的大小与所述透过特性之间的关系进行说明。
在安装基板形成了2层以上的地线的情况下，因各地线层的开口部的大小的关系，抑制所述杂散电容变化的效果有所不同。如图23(A)所示，当上表面地线电极开口部RA3小于下表面地线电极开口部RA2时，在耦合用平面导体21和下表面地线电极62之间产生的杂散电容小。如图23(B)所示，在下表面地线电极开口部RA2和上表面地线电极开口部RA3相同大小的情况下，在耦合用平面导体21和下表面地线电极62之间产生的杂散电容也小。可是，如图23(C)所示，当上表面地线电极开口部RA3大于下表面地线电极开口部RA2时，在耦合用平面导体21和下表面地线电极62之间产生的杂散电容大。
这样，在安装基板设置2层以上的地线电极时，预先规定靠近于耦合用平面导体21的上表面地线电极开口部RA3在所有的地线电极开口部中是最小的。通过该构造，可由上表面地线电极63抑制在耦合用平面导体21和下表面地线电极62之间产生的寄生电容。
图24(A)是使用了图23(A)所示的信号传输用通信体的耦合器的透过特性(S21)的频率特性。图24(B)是使用了图23(B)所示的信号传输用通信体的耦合器的透过特性(S21)的频率特性。同样，图24(C)是使用了图23(C)所示的信号传输用通信体的耦合器的透过特性(S21)的频率特性。
这样，如果是图23(A)、图23(B)的构造，则因为由上表面地线电极63截断了耦合用平面导体21和下表面地线电极62的寄生电容，所以可抑制相对于基板厚度的变化的特性变动。
此外，在以上示出的例子中，尽管在安装基板60配备了2层的地线电极层，但对于存在3层以上的地线电极的情况，也要预先规定最靠近于耦合用平面导体21的地线电极的开口在所有的地线电极开口部中是最小的。通过该构造，可由最靠近于耦合用平面导体21的地线电极抑制在耦合用平面导体21和下表面地线电极62之间产生的寄生电容。
第11实施方式
参照图25对第11实施方式所涉及的信号传输用通信体和耦合器进行说明。
图25(A)是信号传输用通信体214的立体图，图25(B)是沿着信号传输用线路13的朝向观察图25(A)的透视图。信号传输用通信体214由模块70和安装基板60构成，该模块70由多层基板构成，该安装基板60安装模块70。
与第10实施方式中图21示出的信号传输用通信体213不同的是模块70的结构。在由多层基板构成的模块70的内部形成矩形板状的耦合用平面导体21，在其大致中央形成连接第1端部的柱状导体22A、和第1端部导通至信号传输用线路13的柱状导体22B。此外，在柱状导体22A的第2端部和柱状导体22B的第2端部之间形成螺旋状电感器SP22。该螺旋状电感器SP22通过与平行于安装基板60的导体层相垂直的导通孔、由沿着平行于安装基板60的面盘旋的多个螺旋状的导体图案构成。
此外，在模块70的内部，构成包括耦合用平面导体21的一部分的层叠电容器C31。此外，在模块70的内部，形成第1端部导通至安装基板的上表面地线电极63的柱状导体32。进而，在柱状导体32的第2端部与层叠电容器C31之间形成螺旋状电感器SP32。该螺旋状电感器SP32也通过与平行于安装基板60的导体层相垂直的导通孔、由沿着平行于安装基板60的面盘旋的螺旋状的导体图案构成。
这样，由设置了耦合用平面导体21、电感器电路和LC串联电路的模块70以及安装基板60构成信号传输用通信体214。使用2个该信号传输用通信体214，以各自的耦合用平面导体21彼此对置(对面)的方式配置来构成耦合器。
该耦合器的等效电路与第3实施方式中图9所示的等效电路相同。
安装基板60的上表面地线电极开口部RA3与模块70的底面大致相同大小，该上表面地线电极开口部RA3小于下表面地线电极开口部RA2。因此，在耦合用平面导体21与下表面地线电极62之间产生的寄生电容被降低，能够抑制因安装基板60的厚度尺寸dt的变化而导致的作为信号传输用通信体的特性及作为耦合器的特性的变动。
其他实施方式
在以上示出的各实施方式中，由柱状导体构成LC串联电路的电感器部分和电感器电路，由平面导体构成LC串联电路的电容器部分，但电感器电路、LC串联电路的电感器部分或电容器部分的至少其中一部分可以由芯片元件构成。此外，也可以将该芯片元件安装于上述基底部。
此外，虽然以上示出的各实施方式中的耦合器都是使同一结构的2个信号传输用通信体成对，但如果是平面导体彼此以非接触状态对置(对面)进行电容耦合的耦合器，则仅其中一方可以应用本发明的信号传输用通信体。
Claims (11)
1.一种信号传输用通信体，具备：
基底部，形成了信号传输用线路和地线电极；
耦合用平面导体，呈平行于所述基底部的平面状；
电感器电路，连接在所述耦合用平面导体和所述信号传输用线路之间；和
LC串联电路，连接在所述耦合用平面导体的一部分和所述地线电极之间，且串联连接了电容器和电感器，
所述电感器电路配置在所述耦合用平面导体和所述基底部之间，
所述LC串联电路配置在所述耦合用平面导体和所述基底部之间。
2.根据权利要求1所述的信号传输用通信体，其中，
所述基底部、所述耦合用平面导体、所述电感器电路和所述LC串联电路构成为通过层叠多个电介质层和多个导体层而形成的多层基板。
3.根据权利要求1所述的信号传输用通信体，其中，
所述基底部是安装所述耦合用平面导体、所述电感器电路和所述LC串联电路的安装基板，在所述安装基板形成了在所述耦合用平面导体对置的区域具有开口部的地线电极。
4.根据权利要求3所述的信号传输用通信体，其中，
所述耦合用平面导体、所述电感器电路和所述LC串联电路构成为一个模块。
5.根据权利要求3或4所述的信号传输用通信体，其中，
形成了所述地线电极的层为2层以上，在各地线电极的开口部之中最靠近于所述耦合用平面导体的开口部的大小是最小的。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的信号传输用通信体，其中，
所述LC串联电路的所述电容器具备与所述耦合用平面导体平行对置的平面导体，所述平面导体相对于所述耦合用平面导体的中心形成为旋转对称形状，所述电感器电路相对于所述平面导体的中心配置在对称位置。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的信号传输用通信体，其中，
所述电感器电路具备螺旋状的导体，该螺旋状的导体沿着与所述基底部平行或垂直的面盘旋。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的信号传输用通信体，其中，
所述LC串联电路的所述电感器具备螺旋状的导体，该螺旋状的导体沿着与所述基底部平行或垂直的面盘旋。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的信号传输用通信体，其中，
所述LC串联电路的所述电容器具备多个平面导体，该多个平面导体以平行于所述基底部的面状展宽，在相对置的部分产生电容。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的信号传输用通信体，其中，
所述电感器电路或所述LC串联电路的至少一方由安装于所述基底部的芯片元件构成。
11.一种耦合器，在发送侧和接收侧分别至少各具备一个权利要求1～10任意一项所述的所述信号传输用通信体，并且在非接触状态下使所述耦合用平面导体彼此对置。
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