CN104685713A - 阻抗转换电路以及无线通信装置 - Google Patents

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Abstract

第一线圈元件由第一环状导体(LP1)及第二环状导体(LP2)构成。第二线圈元件由第三环状导体(LP3)及第四环状导体(LP4)构成。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。作为第一环状导体(LP1)的一部分的导体图案(L1B)以及作为第二环状导体(LP2)的一部分的导体图案(L1C)并联连接。此外，作为第一环状导体(LP1)的剩余部分的导体图案(L1A)以及作为第二环状导体(LP2)的剩余部分的导体图案(L1D)分别与所述并联电路串联连接。

Description

阻抗转换电路以及无线通信装置
技术领域
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
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8Ω左右，在高频带下为15Ω左右。
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)。
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。
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)。
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
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
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。
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。
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
(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。
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。
(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。
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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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(DCR)，降低电阻损耗。
(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。
(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。
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。
(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
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
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10Ω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示出的电路图。
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示出的电路图。
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17是实施方式4所涉及的阻抗转换电路27B的电路图。
图18是考虑了实施方式5所涉及的阻抗转换电路28的层叠坯体内的初级线圈与次级线圈的配置关系后表示出的电路图。
图19是阻抗转换电路28的各种导体图案的立体图。
图20是表示形成于阻抗转换电路28的各基材层的导体图案及电流路径的图。
图21是包含实施方式6所涉及的阻抗转换电路29在内的高频功率放大器的电路图。
图22是考虑了阻抗转换电路29的层叠坯体内的初级线圈与次级线圈的配置关系后表示出的电路图。
图23是阻抗转换电路29的各种导体图案的立体图。
图24(A)～图24(E)是实施方式7所涉及的几个阻抗转换电路25的各种导体图案的立体图。
图25是表示实施方式8所涉及的移动电话终端等无线通信装置的结构的图。
具体实施方式
《实施方式1》
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。例如，在为支持五频的移动电话终端的情况下，该移动电话终端支持五种频带即GSM850/900/1800/1900/UMTS频带1(GSM为注册商标)。
如图1(A)所示，天线装置101具备天线元件11、以及与该天线元件11相连接的阻抗转换电路25。天线元件11在低频带下，在基波模式下谐振，而在高频带下，在高次谐波模式下谐振。该天线元件11的供电端连接有阻抗转换电路25。阻抗转换电路25中，初级线圈L1***到天线元件11与供电电路30之间。供电电路30是用于将高频信号供电至天线元件11的供电电路，生成并处理高频信号，但也可以包含对高频信号进行合波、分波的电路。
阻抗转换电路25具备与供电电路30相连接的初级线圈L1(本发明中的“第一线圈元件”)以及与初级线圈L1进行耦合的次级线圈L2(本发明中的“第二线圈元件”)。更具体而言，初级线圈L1的第一端连接于供电电路30，第二端连接于天线元件11，次级线圈L2的第一端连接于天线元件11，第二端接地。
该阻抗转换电路25包含变压器型电路，该变压器型电路通过互感M使初级线圈L1与次级线圈L2紧密地相耦合。如图1(B)所示，该变压器型电路能等效变换成由三个电感元件Z1、Z2、Z3所构成的T型电路。即，该T型电路由如下端口与电感元件构成：与供电电路30相连的第一端口P1、与天线元件11相连的第二端口P2、接地的第三端口P3、连接于第一端口与分岔点A之间的电感元件Z1、连接于第二端口P2与分岔点A之间的电感元件Z2、以及连接于第三端口P3与分岔点A之间的第三电感元件Z3。
若将图1(A)中示出的初级线圈L1的电感表示为L1，将次级线圈L2的电感表示为L2，将互感表示为M，则图1(B)中的电感元件Z1的电感为L1+M，电感元件Z2的电感为-M，第三电感元件Z3的电感为L2+M。
图1(B)所示的T型电路中，与供电电路30相连接的端口P1与接地的端口P3之间的构成部分(Z1及Z3)是用于根据变压比来进行阻抗转换的部分。也就是说，阻抗转换电路25的阻抗转换比为(L1+L2+2M):L2。
图2(A)是所述阻抗转换电路25的电路图，图2(B)是其等效电路图。此处，为了简化说明，若考虑构成阻抗转换电路25的初级线圈L1与次级线圈L2的耦合系数k为1，则视为阻抗转换电路25由并联连接的电感为(L1+L2+2M)的电感器与理想变压器IT构成。此处，M＝k√(L1L2)，电感值为(L1+L2+2M)的电感如图2(B)所示，是连接于端口P1与地之间的电感，理想变压器IT是初级线圈L1与次级线圈L2的卷绕匝数比为n：1的阻抗转换电路。
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。若并联连接的电感器的电感足够大，则图1(A)、图1(B)所示的阻抗转换电路25中不存在频率依赖性。也就是说，阻抗转换比恒定，而与频率无关。而在并联连接的电感器的电感为某程度上较小的值的情况下，如图3(A)所示，因感应性而变化至低阻抗一侧，因此在低频带与高频带之间产生阻抗差。
由此，在初级线圈L1及次级线圈L2的匝数较小，阻抗较小的情况下，所述阻抗转换电路25具有频率依赖性。因此，在规定了初级线圈及次级线圈间的耦合系数、天线在低频带下的阻抗以及高频带下的阻抗的情况下，用于实现其的初级线圈与次级线圈的电感值的组合有两种。图4示出了在低频带下的阻抗为10Ω时初级线圈与次级线圈的电感在高频带下的阻抗的示例。此处，初级线圈的电感用L1来表示，次级线圈的电感用L2来表示。具体而言，通过电路仿真取多个L1及L2的值来进行计算，并将成为所需的阻抗的L1及L2绘成图。另外，耦合系数k＝0.5。
该图4中，电感较大的组合即“组合2”的电感值较大，所包含的电阻分量也较大，因此损耗较大。因此，从损耗的角度来看，采用电感值较小的组合即“组合1”。
阻抗转换电路25在层叠坯体上设置导体图案而构成，所述层叠坯体层叠多个电介质基材层而构成。也就是说，阻抗转换电路25是将电介质的基材层与导体图案进行层叠而构成的层叠体结构。图5是考虑了实施方式1所涉及的阻抗转换电路25的层叠坯体内的初级线圈与次级线圈的配置关系后表示出的电路图。图6是表示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。图中描绘了除形成有上述导体图案的电介质的基材层以外的部分。
此外，基材层也可以是电介质以外的磁性体。通过使用磁性体，能增大初级线圈与次级线圈之间的耦合(获得更大的耦合系数)。另外，也可以使用磁性体层与电介质层双方。
如图7所示，分别形成由导体图案L1A、L1B构成的第一环状导体LP1、由导体图案L1C、L1D构成的第二环状导体LP2、由导体图案L2A构成的第三环状导体LP3、以及由导体图案L2B构成的第四环状导体LP4。各层的导体图案通过过孔导体来进行层间连接。
最下层的基材层的下表面形成有相当于第一端口(供电端口)P1、第二端口(天线端口)P2、第三端口(接地端口)P3的端子以及其它安装用端子(空端子NC)。上述端子形成于最下层的基材层的下表面。
第一线圈元件(图1(A)所示的L1)由第一环状导体LP1以及第二环状导体LP2构成。第二线圈元件(图1(A)所示的L2)由第三环状导体LP3以及第四环状导体LP4构成。
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。
作为第一环状导体LP1的一部分的导体图案L1B以及作为第二环状导体LP2的一部分的导体图案L1C并联连接。此外，作为第一环状导体LP1的剩余部分的导体图案L1A以及作为第二环状导体LP2的剩余部分的导体图案L1D分别与所述并联电路串联连接。
由导体图案L2A构成的第三环状导体LP3以及由导体图案L2B构成的第四环状导体LP4串联连接。
如图6所示，通过导体图案L1A与L1D之间的强磁场耦合(自感SI)以及导体图案L1B与L1C之间的强磁场耦合(自感SI)来获得初级线圈的较大的电感值。由此，每单位线圈长度的电感较大，初级线圈的Q值提高，因此损耗降低。
另外，通过导体图案L1A、L1B与导体图案L2B之间的磁场耦合(互感MI)以及导体图案L1C、L1D与导体图案L2A之间的磁场耦合(互感MI)，来提高初级线圈(第一线圈元件L1)与次级线圈(第二线圈元件L2)之间的耦合系数。
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8中，第一环状导体LP1与第二环状导体LP2中，电流流过以下路径：第一端口P1→导体图案L1A→导体图案(L1B+L1C)→导体图案L1D→第二端口P2。另外，第三环状导体LP3与第四环状导体LP4中，电流流过以下路径：第二端口P2→导体图案L2A→导体图案L2B→第三端口P3。也就是说，初级线圈由导体图案L1B、L1C的并联部与导体图案L1A、L1D的串联部构成。另外，次级线圈由导体图案L2A、L2B的串联部构成。
图9是构成阻抗转换电路25的层叠体的立体图，图10是表示其磁通的通过状态的主面纵向剖视图。通过电流流过环状导体LP1、LP2、LP3、LP4，从而相同方向的磁通通过各环状导体LP1、LP2、LP3、LP4。也就是说，环状导体LP1、LP2、LP3、LP4向互相的磁通增强的方向卷绕，并相连接。
图11是在史密斯图上示出所述阻抗转换电路25的阻抗的图。本示例中，初级线圈L1的电感为3.4nH，次级线圈的电感为4.6nH，耦合系数为0.5。此处，标记m1、m2是从第二端口(天线侧端口)P2观察到的阻抗，标记m3、m4是从第一端口(供电侧端口)P1观察到的阻抗。另外，标记m1、m3是884MHz(低频带)下的阻抗，标记m2、m4是1.94GHz(高频带)下的阻抗。从标记m1所示的低频带下的第二端口(天线侧端口)P2观察到的阻抗为13Ω，从标记m2所示的高频带下的第二端口(天线侧端口)P2观察到的阻抗为18Ω。
由此，与在低频带下为13Ω左右、而在高频带下为18Ω左右的天线相匹配。
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12(A)是表示天线元件单体状态的电路图及其频率特性的图，图12(B)是表示具备阻抗匹配用电感器的天线装置的电路图及其频率特性的图。上述图12(A)、图12(B)均是比较例。图12(C)是表示具备本发明的阻抗转换电路的天线装置的电路图以及其频率特性的图。
图12(A)、图12(B)、图12(C)中，示出了低频带下的反射损耗S5、S33、S11以及***损耗S65、S43、S21。
如图12(A)、图12(B)所示，若为了阻抗匹配而将规定的电感器L与供电电路30并联连接，则反射损失将因为谐振而在规定频率下变小，由于设置了电感器L，因此其谐振频率小于天线元件单体情况下的谐振频率。图12(A)中，由标记m5表示的频率为926MHz，图12(B)中，由标记m3表示的频率为888MHz。因此，需要同时对天线元件11及阻抗匹配电路进行设计。对此，如图12(C)所示，根据本发明的阻抗转换电路，负电感(-M)与天线元件11的供电点串联连接，因此能实现阻抗匹配，而谐振频率不会极端地下降。图12(C)中，由标记m1表示的频率为967MHz。
《实施方式2》
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示出的电路图。该实施方式所涉及的阻抗转换电路26也与实施方式1所涉及的阻抗转换电路25一样，成为由电介质的基材层与导体图案层叠而成的层叠体结构。本实施方式以后所示的各实施方式在这点上也相同。图14是阻抗转换电路26的各种导体图案的立体图。其中，图中描绘了除形成有上述导体图案的电介质的基材层以外的部分。
如图14所示，分别形成由导体图案L1A、L1B构成的第一环状导体LP1、由导体图案L2C、L1C构成的第二环状导体LP2、由导体图案L2A构成的第三环状导体LP3、以及由导体图案L2B构成的第四环状导体LP4。各层的导体图案通过过孔导体来进行层间连接。
与图5、图7所示的实施方式1不同，在第二环状导体LP2上形成与第三环状导体LP3(导体图案L2A)串联连接的导体图案L2C。
通过该结构能增加次级线圈的匝数以及电感，并能扩大电感转换比的设定幅度。
此外，与此相同地，也可以在第一环状导体LP1上形成与第三环状导体LP3(导体图案L2A)或第四环状导体LP4(导体图案L2B)串联连接的导体图案。另外，也可以在第二环状导体LP2上形成与第四环状导体LP4(导体图案L2B)串联连接的导体图案。
《实施方式3》
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。此外，由于基本结构与实施方式1所涉及的阻抗转换电路25相同，因此此处省略其说明。此示例中，由导体图案L1B、L1C来构成初级线圈，由导体图案L2A、L2B来构成次级线圈。构成初级线圈的导体图案L1B、L1C在层方向上相邻，且并联连接。构成次级线圈的导体图案L2A、L2B配置成在层方向上夹持导体图案L1B、L1C，从而串联连接。
如上述实施方式所示，第一环状导体LP1及第二环状导体LP2也可以全都并联连接。
《实施方式4》
图17是实施方式4所涉及的阻抗转换电路27B的电路图。此外，由于基本结构与实施方式1所涉及的阻抗转换电路25相同，因此此处省略其说明。此示例中，由导体图案L1B、L1C来构成初级线圈，由导体图案L2A、L2B来构成次级线圈。构成初级线圈的导体图案L1B、L1C在层方向上相邻，且并联连接。构成次级线圈的导体图案L2A、L2B配置成在层方向上夹持导体图案L1A、L1B，从而并联连接。
如该实施方式所示，次级线圈也可以全都并联连接。
如上述几个实施方式所示，也能够分别将初级线圈与次级线圈串联连接或并联连接。在由两个电感器构成一个线圈时，若将一个电感器的电感用Lu表示，则在串联连接的情况下，线圈的电感成为Lu×2，而在并联连接的情况下，线圈的电感值称为Lu/2。此外，与将线圈配置于外侧的层的情况相比，在配置于内侧的层的情况下，自感增强，电感增大。
因此，根据初级线圈与次级线圈的耦合系数k、初级线圈与次级线圈的电感值，来决定初级线圈与次级线圈的连接方式及内外侧的配置关系即可。
此外，在以上所示的示例中，示出了第一高频电路为供电电路、第二高频电路为天线的示例，但本发明并不局限于此，也可以适用于一般连接在第一高频电路与第二高频电路之间的阻抗转换电路中。
此处，示例出初级线圈与次级线圈的连接方式及阻抗转换比之间的关系。
初级线圈L1 次级线圈L2 转换比
串联 串联 4:2
(串联+并联) 串联 (4～1):2
并联 串联 1:2
串联 并联 4:0.5
(串联+并联) 并联 (4～1):0.5
并联 并联 1:0.5
此外，构成初级线圈的两层的环状导体LP1、LP2与构成次级线圈的两层的环状导体LP3、LP4的匝数相同，环形尺寸也相同，而环状导体LP1、Lp2在层方向上被环状导体LP3、LP4所夹持，也就是说，初级线圈的两层的环状导体在层方向上相靠近，因此初级线圈的电感比次级线圈要大。
由此，通过对初级线圈采用(串联+并联)的结构，从而能实现非离散且横跨较大范围的阻抗转换比。
《实施方式5》
实施方式5是层叠配置2组由实施方式1所示的阻抗转换电路25的层叠坯体内的初级线圈及次级线圈构成的层叠结构的示例。另外，实施方式5示出了不仅对初级线圈设置串联部及并联部，还对次级线圈设置串联部及并联部(具备串联－并联结构)的示例。
图18是考虑了实施方式5所涉及的阻抗转换电路28的层叠坯体内的初级线圈与次级线圈的配置关系后表示出的电路图。图19是阻抗转换电路28的各种导体图案的立体图。图中描绘了除形成有上述导体图案的电介质的基材层以外的部分。图20是表示形成于阻抗转换电路28的各基材层的导体图案及电流路径的图。
如图19所示，分别在该阻抗转换电路28中形成由导体图案L1A1、L1B1构成的第一环状导体LP11、由导体图案L1C1、L1D1构成的第二环状导体LP12、由导体图案L2B1构成的第三环状导体LP13、以及由导体图案L2A2、L2B2构成的第四环状导体LP14。另外，分别形成由导体图案L1A2、L1B2构成的第一环状导体LP21、由导体图案L1C2、L1D2构成的第二环状导体LP22、由导体图案L2A1构成的第三环状导体LP23、以及由导体图案L2C2、L2D2构成的第四环状导体LP24。各层的导体图案通过过孔导体来进行层间连接。
最下层的基材层的下表面形成有相当于第一端口(供电端口)P1、第二端口(天线端口)P2、第三端口(接地端口)P3的端子以及其它安装用端子(空端子NC)。上述端子形成于最下层的基材层的下表面。
如图20所示，第一线圈元件L1(相当于图1(A)所示的初级线圈L1)由第一环状导体LP11、LP12、LP21、LP22构成。另外，第二线圈元件L2(相当于图1(A)所示的次级线圈L2)由第三环状导体LP13、LP23以及第四环状导体LP14、LP24构成。
第一环状导体LP11及第一2环状导体LP12在层方向上夹持于第三环状导体LP13与第四环状导体LP14之间。同样，第一环状导体LP21及第二环状导体LP22在层方向上夹持于第三环状导体LP23与第四环状导体LP24之间。
作为第一环状导体LP11的一部分的导体图案L1B1以及作为第二环状导体LP12的一部分的导体图案L1C1并联连接。此外，作为第一环状导体LP11的剩余部分的导体图案L1A1以及作为第二环状导体LP12的剩余部分的导体图案L1D1分别与所述并联电路串联连接。同样，作为第一环状导体LP21的一部分的导体图案L1B2以及作为第二环状导体LP22的一部分的导体图案L1C2并联连接。此外，作为第一环状导体LP21的剩余部分的导体图案L1A2以及作为第二环状导体LP22的剩余部分的导体图案L1D2分别与所述并联电路串联连接。
作为第四环状导体LP14的一部分的导体图案L2B2以及作为第四环状导体LP24的一部分的导体图案L2C2并联连接。此外，作为第四环状导体LP14的剩余部分的导体图案L2A2以及作为第四环状导体LP24的剩余部分的导体图案L2D2分别与所述并联电路串联连接。
由此，不仅限于初级线圈L1，也可以将次级线圈L2也设置成串联－并联结构。其结果是，能在更高的自由度之下设定电感值。
此外，本发明并不局限于具有串联－并联结构的初级线圈L1有两组而具有串联－并联结构的次级线圈L2有一组的结构。例如，也可以进一步层叠配置由初级线圈及次级线圈构成的层叠结构，以使得具有串联－并联结构的初级线圈L1有三组，而具有串联－并联结构的次级线圈L2有两组。
《实施方式6》
实施方式6示出了将本发明适用于高频功率放大器的示例。一般而言，功率放大器的输出阻抗非常低，例如在移动电话终端中，在用于GSM(注册商标)的情况下为2Ω左右，在用于CDMA的情况下为4Ω左右。由此，在使输出阻抗非常低的功率放大器的输出与50Ω的传输线路相匹配时，为了支持LTE(Long Term Evolution：长期演进)等需要宽频带的***，需要在整个宽频带内进行匹配。然而，以往为了扩大频带而需要构成多级的低通滤波电路。因此，通过损耗将变大。另外，若为了抑制通过损耗，而由电极来构成低通滤波器的电感器，则构成该电极所需的面积变大，无法节省空间。
本发明的阻抗转换电路也能适用于使输出阻抗非常低的功率放大器的输出与50Ω的传输线路进行匹配。
图21是包含本发明的阻抗转换电路29的高频功率放大器的电路图。如图21所示，阻抗转换电路29与功率放大器40的输出相连接。该阻抗转换电路29具备初级线圈L1、次级线圈L2、电容器C1、C2。利用由初级线圈L1、次级线圈L2构成的变压器来进行阻抗转换。电容器C1、C2是用于对阻抗匹配进行微调的元件。该阻抗转换电路29使功率放大器40的输出阻抗与50Ω的传输线路进行匹配。
图22是考虑了阻抗转换电路29的层叠坯体内的初级线圈与次级线圈的配置关系后表示出的电路图。图23是阻抗转换电路29的各种导体图案的立体图。图中描绘了除形成有上述导体图案的电介质的基材层以外的部分。
如图23所示，分别形成由导体图案L1A构成的第一环状导体LP1、由导体图案L1B构成的第二环状导体LP2、由导体图案L2A构成的第三环状导体LP3、以及由导体图案L2B构成的第四环状导体LP4。各层的导体图案通过过孔导体来进行层间连接。
在最下层的基材层的下表面分别有相当于第一端口(输出端口)P1、第二端口(功率放大器连接端口)P2、第三端口(接地端口)GND1以及第四端口(接地端口)GND2的端子。上述端子形成于最下层的基材层的下表面。
第一线圈元件(图21所示的L1)由第一环状导体LP1以及第二环状导体LP2构成。第二线圈元件(图21所示的L2)由第三环状导体LP3以及第四环状导体LP4构成。
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。
作为第一环状导体LP1的导体图案L1A以及作为第二环状导体LP2的导体图案L1B并联连接。另外，第三环状导体LP3及第四环状导体LP4串联连接。
另外，在层叠坯体的内部形成有电容器电极C1a、C1b、C2a、C2b。由电容器电极C1a、C1b形成电容器C1，由电容器电极C2a、C2b形成电容器C2。
此外，本实施方式5中，示出了第一环状导体LP1及第二环状导体LP2全部并联连接的示例，而与先行示出的几个实施方式相同，第一环状导体LP1及第二环状导体LP2的至少一部分也可以并联连接。
《实施方式7》
图24(A)～图24(E)是实施方式7所涉及的几个阻抗转换电路25的各种导体图案的立体图。其中，省略基材层的图示。另外，省略各导体图案的线宽的图示，以简易的线状图案来表示。图24(A)是作为图24(B)～图24(E)的比较例来表示的阻抗转换电路的立体图。如该图24(A)所示的阻抗转换电路相当于图7所示阻抗转换电路25。
图24(B)中，导体图案L2B1、L2B2形成于两整层，并且它们串联连接。也就是说，图24(B)的示例中，在两整层上形成图24(A)的导体图案L2B(第四环状导体)，并且它们串联连接。
图24(C)中，导体图案L2B1、L2B2形成于两整层，并且它们串联连接。也就是说，图24(C)的示例中，在两整层上形成图24(A)的导体图案L2B(第四环状导体)，并且它们串联连接。
图24(D)中，导体图案L1B1、L1B2形成于两整层，并且它们串联连接。也就是说，图24(D)的示例中，在两整层上形成图24(A)的导体图案L1B(第一环状导体)，并且它们串联连接。
图24(E)中，导体图案L1B1、L1B2形成于两整层，并且它们串联连接。也就是说，图24(E)的示例中，在两整层上形成图24(A)的导体图案L1B(第一环状导体)，并且它们串联连接。
在图24所示的示例中，示出了将第四环状导体或第一环状导体串联连接及并联连接的示例，但也可以同样适用于第三环状导体及第二环状导体。
由此，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的环状。另外，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。
《实施方式8》
图25是表示实施方式8所涉及的移动电话终端等无线通信装置的结构的图。该图25中，仅示出无线通信装置的壳体内的主要部分。在壳体内设有天线元件11及电路基板，电路基板形成有接地导体20，设有阻抗转换电路25及供电电路30。
天线元件11构成从供电电路30连接至两个辐射元件11a、11b而成的T分岔型天线。辐射元件11a被设计成在低频带下在λ/4发生谐振(λ：低频带的波长)的电长度。辐射元件11b被设计成在高频带下在λ/4发生谐振(λ：高频带的波长)的电长度。此外，该天线的工作原理仅为一示例。例如，也可以设计成在高频带下以整个辐射元件(11a+11b)在(3/4)λ发生谐振。该情况下，高频带下辐射元件增大，因此辐射特性变好。
标号说明
IT 理想变压器
L1 初级线圈(第一线圈元件)
L2 次级线圈(第二线圈元件)
L1A、L1B、L1C、L1D 导体图案
L2A、L2B、L2C 导体图案
LP1 第一环状导体
LP2 第二环状导体
LP3 第三环状导体
LP4 第四环状导体
P1 第一端口
P2 第二端口
P3 第三端口
11 天线元件
20 接地导体
25、26、27A、27B、28、29 阻抗转换电路
30 供电电路
101 天线装置

Claims (10)

1.一种阻抗转换电路，该阻抗转换电路通过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及第二线圈元件而构成，其特征在于，
第一线圈元件由设置于所述层叠坯体的不同层的第一环状导体及第二环状导体构成，
第二线圈元件由设置于所述层叠坯体的不同层的第三环状导体及第四环状导体构成，
从层叠方向俯视时，第一环状导体、第二环状导体、第三环状导体及第四环状导体大致呈相同形状，
第一环状导体及第二环状导体在层方向上夹持于第三环状导体与第四环状导体之间，
第一环状导体及第二环状导体中的至少一部分并联连接。
2.如权利要求1所述的阻抗转换电路，其特征在于，
利用所述第一环状导体的一部分及所述第二环状导体的一部分来构成并联电路，或利用所述第一环状导体的一部分及整个所述第二环状导体来构成并联电路，并分别将所述第一环状导体的剩余部分及所述第二环状导体的剩余部分与所述并联电路串联连接。
3.如权利要求1或2所述的阻抗转换电路，其特征在于，
在形成所述第一环状导体或所述第二环状导体的层上形成与所述第三环状导体或所述第四环状导体串联连接的导体图案。
4.如权利要求1至3中任一项所述的阻抗转换电路，其特征在于，
所述第三环状导体及所述第四环状导体串联连接。
5.如权利要求1至4中任一项所述的阻抗转换电路，其特征在于，
所述第一环状导体、所述第二环状导体、所述第三环状导体及所述第四环状导体分别在每一层上形成为大致一匝的环状。
6.如权利要求1至5中任一项所述的阻抗转换电路，其特征在于，
所述第一环状导体、所述第二环状导体、所述第三环状导体或所述第四环状导体中的至少某个在多个基材层的整面上形成多匝环。
7.如权利要求1至5中任一项所述的阻抗转换电路，其特征在于，
所述第一环状导体、所述第二环状导体、所述第三环状导体或所述第四环状导体中的至少某个形成在多个基材层上且将其并联连接。
8.如权利要求1至7中任一项所述的阻抗转换电路，其特征在于，
层叠多组由所述第一环状导体及所述第二环状导体构成的组。
9.如权利要求1至8中任一项所述的阻抗转换电路，其特征在于，
具备：与所述第一线圈元件的第一端相连的供电端口、与所述第一线圈元件的第二端及所述第二线圈元件的第一端相连的天线端口、以及与所述第二线圈元件的第二端相连的接地端口。
10.一种无线通信装置，该无线通信装置具有无线通信电路，其特征在于，
在无线通信电路中具备如权利要求1至9中任一项所述的阻抗转换电路。
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