JP2990652B2 - 積層型バルントランス - Google Patents
積層型バルントランスInfo
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Description
ンス、特に、無線通信機器用ICの平衡−不平衡信号変
換器ないし位相変換器等として用いられる積層型バルン
トランスに関する。
線路(バランス伝送線路)の平衡信号及び不平衡伝送線
路(アンバランス伝送線路)の不平衡信号を相互に変換
するためのものであり、バルンとはバランス−アンバラ
ンスの略称である。平衡伝送線路は、対をなす二つの信
号線路を備え、信号(平衡信号)が二つの信号線路間の
電位差として伝搬するものをいう。平衡伝送線路では、
外来ノイズが2つの信号線路に等しく影響するため、外
来ノイズが相殺されて、外来ノイズの影響を受けにくい
という利点がある。また、アナログICの内部の回路は
差動増幅器で構成されるため、アナログICの信号用の
入出力端子も、信号を二つの端子間の電位差として入力
あるいは出力するバランス型であることが多い。これに
対して、不平衡伝送線路は、信号(不平衡信号)がグラ
ンド電位(ゼロ電位)に対する一本の伝送線路の電位と
して伝搬するものをいい、例えば同軸線路や基板上のマ
イクロストリップラインがこれに相当する。
−不平衡変換器として、フェライト等の磁性体コアに巻
線をバイファイラ巻した構造のバルントランスが用いら
れていた。しかしながら、この構造のバルントランス
は、例えばUHF帯以上の高周波帯域では変換損失が大
きく、また、小型化にも限界があった。このような周波
数帯域に対しては、図6に示した同軸構造のバルントラ
ンス51が用いられていた。このバルントランス51
は、中心電極55を有し、中心電極55の一端には、入
出力端子52aが接続されている。中心電極55の他端
は開放されている。中心電極55の周囲には、2つの内
部電極56a,56bが中心電極55と電磁結合するよ
うに設けられている。2つの内部電極56a,56bの
対向する内側の端部は、引出線57a,57bを介し
て、他の2つの入出力端子52b,52cにそれぞれ接
続されている。さらに、2つの内部電極56a,56b
の周囲には、誘電体を挟んで、グランド電極58が設け
られている。グランド電極58の両端は、内部電極56
a,56bの外側の端部に接続されている。
ルントランス60も提案されている。このバルントラン
ス60は、引出し電極62を表面に設けた誘電体層61
bと、1/2波長ストリップライン63を表面に設けた
誘電体層61cと、1/4波長ストリップライン64,
65を表面に設けた誘電体層61dと、グランド電極6
6,67をそれぞれ表面に設けた誘電体層61a,61
e等で構成されている。ストリップライン64,65
は、それぞれストリップライン63の左側部63a,右
側部63bと電磁結合している。
バルントランス51にあっては、同軸構造を有している
ため小型化が困難であり、例えば移動無線機等のように
小型のバルントランスが要求される機器には不適当なも
のであった。また、後者のバルントランス60にあって
は、同軸構造のバルントランス51と比較して確かに小
型化されているが、同一誘電体層61c上に1/2波長
ストリップライン63を引き回しているので、このバル
ントランス60をプリント基板等に実装した場合、プリ
ント基板上に占める面積が大きいという問題があった。
調整する場合、誘電体層の層厚やストリップラインのラ
イン幅を変えてストリップライン間の電磁結合を調整す
る。しかし、例えばストリップライン64−ストリップ
ライン63の左側部63a間の電磁結合を、ストリップ
ライン65−ストリップライン63の右側部63b間の
電磁結合に対して独立して調整するには、ストリップラ
イン64あるいはストリップライン63の左側部63a
のライン幅を変えて調整するしかなかった。なぜなら、
ストリップライン64,65とストリップライン63に
挟まれた誘電体層61cの厚さを変えると、ストリップ
ライン65−ストリップライン63の右側部63b間の
電磁結合にも影響を及ぼすからである。このライン幅に
よる調整だけではわずかな調整しか行なうことができ
ず、ストリップライン間の電磁結合の調整は容易でなか
った。
ン間の電磁結合を容易に調整することができ、かつ、小
型化を図ることができる積層型バルントランスを提供す
ることにある。
め、本発明に係る積層型バルントランスは、誘電体層を
介して電磁結合する一対のストリップラインを少なくと
も二組有し、この二組のストリップラインが誘電体層を
介して積み重ねられていることを特徴とする。また、本
発明に係る積層型バルントランスは、(a)第1のスト
リップラインを表面に設けた第1の誘電体シートと、
(b)前記第1のストリップラインと電磁結合する第2
のストリップラインを表面に設けた第2の誘電体シート
と、(c)第3のストリップラインを表面に設けた第3
の誘電体シートと、(d)前記第3のストリップライン
と電磁結合する第4のストリップラインを表面に設けた
第4の誘電体シートと、(e)前記第1、第2、第3及
び第4の誘電体シートを積み重ねて構成した積層体に設
けられた、前記第1のストリップラインと前記第4のス
トリップラインを電気的に接続するための電気的接続手
段と、を備えたことを特徴とする。ここに、電気的接続
手段としては、例えば積層体の側面に設けられた外部電
極、あるいは、積層体の内部に設けられたビアホール等
がある。
誘電体層上に並置されることなく、誘電体層を介して積
み重ねられることになり、狭面積のバルントランスとな
る。さらに、電磁結合する一対のストリップライン間に
挟まれた誘電体層の厚さも、他の一対のストリップライ
ン間に挟まれた誘電体層とは独立して調整される。
トランスの実施形態について添付図面を参照して説明す
る。各実施形態において、同一部品及び同一部分には同
じ符号を付した。 [第1実施形態、図1〜図3]図1に示すように、積層
型バルントランスは、引出し電極3を表面に設けた誘電
体シート2bと、1/4波長ストリップライン4,5,
8,9をそれぞれ設けた誘電体シート2c,2d,2
f,2gと、グランド電極12,13,14をそれぞれ
表面に設けた誘電体シート2a,2e,2h等で構成さ
れている。
エポキシ等の樹脂あるいはセラミック誘電体等が用いら
れる。第1実施形態では、誘電体シート2a〜2hの材
料として、誘電体セラミック粉末を結合剤等と共に混練
したものをシート状にしたものを用いた。引出し電極3
は、一方の端部3aがシート2bの奥側の辺の中央部右
寄りの位置に露出し、他方の端部3bがシート2bの中
央部に位置している。1/4波長ストリップライン4は
渦巻状の形状をしており、一方の端部4aがシート2c
の手前側の辺の右側に露出し、他方の端部4bがシート
2cの中央部に位置している。ストリップライン4の他
方の端部4bは、シート2bに設けたビアホール20a
を介して、引出し電極3の他方の端部3bに電気的に接
続される。1/4波長ストリップライン5は渦巻状の形
状をしており、一方の端部5aがシート2dの手前側の
辺の中央部右よりに露出し、他方の端部5bがシート2
dの中央部に位置している。このストリップライン5は
シート2cを挟んでストリップライン4に対向するよう
に形成されている。従って、ストリップライン4と5は
電磁結合して結合器を構成する。
形状をしており、一方の端部8aがシート2fの手前側
の辺の中央部左寄りに露出し、他方の端部8bがシート
2fの中央部に位置している。1/4波長のストリップ
ライン9は渦巻状の形状をしており、一方の端部9aが
シート2gの手前側の辺の右側に露出し、他方の端部9
bはシート2gの中央部に位置して開放されている。こ
のストリップライン9はシート2fを挟んでストリップ
ライン8に対向するように形成されている。従って、ス
トリップライン8と9は電磁結合して結合器を構成す
る。
設けられ、その引出し部12aはシート2aの手前側の
辺の左側に露出し、引出し部12b,12cはそれぞれ
シート2aの奥側の辺の左側及び右側に露出している。
グランド電極13はシート2eの略全面に設けられ、そ
の引出し部13aはシート2eの手前側の辺の左側に露
出し、引出し部13b,13cはそれぞれシート2eの
奥側の辺の左側及び右側に露出している。グランド電極
13は、シート2dに設けたビアホール20bを介して
ストリップライン5の端部5bに電気的に接続され、か
つ、シート2eに設けたビアホール20cを介してスト
リップライン8の端部8bに電気的に接続される。グラ
ンド電極14はシート2hの略全面に設けられ、その引
出し部14aはシート2hの手前側の辺の左側に露出
し、引出し部14b,14cはそれぞれシート2hの奥
側の辺の左側及び右側に露出している。
トランス1の特性を考慮して、ストリップライン4,
5,8,9から所定の距離だけ離れた位置に配置される
ことが好ましい。引出し電極3、ストリップライン4,
5,8,9及びグランド電極12〜14は、スパッタリ
ング法、蒸着法、印刷法等の方法により形成され、Ag
−Pd,Ag,Pd,Cu等の材料からなる。
的に焼成されることにより、図2に示すように積層体2
0とされる。積層体20の手前側の側面には外部電極2
5,26,27,28が形成され、奥側の側面には外部
電極29,30,31,32が形成されている。外部電
極25〜32はスパッタリング法、蒸着法、印刷法等の
方法によって形成され、Ag−Pd,Ag,Pd,Cu
等の材料からなる。
2〜14の引出し部12a〜14aに電気的に接続さ
れ、入出力用外部電極26はストリップライン8の端部
8aに電気的に接続され、入出力用外部電極27はスト
リップライン5の端部5aに電気的に接続され、中継用
外部電極28はストリップライン4,9の端部4a,9
aに電気的に接続され、グランド用外部電極29はグラ
ンド電極12〜14の引出し部12b〜14bに電気的
に接続され、入出力用外部電極31は引出し電極3の端
部3aに電気的に接続され、グランド用外部電極32は
グランド電極12〜14の引出し部12c〜14cに電
気的に接続されている。図3はバルントランス1の電気
等価回路図である。
各ストリップライン4,5,8,9の長さを、適用中心
周波数の波長の1/4に設定しているので、大きな面積
の誘電体シートを必要としない。この結果、このバルン
トランス1は、小型化を実現することができる。具体的
には、バルントランス1は、図7に示した従来の積層型
バルントランス60と比較して、プリント基板等に占め
る面積を約1/2に抑えることができる。
整する場合、誘電体シート2c,2fの厚みやストリッ
プライン4,5,8,9のライン幅を変えることによ
り、ストリップライン4と5の間の電磁結合、あるいは
ストリップライン8と9の間の電磁結合を調整する。特
に、各ストリップライン4,5,8,9は同一誘電体シ
ート上に設けられておらず、ストリップライン4と5は
誘電体シート2cを介して電磁結合しており、ストリッ
プライン8と9は誘電体シート2fを介して電磁結合し
ている。従って、誘電体シート2c,2fの厚みをそれ
ぞれ個別に変えることにより、例えばストリップライン
4と5の間の電磁結合を、ストリップライン8と9の間
の電磁結合とは独立して調整することができる。この結
果、ストリップライン間の電磁結合を容易に調整するこ
とができるバルントランス1が得られる。
ド電極12が形成されているのでシールド効果を有す
る。なお、グランド電極12が上面に露出しているが、
このグランド電極12を他の誘電体シートで一体的に覆
うようにしてもよいことは言うまでもない。さらに、こ
のバルントランス1を平衡−不平衡信号変換器として用
いた場合を説明する。不平衡伝送線路の不平衡信号およ
び平衡伝送線路の平衡信号を相互に変換するためには、
外部電極31に不平衡伝送線路が接続され、外部電極2
6,27に平衡伝送線路がそれぞれ接続される。そし
て、不平衡伝送線路を伝搬してきた不平衡信号は、外部
電極31−引出し電極3−ストリップライン4−外部電
極28−ストリップライン9と伝搬する。そして、スト
リップライン4においてはストリップライン5と電磁結
合し、ストリップライン9においてはストリップライン
8と電磁結合することによって、不平衡信号は平衡信号
に変換され、この平衡信号は外部電極26,27を介し
て平衡伝送線路の二つの信号線路間に取り出される。一
方、平衡伝送線路の二つの信号線路間の平衡信号は、外
部電極26,27を介してバルントランス1に入り、前
述の作用を逆に行うことにより、平衡信号は不平衡信号
に変換され、この不平衡信号は外部電極31を介して不
平衡伝送路に取り出される。
形態のバルントランスは、第1実施形態のバルントラン
ス1において、二つのストリップライン4と9を電気的
に接続するために、外部電極の替わりにビアホールを利
用したものと同様のものである。誘電体シート2cの表
面に設けた1/4波長ストリップライン36は渦巻状の
形状をしており、一方の端部36aはシート2cの手前
側の辺の右側に位置し、他方の端部36bがシート2c
の中央部に位置している。誘電体シート2gの表面に設
けた1/4波長ストリップライン39は渦巻状の形状を
しており、一方の端部39aはシート2gの手前側の辺
の右側に位置し、他方の端部39bがシート2gの中央
部に位置している。
それぞれビアホール41a,41b,41c,41dが
設けられており、ストリップライン36の端部36aと
ストリップライン39の端部39aがこれらのビアホー
ル41a〜41dを介して電気的に接続される。そし
て、グランド電極12,13,14は、引出し部12a
〜14cに加え、更に引出し部12d,13d,14d
をシート2a,2e,2hの手前側の辺の右側にそれぞ
れ露出するように設けている。
的に焼成されることにより、図5に示すように積層体4
2とされる。積層体42の手前側の側面には外部電極4
3,44,45,46が形成され、奥側の側面には外部
電極47,48,49,50が形成されている。グラン
ド用外部電極43はグランド電極12〜14の引出し部
12a〜14aに電気的に接続され、入出力用外部電極
44はストリップライン8の端部8aに電気的に接続さ
れ、入出力用外部電極45はストリップライン5の端部
5aに電気的に接続され、グランド用外部電極46はグ
ランド電極12〜14の引出し部12d〜14dに電気
的に接続され、グランド用外部電極47はグランド電極
12〜14の引出し部12b〜14bに電気的に接続さ
れ、入出力用外部電極49は引出し電極3の端部3aに
電気的に接続され、グランド用外部電極50はグランド
電極12〜14の引出し部12c〜14cに電気的に接
続されている。以上の構成からなるバルントランス35
は前記第1実施形態のバルントランス1と同様の作用効
果を奏する。
型バルントランスは前記実施形態に限定するものではな
く、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
ストリップラインの形状は任意であり、渦巻状の他に、
蛇行状であってもよい。また、ストリップラインは、必
ずしも1/4波長の長さに設定する必要はなく、ライン
幅も全てのストリップラインが等しい寸法に設定される
必要もない。
して説明したが、量産時の場合には複数個分のバルント
ランスを備えたマザー基板を製作し、所望のサイズに切
り出して製品とすることができる。前記実施形態は、導
体が形成された誘電体シートを積み重ねた後、一体的に
焼成するものであるが、必ずしもこれに限定されない。
シートは予め焼成されたものを用いてもよい。また、以
下に説明する製法によってバルントランスを製作しても
よい。印刷等の手段によりペースト状の誘電体材料を塗
布して誘電体層を形成した後、その誘電体層の表面にペ
ースト状の導電体材料を塗布して任意の導体を形成す
る。次に、ペースト状の誘電体材料を前記導体の上から
塗布する。こうして順に重ね塗りすることによって積層
構造を有するバルントランスが得られる。
よれば、誘電体層を介して電磁結合する一対のストリッ
プラインを少なくとも二組有し、この二組のストリップ
ラインが誘電体層を介して積み重ねられているので、各
ストリップラインが同一誘電体層上に並置されることな
く、誘電体層を介して積層されることになり、狭面積の
バルントランスとなる。さらに、電磁結合する一対のス
トリップ間に挟まれた誘電体層の厚さを他の一対のスト
リップライン間に挟まれた誘電体層とは独立して調整す
ることができ、ストリップライン間の電磁結合を容易に
調整することができる積層型バルントランスを得ること
ができる。
形態を示す分解斜視図。
図。
図。
形態を示す分解斜視図。
図。
図。
Claims (6)
- 【請求項1】 誘電体層を介して電磁結合しかつ電磁結
合している部分で対向している一対のストリップライン
を少なくとも二組有し、この二組のストリップラインが
誘電体層を介して積み重ねられると共に、前記二組のス
トリップラインの間、前記二組のストリップラインの上
側及び前記二組のストリップラインの下側のそれぞれの
位置に、前記ストリップラインと対向するグランド電極
が誘電体層を介して積み重ねられていることを特徴とす
る積層型バルントランス。 - 【請求項2】 誘電体層を介して電磁結合しかつ電磁結
合している部分で対向している一対のストリップライン
を少なくとも二組有し、この二組のストリップラインが
誘電体層を介して積み重ねられると共に、前記二組のス
トリップラインの間の位置に、前記ストリップラインと
対向するグランド電極が誘電体層を介して積み重ねられ
ていることを特徴とする積層型バルントランス。 - 【請求項3】 第1のストリップラインを表面に設けた
第1の誘電体シートと、 前記第1のストリップラインと電磁結合する第2のスト
リップラインを表面に設けた第2の誘電体シートと、 第3のストリップラインを表面に設けた第3の誘電体シ
ートと、 前記第3のストリップラインと電磁結合する第4のスト
リップラインを表面に設けた第4の誘電体シートと、 前記第1、第2、第3及び第4の誘電体シートを積み重
ねて構成した積層体に設けられた、前記第1のストリッ
プラインと前記第4のストリップラインを電気的に接続
するための電気的接続手段と、 前記第2の誘電体シートと前記第3の誘電体シートとの
間に位置した、前記第2及び第3のストリップラインに
対向するグランド電極と、 を備えたことを特徴とする積層型バルントランス。 - 【請求項4】 第1のストリップラインを表面に設けた
第1の誘電体シートと、 前記第1のストリップラインと電磁結合する第2のスト
リップラインを表面に設けた第2の誘電体シートと、 第3のストリップラインを表面に設けた第3の誘電体シ
ートと、 前記第3のストリップラインと電磁結合する第4のスト
リップラインを表面に設けた第4の誘電体シートと、 前記第1、第2、第3及び第4の誘電体シートを積み重
ねて構成した積層体に設けられた、前記第1のストリッ
プラインと前記第4のストリップラインを電気的に接続
するための電気的接続手段と、 前記第2の誘電体シートと前記第3の誘電体シートとの
間、前記第1の誘電体シートの上側及び前記第4の誘電
体シートの下側にそれぞれ配置された、前記第1、第
2、第3及び第4のストリップラインに対向するグラン
ド電極と、 を備えたことを特徴とする積層型バルントランス。 - 【請求項5】 前記電気的接続手段は、前記誘電体シー
トに設けられたビアホールであることを特徴とする請求
項3又は請求項4記載の積層型バルントランス。 - 【請求項6】 誘電体層を介して電磁結合する一対のス
トリップラインを少なくとも二組有すると共に、誘電体
層を介して前記ストリップラインと対向するグランド電
極を有した積層型バルントランスにおいて、 前記ストリップライン及び前記グランド電極のそれぞれ
が異なる誘電体層を介して積み重ねられていることを特
徴とする積層型バルントランス。
Priority Applications (5)
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