JP6288472B2 - 平衡不平衡変換器 - Google Patents

Description

本発明は、積層体を備えた積層型の平衡不平衡変換器に関し、さらに詳しくは、積層体内にローパスフィルタとハイパスフィルタとが構成されることによって平衡不平衡変換器が構成された、小型で、ローパスフィルタのインダクタおよびハイパスフィルタのインダクタのインダクタンス値が比較的大きく、かつ、ローパスフィルタのインダクタとハイパスフィルタのインダクタとの磁気結合が抑制された平衡不平衡変換器に関する。

特許文献１（特開２０１２−２０５１９５号公報）に、複数の絶縁層が積層された積層体の内部に、ローパスフィルタとハイパスフィルタとが形成された積層型の平衡不平衡変換器（積層構造バラン）が開示されている。

特許文献１に開示された平衡不平衡変換器において、ローパスフィルタは、インダクタとキャパシタとで構成され、不平衡端子と第１平衡端子との間に接続されている。また、ハイパスフィルタは、インダクタとキャパシタとで構成され、不平衡端子と第２平衡端子との間に接続されている。

特開２０１２−２０５１９５号公報

特許文献１に開示された平衡不平衡変換器は、特性図などから分かるように、たとえば、２．４ＧＨｚ帯などの高い周波数で使用されるものである。（周波数が高い、周波数が低いは、相対的なものであるが、本明細書においては、たとえば、２．４ＧＨｚ帯を高い周波数、たとえば、７００ＭＨｚ帯を低い周波数と呼んでいる。）
高い周波数で使用される平衡不平衡変換器は、ローパスフィルタのインダクタおよびハイパスフィルタのインダクタのインダクタンス値を、それぞれ、比較的小さく設計することができる。

一方、平衡不平衡変換器を使用する電子機器の製造者、販売者からは、７００ＭＨｚ帯などの低い周波数で使用される平衡不平衡変換器についても、大きな需要がある。

低い周波数で使用される平衡不平衡変換器は、所望の特性を得るためには、ローパスフィルタのインダクタおよびハイパスフィルタのインダクタのインダクタンス値を、それぞれ、比較的大きく設計することが必要になる。

平衡不平衡変換器において、ローパスフィルタおよびハイパスフィルタのインダクタのインダクタンス値を、それぞれ、大きくするためには、たとえば、インダクタの長さを長くする必要がある。そして、インダクタの長さを長くするためには、積層体の絶縁層の層数を増やす、積層体の平面的な大きさを大きくする、あるいは両者を併用するなどが必要になる。

しかしながら、積層体の絶縁層の層数を増やして高さを大きくしたり、積層体の平面的な大きさを大きくしたりすることは、電子部品の小型化、軽量化を求める需要者の要求に逆行するものである。

本発明は、上述した従来の問題を解決するためになされたものであり、その手段として本発明の平衡不平衡変換器は、複数の絶縁層が積層された積層体と、積層体の表面にそれぞれ形成された不平衡端子、第１平衡端子、第２平衡端子と、積層体の所定の層間に形成されたキャパシタ電極と、積層体の所定の層間に形成された線路電極と、絶縁層の所定のものの両主面間を貫通して形成されたビア電極と、不平衡端子と第１平衡端子との間に接続された、第１インダクタと第１キャパシタとで構成されたローパスフィルタと、不平衡端子と第２平衡端子との間に接続された、第２インダクタと第２キャパシタとで構成されたハイパスフィルタと、を備え、ローパスフィルタの第１インダクタは、ビア電極と線路電極とが交互に接続された螺旋状部と、ビア電極が複数接続されたビア連続部とが接続されて構成され、ローパスフィルタの第１キャパシタは、対向する複数のキャパシタ電極により構成され、ハイパスフィルタの第２インダクタは、ビア電極と前記線路電極とが交互に接続された螺旋状部と、ビア電極が複数接続されたビア連続部とが接続されて構成され、ハイパスフィルタの第２キャパシタは、対向する複数のキャパシタ電極により構成され、第１インダクタのビア連続部が、第２インダクタの螺旋状部の螺旋内を貫通して配置され、第２インダクタのビア連続部が、第１インダクタの螺旋状部の螺旋内を貫通して配置されるようにした。

第１インダクタのビア連続部が、第２インダクタの螺旋状部の螺旋内の中心を貫通して配置され、第２インダクタのビア連続部が、第１インダクタの螺旋状部の螺旋内の中心を貫通して配置されることが好ましい。この場合には、第１インダクタのビア連続部と第２インダクタの螺旋状部との距離、および、第２インダクタのビア連続部と第１インダクタの螺旋状部との距離が、それぞれ、一定かつ最大となり、第1インダクタと第２インダクタとの磁気結合を最も有効に抑制することができ、平衡不平衡変換器の特性を改善することができる。

また、積層体において、ローパスフィルタの第１インダクタおよびハイパスフィルタの第２インダクタと、第１平衡端子および第２平衡端子との間に、ローパスフィルタの第１キャパシタおよびハイパスフィルタの第２キャパシタとが配置されていることが好ましい。この場合には、ローパスフィルタの第１キャパシタのキャパシタ電極およびハイパスフィルタの第２キャパシタのキャパシタ電極により、ローパスフィルタの第１インダクタおよびハイパスフィルタの第２インダクタと、第１平衡端子および第２平衡端子とが、磁気結合することを抑制でき、平衡不平衡変換器の特性を改善することができる。

なお、この場合には、積層体において、ローパスフィルタの第１インダクタと、ハイパスフィルタの第２キャパシタとが、絶縁層の積層方向に隣接して配置されるとともに、ハイパスフィルタの第２インダクタと、ローパスフィルタの第１キャパシタとが、絶縁層の積層方向に隣接して配置されていることがより好ましい。この場合には、積層体内に、ローパスフィルタの第１インダクタおよび第１キャパシタと、ハイパスフィルタの第２インダクタおよび第２キャパシタとを、きわめて合理的に配置することができ、無駄な引き回し配線や、配線を引き回すための絶縁層の追加が不要になる。そして、無駄な引き回し配線が不要であるため、引き回し配線に起因して平衡不平衡変換器の特性が劣化することがない。また、無駄な引き回し配線や配線を引き回すための絶縁層の追加が不要であるため、それらにより平衡不平衡変換器が大型化することがない。

本発明の平衡不平衡変換器は、第１インダクタのビア連続部が、第２インダクタの螺旋状部の螺旋内を貫通して配置され、第２インダクタのビア連続部が、第１インダクタの螺旋状部の螺旋内を貫通して配置されているため、積層体を大きくすることなく、第１インダクタおよび第２インダクタを長くし、それぞれのインダクタンス値を大きくすることが可能になっている。

また、本発明の平衡不平衡変換器は、第１インダクタのビア連続部が、第２インダクタの螺旋状部の螺旋内を貫通して配置され、第２インダクタのビア連続部が、第１インダクタの螺旋状部の螺旋内を貫通して配置されているため、第１インダクタと第２インダクタとの磁気結合が抑制されており、両者の磁気結合に起因する特性の劣化が抑制されている。

実施形態にかかる平衡不平衡変換器１００の分解斜視図である。 平衡不平衡変換器１００の等価回路図である。 比較例にかかる平衡不平衡変換器２００の分解斜視図である。 平衡不平衡変換器１００の挿入損失と、平衡不平衡変換器２００の挿入損失とを示すグラフである。 平衡不平衡変換器１００の反射損失と、平衡不平衡変換器２００の反射損失とを示すグラフである。 平衡不平衡変換器１００の振幅平衡と、平衡不平衡変換器２００の振幅平衡とを示すグラフである。 平衡不平衡変換器１００の位相差と、平衡不平衡変換器２００の位相差とを示すグラフである。

以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。

なお、実施形態は、本発明の実施の形態を例示的に示したものであり、本発明が実施形態の内容に限定されることはない。また、図面は、実施形態の理解を助けるためのものであり、必ずしも厳密に描画されていない場合がある。たとえば、描画された構成要素ないし構成要素間の寸法の比率が、明細書に記載されたそれらの寸法の比率と一致していない場合がある。また、明細書に記載されている構成要素が、図面において省略されている場合や、個数を省略して描画されている場合などがある。

図１に、本発明の実施形態にかかる平衡不平衡変換器１００を示す。ただし、図１は、平衡不平衡変換器１００の分解斜視図である。

図１に示すように、平衡不平衡変換器１００は、たとえば、１６層の絶縁層１ａ〜１ｐが積層された積層体１を備える。積層体１は、直方体形状からなる。積層体１（絶縁層１ａ〜１ｐ）の材料には、たとえば、セラミックが使用される。

積層体１（絶縁層１ａ）の下側の主面には、不平衡端子（入力端子）２、第１平衡端子（出力端子）３、第２平衡端子（出力端子）４、グランド端子５が形成されている。不平衡端子２、第１平衡端子３、第２平衡端子４、グランド端子５は、たとえば、Ａｇ、Ｃｕや、これらの合金などを主成分とする金属からなり、必要に応じて表面に、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｕなどを主成分にするめっき層が、１層または複数層にわたって形成されている。

以下、絶縁層１ａ〜１ｐ、および、これらの両主面間を貫通して形成されたビア電極６ａ〜６ｂｈ、これらの主面に形成されたキャパシタ電極７ａ〜７ｆ、線路電極８ａ〜８ｖなどについて説明する。

なお、ビア電極６ａ〜６ｂｈの端部、かつ、絶縁層１ａ〜１ｐの主面に、ビア電極６ａ〜６ｂｈ相互間の電気的接続を確実にするため、補助電極を形成している場合があるが、説明が煩雑になるのを避けるために、符号の付与を省略したり、説明を省略したりする場合がある。

上述したとおり、絶縁層１ａの下側の主面には、不平衡端子２、第１平衡端子３、第２平衡端子４、グランド端子５が形成されている。

また、絶縁層１ａの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが形成されている。そして、ビア電極６ａが不平衡端子２に、ビア電極６ｂが第２平衡端子４に、ビア電極６ｃが第１平衡端子３に、ビア電極６ｄがグランド端子５に、それぞれ接続（電気的接続）されている。

絶縁層１ｂの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈが形成されている。そして、ビア電極６ｅがビア電極６ａに、ビア電極６ｆがビア電極６ｂに、ビア電極６ｇがビア電極６ｃに、ビア電極６ｈがビア電極６ｄに、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｂの上側の主面には、４つの接続電極９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが形成されている。そして、接続電極９ａがビア電極６ｅに、接続電極９ｂがビア電極６ｆに、接続電極９ｃがビア電極６ｇに、接続電極９ｄがビア電極６ｈに、それぞれ接続されている。

絶縁層１ｃの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ｉ、６ｊ、６ｋ、６ｌが形成されている。そして、ビア電極６ｉが接続電極９ａに、ビア電極６ｊが接続電極９ｂに、ビア電極６ｋが接続電極９ｃに、ビア電極６ｌが接続電極９ｄに、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｃの上側の主面には、２つのキャパシタ電極７ａ、７ｂが形成されている。そして、キャパシタ電極７ａがビア電極６ｉに、キャパシタ電極７ｂがビア電極６ｋに、それぞれ接続されている。

絶縁層１ｄの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ｍ、６ｎ、６ｏ、６ｐが形成されている。そして、ビア電極６ｍがキャパシタ電極７ａに、ビア電極６ｎがビア電極６ｊに、ビア電極６ｏがキャパシタ電極７ｂに、ビア電極６ｐがビア電極６ｌに、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｄの上側の主面には、２つのキャパシタ電極７ｃ、７ｄが形成されている。そして、キャパシタ電極７ｃがビア電極６ｎに、キャパシタ電極７ｄがビア電極６ｐに、それぞれ接続されている。

絶縁層１ｅの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ｑ、６ｒ、６ｓ、６ｔが形成されている。そして、ビア電極６ｑがビア電極６ｍに、ビア電極６ｒがキャパシタ電極７ｃに、ビア電極６ｓがビア電極６ｏに、ビア電極６ｔがキャパシタ電極７ｄに、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｅの上側の主面には、２つのキャパシタ電極７ｅ、７ｆが形成されている。そして、キャパシタ電極７ｅがビア電極６ｑに、キャパシタ電極７ｆがビア電極６ｓに、それぞれ接続されている。

絶縁層１ｆの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ｕ、６ｖ、６ｗ、６ｘが形成されている。そして、ビア電極６ｕがキャパシタ電極７ｅに、ビア電極６ｖがビア電極６ｒに、ビア電極６ｗがキャパシタ電極７ｆに、ビア電極６ｘがビア電極６ｔに、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｆの上側の主面には、４つの線路電極８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが形成されている。そして、線路電極８ａの一端がビア電極６ｕに、線路電極８ｂの一端がビア電極６ｖに、線路電極８ｃの一端がビア電極６ｗに、線路電極８ｄの一端がビア電極６ｘに、それぞれ接続されている。

絶縁層１ｇの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ｙ、６ｚ、６ａａ、６ａｂが形成されている。そして、ビア電極６ｙが線路電極８ａの他端に、ビア電極６ｚが線路電極８ｂの他端に、ビア電極６ａａが線路電極８ｄの他端に、ビア電極６ａｂが線路電極８ｃの他端に、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｇの上側の主面には、２つの環状の線路電極８ｅ、８ｆが形成されている。そして、線路電極８ｅの一端がビア電極６ｙに、線路電極８ｆの一端がビア電極６ａａに、それぞれ接続されている。

なお、絶縁層１ｇにおいて、ビア電極６ｚは環状の線路電極８ｅの中心に、ビア電極６ａｂは環状の線路電極８ｆの中心に、それぞれ形成されている。

絶縁層１ｈの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ａｃ、６ａｄ、６ａｅ、６ａｆが形成されている。そして、ビア電極６ａｃが線路電極８ｅの他端に、ビア電極６ａｄがビア電極６ｚに、ビア電極６ａｅが線路電極８ｆの他端に、ビア電極６ａｆがビア電極６ａｂに、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｈの上側の主面には、２つの環状の線路電極８ｇ、８ｈが形成されている。そして、線路電極８ｇの一端がビア電極６ａｃに、線路電極８ｈの一端がビア電極６ａｅに、それぞれ接続されている。

なお、絶縁層１ｈにおいて、ビア電極６ａｄは環状の線路電極８ｇの中心に、ビア電極６ａｆは環状の線路電極８ｈの中心に、それぞれ形成されている。

絶縁層１ｉの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ａｇ、６ａｈ、６ａｉ、６ａｊが形成されている。そして、ビア電極６ａｇが線路電極８ｇの他端に、ビア電極６ａｈがビア電極６ａｄに、ビア電極６ａｉが線路電極８ｈの他端に、ビア電極６ａｊがビア電極６ａｆに、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｉの上側の主面には、２つの環状の線路電極８ｉ、８ｊが形成されている。そして、線路電極８ｉの一端がビア電極６ａｇに、線路電極８ｊの一端がビア電極６ａｉに、それぞれ接続されている。

なお、絶縁層１ｉにおいて、ビア電極６ａｈは環状の線路電極８ｉの中心に、ビア電極６ａｊは環状の線路電極８ｊの中心に、それぞれ形成されている。

絶縁層１ｊの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ａｋ、６ａｌ、６ａｍ、６ａｎが形成されている。そして、ビア電極６ａｋが線路電極８ｉの他端に、ビア電極６ａｌがビア電極６ａｈに、ビア電極６ａｍが線路電極８ｊの他端に、ビア電極６ａｎがビア電極６ａｊに、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｊの上側の主面には、２つの環状の線路電極８ｋ、８ｌが形成されている。そして、線路電極８ｋの一端がビア電極６ａｋに、線路電極８ｌの一端がビア電極６ａｍに、それぞれ接続されている。

なお、絶縁層１ｊにおいて、ビア電極６ａｌは環状の線路電極８ｋの中心に、ビア電極６ａｎは環状の線路電極８ｌの中心に、それぞれ形成されている。

絶縁層１ｋの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ａｏ、６ａｐ、６ａｑ、６ａｒが形成されている。そして、ビア電極６ａｏが線路電極８ｋの他端に、ビア電極６ａｐがビア電極６ａｌに、ビア電極６ａｑが線路電極８ｌの他端に、ビア電極６ａｒがビア電極６ａｎに、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｋの上側の主面には、２つの環状の線路電極８ｍ、８ｎが形成されている。そして、線路電極８ｍの一端がビア電極６ａｏに、線路電極８ｎの一端がビア電極６ａｑに、それぞれ接続されている。

なお、絶縁層１ｋにおいて、ビア電極６ａｐは環状の線路電極８ｍの中心に、ビア電極６ａｒは環状の線路電極８ｎの中心に、それぞれ形成されている。

絶縁層１ｌの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ａｓ、６ａｔ、６ａｕ、６ａｖが形成されている。そして、ビア電極６ａｓが線路電極８ｍの他端に、ビア電極６ａｔがビア電極６ａｐに、ビア電極６ａｕが線路電極８ｎの他端に、ビア電極６ａｖがビア電極６ａｒに、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｌの上側の主面には、２つの環状の線路電極８ｏ、８ｐが形成されている。そして、線路電極８ｏの一端がビア電極６ａｓに、線路電極８ｐの一端がビア電極６ａｕに、それぞれ接続されている。

なお、絶縁層１ｌにおいて、ビア電極６ａｔは環状の線路電極８ｏの中心に、ビア電極６ａｖは環状の線路電極８ｐの中心に、それぞれ形成されている。

絶縁層１ｍの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ａｗ、６ａｘ、６ａｙ、６ａｚが形成されている。そして、ビア電極６ａｗが線路電極８ｏの他端に、ビア電極６ａｘがビア電極６ａｔに、ビア電極６ａｙが線路電極８ｐの他端に、ビア電極６ａｚがビア電極６ａｖに、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｍの上側の主面には、２つの環状の線路電極８ｑ、８ｒが形成されている。そして、線路電極８ｑの一端がビア電極６ａｗに、線路電極８ｒの一端がビア電極６ａｙに、それぞれ接続されている。

なお、絶縁層１ｍにおいて、ビア電極６ａｘは環状の線路電極８ｑの中心に、ビア電極６ａｚは環状の線路電極８ｒの中心に、それぞれ形成されている。

絶縁層１ｎの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ｂａ、６ｂｂ、６ｂｃ、６ｂｄが形成されている。そして、ビア電極６ｂａが線路電極８ｑの他端に、ビア電極６ｂｂがビア電極６ａｘに、ビア電極６ｂｃが線路電極８ｒの他端に、ビア電極６ｂｄがビア電極６ａｚに、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｎの上側の主面には、２つの環状の線路電極８ｓ、８ｔが形成されている。そして、線路電極８ｓの一端がビア電極６ｂａに、線路電極８ｔの一端がビア電極６ｂｃに、それぞれ接続されている。

なお、絶縁層１ｎにおいて、ビア電極６ｂｂは環状の線路電極８ｓの中心に、ビア電極６ｂｄは環状の線路電極８ｔの中心に、それぞれ形成されている。

絶縁層１ｏの両主面間を貫通して、４つのビア電極６ｂｅ、６ｂｆ、６ｂｇ、６ｂｈが形成されている。そして、ビア電極６ｂｅが線路電極８ｓの他端に、ビア電極６ｂｆがビア電極６ｂｂに、ビア電極６ｂｇが線路電極８ｔの他端に、ビア電極６ｂｈがビア電極６ｂｄに、それぞれ接続されている。

また、絶縁層１ｏの上側の主面には、２つの線路電極８ｕ、８ｖが形成されている。そして、線路電極８ｕの一端がビア電極６ｂｅに、他端がビア電極ｂｈに、それぞれ接続されている。また、線路電極８ｖの一端がビア電極６ｂｆに、他端がビア電極６ｂｇに、それぞれ接続されている。

絶縁層１ｐは保護層であり、電極は形成されていない。

以上のような構造からなる実施形態にかかる平衡不平衡変換器１００は、従来から、絶縁層が積層された積層体を用いて構成した平衡不平衡変換器を製造するのに使用されている一般的な製造方法により、製造することができる。

図２に、実施形態にかかる平衡不平衡変換器１００の等価回路を示す。

平衡不平衡変換器１００は、不平衡端子（入出力端子）２、第１平衡端子（入出力端子）３、第２平衡端子（入出力端子）４、グランド端子５を備える。

不平衡端子２と第１平衡端子３との間に、ローパスフィルタＬＰＦが接続されている。ローパスフィルタＬＰＦは、第１インダクタＬ１と、第１キャパシタＣ１とで構成され、第１キャパシタＣ１の一端が、グランド端子５を経由してグランドに接続されている。

不平衡端子２と第２平衡端子４との間に、ハイパスフィルタＨＰＦが接続されている。ハイパスフィルタＨＰＦは、第２インダクタＬ２と、第２キャパシタＣ２とで構成され、第２インダクタＬ２の一端が、グランド端子５を経由してグランドに接続されている。

このような等価回路からなる平衡不平衡変換器１００は、平衡信号と不平衡信号とを、相互に変換することができる。たとえば、不平衡端子２に不平衡信号が入力されると、第１平衡端子３、第２平衡端子４に、相互に位相が１８０度異なり、振幅がほぼ等しい平衡信号が出力される。

次に、図１と図２とを参照しながら、平衡不平衡変換器１００の構造と、等価回路との関係について説明する。

平衡不平衡変換器１００において、ローパスフィルタＬＰＦは、第１インダクタＬ１と第１キャパシタＣ１とで構成されている。

ローパスフィルタＬＰＦの第１インダクタＬ１は、ビア電極と線路電極とが交互に接続された螺旋状部と、ビア電極が複数接続されたビア連続部とが、相互に接続されて構成されている。

第１インダクタＬ１の螺旋状部は、線路電極８ａを起点としている。なお、不平衡端子２から、螺旋状部の起点である線路電極８ａまでは、ビア電極６ａ、ビア電極６ｅ、接続電極９ａ、ビア電極６ｉ、キャパシタ電極７ａ、ビア電極６ｍ、ビア電極６ｑ、キャパシタ電極７ｅ、ビア電極６ｕを順に経由して接続されている。

第１インダクタＬ１の螺旋状部は、線路電極８ａを起点として、ビア電極６ｙ、線路電極８ｅ、ビア電極６ａｃ、線路電極８ｇ、ビア電極６ａｇ、線路電極８ｉ、ビア電極６ａｋ、線路電極８ｋ、ビア電極６ａｏ、線路電極８ｍ、ビア電極６ａｓ、線路電極８ｏ、ビア電極６ａｗ、線路電極８ｑ、ビア電極６ｂａ、線路電極８ｓ、ビア電極６ｂｅが順に接続され、線路電極８ｕを終点としている。

そして、第１インダクタＬ１の螺旋状部の終点である線路電極８ｕが、第１インダクタＬ１のビア連続部の起点であるビア電極６ｂｈに接続されている。

第１インダクタＬ１のビア連続部は、ビア電極６ｂｈを起点として、ビア電極６ｂｄ、ビア電極６ａｚ、ビア電極６ａｖ、ビア電極６ａｒ、ビア電極６ａｎ、ビア電極６ａｊ、ビア電極６ａｆが順に接続され、ビア電極６ａｂを終点としている。なお、第１インダクタＬ１のビア連続部の終点であるビア電極６ａｂは、線路電極８ｃ、ビア電極６ｗ、キャパシタ電極７ｆ、ビア電極６ｓ、ビア電極６ｏ、キャパシタ電極７ｂ、ビア電極６ｋ、接続電極９ｃ、ビア電極６ｇ、ビア電極６ｃを順に経由して、第１平衡端子３に接続されている。

ローパスフィルタＬＰＦの第１キャパシタＣ１は、キャパシタ電極７ｆ、７ｂと、キャパシタ電極７ｄとの間の容量により構成されている。なお、キャパシタ電極７ｄは、ビア電極６ｐ、ビア電極６ｌ、接続電極９ｄ、ビア電極６ｈ、ビア電極６ｄを順に経由して、グランド端子５に接続されている。

平衡不平衡変換器１００において、ハイパスフィルタＨＰＦは、第２キャパシタＣ２と第２インダクタＬ２とで構成されている。

ハイパスフィルタＨＰＦの第２キャパシタＣ２は、キャパシタ電極７ａ、７ｅと、キャパシタ電極７ｃとの間の容量により構成されている。

なお、不平衡端子２から、キャパシタ電極７ａまでは、ビア電極６ａ、ビア電極６ｅ、接続電極９ａ、ビア電極６ｉを順に経由して接続されている。また、キャパシタ電極７ａから、キャパシタ電極７ｅまでは、ビア電極６ｍ、ビア電極６ｑを順に経由して接続されている。

また、キャパシタ電極７ｃから、第２平衡端子４までは、ビア電極６ｎ、ビア電極６ｊ、接続電極９ｂ、ビア電極６ｆ、ビア電極６ｂを順に経由して接続されている。

ハイパスフィルタＨＰＦの第２インダクタＬ２は、ビア電極が複数接続されたビア連続部と、ビア電極と線路電極とが交互に接続された螺旋状部とが、相互に接続されて構成されている。

第２インダクタＬ２のビア連続部は、ビア電極６ｚを起点としている。なお、第２平衡端子４から、ビア連続部の起点であるビア電極６ｚまでは、ビア電極６ｂ、ビア電極６ｆ、接続電極９ｂ、ビア電極６ｊ、ビア電極６ｎ、キャパシタ電極７ｃ、ビア電極６ｒ、ビア電極６ｖ、線路電極８ｂを順に経由して接続されている。

第２インダクタＬ２のビア連続部は、ビア電極６ｚを起点として、ビア電極６ａｄ、ビア電極６ａｈ、ビア電極６ａｌ、ビア電極６ａｐ、ビア電極６ａｔ、ビア電極６ａｘ、ビア電極６ｂｂを順に経由して、ビア電極６ｂｆを終点としている。

そして、第２インダクタＬ２のビア連続部の終点であるビア電極６ｂｆが、第２インダクタＬ２の螺旋状部の起点である線路電極８ｖに接続されている。

第２インダクタＬ２の螺旋状部は、線路電極８ｖを起点として、ビア電極６ｂｇ、線路電極８ｔ、ビア電極６ｂｃ、線路電極８ｒ、ビア電極６ａｙ、線路電極８ｐ、ビア電極６ａｕ、線路電極８ｎ、ビア電極６ａｑ、線路電極８ｌ、ビア電極６ａｍ、線路電極８ｊ、ビア電極６ａｉ、線路電極８ｈ、ビア電極６ａｅ、線路電極８ｆ、ビア電極６ａａを順に経由して接続され、線路電極８ｄを終点としている。

なお、第２インダクタＬ２の螺旋状部の終点である線路電極８ｄは、ビア電極６ｘ、ビア電極６ｔ、キャパシタ電極７ｄ、ビア電極６ｐ、ビア電極６ｌ、接続電極９ｄ、ビア電極６ｈ、ビア電極６ｄを順に経由して、グランド端子５に接続されている。

このような構造からなり、図２に示す等価回路を有する、実施形態にかかる平衡不平衡変換器１００は、以下の特徴を備えている。

平衡不平衡変換器１００は、第１インダクタＬ１のビア連続部が、第２インダクタＬ２の螺旋状部の螺旋内を貫通して配置され、第２インダクタＬ２のビア連続部が、第１インダクタＬ１の螺旋状部の螺旋内を貫通して配置されている。

従来、第１インダクタＬ１のビア連続部は、第２インダクタＬ２の螺旋状部の螺旋の外側に形成されていたため、第１インダクタＬ１のビア連続部が障害となり、第２インダクタＬ２の螺旋状部の螺旋を大きくすることができなかった。これに対し、平衡不平衡変換器１００では、第１インダクタＬ１のビア連続部が、第２インダクタＬ２の螺旋状部の螺旋内を貫通して配置されているため、第１インダクタＬ１のビア連続部が障害となることなく、第２インダクタＬ２の螺旋状部の螺旋を大きくすることが可能になっている。

同様に、従来、第２インダクタＬ２のビア連続部は、第１インダクタＬ１の螺旋状部の螺旋の外側に形成されていたため、第２インダクタＬ２のビア連続部が障害となり、第１インダクタＬ１の螺旋状部の螺旋を大きくすることができなかった。これに対し、平衡不平衡変換器１００では、第２インダクタＬ２のビア連続部が、第１インダクタＬ１の螺旋状部の螺旋内を貫通して配置されているため、第２インダクタＬ２のビア連続部が障害となることなく、第１インダクタＬ１の螺旋状部の螺旋を大きくすることが可能になっている。

この結果、平衡不平衡変換器１００は、積層体１を大きくすることなく、第１インダクタＬ１および第２インダクタＬ２を長くし、それぞれのインダクタンス値を大きくすることが可能になっている。本実施形態においては、第１インダクタＬ１および第２インダクタＬ２のインダクタンス値は、いずれも約１４ｎＨであった。したがって、本発明によれば、積層体１を大きくすることなく、たとえば７００ＭＨｚ帯などの低い周波数で使用される平衡不平衡変換器を作製することができる。

上述したとおり、平衡不平衡変換器１００は、第１インダクタＬ１のビア連続部が、第２インダクタＬ２の螺旋状部の螺旋内を貫通して配置され、第２インダクタＬ２のビア連続部が、第１インダクタＬ１の螺旋状部の螺旋内を貫通して配置されている。

この構造からなる平衡不平衡変換器１００は、第１インダクタＬ１と第２インダクタＬ２との磁気結合が抑制されている。

すなわち、第１インダクタＬ１のビア連続部は、積層体１内において、上から下に向かって電流が流れる。一方、第２インダクタＬ２の螺旋状部は、積層体１内において、反時計回りに旋回しながら、上から下に向かって電流が流れる。この結果、第１インダクタＬ１のビア連続部が発生させる磁束と、第２インダクタＬ２の螺旋状部が発生させる磁束は、常に直交する関係になり、両者は、結合せず、干渉もしない。

第２インダクタＬ２のビア連続部は、積層体１内において、下から上に向かって電流が流れる。一方、第１インダクタＬ１の螺旋状部は、積層体１内において、反時計回りに旋回しながら、下から上に向かって電流が流れる。この結果、第２インダクタＬ２のビア連続部が発生させる磁束と、第１インダクタＬ１の螺旋状部が発生させる磁束は、常に直交する関係になり、両者は、結合せず、干渉もしない。

これらの結果、平衡不平衡変換器１００は、第１インダクタＬ１と第２インダクタＬ２との磁気結合が抑制されたものとなっている。したがって、平衡不平衡変換器１００は、第１インダクタＬ１と第２インダクタＬ２との磁気結合に起因する特性の劣化が抑制されている。

さらに、平衡不平衡変換器１００は、積層体１において、ローパスフィルタＬＰＦの第１インダクタと第１平衡端子３との間にローパスフィルタの第１のキャパシタＣ１が配置されており、ハイパスフィルタＨＰＦの第２インダクタＬ２と第２平衡端子４との間に、ハイパスフィルタＨＰＦの第２キャパシタＣ２が配置されている。この結果、平衡不平衡変換器１００は、ローパスフィルタＬＰＦの第１インダクタＬ１が発生する磁界に対して、第１キャパシタＣ１のキャパシタ電極７ｂ、７ｄ、７ｆが積層方向から平面透視して、第１平衡端子３を覆うように配置されているため、第１平衡端子３と第１インダクタＬ１とが磁気結合するのを抑制することができる。同様に、ハイパスフィルタＨＰＦの第２インダクタＬ２が発生する磁界に対して第２キャパシタＣ２のキャパシタ電極７ａ、７ｃ，７ｅが積層方向から平面透視して、第２平衡端子４を覆うように配置されているため、第２平衡端子４と第２インダクタＬ２とが磁気結合することを抑制することができる。

また、平衡不平衡変換器１００は、積層体１において、ローパスフィルタＬＰＦの第１インダクタＬ１と、ハイパスフィルタＨＰＦの第２キャパシタＣ２とが、絶縁層１ａ〜１ｐの積層方向に隣接して配置されるとともに、ハイパスフィルタＨＰＦの第２インダクタＬ２と、ローパスフィルタＬＰＦの第１キャパシタＣ１とが、絶縁層１ａ〜１ｐの積層方向に隣接して配置されている。この結果、平衡不平衡変換器１００は、積層体１内に、ローパスフィルタＬＰＦの第１インダクタＬ１および第１キャパシタＣ１と、ハイパスフィルタＨＰＦの第２インダクタＬ２および第２キャパシタＣ２とが、きわめて合理的に配置されており、無駄な引き回し配線や、配線を引き回すための絶縁層の追加が不要になっている。そして、無駄な引き回し配線が不要であるため、引き回し配線に起因した特性の劣化が発生していない。また、無駄な引き回し配線や配線を引き回すための絶縁層の追加が不要であるため、それらにより大型化していない。

実施形態にかかる平衡不平衡変換器１００の特性を調べた。

また、比較のために、図３に示す、比較例にかかる平衡不平衡変換器２００を作製し、その特性を調べた。

まず、比較例にかかる平衡不平衡変換器２００の構造について説明する。なお、説明は、必要最低限にとどめる。また、図３においては、説明に必要な構成要素についてのみ符号を付す。

平衡不平衡変換器２００は、図３に示すように、１６層の絶縁層１１ａ〜１１ｐが積層された積層体１１を備える。

平衡不平衡変換器２００は、積層体１１内において、ローパスフィルタＬＰＦの第１インダクタＬ１の螺旋状部の外側に、ハイパスフィルタＨＰＦの第２インダクタＬ２のビア連続部が配置されている。

すなわち、ビア電極１６ａ、ビア電極１６ｂ、線路電極１８ａ、ビア電極１６ｃ、線路電極１８ｂ、ビア電極１６ｄ、線路電極１８ｃ、ビア電極１６ｅ、線路電極１８ｄ、ビア電極１６ｆ、線路電極１８ｅ、ビア電極１６ｇ、線路電極１８ｆ、ビア電極１６ｈ、線路電極１８ｇ、ビア電極１６ｉ、線路電極１８ｈが順に接続されてなるローパスフィルタＬＰＦの第１インダクタＬ１の螺旋状部の外側に、ビア電極２６ａ、ビア電極２６ｂ、ビア電極２６ｃ、ビア電極２６ｄ、ビア電極２６ｅ、ビア電極２６ｆ、ビア電極２６ｇ、ビア電極２６ｈが順に接続されてなるハイパスフィルタＨＰＦの第２インダクタＬ２のビア連続部が配置されている。

平衡不平衡変換器２００においては、ハイパスフィルタＨＰＦの第２インダクタＬ２のビア連続部が障害となり、ローパスフィルタＬＰＦの第１インダクタＬ１の螺旋状部の螺旋を大きくすることができない。

同様に、平衡不平衡変換器２００は、積層体１１内において、ハイパスフィルタＨＰＦの第２インダクタＬ２の螺旋状部の外側に、ローパスフィルタＬＰＦの第１インダクタＬ１のビア連続部が配置されている。

すなわち、ビア電極３６ａ、ビア電極３６ｂ、線路電極３８ａ、ビア電極３６ｃ、線路電極３８ｂ、ビア電極３６ｄ、線路電極３８ｃ、ビア電極３６ｅ、線路電極３８ｄ、ビア電極３６ｆ、線路電極３８ｅ、ビア電極３６ｇ、線路電極３８ｆ、ビア電極３６ｈ、線路電極３８ｇが順に接続されてなるハイパスフィルタＨＰＦの第２インダクタＬ２の螺旋状部の外側に、ビア電極４６ａ、ビア電極４６ｂ、ビア電極４６ｃ、ビア電極４６ｄ、ビア電極４６ｅ、ビア電極４６ｆ、ビア電極４６ｇ、ビア電極４６ｈ、ビア電極４６ｉが順に接続されてなるローパスフィルタＬＰＦの第１インダクタＬ１のビア連続部が配置されている。

平衡不平衡変換器２００においては、ローパスフィルタＬＰＦの第１インダクタＬ１のビア連続部が障害となり、ハイパスフィルタＨＰＦの第２インダクタＬ２の螺旋状部の螺旋を大きくすることができない。

以上より、比較例にかかる平衡不平衡変換器２００は、第１インダクタＬ１および第２インダクタＬ２を長くすることができず、第１インダクタＬ１および第２インダクタＬ２のインダクタンス値は、いずれも約７ｎＨである。なお、実施形態にかかる平衡不平衡変換器１００は、上述したとおり、第１インダクタＬ１および第２インダクタＬ２のインダクタンス値は、いずれも約１４ｎＨである。

図４に、実施形態にかかる平衡不平衡変換器１００の挿入損失と、比較例にかかる平衡不平衡変換器２００の挿入損失を示す。図４から分かるように、平衡不平衡変換器１００は、７００ＭＨｚ付近において、挿入損失が極めて小さくなっている。

図５に、実施形態にかかる平衡不平衡変換器１００の反射損失と、比較例にかかる平衡不平衡変換器２００の反射損失を示す。図５から分かるように、反射損失については、７００ＭＨｚ付近において、平衡不平衡変換器１００と平衡不平衡変換器２００とに大きな違いはない。

図６に、実施形態にかかる平衡不平衡変換器１００の振幅平衡（amplitude balance）と、比較例にかかる平衡不平衡変換器２００の振幅平衡を示す。図６から分かるように、平衡不平衡変換器１００は、７００ＭＨｚ付近において、振幅平衡が０ｄＢとなり、極めて良好である。

図７に、実施形態にかかる平衡不平衡変換器１００の位相差（phase differential）と、比較例にかかる平衡不平衡変換器２００の位相差を示す。図７から分かるように、７００ＭＨｚ付近において、平衡不平衡変換器１００の位相差は、平衡不平衡変換器２００の位相差よりも、若干、優れている。

以上のように、本発明によれば、優れた特性を備えた、７００ＭＨｚ帯などの低い周波数で使用される平衡不平衡変換器を、形状を大きくすることなく実現することができる。

以上、実施形態にかかる平衡不平衡変換器１００について説明した。しかしながら、本発明がこの内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変形をなすことができる。

たとえば、平衡不平衡変換器１００では、１６層からなる絶縁層１ａ〜１ｐで積層体１を構成しているが、絶縁層の層数は任意であり、増減することができる。

また、ビア電極６ａ〜６ｂｈの直径の大きさなども任意であり、図１に図示したものよりも、ビア電極６ａ〜６ｂｈの直径を大きくして、構成されるインダクタなどのＱを向上させるようにしても良い。

１・・・積層体
１ａ〜１ｐ・・・絶縁層
２・・・不平衡端子（入力端子）
３・・・第１平衡端子（出力端子）
４・・・第２平衡端子（出力端子）
５・・・グランド端子
６ａ〜６ｂｈ・・・ビア電極
７ａ〜７ｆ・・・キャパシタ電極
８ａ〜８ｖ・・・線路電極
９ａ〜９ｄ・・・接続電極

Claims (4)

1. 複数の絶縁層が積層された積層体と、
   前記積層体の表面にそれぞれ形成された不平衡端子、第１平衡端子、第２平衡端子と、
   前記積層体の所定の層間に形成されたキャパシタ電極と、
   前記積層体の所定の層間に形成された線路電極と、
   前記絶縁層の所定のものの両主面間を貫通して形成されたビア電極と、
   前記不平衡端子と前記第１平衡端子との間に接続された、第１インダクタと第１キャパシタとで構成されたローパスフィルタと、
   前記不平衡端子と前記第２平衡端子との間に接続された、第２インダクタと第２キャパシタとで構成されたハイパスフィルタと、を備え、
   前記ローパスフィルタの前記第１インダクタは、前記ビア電極と前記線路電極とが交互に接続された螺旋状部と、前記ビア電極が複数接続されたビア連続部とが接続されて構成され、
   前記ローパスフィルタの前記第１キャパシタは、対向する複数の前記キャパシタ電極により構成され、
   前記ハイパスフィルタの前記第２インダクタは、前記ビア電極と前記線路電極とが交互に接続された螺旋状部と、前記ビア電極が複数接続されたビア連続部とが接続されて構成され、
   前記ハイパスフィルタの前記第２キャパシタは、対向する複数の前記キャパシタ電極により構成され、
   前記第１インダクタの前記ビア連続部が、前記第２インダクタの前記螺旋状部の螺旋内を貫通して配置され、
   前記第２インダクタの前記ビア連続部が、前記第１インダクタの前記螺旋状部の螺旋内を貫通して配置された平衡不平衡変換器。
2. 前記第１インダクタの前記ビア連続部が、前記第２インダクタの前記螺旋状部の螺旋内の中心を貫通して配置され、
   前記第２インダクタの前記ビア連続部が、前記第１インダクタの前記螺旋状部の螺旋内の中心を貫通して配置された、請求項１に記載された平衡不平衡変換器。
3. 前記積層体において、
   前記ローパスフィルタの前記第１インダクタおよび前記ハイパスフィルタの前記第２インダクタと、前記第１平衡端子および前記第２平衡端子との間に、前記ローパスフィルタの前記第１キャパシタおよび前記ハイパスフィルタの前記第２キャパシタとが配置されている、請求項１または２に記載された平衡不平衡変換器。
4. 前記積層体において、
   前記ローパスフィルタの前記第１インダクタと、前記ハイパスフィルタの前記第２キャパシタとが、前記絶縁体の積層方向に隣接して配置されるとともに、
   前記ハイパスフィルタの前記第２インダクタと、前記ローパスフィルタの前記第１キャパシタとが、前記絶縁体の積層方向に隣接して配置されている、請求項３に記載された平衡不平衡変換器。

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