JP6497564B2 - Balun transformer and electronic equipment using the same - Google Patents
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Description
本発明はバラントランスに関し、特に、不平衡端子と平衡端子とをインピーダンス変換して接続するバラントランスおよびそれを用いた電子機器に関する。 The present invention relates to a balun transformer, and more particularly to a balun transformer that connects an unbalanced terminal and a balanced terminal by impedance conversion and an electronic device using the balun transformer.
バラントランスは、不平衡端子と平衡端子とをインピーダンス変換して接続する回路である。
従来、４分の１波長結合伝送線路を用いたバラントランスにおいては、結合線路理論による理論的な設計方程式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、４分の１波長結合伝送線路を用いると、バラントランスの回路サイズが大きくなりすぎる問題がある。
一方、４分の１波長結合伝送線路を用いないバラントランスにおいては、結合線路理論による設計方程式は提案されておらず、磁界結合理論による設計方程式だけである（例えば、非特許文献１参照）。The balun transformer is a circuit that connects an unbalanced terminal and a balanced terminal by impedance conversion.
Conventionally, in a balun transformer using a quarter-wavelength coupled transmission line, a theoretical design equation based on a coupled line theory has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
However, when a quarter-wavelength coupled transmission line is used, there is a problem that the circuit size of the balun transformer becomes too large.
On the other hand, in a balun transformer that does not use a quarter-wavelength coupled transmission line, a design equation based on a coupled line theory has not been proposed, but only a design equation based on a magnetic field coupling theory (for example, see Non-Patent Document 1).
集積回路に用いるバラントランスは、集積回路のチップサイズの小型化の要求に合わせてバラントランスのサイズの小型化の要求がある。しかし、結合線路理論による設計方程式が確立しているバラントランスは４分の１波長結合伝送線路を用いる必要があり、バラントランスのサイズの小型化が図れていなかった。
一方、４分の１波長結合伝送線路を用いないバラントランスは磁界結合理論による設計方程式しか存在せず、かつ、その設計方程式から結合伝送線路の寸法を決めることができず、バラントランスの全体の３次元電磁界シミュレーションによる試行錯誤を行って設計する必要がある。A balun transformer used in an integrated circuit is required to reduce the size of the balun transformer in accordance with the demand for reducing the chip size of the integrated circuit. However, a balun transformer for which a design equation based on a coupled line theory has been established needs to use a quarter-wavelength coupled transmission line, and the size of the balun transformer cannot be reduced.
On the other hand, a balun transformer that does not use a quarter-wavelength coupled transmission line has only a design equation based on the magnetic field coupling theory, and the dimensions of the coupled transmission line cannot be determined from the design equation. It is necessary to design by performing trial and error by three-dimensional electromagnetic field simulation.
本発明は上述の問題に鑑み、４分の１波長結合伝送線路を用いないバラントランスの、結合線路理論による設計方程式を提案し、これに基づく設計により小型で良好な電気特性を有するバラントランスおよびそれを用いた電子機器を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention proposes a design equation based on coupled line theory for a balun transformer that does not use a quarter-wavelength coupled transmission line. An object is to provide an electronic device using the same.
本発明は、不平衡信号と平衡信号とを変換するバラントランスにおいて、不平衡端子のアドミタンスをYS、平衡端子のアドミタンスをYL、結合伝送線路の偶モードアドミタンスをYoeおよび奇モードアドミタンスをYoo、電気長をθとした場合、これらが所定の設計方程式を満たすように構成されたバラントランスである。The present invention relates to a balun transformer for converting an unbalanced signal and a balanced signal, wherein Y S is the admittance of the unbalanced terminal, Y L is the admittance of the balanced terminal, Y oe is the even mode admittance of the coupled transmission line, and odd mode admittance is Y oo , where the electrical length is θ, these are balun transformers configured to satisfy a predetermined design equation.
本発明によれば、小型で良好な電気特性を有するバラントランスおよびそれを用いた増幅器、逓倍器などの電子機器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a balun transformer having a small size and good electrical characteristics, and an electronic device such as an amplifier and a multiplier using the balun transformer.
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して詳述する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol shall show the same or an equivalent part.
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１のバラントランスについて説明する。図１および図２は、実施の形態１におけるバラントランス１０００の回路図である。図２は実施の形態１におけるバラントランスの変形例を示す回路図である。
バラントランス１０００は、入力された不平衡信号を、位相が１８０度異なる平衡信号に変換する電気回路であり、かつ、不平衡端子と平衡端子のインピーダンスを変換する電気回路である。
バラントランス１０００は、不平衡端子をなすアドミタンスがYsである負荷P1、平衡端子をなすアドミタンスがYLである負荷P2、P3、第１の伝送線路１１、第２の伝送線路１２を備える。伝送線路１１、１２は隣接するように配置され、互いに電磁気的に結合した結合伝送線路１１１を構成する。第１の伝送線路１１には端子１、２が設けられ、第２の伝送線路１２には端子３、６が設けられている。図１は第２の伝送線路１２の端子３、６を同図において伝送線路１２の右側部位置に設けたバラントランスであり、図２は第２の伝送線路１２の端子３、６を同図において伝送線路１２の上部位置に設けたバラントランスであり、その他の部分の構成は両バラントランス共に同じである。第２の伝送線路１２の端子３、６は、バラントランスの構造、配置を考慮して、第２の伝送線路１２の任意の位置に設けられる。なお、端子４，５は第２の伝送線路の接続端子である。
伝送線路１１の一方の端子１は、第１の負荷P1に接続され、伝送線路１１の他方の端子２はグランドに短絡されている。第２の伝送線路１２の一方の端子３は、第２の負荷P2に接続され、伝送線路１２の他方の端子６は、第３の負荷P3に接続されている。
伝送線路１１、１２の線路長（電気長）は、基本波周波数f0に対して1[rad]以下、即ち、2θ≦1[rad]である。
本発明の実施の形態１におけるバラントランス１０００は結合伝送線路１１１の偶モード特性アドミタンスYoeおよび奇モード特性アドミタンスYoo、伝送線路１１および伝送線路１２の電気長2θを次式（１）の関係式を満足することを特徴とし、伝送線路の線路長（電気長）が基本周波数に対して1[rad]以下、即ち、2θ≦1[rad]とすることにより、バラントランスのサイズを非常に小さくすることができる。また、端子３、６は伝送線路１２の任意の位置に設けても特性は変わらず、アプリケーションに合わせて端子を最適な配置にすることができる。
First, the balun transformer according to the first embodiment of the present invention will be described. 1 and 2 are circuit diagrams of the
The
One
The line length (electric length) of the
実施の形態２．
本発明の実施の形態２のバラントランスについて説明する。図３および図４は、実施の形態２におけるバラントランス１０００の回路図である。図４は実施の形態２におけるバラントランスの変形例を示す回路図である。図３および図４において、図１、図２と同一符号は同じ部分を示しており、その説明を省略する。
バラントランス１０００は、バラントランス１０００の負荷P1に並列に容量C1、負荷P2とP3との間に容量C2を装荷したバラントランスである。なお、この容量C1と容量C2は少なくとも何れか一方のみを設けたものであっても良い。ただし、C1とC2の一方を装荷しない場合は、C1=0またはC2=0に対応する。
実施の形態２におけるバラントランス１０００は結合伝送線路１１１の偶モード特性アドミタンスYoeおよび奇モード特性アドミタンスYoo、伝送線路１１および伝送線路１２の電気長2θ、容量C1、C2を式（２）の関係式を満足することを特徴とする。
バラントランス１０００では、負荷P1と負荷P2、負荷P3のインピーダンス比によっては、物理的に実現出来ない場合が存在するが、容量C1、C2を用いて端子インピーダンスを調整することによって、実現可能となる。
負荷P1のアドミタンスYSと負荷P2と負荷P3のアドミタンスYLを式（３）のように実部と虚部に分解し、式（２）に代入すると、式（４）が得られる。偶モード特性アドミタンスYoeおよび奇モード特性アドミタンスYooは正の実数であるため、電気長θを増加させる効果と容量C2を増加させる効果は同じである。従って、容量C2によって電気長θを短くすることもできる。
A balun transformer according to the second embodiment of the present invention will be described. 3 and 4 are circuit diagrams of the
The
Even mode characteristic admittance Y oe and odd-mode characteristic admittance Y oo, the
The
When the admittance Y S of the load P1, the admittance Y L of the load P2, and the load P3 are decomposed into a real part and an imaginary part as shown in the expression (3) and substituted into the expression (2), the expression (4) is obtained. Since the even mode characteristic admittance Y oe and the odd mode characteristic admittance Y oo are positive real numbers, the effect of increasing the electrical length θ and the effect of increasing the capacitance C 2 are the same. Therefore, the electrical length θ can be shortened by the capacitor C 2 .
実施の形態３．
本発明の実施の形態３のバラントランスについて説明する。図５、図６、図７および図８は、実施の形態３におけるバラントランス１０００の回路図である。図６〜図８は実施の形態３におけるバラントランスの変形例を示す回路図である。図５〜図８において、図１〜図４と同一符号は同じ部分を示しており、その説明を省略する。
バラントランス１０００は、実施の形態１、２におけるバラントランスの第２の伝送線路１２の中点に、２次高調波を注入もしくは抽出する注入抽出用端子（２次高調波注入端子ともいう）をなす負荷P4が設けられていることを特徴とする。
A balun transformer according to the third embodiment of the present invention will be described. 5, FIG. 6, FIG. 7 and FIG. 8 are circuit diagrams of
The
［設計方程式の導出］
実施の形態１、２および３のバラントランスの設計方程式の導出方法について図９を用いて詳細に説明する。図９に示す回路は図１および図２に示す回路と等価である。また、図９において、図１および図２と同一符号は相当部分を示している。図９に示すように、バラントランスを構成する伝送線路（伝送線路２１〜２４）は８つのノード（ノードn１
〜n８）を有する。ここでは、簡単のために、伝送線路２１〜２４の電気長が全て等しく
θである場合を考える。
各ノードにおける電流ベクトルtI=(I1,I2,I3,I4,I5,I6,I7,I8)と電圧ベクトルtV=(V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8)との関係は、オームの法則によって次式（５）で与えられる。[Derivation of design equations]
A method for deriving the design equations of the balun transformer according to the first, second and third embodiments will be described in detail with reference to FIG. The circuit shown in FIG. 9 is equivalent to the circuits shown in FIGS. In FIG. 9, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 indicate the corresponding parts. As shown in FIG. 9, the transmission lines (
To n8). Here, for the sake of simplicity, a case is considered where the electrical lengths of the
Current vector t I = (I 1 , I 2 , I 3 , I 4 , I 5 , I 6 , I 7 , I 8 ) and voltage vector t V = (V 1 , V 2 , V 3 , V at each node 4 , V 5 , V 6 , V 7 , V 8 ) are given by the following equation (5) according to Ohm's law.
θ≪1の場合、A、B、C、Dをθの1次の項まで展開すると、次式（８）に展開できる。
When θ << 1, when A, B, C, and D are expanded to the first order term of θ, it can be expanded into the following equation (8).
式（１２）は複素方程式であるので、実部と虚部に分けて計算することで、Yoo、Yoe、θを求める２つの設計方程式が得られ、θの関数であるYoo(θ)、Yoe(θ)が得られる。θによってバラントランスの帯域特性と挿入損失が異なるため、特性を見ながらあらかじめ決められた所望の特性を持たすように調整する。
さらに、結合伝送線路１１１、１１２の電気長が異なる場合においても前述の設計方程式は成り立つ。Since equation (12) is a complex equation, two design equations for obtaining Y oo , Y oe , and θ can be obtained by calculating separately for the real part and the imaginary part, and Y oo (θ ), Y oe (θ) is obtained. Since the band characteristics and insertion loss of the balun transformer differ depending on θ, adjustment is performed so as to have a predetermined desired characteristic while observing the characteristics.
Further, the above design equation holds even when the electrical lengths of the coupled
（実施の形態３の具体例）
一例として、プシュプル電力増幅器の出力整合回路に用いることを目的として、以下の条件でシミュレーションした。
f0=2.0 [GHz]
Ys=20 [mS]
YL=59.88+j50 [mS]
C1=3.5 [pF]
なお、このシミュレーションでは、インピーダンス整合のために、平衡端子間に容量C1を用いた。
また、IC（集積回路）内部にバラントランスを作り込むことを想定し、シリコン基板上に作り込んだサイドカップル結合伝送線路を用いて伝送線路を構成した場合について説明する。
図１０は、誘電体（半導体基板）３１と誘電体（酸化膜）３２で構成されたシリコン基板の上面部に設けたサイドカップル結合伝送線路の断面構造を示している。伝送線路１１、１２の線路幅をW、２つの伝送線路間の距離をSとし、これらを断面構造パラメータという。伝送線路１１、１２は誘電体３１（半導体基板）の上面に形成された誘電体３２（酸化膜）に設けられている。なお、伝送線路の厚さをTとしている。
まず、２次元の電磁界シミュレータを用いて、サイドカップル結合伝送線路の断面構造パラメータを媒介変数として、それぞれの断面構造パラメータにおける偶モードアドミタンスYoeと奇モードアドミタンスYooを算出して、Yoeを横軸、Yooを縦軸としてグラフにプロットする。
次に、不平衡端子アドミタンスYsと平衡端子アドミタンスYLをインピーダンス整合させるために、設計方程式である式（１）を満足する偶モードアドミタンスYoeと奇モードアドミタンスYooの組み合わせを結合伝送線路の電気長θを媒介変数とした直線を、先程のグラフにプロットする。図１１は実際にプロットした状態をグラフで示した図である。
断面構造パラメータを媒介変数としてプロットした曲線と、電気長θを媒介変数としてプロットした直線との交点が設計値である。設計値には電気長θの任意性があるが、これは、帯域特性を見ながら決定する。
以下が本具体例で用いた設計結果である。
Yoo=25.03 [mS]
Yoe=5.56 [mS]
W=20[mm]
S=8[mm]
θ=5.5 [deg]
この設計結果を用いて実際に３次元電磁界シミュレーションを実施した時の、電磁界シミュレーションモデルを図１２に示している。図１２において、結合伝送線路１１１には、不平衡端子をなす負荷P1、平衡端子をなす負荷P2、P3、２次高調波の注入抽出用端子（不平衡端子）をなす負荷P4、および容量C１が設けられている。一点鎖線で示すA部の断面構造は、図１０に示す構造となっており、伝送線路の幅Wは20mm、伝送線路間の距離Sは8mm、伝送線路の厚さTは4.6mmに構成されている。
電磁界シミュレーション結果を図１３の（ａ）〜（ｆ）に示す。
図１３における横軸は周波数を表しており、図１３（ａ）の縦軸は入力反射係数であり、図１３（ｂ）の縦軸は不平衡端子から平衡端子への電圧伝達振幅特性であり、図１３（ｃ）の縦軸は不平衡端子から平衡端子への電圧伝達位相特性であり、図１３（ｄ）の縦軸は２次高調波注入端子から平衡端子への電圧伝達振幅特性であり、図１３（ｅ）の縦軸は２次高調波注入端子から平衡端子への電圧伝達位相特性であり、図１３（ｆ）の縦軸は挿入損失である。
この結果から、中心周波数（2.0GHz）近傍で、不平衡端子の電圧反射特性が-20dB以下（図１３（ａ）参照）、不平衡端子から平衡端子への電圧伝達特性が逆相・同振幅（図１３（ｃ）（ｂ）参照）、不平衡端子から平衡端子への挿入損失が0.72dBであり（図１３（ｆ）参照）、 ２次高調波周波数（4.0GHz）近傍で２次高調波注入端子から平衡端子への電圧伝達特性が同相・略同振幅（図１３（ｅ）（ｄ）参照）、２次高調波注入端子から平衡端子への挿入損失が1.01dBであり（図１３（ｆ）参照）、２次高調波の注入抽出が可能な良好なバラントランス特性が確保できる事がわかる。したがって、式（１）の設計方程式の有効性が示された。
なおここで、S11は平衡端子をなす負荷P1の電圧反射特性、S21は不平衡端子をなす負荷P1から平衡端子をなす負荷P2への電圧伝達特性、S31は不平衡端子をなす負荷P1から平衡端子をなす負荷P3への電圧伝達特性、S24は２次高調波注入端子（注入抽出用端子ともいう）をなす負荷P4から平衡端子をなす負荷P2への電圧伝達特性、S34は２次高調波注入端子をなす負荷P4から負荷P3への電圧伝達特性である。
平衡端子をなす負荷P1と２次高調波注入端子をなす負荷P4は十分なアイソレーションを有するため、バラントランス１０００のバラントランス特性を変化させること無く、２次高調波注入端子をなす負荷P4を装荷することが可能である。(Specific example of Embodiment 3)
As an example, simulation was performed under the following conditions for the purpose of use in an output matching circuit of a push-pull power amplifier.
f 0 = 2.0 [GHz]
Y s = 20 [mS]
Y L = 59.88 + j50 [mS]
C 1 = 3.5 [pF]
In this simulation, a capacitor C 1 is used between the balanced terminals for impedance matching.
In addition, assuming that a balun transformer is built in an IC (integrated circuit), a case where a transmission line is configured using a side-coupled transmission line built on a silicon substrate will be described.
FIG. 10 shows a cross-sectional structure of a side-coupled transmission line provided on the upper surface of a silicon substrate composed of a dielectric (semiconductor substrate) 31 and a dielectric (oxide film) 32. The line width of the
First, using a two-dimensional electromagnetic simulator, the even-mode admittance Y oe and the odd-mode admittance Y oo at each cross-sectional structure parameter are calculated using the cross-sectional structure parameter of the side-coupled transmission line as a parameter, and Y oe Is plotted on the graph with the horizontal axis and Y oo as the vertical axis.
Then, for impedance matching balanced terminal admittance Y L unbalanced terminal admittance Y s, even mode admittance Y oe and odd mode admittance Y oo combination of coupled transmission line satisfying formula (1) is designed equations A straight line with the electrical length θ of the above as a parameter is plotted in the previous graph. FIG. 11 is a graph showing the actual plotted state.
The intersection of a curve plotted with the cross-sectional structure parameter as a parameter and a straight line plotted with the electrical length θ as a parameter is the design value. The design value has an arbitrary electrical length θ, which is determined by looking at the band characteristics.
The following are the design results used in this example.
Y oo = 25.03 [mS]
Y oe = 5.56 [mS]
W = 20 [mm]
S = 8 [mm]
θ = 5.5 [deg]
FIG. 12 shows an electromagnetic field simulation model when a three-dimensional electromagnetic field simulation is actually performed using this design result. In FIG. 12, a coupled
The electromagnetic field simulation results are shown in FIGS.
The horizontal axis in FIG. 13 represents the frequency, the vertical axis in FIG. 13A is the input reflection coefficient, and the vertical axis in FIG. 13B is the voltage transmission amplitude characteristic from the unbalanced terminal to the balanced terminal. The vertical axis in FIG. 13C is the voltage transfer phase characteristic from the unbalanced terminal to the balanced terminal, and the vertical axis in FIG. 13D is the voltage transfer amplitude characteristic from the second harmonic injection terminal to the balanced terminal. Yes, the vertical axis of FIG. 13 (e) is the voltage transfer phase characteristic from the second harmonic injection terminal to the balanced terminal, and the vertical axis of FIG. 13 (f) is the insertion loss.
From this result, near the center frequency (2.0GHz), the voltage reflection characteristic of the unbalanced terminal is -20dB or less (see Fig. 13 (a)), and the voltage transfer characteristic from the unbalanced terminal to the balanced terminal is reversed phase / same amplitude. (See FIGS. 13 (c) and 13 (b)), the insertion loss from the unbalanced terminal to the balanced terminal is 0.72 dB (see FIG. 13 (f)), and the second harmonic is near the second harmonic frequency (4.0 GHz). The voltage transfer characteristic from the wave injection terminal to the balanced terminal has the same phase and substantially the same amplitude (see FIGS. 13 (e) and 13 (d)), and the insertion loss from the second harmonic injection terminal to the balanced terminal is 1.01 dB (FIG. 13). It can be seen that a good balun transformer characteristic capable of injecting and extracting the second harmonic can be secured. Therefore, the effectiveness of the design equation (1) was shown.
Note here, S 11 is the voltage reflection characteristics of the load P1 forming the balanced terminals, S 21 the voltage transfer characteristics of the load P2 forming the balanced terminals from the load P1 that forms the unbalanced terminal, S 31 is the load that forms the unbalanced terminal voltage transfer characteristics of the load P3 constituting a balanced terminal from P1, the voltage transfer characteristics of the S 24 is loaded form the balanced terminals from the load P4 constituting the second harmonic injection terminal (also referred to as injection extraction terminal) P2, S 34 Is a voltage transfer characteristic from the load P4 to the load P3 which forms the second harmonic injection terminal.
Since the load P1 forming the balanced terminal and the load P4 forming the second harmonic injection terminal have sufficient isolation, the load P4 forming the second harmonic injection terminal is not changed without changing the balun transformer characteristics of the
実施の形態４．
本発明の実施の形態４のバラントランスについて説明する。図１４は、実施の形態４におけるバラントランス１０００の概略構成を示す回路図である。
バラントランス１０００は、実施の形態１におけるバラントランス１０００の端子１と端子２を２ポート回路と見なし、実施の形態１のように構成されたバラントランスを直列にn個（n≧2）接続させることを特徴とするバラントランスである。
図１４のバラントランスにおいては、第１番目の結合伝送線路411aは、第１の伝送線路41aおよび第２の伝送線路41bで構成され、第ｋ番目の結合伝送線路41kaは、第１の伝送線路4kaおよび第２の伝送線路4kbで構成され、第ｎ番目の結合伝送線路41naは、第１の伝送線路4naおよび第２の伝送線路4nbで構成されている。
伝送線路41aの一方の端子1aは、不平衡端子をなすアドミタンスがYsである負荷P1に接続され、伝送線路41aの他方の端子1bは、これに接続される次番目の結合伝送線路の一方の端子に接続されており、それより後段の結合伝送線路も同様にして直列接続されている。ｎ番目の結合伝送線路41naの第１の伝送線路4naの一方の端子naは、その前段の結合伝送線路の第１の伝送線路の他方の端子に接続され、第１の伝送線路4naの他方の端子nbはグランドに短絡されている。
第１番目の結合伝送線路411aの第２の伝送線路41bの端子1cおよび端子1fには、平衡端子をなすアドミタンスがYL1である負荷P1ap、P1bpが夫々接続されている。次番目以降の結合伝送線路の夫々についても第１番目の結合伝送線路と同様に２個の平衡端子をなす負荷が接続されている。
なお、符号に付されている「ｋ」、「ｎ」は、第ｋ番目の結合伝送線路、あるいは第ｎ番目の結合伝送線路に関係するものであることを表している。即ち、図１４において、「k」の表示部分は「１」から順次「n」まで付されることになり、例えば「ｋ」が「１」の場合は第１番目のバラントランスに関係するものであることを表している。以下の実施の形態の図においても同様である。
第ｋ番目の結合伝送線路41ka、の偶モード特性アドミタンスYoekおよび奇モードアドミタンスYook、伝送線路4kaおよび伝送線路4kbの電気長2θkを次式（１３）の関係式を満足することを特徴とする。
不平衡端子をなす負荷P1に対して2n個の平衡端子をなす負荷を接続できるので、多信号を合成、または、多信号への分配が可能であり、直列接続であるので、低いインピーダンスの平衡端子をなす負荷を接続する場合に適している。
A balun transformer according to the fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 14 is a circuit diagram showing a schematic configuration of
The
In the balun transformer of FIG. 14, the first coupled
One terminal 1a of the
Loads P1ap and P1bp having admittance Y L1 as balanced terminals are connected to the terminal 1c and the terminal 1f of the
Note that “k” and “n” attached to the reference numerals relate to the kth coupled transmission line or the nth coupled transmission line. That is, in FIG. 14, “k” is displayed sequentially from “1” to “n”. For example, when “k” is “1”, it is related to the first balun transformer. It represents that. The same applies to the drawings of the following embodiments.
The even-mode characteristic admittance Yoek and odd-mode admittance Y ook of the k-th coupled transmission line 41ka, the electrical length 2θ k of the transmission line 4ka and the transmission line 4kb satisfy the following relational expression (13): And
Since 2n balanced loads can be connected to load P1, which is an unbalanced terminal, multiple signals can be synthesized or distributed to multiple signals. Suitable for connecting a load that forms a terminal.
実施の形態５．
本発明の実施の形態５のバラントランスについて説明する。図１５は、実施の形態５におけるバラントランス１０００の概略構成を示す回路図である。
バラントランス１０００は、実施の形態２におけるバラントランス１０００の端子１と端子２を２ポート回路と見なし、実施の形態２のように構成されたバラントランスを直列にn個（n≧2）接続させることを特徴とするバラントランスである。このバラントランスは、実施の形態２のバラントランスを実施の形態４と同様に複数個を直列接続したものである。平衡端子をなす負荷P1apと負荷P1bpとの間には容量C12を装荷している。次番目以降の結合伝送線路についても同様の構成である。なお、図１４と同一符号は同じ部分を示している。
第ｋ番目の結合伝送線路41kaの偶モード特性アドミタンスYoekおよび奇モードアドミタンスYook、容量Ck2、C1、伝送線路4kaおよび伝送線路4kbの電気長2θkを式（１４）の関係式を満足することを特徴とする。
不平衡端子をなす負荷P1に対して2n個の平衡端子を接続できるので、多信号を合成、または、多信号への分配が可能であり、直列接続であるので、低いインピーダンスの平衡端子を接続する場合に適している。
バラントランス１０００では、不平衡端子をなす負荷と平衡端子をなす負荷のインピーダンス比によっては、物理的に実現出来ない場合が存在するが、容量C1、C2を用いて端子インピーダンスを調整することによって、実現可能となり、容量C2によって電気長θを短くすることもできる。
A balun transformer according to the fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 is a circuit diagram showing a schematic configuration of
The
The even-mode characteristic admittance Yoek and odd-mode admittance Y ook of the k-th coupled transmission line 41ka, the capacitances C k2 and C 1 , the electrical length 2θ k of the transmission line 4ka and the transmission line 4kb are expressed by the following equation (14). It is characterized by satisfaction.
Since 2n balanced terminals can be connected to the load P1, which is an unbalanced terminal, multiple signals can be synthesized or distributed to multiple signals, and since they are connected in series, a low impedance balanced terminal is connected. Suitable for you.
The
実施の形態６．
本発明の実施の形態６のバラントランスについて説明する。図１６および図１７は、実施の形態６におけるバラントランス１０００の概略構成を示す回路図である。図１７は実施の形態６におけるバラントランスの変形例を示す回路図である。図１４、図１５と同一符号は、同じ部分を示しており、説明は省略する。
バラントランス１０００は、実施の形態４または実施の形態５におけるバラントランス１０００の伝送線路41b、4kb、4nb等の中点に、２次高調波を注入もしくは抽出する注入抽出用端子をなす負荷P1cp、Pkcp、Pncpが設けられていることを特徴とするバラントランスである。
本実施の形態６におけるバラントランスにおいても、不平衡端子をなす負荷P1と２次高調波注入端子をなす負荷P4は十分なアイソレーションを有するため、バラントランス１０００のバラントランス特性を変化させること無く、２次高調波注入端子をなす負荷P4を装荷することが可能である。
A balun transformer according to the sixth embodiment of the present invention will be described. 16 and 17 are circuit diagrams showing a schematic configuration of
The
Also in the balun transformer according to the sixth embodiment, the load P1 forming the unbalanced terminal and the load P4 forming the second harmonic injection terminal have sufficient isolation, so that the balun transformer characteristics of the
実施の形態７．
本発明の実施の形態７のバラントランスについて説明する。図１８および図１９は、実施の形態７におけるバラントランス１０００の概略構成を示す図である。図１９は実施の形態７におけるバラントランスの変形例を示す回路図である。
バラントランス１０００は、実施の形態１におけるバラントランス１０００の端子１と端子２を２ポート回路と見なし、実施の形態１のように構成されたバラントランスを並列にn個（n≧2）接続させることを特徴とするバラントランスである。図１８のバラントランスは、第１番目の結合伝送線路411aにおける第１の伝送線路41aの一方の端子1aは、次番目以降の伝送線路4ka、4na等の一方の端子ka、na等に並列接続され、また、各結合伝送線路における第１の伝送線路41a、4ka、4na等の他方の端子1b、kb、nb等はグランドに短絡されている。その他の構成は図１に示す実施の形態１におけるバラントランスと同様である。図１９のバラントランスは、結合伝送線路の各伝送線路を同心的に配置した構成である。
図１９において、結合伝送線路412aは２番目の結合伝送線路を示しており、第１の伝送線路42aと第２の伝送線路42bを有している。端子1aでは、第１番目の結合伝送線路411aの第１の伝送線路41aの一方の端子と第２番目の結合伝送線路412aの第１の伝送線路42aの一方の端子とが並列接続され、端子1bでは第１番目の結合伝送線路411aの第１の伝送線路41aの他方の端子と第２番目の結合伝送線路412aの第１の伝送線路42aの他方の端子とが並列接続されている。また、図１９における第２番目の結合伝送線路412aの第２の伝送線路42bの端子2c、2fには、平衡端子をなす負荷P2ap、P2bpが接続されている。図１９に示すバラントランスは、図２に示すバラントランスを２個同心的に配置して並列接続したものに相当する。
第ｋ番目の結合伝送線路41kaの偶モード特性アドミタンスYoekおよび奇モードアドミタンスYook、伝送線路4kaおよび伝送線路4kbの電気長2θkを式（１５）の関係式を満足することを特徴とする。
不平衡端子をなす負荷P1に対して2n個の平衡端子を接続できるので、多信号を合成、または、多信号への分配が可能であり、並列接続であるので、高いインピーダンスの負荷を平衡端子に接続する場合に適している。
A balun transformer according to the seventh embodiment of the present invention will be described. 18 and 19 are diagrams showing a schematic configuration of the
The
In FIG. 19, a coupled
The even-mode characteristic admittance Yoek and odd-mode admittance Y ook of the k-th coupled transmission line 41ka and the electrical length 2θ k of the transmission line 4ka and transmission line 4kb satisfy the relational expression (15). .
Since 2n balanced terminals can be connected to the load P1 that forms an unbalanced terminal, multiple signals can be synthesized or distributed to multiple signals. Suitable for connecting to.
実施の形態８．
本発明の実施の形態８のバラントランスについて説明する。図２０および図２１は、実施の形態８におけるバラントランス１０００の概略構成図である。図２１は実施の形態８におけるバラントランスの変形例を示す回路図である。
バラントランス１０００は、実施の形態２におけるバラントランス１０００の端子１と端子２を２ポート回路と見なし、実施の形態２のように構成されたバラントランスを並列にn個（n≧2）接続させることを特徴とするバラントランスである。図２０のバラントランスは、図１５に示す実施の形態５のバラントランスと同様に平衡端子をなす負荷P1apと負荷P1bpとの間に容量C12を装荷している。次番目以降の結合伝送線路についても同様の構成である。また、その他の構成は図１８と同様である。図２１のバラントランスにおいても容量C12、C22が平衡端子間に並列的に装荷されている。また、図２１に示すバラントランスのその他の構成は図１９と同様である。
第ｋ番目の結合伝送線路41kaの偶モード特性アドミタンスYoekおよび奇モードアドミタンスYook、伝送線路4kaおよび伝送線路4kbの電気長2θk、容量C1 、 Ck2を式（１６）の関係式を満足することを特徴とする。
不平衡端子をなす負荷P1に対して2n個の平衡端子を接続できるので、多信号を合成、または、多信号への分配が可能であり、並列接続であるので、高いインピーダンスの負荷を平衡端子に接続する場合に適している。
バラントランス１０００では、不平衡端子をなす負荷と平衡端子をなす負荷のインピーダンス比によっては、物理的に実現出来ない場合が存在するが、容量C1、C2を用いて端子インピーダンスを調整することによって、実現可能となり、容量C2によって電気長θを短くすることもできる。Embodiment 8 FIG.
A balun transformer according to the eighth embodiment of the present invention will be described. 20 and 21 are schematic configuration diagrams of
The
The even-mode characteristic admittance Yoek and odd-mode admittance Y ook of the k-th coupled transmission line 41ka, the electrical length 2θ k of the transmission line 4ka and the transmission line 4kb, and the capacitances C 1 and C k2 are expressed by the relational expression (16). It is characterized by satisfaction.
Since 2n balanced terminals can be connected to the load P1 that forms an unbalanced terminal, multiple signals can be synthesized or distributed to multiple signals. Suitable for connecting to.
The
実施の形態９．
本発明の実施の形態９のバラントランスについて説明する。図２２および図２３は、実施の形態９におけるバラントランス１０００の概略構成を示す回路図である。図２３は実施の形態９におけるバラントランスの変形例を示す回路図である。
バラントランス１０００は、実施の形態７または実施の形態８におけるバラントランス１０００の伝送線路41b、4kb、4nb等の中点に、２次高調波を注入もしくは抽出する注入抽出用端子をなす負荷P1cp、Pkcp、Pncp等が設けられていることを特徴とするバラントランスである。図２２、図２３のバラントランスのその他の構成は図１８、図２０と同様である。
バラントランス１０００のバラントランス特性を変化させること無く、２次高調波注入端子をなす負荷Pkcpを装荷することが可能である。Embodiment 9 FIG.
A balun transformer according to the ninth embodiment of the present invention will be described. 22 and 23 are circuit diagrams showing a schematic configuration of
The
Without changing the balun transformer characteristics of the
実施の形態１０．
本発明の実施の形態１０のバラントランスについて説明する。図２４および図２５は、実施の形態１０におけるバラントランス１０００の概略構成を示す回路図である。図２５は実施の形態１０におけるバラントランスの変形例を示す回路図である。
バラントランス１０００は、実施の形態７（図１９）または実施の形態８（図２１）のバラントランス１０００の伝送線路4kbの中点を互いに接続するとともに、この接続点に、２次高調波を注入もしくは抽出する注入抽出用端子をなす負荷P1cpが設けられていることを特徴とするバラントランスである。
２次高調波注入端子を共通化させることができるので、小型なバラントランスを得ることができる。
A balun transformer according to the tenth embodiment of the present invention will be described. 24 and 25 are circuit diagrams showing a schematic configuration of
In the
Since the second harmonic injection terminal can be shared, a small balun transformer can be obtained.
本発明による上述した実施の形態１〜１０におけるバラントランスは、試行錯誤を必要とせずに所望のインピーダンス変換を行うバラントランスを設計することができる。
また、本発明のバラントランス設計方法では、結合伝送線路の断面構造と結合伝送線路の電気長とを設計することを特徴とする。例えば、２次元電磁界シミュレーションを行えば、断面構造を変えながら、結合伝送線路の偶モードアドミタンスYoeと奇モードアドミタンスYoo 、電気長θを算出できる。したがって、従来の３次元電磁界シミュレーションによる試行錯誤による設計に比べて格段に容易にバラントランスを設計することができる。また、断面構造と電気長だけで電気特性が決まるので、伝送線路の配線パターンは自由な形に設計することができる。The balun transformer in
The balun transformer design method of the present invention is characterized by designing the cross-sectional structure of the coupled transmission line and the electrical length of the coupled transmission line. For example, if a two-dimensional electromagnetic field simulation is performed, the even mode admittance Yoe , the odd mode admittance Yoo , and the electrical length θ of the coupled transmission line can be calculated while changing the cross-sectional structure. Therefore, the balun transformer can be designed much more easily than the conventional trial and error design by the three-dimensional electromagnetic field simulation. Further, since the electrical characteristics are determined only by the cross-sectional structure and the electrical length, the wiring pattern of the transmission line can be designed in a free form.
実施の形態１１．
本発明の実施の形態１１における電子機器について説明する。図２６および図２７は、実施の形態１１における電子機器２０００が２個のバラントランス１０００を用いて構成された電力増幅器の場合の概略構成を示す回路図である。図２７は実施の形態１１における電力増幅器の変形例を示す回路図である。
電力増幅器である電子機器２０００は、実施の形態３、実施の形態６、実施の形態９、実施の形態１０におけるバラントランスに相当するバラントランスを２個用いて、平衡端子間に増幅素子を装荷した電力増幅器であり、基本波端子から基本波を入力し、２次高調波注入端子（注入抽出用端子）は反射処理、または、２次高調波注入抽出を施した高効率・低歪み電力増幅器である。図２６の電力増幅器は平衡端子間に増幅素子A1を装荷し、図２７の電力増幅器は平衡端子間に増幅素子A1、A2を装荷している。
２次高調波注入端子は、基本波端子とアイソレーションが取れているため、基本波の整合を変化させること無く、２次高調波を反射処理、または、注入抽出することが可能である。従って、２次高調波の反射処理、または、注入抽出により電力増幅器の高効率化、低歪み化を可能とする。
An electronic device according to
Since the second harmonic injection terminal is isolated from the fundamental wave terminal, the second harmonic can be reflected or extracted without changing the matching of the fundamental wave. Therefore, it is possible to increase the efficiency and reduce the distortion of the power amplifier by the second harmonic reflection processing or injection extraction.
実施の形態１２．
本発明の実施の形態１２における電子機器について説明する。図２８および図２９は、実施の形態１２における電子機器２０００が２個のバラントランス１０００を用いて構成された電力増幅器の場合の概略構成を示す回路図である。図２９は実施の形態１２における電力増幅器の変形例を示す回路図である。
電力増幅器である電子機器２０００は、実施の形態３、実施の形態６、実施の形態９、実施の形態１０におけるバラントランスに相当するバラントランスを２個用いて構成されている。図２８の電力増幅器は平衡端子間に増幅素子A1を装荷し、図２９の電力増幅器は平衡端子間に増幅素子A1、A2を装荷した電力増幅器であって、基本波端子から基本波を入力し、また２次高調波注入端子は端子間に２次高調波振幅・位相調整回路ＡＰＡを装荷している２次高調波フィードバック高効率・低歪み電力増幅器である。
２次高調波注入端子は、基本波端子とアイソレーションが取れているため、基本波の整合を変化させること無く、２次高調波をフィードバックすることが可能である。従って、２次高調波フィードバックにより電力増幅器の高効率化、低歪み化を可能とする。
An electronic device according to
Since the second harmonic injection terminal is isolated from the fundamental wave terminal, the second harmonic can be fed back without changing the matching of the fundamental wave. Therefore, the efficiency of the power amplifier and the distortion can be reduced by the second harmonic feedback.
実施の形態１３．
本発明の実施の形態１３における電子機器について説明する。図３０および図３１は、実施の形態１３における電子機器２０００が２個のバラントランス１０００を用いて構成された電力増幅器の場合の概略構成を示す回路図である。図３１は実施の形態１３における電力増幅器の変形例を示す回路図である。
電力増幅器である電子機器２０００は、実施の形態３、実施の形態６、実施の形態９、実施の形態１０におけるバラントランスに相当するバラントランスを２個用いて、平衡端子間に増幅素子を装荷した電力増幅器であり、基本波端子から基本波を入力してプシュプル動作により信号を増幅して基本波端子から取り出すモードと、２次高調波注入端子から基本波と異なる周波数信号を入力して同相動作により信号を増幅して２次高調波注入端子から取り出すモードの動作を選択できる２バンドの電力増幅器である。図３０の電力増幅器は平衡端子間に増幅素子A1を装荷し、図３１の電力増幅器は平衡端子間に増幅素子A1、A2を装荷している。また、アドミタンスがY2Sである負荷P41、アドミタンスがY2Lである負荷P42が接続されている。
２次高調波注入端子は、基本波端子とアイソレーションが取れているため、基本波端子の整合と２次高調波注入端子の整合を別々に取ることが可能である。Embodiment 13 FIG.
An electronic device according to Embodiment 13 of the present invention will be described. 30 and 31 are circuit diagrams showing a schematic configuration in the case where the
Since the second harmonic injection terminal is isolated from the fundamental wave terminal, matching of the fundamental wave terminal and matching of the second harmonic injection terminal can be performed separately.
実施の形態１４．
本発明の実施の形態１４における電子機器について説明する。図３２および図３３は、実施の形態１４における電子機器３０００が２個のバラントランス１０００を用いて構成された逓倍器の場合の概略構成を示す回路図である。図３３は実施の形態１４における逓倍器の変形例を示す回路図である。
逓倍器である電子機器３０００は、実施の形態３、実施の形態６、実施の形態９、実施の形態１０におけるバラントランスに相当するバラントランスを２個用いて、平衡端子間に増幅素子を装荷した逓倍器であり、基本波端子から基本波を入力し、出力側のバラントランスの基本波端子から奇数倍波を取り出し、２次高調波注入端子から偶数倍波を取り出すことができる逓倍器である。図３２の逓倍器は平衡端子間に増幅素子A1を装荷し、図３３の逓倍器は平衡端子間に増幅素子A1、A2を装荷している。また、アドミタンスがY2Lである負荷P42が接続されている。
２次高調波注入端子は、基本波端子とアイソレーションが取れているため、奇数倍波と偶数倍波を別々に取り出すことが可能である。Embodiment 14 FIG.
The electronic device in Embodiment 14 of this invention is demonstrated. FIGS. 32 and 33 are circuit diagrams showing a schematic configuration in the case where the
Since the second harmonic injection terminal is isolated from the fundamental wave terminal, it is possible to separately extract odd and even harmonics.
実施の形態１５．
本発明の実施の形態１５における電子機器について説明する。図３４および図３５は、実施の形態１５における電子機器４０００が本発明に係るバラントランスを用いて構成されたトランスフォーマの場合の概略構成を示す回路図である。図３５は実施の形態１５におけるトランスフォーマの変形例を示す回路図である。
トランスフォーマである電子機器４０００は、入力された平衡端子間のインピーダンスを変換する電気回路である。
トランスフォーマである電子機器４０００は、不平衡端子をなすアドミタンスがYsである負荷P1、P5、平衡端子をなすアドミタンスがYLである負荷P2、P3、伝送線路１１、１２を備える。伝送線路１１、１２は隣接するように配置され、互いに電磁気的に結合した結合伝送線路１１１を構成する。図３４は伝送線路１２の端子３、６を同図において伝送線路１２の右側部位置に設けたトランスフォーマであり、図３５は伝送線路１２の端子３、６を同図において伝送線路１２の上部位置に設けたトランスフォーマであり、その他の部分の構成は両トランスフォーマ共に同じである。伝送線路１２の端子３、６は、トランスフォーマの構造、配置を考慮して、伝送線路１２の任意の位置に設けられる。
伝送線路１１の一方の端子１は、平衡端子をなす負荷P1に接続され、伝送線路１１の他方の端子２は平衡端子をなす負荷P5に接続され、伝送線路１２の端子３は、平衡端子をなす負荷P2に接続され、伝送線路１２の端子６は、平衡端子をなす負荷P3に接続されている。伝送線路１２の端子４と伝送線路１２の端子５は互いに接続され、伝送線路を構成する。
伝送線路１１、１２の線路長は、基本波周波数に対して1[rad]以下、即ち、2θ≦1[rad]である。これにより、バラントランスのサイズを非常に小さくすることができ、小型のトランスフォーマを得ることができる。
伝送線路１１の電気長を2θとすると、伝送線路１２の電気長も2θである。
実施の形態１５は結合伝送線路１１１、１１２の偶モード特性アドミタンスYoeおよび奇モード特性アドミタンスYooを次式（１７）の関係式を満足することを特徴とする。
An electronic device according to
The
One
The line length of the
If the electrical length of the
The fifteenth embodiment is characterized in that the even mode characteristic admittance Y oe and the odd mode characteristic admittance Y oo of the coupled
実施の形態１６．
本発明の実施の形態１６における電子機器について説明する。図３６および図３７は、実施の形態１６における電子機器４０００が本発明に係るバラントランスを用いて構成されたトランスフォーマの場合の概略構成を示す回路図である。図３７は実施の形態１６におけるトランスフォーマの変形例を示す回路図である。図３６および図３７において、図３４、図３５と同一符号は同じ部分を示しており、その説明は省略する。
トランスフォーマである電子機器４０００は、電子機器４０００の平衡端子をなす負荷P1とP5との間に並列に容量C1、平衡端子をなす負荷P2とP3との間に容量C2を装荷したトランスフォーマである。なお、この容量C1と容量C2は少なくも何れか一方のみを設けたものであっても良い。ただし、C1とC2の一方を装荷しない場合は、C1=0またはC2=0に対応する。
トランスフォーマである電子機器４０００では、一方の平衡端子をなす負荷と他方の平衡端子をなす負荷のインピーダンス比によっては、物理的に実現出来ない場合が存在するが、容量C1、C2を用いて端子インピーダンスを調整することによって、実現可能となる。また、容量C2によって、電気長θを短くすることもできる。
実施の形態１６は結合伝送線路１１１の偶モード特性アドミタンスYoeおよび奇モード特性アドミタンスYoo、容量C1、C2を次式（１８）の関係式を満足することを特徴とする。Embodiment 16 FIG.
The electronic device in Embodiment 16 of this invention is demonstrated. 36 and 37 are circuit diagrams showing a schematic configuration in the case where the
The
In the
The sixteenth embodiment is characterized in that the even-mode characteristic admittance Y oe, the odd-mode characteristic admittance Y oo , and the capacitors C 1 and C 2 of the coupled
実施の形態１７．
本発明の実施の形態１７における電子機器について説明する。図３８〜図４１は、実施の形態１７における電子機器４０００が本発明に係るバラントランスを用いて構成されたトランスフォーマの場合の概略構成を示す回路図である。図３９〜図４１は実施の形態１７おけるトランスフォーマの変形例を示す回路図である。図３８〜図４１において、図３４〜図３７と同一符号は同じ部分を示しており、その説明は省略する。
トランスフォーマである電子機器４０００は、実施の形態１５または実施の形態１６の電子機器４０００伝送線路１２の中点に、２次高調波を注入もしくは抽出する注入抽出用端子をなす負荷P4が設けられていることを特徴とする。また、この注入抽出用端子をなす負荷P4は、伝送線路１１の中点に設けることも可能である。即ち、この注入抽出用端子をなす負荷P4は、伝送線路１１の中点および伝送線路１２の中点の少なくともいずれか一方に設けられる。
実施の形態１７においても、実施の形態１５、実施の形態１６と同様に、バラントランスのサイズを小さくすることができ、小型のトランスフォーマを得ることができる。Embodiment 17. FIG.
An electronic device according to Embodiment 17 of the present invention will be described. 38 to 41 are circuit diagrams showing a schematic configuration in the case where the
Also in the seventeenth embodiment, as in the fifteenth and sixteenth embodiments, the size of the balun transformer can be reduced, and a small transformer can be obtained.
実施の形態１８．
本発明の実施の形態１８における電子機器について説明する。図４２は、実施の形態１８における電子機器５０００が本発明に係るバラントランスを用いて構成された電力増幅器の場合の概略構成を示す回路図である。
電力増幅器である電子機器５０００は、実施の形態１〜実施の形態１０におけるバラントランス１０００を初段の入力回路と終段の出力回路に用いて、実施の形態１５〜実施の形態１７におけるトランスフォーマである電気機器４０００を段間のインピーダンス変換に用いた多段電力増幅器である。
本実施の形態１８における電力増幅器においては、設計方程式に則って設計することができるバラントランス１０００やトランスフォーマ４０００を用いて構成されているので、設計が容易である。
また、基本波と十分なアイソレーションを有するため、２次高周波の注入抽出用端子をなす負荷P4から、バラントランス１０００またはトランスフォーマ４０００のバラントランス特性を変化させること無く、２次高調波を注入もしくは抽出することができるので、２次高調波の反射処理、または、注入抽出により電力増幅器の高効率化、低歪み化を可能とする。Embodiment 18 FIG.
An electronic device according to Embodiment 18 of the present invention will be described. FIG. 42 is a circuit diagram showing a schematic configuration in the case where the
Since the power amplifier according to the eighteenth embodiment is configured using the
In addition, since it has sufficient isolation from the fundamental wave, the secondary harmonics are injected from the load P4, which is the secondary high frequency injection and extraction terminal, without changing the balun transformer characteristics of the
本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することができる。 The present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, or can be appropriately modified or omitted.
１〜６ 端子、P1〜P5 負荷、１１，１２ 伝送線路、１１１ 結合伝送線路、YS，YL アドミタンス、C1，C2 容量、１０００ バラントランス、２０００，３０００，４０００，５０００ 電子機器。1 to 6 terminals, P1 to P5 load, 11,12 transmission line, 111 coupled transmission line, Y S , Y L admittance, C 1 , C 2 capacity, 1000 balun transformer, 2000, 3000, 4000, 5000 Electronic equipment.
Claims (18)
前記結合伝送線路は、第１の端子および第２の端子を有し、前記第１の端子と前記第２の端子間を接続する第１の伝送線路と、第３の端子および第４の端子を有し、前記第３の端子と前記第４の端子間を接続するとともに前記第１の伝送線路と電磁的に結合するように配置された第２の伝送線路で構成されており、
前記第１の伝送線路の前記第１の端子はアドミタンスYSの第１の負荷P1に接続され、第１の負荷P1は不平衡端子をなしており、前記第２の端子はグランドに短絡されており、
前記第２の伝送線路の前記第３の端子、前記第４の端子はそれぞれ、アドミタンスYLの第２の負荷P2および第３の負荷P3に接続され、第２の負荷P2、第３の負荷P3は平衡端子をなしており、
前記結合伝送線路の、偶モード特性アドミタンスYoe、奇モード特性アドミタンスYooおよび電気長θの各値が、前記アドミタンスYLおよび前記アドミタンスYS との間に以下の関係式を満足するように選ばれていることを特徴とするバラントランス。
The coupled transmission line includes a first terminal and a second terminal, a first transmission line connecting the first terminal and the second terminal, a third terminal and a fourth terminal. And comprises a second transmission line arranged to connect between the third terminal and the fourth terminal and to be electromagnetically coupled to the first transmission line,
The first terminal of the first transmission line is connected to a first load P1 of admittance Y S , the first load P1 forms an unbalanced terminal, and the second terminal is short-circuited to the ground. And
The third terminal of the second transmission line, wherein each fourth terminal is connected to the admittance Y second load L P2 and third load P3, second load P2, the third load P3 has a balanced terminal,
The even-mode characteristic admittance Y oe , odd-mode characteristic admittance Y oo, and electrical length θ of the coupled transmission line satisfy the following relational expressions between the admittance Y L and the admittance Y S : A balun transformer characterized by being selected.
前記結合伝送線路は、第１の端子および第２の端子を有し、前記第１の端子と前記第２の端子間を接続する第１の伝送線路と、第３の端子および第４の端子を有し、前記第３の端子と前記第４の端子間を接続するとともに前記第１の伝送線路と電磁的に結合するように配置された第２の伝送線路で構成されており、
前記第１の伝送線路の前記第１の端子はアドミタンスYSの第１の負荷P1に接続され、第１の負荷P1は不平衡端子をなしており、前記第２の端子はグランドに短絡されており、
前記第２の伝送線路の前記第３の端子、前記第４の端子はそれぞれ、アドミタンスYLの第２の負荷P2および第３の負荷P3に接続され、第２の負荷P2、第３の負荷P3は平衡端子をなしており、
前記第１の伝送線路の前記第１の端子と前記第２の端子間および前記第２の伝送線路の前記第３の端子と前記第４の端子間の少なくとも一方に容量を装荷しており、
前記結合伝送線路の、偶モード特性アドミタンスYoe、奇モード特性アドミタンスYoo、電気長θ、前記第１の端子と前記第２の端子間に接続される容量C1および前記第３の端子と前記第４の端子間に接続される容量C2の各値が、前記アドミタンスYL およびアドミタンスYS との間に以下の関係式を満足するように選ばれていることを特徴とするバラントランス。
The coupled transmission line includes a first terminal and a second terminal, a first transmission line connecting the first terminal and the second terminal, a third terminal and a fourth terminal. And comprises a second transmission line arranged to connect between the third terminal and the fourth terminal and to be electromagnetically coupled to the first transmission line,
The first terminal of the first transmission line is connected to a first load P1 of admittance Y S , the first load P1 forms an unbalanced terminal, and the second terminal is short-circuited to the ground. And
The third terminal of the second transmission line, wherein each fourth terminal is connected to the admittance Y second load L P2 and third load P3, second load P2, the third load P3 has a balanced terminal,
A capacity is loaded between at least one of the first terminal and the second terminal of the first transmission line and between the third terminal and the fourth terminal of the second transmission line;
Even-mode characteristic admittance Y oe , odd-mode characteristic admittance Y oo , electrical length θ, capacitance C 1 connected between the first terminal and the second terminal, and the third terminal of the coupled transmission line The balun transformer, wherein each value of the capacitor C 2 connected between the fourth terminals is selected so as to satisfy the following relational expression between the admittance Y L and the admittance Y S : .
第k(1≦k≦n、以下同様)の結合伝送線路は、端子ka、kbを有し、前記端子kaと前記端子kbとの間を接続する第4ka番目の伝送線路と、端子kc、kfを有し、前記端子kcと前記端子kfを接続するとともに前記第4ka番目の伝送線路と電磁的に結合するように配置された第4kb番目の伝送線路で構成されており、
前記端子kaと端子(k-1)b端子は接続され、前記端子kbと端子(k+1)a端子は接続されており、k=1の場合の端子1aはアドミタンスYSの第１の負荷P1に接続され、第１の負荷P1は不平衡端子をなしており、k=nの場合の端子nbはグランドに短絡されており、
前記第4kb番目の伝送線路の端子kc、kfは、それぞれアドミタンスYLkの第２の負荷Pkap、第３の負荷Pkbpに接続されており、
前記第２の負荷Pkap、第３の負荷Pkbpは平衡端子をなしており、
第k(1≦k≦n)番目の結合伝送線路の偶モード特性アドミタンスYoek、奇モード特性アドミタンスYookおよび電気長θkの各値が、前記アドミタンスYLkおよびYsとの間に以下の関係式を満足するように選ばれていることを特徴とするバラントランス。
The k-th (1 ≦ k ≦ n, the same applies hereinafter) coupled transmission line has terminals ka and kb, a fourth ka-th transmission line connecting the terminal ka and the terminal kb, and a terminal kc, kf has a fourth kb transmission line arranged to connect the terminal kc and the terminal kf and electromagnetically couple to the fourth ka transmission line,
The terminal ka and the terminal (k-1) b terminal are connected, the terminal kb and the terminal (k + 1) a terminal are connected, and the terminal 1a when k = 1 is the first admittance Y S Connected to the load P1, the first load P1 is an unbalanced terminal, the terminal nb when k = n is short-circuited to ground,
The terminals kc and kf of the 4 kb transmission line are connected to the second load Pkap and the third load Pkbp of the admittance Y Lk , respectively.
The second load Pkap and the third load Pkbp are balanced terminals,
Even mode characteristic admittance Y Oek of the k (1 ≦ k ≦ n) th coupled transmission lines, the values of the odd mode characteristic admittance Y ook and electric length theta k is less between the admittance Y Lk and Y s The balun transformer is selected so as to satisfy the relational expression.
第k(1≦k≦n、以下同様)番目の結合伝送線路は、端子ka、kbを有し、前記端子kaと前記端子kbとの間を接続する第4ka番目の伝送線路と、端子kc、kfを有し、前記端子kcと前記端子kfを接続するとともに前記第4ka番目の伝送線路と電磁的に結合するように配置された第4kb番目の伝送線路で構成されており、
前記端子kaと端子(k-1)b端子は接続され、前記端子kbと端子(k+1)a端子は接続されており、k=1の場合の端子1aはアドミタンスYSの第１の負荷P1が接続され、第１の負荷P1は不平衡端子をなしており、k=nの場合の端子nbはグランドに短絡されており、
前記第4kb番目の伝送線路の端子kc、kfは、それぞれアドミタンスYLkの第２の負荷Pkap、第３の負荷Pkbpに接続されており、
前記第２の負荷Pkap、第３の負荷Pkbpは平衡端子をなしており、
前記第１の負荷P1と並列に接続された容量および端子kc、kf間に接続された容量の少なくとも一方を装荷しており、
第k(1≦k≦n)番目の結合伝送線路の偶モード特性アドミタンスYoek、奇モード特性アドミタンスYook、電気長θk、前記第１の負荷P1と並列に接続される容量C1および端子kc、kf間に接続される容量Ck2の各値が、前記アドミタンスYLkおよびYsとの間に以下の関係式を満足するように選ばれていることを特徴とするバラントランス。
The k-th (1 ≦ k ≦ n, and so on) coupled transmission line has terminals ka and kb, a fourth ka-th transmission line connecting the terminal ka and the terminal kb, and a terminal kc , Kf, comprising the fourth kb transmission line arranged to connect the terminal kc and the terminal kf and electromagnetically couple to the fourth ka transmission line,
The terminal ka and the terminal (k-1) b terminal are connected, the terminal kb and the terminal (k + 1) a terminal are connected, and the terminal 1a when k = 1 is the first admittance Y S The load P1 is connected, the first load P1 is an unbalanced terminal, the terminal nb when k = n is short-circuited to the ground,
The terminals kc and kf of the 4 kb transmission line are connected to the second load Pkap and the third load Pkbp of the admittance Y Lk , respectively.
The second load Pkap and the third load Pkbp are balanced terminals,
Loading at least one of a capacitor connected in parallel with the first load P1 and a capacitor connected between the terminals kc and kf;
Even mode characteristic admittance Y Oek of the k (1 ≦ k ≦ n) th coupled transmission lines, the odd mode characteristic admittance Y ook, electrical length theta k, capacitor C 1 is connected in parallel with the first load P1 and A balun transformer characterized in that each value of the capacitor C k2 connected between the terminals kc and kf is selected so as to satisfy the following relational expression with the admittances Y Lk and Y s .
第k(1≦k≦n、以下同様)番目の結合伝送線路は、端子ka、kbを有し、前記端子kaと前期記端子kbとの間を接続する第4ka伝送線路と、端子kc、kfを有し、前記端子kcと前記端子kfを接続するとともに前記第4ka番目の伝送線路と電磁的に結合するように配置された第4kb番目の伝送線路で構成され、
前記端子kaはアドミタンスYsの第１の負荷P1に接続されており、第１の負荷P1は不平衡端子をなしており、
前記端子kc、kfは、それぞれアドミタンスYLkの第２の負荷Pkap、第３の負荷Pkbpに接続されており、
前記第２の負荷Pkap、第３の負荷Pkbpは平衡端子をなしており、
前記端子kbはグランドに短絡されており、
第k(1≦k≦n)番目の結合伝送線路の偶モード特性アドミタンスYoek、奇モード特性アドミタンスYookおよび電気長θkの各値が、前記アドミタンスYLkおよびYsとの間に以下の関係式を満足するように選ばれていることを特徴とするバラントランス。
The k-th (1 ≦ k ≦ n, hereinafter the same) coupled transmission line has terminals ka, kb, a fourth ka transmission line connecting between the terminal ka and the terminal kb, and a terminal kc, kf, comprising the fourth kb transmission line arranged to connect the terminal kc and the terminal kf and to be electromagnetically coupled to the fourth ka transmission line,
The terminal ka is connected to a first load P1 of admittance Y s, the first load P1 has no unbalanced terminal,
The terminals kc and kf are respectively connected to the second load Pkap and the third load Pkbp of the admittance Y Lk ,
The second load Pkap and the third load Pkbp are balanced terminals,
The terminal kb is shorted to ground,
Even mode characteristic admittance Y Oek of the k (1 ≦ k ≦ n) th coupled transmission lines, the values of the odd mode characteristic admittance Y ook and electric length theta k is less between the admittance Y Lk and Y s The balun transformer is selected so as to satisfy the relational expression.
第k(1≦k≦n、以下同様)番目の結合伝送線路は、端子ka、kbを有し、前記端子kaと前期端子kbとの間を接続する第4ka番目の伝送線路と、端子kc、kfを有し、前記端子kcと前記端子kfを接続するとともに前記第4ka番目の伝送線路と電磁的に結合するように配置された第4kb番目の伝送線路で構成されており、
前記端子kaはアドミタンスYsの第１の負荷P1に接続されており、第１の負荷P1は不平衡端子をなしており、
前記端子kc、kfは、それぞれアドミタンスYLkの第２の負荷Pkap、第３の負荷Pkbpに接続されており、
前記第２の負荷Pkap、第３の負荷Pkbpは平衡端子をなしており、
前記端子kbはグランドに短絡されており、
前記第１の負荷P1と並列に接続された容量および端子kc、端子kf間に接続された容量の少なくとも一方を装荷しており、
第k(1≦k≦n)番目の結合伝送線路の偶モード特性アドミタンスYoek、奇モード特性アドミタンスYook、電気長θk、前記第１の負荷P1と並列に接続される容量C1および端子kc、kf間に接続される容量Ck2の各値が、前記アドミタンスYLkおよびYsとの間に以下の関係式を満足するように選ばれていることを特徴とするバラントランス。
The k-th (1 ≦ k ≦ n, hereinafter the same) coupled transmission line has terminals ka and kb, a fourth ka-th transmission line connecting the terminal ka and the previous terminal kb, and a terminal kc , Kf, comprising the fourth kb transmission line arranged to connect the terminal kc and the terminal kf and electromagnetically couple to the fourth ka transmission line,
The terminal ka is connected to a first load P1 of admittance Y s, the first load P1 has no unbalanced terminal,
The terminals kc and kf are respectively connected to the second load Pkap and the third load Pkbp of the admittance Y Lk ,
The second load Pkap and the third load Pkbp are balanced terminals,
The terminal kb is shorted to ground,
Loading at least one of a capacitor connected in parallel with the first load P1 and a capacitor connected between the terminal kc and the terminal kf;
Even mode characteristic admittance Y Oek of the k (1 ≦ k ≦ n) th coupled transmission lines, the odd mode characteristic admittance Y ook, electrical length theta k, capacitor C 1 is connected in parallel with the first load P1 and A balun transformer characterized in that each value of the capacitor C k2 connected between the terminals kc and kf is selected so as to satisfy the following relational expression with the admittances Y Lk and Y s .
前記結合伝送線路は、第１の端子および第２の端子を有し、前記第１の端子と前記第２の端子間を接続する第１の伝送線路と、第３の端子および第４の端子を有し、前記第３の端子と前記第４の端子間を接続するとともに前記第１の伝送線路と電磁的に結合するように配置された第の伝送線路で構成されており、
前記第１の伝送線路の前記第１の端子および前記第２の端子は、それぞれアドミタンスYSの負荷に接続され、前記第２の伝送線路の前記第３の端子および前記第４の端子は、それぞれアドミタンスYL の負荷に接続されるトランスフォーマを構成しており、
前記結合伝送線路の、偶モード特性アドミタンスYoe，奇モード特性アドミタンスYooおよび電気長θの各値が、前記アドミタンスYL および前記アドミタンスYS との間に以下の関係式を満足するように選ばれていることを特徴とする電子機器。
The coupled transmission line includes a first terminal and a second terminal, a first transmission line connecting the first terminal and the second terminal, a third terminal and a fourth terminal. And comprises a first transmission line arranged to connect between the third terminal and the fourth terminal and to be electromagnetically coupled to the first transmission line,
The first terminal and the second terminal of the first transmission line are respectively connected to a load of admittance Y S , and the third terminal and the fourth terminal of the second transmission line are Each constitutes a transformer connected to the load of admittance Y L ,
The even-mode characteristic admittance Y oe , the odd-mode characteristic admittance Y oo, and the electrical length θ of the coupled transmission line satisfy the following relational expressions between the admittance Y L and the admittance Y S : Electronic equipment characterized by being selected.
前記結合伝送線路は、第１の端子および第２の端子を有し、前記第１の端子と前記第２の端子間を接続する第１の伝送線路と、第３の端子および第４の端子を有し、前記第３の端子と前記第４の端子間を接続するとともに前記第１の伝送線路と電磁的に結合するように配置された第2の伝送線路で構成されており、
前記第１の伝送線路の前記第１の端子および前記第２の端子は、それぞれアドミタンスYSの負荷に接続されており、前記第２の伝送線路の前記第３の端子および前記第４の端子は、それぞれにアドミタンスYL の負荷に接続されており、
前記第１の伝送線路の前記第１の端子と前記第２の端子間および前記第２の伝送線路の前記第３の端子と前記第４の端子間の少なくとも一方に容量を装荷したトランスフォーマを構成しており、
前記結合伝送線路の、偶モード特性アドミタンスYoe、奇モード特性アドミタンスYoo、電気長θ，前記第１の端子と前記第２の端子間に接続される容量C1および前記第３の端子と前記第４の端子間に接続される容量C2の各値が、前記アドミタンスYL および前記アドミタンスYS との間に以下の関係式を満足するように選ばれていることを特徴とする電子機器。
The coupled transmission line includes a first terminal and a second terminal, a first transmission line connecting the first terminal and the second terminal, a third terminal and a fourth terminal. Comprises a second transmission line arranged to connect between the third terminal and the fourth terminal and to be electromagnetically coupled to the first transmission line,
The first terminal and the second terminal of the first transmission line are respectively connected to a load of an admittance Y S , and the third terminal and the fourth terminal of the second transmission line Are each connected to a load of admittance Y L ,
A transformer having a capacity loaded between the first terminal and the second terminal of the first transmission line and at least one of the third terminal and the fourth terminal of the second transmission line is configured. And
Even-mode characteristic admittance Y oe , odd-mode characteristic admittance Y oo , electrical length θ, capacitance C 1 connected between the first terminal and the second terminal, and the third terminal of the coupled transmission line electrons each value of the capacitance C 2 which is connected between the fourth terminal, characterized in that they are chosen to satisfy the following relation between the admittance Y L and the admittance Y S machine.
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