JPH11214943A - バルントランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平衡信号−不平衡信号変換機能と共に、信号
の合波あるいは分波機能を有したバルントランスを得
る。 【解決手段】 バルントランス２０は、二つの不平衡伝
送線路１５，１６と、その間に配設された一つの平衡伝
送線路１７とを備えている。不平衡伝送線路１５，１６
は、それぞれ直列に接続された線路部Ｌ１１，Ｌ１２及
び線路部Ｌ１５，Ｌ１６を有している。平衡伝送線路１
７は、一対の線路部Ｌ１３，Ｌ１４を有している。線路
部Ｌ１１及びＬ１２は、不平衡信号端子１１に入出力さ
れる不平衡信号Ｓ１の適用中心周波数の１／４波長に相
当する電気長をそれぞれ有している。線路部Ｌ１５及び
Ｌ１６は、不平衡信号端子１２に入出力される不平衡信
号Ｓ２の適用中心周波数の１／４波長に相当する電気長
をそれぞれ有している。線路部Ｌ１３及びＬ１４の電気
長は、線路部Ｌ１１，Ｌ１２と線路部Ｌ１５，Ｌ１６を
比較して長い方の電気長に合わせている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバルントランス、特
に、携帯電話や自動車電話等の無線通信機器用ＩＣの平
衡−不平衡信号変換器ないし位相変換器等として使用さ
れるバルントランスに関する。

【０００２】

【従来の技術】バルントランスとは、例えば、平衡伝送
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２本の信
号線を有し、信号（平衡信号）が２本の信号線間の電位
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本の信号線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）に対する一本の信号線の電位として伝
搬するものをいう。例えば、同軸線路や基板上のマイク
ロスリップラインがこれに相当する。

【０００３】従来、高周波回路における伝送線路の平衡
−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。

【０００４】このような周波数帯域に対しては、図４に
示すような回路構成のバルントランス、いわゆるマーチ
ャンドバルントランス１０が用いられていた。このバル
ントランス１０は、一つの不平衡伝送線路５と一つの平
衡伝送線路６とを備えている。不平衡伝送線路５は、直
列に接続された線路部Ｌ１，Ｌ２を有している。不平衡
伝送線路５の一端は不平衡信号端子１に接続され、他端
は開放されている。平衡伝送路線路６は、一対の線路部
Ｌ３，Ｌ４を有している。線路部Ｌ３，Ｌ４はその各一
端がグランドに接続され、その各他端が平衡信号端子２
ａ，２ｂに接続されている。線路部Ｌ１〜Ｌ４は、それ
ぞれ１／４波長に相当する電気長を有し、線路部Ｌ１と
Ｌ３が電磁結合し、線路部Ｌ２とＬ４が電磁結合してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のバル
ントランス１０は、一つの不平衡信号と一つの平衡信号
とを不平衡−平衡に相互に変換するものであるが、一つ
の平衡信号を分波して二つの不平衡信号として伝送する
分波機能や、二つの不平衡信号を合波して一つの平衡信
号として伝送する合波機能は有していない。一方、例え
ば図５に示すように、二つの電圧制御発振器（ＶＣＯ）
７３ａ，７３ｂからそれぞれ出力される二つの周波数の
異なる不平衡信号を加算回路７４で合波し、その出力を
トランス７５で一つの平衡信号に変換した後、ミキサ回
路７６で増幅器７７の出力と混合するといった、二つの
不平衡信号を合波して一つの平衡信号へ変換する回路が
要求されている。

【０００６】そこで、本発明の目的は、平衡信号−不平
衡信号変換機能と共に、信号の合波あるいは分波機能を
有したバルントランスを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るバルントランスは、第１不平衡伝送線
路と、第２不平衡伝送線路と、前記第１不平衡伝送線路
及び第２不平衡伝送線路にそれぞれ電磁結合する一つの
平衡伝送線路とを備えたことを特徴とする。例えば、積
層タイプのバルントランスは、第１不平衡伝送線路を構
成する第１のストリップラインと、第２不平衡伝送線路
を構成する第２のストリップラインと、前記第１不平衡
伝送線路及び第２不平衡伝送線路にそれぞれ電磁結合す
る一つの平衡伝送線路を構成する第３及び第４のストリ
ップラインと、複数の誘電体層とを備え、前記第１，第
２，第３及び第４のストリップラインと前記誘電体層と
を積み重ねて積層体を構成している。

【０００８】

【作用】以上の構成により、第１不平衡伝送線路及び第
２不平衡伝送衡線路はそれぞれ平衡伝送線路と電磁結合
しており、第１不平衡伝送線路及び第２不平衡伝送線路
にそれぞれ入力された不平衡信号は、平衡伝送線路にて
合波されると共に平衡信号に変換されて出力される。逆
に、平衡伝送線路に入力された平衡信号は、第１不平衡
伝送線路及び第２不平衡伝送線路にて分波されると共に
不平衡信号に変換されて出力される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るバルントラン
スの実施の形態について添付の図面を参照して説明す
る。

【００１０】本発明に係るバルントランスの一実施形態
の回路構成を図１に示す。該バルントランス２０は、二
つの不平衡伝送線路１５，１６と一つの平衡伝送線路１
７とを備えている。不平衡伝送線路１５の一端は不平衡
信号端子１１に接続され、他端は解放されている。不平
衡伝送線路１６の一端は不平衡信号端子１２に接続さ
れ、他端は解放されている。これら不平衡伝送線路１
５，１６は、それぞれ直列に接続された線路部Ｌ１１，
Ｌ１２及び線路部Ｌ１５，Ｌ１６を有している。不平衡
伝送線路１５と１６の間には、平衡伝送線路１７が配設
されている。平衡伝送線路１７は、一対の線路部Ｌ１
３，Ｌ１４を有している。線路部Ｌ１３，Ｌ１４はその
各一端がグランドに接続され、その各他端が平衡信号端
子１３ａ，１３ｂに接続されている。

【００１１】線路部Ｌ１１及びＬ１２は、不平衡信号端
子１１に入出力される不平衡信号Ｓ１の適用中心周波数
の１／４波長に相当する電気長をそれぞれ有している。
同様に、線路部Ｌ１５及びＬ１６は、不平衡信号端子１
２に入出力される不平衡信号Ｓ２の適用中心周波数の１
／４波長に相当する電気長をそれぞれ有している。これ
に対し、線路部Ｌ１３及びＬ１４の電気長は、線路部Ｌ
１１，Ｌ１２と線路部Ｌ１５，Ｌ１６を比較して長い方
の電気長に合わせている。

【００１２】バルントランス２０は、不平衡信号端子１
１，１２にそれぞれ不平衡信号Ｓ１及び不平衡信号Ｓ２
が入力されると、これら不平衡信号Ｓ１とＳ２は不平衡
伝送線路１５，１６を伝播し、平衡伝送線路１７にて合
波されると共に平衡信号Ｓ３に変換される。この平衡信
号Ｓ３は平衡信号端子１３ａ，１３ｂの間から出力され
る。逆に、平衡信号端子１３ａ，１３ｂに平衡信号Ｓ３
が入力されると、平衡信号Ｓ３は平衡伝送線路１７を伝
播し、不平衡伝送線路１５，１６にて不平衡信号Ｓ１と
不平衡信号Ｓ２とに分波される。この不平衡信号Ｓ１，
Ｓ２はそれぞれ不平衡信号端子１１及び不平衡信号端子
１２から出力される。このように、バルントランス２０
を使用すれば、二つの不平衡信号を一つの平衡信号に合
波し、逆に、一つの平衡信号を二つの不平衡信号に分波
することができる。

【００１３】図１の回路構成を有する積層型バルントラ
ンス２０の一例の分解斜視図を図２に示す。図２に示す
ように、積層型バルントランス２０は、図１の不平衡伝
送線路１５を構成するストリップライン１５０を表面に
設けた誘電体シート２１と、図１の不平衡伝送線路１６
を構成するストリップライン１６０を表面に設けた誘電
体シート２６と、図１の平衡伝送線路１７を構成するス
トリップライン１７０，１７１を表面に設けた誘電体シ
ート２４と、引出し電極３１，３７，３８，３５をそれ
ぞれ設けた誘電体シート２２，２５，２７と、グランド
電極３３，３６をそれぞれ表面に設けた誘電体シート２
３，２８等で構成されている。誘電体シート２１〜２８
の材料としては、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。

【００１４】ストリップライン１５０，１６０は、それ
ぞれ直列に接続された線路部Ｌ１１，Ｌ１２及び線路部
Ｌ１５，Ｌ１６を有している。線路部Ｌ１１，Ｌ１２は
渦巻状の形状をしており、ストリップライン１５０を伝
播する不平衡信号Ｓ１の１／４波長に相当する長さを有
している。同様に、線路部Ｌ１５，Ｌ１６は渦巻状の形
状をしており、ストリップライン１６０を伝播する不平
衡信号Ｓ２の１／４波長に相当する長さを有している。

【００１５】ストリップライン１７０，１７１はそれぞ
れ線路部Ｌ１３，Ｌ１４を有している。この線路部Ｌ１
３，Ｌ１４はそれぞれ渦巻状の形状をしており、その長
さは線路部Ｌ１１，Ｌ１２と線路部Ｌ１５，Ｌ１６を比
較して長い方の長さに合わせられている。本実施形態で
は、線路部Ｌ１１，Ｌ１２の長さが線路部Ｌ１５，Ｌ１
６より長くなるように設計されているので、線路部Ｌ１
３，Ｌ１４の長さは線路部Ｌ１１，Ｌ１２と等しい長さ
に設定されている。ストリップライン１７０，１７１の
それぞれの一方の端部１７０ａ，１７１ａは、シート２
４の奥側の辺の中央部左寄り及び右寄りの位置に露出し
ている。

【００１６】線路部Ｌ１１とＬ１３並びに線路部Ｌ１２
とＬ１４は、それぞれシート２１を挟んで対向するよう
に形成されている。従って、線路部Ｌ１１とＬ１３並び
に線路部Ｌ１２とＬ１４はそれぞれ電磁結合する。同様
に、線路部Ｌ１３とＬ１５並びに線路部Ｌ１４とＬ１６
は、それぞれシート２４，２５を挟んで対向するように
形成されている。従って、線路部Ｌ１３とＬ１５並びに
線路部Ｌ１４とＬ１６はそれぞれ電磁結合する。

【００１７】引出し電極３１は、一方の端部３１ａがシ
ート２２の手前側の辺の中央部左寄りの位置に露出し、
他端部３１ｂはシート２２に設けたビアホール３２ａを
介してストリップライン１５０の線路部Ｌ１１側の一端
１５０ａに電気的に接続される。引出し電極３７は、一
方の端部３７ａがシート２５の手前側の辺の左側に露出
し、他端部３７ｂはシート２４に設けたビアホール３２
ｂを介してストリップライン１７０の他端部１７０ｂに
電気的に接続される。引出し電極３８は、一方の端部３
８ａがシート２５の手前側の辺の右側に露出し、他端部
３８ｂはシート２４に設けたビアホール３２ｃを介して
ストリップライン１７１の他端部１７１ｂに電気的に接
続される。引出し電極３５は一方の端部３５ａがシート
２７の手前側の辺の中央部右寄りの位置に露出し、他端
部３５ｂはシート２６に設けたビアホール３２ｄを介し
てストリップライン１６０の線路部Ｌ１５側の一端１６
０ａに電気的に接続される。ストリップライン１５０，
１６０の線路部Ｌ１２，Ｌ１６側の他端１５０ｂ，１６
０ｂは開放されている。

【００１８】グランド電極３３はシート２３の上面の略
全面に設けられ、その引出し部３３ａ，３３ｂはそれぞ
れ手前側の辺の左側及び右側に露出し、引出し部３３
ｃ，３３ｄはそれぞれ奥側の辺の左側及び右側に露出し
ている。グランド電極３６はシート２８の上面の略全面
に設けられ、その引出し部３６ａ，３６ｂはそれぞれ手
前側の辺の左側及び右側に露出し、引出し部３６ｃ，３
６ｄはそれぞれ奥側の辺の左側及び右側に露出してい
る。これらのグランド電極３３，３６はバルントランス
２０の特性を考慮して、ストリップライン１５０，１６
０，１７０，１７１から所定の距離だけ離れた位置に配
置されることが望ましい。引出し電極３１，３５，３
７，３８、ストリップライン１５０，１６０，１７０，
１７１及びグランド電極３３，３６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−Ｐ
ｄ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ等の材料からなる。

【００１９】各シート２１〜２８は積み重ねられ、一体
的に焼成されることにより、図３に示すように積層体３
９とされる。積層体３９の手前側の側面には不平衡信号
端子１１，１２及びグランド端子Ｇ１，Ｇ２が形成さ
れ、奥側の側面には平衡信号端子１３ａ，１３ｂ及びグ
ランド端子Ｇ３，Ｇ４が形成されている。端子１１〜１
３ｂ，Ｇ１〜Ｇ４はスパッタリング法、蒸着法、塗布法
等の方法によって形成され、Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ，Ｐｄ，
Ｃｕ，Ｃｕ合金等の材料からなる。

【００２０】不平衡信号端子１１は引出し電極３１の端
部３１ａに電気的に接続され、不平衡信号端子１２は引
出し電極３５の端部３５ａに電気的に接続され、グラン
ド端子Ｇ１は引出し電極３７の端部３７ａ及びグランド
電極３３，３６の端部３３ａ，３６ａに電気的に接続さ
れ、グランド端子Ｇ２は引出し電極３８の端部３８ａ及
びグランド電極３３，３６の端部３３ｂ，３６ｂに電気
的に接続され、平衡信号端子１３ａ，１３ｂはそれぞれ
ストリップライン１７０，１７１の端部１７０ａ，１７
１ａに電気的に接続され、グランド端子Ｇ３，Ｇ４はそ
れぞれグランド電極３３，３６の端部３３ｃ，３６ｃ、
３３ｄ，３６ｄに電気的に接続されている。

【００２１】バルントランス２０の電気的特性を調整す
る場合、誘電体シート２１，２５の厚みやストリップラ
イン１５０，１６０，１７０，１７１のライン幅を変え
ることにより、線路部Ｌ１１とＬ１３の間の電磁結合、
線路部Ｌ１２とＬ１４の間の電磁結合、線路部Ｌ１３と
Ｌ１５の間の電磁結合、線路部Ｌ１４とＬ１６の間の電
磁結合を調整することができる。

【００２２】なお、本発明に係るバルントランスは以上
の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲
内で種々に変更することができる。例えば、平衡及び不
平衡伝送線路を構成するストリップラインの形状は任意
であり、渦巻状の他に、蛇行形状や直線形状等であって
もよい。また、線路部は必ずしも１／４波長の電気長に
設定する必要はない。

【００２３】また、前記実施形態は個産品の場合を例に
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。さらに、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。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、第１不平衡信号及び第２不平衡信号が入力さ
れると、これら第１不平衡信号と第２不平衡信号は合波
されるとともに平衡信号に変換されて出力され、逆に、
平衡信号が入力されると、第１不平衡信号と第２不平衡
信号に分波されて出力される。従って、伝送される信号
の平衡−不平衡の相互の変換に加えて合波及び分波を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバルントランスの一実施形態を示
す等価回路図。

【図２】図１の回路構成を有する積層型バルントランス
の分解斜視図。

【図３】図２に示した積層型バルントランスの外観斜視
図。

【図４】従来のバルントランスの等価回路図。

【図５】二つの不平衡信号を合波して一つの平衡信号へ
変換する電気回路図。

【符号の説明】

１５，１６…不平衡伝送線路 １７…平衡伝送線路 ２０…バルントランス ２１〜２８…誘電体シート ３９…積層体 １５０，１６０，１７０，１７１…ストリップライン Ｌ１１〜Ｌ１４…線路部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１不平衡伝送線路と、第２不平衡伝送
   線路と、前記第１不平衡伝送線路及び第２不平衡伝送線
   路にそれぞれ電磁結合する一つの平衡伝送線路とを備え
   たことを特徴とするバルントランス。
2. 【請求項２】 第１不平衡伝送線路を構成する第１のス
   トリップラインと、第２不平衡伝送線路を構成する第２
   のストリップラインと、前記第１不平衡伝送線路及び第
   ２不平衡伝送線路にそれぞれ電磁結合する一つの平衡伝
   送線路を構成する第３及び第４のストリップラインと、
   複数の誘電体層とを備え、前記第１，第２，第３及び第
   ４のストリップラインと前記誘電体層とを積み重ねて積
   層体を構成したことを特徴とするバルントランス。