阻抗轉(zhuǎn)換電路以及無線通信裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于天線裝置等的阻抗轉(zhuǎn)換電路以及無線通信裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，用于移動(dòng)電話的頻帶范圍非常廣，例如要求支持五頻的手機(jī)終端能支持 低頻帶（例如824~960MHz)以及高頻帶（例如1710~2170MHz)。因此，為了在一個(gè)天 線中支持低頻帶與高頻帶，天線根據(jù)頻帶來分配不同的工作模式。一般而言，設(shè)計(jì)為在基波 模式下支持低頻帶，而在高次諧波模式下支持高頻帶。此外，天線的輸入阻抗因其模式（諧 振點(diǎn)）的不同而不同。移動(dòng)電話終端用的天線例如在低頻帶下為8D左右，在高頻帶下為 15Q左右。
[0003] 由此，若為了根據(jù)頻帶使輸入阻抗不同的天線與供電電路匹配而使用由變壓器構(gòu) 成的匹配電路，則在變壓器的變壓比恒定的情況下，如果在其中一個(gè)頻帶下匹配成功，則另 一個(gè)頻帶下匹配失敗。因此，需要根據(jù)頻帶的不同阻抗轉(zhuǎn)換比不同的匹配電路。例如專利 文獻(xiàn)1中，公開了一種阻抗匹配電路，其通過在由變壓器構(gòu)成的阻抗轉(zhuǎn)換電路中添加電抗 元件，從而產(chǎn)生頻率特性（具有頻率依賴性）。
[0004] 然而，可以說在所希望的頻帶內(nèi)進(jìn)行阻抗匹配且具有頻率特性的變壓器中，天線 端口側(cè)的阻抗等同于各個(gè)頻率下的天線阻抗。在使變壓器的天線端口側(cè)的阻抗與低頻帶及 高頻帶下的天線阻抗相匹配時(shí)，在假定實(shí)際的結(jié)構(gòu)下所能獲得的耦合系數(shù)的情況下，用于 進(jìn)行耦合的初級線圈的電感L1及次級線圈的電感L2的組合被限定為兩種。此外，L1與L2 的值為數(shù)nH，非常小，由于以下原因使得成為難以獲得高耦合系數(shù)的結(jié)構(gòu)。
[0005] 在使2nH左右的線圈進(jìn)行耦合時(shí)，無法確保充足的線圈卷繞匝數(shù)（磁通不集中）。
[0006] 變壓器的輸入輸出電感占整體的比例變大，耦合系數(shù)的實(shí)際值變小。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開2012-191596號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0008] 為了利用較小的線圈來獲得規(guī)定（較大）的耦合系數(shù)，將初級線圈與次級線圈的 形狀配置成相同形狀（近乎于全等的形狀）并使其互相重疊是較為有效的。
[0009] 然而，若將初級線圈與次級線圈的形狀配置成相同形狀，則對于初級線圈與次級 線圈均非常難獲得所希望的電感值。
[0010] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種阻抗轉(zhuǎn)換電路以及具備該阻抗轉(zhuǎn)換電路的無線 通信裝置，該阻抗轉(zhuǎn)換電路能利用較小的線圈來獲得規(guī)定（較大）的耦合系數(shù)，并能獲得規(guī) 定的阻抗轉(zhuǎn)換比。 解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0011] (1)本發(fā)明的阻抗轉(zhuǎn)換電路在層疊多個(gè)基材層而構(gòu)成的層疊坯體中設(shè)有進(jìn)行變壓 器耦合的第一線圈元件（L1)及第二線圈元件（L2)， 第一線圈元件（L1)由設(shè)置于所述層疊坯體的不同層的第一環(huán)狀導(dǎo)體（LP1)及第二環(huán) 狀導(dǎo)體（LP2)構(gòu)成， 第二線圈元件（L2)由設(shè)置于所述層疊坯體的不同層的第三環(huán)狀導(dǎo)體（LP3)及第四環(huán) 狀導(dǎo)體（LP4)構(gòu)成， 從層疊方向俯視時(shí)，第一環(huán)狀導(dǎo)體（LP1)、第二環(huán)狀導(dǎo)體（LP2)、第三環(huán)狀導(dǎo)體（LP3) 及第四環(huán)狀導(dǎo)體（LP4)大致呈相同形狀（幾乎相同的形狀）（幾乎在相同環(huán)形上卷繞的圖 案）， 第一環(huán)狀導(dǎo)體（LP1)及第二環(huán)狀導(dǎo)體（LP2)在層方向上夾持于第三環(huán)狀導(dǎo)體（LP3)與 第四環(huán)狀導(dǎo)體（LP4)之間。 第一環(huán)狀導(dǎo)體（LP1)及第二環(huán)狀導(dǎo)體（LP2)中的至少一部分（L1B、L1C)并聯(lián)連接。
[0012] 通過上述結(jié)構(gòu)，由于第一環(huán)狀導(dǎo)體（L1A、L1B)及第二環(huán)狀導(dǎo)體（L1C、L1D)在層方 向上相鄰配置，因此第一線圈元件L1的自感大于第二線圈元件L2。另外，通過將上述第一 環(huán)狀導(dǎo)體（LP1)及第二環(huán)狀導(dǎo)體（LP2)的至少一部分（L1B、L1C)并聯(lián)連接，從而第一線圈 元件L1與第二線圈元件L2形狀幾乎相同，且具有不同的電感值。此外，第一線圈元件的環(huán) 狀導(dǎo)體與第二線圈元件的環(huán)狀導(dǎo)體在層方向上相接近且通過互感來進(jìn)行耦合，因此能夠在 第一線圈元件與第二線圈元件之間獲得足夠的耦合系數(shù)。
[0013] (2)優(yōu)選為，利用所述第一環(huán)狀導(dǎo)體（LP1)的一部分（L1B)及所述第二環(huán)狀導(dǎo)體 (LP2)的一部分（L1C)來構(gòu)成并聯(lián)電路，或利用所述第一環(huán)狀導(dǎo)體（LP1)的一部分（L1B)及 整個(gè)所述第二環(huán)狀導(dǎo)體（LP2)來構(gòu)成并聯(lián)電路，并分別將所述第一環(huán)狀導(dǎo)體（LP1)的剩余 部分（L1A)及所述第二環(huán)狀導(dǎo)體（LP2)的剩余部分（L1D)與所述并聯(lián)電路串聯(lián)連接。
[0014] 通過上述結(jié)構(gòu)，第一環(huán)狀導(dǎo)體及第二環(huán)狀導(dǎo)體的剩余部分也有助于第一線圈元 件的自感及與第二線圈元件之間的互感，因此能在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)，易于獲得所希望的 (較大的）耦合系數(shù)及規(guī)定的阻抗轉(zhuǎn)換比。
[0015] (3)優(yōu)選為，在形成所述第一環(huán)狀導(dǎo)體（LP1)或所述第二環(huán)狀導(dǎo)體（LP2)的層上形 成與所述第三環(huán)狀導(dǎo)體（LP3)或所述第四環(huán)狀導(dǎo)體（LP4)串聯(lián)連接的導(dǎo)體圖案（L2C)。通 過該結(jié)構(gòu)能增加第二線圈元件的匝數(shù)及電感，并能擴(kuò)大阻抗轉(zhuǎn)換比的設(shè)定幅度。
[0016] (4)優(yōu)選為，所述第三環(huán)狀導(dǎo)體（LP3)及所述第四環(huán)狀導(dǎo)體（LP4)串聯(lián)連接。通過 該結(jié)構(gòu)，能夠減小第一線圈元件的匝數(shù)及電感，并能增大第二線圈元件的匝數(shù)及電感，獲得 較大的阻抗轉(zhuǎn)換比。
[0017] (5)優(yōu)選為，所述第一環(huán)狀導(dǎo)體（LP1)、第二環(huán)狀導(dǎo)體（LP2)、第三環(huán)狀導(dǎo)體（LP3) 及第四環(huán)狀導(dǎo)體（LP4)分別在每一層上形成為大致一匝的環(huán)狀。通過該結(jié)構(gòu)能使得第一環(huán) 狀導(dǎo)體~第四環(huán)狀導(dǎo)體的面方向的走線及層方向的連接變得簡潔，從而并非有助于耦合的 導(dǎo)體圖案變少，能易于小型化。
[0018] (6)所述第一環(huán)狀導(dǎo)體、第二環(huán)狀導(dǎo)體、第三環(huán)狀導(dǎo)體或第四環(huán)狀導(dǎo)體中的至少某 個(gè)也可以在多個(gè)基材層的整面上形成多匝環(huán)。通過該結(jié)構(gòu)能獲得第一線圈元件及第二線圈 元件的所希望的電感，而不會(huì)增大層疊體的面積。
[0019] (7)所述第一環(huán)狀導(dǎo)體、第二環(huán)狀導(dǎo)體、第三環(huán)狀導(dǎo)體或第四環(huán)狀導(dǎo)體中的至少某 個(gè)也可以形成于多個(gè)基材層，且將其并聯(lián)連接。通過該結(jié)構(gòu)能減小直流電阻OCR)，降低電 阻損耗。
[0020] (8)由所述第一環(huán)狀導(dǎo)體及所述第二環(huán)狀導(dǎo)體構(gòu)成的組也可以層疊多組。通過該 結(jié)構(gòu)能夠以更高的自由度來設(shè)定第一線圈元件及第二線圈元件的電感值。
[0021] (9)優(yōu)選為，具備：與所述第一線圈元件（L1)的第一端相連的供電端口、與所述第 一線圈元件（L1)的第二端及所述第二線圈元件（L2)的第一端相連的天線端口、以及與所 述第二線圈元件（L2)的第二端相連的接地端口。
[0022] 通過上述結(jié)構(gòu)，易于在使用阻抗比供電電路的阻抗要低的天線元件時(shí)，進(jìn)行阻抗 匹配。另外，由于在天線端口上生成串聯(lián)的等效的負(fù)電感，因此該負(fù)電感分量與天線元件本 身所具有的電感分量相抵消，在外觀上，天線元件的電感分量變小。也就是說，由于天線元 件的有效感應(yīng)性電抗分量變小，易于在整個(gè)寬頻帶下進(jìn)行阻抗匹配。
[0023] (10)本發(fā)明的無線通信裝置具有無線通信電路，在該無線通信電路上具備上述 (1)~（9)中任一項(xiàng)所記載的阻抗轉(zhuǎn)換電路。 發(fā)明效果
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，第一線圈元件的自感大于第二線圈元件。另外，第一線圈元件與第二 線圈元件的形狀幾乎相同，并且具有不同的電感值。此外，第一線圈元件的環(huán)狀導(dǎo)體與第二 線狀元件的環(huán)狀導(dǎo)體在層方向上相接近且通過互感來進(jìn)行耦合，因此能夠在第一線圈元件 與第二線圈元件之間獲得足夠的耦合系數(shù)。由此，利用較小的線圈也能獲得規(guī)定的（較大 的）耦合系數(shù)，并能獲得規(guī)定阻抗轉(zhuǎn)換比的阻抗轉(zhuǎn)換電路。
【附圖說明】
[0025] 圖1 (A)是具備實(shí)施方式1的阻抗轉(zhuǎn)換電路25的天線裝置101的電路圖，圖1 (B) 是其等效電路圖。 圖2(A)是阻抗轉(zhuǎn)換電路25的電路圖，圖2(B)是其等效電路圖。 圖3(A)是在史密斯圖上表示因圖2(B)所示的并聯(lián)連接的電感器而發(fā)生變化的阻抗的 圖，圖3(B)是在史密斯圖上表示因圖2(B)所示的理想變壓器IT而發(fā)生變化的阻抗的圖。 圖4示出了在低頻帶下的阻抗為10 D時(shí)、高頻帶下的阻抗相對于初級線圈與次級線圈 的電感的示例。 圖5是考慮了實(shí)施方式1所涉及的阻抗轉(zhuǎn)換電路25的初級線圈與次級線圈的配置關(guān) 系后表不出的電路圖。 圖6是示出阻抗轉(zhuǎn)換電路25的各線圈間的耦合的圖。 圖7是阻抗轉(zhuǎn)換電路25的各種導(dǎo)體圖案的立體圖。 圖8是表示形成于阻抗轉(zhuǎn)換電路25的各基材層的導(dǎo)體圖案及電流路徑的圖。 圖9是阻抗轉(zhuǎn)換電路25的立體圖。 圖10是表示阻抗轉(zhuǎn)換電路25的主面縱向剖視圖及磁通的通過狀態(tài)的圖。 圖11是在史密斯圖上示出阻抗轉(zhuǎn)換電路25的阻抗的圖。 圖12(A)、圖12(B)、圖12(C)是表示具備本發(fā)明的阻抗轉(zhuǎn)換電路的天線裝置及其比較 例的電路圖以及頻率特性的圖。 圖13是考慮了實(shí)施方式2所涉及的阻抗轉(zhuǎn)換電路26的初級線圈與次級線圈的配置關(guān) 系后表不出的電路圖。 圖14是阻抗轉(zhuǎn)換電路26的各種導(dǎo)體圖案的立體圖。 圖15是實(shí)施方式3所涉及的阻抗轉(zhuǎn)換電路27A的電路圖。 圖16是表示形成于實(shí)施方式3所涉及的阻抗轉(zhuǎn)換電路27A的各基材層的導(dǎo)體圖案的 圖。 圖1