JP6160638B2 - 高周波トランス、高周波部品および通信端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、インダクタ同士が高い結合度で結合された高周波トランス、それを備えた高周波部品および通信端末装置に関する。

電子機器や電源装置の小型化／薄型化に伴い、内蔵するトランスについても小型化／薄型化がすすめられている。小型化に伴う結合係数の劣化に対応するための方策の１つとして、特許文献１や特許文献２のように、一次側コイルおよび二次側コイルを複数層に亘って形成し、一方のコイルを他方のコイルで挟み込むような積層構造（挟み込み構造）にすることが有効である。

特許第３０５７２０３号公報 特許第３０６３４１７号公報

しかし、上記挟み込み構造においては、トランスをさらに小型化していくと次のような問題が生じる。

挟み込み構造をとるために、一次側コイル同士または二次側コイル同士を接続するための配線が必要であるが、トランスを小型化する程、この配線が占める割合が大きくなる。この配線は一次側コイルと二次側コイルとの結合には全く寄与しないため、その存在によって、一次側コイルと二次側コイルとの結合係数を劣化させてしまう。したがって、トランスが小型になるほど、挟み込み構造をとることによる効果が小さくなってしまう。

また、小型のトランスを開発するにあたり、上記配線の存在は非常に大きなネックとなる。すなわち、層間接続導体であるビアとコイル導体パターンとを接触させないために、ビアとコイル導体パターンとは、所定の距離を保つ必要がある。そのためには、コイルのサイズを小さくすることが必要となる。コイルのサイズが小さくなることで、一層あたりのインダクタンスが小さくなり、積層数を増やす必要が生じ、さらなる配線層が必要となる。その結果、結合係数が劣化するだけではなく、コイルのＱ値が劣化する。

そこで、本発明の目的は、小型化による結合係数の低下およびＱ値の低下を抑えられるようにした高周波トランス、それを備えた高周波部品および通信端末装置を提供することにある。

本発明の高周波トランスは、
第１入出力ポートと第２入出力ポートとの間に接続された第１インダクタ、および第２入出力ポートと第３入出力ポートとの間に接続された第２インダクタを備え、前記第１インダクタおよび前記第２インダクタが互いに磁界結合する高周波トランスにおいて、
前記第１インダクタは、第１コイル導体パターンおよび第３コイル導体パターンを有し、
前記第２インダクタは、第２コイル導体パターンおよび第４コイル導体パターンを有し、
前記第１コイル導体パターンおよび前記第３コイル導体パターンは、前記第２コイル導体パターンと前記第４コイル導体パターンとによって挟み込まれる、
ことを特徴とする。

本発明の高周波部品は高周波トランスを備え、
前記高周波トランスは、上記の構成を有することを特徴としている。

本発明の通信端末装置は通信信号の伝送部に高周波トランスを備え、
前記高周波トランスは、上記の構成を有することを特徴としている。

本発明によれば、第１コイル導体パターンと第２コイル導体パターンとによるトランスと、第３コイル導体パターンと第４コイル導体パターンとによるトランスとの間の距離を定めることで、所定の結合係数およびインダクタンスの高周波トランスが構成され、それを備えた高周波部品および通信端末装置が実現できる。

図１は第１の実施形態に係る高周波トランスの分解斜視図である。 図２は第１の実施形態に係る高周波トランスの各基材層に形成される導体パターンの平面図である。 図３は第１の実施形態に係る高周波トランスの回路図である。 図４（Ａ）は第１の実施形態に係る高周波トランスの平面図、図４（Ｂ）はその縦断面図であり、高周波トランスの２つのコイル開口を通る磁束の向きを示す図である。 図５（Ａ）は第１の実施形態に係る高周波トランスをアンテナ整合回路として備えたアンテナ装置１０１の回路図、図５（Ｂ）はその等価回路図である。 図６は第２の実施形態に係る高周波トランスの各基材層に形成される導体パターンの平面図である。 図７は第３の実施形態に係る高周波トランスの回路図である。 図８は第４の実施形態に係る高周波トランスの各基材層に形成される導体パターンの平面図である。 図９は第５の実施形態に係る通信端末装置のアンテナおよびこのアンテナに接続されたアンテナフロントエンドモジュールの回路図である。 図１０は第６の実施形態に係る高周波トランス２０６をアンテナ整合回路として備えたアンテナ装置１０６の回路図である。 図１１は第６の実施形態に係る高周波トランス２０６の回路図である。 図１２は第６の実施形態に係る高周波トランス２０６の分解斜視図である。 図１３は第６の実施形態に係る高周波トランス２０６の各基材層に形成される導体パターンの平面図である。 図１４は第７の実施形態に係る高周波トランスの回路図である。 図１５は、３つのインダクタの並列回路を備える高周波トランスの回路図である。

以降、幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための形態を示す。各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせによって更なる他の実施形態とし得ることは言うまでもない。

《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係る高周波トランス２０１の分解斜視図である。図２はこの高周波トランス２０１の各基材層に形成される導体パターンの平面図である。図１では各基材層の図示を省略している。

第１の実施形態の高周波トランス２０１は、通信端末装置等における高周波回路においてインピーダンス整合回路等に利用されるトランスであって、プリント配線板等の表面に実装可能なチップ型部品として構成されている。

この高周波トランス２０１は、第１入出力ポートＰ１（給電端子）と第２入出力ポートＰ２（アンテナ端子）との間に第１インダクタが接続されていて、第２入出力ポートＰ２（アンテナ端子）と第３入出力ポートＰ３（グランド端子）との間に第２インダクタが接続されている。

図２に示すように、複数の基材層Ｓ１〜Ｓ１０に各種導体パターンが形成されている。基材層Ｓ１には導体パターン３１３，３１４が形成されている。基材層Ｓ２には導体パターン２１１、基材層Ｓ３には導体パターン１１１，２１２、基材層Ｓ４には導体パターン１２２，２２１、基材層Ｓ５には導体パターン１２２，２２２、基材層Ｓ６には導体パターン１２３，２２３、基材層Ｓ７には導体パターン１３１，２３１、基材層Ｓ８には導体パターン１３２，２３２、基材層Ｓ９には導体パターン１４１，２３３がそれぞれ形成されている。また、基材層Ｓ１０には導体パターン３１２が形成されている。

図２の最下部は基材層Ｓ１の下面を表している。基材層Ｓ１の下面には導体パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３が形成されている。各層間には層間接続導体（ビア導体）が形成されている。また、積層体の端面には、導体パターン３１２と導体パターンＰ２間を接続する端面電極、導体パターン３１３と導体パターンＰ３間を接続する端面電極、および導体パターン３１４と導体パターンＰ１間を接続する端面電極がそれぞれ形成されている。

導体パターン１１１は第１コイル導体パターンＬ１ａを構成している。導体パターン１２１，１２２は並列接続されている。この並列回路に導体パターン１２３が直列接続されている。これらの導体パターン１２１，１２２，１２３は、第１コイル導体パターンＬ１ｂを構成している。また、導体パターン１３１，１３２は直列接続されて、第１コイル導体パターンＬ１ｃを構成している。そして、導体パターン１４１は第１コイル導体パターンＬ１ｄを構成している。また、導体パターン２１１，２１２は直列接続されて、第２コイル導体パターンＬ２ａを構成している。導体パターン２２１，２２２，２２３は直列接続されて、第２コイル導体パターンＬ２ｂを構成している。導体パターン２３１，２３２，２３３は直列接続されて、第２コイル導体パターンＬ２ｃを構成している。

第１コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃ，Ｌ１ｄは第１インダクタ（Ｌ１）を構成し、第２コイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃは第２インダクタ（Ｌ２）を構成する。

図１に表れているように、第１コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃ，Ｌ１ｄおよび第２コイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃは、それぞれ複数層の層方向にコイル巻回軸が向いている。そして、それぞれのコイル開口が第１コイル開口ＣＡ１と第２コイル開口ＣＡ２の２つの箇所（コイル開口）に分かれるように導体パターンが配置されている。すなわち、第１コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｃのコイル開口は第１コイル開口ＣＡ１を構成し、第１コイル導体パターンＬ１ｂ，Ｌ１ｄのコイル開口は第２コイル開口ＣＡ２を構成している。また、第２コイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ２ｃのコイル開口は第２コイル開口ＣＡ２を構成し、第２コイル導体パターンＬ２ｂのコイル開口は第１コイル開口ＣＡ１を構成している。

第１コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃ，Ｌ１ｄおよび第２コイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃは、第１コイル開口ＣＡ１と第２コイル開口ＣＡ２の２箇所をそれぞれ交互に渡ってつながっている。

第１入出力ポートＰ１および第３入出力ポートＰ３は複数の基材層の積層方向の第１端側（底面側）に配置され、第２入出力ポートＰ２は第２端側（天面側）に配置されている。

図３は本実施形態に係る高周波トランス２０１の回路図である。ここでは、第１インダクタおよび第２インダクタを構成する導体パターンの配置関係を考慮して表している。図４（Ａ）はこの高周波トランス２０１の平面図、図４（Ｂ）はその縦断面図であり、高周波トランス２０１の２つのコイル開口を通る磁束の向きを示す図である。

図３および図４から明らかなように、第１入出力ポートＰ１と第３入出力ポートＰ３との間に電流が通電される状態で、第１インダクタＬ１および第２インダクタＬ２により第１コイル開口ＣＡ１に生じる磁束の向き、および第２コイル開口ＣＡ２に生じる磁束の向きはそれぞれ揃っていて、且つ第１コイル開口ＣＡ１に生じる磁束の方向および第２コイル開口ＣＡ２に生じる磁束の方向は互いに逆方向であり、両磁束は１つの閉ループ（閉磁路）を構成する。

本発明の高周波トランスでは、上記のような構造を有しているため、異なる基材層に形成された導体パターンを接続する配線としての導体パターンは、基材層Ｓ１の導体パターン３１３，３１４および基材層Ｓ１０の導体パターン３１２のみである。すなわち各導体パターンの大部分は第１インダクタまたは第２インダクタとして作用するとともに、第１インダクタと第２インダクタとの結合に寄与する。そのため、小型化による結合係数の低下およびＱ値の低下を抑えられ、結合係数の高い高周波トランスが得られる。

図５（Ａ）は本実施形態に係る高周波トランス２０１をアンテナ整合回路として備えたアンテナ装置１０１の回路図、図５（Ｂ）はその等価回路図である。

図５（Ａ）に示すように、アンテナ装置１０１は、アンテナ素子１１と、このアンテナ素子１１に接続された高周波トランス２０１とを備えている。アンテナ素子１１はLowBandでは基本波モードで共振し、HighBandでは高調波モードで共振する。このアンテナ素子１１の給電端に高周波トランス２０１が接続されている。高周波トランス２０１の第１インダクタＬ１はアンテナ素子１１と給電回路３０との間に挿入されている。給電回路３０は高周波信号をアンテナ素子１１に給電するための給電回路であり、高周波信号の生成や処理を行うが、高周波信号の合波や分波を行う回路を含んでいてもよい。

高周波トランス２０１は第１インダクタＬ１と第２インダクタＬ２とを相互インダクタンスＭを介して密結合したトランス型回路である。このトランス型回路は、図５（Ｂ）に示すように、三つのインダクタンス素子Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３によるＴ型回路に等価変換できる。すなわち、このＴ型回路は、給電回路３０に接続される第１ポートＰ１、アンテナ素子１１に接続される第２ポートＰ２、グランドに接続される第３ポートＰ３、第１ポートＰ１と分岐点Ａとの間に接続されたインダクタンス素子Ｚ１、第２ポートＰ２と分岐点Ａとの間に接続されたインダクタンス素子Ｚ２、および第３ポートＰ３と分岐点Ａとの間に接続された第３インダクタンス素子Ｚ３で構成される。

図５（Ａ）に示した第１インダクタＬ１のインダクタンスをＬ１、第２インダクタＬ２のインダクタンスをＬ２、相互インダクタンスをＭで表すと、図５（Ｂ）のインダクタンス素子Ｚ１のインダクタンスはＬ１＋Ｍ、インダクタンス素子Ｚ２のインダクタンスは−Ｍ、第３インダクタンス素子Ｚ３のインダクタンスはＬ２＋Ｍである。

トランス比は第１インダクタＬ１のインダクタンスおよび第２インダクタＬ２のインダクタンスによって定まる。図２に示したように、基材層Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６に形成する一方の導体パターン１２１，１２２，１２３を部分的に並列接続し、他方の導体パターン２２１，２２２，２２３を直列接続することで、第１インダクタＬ１のインダクタンスおよび第２インダクタＬ２のインダクタンスの比をずらすことができ、そのことで所定のトランス比に定めることができる。

《第２の実施形態》
図６は第２の実施形態に係る高周波トランス２０２の各基材層に形成される導体パターンの平面図である。第１の実施形態で図２に示した高周波トランス２０１の構造と比べると、基材層Ｓ５が無く、導体パターン２２３の形状が異なる。導体パターン１２１，１２３は、直列接続されて、第１コイル導体パターンＬ１ｂを構成している。導体パターン２２１，２２３は、直列接続されて、第２コイル導体パターンＬ２ｂを構成している。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。

このように、直列接続された導体パターンのみで第１、第２のインダクタを構成してもよい。

《第３の実施形態》
図７は第３の実施形態に係る高周波トランス２０３の回路図である。ここでは、第１インダクタおよび第２インダクタを構成する導体パターンの配置関係を考慮して表している。また、導体パターンに流れる電流の向き、および２つのコイル開口ＣＡ１，ＣＡ２を通る磁束の向きの例も示している。

第１、第２の実施形態に示したものと同様に、この高周波トランス２０３は、第１入出力ポートＰ１（給電端子）と第２入出力ポートＰ２（アンテナ端子）との間に第１インダクタが接続されていて、第２入出力ポートＰ２（アンテナ端子）と第３入出力ポートＰ３（グランド端子）との間に第２インダクタが接続されている。

第１コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃ，Ｌ１ｄおよび第２コイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ，Ｌ２ｄは、それぞれ複数層の層方向にコイル巻回軸が向いている。そして、それぞれのコイル開口が第１コイル開口ＣＡ１と第２コイル開口ＣＡ２の２つの箇所（コイル開口）に分かれるように導体パターンが配置されている。すなわち、第１コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｃのコイル開口は第１コイル開口ＣＡ１を構成し、第１コイル導体パターンＬ１ｂ，Ｌ１ｄのコイル開口は第２コイル開口ＣＡ２を構成している。また、第２コイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ２ｃのコイル開口は第２コイル開口ＣＡ２を構成し、第２コイル導体パターンＬ２ｂ，Ｌ２ｄのコイル開口は第１コイル開口ＣＡ１を構成している。

第１コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃ，Ｌ１ｄおよび第２コイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ，Ｌ２ｄは、第１コイル開口ＣＡ１と第２コイル開口ＣＡ２の２箇所をそれぞれ交互に渡ってつながっている。

第１入出力ポート（給電端子）Ｐ１と第３入出力ポート（グランド端子）Ｐ３との間に電流が通電される状態で、第１インダクタＬ１および第２インダクタＬ２により第１コイル開口ＣＡ１に生じる磁束の向き、および第２コイル開口ＣＡ２に生じる磁束の向きはそれぞれ揃っていて、且つ第１コイル開口ＣＡ１に生じる磁束の方向および第２コイル開口ＣＡ２に生じる磁束の方向は互いに逆方向であり、両磁束は１つの閉ループ（閉磁路）を構成する。

本実施形態のように、第１インダクタおよび第２インダクタを構成するコイル導体パターンは同じ数だけ備えていてもよい。

《第４の実施形態》
図８は第４の実施形態に係る高周波トランス２０４の各基材層に形成される導体パターンの平面図である。第１の実施形態で図２に示した構造と基本的には同じであるが、２つのコイル開口（図４の第１コイル開口ＣＡ１、第２コイル開口ＣＡ２参照）のサイズが異なる。すなわち、第１コイル導体パターンの一部と第２コイル導体パターンの一部とは同一の基材層に形成されているが、それらの形成範囲が左右均等ではない（図８中の二点鎖線は第１コイル開口ＣＡ１と第２コイル開口ＣＡ２の境界線である）。この構成により、第１インダクタのインダクタンスおよび第２インダクタのインダクタンスの比をずらすことができる。

特に、コイル開口が第１コイル開口ＣＡ１側になるコイル導体パターンと、コイル開口が第２コイル開口ＣＡ２側になるコイル導体パターンのうち、一方に、導体パターンの並列接続部を備える場合に、第１コイル開口ＣＡ１と第２コイル開口ＣＡ２の大きさを異ならせることで、トランス比を効果的にずらせることができる。そのため、広範囲に亘って所定のトランス比に定めることができる。

《第５の実施形態》
第５の実施形態では、これまでに示した高周波トランスを備えるアンテナフロントエンドモジュールおよびそれを備えた通信端末装置について示す。

図９は通信端末装置のアンテナおよびこのアンテナに接続されたアンテナフロントエンドモジュールの回路図である。図９において、高周波トランス２０１および整合回路１２でアンテナフロントエンドモジュールが構成されている。高周波トランス２０１は第１の実施形態で示した高周波トランス２０１であるが、図９では単純なトランスの記号で表している。アンテナのインピーダンスは例えば５Ωであり、高周波トランス２０１によって例えば３０Ωにインピーダンス変換される。整合回路１２はシャント接続されたインダクタＬとシリーズ接続されたＣとで構成され、この整合回路１１は特性インピーダンス３０Ωの伝送線路と５０Ωの伝送線路とのインピーダンスマッチングをはかる。

したがって、高周波トランス２０１および整合回路１２で構成されるアンテナフロントエンドモジュールは、５Ω程度の低いインピーダンスのアンテナ素子１１を５０Ω系の通常の伝送線路に整合させることができる。

このように、本発明の高周波トランスは高周波帯（例えば１００ＭＨｚ〜８ＧＨｚ）のインピーダンス変換回路に用いることができる。

携帯端末などの小型の通信端末装置においては、アンテナの小型化にともない、アンテナのインピーダンスが低くならざるを得ないが、上記アンテナフロントエンドモジュールを通信端末装置に設けることによって、高周波回路とアンテナとの整合をとることができ、低反射で高効率なアンテナ回路が構成できる。

《第６の実施形態》
一般に、トランスの外部の配線を無くすような複雑な構造のトランスを構成しようとすると、その構成を得るために、導体パターンに大きな電気長が必要になることが多い。この問題によって、インダクタンスの小さなトランスを作ることは非常に困難である。

そこで、第６の実施形態は、特にインダクタンスの小さな高周波トランスについて示す。

図１０は第６の実施形態に係る高周波トランス２０６をアンテナ整合回路として備えたアンテナ装置１０６の回路図である。

高周波トランス２０６の第１入力ポートＰ１に給電回路が接続され、第２入出力ポートにアンテナ１１が接続され、第３入出力ポートＰ３がグランドに接続されてアンテナ装置１０６が構成されている。

第１インダクタＬ１と第３インダクタＬ３とで並列回路を構成している。同様に、第２インダクタＬ２と第４インダクタＬ４とで並列回路を構成している。

高周波トランス２０６は、第１入出力ポートＰ１と第２入出力ポートＰ２との間に、第１インダクタＬ１と第３インダクタＬ３の並列回路が接続されていて、第２入出力ポートＰ２と第３入出力ポートＰ３との間に、第２インダクタＬ２と第４インダクタＬ４との並列回路が接続されている。

図１１は高周波トランス２０６の回路図である。ここでは、第１インダクタＬ１、第２インダクタＬ２、第３インダクタＬ３および第４インダクタＬ４を構成する導体パターンの配置関係を考慮し、且つ軸方向に引き延ばして描いている。図１１において、コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｂによって第１インダクタＬ１が構成されている。また、コイル導体パターンＬ３ａ，Ｌ３ｂによって第３インダクタＬ３が構成されている。同様に、コイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ２ｂによって第２インダクタＬ２が構成されていて、コイル導体パターンＬ４ａ，Ｌ４ｂによって第４インダクタＬ４が構成されている。

第１コイル開口ＣＡ１は、コイル導体パターンＬ２ｂ，Ｌ１ａ，Ｌ３ａ，Ｌ４ｂの共通のコイル開口である。また、第２コイル開口ＣＡ２は、コイル導体パターンＬ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ４ａ，Ｌ３ｂの共通のコイル開口である。

コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂによって第１トランスが構成されていて、コイル導体パターンＬ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ４ａ，Ｌ４ｂによって第２トランスが構成されている。この２つのトランスはコイル開口ＣＡ１，ＣＡ２を揃えて積層されている。

第１入出力ポートＰ１と第３入出力ポートＰ３との間に電流が通電される状態で、第１コイル開口ＣＡ１に生じる磁束φの向き、および第２コイル開口ＣＡ２に生じる磁束φの向きはそれぞれ揃っていて、且つ第１コイル開口ＣＡ１に生じる磁束φの方向および第２コイル開口ＣＡ２に生じる磁束φの方向は互いに逆方向である。両磁束は１つの閉ループ（閉磁路）を構成する。

図１２は第６の実施形態に係る高周波トランス２０６の分解斜視図である。図１３はこの高周波トランス２０６の各基材層に形成される導体パターンの平面図である。高周波トランス２０６はこれら基材層の積層体である。図１２では各基材層の図示を省略している。各基材層の導体パターンは基材層の下面に形成されている。図１３の各部は各基材層の下面図である。高周波トランス２０６は、プリント配線板等の表面に実装可能なチップ型部品として構成されている。

図１３において、基材層Ｓ１は最下層、基材層Ｓ１２は最上層である。図１３に示すように、複数の基材層Ｓ１〜Ｓ１２に各種導体パターンが形成されている。例えば基材層Ｓ１には導体パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３が形成されている。基材層Ｓ１２には導体パターンＬ１ｂ３が形成されている。基材層Ｓ２〜Ｓ１２には層間接続導体（ビア導体）が形成されている。また、積層体の端面には、導体パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３に繋がる端面電極が形成されている。

図１３において、ドット記号およびクロス記号は、図１１に示した磁束φの向きを表している。

本実施形態によれば次のような効果を奏する。

（１）第１インダクタおよび第２インダクタが複数のコイルの並列回路で構成されているため、所望の小さなインダクタ値が得られる。

（２）一層に２つのコイルが配置され、コイル開口面を二つ有するため、各コイルは層方向に非常に近接して配置され、それぞれのコイルは互いに大きな結合値で結合する。

（３）複数のトランス（第１トランスおよび第２トランス）を備えるため、単一のトランスのみを備えたものに比べて高い結合を得ることができる。

（４）図１１に示した第１トランスと第２トランスとの間の距離を定めることで、所定のトランスの結合係数を維持しながらトランスのインダクタンスを定めることができる。この作用効果について次に述べる。

結合係数に対し最も重要であるのは、第１インダクタＬ１と第２インダクタＬ２との距離、および第３インダクタＬ３と第４インダクタＬ４との距離である。これらの位置関係を変更すると結合係数が大きく変化する。しかし、第１インダクタＬ１と第３インダクタＬ３とは、もともとトランスを構成していないし、第２インダクタＬ２と第４インダクタＬ４ともトランスを構成していない。従って、第１トランスと第２トランスとの距離関係を変化させてもトランスの機能が大きく劣化することはない。一方、図１１に示したとおり、４つのコイルを磁力線が貫通するので、第１トランスと第２トランスとの距離を近づけると、トランスの結合係数を更に大きくすることができる。つまり第１トランスまたは第２トランスが単体で有する結合係数をK1で表すと、二つのトランスを組み合わせたときの結合係数K2はK2=K1+αとなる。第１トランスと第２トランスの位置関係を変化させると、αの値は変化するが、全体の結合係数は、単体の結合係数K1以上の値を有することになる。このようにして、所定のトランスの結合係数を維持しながら、第１トランスと第２トランスとの距離によってトランスのインダクタンスを調整することができる。

一般的には、トランスのインダクタンスが小さくなると電磁界結合が小さくなる関係にあるが、本実施形態のように、大きいインダクタンスのトランスを並列配置し、磁束を共有することで結合係数の劣化を抑えることが可能となる。

《第７の実施形態》
図１４は第７の実施形態に係る高周波トランス２０７の回路図である。ここでは、第１インダクタＬ１および第２インダクタＬ２を構成する導体パターンの配置関係を考慮し、且つ軸方向に引き延ばして描いている。先の実施形態で図１１に示した高周波トランスと比べると、第２トランスの構成が異なる。図１４に示す例では、第２トランスを構成するコイル導体パターンＬ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ４ａ，Ｌ４ｂの巻回数が、第１トランスを構成するコイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂの巻回数より少ない。すなわち、第２トランスの各コイルのインダクタンスは第１トランスの各コイルのインダクタンスより小さい。このように、第１トランスと第２トランスは、それらを構成するコイルのインダクタンスが等しくなくてもよい。このことでトランスのインダクタンスや結合係数の微調整が可能となる。

図１０〜１４では、２つのインダクタＬ１，Ｌ３で１つの並列回路を構成し、２つのインダクタＬ２，Ｌ４で１つの並列回路を構成しているが、例えば図１５に示す高周波トランスのように、３つのインダクタＬ１，Ｌ３，Ｌ５の並列回路および３つのインダクタＬ２，Ｌ４，Ｌ６の並列回路を構成してもよいし、３つ以上のインダクタの並列回路を構成してもよい。

《他の実施形態》
以上、本発明を具体的な実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、第１インダクタおよび第２インダクタを構成する各コイル導体パターンは、全てが積層体の内部に設けられている必要は無く、一部が積層体の表面に設けられていてもよい。

また、各コイル導体パターンは１ターンコイルを複数積層した積層コイルパターンの他、単層に複数ターンのコイル導体パターンを形成したものや、複数の層のそれぞれに複数ターンのコイル導体パターンを形成したものであってもよい。

Ａ…分岐点
ＣＡ１…第１コイル開口
ＣＡ２…第２コイル開口
Ｌ１…第１インダクタ
Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃ，Ｌ１ｄ…第１コイル導体パターン
Ｌ２…第２インダクタ
Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ，Ｌ２ｄ…第２コイル導体パターン
Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ４ａ，Ｌ４ｂ…コイル導体パターン
Ｍ…相互インダクタンス
Ｐ１…第１入出力ポート（またはその導体パターン）
Ｐ２…第２入出力ポート（またはその導体パターン）
Ｐ３…第３入出力ポート（またはその導体パターン）
Ｓ１〜Ｓ１０…基材層
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３…インダクタンス素子
１１…アンテナ素子
１２…整合回路
３０…給電回路
１０１，１０６…アンテナ装置
１１１…導体パターン
１２１，１２２，１２３…導体パターン
１３１，１３２…導体パターン
１４１…導体パターン
２０１〜２０７…高周波トランス
２１１，２１２…導体パターン
２２１，２２２，２２３…導体パターン
２３１，２３２，２３３…導体パターン
３１２，３１３，３１４…導体パターン

Claims (8)

1. 第１入出力ポートと第２入出力ポートとの間に接続された第１インダクタおよび第３インダクタ、ならびに第２入出力ポートと第３入出力ポートとの間に接続された第２インダクタおよび第４インダクタを備え、前記第１インダクタ、前記第２インダクタ、前記第３インダクタおよび前記第４インダクタが互いに磁界結合する高周波トランスにおいて、
   前記第１インダクタは２つの第１コイル導体パターンを有し、前記第３インダクタは２つの第３コイル導体パターンを有し、前記第２インダクタは２つの第２コイル導体パターンを有し、前記第４インダクタは２つの第４コイル導体パターンを有し、
   前記２つの第１コイル導体パターンのうち一方の第１コイル導体パターン、前記２つの第２コイル導体パターンのうち一方の第２コイル導体パターン、前記２つの第３コイル導体パターンのうち一方の第３コイル導体パターンおよび前記２つの第４コイル導体パターンのうち一方の第４コイル導体パターンは、第１コイル巻回軸を持ち、
   前記２つの第１コイル導体パターンのうち他方の第１コイル導体パターン、前記２つの第２コイル導体パターンのうち他方の第２コイル導体パターン、前記２つの第３コイル導体パターンのうち他方の第３コイル導体パターンおよび前記２つの第４コイル導体パターンのうち他方の第４コイル導体パターンは、第２コイル巻回軸を持ち、
   前記２つの第１コイル導体パターンおよび前記２つの第３コイル導体パターンは互いに並列接続され、
   前記２つの第１コイル導体パターンのうち一方の第１コイル導体パターンおよび前記２つの第３コイル導体パターンのうち一方の第３コイル導体パターンは、前記第１コイル巻回軸方向に隣接配置され、前記２つの第２コイル導体パターンのうち一方の第２コイル導体パターンと前記２つの第４コイル導体パターンのうち一方の第４コイル導体パターンとによって前記第１コイル巻回軸方向に挟み込まれる、
   ことを特徴とする高周波トランス。
2. 前記２つの第２コイル導体パターンおよび前記２つの第４コイル導体パターンは互いに並列接続される、請求項１に記載の高周波トランス。
3. 前記２つの第１コイル導体パターンと前記２つの第２コイル導体パターンとで第１トランスが構成され、前記２つの第３コイル導体パターンと前記２つの第４コイル導体パターンとで第２トランスが構成される、請求項１または２に記載の高周波トランス。
4. 前記２つの第３コイル導体パターンは、前記２つの第１コイル導体パターンとは異なるインダクタンスを有する、請求項１〜３のいずれかに記載の高周波トランス。
5. 前記２つの第４コイル導体パターンは、前記２つの第２コイル導体パターンとは異なるインダクタンスを有する、請求項４に記載の高周波トランス。
6. 前記２つの第１コイル導体パターン、前記２つの第２コイル導体パターン、前記２つの第３コイル導体パターンおよび前記２つの第４コイル導体パターンは、複数の基材層を積層してなる積層体に内蔵される、請求項１〜５のいずれかに記載の高周波トランス。
7. 高周波トランスを備えた高周波部品において、
   前記高周波トランスは、請求項１〜６のいずれかに記載の高周波トランスである、高周波部品。
8. 通信信号の伝送部に高周波トランスを備えた通信端末装置において、
   前記高周波トランスは、請求項１〜６のいずれかに記載の高周波トランスである、通信端末装置。

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