天線裝置及通信終端裝置製造方法
2023-05-19 02:51:06
天線裝置及通信終端裝置製造方法
【專利摘要】本發明的天線裝置（101）包括天線元件（11）、以及與該天線元件（11）相連接的阻抗轉換電路（35）。阻抗轉換電路（35）插入在天線元件（11）與供電電路（30）之間。阻抗轉換電路（35）包括由第一線圈狀導體（L1a）和第二線圈狀導體（L1b）串聯連接而成的第一串聯電路（26）、以及由第三線圈狀導體（L2a）和第四線圈狀導體（L2b）串聯連接而成的第二串聯電路（27）。第一線圈狀導體（L1a）和第二線圈狀導體（L1b）構成通過第一磁通閉環的閉磁路，第三線圈狀導體（L2a）和第四線圈狀導體（L2b）構成通過第二磁通閉環的閉磁路。由此，天線裝置在寬頻帶內與供電電路進行阻抗匹配。
【專利說明】天線裝置及通信終端裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及具備阻抗轉換電路的天線裝置以及使用該天線裝置的通信終端裝置，尤其涉及在寬頻帶中進行阻抗匹配的天線裝置及通信終端裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，以行動電話為代表的通信終端裝置需要與GSM(註冊商標)(GlobalSystem for mobile Communications:全球移動通信系統)、DCS (Digital CommunicationSystem:數字通信系統)、PCS (Personal Communication Services:個人通信業務)、UMTS (Universal Mobile Telecommunications System:通用移動通信系統)等通信系統，甚至GPS (Global Positioning system:全球定位系統)或無線區域網、藍牙(註冊商標)等相對應。因此，這樣的通信終端裝置中的天線裝置需要覆蓋800MHz?2.4GHz範圍的寬頻帶。
[0003]作為對應於寬頻帶的天線裝置，如專利文獻I或專利文獻2所揭示的那樣，通常包括由LC並聯諧振電路或LC串聯諧振電路所構成的寬頻帶的匹配電路。此外，作為對應於寬頻帶的天線裝置，已知有例如專利文獻3或專利文獻4所揭示的可調式天線。
現有技術文獻 專利文獻
[0004]專利文獻1:日本專利特開2004 - 336250號公報 專利文獻2:日本專利特開2006 - 173697號公報
專利文獻3:日本專利特開2000 - 124728號公報 專利文獻4:日本專利特開2008 - 035065號公報
【發明內容】
發明所要解決的技術問題
[0005]然而，由於專利文獻1、2所示的匹配電路包含有多個諧振電路，因此該匹配電路的插入損耗容易變大，可能無法得到足夠的增益。
[0006]另一方面，對於專利文獻3、4所示的可調式天線，由於需要設置用於控制可變電容元件的電路、即用於切換頻帶的切換電路，因此電路結構容易變得複雜。另外，因為切換電路中的損耗和畸變較大，因此，可能無法得到足夠的增益。
[0007]本發明是鑑於上述實際情況而完成的，其目的在於提供一種在寬頻帶下與供電電路進行阻抗匹配的天線裝置、以及具有該天線裝置的通信終端裝置。
解決技術問題所採用的技術方案
[0008](I)本發明的天線裝置包括天線元件、以及與該天線元件相連接的阻抗轉換電路，其特徵在於，
所述阻抗轉換電路包括變壓器型電路，該變壓器型電路中，第一電感元件和第二電感元件通過互感來進行耦合， 所述第一電感元件的第一端與供電電路相連接，第二端接地，
所述第二電感元件的第一端與所述供電電路相連接，第二端與所述天線元件相連接，
所述互感比所述第二電感元件的電感要大。
[0009](2)所述第一電感元件包括第一線圈狀導體和第二線圈狀導體，所述第二電感元件包括第三線圈狀導體和第四線圈狀導體，
所述第一線圈狀導體和所述第二線圈狀導體優選為卷繞成使得所述第一線圈狀導體和所述第二線圈狀導體產生第一磁通閉環而進行電磁耦合，
所述第三線圈狀導體和所述第四線圈狀導體優選為卷繞成使得所述第三線圈狀導體和所述第四線圈狀導體產生第二磁通閉環而進行電磁耦合。
[0010](3)優選(2)中的所述第一線圈狀導體、所述第二線圈狀導體、所述第三線圈狀導體、以及所述第四線圈狀導體卷繞成使得通過所述第一磁通閉環的磁通(通過第一閉磁路的磁通)和通過所述第二磁通閉環的磁通(第二閉磁路的磁通)彼此反相。
[0011](4)在(2)或(3)中，優選為，所述第一線圈狀導體和所述第三線圈狀導體相互通過磁場和電場進行耦合，
所述第二線圈狀導體和所述第四線圈狀導體相互通過磁場和電場進行耦合，
當所述第一電感元件中流過交流電流時，通過所述磁場的耦合而產生的流過所述第二電感元件的電流的方向、與通過所述電場的耦合而產生的流過所述第二串聯電路的電流的方向相同。
[0012](5)此外，在(2)至(4)的任一項中，優選為，所述第一線圈狀導體、所述第二線圈狀導體、所述第三線圈狀導體以及所述第四線圈狀導體由層疊有多個電介質層或磁性體層的層疊體內的導體圖案構成。
[0013](6)在(5)中，優選為，所述第一線圈狀導體、所述第二線圈狀導體、所述第三線圈狀導體以及所述第四線圈狀導體各自的卷繞軸朝向所述層疊體的層疊方向，
所述第一線圈狀導體和第二線圈狀導體以各自的卷繞軸互不相同的關係並排設置，所述第三線圈狀導體和第四線圈狀導體以各自的卷繞軸互不相同的關係並排設置，所述第一線圈狀導體與第三線圈狀導體各自的卷繞範圍在俯視時至少有一部分重合，所述第二線圈狀導體與第四線圈狀導體各自的卷繞範圍在俯視時至少有一部分重合。
[0014](7)在(2)至(6)的任一項中，優選為，所述阻抗轉換電路進一步具備第五線圈狀導體和第六線圈狀導體，
第五線圈狀導體和第六線圈狀導體串聯連接而構成第三電感元件，
第五線圈狀導體和第六線圈狀導體卷繞成使得第五線圈狀導體和第六線圈狀導體產生第三磁通閉環而進行電磁耦合(構成第三閉磁路)，
所述第三電感元件的第一端與所述供電電路相連接，所述第三電感元件的第二端與所述地相連接，
所述第一線圈狀導體、所述第二線圈狀導體、所述第三線圈狀導體、所述第四線圈狀導體、第五線圈狀導體以及所述第六線圈狀導體配置成使得通過第一磁通閉環的磁通和通過第三磁通閉環的磁通夾持通過所述第二磁通閉環的磁通。
[0015](8) (2)至(6)中的任一項的所述阻抗轉換電路進一步具備第五線圈狀導體和第六線圈狀導體， 第五線圈狀導體和第六線圈狀導體串聯連接而構成第三電感元件，
第五線圈狀導體和第六線圈狀導體卷繞成使得第五線圈狀導體和第六線圈狀導體產生第三磁通閉環而進行電磁耦合(構成第三閉磁路)，
所述第三電感元件的第一端與所述供電電路相連接，所述第三電感元件的第二端與所述地相連接，
所述第一線圈狀導體、所述第二線圈狀導體、所述第三線圈狀導體、所述第四線圈狀導體以及所述第五線圈狀導體配置成使得通過第二磁通閉環的磁通和通過第三磁通閉環的磁通在層方向上夾持通過所述第一磁通閉環的磁通。
[0016](9)本發明的通信終端裝置的特徵在於，具備天線裝置，該天線裝置包括天線元件、供電電路、以及連接於所述天線元件和所述供電電路之間的阻抗轉換電路，
所述阻抗轉換電路至少具備第一線圈狀導體、第二線圈狀導體、第三線圈狀導體以及第四線圈狀導體，
所述阻抗轉換電路包括變壓器型電路，該變壓器型電路中，第一電感元件和第二電感元件通過互感來進行耦合，
所述第一電感元件的第一端與供電電路相連接，第二端接地，
所述第二電感元件的第一端與所述供電電路相連接，第二端與所述天線元件相連接，
所述互感比所述第二電感元件的電感要大。
發明效果
[0017]根據本發明，能夠構成一種天線裝置以及具有該天線裝置的通信終端裝置，該天線裝置以及具有該天線裝置的通信終端裝置的匹配電路的插入損耗較小，無需設置用於切換頻帶的切換電路，在寬頻帶下與供電電路進行阻抗匹配。
[0018]此外，根據本發明的通信終端裝置，由於使用了所述天線裝置，因此能夠實現可對應頻帶不同的各種通信系統的通信終端裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1 (A)是實施方式I的天線裝置101所包含的阻抗轉換電路35的主要部分的電路圖，圖1 (B)是天線裝置101的電路圖。
圖2是在圖1(B)所示的電路中寫入表示磁場耦合和電場耦合的形態的各種箭頭的圖。圖3 (A)是實施方式I的天線裝置101的等效電路圖，圖3 (B)是將其進一步等效變換之後的電路圖。
圖4是示意性地表示阻抗轉換電路35中等效產生的負電感分量的作用以及阻抗轉換電路35的作用的圖。
圖5是層疊體的分解立體圖，該層疊體(多層基板)層疊有電介質層或磁性體層，並由此構成阻抗轉換電路35。
圖6是表示由形成在圖5所示的多層基板的各層上的導體圖案所形成的線圈狀導體中通過的主要磁通。
圖7是實施方式2的天線裝置102的電路圖。
圖8是實施方式3的天線裝置103的電路圖。
圖9是層疊體的分解立體圖，該層疊體層疊有電介質層或磁性體層，並由此構成圖8所示的阻抗轉換電路45。
圖10是實施方式4的天線裝置104的電路圖。
圖11 (A)是實施方式5的例I的通信終端裝置的結構圖，圖11 (B)是實施方式5的例2的通信終端裝置的結構圖。
【具體實施方式】
[0020]《實施方式I》
圖1 (A)是實施方式I的天線裝置101所包含的阻抗轉換電路35的主要部分的電路圖，圖1 (B)是天線裝置101的電路圖。
圖1 (A)所示的阻抗轉換電路35包括第一線圈狀導體Lla、第二線圈狀導體Lib、第三線圈狀導體L2a以及第四線圈狀導體L2b。第一線圈狀導體Lla與第二線圈狀導體Llb串聯連接而構成第一串聯電路26，第三線圈狀導體L2a與第四線圈狀導體L2b串聯連接而構成第二串聯電路27。
[0021]第一線圈狀導體Lla和第二線圈狀導體Llb被卷繞成由第一線圈狀導體Lla和第二線圈狀導體Llb產生第一磁通閉環並進行電磁耦合，從而構成第一閉磁路。同樣地，第三線圈狀導體L2a和第四線圈狀導體L2b被卷繞成由第三線圈狀導體L2a和第四線圈狀導體L2b產生第二磁通閉環並進行電磁耦合，從而構成第二閉磁路。
[0022]如圖1 (B)所示，天線裝置101包括天線元件11、以及與該天線元件11相連接的阻抗轉換電路35。天線元件11例如為單極型天線。第一串聯電路26的第一端Pll以及第二串聯電路27的第一端P21與阻抗轉換電路35的第一埠 Pl相連接。第一串聯電路26的第二端P12與阻抗轉換電路35的第二埠 P2相連接。此外，第二串聯電路27的第二端P22與阻抗轉換電路35的第三埠 P3相連接。
[0023]阻抗轉換電路35的第三埠 P3與天線元件11相連接，第二埠 P2接地。供電電路30連接到阻抗轉換電路35的第一埠 P1。該供電電路30是用於將高頻信號提供給天線元件11的供電電路，雖然進行高頻信號的生成或處理，但是也可以包括對高頻信號進行復用或分用的電路。
[0024]圖2是在圖1 (B)所示的電路中寫入表示磁場耦合和電場耦合的形態的各種箭頭的圖。
[0025]如圖2所示，當從供電電路30沿圖中箭頭a的方向提供電流時，電流沿著圖中箭頭b的方向流過第I線圈狀導體Lla，並沿著圖中箭頭c的方向流過線圈狀導體Lib。然後，利用這些電流來形成圖中箭頭A所表示的磁通(通過閉磁路的磁通)。
[0026]這裡，由於第一線圈狀導體Lla和第三線圈狀導體L2a共用線圈卷繞軸，且在俯視狀態下線圈導體圖案為並排設置，因此在兩者間產生電場耦合，該電場耦合所產生的電流沿著與所述感應電流相同的方向流動。即，利用磁場耦合和電場耦合加強耦合度。同樣地，第二線圈狀導體Llb和第四線圈狀導體L2b之間也產生磁場耦合和電場耦合。圖2中的電容Ca、Cb是象徵性地表示所述電場耦合用的耦合電容的標記。
[0027]第一線圈狀導體Lla和第二線圈狀導體Llb相互以相同相位耦合，第三線圈狀導體L2a和第四線圈狀導體L2b相互以相同相位耦合，並分別形成閉磁路。由此，所述兩個磁通A、B封閉，從而能減少第一線圈狀導體Lla和第二線圈狀導體Llb之間、以及第三線圈狀導體L2a和第四線圈狀導體L2b之間的能量損耗。另外，若使第一線圈狀導體Lla和第二線圈狀導體Llb的電感值、以及第三線圈狀導體L2a和第四線圈狀導體L2b的電感值實質上為相同元件值，則閉磁路的磁場洩漏得以減少，能進一步減少能量損耗。當然，通過適當地設計各線圈狀導體的元件值，能控制阻抗變換比。
[0028]此外，由流過第一串聯電路26的一次電流所激勵出的磁通的閉環路A、以及由流過第二串聯電路27的二次電流所激勵出的磁通的閉環路B以使得感應電流使兩者的磁通相互牴觸(相互排斥)的方式得以產生。即在第一串聯電路26和第二串聯電路27之間產生等效的磁壁麗。其結果是，由第一線圈狀導體Lla和第二線圈狀導體Llb所產生的磁場、以及由第三線圈狀導體L2a和第四線圈狀導體L2b所產生的磁場被封閉在各自的狹窄空間內，因此第一線圈狀導體Lla和第三線圈狀導體L2a、以及第二線圈狀導體Llb和第四線圈狀導體L2b各自以更高的耦合度耦合。即，第一串聯電路26和第二串聯電路27以較高的
規AfiF規A
袖I=I /又袖I=I O
[0029]圖3 (A)是實施方式I的天線裝置101的等效電路圖，圖3 (B)是將其進一步等效變換之後的電路圖。
阻抗轉換電路35E是表示將圖1 (B)所示的阻抗轉換電路35表示為單純的變壓器電路的圖。這裡，LI表示與圖1 (B)所示的供電電路30相連接的第一串聯電路26的電感，L2表示第二串聯電路27的電感。
[0030]在圖3 (B)中，阻抗變換電路35E是將圖3 (A)所示的變壓器電路等效變換成由電感元件La、Lb、Lc構成的T型電路的圖。這裡，若所述電感LI和L2之間的互感用M來表示，則電感元件La的電感為(+M)、電感元件Lb的電感為(L2-M)、電感元件Lc的電感為(Ll-M)0此處，若滿足L2〈M，則電感元件Lb的電感(L2-M)為負值。
[0031]天線兀件11等效為由電感分量LANT、發射電阻分量Rr、以及電容分量CANT構成。該天線元件11單體的電感分量LANT用於抵消阻抗轉換電路35E中負的合成電感分量(L2-M)。也就是說，從阻抗變換電路35E的A點觀察天線元件11 一側所得到的(包括電感元件(L2-M)的天線元件11的)電感分量變小(理想狀態為零)，其結果是該天線裝置101的阻抗頻率特性變小。
[0032]由此，為了產生負電感分量，以高耦合度使第一電感元件和第二電感元件耦合是重要的。
[0033]若用LI來表不電感兀件LI的電感，用L2來表不電感兀件L2的電感，則變壓器型電路的阻抗變換比為L1: (L1+L2)。
[0034]圖4是示意性地表示所述阻抗轉換電路35中等效產生的負電感分量的作用以及阻抗轉換電路35的作用的圖。圖4中的曲線SO是將在天線元件11的整個使用頻帶中掃頻時的阻抗軌跡表示在史密斯圓圖上而得到的。天線元件11單體中，電感分量LANT較大，因此，如圖4所示的那樣阻抗會較大幅度地變化。
[0035]圖4中的曲線SI是從阻抗轉換電路的A點觀察天線元件11 一側所得到的阻抗軌跡。由此，天線元件的電感分量LANT被阻抗轉換電路的等效負電感分量所抵消，從A點觀察天線元件一側所得到的阻抗的軌跡大幅度地縮小。
[0036]圖4中的曲線S2是從供電電路30觀察到的阻抗、即天線裝置101的阻抗的軌跡。由此，由於變壓器型電路的阻抗變換比為L1: (L1+L2)，天線裝置101的阻抗接近供電電路30的阻抗(史密斯圓圖的中心)。另外，該阻抗的微調整可以通過在變壓器型電路中另外添加電感元件、電容元件來實現。
[0037]由此，能夠在寬頻帶中抑制天線裝置的阻抗變化。因此，能夠在寬頻帶中實現與供電電路的阻抗匹配。
[0038]圖5是層疊體的分解立體圖，該層疊體(多層基板)層疊有電介質層或磁性體層，並由此構成阻抗轉換電路35。圖5描述了對各基材層進行透視所得到的各導體圖案及層間連接導體(過孔導體)。
[0039]如圖5所示，在層疊體的基材層51a上形成有導體圖案63，在基材層51b上形成有導體圖案62、64，在基材層51c上形成有導體圖案61、65。此外，在基材層51d上形成有導體圖案71、75，在基材層51e上形成有導體圖案72、74，在基材層51f上形成有導體圖案73。在基材層51g的背面形成有相當於埠 Pl的端子41、相當於埠 P2的端子42以及相當於埠 P3的端子43。另外，在基材層51a上層疊有未圖示的無圖案基材層。
[0040]所述導體圖案61、62以及63的左半部分構成第一線圈狀導體Lla,所述導體圖案63的右半部分、64以及65構成第二線圈狀導體Lib。此外，所述導體圖案71、72以及73的左半部分構成第三線圈狀導體L2a，所述導體圖案73的右半部分、74以及75構成第四線圈狀導體L2b。
[0041]通過將所述基材層51a?51g進行層疊,使導體圖案61?65、71?75以及端子
41、42、43經由層間連接導體(過孔導體)相連接，從而構成圖1 (B)所示的電路。
如圖5所示，將第一線圈狀導體Lla和第二線圈狀導體Llb相鄰配置為使其各自的線圈圖案的卷繞軸相互平行。同樣地，將第三線圈狀導體L2a和第四線圈狀導體L2b相鄰配置為使其各自的線圈圖案的卷繞軸相互平行。並且，將第一線圈狀導體Lla和第三線圈狀導體L2a靠近地配置為使其各自的線圈圖案的卷繞軸大致位於同一直線上(同軸關係)。同樣地，將第二線圈狀導體Llb和第四線圈狀導體L2b靠近地配置為使其各自的線圈圖案的卷繞軸大致位於同一直線上(同軸關係)。也就是說，在從基材層的層疊方向觀察時，將構成各線圈圖案的導體圖案配置成相重合。
[0042]另外，各線圈狀導體Lla、Lib、L2a、L2b分別由約3匝環狀導體構成，但匝數不限於此。此外，不需要將第一線圈狀導體Lla和第三線圈狀導體L2a的線圈圖案的卷繞軸配置成嚴格處於同一直線，只要將其卷繞成在俯視時第一線圈狀導體Lla和第三線圈狀導體L2a的線圈開口相互重合即可。同樣，也不需要將第二線圈狀導體Llb和第四線圈狀導體L2b的線圈圖案的卷繞軸配置成嚴格處於同一直線，只要將其卷繞成在俯視時第二線圈狀導體Llb和第四線圈狀導體L2b的線圈開口相互重合即可。
[0043]對於所述各種導體圖案61?65、71?75，可通過以銀或銅等導電性材料為主要成分的糊料進行絲網印刷、或金屬箔的蝕刻等來形成。對於基材層51a?51g，若為電介質，則可使用玻璃陶瓷材料、及環氧類樹脂材料等，若為磁性體，則可使用鐵氧體陶瓷材料或含有鐵氧體的樹脂材料等。作為基材層所使用的材料，尤其是在形成UHF頻帶用的阻抗轉換電路的情況下，為了抑制高頻區域內的渦流損耗，優選使用電絕緣電阻較高的電介質材料。在形成HF頻帶用的共模扼流圈的情況下，渦流損耗相對較小，因此從磁能量的封閉性這一點來看，優選使用磁性體材料(磁導率較大的電介質材料)。
[0044]另外，還可以在構成第一線圈元件Lla和第二線圈元件Llb的導體圖案61?65，及構成第三線圈元件L2a和第四線圈元件L2b的導體圖案71?75之間配置磁性體層，由電介質層構成其他的層。由此，能在幾乎不增加渦流損耗的情況下，提高第一線圈元件Lla和第二線圈元件Llb之間的磁耦合、以及第三線圈元件L2a和第四線圈元件L2b之間的磁耦合。
[0045]圖6表示由形成在圖5所示的多層基板的各層上的導體圖案所形成的線圈狀導體中所通過的主要磁通。磁通FPl通過由導體圖案61?63所形成的第一線圈狀導體Lla、以及由導體圖案63?65所形成的第二線圈狀導體Lib。另外，磁通FP2通過由導體圖案71?73所形成的第三線圈狀導體L2a、以及由導體圖案73?75所形成的第四線圈狀導體L2b。
[0046]如上所述，通過將線圈狀導體Lla、Llb、L2a、L2b內置於由電介質或磁性體形成的層疊體，尤其是將由第一串聯電路和第二串聯電路的接合部形成的區域設置在層疊體的內部，使得阻抗轉換電路35不易受到配置在層疊體附近的其他電路或元件的影響。其結果是，能夠力圖使阻抗匹配進一步保持穩定。
[0047]《實施方式2》
圖7是實施方式2的天線裝置102的電路圖。如圖7所示，天線裝置102包括天線元件12、以及與該天線元件12相連接的阻抗轉換電路35。天線元件12是環形天線。第一串聯電路26的第一端以及第二串聯電路27的第一端與阻抗轉換電路35的第一埠 Pl相連接。第一串聯電路26的第二端與阻抗轉換電路35的第二埠 P2相連接。此外，第二串聯電路27的第二端與阻抗轉換電路35的第三埠 P3相連接。
[0048]天線元件12連接在阻抗轉換電路35的第二埠 P2和第三埠 P3之間，第二埠 P2接地。供電電路30連接到阻抗轉換電路35的第一埠 Pl。該供電電路30是用於將高頻信號提供給天線元件11的供電電路，雖然進行高頻信號的生成或處理，但是也可以包括對高頻信號進行復用或分用的電路。
[0049]該實施方式2的天線裝置102例如是RFID標籤用的天線裝置，天線元件12是與RFID用IC晶片分開、另外設置的相對較大的環形天線，其阻抗約為供電電路30的阻抗的2倍。此外，阻抗轉換電路35的阻抗變換比為1:2。由此，對該天線裝置102的供電電路30與天線元件12進行阻抗匹配。
[0050]《實施方式3》
圖8是實施方式3的天線裝置103的電路圖。如圖8所示，天線裝置103包括天線元件11、以及與該天線元件11相連接的阻抗轉換電路45。第一串聯電路26的第一端、第二串聯電路27的第一端、以及第三串聯電路28的第一端與阻抗轉換電路45的第一埠 Pl相連接。第一串聯電路26的第二端以及第三串聯電路28的第二端與阻抗轉換電路35的第二埠 P2相連接。此外，第二串聯電路27的第二端與阻抗轉換電路45的第三埠 P3相連接。
[0051]由流過第一串聯電路26的一次電流所激勵出的磁通的閉環路A、以及由流過第二串聯電路27的二次電流所激勵出的磁通的閉環路B以使得感應電流使兩者的磁通相互牴觸(相互排斥)的方式得以產生。即在第一串聯電路26和第二串聯電路27之間產生等效的磁壁麗。
[0052]此外，由流過第三串聯電路28的一次電流所激勵出的磁通的閉環路C、以及由流過第二串聯電路27的二次電流所激勵出的磁通的閉環路B以使得感應電流使兩者的磁通相互牴觸(相互排斥)的方式得以產生。即在第三串聯電路28和第二串聯電路27之間產生等效的磁壁麗。
[0053]由此，根據由一次側線圈的磁通的閉環路A、C從上下側夾持中間的二次側線圈的磁通的閉合環路B這樣的結構，中間的二次側線圈的磁通的閉環路B被兩個磁壁夾住，從而充分地封閉(封閉效果有所提高)。即，能起到作為具有更大耦合係數的變壓器的作用。
[0054]圖9是層疊體的分解立體圖，該層疊體層疊有電介質層或磁性體層，並由此構成圖8所示的阻抗轉換電路45。
如圖9所示，基材層51a?51k由電介質片材或磁性體片材構成，在各層上形成有線圈狀導體。基材層51b上形成有導體圖案83，基材層51c上形成有導體圖案82、84，基材層51d上形成有導體圖案81、85，基材層51e上形成有導體圖案73，基材層51f上形成有導體圖案72、74，基材層51g上形成有導體圖案71、75，基材層51h上形成有導體圖案61、65，基材層51i上形成有導體圖案62、64，基材層51 j上形成有導體圖案63。在基材層51k的下表面上形成有相當於埠 P1、P2、P3的端子41、42、43等。圖9中沿縱向延伸的線是過孔電極，在層間將線圈狀導體彼此相連。
[0055]在圖9中，導體圖案61、62以及導體圖案63的左半部分構成第一線圈狀導體Llla，導體圖案65、64以及導體圖案63的右半部分構成第二線圈狀導體Lllb。此外，導體圖案81、82以及導體圖案83的左半部分構成第五線圈狀導體L12a，導體圖案85、84以及導體圖案83的右半部分構成第六線圈狀導體L12b。此外，導體圖案71、72以及導體圖案73的左半部分構成第三線圈狀導體L2a，導體圖案75、74以及導體圖案73的右半部分構成第四線圈狀導體L2b。
[0056]《實施方式4》
圖10是實施方式4的天線裝置104的電路圖。如圖10所示，天線裝置104包括天線元件11、以及與該天線元件11相連接的阻抗轉換電路55。第一串聯電路26的第一端、第二串聯電路27的第一端、以及第三串聯電路28的第一端均與阻抗轉換電路55的第一埠Pl相連接。第一串聯電路26的第二端與阻抗轉換電路55的第二埠 P2相連接。此外，第二串聯電路27的第二端以及第三串聯電路28的第二端與阻抗轉換電路55的第三埠 P3相連接。
[0057]由流過第一串聯電路26的一次電流所激勵出的磁通的閉環路A、以及由流過第二串聯電路27的二次電流所激勵出的磁通的閉環路B以使得感應電流使兩者的磁通相互牴觸(相互排斥)的方式得以產生。即在第一串聯電路26和第二串聯電路27之間產生等效的磁壁麗。
[0058]此外，由流過第一串聯電路26的一次電流所激勵出的磁通的閉環路A、以及由流過第三串聯電路28的二次電流所激勵出的磁通的閉環路C以使得感應電流使兩者的磁通相互牴觸(相互排斥)的方式得以產生。即在第一串聯電路26和第三串聯電路28之間產生等效的磁壁麗。
[0059]由此，根據由二次側線圈的磁通的閉環路B、C從上下側夾持中間的一次側線圈的磁通的閉環路A這樣的結構，中間的一次側線圈的磁通的閉環路A被兩個磁壁夾住，從而充分地封閉(封閉效果有所提高)。即，能起到耦合係數非常大的變壓器的作用。[0060]《實施方式5》
實施方式5中示出了通信終端裝置的示例。
圖11是作為本發明的通信終端裝置示例的實施方式5的RFID系統的電路圖。RFID標籤106包括環形天線即天線元件12、阻抗轉換電路35、RFIC91以及基帶IC92。此外，讀寫器105包括讀寫器控制電路93、阻抗轉換電路25以及環形天線即天線元件13。
[0061]無線IC晶片70具有構成高頻電路的RFIC和構成邏輯電路的基帶1C。阻抗轉換電路25和35可採用實施方式I至4中任一個所示的阻抗轉換電路。
[0062]所述天線元件12的阻抗比RFIC的天線側埠的阻抗要高，阻抗轉換電路35力圖使這兩者的阻抗相匹配。此外，所述天線元件13的阻抗比讀寫器控制電路93的天線側埠的阻抗要高，阻抗轉換電路25力圖使這兩者的阻抗相匹配。
[0063]由此，在RFID系統中，由於會有用手操作RFID標籤的環境，使得天線元件12、13的阻抗容易變化，因而通過設置阻抗轉換電路25、35能使阻抗匹配狀態穩定。S卩，該阻抗變換電路25、35可承擔與天線的設計相關的重要事項、即具有中心頻率的設定、通頻帶寬度的設定、阻抗匹配的設定等頻率特性的調節功能，而對於天線元件12、13本身，主要僅考慮方向性或增益即可，因此使天線的設計變得容易。
標號說明
[0064]Ca、Cb 電容 CANT天線的電容分量 FP1、FP2 磁通
LI電感元件 Llla第一線圈狀導體 Lllb第二線圈狀導體 L12a第五線圈狀導體 L12b第六線圈狀導體 Lla第一線圈狀導體 Llb第二線圈狀導體 L2電感元件 L21a第三線圈狀導體 L21b第四線圈狀導體 L22a第五線圈狀導體 L22b第六線圈狀導體 L2a第三線圈狀導體 L2b第四線圈狀導體 LANT天線的電感分量 麗磁壁 Pl第I埠 P2第2埠 P3第3埠 Rr天線的發射電阻分量10、20 框體
11天線元件12天線元件26第一串聯電路27第二串聯電路28第三串聯電路30供電電路35、35E阻抗轉換電路41，42，43 端子45阻抗轉換電路51a?51k 基材層55阻抗轉換電路61?65 導體圖案71?75導體圖案81?85導體圖案101?104天線裝置
【權利要求】
1.一種天線裝置，包括天線元件、以及與該天線元件相連接的阻抗轉換電路，其特徵在於， 所述阻抗轉換電路包括變壓器型電路，該變壓器型電路中，第一電感元件和第二電感元件通過互感來進行耦合， 所述第一電感元件的第一端與供電電路相連接，第二端接地， 所述第二電感元件的第一端與所述供電電路相連接，第二端與所述天線元件相連接， 所述互感比所述第二電感元件的電感要大。
2.如權利要求1所述的天線裝置，其特徵在於， 所述第一電感元件包括第一線圈狀導體和第二線圈狀導體，所述第二電感元件包括第三線圈狀導體和第四線圈狀導體， 所述第一線圈狀導體和所述第二線圈狀導體卷繞成使得所述第一線圈狀導體和所述第二線圈狀導體產生第一磁通閉環而進行電磁耦合， 所述第三線圈狀導體和所述第四線圈狀導體卷繞成使得所述第三線圈狀導體和所述第四線圈狀導體產生第二磁通閉環而進行電磁耦合。
3.如權利要求2所述的天線裝置，其特徵在於，所述第一線圈狀導體、所述第二線圈狀導體、所述第三線圈狀導體以及所述第四線圈狀導體卷繞成使得通過所述第一磁通閉環的磁通和通過所述第二磁通閉環的磁通彼此反相。
4.如權利要求2或3所述的天線裝置，其特徵在於， 所述第一線圈狀導體和所述第三線圈狀導體相互通過磁場和電場進行耦合， 所述第二線圈狀導體和所述第四線圈狀導體相互通過磁場和電場進行耦合， 當所述第一電感元件中流過交流電流時，通過所述磁場的耦合而產生的流過所述第二電感元件的電流的方向、與通過所述電場的耦合而產生的流過所述第二電感元件的電流的方向相同。
5.如權利要求2至4中的任一項所述的天線裝置，其特徵在於， 所述第一線圈狀導體、所述第二線圈狀導體、所述第三線圈狀導體以及所述第四線圈狀導體由層疊有多個電介質層或磁性體層的層疊體內的導體圖案構成。
6.如權利要求5所述的天線裝置，其特徵在於， 所述第一線圈狀導體、所述第二線圈狀導體、所述第三線圈狀導體以及所述第四線圈狀導體各自的卷繞軸朝向所述層疊體的層疊方向， 所述第一線圈狀導體和第二線圈狀導體以各自的卷繞軸互不相同的關係並排設置，所述第三線圈狀導體和第四線圈狀導體以各自的卷繞軸互不相同的關係並排設置，所述第一線圈狀導體與第三線圈狀導體各自的卷繞範圍在俯視時至少有一部分重合，所述第二線圈狀導體與第四線圈狀導體各自的卷繞範圍在俯視時至少有一部分重合。
7.如權利要求2至6中的任一項所述的天線裝置，其特徵在於， 所述阻抗轉換電路進一步具備第五線圈狀導體和第六線圈狀導體， 第五線圈狀導體和第六線圈狀導體串聯連接而構成第三電感元件， 第五線圈狀導體和第六線圈狀導體卷繞成使得第五線圈狀導體和第六線圈狀導體產生第三磁通閉環而進行電磁 耦合，所述第三電感元件的第一端與所述供電電路相連接，所述第三電感元件的第二端與所述地相連接， 所述第一線圈狀導體、所述第二線圈狀導體、所述第三線圈狀導體、所述第四線圈狀導體、所述第五線圈狀導體以及所述第六線圈狀導體配置成使得通過第一磁通閉環的磁通和通過第三磁通閉環的磁通夾持通過所述第二磁通閉環的磁通。
8.如權利要求2至6中的任一項所述的天線裝置，其特徵在於， 所述阻抗轉換電路進一步具備第五線圈狀導體和第六線圈狀導體， 第五線圈狀導體和第六線圈狀導體串聯連接而構成第三電感元件， 第五線圈狀導體和第六線圈狀導體卷繞成使得第五線圈狀導體和第六線圈狀導體產生第三磁通閉環而進行電磁耦合， 所述第三電感元件的第一端與所述供電電路相連接，所述第三電感元件的第二端與所述地相連接， 所述第一線圈狀導體、所述第二線圈狀導體、所述第三線圈狀導體、所述第四線圈狀導體、所述第五線圈狀導體以及所述第六線圈狀導體配置成使得通過第二磁通閉環的磁通和通過第三磁通閉環的磁通夾持通過所述第一磁通閉環的磁通。
9.一種通信終端裝置，該通信終端裝置具備天線裝置，該天線裝置包括天線元件、供電電路、以及連接在所述天線元件和所述供電電路之間的阻抗轉換電路，其特徵在於， 所述阻抗轉換電路包括變壓器型電路，該變壓器型電路中，第一電感元件和第二電感元件通過互感來進行耦合， 所述第一電感元件的第一端與供電電路相連接，第二端接地， 所述第二電感元件的第一端與所述供電電路相連接，第二端與所述天線元件相連接， 所述互感比所述第二電感元件的電感要大。
【文檔編號】H03H7/38GK103620957SQ201280026788
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年5月17日 優先權日:2011年5月31日
【發明者】加藤登, 家木勉 申請人:株式會社村田製作所