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発明の名称 平衡不平衡変換回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−125413
公開日 平成8年(1996)5月17日
出願番号 特願平6−285940
出願日 平成6年(1994)10月26日
代理人
発明者 泉山 徹
要約 目的


構成
多層回路基板1の内層又は表面導体層にストリップラインで平衡不平衡変換器7a,7bを1体形成し第一導体層1a上の面実装部品であるダブルバランスミキサー2と接続した。
特許請求の範囲
【請求項1】 一つ以上の平衡型回路と、一つ以上の不平衡型回路と、前記平衡型回路と不平衡型回路とを接続する平衡不平衡変換器とからなり、前記平衡型回路及び不平衡型回路を多層回路基板の最外層に配設し、前記平衡不平衡変換器を前記多層回路基板の最外層又は内層導体層にマイクロストリップラインで構成するとともに該変換器が構成された層の上側又は下側の少なくともいずれか一方の層を接地された導体層としたことを特徴とする平衡不平衡変換回路。
【請求項2】 前記平衡不平衡変換器を複数備え、これら変換器が異なった内層導体層に構成されたことを特徴とする請求項1記載の平衡不平衡変換器。
【請求項3】 前記内層導体層間に接地された導体層を設けたことを特徴とする請求項3記載の平衡不平衡変換回路。
【請求項4】 前記平衡不平衡変換回路は平衡型のダブルバランスミキサと不平衡型の局部発振回路及びバンドパスフィルタを有する周波数変換回路であり、前記ダブルバランスミキサと前記局部発振回路との間及び前記ダブルバランスミキサと前記バンドパスフィルタとの間に前記平衡不平衡変換器を備えたことを特徴とする請求項1記載の平衡不平衡変換回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は平衡不平衡変換回路、特に携帯用の送受信機等に用いられ平衡型回路、不平衡型回路及びこれら回路間を接続する平衡不平衡変換器からなる平衡不平衡変換回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は携帯電話などに使用される面実装型の多層回路基板1の要部を説明するための図であり、1aは面実装部品が装着される第一導体層、1cは回路間の主として電源、コントロール信号などを接続するために用いられる第三導体層、1bは接地及び1aと1cをシールドするための第二導体層、1dは接地を目的としたあるいは図示されていない他のたとえばデジタル回路等からの汗渉を妨ぐためのシールドを目的とした第四導体層である。1aと1b間、1bと1c間、1cと1d間にはそれぞれ絶縁層があるが図示は省略する。2は後述する周波数変換回路を構成するダブルバランスミキサー(いわゆるギルバートミキサー)ICであり平衡型で構成されている。3は同じく平衡不平衡変換器で、2つの穴が形成されたフェライト材に巻線を巻いて構成し樹脂性の台座3aに装着された面実装部品となっている。なお図5は従来の平衡不平衡変換器3の回路図でありその変換作用は公知であるので説明は省く。
【0003】図6は携帯電話の送信部の周波数変換回路を構成するブロック図であり4のIF増幅器で増幅されたIF信号は2のダブルバランスミキサーのIF入力端子2a,2bに入力される。一般に4のIF増幅器はICで構成する例が多くこの場合IC出力は平衡出力される(平衡型回路)場合が多いので、この2a,2bには平衡不平衡変換器を必要とする場合は少ない。一方ダブルバランスミキサー2の局発信号入力端子2c,2dには180°位相の異なる局発信号が必要とされ、局発信号はPLL IC及びVCO回路から構成される局発回路5により供給される。この場合一般的に局発回路5からの信号はシングルエンド出力としての不平衡信号である場合が多く、(不平衡型回路)従って不平衡信号を平衡信号へ変換する必要があり3の平衡不平衡変換器が用いられる。
【0004】一方ダブルバランスミキサー2のRF出力端子2e,2fには前記IF信号と局発信号とにより変換されたRF信号が平衡で出力され不要なスプリアス信号を除去するためバンドパスフィルター6に供給される。ここでバンドパスフィルターはSAWフィルターなどで構成され一般的に不平衡入力であるので(不平衡型回路)2e,2fから出力されるRF平衡信号は3の平衡不平衡変換器によって変換する必要がある。なお図6のIF増幅器4、局発回路5、バンドパスフィルタ6等は面実装型の部品でありダブルバランスミキサー2と同様第一導体層上に実装されているが図示は省略した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に携帯電話は小型、軽量が最優先課題であり、さらに高性能低価格が要求される。ここで性能の関点からは受信回路又は送信回路の周波数変換回路は相互変調などの歪特性がすぐれ、局発信号の抑圧度の高いダブルバランスミキサーを用いることが最適であることはよく知られており、そのため前述した平衡不平衡変換器を受信回路、送信回路含めて4〜6ケ使用していた。ダブルバランスミキサー自体は技術の進歩によりIC化及びパッケージの小型化が進み小型軽量化を維持しながら今日まで至っているが前述のフェライト材を用いた平衡不平衡変換器は約5mm×5mm位の大きさが現在得られる最小形状のものであり、携帯電話の小型、薄型、軽量を疎外する要因となっていた。また、フェライト材を用いた平衡不平衡変換器は巻線工程を必要とし面実装用とするためには樹脂性台座3aへのとりつけも必要とし組立にコストがかかりさらには基板への取付が必要となるなど低価格化の疎害要因となっていた。
【0006】さらに従来の平衡不平衡変換器を前述の多層基板の第一導体層上に装着する場合、全体の小型化のために極力実装部品を密に配置しようとすると部品間の必要な結合が生じ、特に局発回路側の平衡不平衡変換器とPF出力側の平衡不平衡変換器との結合が生じた場合、PF出力側より不要な局発信号のもれが増大してしまうので高密度実装を計ることができず小型化が困難であった。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するためこの発明は一つ以上の平衡型回路と、一つ以上の不平衡回路と、前記平衡型回路と不平衡型回路とを接続する平衡不平衡変換器とからなる平衡不平衡変換回路において前記平衡型回路及び不平衡型回路を多層回路基板の最外層に配設し、前記平衡不平衡変換器を前記多層回路基板の前記最外表面層又は内層導体層にマイクロストリップラインで構成するとともに該変換器が構成された層の上側又は下側の少くともいずれか一方の導体層を接地した。
【0008】
【作用】図1の実施例1の上下の接地導体層1b,1dで狭まれた内層導体層にストリップラインで平衡不平衡変換器7a,7bを一体形成することによって変換器と接地導体層の間で伝送回路が形成されるので平衡不平衡変換器間の電気的結合、汗渉は低減される。
【0009】さらに図示はしていないがそれぞれの平衡不平衡変換器を上下の接地導体層に挟まれた異種の導体層に形成すればそれぞれが独立してシールドされた形で配置されることになり上述結合、汗渉の低減効果がさらに向上する。
【0010】また、たとえ表面導体層にそれぞれの平衡不平衡変換器を形成した場合でも第2導体層が接地層であるため上述内層導体層に形成した場合よりは効果は少いものの結合、汗渉問題の低減は得られる。
【0011】以上の作用により従来高密度実装が望まれていても部品間の結合、汗渉、問題のために小型化しにくいという問題が解消され、高性能を継持しながら小型、薄型化が可能となるあらたな作用が生じる。
【0012】
【実施例】図1にこの発明による平衡不平衡変換回路の実施例を示す。図4の従来例と異なる所は平衡不平衡変換器3が多層基板1の第一導体層(最外層)1aから面実装部品としては無くなっており、代わって第3導体層1c上に銅箔によってマイクロストリップラインとして多層基板内に平衡不平衡変換器7a,7bが形成されその上側と下側の接地層1b、1dにサンドイッチ構造になって挟まれ、第一導体層上のダブルバランスミキサー2とはスルーホール9で接続されている。
【0013】なお、以上の説明では局発側平衡不平衡変換器7aとRF出力側平衡不平衡変換器7bを同一の内層導体層1cに形成したがそれぞれを別な内層に形成することも必要に応じて可能である。さらに本発明に使用した平衡不平衡変換器は多層回路基板の最外層(表面導体層)にも配置形成することも必要に応じて可能である。
【0014】図2の8は本発明に使用する平衡不平衡変換器を説明するための図であり、従来より知られている狭帯域型同軸構造平衡不平衡変換器であってその長さを扱う高周波信号の波長λの2/λに合わせU字型に曲げたものである。ここで接地端子8−1及び不平衡入力端子8−2に入力(出力)された不平衡信号は8−3にはその点が8−2と同一であるためにそのまま8−2と同じ位相の信号が表われる。また8−4には8−3より長さが2/λ異なるために180°位相が異なる信号が表われる。従って8−3と8−4間の信号は180°位相の異なる平衡信号出力(入力)となる。
【0015】そこで多層基板内に平面的に構成するために同軸構造からストリップライン構造に変形したものが図2の7でありその長さは上述同様2/λとするものであり、その物理的長さは多層基板の絶縁層の誘電率から波長短縮率を考慮して決定することはいうまでもない。又上面接地層及び下面接地層の距離さらに所定の特性インピーダンスよりストリップラインの幅が求まることも公知であり説明は省略する。なお、平衡不平衡変換器は図3の7に示したものに限らず例えば平行な2本のマイクロストリップラインで構成してもよく種々に変形することは可能である。
【0016】図3にこの発明の実施例である送信部の周波数変換回路を構成するブロック図を示す。図6の従来例と異なる所は従来平衡不平衡変換器3が本発明に使用した平衡不平衡変換器7a、7bと変わっているだけで他の回路ブロックは同一なので詳細な説明は省く。なお、従来の平衡不平衡変換器3は広帯域型であるので局発回路側とRF出力回路側とは共通のものを使用しているが、本発明に使用した平衡不平衡変換器は狭帯域型であるのでそのストリップラインの長さを扱う信号の波長に合わせてそれぞれ最適化して7a,7bとしている。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば従来表面実装部品として多層基板上に実装されていた平衡不平衡変換器をすべて多層基板の内層導体層又は最外層にマイクロストリップラインとして一体形成したので携帯電話全体の小型化、薄型化、軽量化に貢献すること大である。また、本発明によれば平衡不平衡変換器を上下接地層に挟まれた形で収納するため、さらにはそれぞれの平衡不平衡変換器を異種の内層にも独立して収納出来ることにより、回路間の不要な結合、汗渉問題も低減出来るのでより一層高密度実装が可能となり小形化が計れる。特に実施例で説明した周波数変換回路の如く出力側のスプリアスを抑圧する必要がある場合に本発明の効果は顕著になる。さらに、本発明によれば個別部品としての平衡不平衡変換器を使う必要がなくなり携帯電話の低価格化に貢献することも大である。




 

 


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