JP2000021639A

JP2000021639A - インダクター、これを用いた共振回路、整合回路、アンテナ回路及び発振回路

Info

Publication number: JP2000021639A
Application number: JP10187942A
Authority: JP
Inventors: Masumi Nakamichi; 眞澄中道; Aritake Murao; 有剛村尾
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、小型軽量でありながら、多様な機能
を実現することが可能なインダクター、該インダクター
を用いた共振回路、整合回路及びアクティブアンテナ回
路を提供する。【解決手段】高透磁率の閉磁気回路１−１において、複
数個のコイル１−２，１−３，１−４，１−５を巻き付
け、そのひとつの第１コイル１−２に直流のバイアス電
流を流すと、他の第２コイル１−３のインダクタンス
は、バイアス電流量に応じて変化する。この第２コイル
１−３のインダクタンスの変化量は、第１コイル１−２
に流す電流量、透磁率の変化量に依存する。また、イン
ダクタンスの範囲は、巻線数、電流量、リングサイズを
適宜に設定すれば、適宜に設定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波無線機や衛
星放送受信機、無線ＬＡＮ等の高周波回路に用いられる
インダクターに関し、更に、該インダクターを用いた共
振回路、整合回路、アンテナ回路及び発振回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近の携帯機器の進展は眼を見張るばか
りであり、特に、携帯機器の高性能化、高機能化は勿論
のこと、小形薄型化についても著るしいものがある。あ
るいは、携帯機器の形状については、携帯機器を人が持
ち歩くことから、アンテナ等の出っ張りは嫌われる。

【０００３】携帯機器の小形化を進めるためには、高周
波回路部分に用いられる電子部品の小形薄型化は勿論の
こと、部品点数の削減のために、各種の部品に対して一
つ二役的な機能化が求められている。

【０００４】高周波部品の業界においては、昨今、この
種の課題を解決するために、誘電体小形ブロック状のア
ンテナも出現している。しかしながら、この種のアンテ
ナは、感度帯域が狭く、人が耳に近づけて使用すると、
人体の影響により、高周波回路のインピーダンスが微妙
に変化して通信に支障をきたす。

【０００５】また、通常の高周波回路においては、総合
的な性能に合うように、構成部品を選別しているにもか
かわらず、これらの電子部品の特性のばらつきのため
に、最終製造工程で、製品としての性能が発揮できるよ
うに、特定の実装部品に対してはトリミング等の調整を
行い、特性を合わせ込んでいるのが実態である。現状で
は、この調整に要する時間のコストが製品コストに対し
て占める割合を無視できないレベルにある。更に、携帯
器機の使用環境雰囲気において、携帯機器内の各素子の
温度特性のばらつき等の累積により、最悪の場合、通信
できない状況もある。

【０００６】具体的には、携帯機器として、携帯電話機
やＰＤＡ等が挙げられる。携帯電話機やＰＤＡには、８
００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯等の周
波数が与えられている。この様な周波数帯域を用いる機
器は、一般に、高周波機器と呼ばれる。

【０００７】携帯電話機は、小形軽量低価格がうけて、
爆発的な伸長を示している。これら機器の内部には、コ
ンデンサー、抵抗、更にはコイル等が配置されており、
特定周波数帯域の透過フィルター、インピーダンス整合
回路、共振回路、発振器回路等が備えられる。高信頼度
を維持しつつ、更なる小形化、高機能化の要求を満足す
るためには、一つで二つ以上の機能を発揮するとか（Ｐ
ＨＳ／ＰＤＣの複合化や８００ＭＨｚアナログ巻き取り
等）、あるいはアンテナをブロックチップ化するなど、
各パーツの軽薄短小化の要求が高まっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この様に携帯機器の進
展に伴い、携帯機器を構成する電子部品に対しても、高
機能化が要求されており、その電子部品の１つであるイ
ンダクターについても、同様である。

【０００９】そこで、本発明の課題は、上記従来の問題
に鑑みなれたものであり、小型軽量でありながら、多様
な機能を実現することが可能なインダクター、該インダ
クターを用いた共振回路、整合回路、アンテナ回路及び
発振回路を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために、本発明のインダクターは、磁性体材料からな
る磁気回路と、前記磁気回路に巻き付けられた複数の巻
線コイルとを備える。

【００１１】１実施形態では、前記磁気回路は、厚膜磁
性体、薄膜磁性体及びバルク材料のうちの少なくとも１
つを用いて形成される。

【００１２】１実施形態では、前記各巻線コイルのうち
の少なくとも１つにバイアス電流を流すバイアス手段を
備える。

【００１３】本発明のインダクターは、インダクタンス
成分を持つ第１素子と、磁性体層を取り巻くバイアスコ
イルを構成する第２素子とを備え、前記第２素子のバイ
アスコイルヘ通電したときに発生する電磁界がインダク
タンス成分を持つ前記第１素子に届く様に配置されてい
る。

【００１４】本発明の共振回路は、インダクタンス成分
とキャパシタンス成分を並列及び直列のいずれかに接続
した共振回路であって、前記インダクタンス成分とし
て、本発明のインダクターを適用し、前記インダクタタ
ーの各巻線コイルのうちの少なくとも１つにバイアス電
流を流す。

【００１５】１実施形態では、前記バイアス電流による
前記インダクタンス成分の可変と、前記キャパシタンス
成分への電圧印可による該キャパシタンス成分の可変を
併用して、共振周波数を任意に変える。

【００１６】１実施形態では、前記バイアス電流の変更
により、複数の共振周波数を選択的に設定する。

【００１７】本発明の整合回路は、入力側インピーダン
スと出力側インピーダンスを整合させるため、該各イン
ピーダンスのうちの少なくとも一方に、本発明のインダ
クターを組み入れている。

【００１８】本発明のアンテナ回路は、複数のアンテナ
素子を配列したアレイアンテナであって、前記各アンテ
ナ素子に対するそれぞれの入出力回路に、本発明のイン
ダクターをそれぞれ組み込んでいる。

【００１９】本発明の発振回路は、並列及び直列のいず
れかに接続されたインダクタンス成分とキャパシタンス
成分を含む発振回路であって、前記インダクタンス成分
として、本発明のインダクターを適用し、前記インダク
タターの各巻線コイルのうちの少なくとも１つにバイア
ス電流を流している。

【００２０】

【発明の実施の形態】まず、本発明のインダクターの基
本原理を説明する。

【００２１】軟磁性体などからなる磁気回路の一辺に導
体線を巻き付け、これに電流を流すとアンペールの法則
に従って磁界が発生する。この磁界が軟磁性体磁気回路
を一方向に磁化する。

【００２２】Ｈ＝Ｎ・Ｉ／２πＲ・・・（１）ただし、Ｎ：導体線の巻線数Ｉ：導体線の電流Ｒ：閉磁気回路の半径印加された磁界Ｈと磁化率Ｍの関係は、透磁率μで結び
つけられている。

【００２３】Ｍ＝Ｘ_mμ₀Ｈ・・・（２） μ＝（１＋Ｘ_m）μ₀・・・（３）ただし、Ｘ_m：磁化率 μ₀：真空の透磁率このことは、磁気回路の一辺に巻き付けたコイルに流す
電流で軟磁性体の透磁率を変化させていることを示唆し
ている。

【００２４】透磁率は、一般に非線形性を持っているた
め、流す電流（バイアス電流）の関数と考えられる。閉
磁気回路にもう一つの導体線が巻き付けてあると、その
コイルの持つインダクタンスもバイアス電流の関数とし
て取り扱える。

【００２５】図１９の様に、磁気回路に２つの導線が巻
き付けられている場合を考える。

【００２６】コイル１０１-2に直流バイアス電流Ｉを流
すと、軟磁性体による閉磁気回路の透磁率μが変化し、
コイル１０１-3の相互インダクタンスＬ₂は、（４）式
のように表現される。

【００２７】Ｌ₂＝Ｎ₁Ｎ₂μ（Ｉ）Ｓ／２πＲ・・・（４）ただし、Ｒ：磁気回路の半径Ｓ：磁気回路の断面積Ｎ₁，Ｎ₂：コイルの巻線数Ｉ：コイル１０１-2に流すバイアス電流 μ：透磁率ここで述べたことは、高透磁率を持つ磁性体リング（閉
磁気回路）を用いて、電気的調整だけでインダクタンス
を変えることが出来ることを示唆している。

【００２８】この作用を上手く利用することで、従来、
機械的にコイルの間隔や配線パターンを切ったり削った
りして調整していた作業を大きく改善できる事となる。

【００２９】また、多少特性のばらつきのあった素子を
も特に多大な困難もなく使いこなすことが可能になる。

【００３０】すなわち、本発明のインダクターは、高透
磁率材料からなる閉磁気回路、導体線からなるコイルを
備えており、閉磁気回路を薄膜磁性体や、厚膜磁性体、
又は、バルク材料等を混在して形成したり、バルク材の
みを用いて形成する等の形態が考えられるが、いずれに
しろ、磁気回路とコイルの組み合わせであり、これを達
成する方法として、導体印刷手法を含めて、誘電体セラ
ミックグリーンシートや磁性体セラミックグリーンシー
トによる多層積層技術等が必要となる。

【００３１】（第１実施形態）図１は、本発明の第１実
施形態のインダクターを示している。図１において、１
−１は、断面積Ｓを持ち、半径Ｒのドーナツ状（リング
状）閉磁気回路であり、高透磁率磁性材料で構成される
ものとする。１−２は、銅配線等からなるＮ₁ターンの
巻線であり、第１コイルを形成している。１−３，１−
４，１−５は、第１コイル１−２と同様に、銅配線等か
らなるＮ₁ターンの巻線である。一つの閉磁気回路１−
１に巻き付けるコイルの数は、本実施形態に限定される
ものではない。

【００３２】本実施形態のインダクター１の動作原理
は、図１９を参照して述べた本発明の原理と同様であ
る。第１コイル１−２に、直流のバイアス電流Ｉ_biasを
通電すると、この起磁力により、閉磁気回路１−１が誘
起されて、１軸方向に向く磁束Φが発生する。この磁束
Φは、バイアス電流Ｉ_biasに応じて発生しているため
に、この磁気回路１−１全体にわたり、磁気バイアスを
掛けている状態となる。

【００３３】このバイアス電流Ｉ_biasの変化に伴う磁束
Φの変化によって、断面積Ｓの磁気回路１−１が未飽和
状態、飽和状態、未飽和と飽和の中間状態のいずれかと
なり、透磁率が変化する、第２コイル１−３側からみる
と、磁気回路１−１の磁束Φが変化したことになり、こ
の為に第２コイル１−３のインダクタンスが変わること
となる。

【００３４】本実施形態のインダクター１においては、
次の様なことが言える。

【００３５】１．第１コイル１−２に流すバイアス電流
Ｉ_biasの量に応じて、第２コイル１−３のインダクタン
スが変えられる。

【００３６】２．第１コイル１−２と第２コイル１−３
の巻線数の積がインダクタンスの容量を決定づけてい
る。

【００３７】３．透磁率μは、一般に、印加される磁界
強度に依存している。

【００３８】つまり、非線形性特性を示すため、磁界に
依存した取り扱いができるが、この磁界の発生源は、第
１コイル１−２に流すバイアス電流Ｉ_biasの量に依存し
ているために、この透磁率μを電流の関数と見なせる。

【００３９】従って、第２コイル１−３のインダクタン
スＬ₂は次式（５）で表される。

【００４０】Ｌ₂＝μ（Ｉ）Ｎ₁Ｎ₂Ｓ／２πＲ・・・（５）以上のことにより、高透磁率の閉磁気回路において、複
数個のコイルを巻き付け、そのひとつの第１コイルに直
流のバイアス電流を流すと、他の第２コイルのインダク
タンスは、バイアス電流量に応じて変化する。この第２
コイルのインダクタンスの変化量は、第１コイルに流す
電流量、透磁率の変化量に依存し、上記式（４）に基づ
いて予測することができる。また、インダクタンスの範
囲は、巻線数、電流量、リングサイズを選択することに
より、適宜に設定することができる。本実施形態では、
バイアス電流量と巻線数を考慮することによって、設計
にかなりの余裕度が出るものと期待される。

【００４１】（第２実施形態）図２は、本発明の第２実
施形態のインダクターを示している。

【００４２】第２実施形態のインダクター２は、高透磁
率材料からなる閉磁気回路２−１と、１つのコイル２−
２を備えている。本実施形態では、バイアス電流をコイ
ル２−２に流して、磁束を発生させ、このコイル２−２
自体のインダクタンスを変化させている。従って、図１
に示した実施形態と比較して、コイル２−２自体にバイ
アス電流が流れるものの、よりシンプルなデバイス構造
が取れると言う利点もある。

【００４３】図３は、図２に示したインダクター２のコ
イル２−２とコンデンサー２−３の並列共振回を例示し
ている。この並列共振回路の共振周波数は、コイル２−
２のインダクタンスＬの変化分に応じて変化する。先に
述べた様に、インダクター２のコイル２−２のバイアス
電流Ｉ_biasの大きさを変えると、コイル２−２のインダ
クタンスが変わる。このため、従来のコイル間隔の調整
や機械的トリミング等に替わり、バイアス電流Ｉ_biasの
調整だけによって、共振周波数の合わせ込みが可能とな
る。

【００４４】図４は、高透磁率材料からなる磁気回路の
磁界と磁束密度の関係を示すグラフである。

【００４５】磁気回路に１軸異方性を付与しておくと、
印加磁界に対して極めてヒステリシスの小さい特性を得
ることができる。このときの印加磁界は、バイアス電流
Ｉ_bi _asにより発生するものであり、次式（６）の関係に
ある。

【００４６】Ｈ＝ＮＩ_bias/２πＲ …（６）図５は、図４に示す磁気回路の特性曲線の接線の傾き
（微分系）を示すグラフであり、印加磁界に対する透磁
率の変化を示している。このグラフから明らかな様に、
磁界ゼロの近辺で、最大の透磁率を示し、磁界の絶対値
が大きくなるに従って、透磁率は小さくなる。

【００４７】（第３実施形態）図６は、本発明の第３実
施形態のインダクターの断面構造を示している。第３実
施形態のインダクター７においては、誘電体セラミック
基板７−４上に、第１コイル７−２と、第２コイル７−
３と、高透磁率の閉磁気回路７−１を形成し、第１及び
第２コイル７−２，７−３によって閉磁気回路７−１を
取り巻いている。

【００４８】閉磁気回路７−１の磁力線の漏れを防止す
るため、５μｍ以上の厚みを持つＳｉＯ₂等の誘電体材
料７−６によって、第１及び第２コイル７−２，７−３
の分離を図っている。更に、誘電体層７−５によって、
第１及び第２コイル７−２，７−３を保護しておく。

【００４９】本実施形態のインダクター７の構造は、セ
ラミックグリーンプロセス、若しくは該プロセスにフォ
トエッチング技術を併用して実現することができる。イ
ンダクター７の製造工程のほとんどが印刷技術によって
対応できるために、設備投資が比較的安価である。ま
た、基板サイズも大型化が容易であるので、バッチ処理
にも優れている。

【００５０】図７図は、図６のインダクター７の等価回
路を示している。ここでは、閉磁気回路７−１と、磁界
発生用の第１コイル７−２と、可変インダクターとして
利用される第２コイル７−３を示している。

【００５１】（第４実施形態）図８は、本発明の第４実
施形態のインダクターを示している。第４実施形態のイ
ンダクター８は、特に、高周波で使用される場合を想定
したものである。高周波領域では、周知の如く配線は、
インダクタンス、キャパシタンス、並列コンダクタンス
及び直流抵抗で表現される。

【００５２】本実施形態のインダクター８においては、
セラミック基板８−４上に、スパイラル状の第１コイル
８−２をプリントする。高透磁率磁性体材料基板８−１
上に、同じくミアンダ状に第２コイル８−３をパターニ
ングして形成する。これらの基板８−４，８−１を図の
如く張り合わせる。

【００５３】このインダクター８の製造プロセスも、セ
ラミックグリーンプロセスは勿論のこと、フォトエッチ
プロセスが使われる。

【００５４】この様に各基板８−４，８−１を張り合わ
せた構成において、第１コイル８−２にバイアス電流を
流すと、磁界が発生して、磁性体基板８−１に磁束が誘
起され、この磁束により第２コイル８−３のインダクタ
ンスが変化する。

【００５５】図９は、図８のインダクター８を適用した
並列共振回路を示している。この並列共振回路において
は、第２コイル８−３にコンデンサー８−５を並列接続
している。

【００５６】第１コイル８−２に直流バイアス電流Ｉ
_biasを流すと、このバイアス電流Ｉ_bi _asに応じて、高透
磁率磁性体材料基板８−１の磁束、さらには透磁率μが
変化し、これに伴って第２コイル８−３のインダクタン
スが変化し、共振周波数が変化する。

【００５７】この様な並列共振回路の幾つかを並列に配
置することで、各種のフィルターを構成することがで
き、各並列共振回路の共振周波数をそれぞれのバイアス
電流によって調整することによって、希望するフィルタ
ー特性を得ることが可能となる。

【００５８】図１０は、図８のインダクター８を適用し
た直列共振回路を示している。この直列共振回路におい
ては、第２コイル８−３にコンデンサー８−５を直列接
続している。ここでも、第１コイル８−２に流れる直流
バイアス電流Ｉ_biasを適宜に変更すると、第２コイル８
−３のインダクタンスが変化し、共振周波数が変化す
る。

【００５９】図１１は、図８のインダクター８を適用し
た整合回路を示している。この整合回路は、信号を伝送
するストリップライン１１−１のインピーダンスを整合
させるためのものである。

【００６０】図１１において、ストリップライン１１−
１には、インダクター８の第２コイル８−３が挿入され
ている。また、第２コイル８−３の入力側をコンデンサ
ー１１−２を介して接地している。

【００６１】この様な構成の整合回路において、第２コ
イル８−３の出力側に、抵抗Ｒの負荷１１−３を接続し
たときには、出力インピーダンスに対する入力インピー
ダンスＺ_inの整合が崩れ、反射電力が増えてロス電力が
増大すると言う問題が発生する。特に、高周波器機にお
いては、携帯器機を使用する人の影響により、出力イン
ピーダンスに対する入力インピーダンスＺ_inの整合が崩
れ、ひどいときには通信不能に陥ると言う問題が発生す
る。

【００６２】この様に入出力インピーダンスの整合が崩
れたときには、第１コイル８−２に直流バイアス電流Ｉ
_biasを流して、高透磁率磁性体材料基板８−１の磁束、
更には透磁率μを変化させ、第２コイル８−３のインダ
クタンスを変化させ、入力インピーダンスＺ_inを変化さ
せて、入出力インピーダンスを整合させる。

【００６３】図１２は、図８のインダクター８を適用し
た他の整合回路を示している。この整合回路は、第２コ
イル８−３の出力側をコンデンサー１１−２を介して接
地している点が図１１の整合回路と異なり、図１１の整
合回路と同様の動作によって、入出力インピーダンスを
整合させる。

【００６４】（第５実施形態）図１３は、本発明の第５
実施形態のインダクターを示している。

【００６５】第５実施形態のインダクター１３は、セラ
ミック基板１３−６上に、図８と同様のスパイラル状の
第１コイル１３−２を形成し、その上に、透磁率の高い
磁性体セラミック層１３−１０を成膜して焼結し、更に
ミアンダ状の第２コイル１３−３を形成してなる。セラ
ミック基板１３−６上に、信号入力端子１３−１及び信
号出力端子１３−４を形成し、信号入力端子１３−１と
信号出力端子１３−４間に、第２コイル１３−３を挿入
している。信号出力端子１３−４と導電層１３−９間に
誘電体薄膜１３−７を挟み込んで、コンデンサー１３−
５を形成し、このコンデンサ１３−５の一方の電極をス
ルーホールを介してセラミック基板１３−６裏面の接地
金属板１３−８に接続している。第２コイル１３−３の
出力側は、信号出力端子１３−４及びコンデンサー１３
−５を介して接地される。１３−１１は、ＳｉＯ₂，Ａ
ｌ₂Ｏ₃等誘電率の低い材料で構成された絶縁膜である。

【００６６】第５実施形態のインダクター１３は、図８
のインダクター８の代わりに、図１２の回路に適用する
ことができ、図１２のコンデンサー１１−２が図１３の
コンデンサー１３−５に対応する。

【００６７】（第６実施形態）図１４は、本発明の第６
実施形態のインダクターを示している。

【００６８】第６実施形態のインダクター１４は、セラ
ミック基板１４−６上に、図８と同様のスパイラル状の
第１コイル１４−２を形成し、その上に、透磁率の高い
磁性体セラミック層１４−１０を成膜して焼結し、更に
ミアンダ状の第２コイル１４−３を形成してなる。セラ
ミック基板１４−６上に、信号入力端子１４−１及び信
号出力端子１４−４を形成し、信号入力端子１４−１と
信号出力端子１４−４間に、第２コイル１４−３を挿入
している。信号入力端子１４−１と導電層１４−９間
に、誘電体薄膜１４−７を挟み込んで、コンデンサー１
４−５を形成し、このコンデンサ１４−５の一方の電極
をスルーホールを介してセラミック基板１４−６裏面の
接地金属板１４−８に接続している。第２コイル１４−
３の出力側は、信号出力端子１４−４及びコンデンサー
１４−５を介して接地される。１４−１１は、Ｓｉ
Ｏ₂，Ａｌ₂Ｏ₃等誘電率の低い材料で構成された絶縁膜
である。

【００６９】第６実施形態のインダクター１４は、図８
のインダクター８の代わりに、図１１の回路に適用する
ことができ、図１１のコンデンサー１１−２が図１４の
コンデンサー１４−５に対応する。

【００７０】図１５は、パッチ型アンテナを示してい
る。図１４のインダクター１４からコンデンサー１４−
５を取り除いて、インダクター１４Ａを形成し、セラミ
ック基板１４−６上に、アンテナとなるパッチパターン
１５−９を形成し、このパッチパターン１５−９を信号
出力端子１４−４介して第２コイル１４−３に接続して
いる。

【００７１】この様な構成においても、入出力インピー
ダンスの整合が崩れたときには、第１コイル１４−２に
直流バイアス電流Ｉ_biasを流して、高透磁率磁性層１４
−１０の磁束、更には透磁率μを変化させ、第２コイル
１４−３のインダクタンスを変化させ、入力インピーダ
ンスＺ_inを変化させて、入出力インピーダンスを整合さ
せることができる。

【００７２】更には、周波数の異なる帯域への同調も可
能と成るため、例えば１．５ＧＨｚ帯と１．９ＧＨｚ帯
の同調や、８００ＭＨｚ帯のアナログ・デジタル巻き取
り方式への対応などを一つの回路によって済ますことが
できる。

【００７３】図１６は、図１５のインダクター１４を適
用したパッチ型アンテナを示している。ここでは、セラ
ミック基板１４−６上に、アンテナとなる複数のパッチ
パターン１６−９からなるパッチアレイアンテナ１６を
形成し、各パッチパターン１６−９に対応して、図１５
のインダクター１４Ａをそれぞれ設けている。

【００７４】この様な構成のパッチアレイアンテナ１６
において、各インダクター１４Ａを介して各パッチパタ
ーン１６−９に、位相の揃った信号を入力した場合、各
パッチパターン１６−９から出射される電波の波面は同
相となり、セラミック基板１４−６に対して垂直方向に
指向性を持つことになる。

【００７５】これに対して、例えば、各インダクター１
４Ａの第１コイル１４−２のバイアス電流量を図中左側
から右側への順序で順次変更し、各インダクター１４Ａ
のインピーダンスを順次変更していくと、各パッチパタ
ーン１６−９より出射される電波の位相を変化させるこ
とができ、各パッチパターン１６−９より出射された電
波を相互に干渉させて可変指向性を持たせることができ
る。つまり、各インダクター１４Ａの第１コイル１４−
２のバイアス電流量を制御することによって、電波出射
方向を自由に変えられると言う特徴を持つことになる。
また、パッチアレイアンテナ１６を２分割すれば、同時
に２方向の指向性を与えることもできるし、電波出射方
向を電気的にスキャンすることもでき、追尾機能も与え
ることもできる。

【００７６】なお、ここでは、各パッチパターンを１列
に並設しているが、各パッチパターンを２次元平面上に
適宜に分散して配置したり、各パッチパターンが接触し
ていなければ、立体的に配置しても構わない。

【００７７】（第７実施形態）図１７は、本発明の第７
実施形態のインダクターを示している。第７実施形態の
インダクター１７においては、セラミック基板（図示せ
ず）上に、スパイラル状の第１コイル１７−２をプリン
トする。高透磁率磁性体材料基板１７−１上に、同じく
ミアンダ状に第２コイル１７−３をパターニングし、２
つのコンデンサ１７−５を配置している。２つのコンデ
ンサ１７−５を直列接続し、該各コンデンサ１７−５を
第２コイル１７−３に並列接続している。セラミック基
板と高透磁率磁性体材料基板１７−１を図の如く張り合
わせる。

【００７８】この様に各基板を張り合わせた構成におい
て、第１コイル１７−２にバイアス電流を流すと、磁界
が発生して、磁性体基板１７−１に磁束が誘起され、こ
の磁束により第２コイル１７−３のインダクタンスが変
化する。

【００７９】図１８は、図１７のインダクター１７を適
用した電圧制御型オシレーター回路を示している。

【００８０】この電圧制御型オシレーター回路において
は、第２コイル１７−３に各コンデンサ１７−５が並列
接続され、共振回路を形成している。先に述べた様に、
第１コイル１７−２にバイアス電流を流すと、第２コイ
ル１７−３のインダクタンスが変化するので、上記共振
回路の共振周波数が変化し、これに伴って、該電圧制御
型オシレーター回路の発振周波数も変化する。

【００８１】

【発明の効果】以上の説明から明らかな様に、従来で
は、機械的に高周波回路の特性調整を行っていたのに対
して、本発明では、全く電気的な制御だけによって、イ
ンダクターのインダクタンスを調整することができるの
で、工数を低減することができ、同時に製品の信頼性の
向上につながる。

【００８２】また、本発明では、インダクターのインダ
クタンスを電気的に変えることができ、従来には、無か
った調整可能なコイルを提供することができ、一つの新
しいデバイスを提供することができる。

【００８３】また、本発明のインダクターとコイルから
なる共振回路を構成し、この共振回路を共振回路やフィ
ルターに組み込めば、バイアス電流によって、共振周波
数を調整したり、フィルター特性を調整することが可能
となる。これは、集中定数回路的にも、分布定数回路的
にも、どちらの取り扱いでも問題ない。分布定数回路で
取り扱えるストリップラインにおいて、インピーダンス
の整合を図ることは、高周波回路においては重要な課題
である。本発明のインダクターを整合回路に適用するこ
とで、電気的処理だけによって、インピーダンスの整合
を図ることができ、失敗も防げる。更に、基本構成とし
ては、インダクタンス成分とキャパシタンス成分とを組
み合わせて共振回路を構成すると、共振周波数を変える
ことができる。このことは、見方によれば透過帯域を自
由に制御しているので、取り扱う電気信号の電気長（電
気信号の導体における電気的な長さ）を変えていると言
える。本発明のインダクターをアレイアンテナに利用す
ると、これをアクティブ化することも可能となる。更
に、アンテナの指向性を調整することが可能となる。こ
の様に本発明のインダクターの用途は非常に広い、当然
のことではあるが、容量可変コンデンサーとの併用によ
り、更に回路設計に裕度が出る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施形態のインダクター
を示す斜視図である。

【図２】図２は、本発明の第２実施形態のインダクター
を示す斜視図である。

【図３】図２に示したインダクターとコンデンサーの並
列共振回例を示す回路図である。

【図４】高透磁率材料からなる閉磁気回路の磁界と磁束
密度の関係を示すグラフである。

【図５】図４に示す閉磁気回路の特性曲線の接線の傾き
（微分系）を示すグラフである。

【図６】本発明の第３実施形態のインダクターを構造を
示す断面図である。

【図７】図６のインダクターの等価回路を示す回路図で
ある。

【図８】本発明の第４実施形態のインダクターを示す分
解斜視図である。

【図９】図８のインダクターを適用した並列共振回路を
示す回路図である。

【図１０】図８のインダクターを適用した直列共振回路
を示す回路図である。

【図１１】図８のインダクターを適用した整合回路を示
す回路図である。

【図１２】図８のインダクターを適用した他の整合回路
を示す回路図である。

【図１３】本発明の第５実施形態のインダクターを示す
断面図である。

【図１４】本発明の第６実施形態のインダクターを示す
断面図である。

【図１５】図１４のインダクターを適用したパッチ型ア
ンテナを示す断面図である。

【図１６】図１５のパッチ型アンテナを複数個配列した
状態を示す斜視図である。

【図１７】本発明の第７実施形態のインダクターを示す
斜視図である。

【図１８】図１７のインダクターを適用した電圧制御型
オシレーター回路を示す回路図である。

【図１９】本発明のインダクターの原理を説明するため
に用いた図である。

【符号の説明】

１，２，７，８，１３，１４，１７インダクター１−１，２−１，７−１，８−１，１３−１，１４−
１，１７−１閉磁気回路１−２，２−２，７−２，８−２，１３−２，１４−
２，１７−２第１コイル１−３，２−３，７−３，８−３，１３−３，１４−
３，１７−３第２コイル

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体材料からなる磁気回路と、前記磁気回路に巻き付けられた複数の巻線コイルとを備
えるインダクター。
【請求項２】前記磁気回路は、厚膜磁性体、薄膜磁性
体及びバルク材料のうちの少なくとも１つを用いて形成
される請求項１に記載のインダクター。
【請求項３】前記各巻線コイルのうちの少なくとも１
つにバイアス電流を流すバイアス手段を備える請求項１
に記載のインダクター。
【請求項４】インダクタンス成分を持つ第１素子と、磁性体層を取り巻くバイアスコイルを構成する第２素子
とを備え、前記第２素子のバイアスコイルヘ通電したときに発生す
る電磁界がインダクタンス成分を持つ前記第１素子に届
く様に配置されたインダクター。
【請求項５】インダクタンス成分とキャパシタンス成
分を並列及び直列のいずれかに接続した共振回路におい
て、前記インダクタンス成分として、請求項１に記載のイン
ダクターを適用し、前記インダクタターの各巻線コイルのうちの少なくとも
１つにバイアス電流を流す共振回路。
【請求項６】前記バイアス電流による前記インダクタ
ンス成分の可変と、前記キャパシタンス成分への電圧印
可による該キャパシタンス成分の可変を併用して、共振
周波数を任意に変える請求項５に記載の共振回路。
【請求項７】前記バイアス電流の変更により、複数の
共振周波数を選択的に設定する請求項５に記載の共振回
路。
【請求項８】入力側インピーダンスと出力側インピー
ダンスを整合させるため、該各インピーダンスのうちの
少なくとも一方に、請求項１に記載のインダクターを組
み入れた整合回路。
【請求項９】複数のアンテナ素子を配列したアンテナ
回路において、前記各アンテナ素子に対するそれぞれの入出力回路に、
請求項１に記載のインダクターをそれぞれ組み込んだア
ンテナ回路。
【請求項１０】並列及び直列のいずれかに接続された
インダクタンス成分とキャパシタンス成分を含む発振回
路において、前記インダクタンス成分として、請求項１に記載のイン
ダクターを適用し、前記インダクタターの各巻線コイルのうちの少なくとも
１つにバイアス電流を流す発振回路。