CN107112971B - 可变滤波电路、rf前端电路、以及通信装置 - Google Patents

可变滤波电路、rf前端电路、以及通信装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能对通频带的带宽以及中心频率进行控制、能在通频带附近的频带中得到陡峭的衰减特性、并能对可变电抗器部的总数进行抑制的可变滤波电路。可变滤波电路(10)包括：在第1输入输出端(P1)与第2输入输出端(P2)之间串联连接的电感器(Ls1)以及电容器(Cs1)；以及在其两端部与接地连接端之间串联连接的谐振器(Re_p1、Re_p2、Re_p3、Re_p4)以及可变电容器(Cc1、Cc2、Cc3、Cc4)。

Description

可变滤波电路、RF前端电路、以及通信装置
技术领域
本发明涉及通过特性可变的可变滤波电路、使用了该可变滤波电路的RF前端电路、以及使用该RF前端电路的通信装置。
背景技术
一直以来，提出有带通滤波型的可变滤波电路(例如参照专利文献1。)。现有的可变滤波电路具有多个谐振器交替串并联连接而成的梯形结构。各谐振器与2个可变电容器并联及串联连接，通过调整可变电容器，从而能对通频带的频率以及带宽进行控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2009-130831
发明内容
发明所要解决的技术问题
现有的可变滤波电路中，难以利用可变电容器来对通频带的高频侧、低频侧附近的频率中的衰减特性进行急剧调整。因此，在要应用可变滤波电路的某个通信信号的通信频带为与其他的通信信号的通信频带相邻的规格的情况下，即使使可变滤波电路的通频带与所希望的通信频带一致，也存在无法在与所希望的通信频带相邻的其他通信频带中确保所需的衰减特性的情况。
此外，现有的可变滤波电路中，对于各谐振器连接2个可变电容器从而使通频带的频率、带宽可变，因此在设置n个谐振器的情况下需要2×n个可变电容器，可变电容器的总数容易变多。因此，因可变电容器而导致电路尺寸的大型化、以及可变电容器的控制复杂化等。
因此，本发明的目的在于提供一种即使减少可变电容器的总数也能使通频带的频率、带宽可变，并在通频带的高频侧及低频侧附近的频率中容易地实现陡峭的衰减特性的可变滤波电路、RF前端电路、以及通信装置。
解决技术问题的技术方案
本发明所涉及的可变滤波电路包括：在第1输入输出端与第2输入输出端之间串联连接的多个电抗元件；连接在所述多个电抗元件各自的两端部与接地连接端之间、并具有谐振特性的多个谐振部；以及在所述电抗元件的端部与接地连接端之间与所述谐振部串联连接、且电抗可变的可变电抗器部，所述多个电抗元件包含在规定频带中起到容性电抗的作用的容性元件、以及在规定频带中起到感性电抗的作用的感性元件。
该结构中，能利用π型电路来构成高通滤波器，该π型电路由容性元件以及与其两端部相连接的谐振部构成。该π型电路中，通过适当地调整容性元件的电抗，从而能在通频带的低频侧附近的频带中得到陡峭的衰减特性。在可变电抗器部包含于该π型电路的情况下，通过控制可变电抗器部从而能对通频带的低频侧截止频率进行调整。此外，能利用π型电路来构成低通滤波器，该π型电路由感性元件以及与其端部相连接的谐振部构成。该π型电路中，通过适当地调整感性元件的电抗，从而能在通频带的高频侧附近的频带中得到陡峭的衰减特性。在可变电抗器部包含于该π型电路的情况下，通过控制可变电抗器部从而能对通频带的高频侧截止频率进行调整。由此，能在通频带的高频侧附近的频带与低频侧附近的频带中得到陡峭的衰减特性，并能对通频带的带宽以及中心频率进行控制。能将可变电抗器部的总数抑制为最多与谐振部为相同数量，并能抑制电路尺寸的大型化以及控制系统的复杂化。
优选本发明所涉及的可变滤波电路还包含相对于所述谐振部串联或并联连接的电感器。若以这种方式将电感器连接于谐振部，则能在阻抗特性上使谐振点与反谐振点之间的频率间隔变宽。由此，能使利用可变电抗器部进行控制的截止频率的可变范围变宽。
在本发明所涉及的可变滤波电路中，所述谐振部也可以构成为包含多个谐振器、以及从所述多个谐振器中选择任意一个并进行连接的谐振器选择部。在该情况下，通过预先使与各谐振器相对应的通信频带不同，从而能使可变滤波电路与多个通信频带相对应。通过设置谐振器选择部，从而能相对于多个谐振器共用可变电抗器部。因此，能抑制可变电抗器部的总数，并能抑制电路尺寸的大型化以及可变电抗器部的控制的复杂化。
优选本发明所涉及的可变滤波电路还具备连接在所述感性元件与所述容性元件之间的匹配电路。
该结构中，能遍及极宽的频带而在低通滤波器与高通滤波器之间取得匹配。
本发明所涉及的可变滤波电路还可以包括相对于所述谐振部并联连接的电抗器部、以及对所述电抗器部的连接状态进行切换的连接切换部。
该结构中，利用连接切换部进行切换从而能使频率特性进一步变化。
优选本发明所涉及的RF前端电路包括上述滤波电路、设置于所述滤波电路的一端侧的天线连接端、以及设置于所述滤波电路的另一端侧的信号处理电路连接端。
优选本发明所涉及的通信装置包括上述RF前端电路、与所述天线连接端相连接的天线、以及与所述信号处理电路连接端相连接的信号处理电路。
发明效果
根据本发明，通过对包含容性元件的高通滤波器与包含感性元件的低通滤波器进行组合从而能构成带通滤波器，通过对可变电抗器部进行控制，从而能在通频带的低频侧附近的频带、高频侧附近的频带中得到陡峭的衰减特性，并能对通频带的带宽以及中心频率进行控制。能将可变电抗器部的总数抑制为最为与谐振部为相同数量，并能抑制电路尺寸的大型化与控制系统的复杂化。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的可变滤波电路的电路图。
图2是说明实施方式1所涉及的串联臂的电抗元件的功能的特性图。
图3是说明实施方式1所涉及的并联臂的电抗元件的功能的特性图。
图4是说明实施方式1所涉及的可变电容器的功能的特性图。
图5是实施方式2所涉及的可变滤波电路的电路图。
图6是说明实施方式2所涉及的开关的功能的特性图。
图7是实施方式3所涉及的可变滤波电路的电路图。
图8是说明实施方式3所涉及的并联臂的电抗元件的功能的特性图。
图9是实施方式4所涉及的可变滤波电路的电路图。
图10是变形例所涉及的可变滤波电路的电路图。
图11是实施方式5所涉及的通信装置以及RF前端电路的电路图。
具体实施方式
以下，参照附图例举出多个具体的示例，示出用于实施本发明的多个方式。在各图中，对同一部位标注相同标号。各实施方式仅为例示，当然不同的实施方式中所示的结构可以进行部分置换或者组合。
《实施方式1》
图1是示出本发明实施方式1所涉及的可变滤波电路10的电路图。
可变滤波电路10包括：端口P1、P2、P3；串联臂11、12、13；以及并联臂14、15、16、17。
端口P1是可变滤波电路10的第1输入输出端。端口P2是可变滤波电路10的第2输入输出端。端口P3是可变滤波电路10的接地连接端。
串联臂11的一端与端口P1相连接，另一端与串联臂12相连接。串联臂12的一端与串联臂11相连接，另一端与串联臂13相连接。串联臂13的一端与串联臂12相连接，另一端与端口P2相连接。即，串联臂11、串联臂12、及串联臂13串联连接在端口P1与端口P2之间。
并联臂14的一端连接至端口P1与串联臂11的连接点，另一端与端口P3相连接。并联臂15的一端连接至串联臂11与串联臂12的连接点，另一端与端口P3相连接。并联臂16的一端连接至串联臂12与串联臂13的连接点，另一端与端口P3相连接。并联臂17的一端连接至串联臂13与端口P2的连接点，另一端与端口P3相连接。
由此，串联臂11与并联臂14、15构成了第1π型电路LPF。此外，串联臂13与并联臂16、17构成了第2π型电路HPF。
串联臂11具备电感器Ls1。电感器Ls1相当于感性元件。串联臂12具备匹配电路18。匹配电路18使第1π型电路LPF与第2π型电路HPF阻抗匹配。串联臂13具备电容器Cs1。电容器Cs1相当于容性元件。电感器Ls1、匹配电路18、及电容器Cs1串联连接在端口P1与端口P2之间。
另外，作为感性元件，只要在所设定的通频带中具有感性电抗，则也可以使用其他的电路或元件。例如，谐振器在谐振点与反谐振点之间的频带中具有感性电抗，因此也可以使用具有如下频率特性的谐振器，即：所设定的通频带成为谐振点与反谐振点之间的频带。此外，作为容性元件，只要在所设定的通频带中具有容性电抗，则也可以使用其他的电路或元件。例如，谐振器在从谐振点与反谐振点之间的频带偏离的频带中具有容性电抗，因此也可以使用具有如下频率特性的谐振器，即：所设定的通频带从谐振点与反谐振点之间的频带偏离。
并联臂14包括谐振器Re_p1、电感器Lp1、以及可变电容器Cc1。可变电容器Cc1的一端连接至端口P1与电感器Ls1的连接点，另一端与电感器Lp1相连接。电感器Lp1的一端与可变电容器Cc1相连接，另一端与谐振器Re_p1相连接。谐振器Re_p1的一端与电感器Lp1相连接，另一端与端口P3相连接。即，谐振器Re_p1、电感器Lp1、以及可变电容器Cc1串联连接在电感器Ls1的一端与端口P3之间。
并联臂15包括谐振器Re_p2、电感器Lp2、以及可变电容器Cc2。可变电容器Cc2的一端连接至电感器Ls1与匹配电路18的连接点，另一端与电感器Lp2相连接。电感器Lp2的一端与可变电容器Cc2相连接，另一端与谐振器Re_p2相连接。谐振器Re_p2的一端与电感器Lp2相连接，另一端与端口P3相连接。即，谐振器Re_p2、电感器Lp2、以及可变电容器Cc2串联连接在电感器Ls1的另一端与端口P3之间。
并联臂16包括谐振器Re_p3、电感器Lp3、以及可变电容器Cc3。可变电容器Cc3的一端连接至匹配电路18与电容器Cs1的连接点，另一端与电感器Lp3相连接。电感器Lp3的一端与可变电容器Cc3相连接，另一端与谐振器Re_p3相连接。谐振器Re_p3的一端与电感器Lp3相连接，另一端与端口P3相连接。即，谐振器Re_p3、电感器Lp3、以及可变电容器Cc3串联连接在电容器Cs1的一端与端口P3之间。
并联臂17包括谐振器Re_p4、电感器Lp4、以及可变电容器Cc4。可变电容器Cc4的一端连接至电容器Cs1与端口P2的连接点，另一端与电感器Lp4相连接。电感器Lp4的一端与可变电容器Cc4相连接，另一端与谐振器Re_p4相连接。谐振器Re_p4的一端与电感器Lp4相连接，另一端与端口P3相连接。即，谐振器Re_p4、电感器Lp4、以及可变电容器Cc4串联连接在电容器Cs1的另一端与端口P3之间。
设置于各并联臂14、15、16、17的谐振器Re_p1、Re_p2、Re_p3、Re_p4分别相当于谐振部。另外，作为谐振部，可以使用SAW谐振器或BAW谐振器这样的压电谐振器、电介质同轴谐振器、或LC谐振电路等。此外，设置于各并联臂17的可变电容器Cc1、Cc2、Cc3、Cc4分别相当于可变电抗器部。另外，作为可变电抗器部，也可以使用具有可变电感器的电路、元件。此外，能根据可变滤波电路10所要求的通过特性，来对电感器Ls1、电容器Cs1、以及电感器Lp1、Lp2、Lp3、Lp4的元件、特性进行适当的设定。
此处，对第1π型电路LPF以及第2π型电路HPF中的串联臂的电抗元件(电容器Cs1以及电感器Ls1)的概要功能进行说明。以下的说明中，设谐振器Re_p1与谐振器Re_p2具有相同的谐振特性，并设谐振器Re_p3与谐振器Re_p4具有相同的谐振特性。
图2中的(A)是谐振器与电抗元件的连接电路中的阻抗特性图。图2中的(A)中的实线示出了电感器Ls1与谐振器Re_p1或与谐振器Re_p2的连接电路中的阻抗特性Im1。此外，图2中的(A)中的虚线示出了电容器Cs1与谐振器Re_p3或与谐振器Re_p4的连接电路中的阻抗特性Im2。
若将电感器Ls1连接于谐振器，则通过适当调整电感器Ls1，如阻抗特性Im1所示，能在谐振点Mfr的低频侧生成反谐振点Sfa。另一方面，若将电容器Cs1连接于谐振器，则通过适当调整电容器Cs1，如阻抗特性Im2所示，能在谐振点Mfr的高频侧生成反谐振点Mfa。
图2中的(B)是示出省略了可变电容器Cc1、Cc2、Cc3、Cc4以及电感器Lp1、Lp2、Lp3、Lp4时的第1π型电路LPF以及第2π型电路HPF的通过特性的通过特性图。图2中的(B)中的实线示出了第1π型电路LPF中的通过特性IL1。此外，图2中的(B)中的虚线示出了第2π型电路HPF中的通过特性IL2。
第1π型电路LPF的通过特性IL1具有通频带、以及通频带的高频侧的衰减极，从通频带到高频侧的衰减极为止的衰减具有陡峭的特性(低通型)。另一方面，第2π型电路HPF的通过特性IL2具有通频带、以及通频带的低频侧的衰减极，从通频带到低频侧的衰减极为止的衰减具有陡峭的特性(高通型)。
由此，根据设置于串联臂11、12的电抗元件是具有容性电抗的元件、还是具有感性电抗的元件，从而决定π型电路的通过特性是高通型、还是低通型。因此，可变滤波电路10中，通过将高通型的第2π型电路HPF中的衰减极设定在低于低通型的第1π型电路LPF中的衰减极的频率中，从而作为整体能得到高通型的通过特性。图2中的(C)是例示出将高通型的第2π型电路HPF中的谐振点Mfr设定在低于低通型的第1π型电路LPF中的谐振点Mfr的频率中而得的高通型的、可变滤波电路10的通过特性的图。
接着，对第1π型电路LPF以及第2π型电路HPF中的电感器Lp1、Lp2、Lp3、Lp4的概要功能进行说明。
图3是电感器Lp1与谐振器Re_p1的连接电路中的阻抗特性图。图3中的虚线为谐振器Re_p1单体的阻抗特性Im1A。此外，图3中的实线为电感器Lp1与谐振器Re_p1的连接电路中的阻抗特性Im2A。
如图3所示，若比较设置了电感器Lp1的谐振器Re_p1的阻抗特性Im2A、与省略了电感器Lp1的谐振器Re_p1的阻抗特性Im1A，则虽然反谐振点Mfa相同，但阻抗特性Im2A的谐振点Mfr相比于阻抗特性Im1A中的谐振点Mfr朝着更低频侧移动。
由此，电感器Lp1具有在阻抗特性中使谐振器Re_p1的谐振点Mfr朝着更低频侧移动、并使谐振点Mfr与反谐振点Mfa之间的频率间隔变宽的功能。电感器Lp2、Lp3、Lp4也同样地具有在阻抗特性中使谐振器Re_p2、Re_p3、Re_p4的谐振点Mfr朝着更低频侧移动、并使谐振点Mfr与反谐振点Mfa之间的频率间隔变宽的功能。
接着，对第1π型电路LPF以及第2π型电路HPF中的可变电容器Cc1、Cc2、Cc3、Cc4的概要功能进行说明。
图4中的(A)是可变电容器Cc1、电感器Lp1、谐振器Re_p1的连接电路中的阻抗特性图。图4中的(A)中以实线示出的阻抗特性Im2D、Im3D、Im4D设定为使可变电容器Cc1的电容以记载的顺序变小。
阻抗特性Im2D、Im3D、Im4D中，虽然反谐振点Mfa的频率相同，但可变电容器Cc1的电容越小，则谐振点Mfr的频率越接近反谐振点Mfa、并位于更高频侧。
图4中的(B)是第1π型电路LPF的通过特性图。图4中的(B)中以实线示出的通过特性IL2D、IL3D、IL4D设定为使可变电容器Cc1、Cc2的电容以记载的顺序变小。通过特性IL2D、IL3D、IL4D中，随着可变电容器Cc1、Cc2的电容变小，通频带的高频侧的截止频率朝着高频侧移动。
其中，即使将可变电容器Cc1、Cc2的电容控制为变得极小，也无法将第1π型电路LPF的截止频率调整为超过规定的频率而位于高频侧。这是由于在阻抗特性中，无法将谐振点Mfr的频率调整为超过反谐振点Mfa的频率而位于高频侧，通频带的截止频率的可变范围被限制在没有可变电容器Cc1、Cc2时的谐振点Mfr与反谐振点Mfa之间的频带。因此，如图3中所说明的那样，通过将谐振器Re_p1与电感器Lp1串联连接、将谐振器Re_p2与电感器Lp2串联连接来使谐振点Mfr与反谐振点Mfa之间的频带宽频带化，从而能使通频带的截止频率的可变范围宽频带化。
如上所述，在第1π型电路LPF中，可变电容器Cc1、Cc2具有使谐振器Re_p1、Re_p2的谐振点Mfr、通频带的高频侧的截止频率朝着更高频侧移动的功能。另外，在第2π型电路HPF中，也同样产生如上所述的阻抗特性以及通过特性的变化。即，在第2π型电路HPF中，随着可变电容器Cc3、Cc4的电容变小，通频带的低频侧的截止频率也朝着高频侧移动，且在第2π型电路HPF中，可变电容器Cc3、Cc4也具有使谐振器Re_p3、Re_p4的谐振点Mfr、通频带的低频侧的截止频率朝着更高频侧移动的功能。
因此，在作为可变滤波电路10整体而得到高通型的通过特性的情况下，能通过调整可变电容器Cc1、Cc2来控制通频带的高频侧的截止频率，此外，能通过调整可变电容器Cc3、Cc4来控制通频带的低频侧的截止频率。图4中的(C)是例示出通过调整可变电容器Cc1、Cc2来控制通频带的高频侧的截止频率时的、通过特性的变化的图。如图4中的(C)所示，能通过调整可变电容器Cc1、Cc2来控制通频带的高频侧的截止频率，由此，能对通频带的带宽、中心频率进行控制。此外，在通过调整可变电容器Cc3、Cc4来控制通频带的低频侧的截止频率的情况下也相同，通过控制通频带的低频侧的截止频率，从而能对通频带的带宽、中心频率进行控制。
如上述所说明的那样，本实施方式所涉及的可变滤波电路10中，通过分别控制可变电容器Cc1、Cc2、Cc3、Cc4，从而能对通频带的高频侧以及低频侧的截止频率带进行调整，并能对通频带的带宽和中心频率进行控制。此外，通过设置电容器Cs1、电感器Ls1，与现有结构相比，能设为在通频带的低频侧附近的频带或高频侧附近的频带中提高了衰减特性的陡峭度的状态。此外，在设置电感器Lp1、Lp2、Lp3、Lp4、并扩大了截止频率的可变范围的状态下，能通过控制可变电容器Cc1、Cc2、Cc3、Cc4，从而对通频带的低频侧以及高频侧的截止频率进行调整。
即使以这样的自由地控制通过特性的方式来构成可变滤波电路，只要在各并联臂14、15、16、17中设置与谐振器相同数量的1个可变电容器即可，从而能抑制可变电容器的总数。因此，能抑制作为可变滤波电路10整体的尺寸的大型化、以及可变电容器的控制的复杂化。
另外，本实施方式中，示出了在第1π型电路LPF与第2π型电路HPF中分别设置可变电容器的示例，然而也可以仅在其中一个π型电路中设置可变电容器。此外，示出了在各π型电路的每个并联臂中各设置1个、共计设置2个可变电容器的示例，然而也可以仅在其中一个并联臂中设置可变电容器。此外，示出了对于各谐振器串联连接1个电感器的示例，然而可以构成为并非对于所有的谐振器、而是仅对几个谐振器连接电感器，也可以构成为所有的谐振器都不连接电感器。此外，即使直接连接各π型电路，在能确保匹配的情况下，也并非一定要设置匹配电路。
《实施方式2》
图5是示出本发明实施方式2所涉及的可变滤波电路10A的电路图。以下的说明中，以将可变滤波电路10A应用于分割为多个频带较窄的信道的通信频带的情况为例进行说明。
可变滤波电路10A包括：端口P1、P2、P3；串联臂11、12、13；以及并联臂14A、15A、16A、17A。
并联臂14A包括可变电容器Cc1、电感器Lp1、开关SW1、以及多个谐振器Re_p1。开关SW1具有从多个谐振器Re_p1中选择任意一个谐振器，并将其连接至并联臂14A的功能。并联臂15A包括可变电容器Cc2、电感器Lp2、开关SW2、以及多个谐振器Re_p2。开关SW2具有从多个谐振器Re_p2中选择任意一个谐振器，并将其连接至并联臂15A的功能。多个谐振器Re_p1与多个谐振器Re_p2中，多个谐振器Re_p1、Re_p2的谐振点Mfr分别对应于从低频侧到高频侧划分出的多个通信频带各自的高频侧附近的频带。
此外，并联臂16A包括可变电容器Cc3、电感器Lp3、开关SW3、以及多个谐振器Re_p3。开关SW3具有从多个谐振器Re_p3中选择任意一个谐振器，并将其连接至并联臂16A的功能。并联臂17A包括可变电容器Cc4、电感器Lp4、开关SW4、以及多个谐振器Re_p4。开关SW4具有从多个谐振器Re_p4中选择任意一个谐振器，并将其连接至并联臂17A的功能。多个谐振器Re_p3与多个谐振器Re_p4中，多个谐振器Re_p3、Re_p4的谐振点Mfr分别对应于从低频侧到高频侧划分出的多个通信频带各自的低频侧附近的频带。
开关SW1、SW2、SW3、SW4相当于谐振器选择部。
图6中的(A)是说明该可变滤波电路10A的开关SW1、SW2的功能的示意图。
以下的说明中，在第1π型电路LPF中，假设利用开关SW1、SW2来进行连接的切换的多个谐振器Re_p1、Re_p2分别包含彼此谐振特性不同的谐振器Re11、Re12。此外，在第2π型电路HPF中，假设利用开关SW3、SW4来进行连接的切换的多个谐振器Re_p3、Re_p4分别包含彼此谐振特性不同的谐振器Re21、Re22。此外，假设与可变滤波电路10A相对应的通信频带包含信道CH1、CH2、CH3、CH4。信道CH1、CH2、CH3、CH4以该记载的顺序从低频侧到高频侧相邻地被划分为通信频带。
在将可变滤波电路10A控制为仅以信道CH1为通频带时，利用开关SW1、SW2选择谐振器Re11，并与可变电容器Cc1、Cc2相连接。通过调整可变电容器Cc1、Cc2，从而使可变滤波电路10A的高频侧截止频率与信道CH1的高频侧的规定的边界频率一致。此外，利用开关SW3、SW4选择谐振器Re21，并与可变电容器Cc3、Cc4相连接。通过调整可变电容器Cc3、Cc4，从而使可变滤波电路10A的低频侧截止频率与信道CH1的低频侧的规定的边界频率一致。由此，可变滤波电路10A成为仅以信道CH1为通频带的滤波电路。
在将可变滤波电路10A控制为仅以信道CH2为通频带时，与将信道CH1设为通频带的情况相同，利用开关SW1、SW2选择谐振器Re11，并利用开关SW3、SW4选择谐振器Re21。通过调整可变电容器Cc1、Cc2以及可变电容器Cc3、Cc4，从而使可变滤波电路10A的通频带与信道CH2一致。
此外，在将可变滤波电路10A控制为仅以信道CH3为通频带时，利用开关SW1、SW2选择谐振器Re12，调整可变电容器Cc1、Cc2，从而使可变滤波电路10A的高频侧截止频率与信道CH3的高频侧的边界频率一致。此外，利用开关SW3、SW4选择谐振器Re22，调整可变电容器Cc3、Cc4，从而使可变滤波电路10A的低频侧截止频率与信道CH3的低频侧的边界频率一致。由此，可变滤波电路10A成为仅以信道CH3为通频带的滤波电路。
在将可变滤波电路10A控制为仅以信道CH4为通频带时，与将信道CH3设为通频带的情况相同，利用开关SW1、SW2选择谐振器Re12，并利用开关SW3、SW4选择谐振器Re22。通过调整可变电容器Cc1、Cc2以及可变电容器Cc3、Cc4，从而使可变滤波电路10A的通频带与信道CH4一致。
图6中的(B)是例示出可变滤波电路10A的开关SW1、SW2、SW3、SW4的切换所引起的通过特性的变化的通过特性图。此处，通过切换开关SW1、SW2、SW3、SW4、以及调整可变电容器Cc1、Cc2、Cc3、Cc4，从而将可变滤波电路的通频带变更为与相邻的3个信道一致。图6中的(B)所示的实线与位于较低频率的信道CHa一致，图6中的(B)所示的短划线与相邻于信道CHa的高频侧的信道CHb一致，且图6中的(B)所示的虚线与相邻于信道CHb的高频侧的信道CHc一致。
无论在哪种情况下，在可变滤波电路10A中，通过切换开关SW1、SW2、SW3、SW4、以及调整可变电容器Cc1、Cc2、Cc3、Cc4，从而能使通频带与所希望的信道一致，并能在与该信道相邻的信道中得到陡峭的衰减特性。
如上述所说明的那样，通过像本实施方式所涉及的可变滤波电路那样，构成为能对多个谐振器的连接进行切换，从而通过切换开关、调整可变电容器，能在宽频带中对通频带细致地进行调整。此外，能在与通频带相邻的高频侧附近的频带以及低频侧附近的频带中得到陡峭的衰减特性。另外，在本实施方式中，示出了通过切换开关从而在宽频带中对通频带进行调整，并调整可变电容器从而对通频带的带宽以及中心频率进行精细的设定的情况，然而，相反地，也可以通过调整可变电容器从而在宽频带中对通频带进行调整，并通过切换开关从而对通频带的带宽以及中心频率进行精细的设定。
《实施方式3》
图7是示出本发明实施方式3所涉及的可变滤波电路10B的电路图。
可变滤波电路10B包括：端口P1、P2、P3；串联臂11、12、13；以及并联臂14B、15B、16B、17B。
并联臂14B包括可变电容器Cc1、谐振器Re_p1、以及电感器Lq1。电感器Lq1的一端连接至可变电容器Cc1与谐振器Re_p1的连接点，另一端与端口P3相连接。并联臂15B包括可变电容器Cc2、谐振器Re_p2、以及电感器Lq2。电感器Lq2的一端连接至可变电容器Cc2与谐振器Re_p2的连接点，另一端与端口P3相连接。并联臂16B包括可变电容器Cc3、谐振器Re_p3、以及电感器Lq3。电感器Lq3的一端连接至可变电容器Cc3与谐振器Re_p3的连接点，另一端与端口P3相连接。并联臂17B包括可变电容器Cc4、谐振器Re_p4、以及电感器Lq4。电感器Lq4的一端连接至可变电容器Cc4与谐振器Re_p4的连接点，另一端与端口P3相连接。
电感器Lq1、Lq2、Lq3、Lq4具有与实施方式1所示的电感器Lp1、Lp2、Lp3、Lp4类似的功能。
图8是电感器Lq1与谐振器Re_p1的连接电路中的阻抗特性图。图8中的虚线为谐振器Re_p1单体的阻抗特性Im1B。此外，图8中的实线为电感器Lq1与谐振器Re_p1的连接电路中的阻抗特性Im2B。
如图8所示，若比较设置了电感器Lq1的谐振器Re_p1的阻抗特性Im2B、与省略了电感器Lq1的谐振器Re_p1的阻抗特性Im1B，则虽然谐振点Mfr相同，但阻抗特性Im2B的反谐振点Mfa相比于阻抗特性Im1B中的反谐振点Mfa而朝着更高频侧移动。
由此，电感器Lq1具有在阻抗特性中使谐振器Re_p1的反谐振点Mfa朝着更高频侧移动、并使谐振点Mfr与反谐振点Mfa之间的频率间隔变宽的功能。电感器Lq2、Lq3、Lq4也同样地具有在阻抗特性中使谐振器Re_p2、Re_p3、Re_p4的反谐振点Mfa朝着更高频侧移动、并使谐振点Mfr与反谐振点Mfa之间的频率间隔变宽的功能。因此，通过对于谐振器Re_p1、Re_p2、Re_p3、Re_p4并联连接电感器Lq1、Lq2、Lq3、Lq4来使谐振点Mfr与反谐振点Mfa之间的频带宽频带化，从而也可以使能通过调整可变电容器Cc1、Cc2、Cc3、Cc4来进行控制的、通频带的截止频率的可变范围宽频带化。
《实施方式4》
图9是示出本发明实施方式4所涉及的可变滤波电路10C的电路图。
可变滤波电路10C从第1实施方式所涉及的电路结构中省略了匹配电路，并共用下述并联臂，即：位于第1π型电路LPF中的与第2π型电路HPF相连接一侧的并联臂、以及位于第2π型电路HPF中的与第1π型电路LPF相连接一侧的并联臂。
即，可变滤波电路10C包括：端口P1、P2、P3；串联臂11、13；以及并联臂14、17、19C。并联臂19C包括可变电容器Cc5、谐振器Re_p5、以及电感器Lp5。该结构中，通过共用并联臂，从而能减少谐振器与可变电容器的数量，因此能进一步抑制作为可变滤波电路10C整体的尺寸的大型化、以及可变电容器的控制的复杂化。
《变形例》
图10中的(A)是示出本发明的变形例1所涉及的可变滤波电路10D的电路图。
可变滤波电路10D构成为在各并联臂中设置有与谐振器Re_p1、Re_p2、Re_p3、Re_p4串联连接的电感器Lp1、Lp2、Lp3、Lp4，以及与谐振器Re_p1、Re_p2、Re_p3、Re_p4并联连接的电感器Lq1、Lq2、Lq3、Lq4。
如上所述，电感器Lp1、Lp2、Lp3、Lp4具有在阻抗特性上使谐振器Re_p1、Re_p2、Re_p3、Re_p4的谐振点Mfr朝着低频侧移动的功能。此外，电感器Lq1、Lq2、Lq3、Lq4具有在阻抗特性上使谐振器Re_p1、Re_p2、Re_p3、Re_p4的反谐振点Mfa朝着高频侧移动的功能。因此，通过设置电感器Lp1、Lp2、Lp3、Lp4以及电感器Lq1、Lq2、Lq3、Lq4，从而能使阻抗特性上的谐振点Mfr与反谐振Mfa之间的频带进一步宽频带化，并能使通过调整可变电容器Cc1、Cc2、Cc3、Cc4来进行调整的通频带的高频侧以及低频侧的截止频率的可调整范围进一步宽频带化。
图10中的(B)是示出本发明的变形例2所涉及的可变滤波电路10E的电路图。
可变滤波电路10E构成为在各并联臂中设置有与谐振器Re_p1、Re_p2、Re_p3、Re_p4串联连接的电感器Lp1、Lp2、Lp3、Lp4，与谐振器Re_p1、Re_p2、Re_p3、Re_p4并联连接的电感器Lq1、Lq2、Lq3、Lq4，以及对并联连接的电感器Lq1、Lq2、Lq3、Lq4的连接状态进行导通或断开的开关SW。开关SW相当于连接切换部。此外，在该情况下，电感器Lq1、Lq2、Lq3、Lq4相当于电抗器部。
若以这样的方式设置开关SW，则通过控制开关SW从而也能使可变滤波电路10E的频率特性变化，并提高能利用滤波电路10E来进行设定的频率特性的自由度。另外，此处，示出了采用电感器作为通过控制开关SW从而对连接进行切换的电路元件的示例，然而也可以设置电感器以外的其他电路元件，例如设置电容器等，并控制开关SW从而对连接进行切换。
《实施方式5》
图11是示出本发明实施方式5所涉及的通信装置100以及RF前端电路50的电路图。
通信装置100包括天线ANT、RF前端电路50、高频电路RFIC、以及基带电路BBIC。天线ANT在此处收发兼用，并与RF前端电路50所具有的天线连接端Pant相连接。高频电路RFIC连接至RF前端电路50所具有的发送信号端(信号处理电路连接端)Ptx和接收信号端(信号处理电路连接端)Prx，生成发送信号并将其输出至RF前端电路50，且对从RF前端电路50输入的接收信号进行解调。基带电路BBIC经由高频电路RFIC与RF前端电路50相连接，并对基带信号进行处理。高频电路RFIC以及基带电路BBIC相当于本实施方式中的信号处理电路。
RF前端电路50包括实施方式1所示的可变滤波电路10、分波电路51、低噪声放大器LNA、以及功率放大器PA。可变滤波电路10在此处被利用为天线调谐器，具有对发送接收信号的通信频带(通信信道)进行选择的功能。另外，也可以采用实施方式2至实施方式4所涉及的可变滤波电路来代替实施方式1所涉及的可变滤波电路10。
分波电路51为双工器、共用器、循环器、复合开关(switchplexer)等单独或复合电路，为了防止接收信号影响发送信号端Ptx侧、发送信号影响接收信号端Prx侧，具有对发送信号与接收信号进行分波的功能。低噪声放大器LNA具有对接收信号进行放大的功能。功率声放大器PA具有对发送信号进行放大的功能。
由此，能构成本发明的通信装置100以及RF前端电路50。本发明的可变滤波电路10不仅能对通频带的带宽以及截止频率进行控制，还能提高通频带的低频侧或/及高频侧附近的频率中的衰减性·陡峭度，因此适用于多个通信频带(通信信道)相邻存在且切换上述通信信道来进行利用的通信系统。
能如以上各实施方式或变形例所说明的那样实施本发明。另外，只要是符合权利要求书所记载的结构，即使是上述各实施方式或变形例所示的结构以外的任意结构，也能实施本发明。例如，对于实施方式3、变形例1、以及变形例2所示的电路结构，也能应用实施方式2所示的对多个谐振器的连接进行切换的结构。
标号说明
Re_p1、Re_p2、Re_p3、Re_p4、Re_p5 谐振器
Cc1、Cc2、Cc3、Cc4、Cc5 可变电容器
Cs1 电容器
Ls1、Lp1、Lp2、Lp3、Lp4、Lp5、Lq1、Lq2、Lq3、Lq4 电感器
LPF、HPF π型电路
10、10A、10B、10C、10D、10E 可变滤波电路
11、12、13 串联臂
14、15、16、17、14A、15A、16A、17A、14B、15B、16B、17B、19C 并联臂
18 匹配电路
50 RF前端电路
100 通信装置

Claims (7)

1.一种可变滤波电路，作为带通滤波器，包含π型高通滤波电路和π型低通滤波电路，所述可变滤波电路的特征在于，包括：
多个电抗元件，该多个电抗元件在第1输入输出端与第2输入输出端之间串联连接；
多个谐振部，该多个谐振部连接在所述多个电抗元件各自的两端部与接地连接端之间，并具有谐振特性；以及
可变电抗器部，该可变电抗器部与所述谐振部串联连接于所述电抗元件的端部与接地连接端之间，且电抗可变，
所述多个电抗元件包含在规定频带中起到容性电抗的作用的容性元件、以及在规定频带中起到感性电抗的作用的感性元件，
所述π型高通滤波电路具有所述容性元件以及与其两端部相连接的所述谐振部，
所述π型低通滤波电路具有所述感性元件以及与其端部相连接的所述谐振部，
所述π型高通滤波电路的衰减极设定为比所述π型低通滤波电路的衰减极要低的频率。
2.如权利要求1所述的可变滤波电路，其特征在于，
还包含相对于所述谐振部串联或并联连接的电感器。
3.如权利要求1或2所述的可变滤波电路，其特征在于，
所述谐振部包含多个谐振器、以及从所述多个谐振器中选择任意一个并进行连接的谐振器选择部。
4.如权利要求1或2所述的可变滤波电路，其特征在于，
还具备连接在所述感性元件与所述容性元件之间的匹配电路。
5.如权利要求1或2所述的可变滤波电路，其特征在于，
还包括相对于所述谐振部并联连接的电抗器部、以及对所述电抗器部的连接状态进行切换的连接切换部。
6.一种RF前端电路，其特征在于，包括：
如权利要求1至5的任一项所述的可变滤波电路；
设置于所述滤波电路的一端侧的天线连接端；以及
设置于所述滤波电路的另一端侧的信号处理电路连接端。
7.一种通信装置，其特征在于，包括：
如权利要求6所述的RF前端电路；
与所述天线连接端相连接的天线；以及
与所述信号处理电路连接端相连接的信号处理电路。
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