JP2000101380A - 共振回路、フィルタ、送受共用器および通信装置 - Google Patents
共振回路、フィルタ、送受共用器および通信装置Info
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- JP2000101380A JP2000101380A JP10270996A JP27099698A JP2000101380A JP 2000101380 A JP2000101380 A JP 2000101380A JP 10270996 A JP10270996 A JP 10270996A JP 27099698 A JP27099698 A JP 27099698A JP 2000101380 A JP2000101380 A JP 2000101380A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/01—Frequency selective two-port networks
- H03H7/0123—Frequency selective two-port networks comprising distributed impedance elements together with lumped impedance elements
Landscapes
- Transmitters (AREA)
- Circuits Of Receivers In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 全体を大型化せず且つ大きく離れた2つの周
波数帯域に対応した共振回路、フィルタ、送受共用器お
よびそれらを用いた通信装置を提供する。 【解決手段】 両端開放の共振素子Reの一方端と接地
との間にダイオードDおよびコンデンサCを接続し、ダ
イオードDに対する印加電圧によって、オン/オフし、
Dのオン状態で、1/4波長共振器として作用させ、D
のオフ状態で1/2波長共振器として作用させる。
波数帯域に対応した共振回路、フィルタ、送受共用器お
よびそれらを用いた通信装置を提供する。 【解決手段】 両端開放の共振素子Reの一方端と接地
との間にダイオードDおよびコンデンサCを接続し、ダ
イオードDに対する印加電圧によって、オン/オフし、
Dのオン状態で、1/4波長共振器として作用させ、D
のオフ状態で1/2波長共振器として作用させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電圧制御により
周波数特性を変化させるようにした共振回路、フィル
タ、送受共用器および通信装置に関するものである。
周波数特性を変化させるようにした共振回路、フィル
タ、送受共用器および通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】たとえば携帯電話システムにおいて、1
つの携帯電話端末機で2つの携帯電話システムに対応す
る機能を持ったものが実用化されている。代表的なもの
では、GSM(Global System for Mobile)とDCS(Dig
ital Communication System)のデュアルバンドシステム
がある。このような機能をもった携帯電話端末機には2
つの周波数帯域に対応したアンテナ共用器が備えられて
いる。
つの携帯電話端末機で2つの携帯電話システムに対応す
る機能を持ったものが実用化されている。代表的なもの
では、GSM(Global System for Mobile)とDCS(Dig
ital Communication System)のデュアルバンドシステム
がある。このような機能をもった携帯電話端末機には2
つの周波数帯域に対応したアンテナ共用器が備えられて
いる。
【0003】ここで、上記の2つの周波数帯域に対応し
たアンテナ共用器の構成を図19に示す。図19におい
て、GSM送信フィルタとGSM受信フィルタとによっ
てGSMにおけるアンテナ共用器を構成し、DCS送信
フィルタとDCS受信フィルタとによってDCS用のア
ンテナ共用器を構成している。そして、この2つのアン
テナ共用器を伝送線路で位相合成することによって、2
つの周波数帯域に対応したアンテナ共用器を構成してい
る。
たアンテナ共用器の構成を図19に示す。図19におい
て、GSM送信フィルタとGSM受信フィルタとによっ
てGSMにおけるアンテナ共用器を構成し、DCS送信
フィルタとDCS受信フィルタとによってDCS用のア
ンテナ共用器を構成している。そして、この2つのアン
テナ共用器を伝送線路で位相合成することによって、2
つの周波数帯域に対応したアンテナ共用器を構成してい
る。
【0004】一方、共振器や共振器を用いた回路の周波
数特性を変化させるものとして、図20に示すような回
路も一般に用いられている。図20において、Reは一
端を接地し、他端を開放した伝送線路等からなる共振器
であり、コンデンサCとダイオードDから成る回路を共
振器Reに並列に接続している。ダイオードDに印加す
る制御電圧に応じて、ダイオードDがオンすれば、共振
器に対してコンデンサCの容量分が付加されることにな
り、共振器周波数が低下する。逆に、ダイオードDがオ
フすれば、コンデンサCとダイオードDとの静電容量に
よる直列合成容量が共振器に付加される状態となり、共
振周波数が上昇する。したがって、この周波数可変共振
器を複数段設ければ、周波数特性の切替が可能なフィル
タを構成することができる。
数特性を変化させるものとして、図20に示すような回
路も一般に用いられている。図20において、Reは一
端を接地し、他端を開放した伝送線路等からなる共振器
であり、コンデンサCとダイオードDから成る回路を共
振器Reに並列に接続している。ダイオードDに印加す
る制御電圧に応じて、ダイオードDがオンすれば、共振
器に対してコンデンサCの容量分が付加されることにな
り、共振器周波数が低下する。逆に、ダイオードDがオ
フすれば、コンデンサCとダイオードDとの静電容量に
よる直列合成容量が共振器に付加される状態となり、共
振周波数が上昇する。したがって、この周波数可変共振
器を複数段設ければ、周波数特性の切替が可能なフィル
タを構成することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】2つの周波数帯域に対
応するために、図19に示したように、それぞれの周波
数帯域に対応する回路を組み合わせたものでは、2つ分
の回路とその両者の位相合成を行うための移相回路も必
要となり、全体に非常に大型となっていた。
応するために、図19に示したように、それぞれの周波
数帯域に対応する回路を組み合わせたものでは、2つ分
の回路とその両者の位相合成を行うための移相回路も必
要となり、全体に非常に大型となっていた。
【0006】図20に示したように、共振器に付加する
コンデンサ等のリアクタンス素子の変化によって共振周
波数を変化させるようにしたもので、たとえば900M
Hz帯のGSMと1.8GHzのDSCに対応するため
には、周波数可変量が約1GHzとなるようにコンデン
サの値を設定することになる。また、2つの周波数帯域
で同じ結合係数とするために、共振回路のアドミタンス
スロープを最適に合わせる必要がある。しかし、従来技
術では、1/4波長の共振器を用いており、片方を短絡
させていることから、共振回路のアドミタンススロープ
を最適に合わせることは難しかった。そのため、大きく
離れた2つの周波数帯域で共に最適なフィルタ特性を得
ることは困難であった。たとえば図21に示すように、
f1で示す帯域で、通過特性Aおよび反射特性Cが最適
となっても、f2で示す周波数帯域ではBに示すように
通過帯域幅がとれずに、また、Dに示すように反射損失
が大きくなる。
コンデンサ等のリアクタンス素子の変化によって共振周
波数を変化させるようにしたもので、たとえば900M
Hz帯のGSMと1.8GHzのDSCに対応するため
には、周波数可変量が約1GHzとなるようにコンデン
サの値を設定することになる。また、2つの周波数帯域
で同じ結合係数とするために、共振回路のアドミタンス
スロープを最適に合わせる必要がある。しかし、従来技
術では、1/4波長の共振器を用いており、片方を短絡
させていることから、共振回路のアドミタンススロープ
を最適に合わせることは難しかった。そのため、大きく
離れた2つの周波数帯域で共に最適なフィルタ特性を得
ることは困難であった。たとえば図21に示すように、
f1で示す帯域で、通過特性Aおよび反射特性Cが最適
となっても、f2で示す周波数帯域ではBに示すように
通過帯域幅がとれずに、また、Dに示すように反射損失
が大きくなる。
【0007】この発明の目的は、全体を大型化せず且つ
大きく離れた2つの周波数帯域に対応した共振回路、フ
ィルタ、送受共用器およびそれらを用いた通信装置を提
供することにある。
大きく離れた2つの周波数帯域に対応した共振回路、フ
ィルタ、送受共用器およびそれらを用いた通信装置を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、両端が開放
された線路から成る共振素子の一方の開放端とアース間
に少なくとも1つの電圧制御可能なリアクタンス素子を
備え、当該リアクタンス素子に対する制御電圧によって
前記共振素子の共振周波数を変化させるようにする。こ
の構造によれば、上記リアクタンス素子がオフ状態のと
き、両端開放の1/2波長共振器として作用し、上記リ
アクタンス素子がオン状態のとき、一端開放他端短絡の
1/4波長の共振器として作用する。したがって、1つ
の共振素子を用いてリアクタンス素子を電圧制御するこ
とによって、共振素子の共振周波数を切り替えることが
できる。
された線路から成る共振素子の一方の開放端とアース間
に少なくとも1つの電圧制御可能なリアクタンス素子を
備え、当該リアクタンス素子に対する制御電圧によって
前記共振素子の共振周波数を変化させるようにする。こ
の構造によれば、上記リアクタンス素子がオフ状態のと
き、両端開放の1/2波長共振器として作用し、上記リ
アクタンス素子がオン状態のとき、一端開放他端短絡の
1/4波長の共振器として作用する。したがって、1つ
の共振素子を用いてリアクタンス素子を電圧制御するこ
とによって、共振素子の共振周波数を切り替えることが
できる。
【0009】また、この発明では、上記電圧制御可能な
リアクタンス素子に対して、他のリアクタンス素子を並
列または直列に接続する。これにより、電圧制御可能な
リアクタンス素子のオン/オフの状態に応じた共振素子
の共振周波数を上記他のリアクタンス素子によって変え
ることができ、2つの周波数帯域の周波数比が1対2に
限られない。そのため、設計上の自由度が高まる。
リアクタンス素子に対して、他のリアクタンス素子を並
列または直列に接続する。これにより、電圧制御可能な
リアクタンス素子のオン/オフの状態に応じた共振素子
の共振周波数を上記他のリアクタンス素子によって変え
ることができ、2つの周波数帯域の周波数比が1対2に
限られない。そのため、設計上の自由度が高まる。
【0010】また、この発明では、上記共振素子を構成
する線路として、その特性インピーダンスを、一方の開
放端側と他方の開放端側とで異ならせる。
する線路として、その特性インピーダンスを、一方の開
放端側と他方の開放端側とで異ならせる。
【0011】上記共振素子としては、たとえば同軸誘電
体共振器、誘電体ブロックを用いた誘電体共振器、また
はマイクロストリップライン共振器とする。
体共振器、誘電体ブロックを用いた誘電体共振器、また
はマイクロストリップライン共振器とする。
【0012】上記電圧制御可能なリアクタンス素子とし
ては、たとえばPINダイオードまたは電界効果トラン
ジスタとする。
ては、たとえばPINダイオードまたは電界効果トラン
ジスタとする。
【0013】また、この発明では上記共振回路とその共
振回路に結合した信号の入出力を行う回路とによってフ
ィルタを構成する。複数の共振素子同士を結合させる場
合、両端開放の共振素子を用いることにより、共振回路
のアドミタンススロープを最適に合わせることができ、
2つの周波数帯域におけるフィルタ特性を揃えることが
できる。
振回路に結合した信号の入出力を行う回路とによってフ
ィルタを構成する。複数の共振素子同士を結合させる場
合、両端開放の共振素子を用いることにより、共振回路
のアドミタンススロープを最適に合わせることができ、
2つの周波数帯域におけるフィルタ特性を揃えることが
できる。
【0014】また、この発明は送信信号入力ポートと入
出力ポートとの間および受信信号出力ポートと入出力ポ
ートとの間にそれぞれ上記フィルタを設けて、送受共用
器を構成する。
出力ポートとの間および受信信号出力ポートと入出力ポ
ートとの間にそれぞれ上記フィルタを設けて、送受共用
器を構成する。
【0015】さらにこの発明はフィルタまたは送受共用
器を高周波回路部に設けて、通信装置を構成する。
器を高周波回路部に設けて、通信装置を構成する。
【0016】
【発明の実施の形態】この発明の第1の実施形態に係る
共振回路の構成を図1に示す。図1において、Reはそ
れ自体では両端が開放された共振素子であり、一方の端
部と接地との間にPINダイオードDを接続している。
また、共振素子ReとダイオードDとの接続部に対して
RFCで示す高周波遮断回路を接続し、このRFCを介
して制御電圧信号をダイオードDに印加するようにして
いる。
共振回路の構成を図1に示す。図1において、Reはそ
れ自体では両端が開放された共振素子であり、一方の端
部と接地との間にPINダイオードDを接続している。
また、共振素子ReとダイオードDとの接続部に対して
RFCで示す高周波遮断回路を接続し、このRFCを介
して制御電圧信号をダイオードDに印加するようにして
いる。
【0017】図1において、制御端子CNTに0Vまた
は負電圧を印加した場合、ダイオードDはオフ状態とな
り、ハイインピーダンスになるので、図1の(B)のよ
うにダイオードDのオフ時の容量成分が接続されるのみ
となり、共振素子Reは両端開放の1/2波長共振器と
して作用する。このときの共振器周波数はf2となり、
挿入損失は図2の(B)に示すような特性となる。
は負電圧を印加した場合、ダイオードDはオフ状態とな
り、ハイインピーダンスになるので、図1の(B)のよ
うにダイオードDのオフ時の容量成分が接続されるのみ
となり、共振素子Reは両端開放の1/2波長共振器と
して作用する。このときの共振器周波数はf2となり、
挿入損失は図2の(B)に示すような特性となる。
【0018】図1に示した制御端子CNTに正電圧を印
加した場合、Dがオンし、図1の(C)に示すように、
共振素子Reの一方端が低インピーダンスで接地され
て、1/4波長共振器として作用する。このときの共振
器周波数はf1となり、挿入損失は図2の(A)に示す
ような特性となる。
加した場合、Dがオンし、図1の(C)に示すように、
共振素子Reの一方端が低インピーダンスで接地され
て、1/4波長共振器として作用する。このときの共振
器周波数はf1となり、挿入損失は図2の(A)に示す
ような特性となる。
【0019】次に第2の実施形態に係る共振回路を図3
に示す。図3の(A)において、CはダイオードDに対
して並列に接続したコンデンサであり、その他の構成は
図1に示したものと同様である。図4は図3のダイオー
ドDがオン/オフした時の共振素子Reの共振周波数の
変化を示している。破線は上記コンデンサCを設けない
場合、実線はコンデンサCを設けた場合である。このよ
うにダイオードDがオフして1/2波長共振器として作
用するとき、コンデンサCの影響により共振周波数がf
2からf2′へ低下する。ダイオードDがオン状態であ
れば、図3の(C)に示すようになり、コンデンサCに
よる影響は殆どない。そのため、図4に示すように共振
周波数f1とf1′には殆ど差がない。この関係を利用
して、付加するコンデンサCの容量によって、ダイオー
ドのオン・オフによる共振周波数の変化幅を適宜設定で
きるようになる。
に示す。図3の(A)において、CはダイオードDに対
して並列に接続したコンデンサであり、その他の構成は
図1に示したものと同様である。図4は図3のダイオー
ドDがオン/オフした時の共振素子Reの共振周波数の
変化を示している。破線は上記コンデンサCを設けない
場合、実線はコンデンサCを設けた場合である。このよ
うにダイオードDがオフして1/2波長共振器として作
用するとき、コンデンサCの影響により共振周波数がf
2からf2′へ低下する。ダイオードDがオン状態であ
れば、図3の(C)に示すようになり、コンデンサCに
よる影響は殆どない。そのため、図4に示すように共振
周波数f1とf1′には殆ど差がない。この関係を利用
して、付加するコンデンサCの容量によって、ダイオー
ドのオン・オフによる共振周波数の変化幅を適宜設定で
きるようになる。
【0020】次に第3の実施形態に係る共振回路を図5
に示す。この例では、図5の(A)に示すように、共振
素子Reの一方端とダイオードDとの間にコンデンサC
を直列に接続している。これにより、ダイオードDがオ
フのとき、(B)のように共振素子Reは両端開放の1
/2波長共振器として作用し、コンデンサCは共振周波
数に殆ど影響を与えない。ダイオードDがオン状態で
は、図5の(C)に示すように、共振素子Reの一方端
がコンデンサCを介して低インピーダンスで接地される
ため、1/4波長共振器として作用するが、共振素子R
eの容量成分が減少するため、純粋な1/4波長共振器
の場合より共振周波数は高くなる。
に示す。この例では、図5の(A)に示すように、共振
素子Reの一方端とダイオードDとの間にコンデンサC
を直列に接続している。これにより、ダイオードDがオ
フのとき、(B)のように共振素子Reは両端開放の1
/2波長共振器として作用し、コンデンサCは共振周波
数に殆ど影響を与えない。ダイオードDがオン状態で
は、図5の(C)に示すように、共振素子Reの一方端
がコンデンサCを介して低インピーダンスで接地される
ため、1/4波長共振器として作用するが、共振素子R
eの容量成分が減少するため、純粋な1/4波長共振器
の場合より共振周波数は高くなる。
【0021】図6は第4の実施形態に係る共振回路であ
り、(A)に示すように、共振器Reの一方端とダイオ
ードDとの間にインダクタンス素子Lを挿入している。
この場合、ダイオードDがオフすれば、(B)に示す状
態となって、インダクタンス素子Lは共振周波数に殆ど
影響を与えない。ダイオードDがオン状態では、図6の
(C)に示すように、共振素子Reの一方端がインダク
タンス素子Lを介して低インピーダンスで接地されるた
め、1/4波長共振器として作用するが、共振素子Re
の容量成分が減少するため、純粋な1/4波長共振器の
場合より共振周波数は低くなる。
り、(A)に示すように、共振器Reの一方端とダイオ
ードDとの間にインダクタンス素子Lを挿入している。
この場合、ダイオードDがオフすれば、(B)に示す状
態となって、インダクタンス素子Lは共振周波数に殆ど
影響を与えない。ダイオードDがオン状態では、図6の
(C)に示すように、共振素子Reの一方端がインダク
タンス素子Lを介して低インピーダンスで接地されるた
め、1/4波長共振器として作用するが、共振素子Re
の容量成分が減少するため、純粋な1/4波長共振器の
場合より共振周波数は低くなる。
【0022】以上に示した例では電圧制御可能なリアク
タンス素子として、ダイオードを用いたが、図7に示す
ようにFETを用いてもよい。この場合、共振素子Re
の一方端と接地との間にFETのドレインとソースを接
続し、ゲートに制御電圧を印加するように回路を構成す
ればよい。FETのオン/オフによる共振動作の変化は
ダイオードの場合と同様である。
タンス素子として、ダイオードを用いたが、図7に示す
ようにFETを用いてもよい。この場合、共振素子Re
の一方端と接地との間にFETのドレインとソースを接
続し、ゲートに制御電圧を印加するように回路を構成す
ればよい。FETのオン/オフによる共振動作の変化は
ダイオードの場合と同様である。
【0023】次に第6の実施形態に係る帯域阻止フィル
タの構成例を図8に示す。図8の(A)に示す例では、
2つの共振素子Reの一方端と接地との間にダイオード
DおよびコンデンサCを接続し、このダイオードDに対
して制御電圧を印加するインダクタンス素子Lf、コン
デンサCfおよび抵抗Rfから成る高周波遮断回路(R
FC)を設けている。また、共振素子Reの他方端と接
地との間にコンデンサCa,Cbを接続するとともに、
共振器間をインダクタンス素子Labを介して接続して
いる。図8の(B)は(A)におけるダイオードDをF
ETに置き換えたものである。
タの構成例を図8に示す。図8の(A)に示す例では、
2つの共振素子Reの一方端と接地との間にダイオード
DおよびコンデンサCを接続し、このダイオードDに対
して制御電圧を印加するインダクタンス素子Lf、コン
デンサCfおよび抵抗Rfから成る高周波遮断回路(R
FC)を設けている。また、共振素子Reの他方端と接
地との間にコンデンサCa,Cbを接続するとともに、
共振器間をインダクタンス素子Labを介して接続して
いる。図8の(B)は(A)におけるダイオードDをF
ETに置き換えたものである。
【0024】図9は図8に示したフィルタの減衰特性を
示している。図8に示したダイオードDまたはFETが
オフ状態であれば、共振素子Reの共振器周波数はf2
となって、f2に減衰域が生じる。ダイオードDまたは
FETがオン状態となれば、共振素子Reの共振周波数
はf1となり、f1に減衰域が生じる。これにより制御
電圧によって2つの周波数帯に対応する帯域阻止フィル
タとして用いることができる。
示している。図8に示したダイオードDまたはFETが
オフ状態であれば、共振素子Reの共振器周波数はf2
となって、f2に減衰域が生じる。ダイオードDまたは
FETがオン状態となれば、共振素子Reの共振周波数
はf1となり、f1に減衰域が生じる。これにより制御
電圧によって2つの周波数帯に対応する帯域阻止フィル
タとして用いることができる。
【0025】図10は第7の実施形態に係るフィルタの
回路図である。図10の(A)に示す例では、各共振素
子Reの一方端と接地との間にダイオードDおよびコン
デンサCを接続し、隣接する共振素子の他方端同士をコ
ンデンサCabで接続している。また、それぞれコンデ
ンサCeを介して入力端子INおよび出力端子OUTを
設けている。この構成により帯域通過フィルタ回路を構
成する。図10の(B)は(A)におけるダイオードD
をFETに置き替えたものである。
回路図である。図10の(A)に示す例では、各共振素
子Reの一方端と接地との間にダイオードDおよびコン
デンサCを接続し、隣接する共振素子の他方端同士をコ
ンデンサCabで接続している。また、それぞれコンデ
ンサCeを介して入力端子INおよび出力端子OUTを
設けている。この構成により帯域通過フィルタ回路を構
成する。図10の(B)は(A)におけるダイオードD
をFETに置き替えたものである。
【0026】図11は図10に示したフィルタの通過特
性を示す図である。上記ダイオードDまたはFETが全
てオフ状態であれば、各共振素子の周波数はf2となっ
て、f2を中心周波数とする所定帯域を通過する特性が
得られる。また、上記ダイオードDまたはFETが全て
オン状態であれば、各共振素子の周波数はf1となっ
て、f1を中心周波数とする所定帯域を通過する特性が
得られる。
性を示す図である。上記ダイオードDまたはFETが全
てオフ状態であれば、各共振素子の周波数はf2となっ
て、f2を中心周波数とする所定帯域を通過する特性が
得られる。また、上記ダイオードDまたはFETが全て
オン状態であれば、各共振素子の周波数はf1となっ
て、f1を中心周波数とする所定帯域を通過する特性が
得られる。
【0027】上記共振素子の幾つかの構成例を図12〜
図16を参照して順に説明する。図12は同軸誘電体共
振器を用いた例であり、円筒状の誘電体1の内導体形成
孔の内面に内導体3を形成し、外面に外導体4を形成し
ている。両端面は開放端としている。この内導体形成孔
には端子11を挿入し、その端部を基板上に設けた電極
12に半田付けなどにより接続している。また、基板上
の電極12と接地電極13との間にダイオードDを実装
している。なお、ダイオードDに対して制御電圧を印加
する回路部分は図では省略している。
図16を参照して順に説明する。図12は同軸誘電体共
振器を用いた例であり、円筒状の誘電体1の内導体形成
孔の内面に内導体3を形成し、外面に外導体4を形成し
ている。両端面は開放端としている。この内導体形成孔
には端子11を挿入し、その端部を基板上に設けた電極
12に半田付けなどにより接続している。また、基板上
の電極12と接地電極13との間にダイオードDを実装
している。なお、ダイオードDに対して制御電圧を印加
する回路部分は図では省略している。
【0028】図13は上記同軸誘電体共振器の断面構造
とダイオードの接続位置関係について示している。この
例では、内導体形成孔2をその軸方向で内径をステップ
状に異ならせて、内導体3の特性インピーダンスを一方
の開放端側と他方の開放端側とで異ならせている。
(A)の例では、内径の狭い側の端部にダイオードDを
接続し、(B)の例では、内径の広い側の端部にダイオ
ードDを接続している。いずれの場合でも、ダイオード
Dがオン状態のとき、内径の広い側が開放、内径の狭い
側が短絡となるので、1/4波長共振器として動作する
が、開放端側の内径を短絡端側の内径より広くした場
合、内径が一定(ストレート孔)である場合に比べて共
振器長が短くできる。言い換えれば、ストレート孔の場
合に比べて、共振周波数は低下する。そのため、ダイオ
ードDのオン/オフによって、共振周波数を2倍以上に
変化させることができる。逆に、図13の(B)に示す
ように、ダイオードDがオン状態のとき、内径の狭い側
が開放、内径の広い側が短絡となって1/4波長共振器
として動作するので、ストレート孔の場合に比べて、共
振周波数は上昇する。そのため、ダイオードDのオン/
オフによって、共振周波数を2倍までの範囲で変化させ
ることができる。
とダイオードの接続位置関係について示している。この
例では、内導体形成孔2をその軸方向で内径をステップ
状に異ならせて、内導体3の特性インピーダンスを一方
の開放端側と他方の開放端側とで異ならせている。
(A)の例では、内径の狭い側の端部にダイオードDを
接続し、(B)の例では、内径の広い側の端部にダイオ
ードDを接続している。いずれの場合でも、ダイオード
Dがオン状態のとき、内径の広い側が開放、内径の狭い
側が短絡となるので、1/4波長共振器として動作する
が、開放端側の内径を短絡端側の内径より広くした場
合、内径が一定(ストレート孔)である場合に比べて共
振器長が短くできる。言い換えれば、ストレート孔の場
合に比べて、共振周波数は低下する。そのため、ダイオ
ードDのオン/オフによって、共振周波数を2倍以上に
変化させることができる。逆に、図13の(B)に示す
ように、ダイオードDがオン状態のとき、内径の狭い側
が開放、内径の広い側が短絡となって1/4波長共振器
として動作するので、ストレート孔の場合に比べて、共
振周波数は上昇する。そのため、ダイオードDのオン/
オフによって、共振周波数を2倍までの範囲で変化させ
ることができる。
【0029】このように内導体形成孔をステップ孔とし
た同軸誘電体共振器を用いることによって、1/2波長
共振器と1/4波長共振器の周波数間隔設定の自由度が
得られる。
た同軸誘電体共振器を用いることによって、1/2波長
共振器と1/4波長共振器の周波数間隔設定の自由度が
得られる。
【0030】図14は誘電体ブロックを用いた例であ
り、直方体状の誘電体ブロック10に3つの内導体形成
孔2a,2b,2cを設けていて、その内面に内導体を
形成し、外面の四面に外導体4を形成している。誘電体
ブロック10の一方の端面には(A)に示すように、内
導体から延びる電極5a,5b,5cを形成している。
また、誘電体ブロック10の外面には、端子電極6,7
を形成している。図14の(B)は(A)における状態
から誘電体ブロックを裏返した、実装状態での斜視図で
ある。内導体形成孔には端子11a,11b,11cを
それぞれ挿入していて、これらの端子の端部を基板上の
電極12a,12b,12cにそれぞれ半田付けなどに
より接続している。基板上の電極12a,12b,12
cと接地電極13a,13b,13cとの間にはダイオ
ードDa,Db,Dcをそれぞれ実装している。
り、直方体状の誘電体ブロック10に3つの内導体形成
孔2a,2b,2cを設けていて、その内面に内導体を
形成し、外面の四面に外導体4を形成している。誘電体
ブロック10の一方の端面には(A)に示すように、内
導体から延びる電極5a,5b,5cを形成している。
また、誘電体ブロック10の外面には、端子電極6,7
を形成している。図14の(B)は(A)における状態
から誘電体ブロックを裏返した、実装状態での斜視図で
ある。内導体形成孔には端子11a,11b,11cを
それぞれ挿入していて、これらの端子の端部を基板上の
電極12a,12b,12cにそれぞれ半田付けなどに
より接続している。基板上の電極12a,12b,12
cと接地電極13a,13b,13cとの間にはダイオ
ードDa,Db,Dcをそれぞれ実装している。
【0031】図14に示した構造では、内導体と外導体
による3つの共振素子は電極5a,5b,5cにより生
じる静電容量により順次結合し、内導体形成孔2aの内
面の内導体と端子電極6とが容量結合し、内導体形成孔
2cの内面の内導体と端子電極7とが容量結合する。こ
れにより図10の(A)に示した回路構成の帯域通過フ
ィルタが得られる。但し、図14においては、ダイオー
ドに並列接続するコンデンサや制御電圧印加のための回
路は省略している。
による3つの共振素子は電極5a,5b,5cにより生
じる静電容量により順次結合し、内導体形成孔2aの内
面の内導体と端子電極6とが容量結合し、内導体形成孔
2cの内面の内導体と端子電極7とが容量結合する。こ
れにより図10の(A)に示した回路構成の帯域通過フ
ィルタが得られる。但し、図14においては、ダイオー
ドに並列接続するコンデンサや制御電圧印加のための回
路は省略している。
【0032】図15は誘電体ブロック内部の構造とダイ
オードDの接続位置との関係を示す図である。このよう
に誘電体ブロックを用いる場合も、内導体形成孔2a,
2b,2cをステップ孔とし、どちらの開放端側にダイ
オードを接続するかによって、ダイオードDa,Db,
Dcのオン/オフによる共振周波数の変化幅を定めるこ
とができる。すなわち1/2波長共振器と1/4波長共
振器の周波数間隔設定の自由度が得られる。しかも共振
回路のアドミタンススロープの自由度が広がるため、2
つの周波数帯域で略同一の結合係数を得ることができ、
その2つの周波数帯域におけるフィルタ特性を揃えるこ
とができる。
オードDの接続位置との関係を示す図である。このよう
に誘電体ブロックを用いる場合も、内導体形成孔2a,
2b,2cをステップ孔とし、どちらの開放端側にダイ
オードを接続するかによって、ダイオードDa,Db,
Dcのオン/オフによる共振周波数の変化幅を定めるこ
とができる。すなわち1/2波長共振器と1/4波長共
振器の周波数間隔設定の自由度が得られる。しかも共振
回路のアドミタンススロープの自由度が広がるため、2
つの周波数帯域で略同一の結合係数を得ることができ、
その2つの周波数帯域におけるフィルタ特性を揃えるこ
とができる。
【0033】図16はマイクロストリップライン共振器
により構成した例である。図16において14a,14
bがマイクロストリップライン共振器であり、その途中
で線路幅を変化させている。これにより、線路の特性イ
ンピーダンスを、一方の開放端側と他方の開放端側とで
異ならせている。一方の開放端にはダイオードDおよび
コンデンサCを接地電極13との間に接続している。他
方の開放端にはコンデンサCa,Cbおよびインダクタ
ンス素子Labから成る回路を構成している。このフィ
ルタの等価回路は図8の(A)に示したものと等しい。
により構成した例である。図16において14a,14
bがマイクロストリップライン共振器であり、その途中
で線路幅を変化させている。これにより、線路の特性イ
ンピーダンスを、一方の開放端側と他方の開放端側とで
異ならせている。一方の開放端にはダイオードDおよび
コンデンサCを接地電極13との間に接続している。他
方の開放端にはコンデンサCa,Cbおよびインダクタ
ンス素子Labから成る回路を構成している。このフィ
ルタの等価回路は図8の(A)に示したものと等しい。
【0034】次に送受共用器の例を図17に示す。図に
おける送信フィルタは図8に示した帯域阻止形フィルタ
を構成し、受信周波数帯域を阻止する。また、受信フィ
ルタは図10に示した帯域通過形フィルタを構成し、受
信周波数帯域を通過させる。図中の移相回路は共通のア
ンテナ端子ANTを用いて、送信信号と受信信号が互い
に干渉を与えない位相関係となるように位相調整を行
う。CNT−TX端子には送信フィルタの周波数帯域を
切り替えるための制御電圧信号を入力し、CNT−RX
端子には受信フィルタの周波数帯域を切り替えるための
制御電圧信号を入力する。両者を同時に切り替える場合
には、上記2つの端子を共通の端子として取り出しても
よい。
おける送信フィルタは図8に示した帯域阻止形フィルタ
を構成し、受信周波数帯域を阻止する。また、受信フィ
ルタは図10に示した帯域通過形フィルタを構成し、受
信周波数帯域を通過させる。図中の移相回路は共通のア
ンテナ端子ANTを用いて、送信信号と受信信号が互い
に干渉を与えない位相関係となるように位相調整を行
う。CNT−TX端子には送信フィルタの周波数帯域を
切り替えるための制御電圧信号を入力し、CNT−RX
端子には受信フィルタの周波数帯域を切り替えるための
制御電圧信号を入力する。両者を同時に切り替える場合
には、上記2つの端子を共通の端子として取り出しても
よい。
【0035】次に上記誘電体フィルタまたはデュプレク
サを用いた通信装置の構成を図18を参照して説明す
る。同図においてANTは送受信アンテナ、DPXはデ
ュプレクサ、BPFa,BPFb,BPFcはそれぞれ
帯域通過フィルタ、AMPa,AMPbはそれぞれ増幅
回路、MIXa,MIXbはそれぞれミキサ、OSCは
オシレータ、DIVは分周器(シンセサイザー)であ
る。MIXaはDIVから出力される周波数信号を変調
信号で変調し、BPFaは送信周波数の帯域のみを通過
させ、AMPaはこれを電力増幅してDPXを介しAN
Tより送信する。BPFbはDPXから出力される信号
のうち受信周波数帯域のみを通過させ、AMPbはそれ
を増幅する。MIXbはBPFcより出力される周波数
信号と受信信号とをミキシングして中間周波信号IFを
出力する。
サを用いた通信装置の構成を図18を参照して説明す
る。同図においてANTは送受信アンテナ、DPXはデ
ュプレクサ、BPFa,BPFb,BPFcはそれぞれ
帯域通過フィルタ、AMPa,AMPbはそれぞれ増幅
回路、MIXa,MIXbはそれぞれミキサ、OSCは
オシレータ、DIVは分周器(シンセサイザー)であ
る。MIXaはDIVから出力される周波数信号を変調
信号で変調し、BPFaは送信周波数の帯域のみを通過
させ、AMPaはこれを電力増幅してDPXを介しAN
Tより送信する。BPFbはDPXから出力される信号
のうち受信周波数帯域のみを通過させ、AMPbはそれ
を増幅する。MIXbはBPFcより出力される周波数
信号と受信信号とをミキシングして中間周波信号IFを
出力する。
【0036】図18に示したデュプレクサDPX部分は
図17に示した構造のデュプレクサを用いることができ
る。また帯域通過フィルタBPFa,BPFb,BPF
cは図10に示した構造の誘電体フィルタを用いること
ができる。このようにして全体に小型の通信装置を構成
することができる。
図17に示した構造のデュプレクサを用いることができ
る。また帯域通過フィルタBPFa,BPFb,BPF
cは図10に示した構造の誘電体フィルタを用いること
ができる。このようにして全体に小型の通信装置を構成
することができる。
【0037】
【発明の効果】請求項1〜7に係る発明によれば、1つ
の共振素子を用いながらリアクタンス素子を電圧制御す
ることによって、共振素子の共振周波数を切り替えるこ
とができ、小型化を図ることができる。
の共振素子を用いながらリアクタンス素子を電圧制御す
ることによって、共振素子の共振周波数を切り替えるこ
とができ、小型化を図ることができる。
【0038】特に請求項2に係る発明によれば、電圧制
御可能なリアクタンス素子のオン/オフの状態に応じた
共振素子の共振周波数を上記他のリアクタンス素子によ
って変えることができ、2つの周波数帯域の周波数比が
1対2に限られず、設計上の自由度が高まる。
御可能なリアクタンス素子のオン/オフの状態に応じた
共振素子の共振周波数を上記他のリアクタンス素子によ
って変えることができ、2つの周波数帯域の周波数比が
1対2に限られず、設計上の自由度が高まる。
【0039】請求項8に係る発明によれば、共振回路の
アドミタンススロープを最適に合わせることができ、2
つの周波数帯域におけるフィルタ特性を揃えることがで
きる。
アドミタンススロープを最適に合わせることができ、2
つの周波数帯域におけるフィルタ特性を揃えることがで
きる。
【0040】また、請求項9に係る発明によれば、用い
る周波数帯域毎に送受共用器を構成する必要がなく、ま
た、2つの送受共用器を位相合成するための移相回路も
不要となり、全体に大幅に小型化できる。
る周波数帯域毎に送受共用器を構成する必要がなく、ま
た、2つの送受共用器を位相合成するための移相回路も
不要となり、全体に大幅に小型化できる。
【0041】請求項10に係る発明によれば、より小型
の通信装置が得られる。
の通信装置が得られる。
【図1】第1の実施形態に係る共振回路とその動作状態
を示す図
を示す図
【図2】同共振回路の特性変化の例を示す図
【図3】第2の実施形態に係る共振回路とその動作状態
を示す図
を示す図
【図4】同共振回路の特性変化の例を示す図
【図5】第3の実施形態に係る共振回路とその動作状態
を示す図
を示す図
【図6】第4の実施形態に係る共振回路とその動作状態
を示す図
を示す図
【図7】第5の実施形態に係る共振回路とその動作状態
を示す図
を示す図
【図8】第6の実施形態に係るフィルタの構成を示す図
【図9】同フィルタの減衰特性の変化を示す図
【図10】第7の実施形態に係るフィルタの構成を示す
図
図
【図11】同フィルタの通過特性の変化を示す図
【図12】第8の実施形態に係る同軸誘電体共振器を用
いた共振回路の主要部の斜視図
いた共振回路の主要部の斜視図
【図13】第9の実施形態に係る同軸誘電体共振器の断
面構造とダイオードの接続位置の関係を示す図
面構造とダイオードの接続位置の関係を示す図
【図14】第10の実施形態に係る誘電体ブロックを用
いた共振回路の主要部の斜視図
いた共振回路の主要部の斜視図
【図15】第11の実施形態に係る誘電体ブロックの断
面構造とダイオードの接続位置の関係を示す図
面構造とダイオードの接続位置の関係を示す図
【図16】第12の実施形態に係るマイクロストリップ
ライン共振器を用いた共振回路の主要部の斜視図
ライン共振器を用いた共振回路の主要部の斜視図
【図17】第13の実施形態に係る送受共用器の構成を
示す図
示す図
【図18】第14の実施形態に係る通信装置の構成を示
すブロック図
すブロック図
【図19】従来のアンテナ共用器の構成を示す図
【図20】従来技術による共振周波数可変共振回路の構
成を示す図
成を示す図
【図21】同共振回路の特性を示す図
1−誘電体 2−内導体形成孔 3−内導体 4−外導体 5−電極 6,7−端子電極 10−誘電体ブロック 11−端子 12−電極 13−接地電極 14−マイクロストリップライン共振器 D−ダイオードD RFC−高周波遮断回路 Re−共振器 CNT−制御端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 1/16 H04B 1/16 A Fターム(参考) 5J006 HA03 HA04 HA11 HA12 HA14 HA15 HA34 HB03 HB12 HB17 HB21 JA01 JA31 KA02 KA11 KA23 KA24 LA11 LA21 MA07 MA12 NA04 NB07 NC02 NC03 5J024 AA03 AA10 BA02 CA01 CA08 CA09 CA17 CA20 DA05 DA28 DA29 DA35 FA03 KA02 KA03 5K060 CC04 CC12 DD04 EE05 HH11 JJ02 JJ03 JJ04 JJ07 JJ20 LL15 5K061 AA01 BB12 CC08 CD08 JJ04 JJ09 JJ11 JJ14
Claims (11)
- 【請求項1】 両端が開放された線路から成る共振素子
の一方の開放端とアース間に少なくとも1つの電圧制御
可能なリアクタンス素子を備え、当該リアクタンス素子
に対する制御電圧によって前記共振素子の共振周波数を
変化させるようにした共振回路。 - 【請求項2】 前記電圧制御可能なリアクタンス素子に
他のリアクタンス素子を並列または直列に接続した請求
項1に記載の共振回路。 - 【請求項3】 前記線路の特性インピーダンスを、前記
一方の開放端側と他方の開放端側とで異ならせた請求項
1または2に記載の共振回路。 - 【請求項4】 前記共振素子を同軸誘電体共振器とした
請求項1、2または3に記載の共振回路。 - 【請求項5】 前記共振素子を、誘電体ブロックの内部
に内導体、外部に外導体を形成して成る誘電体共振器と
した請求項1、2または3に記載の共振回路。 - 【請求項6】 前記共振素子をマイクロストリップライ
ン共振器とした請求項1、2または3に記載の共振回
路。 - 【請求項7】 前記電圧制御可能なリアクタンス素子を
PINダイオードとした請求項1〜6のうちいずれかに
記載の共振回路。 - 【請求項8】 前記電圧制御可能なリアクタンス素子を
電界効果トランジスタとした請求項1〜6のうちいずれ
かに記載の共振回路。 - 【請求項9】 請求項1〜8のうちいずれかに記載の共
振回路と、当該共振回路に結合して信号の入出力を行う
回路を備えたフィルタ。 - 【請求項10】 請求項9に記載のフィルタを送信信号
入力ポートと入出力ポートとの間および受信信号出力ポ
ートと前記入出力ポートとの間にそれぞれ設けて成る送
受共用器。 - 【請求項11】 請求項9に記載のフィルタまたは請求
項10に記載の送受共用器を高周波回路部に設けて成る
通信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10270996A JP2000101380A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 共振回路、フィルタ、送受共用器および通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10270996A JP2000101380A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 共振回路、フィルタ、送受共用器および通信装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000101380A true JP2000101380A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17493959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10270996A Pending JP2000101380A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 共振回路、フィルタ、送受共用器および通信装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000101380A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6472953B1 (en) * | 1999-03-10 | 2002-10-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Band switching filter using a surface acoustic wave resonator and an antenna duplexer using the same |
JP2004502375A (ja) * | 2000-06-26 | 2004-01-22 | トムソン ライセンシング ソシエテ アノニム | マイクロ波信号トランシーバーの自己適応型周波数帯域フィルター装置 |
JP2005253059A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-09-15 | Ntt Docomo Inc | 可変共振器及び可変移相器 |
JP2006262349A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Taiyo Yuden Co Ltd | 共振回路、フィルタ回路、多層基板並びに回路モジュール |
JP2007134781A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Ntt Docomo Inc | 可変共振器 |
JP2008219748A (ja) * | 2007-03-07 | 2008-09-18 | Murata Mfg Co Ltd | 減衰特性可変フィルタ |
US8665038B2 (en) * | 2008-02-15 | 2014-03-04 | Stmicroelectronics S.A. | Bulk acoustic wave resonator filter being digitally reconfigurable, with process |
JP2016046587A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 株式会社東芝 | 切替装置、送受信装置、及びアンテナ装置 |
JP2016046588A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 株式会社東芝 | フィルタ装置、受信装置、送信装置、アンテナ装置、及び切替装置 |
CN113014220A (zh) * | 2019-12-18 | 2021-06-22 | 深圳市大富科技股份有限公司 | 一种通信设备及其滤波器 |
-
1998
- 1998-09-25 JP JP10270996A patent/JP2000101380A/ja active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016046587A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 株式会社東芝 | 切替装置、送受信装置、及びアンテナ装置 |
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CN113014220A (zh) * | 2019-12-18 | 2021-06-22 | 深圳市大富科技股份有限公司 | 一种通信设备及其滤波器 |
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