JP2001230602A - Variable filter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は無線装置に使用する
フィルタに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter used for a radio device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来は、IEEE MTT−S Dig
est 1999、pp-1235−1238に記載されたものが
知られている。図7にマイクロマシーン技術を用いた可
変バンドパスフィルタを示す。フィルタの特性はインダ
クタ82,83、結合度M、および85から88の可変
容量の容量値で決定される。2. Description of the Related Art Conventionally, IEEE MTT-S Dig
est 1999, pp-1235-1238 are known. FIG. 7 shows a variable bandpass filter using the micro machine technology. The characteristics of the filter are determined by the inductors 82 and 83, the coupling degree M, and the capacitance values of the variable capacitors 85 to 88.
【0003】可変容量85〜88はマイクロマシーン技
術によりシリコン基板上に形成された微小のカンチレバ
ーで構成された平行平板で、片側の平板には直流電圧8
9,90が印加され、もう片側は接地されており、2つ
の平行平板間には静電気力が加わっている。The variable capacitors 85 to 88 are parallel flat plates composed of minute cantilevers formed on a silicon substrate by a micro-machine technology.
9, 90 are applied, the other side is grounded, and an electrostatic force is applied between the two parallel flat plates.
【0004】このとき加わる静電気力は直流電圧89,
90の値により変化するので、平行平板の間隔が可変と
なる。容量値は2つの平行平板の間隔で決まるため、直
流電位89,90を変化させることで、任意の容量値を
得ることができる。容量が変化すればフィルタの特性も
変化する。直流電圧89,90を0Vから65Vに変化さ
せた際のフィルタの特性を図8に示す。このように通過
帯域の中心周波数が26.6GHzから25.5GHzに変化してい
る。The electrostatic force applied at this time is a DC voltage 89,
Since the distance varies depending on the value of 90, the interval between the parallel plates becomes variable. Since the capacitance value is determined by the interval between the two parallel plates, an arbitrary capacitance value can be obtained by changing the DC potentials 89 and 90. If the capacitance changes, the characteristics of the filter also change. FIG. 8 shows the characteristics of the filter when the DC voltages 89 and 90 are changed from 0V to 65V. Thus, the center frequency of the passband changes from 26.6 GHz to 25.5 GHz.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィル
タを構成する素子のうち容量だけを変化させているた
め、フィルタの応答性を保ちながらフィルタの通過帯域
の中心周波数を変化させるには限界がある。このために
はインダクタ値と結合度Mも変化させなければならない
が、マイクロマシーン技術を用いてインダクタ値や結合
度Mを可変とすることは極めて困難である。このため広
い周波数領域に渡って周波数応答性を保ちながらフィル
タの中心周波数を変化させることは困難である。さらに
容量値のみを変化させる上記構成では通過帯域幅を変化
させることもできない。However, since only the capacitance of the elements constituting the filter is changed, there is a limit in changing the center frequency of the pass band of the filter while maintaining the responsiveness of the filter. For this purpose, the inductor value and the coupling degree M must also be changed, but it is extremely difficult to change the inductor value and the coupling degree M using a micromachine technology. For this reason, it is difficult to change the center frequency of the filter while maintaining the frequency response over a wide frequency range. Further, in the above configuration in which only the capacitance value is changed, the pass bandwidth cannot be changed.
【0006】本発明では誘電率が任意に変化させられる
誘電体材料上にフィルタを形成し、誘電率を変化させ管
内波長λgを変化させることでフィルタの周波数応答性
を保ちながらフィルタの中心周波数などが変化する可変
フィルタを実現することを目的とする。In the present invention, a filter is formed on a dielectric material whose permittivity can be changed arbitrarily, and the center frequency of the filter is maintained while changing the permittivity to change the guide wavelength λg while maintaining the frequency response of the filter. It is an object of the present invention to realize a variable filter that varies.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】誘電率を任意に変化でき
る誘電体材料で形成された誘電体基板と、制御信号に基
づいて前記誘電体基板に物理的変化を加える制御機構
と、前記誘電体基板上に形成されたフィルタと、前記フ
ィルタに信号を入出力するための端子とで構成されたも
のである。A dielectric substrate formed of a dielectric material capable of arbitrarily changing a dielectric constant, a control mechanism for making a physical change to the dielectric substrate based on a control signal, It comprises a filter formed on a substrate and terminals for inputting and outputting signals to and from the filter.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明の請求項一に記載の発明
は、誘電率を任意に変化できる誘電体材料で形成された
誘電体基板と、制御信号に基づいて前記誘電体基板に物
理的変化を加える制御機構と、前記誘電体基板上に形成
されたフィルタと、前記フィルタに信号を入出力するた
めの端子とで構成されるフィルタにおいて、誘電体基板
の誘電率を外部からの制御信号に基づてい所望の値に変
化させれば管内波長λgを変化させることができるの
で、フィルタの応答性を保ちながら、通過帯域の中心周
波数f0を変化させることができるという作用を有す
る。本発明の請求項8に記載の発明は、請求1記載の可
変フィルタを直列に複数個配置し、それぞれ応答性が異
なるフィルタで構成されるフィルタアレイを形成し、独
立に各フィルタの周波数特性を制御することで、通過帯
域の中心周波数、および通過帯域幅を可変にする作用を
有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a dielectric substrate formed of a dielectric material whose dielectric constant can be arbitrarily changed; In a filter comprising a control mechanism for applying a change, a filter formed on the dielectric substrate, and a terminal for inputting / outputting a signal to / from the filter, a dielectric constant of the dielectric substrate is controlled by an external control signal. If the value is changed to a desired value based on the above equation, the guide wavelength λg can be changed, so that the center frequency f0 of the pass band can be changed while maintaining the responsiveness of the filter. According to an eighth aspect of the present invention, a plurality of variable filters according to the first aspect are arranged in series to form a filter array composed of filters having different responsiveness, and the frequency characteristic of each filter is independently adjusted. The control has the effect of making the center frequency of the pass band and the pass band width variable.
【0009】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図6を用いて説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.
【0010】(実施の形態1)図1から図4を参照しな
がら本発明の実施形態1について説明する。図1に本発
明の構成図を示す。図2はバンドパスフィルタの断面図
および上面図である。図1において、11は誘電体材料
を用いたトリプレート構造型バンドパスフィルタで、
6,7が入出力端子、4が制御信号に基づき所望の電圧
を発生するで電圧発生機構、5は誘電体材料に電場を印
加するための印加電圧とで構成されている。入力端子6
から入力した信号はバンドパスフィルタ11を通り、出
力端子7から出力される。(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a configuration diagram of the present invention. FIG. 2 is a sectional view and a top view of the bandpass filter. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a bandpass filter having a triplate structure using a dielectric material.
Reference numerals 6 and 7 denote input / output terminals, 4 a voltage generating mechanism for generating a desired voltage based on a control signal, and 5 an applied voltage for applying an electric field to the dielectric material. Input terminal 6
Are passed through the band-pass filter 11 and output from the output terminal 7.
【0011】図2に誘電体基板2上に形成された11の
バンドパスフィルタの断面図および上面図を示す。これ
は一般的に知られている管内波長λg/4の先端開放線
路を多段接続したバンドパスフィルタである。このとき
フィルタの通過帯域の中心周波数を決める管内波長λg
は(数1)で示され、誘電率εrに依存する。このため
εrを変化させれば、フィルタの通過帯域の中心周波数
を可変となる。FIG. 2 shows a sectional view and a top view of eleven bandpass filters formed on the dielectric substrate 2. This is a generally known bandpass filter in which open-ended lines having a guide wavelength of λg / 4 are connected in multiple stages. At this time, the guide wavelength λg that determines the center frequency of the pass band of the filter
Is represented by (Equation 1) and depends on the dielectric constant εr. Therefore, if εr is changed, the center frequency of the pass band of the filter can be changed.
【0012】さらに従来例のようにフィルタを構成する
個別の素子の定数を変化させないため、応答性は変化せ
ず、通過帯域の中心周波数が変化する。図3に誘電率を
変化させた際のフィルタの周波数特性を示す。Further, since the constants of the individual elements constituting the filter are not changed as in the conventional example, the response does not change and the center frequency of the pass band changes. FIG. 3 shows the frequency characteristics of the filter when the permittivity is changed.
【0013】[0013]
【数1】 (Equation 1)
【0014】次に誘電体の誘電率を任意に変化できる2
の誘電体材料には、例えば強誘電性液晶材料などがあ
る。これは電場に応じて誘電率が変化する材料であり、
その特性例を図4に示す。Next, the dielectric constant of the dielectric can be arbitrarily changed.
Examples of the dielectric material include a ferroelectric liquid crystal material. This is a material whose dielectric constant changes according to the electric field,
FIG. 4 shows an example of the characteristic.
【0015】このように電場に応じて、誘電率が2から
9程度まで変化させることができる。このため所望の誘
電率を得るためには、電圧発生機構4が制御信号8に基
づき予め決められた電場5を発生させ、誘電体材料2の
誘電率を変化させる。よって管内波長λgが変化するた
めバンドパスフィルタ11の通過帯域の中心周波数を変
化させることが可能となる。また11はトリプレート構
造を有することや、あるいはバンドパスフィルタである
必要はなく、誘電率が変化できる誘電体上に形成された
フィルタであればよい。As described above, the dielectric constant can be changed from about 2 to about 9 according to the electric field. Therefore, in order to obtain a desired dielectric constant, the voltage generating mechanism 4 generates a predetermined electric field 5 based on the control signal 8 and changes the dielectric constant of the dielectric material 2. Therefore, since the guide wavelength λg changes, the center frequency of the pass band of the bandpass filter 11 can be changed. Reference numeral 11 does not need to have a triplate structure or a band-pass filter, but may be a filter formed on a dielectric material whose permittivity can be changed.
【0016】また本可変フィルタは無線通信装置の表示
部等に用いられている液晶パネル上に形成してもよい。 (実施の形態2)図5から図6を参照しながら本発明の
実施形態2について説明する。図5に本発明の構成図を
示す。実施の形態1で用いた可変フィルタ11を複数個
直列に配置してフィルタアレイ20を形成する。入力端
子31から入力した信号は第1の可変フィルタ21、第
2の可変フィルタ22、第3の可変フィルタ23を介し
て、出力端子32から出力される。The variable filter may be formed on a liquid crystal panel used for a display unit or the like of a wireless communication device. (Embodiment 2) Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows a configuration diagram of the present invention. A plurality of variable filters 11 used in the first embodiment are arranged in series to form a filter array 20. The signal input from the input terminal 31 is output from the output terminal 32 via the first variable filter 21, the second variable filter 22, and the third variable filter 23.
【0017】各々の可変フィルタは制御信号24から2
6に基づき誘電率を変化させ、所望のフィルタの周波数
特性を得る。このとき例えば第1の可変フィルタ21が
バンドパスフィルタ特性、第2のフィルタ22、第3の
フィルタ23がノッチフィルタ特性を有するフィルタで
構成すれば、任意の通過帯域幅および通過帯域の中心周
波数をもつ可変フィルタを実現することができる。Each variable filter has a control signal 24 to 2
6, the dielectric constant is changed to obtain a desired filter frequency characteristic. At this time, for example, if the first variable filter 21 is formed of a filter having a band-pass filter characteristic and the second filter 22 and the third filter 23 are formed of a filter having a notch filter characteristic, an arbitrary pass band width and a center frequency of the pass band can be set. The variable filter which has can be realized.
【0018】第1の可変フィルタであるバンドパスフィ
ルタの通過帯域を予め必要とする帯域の最大値を有する
バンドパスフィルタにしておき、第2、3の可変フィル
タ22,23はノッチフィルタにして、第1の可変フィ
ルタの通過帯域の両側に減衰極を設け、通過帯域を変化
させる。また第2、第3のフィルタはノッチフィルタで
ある必要なく、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタで
あってもよい。フィルタアレイ特性例を図6に示す。ま
たフィルタの個数は3個である必要ない。The pass band of the band-pass filter, which is the first variable filter, is a band-pass filter having the maximum value of the required band in advance, and the second and third variable filters 22, 23 are notch filters. Attenuation poles are provided on both sides of the pass band of the first variable filter to change the pass band. The second and third filters need not be notch filters, but may be low-pass filters or high-pass filters. FIG. 6 shows an example of the filter array characteristics. Also, the number of filters need not be three.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、誘電体の
誘電率を変化させることで広帯域に渡ってフィルタの通
過帯域の中心周波数および通過帯域幅を可変にできると
いう有利な効果がある。As described above, according to the present invention, there is an advantageous effect that the center frequency and the pass bandwidth of the pass band of the filter can be varied over a wide band by changing the dielectric constant of the dielectric. .
【図1】本発明の一実施の形態による可変フィルタの概
略を示す構成図FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a variable filter according to an embodiment of the present invention.
【図2】バンドパスフィルタのパターン例を示す図FIG. 2 is a diagram showing a pattern example of a band-pass filter.
【図3】可変フィルタ特性を示す図FIG. 3 is a diagram showing a variable filter characteristic;
【図4】誘電体材料の誘電率変化特性を示す図FIG. 4 is a diagram showing a dielectric constant change characteristic of a dielectric material.
【図5】本発明の2実施の形態による可変フィルタの概
略を示す構成図FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a variable filter according to a second embodiment of the present invention.
【図6】可変フィルタアレイ特性を示した図FIG. 6 is a view showing characteristics of a variable filter array.
【図7】従来の可変フィルタの構成を示す図FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional variable filter.
【図8】従来の可変フィルタの特性を示す図FIG. 8 is a diagram showing characteristics of a conventional variable filter.
1 バンドパスフィルタパターン 2 誘電体材料 4 電圧発生機構 6、7 入出力端子 21、22、23 可変フィルタ 24、25、26 制御信号 31、32 入出力端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Band pass filter pattern 2 Dielectric material 4 Voltage generating mechanism 6, 7 Input / output terminal 21, 22, 23 Variable filter 24, 25, 26 Control signal 31, 32 Input / output terminal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢吹 博幸 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番1 号 松下技研株式会社内 Fターム(参考) 5J006 HB04 HB12 JA06 LA11 MA00 MB02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroyuki Yabuki 3-10-1 Higashi-Mita, Tama-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term in Matsushita Giken Co., Ltd. 5J006 HB04 HB12 JA06 LA11 MA00 MB02
Claims (13)
らなる誘電体基板と、制御信号に基づいて前記誘電体基
板に物理的変化を与える制御機構と、前記誘電体基板上
に形成されたフィルタパターンと、前記フィルタパター
ンに信号を入出力するための端子とで構成されるフィル
タにおいて、誘電体基板の誘電率を外部からの制御信号
に基づてい所望の値に変化させることで、フィルタの特
性が可変となることを特徴とする可変フィルタ。1. A dielectric substrate made of a dielectric material capable of arbitrarily changing a dielectric constant, a control mechanism for giving a physical change to the dielectric substrate based on a control signal, and a control mechanism formed on the dielectric substrate. In a filter composed of a filter pattern and terminals for inputting and outputting signals to and from the filter pattern, the filter is formed by changing a dielectric constant of a dielectric substrate to a desired value based on an external control signal. A variable filter, wherein the characteristic of the variable filter is variable.
より、誘電率が変化する材料であることを特徴とする請
求項第1記載の可変フィルタ。2. The variable filter according to claim 1, wherein the dielectric material is a material whose dielectric constant changes by an externally applied electric field.
より、誘電率が変化する強誘電性液晶材料であることを
特徴とする請求項1記載の可変フィルタ。3. The variable filter according to claim 1, wherein the dielectric material is a ferroelectric liquid crystal material whose permittivity changes by an externally applied electric field.
どに用いられる液晶パネルの一部を利用することを特徴
とする請求項1記載の可変フィルタ。4. The variable filter according to claim 1, wherein the variable filter uses a part of a liquid crystal panel used for a display unit or the like of a wireless communication device.
線モジュール。5. A wireless module using the variable filter according to claim 1.
線装置。6. A wireless device using the variable filter according to claim 1.
線システム。7. A wireless system using the variable filter according to claim 1.
列に配列し、独立に制御することを特徴とする可変フィ
ルタアレイ。8. A variable filter array, wherein a plurality of the variable filters according to claim 1 are arranged in series and controlled independently.
ルタがバンドパスフィルタと、ノッチフィルタとで構成
され、各可変フィルタを独立に制御することで通過帯域
幅および中心周波数を変化させることを特徴とする請求
項8記載の可変フィルタアレイ。9. A variable filter constituting a variable filter array includes a band-pass filter and a notch filter, and the pass band width and the center frequency are changed by independently controlling each variable filter. The variable filter array according to claim 8.
ィルタがバンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、ハイ
パスフィルタで構成され、各可変フィルタを独立に制御
することで通過帯域幅および中心周波数を変化させるこ
とを特徴とする請求項8記載の可変フィルタアレイ。10. A variable filter constituting a variable filter array is composed of a band-pass filter, a low-pass filter, and a high-pass filter, and the pass band width and the center frequency are changed by independently controlling each variable filter. 9. The variable filter array according to claim 8, wherein:
無線モジュール。11. A wireless module using the variable filter according to claim 8.
無線装置。12. A wireless device using the variable filter according to claim 8.
無線システム。13. A wireless system using the variable filter according to claim 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000037853A JP2001230602A (en) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | Variable filter |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2001230602A (en) |
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- 2000-02-16 JP JP2000037853A patent/JP2001230602A/en active Pending
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