JP2018029378A - 可変フィルタ回路および無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通過帯域の低周波側近傍で減衰特性を急峻にでき、また、多段化しても回路サイズと制御システムとが複雑化し難い可変フィルタ回路を提供する。
【解決手段】可変フィルタ回路１０は、第１の入出力端と接続点との間に直列に接続された共振子を含む第１の直列腕と、第２の入出力端と接続点との間に直列に接続された共振子を含む第２の直列腕と、接続点とグランド接続端との間に接続された並列腕と、を備える。並列腕１１は、接続点とグランド接続端との間に直列に接続された第１のインダクタを含む。第１及び第２の直列腕のそれぞれは、共振子に対して並列に接続された可変容量と、共振子に対して並列に接続された第２のインダクタを含む。第１及び第２の直列腕に含まれる可変容量の総数は最大で２個である。
【選択図】図１

Description

本発明は、可変フィルタ回路、および、可変フィルタ回路を備える無線通信装置に関する。

従来の可変フィルタ回路は、ＳＡＷ共振子やＢＡＷ共振子等の共振子に対して、並列および直列に可変容量を接続して基本回路を構成し、この基本回路を多段に組み合わせたラダー型にされていた（例えば特許文献１参照。）。該可変フィルタ回路では、共振子に並列接続された可変容量の制御によって各基本回路の反共振周波数をそれぞれ調整し、共振子に並列接続された可変容量と直列接続された可変容量との双方の制御によって各基本回路の共振周波数をそれぞれ調整し、これにより所望の帯域を通過帯域としていた。

特許第４０５３５０４号

従来の可変フィルタ回路は、可変容量の制御によって通過帯域を調整できるが、所望の減衰特性を得ることが難しかった。具体的には、通過帯域の低周波側近傍で急峻な減衰特性を得ることが難しかった。また、一つの共振子に対して２つの可変容量を接続して通過帯域の周波数を可変にしているため、ｎ個の共振子を設ける場合には２×ｎ個の可変容量が必要となって可変容量の総数が多くなりがちであり、回路サイズの大型化と制御システムの複雑化が招かれていた。

そこで、本発明は、通過帯域の低周波側近傍で急峻な減衰特性を得ることが容易であり、多段化しても回路サイズの大型化と制御システムの複雑化が生じ難い可変フィルタ回路の提供を目的とする。

この発明の可変フィルタ回路は、第１の入出力端と接続点との間に直列に接続された共振子を含む第１の直列腕と、第２の入出力端と接続点との間に直列に接続された共振子を含む第２の直列腕と、接続点とグランド接続端との間に接続された並列腕と、を備える。

また、並列腕は、接続点とグランド接続端との間に直列に接続された第１のインダクタを含む。すると、この第１のインダクタのインダクタンスを適切に調整することによって、通過帯域の低周波側近傍で急峻な減衰特性が得られる。

また、第１及び第２の直列腕のそれぞれは、共振子に対して並列に接続された可変容量と、共振子に対して並列に接続された第２のインダクタを含む。すると、可変容量のキャパシタンスを制御することにより、通過帯域の低周波側近傍で減衰特性の急峻さを高めた状態のまま、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数を調整できる。

そして、第１及び第２の直列腕に含まれる可変容量の総数は最大で２個である。このような可変フィルタ回路においてフィルタの段数を増やすには、直列腕および並列腕を一つずつ追加し、第１の入出力端または第２の入出力端に、追加の直列腕の一端を接続するとともに、追加の並列腕の一端を接続するだけでよい。したがって、可変フィルタ回路をｎ段で構成する場合でも、直列腕および可変容量の数がｎ＋１個でよく、従来構成よりも回路サイズの大型化や制御システムの複雑化を抑制できる。

この発明に係る可変フィルタ回路の、第１及び第２の直列腕は、共振子に対して直列に接続された第３のインダクタ（以下、直列インダクタという。）を更に含むことが好ましい。このように共振子に直列インダクタを接続すると、共振子の共振点をより低周波側に調整して、共振点と反共振点との周波数間隔を拡げられる。

また、この発明に係る可変フィルタ回路の第１及び第２の直列腕は、共振子と第２のインダクタ（以下、並列インダクタという。）が並列に接続された回路に対して直列に接続された第３のインダクタを更に含むことが好ましい。可変容量は、共振子と第３のインダクタとが直列に接続された回路に対して並列に接続されていることが好ましい。このように共振子に並列インダクタを接続すると、共振子の反共振点をより高周波側に調整して、共振点と反共振点との周波数間隔を拡げられる。

これらのようにして共振子の共振点と反共振点との周波数間隔を拡げると、可変容量の制御によって調整可能な、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数の可変幅を拡げられる。

このように直列インダクタおよび並列インダクタの接続構成を変えると、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数の可変幅を調整にしたり、通過帯域の低周波側近傍の減衰特性をより急峻にしたりといった調整ができる。

この発明に係る無線通信装置は、アンテナと、上述の可変フィルタ回路を有するフロントエンド回路と、フロントエンド回路を介してアンテナに接続した通信回路と、を備えることが好ましい。特に、無線通信装置は、通信回路が、複数の通信バンドに対応しており、少なくとも一つの直列腕の可変容量が無い場合の反共振点は、複数の通信バンドのうちの最も高周波側の通信バンドの阻止帯域の高周波側の上端の周波数よりも高いことが望ましい。また、少なくとも一つの直列腕の可変容量がない場合の共振点は、複数の通信バンドのうちの最も低周波側の通信バンドの阻止帯域の低周波側の下端の周波数よりも低いことが望ましい。

通信回路が対応する複数の通信バンドそれぞれには阻止帯域と通過帯域とを設ける必要がある。上記のように複数の通信バンドと各直列腕の共振点や反共振点との関係を設定することにより、可変フィルタ回路の通過帯域における低周波側のカットオフ周波数を、通信回路が対応する複数の通信バンドそれぞれの通過帯域の低周波側に調整することが可能になる。また、通信バンドの阻止帯域が通過帯域の低周波側の近傍に位置するような場合に、その阻止帯域に対して可変フィルタ回路で大きな減衰を得ることができる。

または、この発明に係る無線通信装置は、無線通信装置は、通信回路が、複数の通信バンドに対応しており、可変フィルタ回路が、共振子それぞれに対して並列に接続された並列インダクタを含んでいることが好ましい。少なくとも１つの直列腕において、可変容量がない場合の副反共振点は、複数の通信バンドのうち最も高周波側の通信バンドの阻止帯域の高周波側の上端の周波数よりも高いことが望ましい。

共振子に並列インダクタを接続すると、共振子の共振点よりも低周波側にも反共振点（副反共振点と言う。）が現れる。すると、通過特性において、高周波側の第１の通過帯域に加えて低周波側に第２の通過帯域が生じる。そして、低周波側の第２の通過帯域も、可変容量のキャパシタンスを制御することにより、低周波側のカットオフ周波数を調整できる。そして、上記のように複数の通信バンドと各直列腕の副反共振点との関係を設定することにより、通信回路が対応する複数の通信バンドの通過帯域に対して、可変フィルタ回路の低周波側の第２の通過帯域を合わせるように調整することが可能になる。

本発明によれば、通過帯域の低周波側近傍で急峻な減衰特性が得られ、可変容量の制御によって通過帯域の低周波側のカットオフ周波数を調整できる。その上、可変フィルタ回路をｎ段で構成する場合にも、可変容量の数がｎ＋１個でよく、従来構成よりも回路サイズの大型化や制御システムの複雑化を抑制できる。

第１の実施形態に係る可変フィルタ回路の回路図である。 第１の実施形態に係る可変フィルタ回路を構成する第１のインダクタの機能を説明する特性図である。 第１の実施形態に係る可変フィルタ回路を構成する直列インダクタおよび並列インダクタの機能を説明する特性図である。 第１の実施形態に係る可変フィルタ回路を構成する可変容量の機能を説明する特性図である。 第１の実施形態に係る可変フィルタ回路の変形例に係る回路図である。 第１の実施形態に係る可変フィルタ回路の変形例に係る特性図である。 可変フィルタ回路の構成毎に挿入損失を比較する図である。 第１の実施形態に係る可変フィルタ回路の他の変形例に係る回路図である。 第２の実施形態に係る無線通信装置の回路図である。

以下、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。

≪第１の実施形態≫
図１は、本発明の第１の実施形態に係る可変フィルタ回路１０を示す回路図である。

可変フィルタ回路１０は、ポートP1，P2，P3と、接続点Aと、並列腕１１と、直列腕１２，１３とを備えている。ポートP1，P2，P3は、接続点Aを介して互いに接続されている。ポートP1は、可変フィルタ回路１０の第１の入出力端である。ポートP2は、可変フィルタ回路１０の第２の入出力端である。ポートP3は、可変フィルタ回路１０のグランド接続端である。並列腕１１は、接続点AとポートP3との間に接続されている。直列腕１２は、接続点AとポートP1との間に接続されている。直列腕１３は、接続点AとポートP2との間に接続されている。すなわち、接続点Aは、並列腕１１の一端と、直列腕１２の一端と、直列腕１３の一端とが接続される位置に設けられている。

並列腕１１は、第１のインダクタLp1を備えている。第１のインダクタLp1は、接続点AとポートP3との間に設けられ、その一端は接続点Aに接続され、他端はポートP3に接続されている。

直列腕１２は、共振子Re_s1と可変容量Cp_s1と直列インダクタLs_s1と並列インダクタLp_s1とを備えている。直列インダクタLs_s1は、特許請求の範囲に記載の第３のインダクタに相当する。並列インダクタLp_s1は、特許請求の範囲に記載の第２のインダクタに相当する。共振子Re_s1はポートP1に一端が接続されている。直列インダクタLs_s1は、一端が共振子Re_s1の他端に接続され、他端が接続点Aに接続されている。可変容量Cp_s1は、直列インダクタLs_s1と共振子Re_s1との直列回路に対して並列に接続されており、ポートP1に一端が接続され、接続点Aに他端が接続されている。並列インダクタLp_s1は、共振子Re_s1と並列に接続されており、ポートP1に一端が接続され、直列インダクタLs_s1と共振子Re_s1との接続点に他端が接続されている。

直列腕１３は、共振子Re_s2と可変容量Cp_s2と直列インダクタLs_s2と並列インダクタLp_s2とを備えている。直列インダクタLs_s2は、特許請求の範囲に記載の第３のインダクタに相当する。並列インダクタLp_s2は、特許請求の範囲に記載の第２のインダクタに相当する。共振子Re_s2はポートP2に一端が接続されている。直列インダクタLs_s2は、一端が共振子Re_s2の他端に接続され、他端が接続点Aに接続されている。可変容量Cp_s2は、直列インダクタLs_s2と共振子Re_s2との直列回路に対して並列に接続されており、ポートP2に一端が接続され、接続点Aに他端が接続されている。並列インダクタLp_s2は、共振子Re_s2と並列に接続されており、ポートP2に一端が接続され、直列インダクタLs_s2と共振子Re_s2との接続点に他端が接続されている。

第１のインダクタLp1、共振子Re_s1，Re_s2、可変容量Cp_s1，Cp_s2、直列インダクタLs_s1，Ls_s2、および並列インダクタLp_s1，Lp_s2の素子値や特性は適宜の設定とすることができる。

図２は、第１のインダクタLp1の機能を説明する通過特性図である。図２中の破線は、可変フィルタ回路１０から第１のインダクタLp1を省いた構成での通過特性IL1である。また、図２中の実線は、第１のインダクタLp1を設けた可変フィルタ回路１０の通過特性IL2である。なお、ここでは通過特性IL1，IL2は、いずれも可変容量Cp_s1，Cp_s2をそれぞれ3.6pFとしている。

第１のインダクタLp1を省いた構成の通過特性IL1と、第１のインダクタLp1を設けた構成の通過特性IL2とは、いずれも約730MHzおよび750MHzに減衰極を有している。そして、通過特性IL1では減衰量が-3dBよりも少ない通過帯域は存在しない。一方、通過特性IL2では減衰量が-3dBよりも少ない通過帯域を、約780MHz〜840MHzに有している。これらの通過帯域の低周波側近傍での減衰特性は、通過特性IL1では比較的緩やかであり、通過特性IL2では比較的急峻である。したがって、可変フィルタ回路１０は、第１のインダクタLp1によって、通過帯域の低周波側近傍での急峻性を向上させることができる。

図３（Ａ）は、直列インダクタLs_s1の機能を説明するインピーダンス特性図である。図３（Ａ）中の破線は、共振子Re_s1の単体でのインピーダンス特性Im1Aである。また、図３（Ａ）中の実線は、直列インダクタLs_s1を接続した共振子Re_s1のインピーダンス特性Im2Aである。

このような共振子Re_sに直列インダクタLs_s1を設けた場合のインピーダンス特性Im2Aでは、反共振点Mfaの周波数は、インピーダンス特性Im1Aからほとんど変化しないが、共振点Mfrの周波数は、インピーダンス特性Im1Aよりも低周波側に移動する。

このように、直列腕１２において直列インダクタLs_s1は、共振点Mfrを低周波側に移動させる機能を有している。なお、直列腕１３において直列インダクタLs_s2も同様の機能を有している。

図３（Ｂ）は、並列インダクタLp_s1の機能を説明するインピーダンス特性図である。図３（Ｂ）中の破線は、共振子Re_s1の単体でのインピーダンス特性Im1Bである。また、図３（Ｂ）中の実線は、並列インダクタLp_s1を接続した共振子Re_s1のインピーダンス特性Im3Bである。

このような共振子Re_s1に並列インダクタLp_s1を設けた場合のインピーダンス特性Im3Bでは、共振点Mfrの周波数は、インピーダンス特性Im1Bからほとんど変化しないが、反共振点Mfaの周波数は、インピーダンス特性Im1Bよりも高周波側に移動する。

このように、直列腕１２において並列インダクタLp_s1は、反共振点Mfaを高周波側に移動させる機能を有している。なお、直列腕１３において並列インダクタLp_s2も同様の機能を有している。

図３（Ｃ）は、直列インダクタLs_s1および並列インダクタLp_s1を設けた場合のインピーダンス特性図である。図３（Ｃ）中の破線は、共振子Re_s1の単体でのインピーダンス特性Im1Cである。また、図３（Ｃ）中の実線は、直列インダクタLs_s1と並列インダクタLp_s1を接続した共振子Re_s1のインピーダンス特性Im4Cである。

このような共振子Re_s1に直列インダクタLs_s1および並列インダクタLp_s1を設けた場合のインピーダンス特性Im4Cでは、共振点Mfrの周波数がインピーダンス特性Im1Cよりも低周波側に移動するとともに、反共振点Mfaの周波数がインピーダンス特性Im1Cよりも高周波側に移動する。

このように、直列腕１２では、直列インダクタLs_s1や並列インダクタLp_s1を設けることにより、共振子Re_s1の共振点Mfrと反共振点Mfaとの間の帯域を広帯域化することができる。同様に、並列腕１３では、直列インダクタLs_s2や並列インダクタLp_s2を設けることにより、共振子Re_s2の共振点Mfrと反共振点Mfaとの間の帯域を広帯域化することができる。

図４（Ａ）は、可変容量Cp_s1の機能を説明するインピーダンス特性図である。図４（Ａ）中の破線は、並列インダクタLp_s1を接続した共振子Re_s1のインピーダンス特性Im1Dである。また、図４（Ａ）中の実線は、並列インダクタLp_s1と可変容量Cp_s1をそれぞれ並列に接続した共振子Re_s1のインピーダンス特性Im2D，Im3D，Im4Dである。インピーダンス特性Im2D，Im3D，Im4Dは、可変容量Cp_s1のキャパシタンスを1.0pF〜10.0pFの範囲で記載順に大きくなるように設定している。

可変容量Cp_s1を設けた場合のインピーダンス特性Im2D，Im3D，Im4Dでは、可変容量Cp_s1を省いた場合のインピーダンス特性Im1Dと共振点Mfrの周波数が同じであるが、反共振点Mfaの周波数がインピーダンス特性Im1Dでの反共振点Mfaよりも低周波側にある。そして、反共振点Mfaの周波数は、可変容量Cp_s1のキャパシタンスが大きいほど、より低周波側に位置するようになる。

このように、直列腕１２において可変容量Cp_s1は、キャパシタンスに応じて共振子Re_s1の反共振点Mfaを低周波側に移動させる機能を有している。なお、直列腕１３において可変容量Cp_s2も、同様に、キャパシタンスに応じて共振子Re_s2の反共振点Mfaを低周波側に移動させる機能を有している。

図４（Ｂ）は、可変容量Cp_s1の機能を説明する通過特性図である。図４（Ｂ）中の実線は、可変容量Cp_s1を設けた可変フィルタ回路１０の通過特性IL1D，IL2D，IL3D，IL4D，IL5Dである。通過特性IL1D，IL2D，IL3D，IL4D，IL5Dは、可変容量Cp_s1のキャパシタンスを1.0pF〜10.0pFの範囲で記載順に大きくなるように設定している。

通過特性IL1D，IL2D，IL3D，IL4D，IL5Dでは、可変容量Cp_s1のキャパシタンスが大きくなるに連れて、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数が低周波側に移動する。したがって、可変フィルタ回路１０は、可変容量Cp_s1の制御により、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数を調整できる。

ただし、可変容量Cp_s1のキャパシタンスを極めて大きくなるように制御したとしても、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数は所定の周波数を超えて低周波側に調整することはできない。これは、反共振点Mfaの周波数を共振点Mfrの周波数を超えて低周波側に調整することはできないためであり、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数の可変幅は、可変容量Cp_s1が無い場合の共振点Mfrと反共振点Mfaとの間の帯域に制限されることになる。しかしながら、前述のように直列インダクタLs_s1や並列インダクタLp_s1を設けると、直列インダクタLs_s1や並列インダクタLp_s1を設けない場合よりも、共振点Mfrと反共振点Mfaとの間の帯域を広帯域化することができるので、この可変フィルタ回路１０では、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数の可変幅を広帯域化することができる。

ここでは、直列腕１２における可変容量Cp_s1と直列インダクタLs_s1と並列インダクタLp_s1の機能について説明したが、直列腕１３における可変容量Cp_s2と直列インダクタLs_s2と並列インダクタLp_s2の機能についても同様である。

以上に説明したように、可変フィルタ回路１０では、第１のインダクタLp1を設けて通過帯域の低周波側近傍の急峻さを高めた状態で、また、直列インダクタLs_s1，Ls_s2や並列インダクタLp_s1，Lp_s2を設けて通過帯域の低周波側のカットオフ周波数の可変幅を拡げた状態で、可変容量Cp_s1，Cp_s2の制御によって、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数を調整することができる。

このような可変フィルタ回路１０でフィルタの減衰特性の急峻性を増すためには、フィルタを構成する直列腕や並列腕の段数を増やすとよく、例えば、あらたな並列腕１４および直列腕１５を一つずつ追加し、ポートP1またはポートP2に、追加した並列腕１４および直列腕１５を接続してもよい。この際、追加した直列腕１５の可変容量Cp_s3を容量値が変化しない固定容量に置き換えても良い。したがって、可変フィルタ回路１０をｎ段の並列腕で構成する場合でも、直列腕および可変容量の総数が最大でｎ＋１個で済むため、従来構成よりも回路サイズの大型化や制御システムの複雑化を抑制できる。本実施形態の可変フィルタ回路１０も、ｎ＋１個の直列腕とｎ個の並列腕とを設けるようにしてもよい。

なお、この可変フィルタ回路１０においては、反共振点Mfaの高周波側近傍の第１の通過帯域とは別に、より低周波側に第２の通過帯域を得ることができる。そして、この可変フィルタ回路１０は、低周波側の第２の通過帯域を利用することもできる。

例えば、図３（Ｂ）に示したインピーダンス特性Im3Bと、図３（Ｃ）に示したインピーダンス特性Im4Cでは、共振点Mfrの低周波側に副反共振点Sfaが現れている。そして、図４（Ａ）に示したインピーダンス特性Im1D，Im2D，Im3D，Im4Dにおいて、副反共振点Sfaは反共振点Mfaと同様に、可変容量Cp_s1，Cp_s2のキャパシタンスの制御によって、周波数が変化している。このため、図４（Ｂ）に示した可変フィルタ回路１０の通過特性においては、共振点Mfrよりも低周波側の副反共振点Sfaの付近（高周波側）に低周波側の第２の通過帯域を得ることができる。そして、可変容量Cp_s1，Cp_s2のキャパシタンスの制御によって、低周波側の第２の通過帯域における低周波側のカットオフ周波数を調整することができる。

このように、この可変フィルタ回路１０では、高周波側の第１の通過帯域と低周波側の第２の通過帯域とが存在するので、これら２つの通過帯域を共に利用して、対応可能な通過帯域の範囲を拡げることができる。

≪変形例１≫
図５（Ａ）は、第１の実施形態の変形例に係る可変フィルタ回路１０Ａの回路図である。可変フィルタ回路１０Ａは、前述の第１の実施形態に係る構成と殆ど同じ構成であるが、直列インダクタLs_s1，Ls_s2を省いた構成である。

図６（Ａ）は、可変フィルタ回路１０Ａの通過特性IL1E，IL2E，IL3E，IL4E，IL5Eを示す通過特性図である。通過特性IL1E，IL2E，IL3E，IL4E，IL5Eは、可変容量Cp_s1，Cp_s2のキャパシタンスを1.0pF〜10.0pFの範囲で記載順に大きくなるように設定している。通過特性IL1E，IL2E，IL3E，IL4E，IL5Eでは、可変容量Cp_s1，Cp_s2のキャパシタンスが大きくなるに連れて、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数が低周波側に現れている。したがって、可変フィルタ回路１０Ａでも、可変容量Cp_s1，Cp_s2の制御により、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数を調整できる。

図５（Ｂ）は、第１の実施形態の変形例に係る可変フィルタ回路１０Ｂの回路図である。可変フィルタ回路１０Ｂは、前述の第１の実施形態に係る構成と殆ど同じ構成であるが、並列インダクタLp_s1，Lp_s2を省いた構成である。

図６（Ｂ）は、可変フィルタ回路１０Ｂの通過特性IL1F，IL2F，IL3F，IL4F，IL5Fを示す通過特性図である。通過特性IL1F，IL2F，IL3F，IL4F，IL5Fは、可変容量Cp_s1，Cp_s2のキャパシタンスを1.0pF〜10.0pFの範囲で記載順に大きくなるように設定している。通過特性IL1F，IL2F，IL3F，IL4F，IL5Fでも、可変容量Cp_s1，Cp_s2のキャパシタンスが大きくなるに連れて、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数が低周波側に現れている。したがって、可変フィルタ回路１０Ｂは、可変容量Cp_s1，Cp_s2の制御により、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数を調整できる。

図５（Ｃ）は、第１の実施形態の変形例に係る可変フィルタ回路１０Ｃの回路図である。可変フィルタ回路１０Ｃは、前述の第１の実施形態に係る構成と殆ど同じ構成であるが、並列インダクタLp_s1，Lp_s2の一端をポートP1，P2に接続し、他端を接続点Aに接続している。すなわち、可変フィルタ回路１０Ｃでは、並列インダクタLp_s1，Lp_s2は、共振子Re_s1，Re_s2と直列インダクタLs_s1，Ls_s2との直列回路に対して並列に接続されている。

図６（Ｃ）は、可変フィルタ回路１０Ｃの通過特性IL1G，IL2G，IL3G，IL4G，IL5Gを示す通過特性図である。通過特性IL1G，IL2G，IL3G，IL4G，IL5Gは、可変容量Cp_s1，Cp_s2のキャパシタンスを1.0pF〜10.0pFの範囲で記載順に大きくなるように設定している。通過特性IL1G，IL2G，IL3G，IL4G，IL5Gでは、可変容量Cp_s1，Cp_s2のキャパシタンスが大きくなるに連れて、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数が低周波側に現れている。したがって、可変フィルタ回路１０Ｃは、可変容量Cp_s1，Cp_s2の制御により、通過帯域の低周波側のカットオフ周波数を調整できる。

第１の実施形態に係る可変フィルタ回路はこれらの変形例のように構成されてもよい。いずれの構成であっても、第１のインダクタLp1を設けることで、通過帯域の低周波側近傍での減衰特性をより急峻にできる。

ここで、上記の回路構成毎の挿入損失について説明する。図７は、回路構成毎に挿入損失を比較する図である。ここでは、回路構成毎に異なる可変容量の複数のサンプルを抽出し、サンプル間での挿入損失の最小値の平均をプロットしている。また、挿入損失の最小値のサンプル毎の変動範囲をバー表示している。

図１に示した可変フィルタ回路１０は、他の回路構成に比べて、可変容量を制御しても挿入損失の平均は比較的小さく、その変動は極めて安定している。これに対して、図５（Ｃ）に示した可変フィルタ回路１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、可変フィルタ回路１０に比べて、挿入損失の変動が極めて大きい。また、可変フィルタ回路１０，１０Ｂ，１０Ｃは、可変フィルタ回路１０Ａに比べると、挿入損失の平均が比較的小さい。以上のような回路構成毎の性質は、各回路素子の素子値や特性を変更しても、同様の傾向にある。

≪変形例２≫
図８は、第１の実施形態の他の変形例を示す回路図である。

図８に示す可変フィルタ回路１０Ｄは、前述の第１の実施形態に係る構成と殆ど同じ構成であるが、直列インダクタLs_s1，Ls_s2および並列インダクタLp_s1，Lp_s2を省いている。

第１の実施形態に係る可変フィルタ回路はこの変形例のように構成されてもよい。このような構成であっても、第１のインダクタLp1を設けることで、第１のインダクタLp1を設けない場合よりも、通過帯域の低周波側近傍での減衰量変化の急峻性を高められる。

≪第２の実施形態≫
図９は、第２の実施形態に係る無線通信装置９のブロック図である。

無線通信装置９は、アンテナ１とフロントエンド回路２と送信回路３と受信回路４とを備えている。送信回路３は、ＬＴＥ等の通信システムにおける複数の通信バンドに対応可能に構成されており、対応する通信バンドを切り替えて送信信号を出力する。受信回路４は、ＬＴＥ等の通信システムにおける複数の通信バンドに対応可能に構成されており、対応する通信バンドを切り替えて受信信号の入力を受け付ける。フロントエンド回路２は、アンテナ１と送信回路３および受信回路４との間に接続されており、送信回路３に接続される可変フィルタ回路１０と、受信回路４に接続される可変フィルタ回路１０’と、サーキュレータ５と、を備えている。可変フィルタ回路１０または可変フィルタ回路１０’は、図１に示した構成と同じ構成のものである。サーキュレータ５は、送信信号を送信回路３からアンテナ１に伝搬させ、受信信号をアンテナ１から受信回路４に伝搬させるように、信号の伝搬方向に方向性を持たせるものである。

このような構成の無線通信装置９において、送信側の可変フィルタ回路１０は、可変容量を制御することによって、送信回路３が対応している通信バンドに通過帯域を合わせる。また、受信側の可変フィルタ回路１０’も、可変容量を制御することによって、受信回路４が対応している通信バンドに通過帯域を合わせる。送信側の可変フィルタ回路１０は、送信周波数の信号を通過させ、受信周波数の信号をカットする。一方、受信側の可変フィルタ回路１０’は、受信周波数の信号を通過させ、送信周波数の信号をカットする。つまり、互いに逆側の周波数の信号を減衰させる。このようにすることで、送信信号が受信回路に影響を与えることを抑制し、受信感度を良好に保つことが出来る。したがって、送信周波数が受信周波数よりも高い周波数にある場合には、送信側の可変フィルタ回路１０を図１に示した構成と同じ構成のものにするとよい。逆に、受信周波数が送信周波数よりも高い周波数にある場合には、受信側の可変フィルタ回路１０’を図１に示した構成と同じ構成のものにするとよい。

このように可変フィルタ回路１０，１０’を図１に示した構成と同じ構成にする際には、可変フィルタ回路１０，１０’はそれぞれ以下の第１の要件や第２の要件を満足する必要がある。第１の要件は、少なくとも一つの直列腕は、可変容量が無い場合の反共振点（Mfa）が、複数の通信バンドのうちの最も高周波側の通信バンドの阻止帯域の高周波側の上端周波数に対して、より高い周波数にあるというものである。また、第２の要件は、少なくとも一つの直列腕は、可変容量が無い場合の共振点（Mfr）が、複数の通信バンドのうちの最も低周波側の通信バンドの阻止帯域の低周波側の下端周波数に対して、より低い周波数にあるというものである。可変フィルタ回路１０，１０’が第１の要件や第２の要件を満足していれば、共振点（Mfr）から反共振点（Mfa）までの帯域内に複数の通信バンドが全て含まれるようになり、可変フィルタ回路１０，１０’の可変容量を制御することによって可変フィルタ回路１０，１０’の通過帯域における低周波側のカットオフ周波数を、複数の通信バンドそれぞれの通過帯域の低周波側に調整することが可能になる。

なお、可変フィルタ回路１０，１０’は、高周波側の第１の通過帯域ではなく、より低周波側の第２の通過帯域を、送信回路３や受信回路４が対応する通信バンドに合わせるようにしてもよい。この場合には、可変フィルタ回路１０，１０’に必要な要件は、少なくとも一つの直列腕は、可変容量が無い場合の副反共振点（Sfa）が、複数の通信バンドのうちの最も高周波側の通信バンドの阻止帯域の高周波側の上端周波数に対して、より高い周波数にあるというものである。可変フィルタ回路１０，１０’がこの要件を満足していれば、副反共振点（Sfa）よりも低い帯域内に複数の通信バンドの全てが含まれるようになり、可変フィルタ回路１０，１０’の可変容量を制御することによって可変フィルタ回路１０，１０’の低周波側の第２の通過帯域における低周波側のカットオフ周波数を、複数の通信バンドそれぞれの通過帯域の低周波側に調整することが可能になる。

このように可変フィルタ回路１０，１０’の可変容量を制御することによって、共振点（Mfr）よりも低い周波数帯域で、可変フィルタ回路１０，１０’の第２の通過帯域を調整することもできる。

以上に説明したように本発明は実施することができる。なお、本発明は、特許請求の範囲に記載に該当する構成であれば、上述の各実施形態で示した構成の他のどのような構成であっても実施することができる。

９…無線通信装置
１…アンテナ
２…フロントエンド回路
３…送信回路
４…受信回路
５…サーキュレータ
１０…可変フィルタ回路
１１…並列腕
１２，１３…直列腕

Claims (6)

1. 第１の入出力端と接続点との間に直列に接続された共振子を含む第１の直列腕と、第２の入出力端と前記接続点との間に直列に接続された共振子を含む第２の直列腕と、前記接続点とグランド接続端との間に接続された１つの並列腕と、を備え、
   前記並列腕は、前記接続点と前記グランド接続端との間に直列に接続された第１のインダクタを含み、
   前記第１及び第２の直列腕のそれぞれは、前記共振子に対して並列に接続された可変容量と、前記共振子に対して並列に接続された第２のインダクタとを含み、
   前記第１及び第２の直列腕に含まれる可変容量の総数は最大で２個である、
   可変フィルタ回路。
2. 前記第１及び第２の直列腕は、前記共振子に対して直列に接続された第３のインダクタを更に含む、
   請求項１に記載の可変フィルタ回路。
3. 前記第１及び第２の直列腕は、前記共振子と前記第２のインダクタとが並列に接続された回路に対して直列に接続された第３のインダクタを含み、
   前記可変容量は、前記共振子と前記第３のインダクタとが直列に接続された回路に対して並列に接続されている、
   請求項１に記載の可変フィルタ回路。
4. アンテナと、
   請求項１〜３のいずれかに記載の可変フィルタ回路を有するフロントエンド回路と、
   前記フロントエンド回路を介して前記アンテナに接続した通信回路と、
   を備える、無線通信装置。
5. 前記通信回路は複数の通信バンドに対応しており、
   少なくとも１つの直列腕において前記可変容量がない場合の反共振点は、前記複数の通信バンドのうち最も高周波側の通信バンドの阻止帯域の高周波側の上端の周波数よりも高く、
   少なくとも１つの直列腕において前記可変容量がない場合の共振点は、前記複数の通信バンドのうち最も低周波側の通信バンドの阻止帯域の下端の周波数よりも低い、
   請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記通信回路は複数の通信バンドに対応しており、
   前記可変フィルタ回路が、前記共振子それぞれに対して並列に接続された並列インダクタを含み、
   少なくとも１つの直列腕において前記可変容量がない場合の副反共振点は、前記複数の通信バンドのうち最も高周波側の通信バンドの阻止帯域の高周波側の上端の周波数よりも高い、
   請求項４に記載の無線通信装置。