JP2624496B2 - 可変周波数アクティブフィルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、共振周波数を変化し得るアクティブフィル
タに関するものであって、特に共振周波数を変化せしめ
たときであっても、共振器の実際のＱの低下を生ずるこ
とのない可変周波数アクティブフィルタに係る。

〔従来の技術〕

第５図は従来のアクティブフィルタの構成の例を示す
図である。

図中51はストリップ線路で構成される主線路、52は誘
電体共振器、53および54は共振器と結合させたストリッ
プ線路、55は増幅器を表わしている。

ストリップ線路53および54と増幅器55とによって帰還
ループが構成されており、この帰還ループにより共振器
の共振周波数成分の信号が増幅されて帰還される。その
時、入出力結合線路（ストリップ線路53とストリップ線
路54）の長さが、入出力間で同位相となるように、線路
長を選んでおけば、共振器52の損失が、この外部帰還回
路で補償され、見かけ上のＱの値が上がる（文献H.Mats
umura and Y.Konishi,“An active microwave filter w
ith dielectric resonator"IEEE MTT−S1979参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したような、従来の構成のアクティブフィルタに
おいては、共振器の共振周波数を変えた場合、入出力の
位相関係が同位相条件からずれ、実際のＱの値が低下す
るという欠点があった。

第６図は、その場合の共振周波数可変機構を示したも
のであって、（ａ）は機械的に共振周波数を可変にする
場合の構成を示したものであり、56はストリップ線路の
基板、57は誘電体共振器52の支持用の誘電体（通常、誘
電体52に比べて誘電率の低い材料を用いる。）、58は金
属ディスクを表わしている。

本例においては、金属ケース59に取り付けたネジ60に
よって誘電体共振器52との距離Ｈを変えることにより、
共振周波数を変えることができる。

（ｂ）は電気的に共振周波数を可変する場合の構成を
示したものである。

本構成の場合においては、誘電体共振器52にストリッ
プ線路61を介してバラクタ62を結合させ、その逆バイア
ス電圧を可変電源63によって変えることにより共振周波
数を変えている。

また、第７図は同様のアクティブフィルタを集中定数
形の共振器を用いて構成した場合の図であって、51、55
は前述の例の場合と同様であり、64〜67はキャパシタ、
68はインデクタを表わしている。（文献、西川、田中、
服部他、“バイポーラトランジスタを用いた400MHz帯ア
クティブ帯域除去フィルタ”昭和62年度電子情報通信学
会半導体・材料部門全国大会219参照）。

同図に示した構成のものは、共振器が集中定数形で構
成されている点が、前述の例と異なるものであるが、動
作原理および欠点等は、前述した他の構成の場合と同様
である。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、共振器の
共振周波数成分の信号を外部回路で増幅し、同相で帰還
をかける形式のアクティブフィルタにおいて、共振周波
数を変化せしめたとき実際のＱの値が低下することのな
いフィルタを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上述の目的は前記特許請求の範囲に
記載した手段により達成される。

すなわち、本発明は、共振器の共振周波数成分の信号
を外部回路で増幅し、同相で帰還をかける形式のアクテ
ィブフィルタにおいて、共振周波数を変化させた場合
に、周波数帰還ループの周波数の位相関係が同相となる
ように、該帰還ループ内の可変移相器を自動的に制御す
る手段を設けた可変周波数アクティブフィルタである。

第１図は本発明の原理的構成を示す図であって、１は
主線路、２は共振器、３は共振周波数可変手段、４は入
力側結合線路、５は入力側分岐回路、６は増幅器、７は
可変移相器、８は出力側分岐回路、９は出力側結合線
路、10は可変移相器７を制御する信号を生成する手段を
表わしている。

〔作用〕

第１図において、入力側結合線路４により取り出した
共振周波数成分を増幅器６により増幅して、出力側結合
線路９により共振器２に帰還させているが、この帰還ル
ープに挿入した移相器７を、同じく帰還ループに挿入し
た入力側分岐回路５の分岐出力と、出力側分岐回路８の
分岐出力とから位相差を検出して、その結果に応じて移
相器７を制御する信号を生成する手段10が出力する信号
により制御して、帰還ループの入出力の位相が自動的に
同相になるようにしている。

従って、本発明においては、共振周波数可変手段３に
より共振周波数を変化せしめた場合においても、帰還ル
ープ入出力の位相を同相に保つことができるから、共振
器のＱが低下することがなく、常に、良好な特性を得る
ことができる。

〔実施例〕

第２図は、本発明の第一の実施例を示す図である。

同図において、主線路20に結合している誘電体共振器
21に結合させたストリップ線路22、24および増幅器25、
可変移相器26によって構成される帰還ループによって共
振器21に正帰還をかけ、共振器のＱの値を上げているの
は、前述した従来形のアクティブフィルタの場合と同様
であるが、本構成の場合は、誘電体共振器と結合させた
ストリップ線路22および24に各々90度の分岐回路27およ
び同相の分岐回路28を設け、それぞれの分岐出力を乗算
器29によって乗算し、その出力を低域通過フィルタ30を
通した後の信号によって、可変移相器26を制御するごと
く構成している。

本構成により誘電体共振器21とストリップ線路22、24
の結合点から分岐回路27あるいは28までの長さを等しく
し、可変移相器26と増幅器25を含む分岐回路27の出力か
ら分岐回路28の入力までの経路の入出力間の位相差θが
動作周波数帯で−90゜＜θ＜90゜になるように、経路長
を選んでおけば、ストリップ線路31、バラクタ32、可変
電源33およびインダクタ34からなる共振周波数可変手段
によって、共振器21の共振周波数を変化させた場合にお
いても、すべての周波数において、共振器に正帰還がか
かりＱ値を上げることができる。

第３図は本発明の第二の実施例の構成を示す図であ
り、また第４図は本発明の第三の実施例の構成を示した
ものであるが、第３図は共振器として集中定数形のイン
ダクタ35とバラクタ32によって構成される可変容量素子
を用いている。

また第４図の場合は、ストリップ線路39で構成される
リアクタンス素子とバラクタ32で構成される可変容量素
子で共振器を構成している。

なお、以上は共振器が一つの場合のフィルタについて
説明しているが、本発明は多段のフィルタに対しても応
用できるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による可変周波数アクテ
ィブフィルタは、共振周波数を変化させた場合に、すべ
ての周波数において、共振器に正帰還がかかる構成にな
っているため、共振器の周波数を変化せしめた場合に共
振器のＱが低下することがないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理的構成を示す図、第２図は本発
明の第一の実施例の構成を示す図、第３図は本発明の第
二の実施例の構成を示す図、第４図は本発明の第三の実
施例の構成を示す図、第５図は従来のアクティブフィル
タの構成の例を示す図、第６図は共振周波数可変機構の
例を示す図、第７図は従来の集中定数形の共振器を用い
て構成したアクティブフィルタの例を示す図である。 1,20……主線路、2,21……共振器、３……共振周波数可
変手段、４……入力側結合線路、5,8,27,28……分岐回
路、6,25……増幅器、7,26……可変移相器、９……出力
側結合線路、10……可変移相器の制御信号を生成する手
段、22,22′,24,24′,31,39……ストリップ線路、29…
…乗算器、30……低域通過フィルタ、32……バラクタ、
33……可変電源、34,35……インダクタ、36〜38……キ
ャパシタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主線路（１）に結合しており共振周波数可
   変手段（３）を擁する共振器（２）と、該共振器（２）
   に結合していて、共振周波数成分を取り出す入力側結合
   線路（４）と、該入力側結合線路（４）からの信号を２
   分岐して出力する入力側分岐回路（５）と、該入力側分
   岐回路（５）の一方の分岐出力を増幅する増幅器（６）
   と、該増幅器（６）の出力が入力される可変移相器
   （７）と、該可変移相器（７）からの信号を２分岐して
   出力する出力側分岐回路（８）と、該出力側分岐回路
   （８）の一方の分岐出力に接続されると共に前記共振器
   （２）に結合している出力側結合線路（９）とからなる
   帰還ループを具備すると共に、前記入力側分岐回路
   （５）の他方の分岐出力と出力側分岐回路（８）の他方
   の分岐出力との位相差を検出して、前記可変移相器
   （７）を制御する信号を生成する手段（10）を備え、該
   信号を可変移相器（７）に印加することにより、前記帰
   還ループの入出力間の位相が同相となるように制御する
   構成としたことを特徴とする可変周波数アクティブフィ
   ルタ。