JP3520584B2

JP3520584B2 - 高周波フィルター

Info

Publication number: JP3520584B2
Application number: JP31448794A
Authority: JP
Inventors: 順一善積; 俊雄石崎; 祥一北沢; 俊昭中村; 裕昭小杉; 祐己佐藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 2004-04-19
Anticipated expiration: 2019-04-19
Also published as: JPH08172333A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動体通信機器に用いら
れる高周波フィルターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信機器の小型化に伴い誘電体共
振器等を用いた高周波フィルターは小型化される傾向に
ある。以下に図面を参照しながら、上記した高周波フィ
ルターの一例について説明する。

【０００３】図８は従来の誘電体同軸共振器を用いた高
周波フィルターの回路構成図を示すものである。図８に
おいて、５０〜５２は４分の１波長先端短絡伝送線路で
構成される誘電体同軸共振器でその各々は段間が５３、
５４の結合コンデンサにより複数個縦続接続されてい
る。５５、５６は入出力用の端子５７、５８への結合コ
ンデンサである。以上により高周波帯域通過フィルター
を構成する。また５９は前記高周波フィルターに減衰極
を形成するための結合インダクタで、少なくとも１個以
上の共振器に跨ってインダクタやキャパシタ等によるバ
イパス回路を設けることにより構成される。

【０００４】以上のように構成された従来の有極型高周
波フィルターについて、以下その動作を説明する。

【０００５】移動体通信機器において、通常、アンテナ
から送信される送信周波数と受信される受信周波数は一
定の周波数間隔をもって無線回路に存在し、また、受信
周波数とイメージ周波数も一定の周波数間隔になってい
る。ここで、受信回路における高周波フィルターは受信
周波数を通過させ送信周波数やイメージ周波数について
は減衰させなければならない。また、送信回路における
高周波フィルターについても同様である。

【０００６】移動体通信等の高周波帯域で用いられる高
周波フィルターは広狭様々な帯域通過特性を有している
が、前記のような有極型高周波フィルターであっても、
ある程度広い帯域において必要な減衰量を確保するため
には縦続接続されている誘電体同軸共振器の段数を多く
しなければならない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、減衰量を大きくするために共振器の段数
を増加させると信号の通過帯域幅における損失が増加し
てしまう。この弊害の回避策として誘電体同軸共振器自
体の無負荷Ｑを大きくすることが考えられるが無負荷Ｑ
を大きくするためには誘電体同軸共振器自体の容積を大
きくしなければならなく最近の高周波フィルターの小型
化傾向と相反している。

【０００８】そこで本発明は上記問題点に鑑み、高周波
フィルターの形状を大きくすることなく、高減衰量かつ
低損失である高周波フィルターを提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の高周波フィルターは、入力端子と出力端子
と制御端子と共振素子とインピーダンス可変素子と、前
記共振素子の一端に電気的に接続された少なくとも２個
の結合素子と、前記少なくとも２個の結合素子に跨るバ
イパス結合回路を具備し、かつ、前記バイパス回路の一
端が前記入力端子と他端が前記出力端子と電気的に接続
されるとともに、前記共振素子と前記インピーダンス可
変素子を電気的もしくは磁気的に接続し、前記制御端子
に印加する制御信号により前記インピーダンス可変素子
のインピーダンスを変化させることによって、前記入出
力端子間の通過帯域内に減衰極をもたせるとともに、通
過帯域と減衰極の周波数が同期して制御するという構成
にしたものである。

【００１０】

【００１１】

【００１２】さらに、前記通過帯域と前記減衰極の周波
数が同期して制御されるという構成にしたものである。

【００１３】また、前記インピーダンス可変素子をバラ
クターダイオード、または、ＰＩＮダイオード、また
は、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）にするという構
成にしたものである。

【００１４】また、前記共振素子を誘電体同軸共振器、
または、ストリップライン共振器にするという構成にし
たものである。

【００１５】さらに具体的には、４分の１波長先端短絡
伝送線路で構成される複数個の共振素子と、前記共振素
子の一端に電気的に接続され、前段もしくは後段の共振
素子あるいは入力端子あるいは出力端子と接続する少な
くとも２個の結合素子と、前記少なくとも２個の結合素
子に跨る容量素子或いはインダクタンス素子等のバイパ
ス結合回路を設け、かつ、前記バイパス結合回路の一端
に前記入力端子を他端に前記出力端子を電気的に接続し
た多段有極型高周波フィルターにおいて、前記共振素子
の一端に可変容量素子と結合コンデンサの直列接続で構
成される周波数可変回路を並列接続し、前記周波数可変
回路に制御信号を与えることにより、通過帯域と減衰極
の両方を含む周波数特性を同期して変化させるように構
成したものである。

【００１６】

【作用】本発明は上記した構成によって、制御信号であ
る外部印加電圧を可変容量素子やスイッチング素子など
のインピーダンス可変素子に与えることにより高周波フ
ィルターで大きな減衰量を与える有極点や通過帯域の周
波数を変化させることができる。また、可変容量素子と
スイッチング素子を両方使用しそれらに外部印加電圧を
与えることにより高周波フィルターの有極点、並びに通
過帯域幅をもっと大きく変化させることができる。さら
に、通過帯域と減衰極の周波数が同期して変化するよう
にできる。その結果、前述のように無線機の高周波フィ
ルタで必要な通過周波数と減衰周波数は通常同期して変
化するので、それらを制御することにより通常の有極型
高周波フィルターより少ない段数で減衰量をとることが
できる。また、少ない段数なので通過帯域内における損
失も少なくでき、高周波フィルターの形状そのものを小
さくできるようになる。

【００１７】

【実施例】

（第１の実施例）以下本発明の第１の実施例の高周波フ
ィルターについて、図面を参照しながら説明する。図１
は本発明の第１の実施例における高周波フィルターの回
路構成図を示すものである。図１において、１は４分の
１波長先端短絡伝送線路で構成される誘電体同軸共振器
で入力端子２より出力端子３に至る伝送線路に前記誘電
体同軸共振器１の短絡端側が接地され、入出力の結合コ
ンデンサ４及び５によって入出力端子２、３に結合させ
ている。誘電体同軸共振器１と入出力のコンデンサ４及
び５に跨って有極化のためのバイパス回路をインダクタ
６にて構成している。８は一端が接地されている可変容
量素子で直流電圧阻止のための結合コンデンサ７を介し
て誘電体同軸共振器１の開放端９に接続されている。可
変容量素子８と結合コンデンサ７との接続点にはチョー
クコイル１０及びバイパスコンデンサ１１を介して１２
の制御端子より外部電圧を与えて制御できるようにして
いる。ここで、高周波フィルターにおける結合コンデン
サ４及び５、７は高周波帯では数ピコファラッド程度で
よいが、低損失、高減衰量のためには無負荷Ｑが高いこ
とが望まれる。よって、結合コンデンサには、チップコ
ンデンサはもとより誘電体基板上に銀などを印刷、焼成
して作ったパターンによるコンデンサ等が用いられる。
また、有極化のためのインダクタ６も数ナノヘンリ程度
でよいが、低損失高減衰量のためには無負荷Ｑが高いこ
とが望まれ空心コイルはもとより基板上にマイクロスト
リップラインを用いたパターンインダクタ等が用いられ
る。可変容量素子８には、一般的にバラクタダイオード
が用いられ、できるだけ容量値と直列抵抗成分が小さ
く、容量変化比が大きいものが望ましい。

【００１８】以上のように構成された高周波フィルター
について、以下図１及び図２を用いてその動作について
説明する。

【００１９】まず、図２は第１の実施例の高周波フィル
ターの通過特性を示すものである。入力端２より出力端
３に至る伝送線路に接地された誘電体同軸共振器１並び
に入出力の結合コンデンサ４及び５により帯域通過フィ
ルターを構成し、前記帯域通過フィルターのインピーダ
ンス特性とバイパス回路に用いているインダクタ６のイ
ンピーダンスにより減衰極が生まれる。図１の場合、バ
イパス回路のインピーダンスは等価的に誘導性なので、
帯域通過フィルターのインピーダンスが容量性のところ
にて減衰極が生まれる。つまり、図１の回路構成の場
合、帯域通過フィルターの中心周波数より高い周波数領
域で減衰極が生まれることになる。さらに、誘電体同軸
共振器１の開放端９には、直流電圧阻止のための結合コ
ンデンサ７と外部印加電圧により容量値が可変できるバ
ラクターダイオード８の直列接続で構成される周波数可
変回路が誘電体同軸共振器１と並列に構成されている。
外部印加電圧は１２の制御端子より高周波帯遮断のため
チョークコイル１０及びバイパスコンデンサ１１を介し
て与えられる。従って、誘電体同軸共振器１の開放端９
における共振周波数は誘電体同軸共振器１自身のキャパ
シタンス成分及びインダクタンス成分と、ある電圧が外
部より印加された時のバラクターダイオード８のキャパ
シタンス成分と結合コンデンサ７の直列回路のキャパシ
タンス成分により決まる。また、有極点についてはイン
ダクタ６のインダクタンスと帯域通過フィルターのキャ
パシタンス成分により決まる。外部印加電圧が増加する
ことによりバラクターダイオード８のキャパシタンスが
減少し共振周波数を上げる。ついてはフィルターの中心
周波数を上げ通過帯域の周波数が高い方向に変化するこ
とになる。この場合、有極点もバラクターダイオード８
のキャパシタンスの減少により周波数が高い方向に変化
することになる。また、外部印加電圧が減少することに
よりバラクタダイオード８のキャパシタンスが増加し共
振周波数を下げ、フィルターの中心周波数を下げ、通過
帯域の周波数が低い方向に変化することになる。この場
合、有極点はバラクタダイオードのキャパシタンスの増
加により周波数が低い方向に変化することになる。つま
り、フィルターの中心周波数と減衰量を与える有極点を
同期して変化させることができ、高周波フィルターの重
要な要求性能である通過帯域と減衰極の周波数を外部印
加電圧により制御可能とする。

【００２０】以上の構成に基づいて７７５〜９２５メガ
ヘルツの帯域通過周波数に対する減衰量との関係を調べ
ると図２のようになる。図２（ｂ）は外部印加電圧が低
い場合で電圧を上げると図２（ａ）になる。外部印加電
圧を増加することにより（ｂ）から（ａ）となり、高周
波フィルターの通過帯域と減衰極の周波数を同期して変
化させている。

【００２１】以上のように本実施例によれば、外部印加
電圧にて高周波フィルターの有極点及び通過帯域の周波
数を制御することができ、フィルターの段数を増やすこ
となく減衰量をとるこができる。また段数が少なくてよ
いため損失が減少する。ついては、高周波フィルター自
体の形状も小型化できる。

【００２２】（第２の実施例）以下本発明の第２の実施
例について図面を参照しながら説明する。図３は本発明
の第２の実施例における高周波フィルターの回路構成図
を示すものである。図３において、１３は４分の１波長
先端短絡伝送線路で構成される誘電体同軸共振器で入力
端子１４より出力端子１５に至る伝送線路に前記誘電体
同軸共振器１３の短絡端側が接地され、入出力の結合コ
ンデンサ１６及び１７によって入出力端子１４、１５に
結合させている。誘電体共振器１３と入出力のコンデン
サ１６及び１７に跨って有極化のためのバイパス回路を
インダクタ１８にて構成している。１９はスイッチング
素子で、直列電圧阻止のための結合コンデンサ２０と高
周波的に接地するためのコンデンサ２１の直列接続によ
り周波数シフト回路を構成し、誘電体同軸共振器１３の
開放端２２に並列接続されている。スイッチング素子１
９と接地用コンデンサ２１との接続点にはバイアス電圧
を与えられるように抵抗２３、２４が備えられ２５のバ
イアス端子によりバイアス電圧を与えられるようになっ
ている。スイッチング素子１９と結合コンデンサ２０と
の接続点には制御端子２６よりバイパスコンデンサ２７
及びチョークコイル２８を介してバンドを切り換えるた
めのシフト電圧を与えて制御できるようにしている。こ
こで、高周波フィルターにおける結合コンデンサ１６及
び１７、１８、２０とインダクタ１８は第１の実施例と
同じものが用いられる。スイッチング素子１９について
はスイッチングダイオードやＰＩＮダイオード等のダイ
オード類はもとよりトランジスタ等が用いられる。

【００２３】例えば、図４は、スイッチング素子として
電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）８１を用いた第２の
実施例の変形である。ＦＥＴのゲート電極はインダクタ
８２を介して制御端子８０に接続される。

【００２４】スイッチング素子は可変容量素子同様でき
るだけ容量値と直列抵抗成分が小さいものが望ましい。
ＰＩＮダイオードを用いる場合はカソード側へのバイア
ス電圧の供給は必要なくカソード側をそのままアースに
接地すればよい。２８のチョークコイルについては数キ
ロオーム程度の抵抗でも代用できるが高周波素子とアイ
ソレーションを良くするためにインダクタが用いられ、
コンデンサとの並列回路にし並列共振とする場合もあ
る。

【００２５】以上のように構成された高周波フィルター
について、以下図３を用いてその動作について説明す
る。

【００２６】入力端１４より出力端１５に至る伝送線路
に接地された誘電体同軸共振器１３並びに入出力の結合
コンデンサ１６及び１７により帯域通過フィルターを構
成し、前記帯域通過フィルターのインピーダンス特性と
バイパス回路に用いているインダクタ１８のインピーダ
ンスにより減衰極が生まれる。図３の場合、バイパス回
路のインピーダンスは等価的に誘導性なので、帯域通過
フィルターのインピーダンスが容量性のところにて減衰
極が生まれる。つまり、図３の回路構成の場合、帯域通
過フィルターの中心周波数より高い周波数領域で減衰極
が生まれることになる。誘電体同軸共振器１３の開放端
２２には、結合コンデンサ２０とスイッチングダイオー
ド１９と一端が接地されているコンデンサ２１の直列接
続で構成される周波数シフト回路が並列に接続されてい
る。バイアス端子２５より与えられるスイッチングダイ
オード１９へのバイアス電圧はダイオードの安定化のた
めである。制御端子２６より与えられるシフト電圧はス
イッチングダイオード１９をＯＮ／ＯＦＦするためのも
のである。カソード側に与えたバイアス電圧より高いあ
る一定の電圧を加えることによりスイッチングダイオー
ドには順方向電流が流れ非常に小さい抵抗値をもつこと
になりＯＮすることになる。逆に、０Ｖもしくはオープ
ンにすることにより順方向電流は流れなくなり非常に大
きい抵抗値をもつことになりＯＦＦすることになる。

【００２７】従って、誘電体同軸共振器１３の入力端２
２における共振周波数は誘電体同軸共振器１３自身のキ
ャパシタンス成分及びインダクタンス成分とＯＮもしく
はＯＦＦ時の周波数シフト回路のキャパシタンスにより
決まる。また、有極点についてはインダクタ１８のイン
ダクタンスと帯域通過フィルターのキャパシタンス成分
により決まる。２６の制御端子に与えられる外部印加電
圧により、スイッチングダイオード１９がＯＮした場合
キャパシタンス成分の増加に伴い２２における共振周波
数を下げ、ついてはフィルターの中心周波数を下げるこ
とになり通過帯域幅を周波数の低い方向に移動する。有
極点についてもキャパシタンスの増加に伴い周波数の低
い方向に移動する。また、スイッチングダイオード１９
がＯＦＦした場合キャパシタンス成分の減少に伴い誘電
体同軸共振器１３の開放端２２における共振周波数を上
げる。ついてはフィルターの中心周波数を上げることに
なり通過帯域幅を周波数の高い方向に移動する。有極点
についてもキャパシタンスの減少に伴い周波数の高い方
向へ移動する。つまり、フィルターの中心周波数と減衰
量を与える有極点を同期して可変することができ、高周
波フィルターの重要な要求性能である通過帯域幅と減衰
量を外部印加電圧により制御可能とする。

【００２８】（第３の実施例）以下本発明の第３の実施
例について図面を参照しながら説明する。図５は本発明
の第３の実施例を示す高周波フィルターの回路構成図で
ある。図５において、２９は４分の１波長先端短絡伝送
線路で構成される誘電体同軸共振器で、入力端子３０よ
り出力端子３１に至る伝送線路に接地され、入出力の結
合コンデンサ３２及び３３により結合されている。誘電
体同軸共振器２９と入出力のコンデンサ３２及び３３に
跨って有極化のためのバイパス回路をインダクタ３４に
て構成している。３５は一端が接地されている可変容量
素子で、直流電圧阻止のための結合コンデンサ３６との
直列接続により周波数可変回路を構成し、誘電体同軸共
振器２９の開放端３７に並列に接続されている。可変容
量素子３５と結合コンデンサ３６との接続点にはチョー
クコイル３８及びバイパスコンデンサ３９を介して４０
の第１の制御端子より外部印加電圧を与えて制御できる
ようにしている。また、４１はスイッチング素子で、直
流電圧阻止のための結合コンデンサ４２と高周波の接地
用コンデンサ４３の直列接続で周波数シフト回路を構成
し、誘電体同軸共振器２９の開放端３７に並列に接続さ
れている。スイッチング素子４１と接地用のコンデンサ
４３の接続点にはバイアス端子４４より抵抗４５及び４
６を介してバイアス電圧を与えられるようになってい
る。スイッチング素子４１と結合コンデンサ４２の接続
点には４７の第２の制御端子より４８のチョークコイル
及び４９のバイパスコンデンサを介してバンドを切り換
えるためのシフト電圧を与えて制御できるようにしてい
る。ここで、高周波フィルターにおける各素子について
は第１及び第２の実施例の通りである。

【００２９】以上のように構成された高周波フィルター
について、以下図５及び図６を用いてその動作について
説明する。

【００３０】まず、図６（ａ）から（ｄ）はフィルター
の通過特性を示すものである。入力端３０より出力端３
１に至る伝送線路に接地された誘電体同軸共振器２９並
びに入出力の結合コンデンサ３２及び３３により帯域通
過フィルターを構成し、前記帯域通過フィルターのイン
ピーダンスとバイパス回路に用いているインダクタ３４
のインピーダンスにより有極が生まれる。図５の場合、
バイパス回路のインピーダンスは等価的に誘導性なの
で、帯域通過フィルターのインピーダンスが容量性のと
ころにて減衰極が生まれる。つまり、図５の回路構成の
場合、帯域通過フィルターの中心周波数より高い周波数
領域で減衰極が生まれることになる。さらに、誘電体同
軸共振器２９の開放端３７には、直流電圧阻止のための
結合コンデンサ３６と外部印加電圧により容量値が変化
するバラクターダイオード３５が誘電体共振器２９と並
列に構成されている。外部印加電圧は第１の制御端子４
０より高周波帯遮断のためチョークコイル３８及びバイ
パスコンデンサ３９を介して与えられる。また、誘電体
同軸共振器２９の開放端３７には結合コンデンサ４２と
スイッチングダイオード４１と一端が接地されているコ
ンデンサ４３とで構成される直列回路がさらに誘電体同
軸共振器２９と並列に接続されている。バイアス端子４
４より与えられるスイッチングダイオード４１へのバイ
アス電圧はダイオードの安定化のためである。第２の制
御端子４７より与えられるシフト電圧はスイッチングダ
イオード４１をＯＮ／ＯＦＦするためのものである。カ
ソード側に与えたバイアス電圧より高いある一定の電圧
を加えることによりスイッチングダイオード４１には順
方向電流が流れ非常に小さい抵抗値をもつことになりＯ
Ｎすることになる。逆に、０Ｖもしくはオープンにする
ことにより順方向電流は流れなくなり非常に大きい抵抗
値をもつことになりＯＦＦすることになる。従って、誘
電体同軸共振器２９の開放端３７における共振周波数は
誘電体同軸共振器２９自身のキャパシタンス成分及びイ
ンダクタンス成分と、ある電圧が外部より印加されてい
るバラクターダイオード３５のキャパシタンス成分と結
合コンデンサ３６により構成される直列回路のキャパシ
タンス成分、さらにはＯＮもしくはＯＦＦ時のシフト回
路のキャパシタンス成分により決まる。また、有極点に
ついてはインダクタ３４のインダクタンス成分と帯域通
過フィルターのキャパシタンス成分により決まる。第１
の制御端子４０より与えられる外部印加電圧によるフィ
ルターの中心周波数と有極点の可変については第１の実
施例と同様である。また、第２の制御端子４７より与え
られる外部印加電圧によるフィルターの中心周波数と有
極点の移動については第２の実施例と同様である。つま
り、バラクタダイオード３５の制御とスイッチングダイ
オード４１のＯＮ／ＯＦＦによる制御とを合わせた構成
を持ち、通過帯域と減衰極の周波数を第１の実施例や第
２の実施例よりも広い帯域で可変することを可能にす
る。

【００３１】以上の構成に基づいて７００〜１１００メ
ガヘルツの帯域通過周波数に対する減衰量（デシベル）
との関係を調べると図６（ａ）〜（ｄ）のようになる。
図６（ａ）はバラクタダイオード３５に電圧を外部端子
４０より与えず、かつシフト端子４７がＯＮの場合であ
る。図６（ｂ）はバラクタダイオード３５にある一定の
外部電圧を端子４０より与え、かつシフト端子４７がＯ
Ｎの場合である。また、図６（ｃ）はバラクタダイオー
ド３５に電圧を与えず、かつシフト端子４７がＯＦＦの
場合である。さらに図６（ｄ）はバラクタダイオード３
５にある一定の電圧を与え、かつシフト端子がＯＦＦの
場合である。第１の制御端子４０及び第２の制御端子４
７を用いて外部印加電圧を与えることにより最大で図６
（ａ）から図６（ｄ）までフィルターの通過帯域と減衰
極の周波数を同期して変化させることができる。

【００３２】以上のように本実施例によれば、外部印加
電圧にて高周波フィルターの減衰極及び通過帯域の周波
数をより広い範囲で制御することができ、フィルターの
段数を増やすことなく減衰量をとるこができ、また段数
が少なくてよいため損失が減少する。ついては、高周波
フィルター自体の形状も小型化できる。

【００３３】（第４の実施例）以下本発明の第４の実施
例について図面を参照しながら説明する。図７は本発明
の第４の実施例における高周波フィルターの回路構成図
を示すものである。図４において、６３、６４は４分の
１波長先端短絡伝送線路で構成される誘電体同軸共振器
で入力端子６０より出力端子６１に至る伝送線路に前記
誘電体同軸共振器６３、６４が接地され、入力側の結合
インダクタ６７及び出力側の結合コンデンサ６９によっ
て入出力端子６０、６１に結合させている。誘電体同軸
共振器６３、６４は段間結合コンデンサ６８により縦続
接続されている。誘電体同軸共振器６３、６４と結合イ
ンダクタ６７及び段間結合コンデンサ６８に跨って有極
化のためのバイパス回路をコンデンサ７０にて構成して
いる。６５、６６はスイッチング素子で、直列電圧阻止
を行いかつ高周波的に接地するためのコンデンサ７１、
７２と直列回路を構成し、誘電体同軸共振器６３、６４
の開放端に接続されている。スイッチング素子６５、６
６とコンデンサ７１、７２との接続点にはバイアス電圧
を与えられるようにインダクタ７３、７４とコンデンサ
７５、７６の並列接続による高周波チョーク回路と、抵
抗７７、７８及びバイパスコンデンサ７９が備えられ６
２の制御端子よりバイアス電圧を与えられるようになっ
ている。ここで、高周波フィルターにおけるコンデンサ
６８、６９、７０、７１及び７２とインダクタ６７は第
１の実施例と同じものが用いられる。スイッチング素子
６５、６６については本実施例ではＰＩＮダイオードが
用いられている。

【００３４】ＰＩＮダイオードはできるだけ容量値と直
列抵抗成分が小さいものが望ましい。本実施例のように
ＰＩＮダイオードを用いる場合は、第２の実施例の場合
と異なり、カソード側へのバイアス電圧の供給は必要な
くカソード側をそのままアースに接地すればよい。７
３、７４のチョークコイルについては数キロオーム程度
の抵抗でも代用できるが高周波素子とアイソレーション
を良くするためにインダクタが用いられ、コンデンサ７
５、７６と並列接続し並列共振させることにより高周波
での大きなアイソレーションを得ている。

【００３５】以上のように構成された高周波フィルター
について、以下図７を用いてその動作について説明す
る。

【００３６】入力端６０より出力端６１に至る伝送線路
に接地された誘電体同軸共振器６３、６４並びに入出力
の結合インダクタ６７及び結合コンデンサ６９及び段間
コンデンサ６８により帯域通過フィルターを構成し、前
記帯域通過フィルターのインピーダンス特性とバイパス
回路に用いているコンデンサ７０のインピーダンスによ
り減衰極が生まれる。図７の場合、バイパス回路のイン
ピーダンスは等価的に容量性であり、結合インダクタ６
７と段間コンデンサ６８の直列インピーダンスが誘導性
のところにて減衰極が生まれる。図７の回路構成の場合
は、帯域通過フィルターの中心周波数より高い周波数領
域で減衰極が生まれることになる。誘電体同軸共振器６
３、６４の開放端にはそれぞれ結合コンデンサ７１、７
２とＰＩＮダイオード６５、６６の直列接続で構成され
るシフト回路が誘電体同軸共振器６３、６４とそれぞれ
並列に接続されている。制御端子６２より与えられる制
御信号はＰＩＮダイオード６５、６６をＯＮ／ＯＦＦす
るためのものである。ある一定の電圧を加えることによ
りＰＩＮダイオード６５、６６には順方向電流が流れ非
常に小さい抵抗値をもつことになりＯＮすることにな
る。逆に、０Ｖもしくはオープンにすることにより順方
向電流は流れなくなり非常に大きい抵抗値をもつことに
なりＯＦＦすることになる。

【００３７】従って、誘電体同軸共振器６３、６４の開
放端における共振周波数は誘電体同軸共振器６３、６４
自身のキャパシタンス成分及びインダクタンス成分とＯ
ＮもしくはＯＦＦ時のシフト回路のキャパシタンス成分
により決まる。また、有極点についてはコンデンサ７０
のキャパシタンス成分と帯域通過フィルターの結合イン
ダクタ６７と段間コンデンサ６８のキャパシタンス成分
により決まる。制御端子６２に与えられる外部印加電圧
により、ＰＩＮダイオード６５、６６がＯＮした場合、
キャパシタンス成分の増加に伴い誘電体同軸共振器６
３、６４の開放端における共振周波数を下げ、ついては
フィルターの中心周波数を下げることになり通過帯域幅
を周波数の低い方向に移動する。有極点についてもキャ
パシタンスの増加に伴い周波数の低い方向に移動する。
また、ＰＩＮダイオード６５、６６がＯＦＦした場合、
キャパシタンス成分の減少に伴い誘電体同軸共振器６
３、６４の開放端における共振周波数を上げ、ついては
フィルターの中心周波数をを上げることになり通過帯域
幅を周波数の高い方向に移動する。有極点についてもキ
ャパシタンスの減少に伴い周波数の高い方向へ移動す
る。つまり、フィルターの中心周波数と減衰量を与える
有極点を同期して可変することができ、高周波フィルタ
ーの重要な要求性能である通過帯域と減衰極の周波数を
外部印加電圧により制御可能とする。

【００３８】なお、以上の実施例の説明において共振素
子は誘電体同軸共振器を例にとって説明したがストリッ
プライン共振器など他の形式の共振器でも構わない。も
ちろん一体型ブロック構造の誘電体フィルターなどが含
まれることはいうまでもない。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明は、有極型高周波フ
ィルターに可変容量素子やスイッチング素子を加えるこ
とにより、外部からの制御にてフィルターの中心周波数
と有極点を同期して可変可能とし、フィルターの重要な
要求性能である減衰極と通過帯域の周波数を制御するこ
ができ、通常の有極型高周波フィルターより少ない段数
で大きな減衰量をとることができる。また、少ない段数
なので通過帯域内における損失も少なくでき、高周波フ
ィルターの形状そのものを小さくできるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における高周波フィルタ
ーの回路構成図

【図２】本発明の第１の実施例における高周波フィルタ
ーの周波数特性を示すグラフ

【図３】本発明の第２の実施例における高周波フィルタ
ーの回路構成図

【図４】本発明の第２の実施例の変形における高周波フ
ィルターの回路構成図

【図５】本発明の第３の実施例における高周波フィルタ
ーの回路構成図

【図６】本発明の第３の実施例における高周波フィルタ
ーの周波数特性を示すグラフ

【図７】本発明の第４の実施例における高周波フィルタ
ーの回路構成図

【図８】従来の有極型高周波フィルターの回路構成図

【符号の説明】

１誘電体同軸共振器２入力端子３出力端子４結合コンデンサ５結合コンデンサ６インダクタ７結合コンデンサ８可変容量素子９開放端１０チョークコイル１１バイパスコンデンサ１２制御端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村俊昭京都府綴喜郡田辺町大字大住小字浜55番 12号松下日東電器株式会社内 (72)発明者小杉裕昭大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者佐藤祐己大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開平６−196903（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−90901（ＪＰ，Ａ) 特開平６−343002（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−51803（ＪＰ，Ａ) 実開平６−62601（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03H 7/12 H01P 1/20 - 1/219

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力端子と出力端子と制御端子と共振素
子とインピーダンス可変素子と、前記共振素子の一端に
電気的に接続された少なくとも２個の結合素子と、前記
少なくとも２個の結合素子に跨るバイパス結合回路を具
備し、かつ、前記バイパス回路の一端が前記入力端子と
他端が前記出力端子と電気的に接続されるとともに、前
記共振素子と前記インピーダンス可変素子を電気的もし
くは磁気的に接続し、前記制御端子に印加する制御信号
により前記インピーダンス可変素子のインピーダンスを
変化させることによって、前記入出力端子間の通過帯域
内に減衰極をもたせるとともに、通過帯域と減衰極の周
波数が同期して制御されることを特徴とする高周波フィ
ルター。
【請求項２】インピーダンス可変素子がバラクターダ
イオードであることを特徴とする請求項１記載の高周波
フィルター。
【請求項３】インピーダンス可変素子がＰＩＮダイオー
ドであることを特徴とする請求項１記載の高周波フィル
ター。
【請求項４】インピーダンス可変素子が電界効果型トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）であることを特徴とする請求項１記
載の高周波フィルター。
【請求項５】共振素子が誘電体同軸共振器であることを
特徴とする請求項１記載の高周波フィルター。
【請求項６】共振素子がストリップライン共振器である
ことを特徴とする請求項１記載の高周波フィルター。
【請求項７】４分の１波長先端短絡伝送線路で構成さ
れる複数個の共振素子と、前記共振素子の一端に電気的
に接続され、前段もしくは後段の共振素子あるいは入力
端子あるいは出力端子と接続する少なくとも２個の結合
素子と、前記少なくとも２個の結合素子に跨る容量素子
或いはインダクタンス素子等のバイパス結合回路を設
け、かつ、前記バイパス結合回路の一端に前記入力端子
を他端に前記出力端子を電気的に接続した多段有極型高
周波フィルターにおいて、前記共振素子の一端に可変容
量素子と結合コンデンサの直列接続で構成される周波数
可変回路を並列接続し、前記周波数可変回路に制御信号
を与えることにより、通過帯域と減衰極の両方を含む周
波数特性を同期して変化させることを特徴とする高周波
フィルター。
【請求項８】４分の１波長先端短絡伝送線路で構成さ
れる複数個の共振素子と、前記共振素子の一端に電気的
に接続され、前段もしくは後段の共振素子あるいは入力
端子あるいは出力端子と接続する少なくとも２個の結合
素子と、前記２個の結合素子に跨る容量素子或いはイン
ダクタンス素子等のバイパス結合回路を設け、かつ、前
記バイパス結合回路の一端に前記入力端子を他端に前記
出力端子を電気的に接続した多段有極型高周波フィルタ
ーにおいて、前記共振素子の一端に結合コンデンサとス
イッチング素子の直列接続で構成される周波数可変回路
を並列接続し、前記周波数可変回路に制御信号を与え、
もしくは電気的にオープンにすることにより、通過帯域
と減衰極の両方を含む周波数特性を同期して変化させる
ことを特徴とする高周波フィルター。
【請求項９】４分の１波長先端短絡伝送線路で構成さ
れる複数個の共振素子と、前記共振素子の一端に電気的
に接続され、前段もしくは後段の共振素子あるいは入出
力端子と接続する少なくとも２個の結合素子と、前記２
個の結合素子に跨る容量素子或いはインダクタンス素子
等のバイパス結合回路を設け、かつ、前記バイパス結合
回路の一端に前記入力端子を他端に前記出力端子を電気
的に接続した多段有極型高周波フィルターにおいて、前
記共振素子の一端に、可変容量素子と結合コンデンサの
直列接続で構成される第１の回路と、結合コンデンサと
スイッチング素子の直列接続で構成される第２の回路を
並列接続し、前記第１ならびに前記第２の回路の制御端
子に制御信号を与え、もしくは電気的にオープンにする
ことにより、通過帯域と減衰極の両方を含む周波数特性
を同期して変化させることを特徴とする高周波フィルタ
ー。