JP4070428B2

JP4070428B2 - 周波数可変フィルタ

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Publication number: JP4070428B2
Application number: JP2001203067A
Authority: JP
Inventors: 孝夫九鬼; 俊裕野本; 文康杉之下
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2021-07-04
Also published as: JP2003017912A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数可変フィルタに関し、特に、フィルタの中心周波数や帯域幅あるいは共振器の共振周波数を外部信号により変化させる周波数可変フィルタに適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の周波数可変フィルタ及び可変共振器では、フィルタの中心周波数や帯域幅、あるいは共振器の共振周波数を外部信号より調節する方法には、大きく分けて以下の示すような方法が知られている。
【０００３】
（１）伝送線路の近傍や空洞共振器へ調整ねじを挿入したり、あるいは空洞共振器の大きさを物理的に変化させるなどの機械的な調整方法が良く知られている。
【０００４】
（２）電気的調整手段としては、例えば、特開２０００−１００６５９では、電圧で調整する可変容量キャパシタで回路の共振周波数を調整し、チューナブルフィルタを実現している。また、特開２０００−３５７９０５、特開平９−２０５３２４、特開平７−３２１５０９では、ダイオードをスイッチとして用いることにより、制御電圧によって共振器の共振周波数を変化させることにより，周波数可変フィルタを実現している。
【０００５】
（３）特開２０００−１５１２０５では、空洞共振器内に導体板を置き、この導体板と空洞共振器を光導電素子で接続し、光導電素子に光を照射して光導電素子のインピーダンスを変化させることにより空洞共振器の共振周波数を調整して、チューナブルフィルタを実現している。
【０００６】
このように、従来の周波数可変フィルタ及び可変共振器では、フィルタの中心周波数や帯域幅、あるいは共振器の共振周波数を外部より制御する場合、外部からの制御信号は電気信号が一般的である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
【０００８】
従来の周波数可変フィルタ及び可変共振器の共振周波数を外部より制御する方法の内で、前述する（１）の調整ねじの挿入量を増減するというような機械的制御方法は、制御信号としての電気信号と親和性が悪い。このような方法では、制御のための電気信号をモータなどにより機械的な信号に変換しなければならず、非常に複雑な装置の構成となってしまう問題があった。
【０００９】
また、前述する（３）の光導電素子に光を照射する方法についても、制御のための電気信号をいったん光に変換しなければならず、複雑な装置構成となってしまうという問題があった。
【００１０】
一方、前述する（２）の可変容量キャパシタやダイオードのようなアクティブ素子を組み合わせる方法については、フィルタの中心周波数や帯域幅あるいは共振器の共振周波数を直接電気的に制御することができる。制御信号から制御手段まですべてを電気的に処理することが可能となるので、装置の構成は前記の機械的調整方法に比べれば簡単になる。しかしながら、この（２）の方法では、フィルタや共振器にアクティブ素子を実装するなどの手間が必要であった。
【００１１】
本発明の目的は、周波数可変フィルタに能動素子などを実装することなく、フィルタの中心周波数や帯域幅あるいは共振器の共振周波数を電気的に制御することが可能となる簡易な構成の周波数可変フィルタを提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１４】
（１）誘電率が電気的制御信号により変化する誘電体材料からなる誘電体層と、前記誘電体層を介して対向する、もしくは前記誘電体層の同一面に並行して配置される第１の電極と複数の第２の電極とにより構成される複数の可変共振器と、前記第１の電極と前記複数の第２の電極のそれぞれとの間にそれぞれ電圧を印加する複数の電源とを備え、前記複数の可変共振器が隣接する可変共振器間で電磁結合されている周波数可変フィルタであって、前記各電源から前記第１の電極と前記各第２の電極間に印加する電圧を制御し、前記誘電体層の誘電率を変化させ前記複数の可変共振器の共振周波数を変化させ、中心周波数及び帯域幅を可変とする周波数可変フィルタ。
【００１５】
（２）誘電率が電気的制御信号により変化する誘電体材料からなる誘電体層と、前記誘電体層を介して対向する、もしくは前記誘電体層の同一面に並行して配置される第１の電極と複数の第２の電極群とにより構成される複数の可変共振器と、前記第１の電極と前記第２の電極群の各第２電極それぞれとの間にそれぞれ電圧を印加する複数の電源とを備え、前記各第２の電極群はその中の各第２の電極が隣接する電極間で第１の電磁結合がされ一つの可変共振器として動作し、前記複数の可変共振器が隣接する可変共振器間で前記第１の電磁結合より弱い第２の電磁結合されている周波数可変フィルタであって、前記各電源から前記第１の電極と前記第２の電極群の各第２の電極間に印加する電圧を制御し、前記誘電体層の誘電率を変化させ前記複数の可変共振器の共振周波数を変化させ、中心周波数及び帯域幅を可変とする周波数可変フィルタ。
【００１７】
前述した（１）（２）の手段によれば、電源から一対の電極に印加する電圧を制御することによって、誘電体層の誘電率が変化して電磁結合される可変共振器の共振周波数が変化する。その結果、周波数可変フィルタの中心周波数及び帯域幅が変化するので、周波数可変フィルタに能動素子などを実装することなく、中心周波数及び帯域幅を直接電気的に制御できる比較的簡単な構成となる。このように能動素子が不要であり構造が非常に簡単であるため、製造コストを低減することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、発明の実施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の可変高周波伝送路を用いた可変共振器の概略構成を説明するための図である。ただし、実施の形態１の可変共振器は、マイクロストリップ可変共振器である。図１において、１０１は液晶層、１０２はセラミクス基板、１０３はストリップ導体、１０４はグランド電極、１０５は制御電圧源、１０６は入出力線路を示す。
【００２１】
図１に示すように、実施の形態１の可変共振器は、液晶層１０１と、この液晶層１０１を介して対向配置される２枚のセラミクス基板（第１及び第２のセラミクス基板１０２ａ，１０２ｂ）と、伝送路であるストリップ導体１０３と、グランド電極１０４と、制御電圧源１０５と、入出力線路１０６とから構成される。
【００２２】
一方のセラミクス基板である第１のセラミクス基板１０２ａの対向面にはストリップ導体１０３が形成されている。このストリップ導体１０３は、蒸着などの周知の方法により第１のセラミクス基板１０２ａの対向面に形成された導体薄膜であり、周知のエッチングなどの方法で所望の形状に加工される。このストリップ導体１０３には、一方の辺には入力ポートとなる入出力線路１０６ａが形成され、この入出力線路１０６ａが形成された辺に対向する辺には出力ポートとなる入出力線路１０６ｂが形成される。さらには、実施の形態１では、ストリップ導体１０３に制御電圧源１０５からの電圧を印加するための図示しない制御電圧用線路が形成され、第１のセラミクス基板１０２ａの側面部分に接続可能に取り出される構成となっている。従って、第１のセラミクス基板１０２ａの対向面には、ストリップ導体１０３と、このストリップ導体１０３の入出力ポートとなる入出力線路１０６ａ，１０６ｂと、制御電圧源１０５に接続される制御電圧用線路とが形成される。
【００２３】
一方、他方のセラミクス基板である第２のセラミクス基板１０２ｂの対向面にはグランド電極１０４となる電極が形成され、第２のセラミクス基板１０２ｂの側面部分に接続可能に取り出される構成となっている。
【００２４】
従って、第１のセラミクス基板１０２ａと第２のセラミクス基板１０２ｂとの対向面を対向させ、２枚のセラミクス基板１０２ａ，１０２ｂとの間に液晶を封入した後に、封止することによって、液晶層１０１を誘電体基板とし、ストリップ導体１０３とグランド電極１０４で構成したマイクロストリップ共振器となる。ただし、図１では共振器の両端に信号の入出力線路１０６ａ，１０６ｂが付加されているが、この入出力線路１０６ａ，１０６ｂは、可変共振器の動作とは関係ないことはいうまでもない。また、液晶層１０１は、液晶溶液を含浸させた樹脂を、第１のセラミクス基板１０２ａと第２のセラミクス基板１０２ｂとで挟み込む構成とすることによって、液晶層１０１を所定の厚さに容易に保持できる。
【００２５】
制御電圧源１０５は、出力の何れか一方の出力がストリップ導体１０３に接続される図示しない制御電源用線路に接続され、他方の出力がグランド電極１０４に接続され、共振器の共振周波数に応じて調整された直流、あるいは低周波交流電圧信号を、ストリップ導体１０３とグランド電極１０４との間に印加する構成となっている。従って、制御電圧源１０５の出力電圧に応じて、液晶層１０１の誘電率が変化することとなるので、マイクロストリップ可変共振器の共振周波数を制御することができる。ただし、図１では、制御電圧源１０５の信号出力側がストリップ導体１０３に接続され、グランド側がグランド電極１０４に接続される場合を示している。
【００２６】
可変共振器の共振周波数をｆ、共振器の物理長をＬとした場合、下記の数１となる。
【００２７】
【数１】

ただし、Ｃは光の速度、εeffはマイクロストリップの実効誘電率であり液晶の誘電率εの関数である。
【００２８】
この数１より、制御電源１０５の電圧を調整（制御）することによって、液晶の誘電率εが変化して、共振周波数ｆを調整できることがわかる。
【００２９】
ただし、液晶層１０１で使用される液晶は、高周波に対して誘電率異方性を有し、細長い液晶分子の長軸方向の誘電率は、短軸方向のものに比べて高い．その誘電率異方性は、可能な限り使用周波数の範囲を大きく変化できるため、誘電率異方性が大きなネマティック液晶、コーステリック液晶、スメクティック液晶、またはこれら液晶の混合液晶を選択して用いることができる。ただし、高速性を得るには低粘性かつ高弾性のネマティック液晶が適している。特に、屈折率異方性の大きなシアノビフェニル系、ターフェニル系、ピリジン系、ピリミジン系およびトラン系のネマティック液晶が最適である。一方、スメクティック液晶を用いる場合には、自発分極を有して高速応答を示す強誘電性液晶が有用である。
【００３０】
一方、これらの液晶を包含するための樹脂としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリスチレン、ポリビニールアルコール、またはこれらの共重合体（例えばアクリル・ウレタン共重合体）などが適当である。また、液晶層１０１は、純粋な液晶のみならず、液晶が小滴状もしくは連通状態で樹脂に分散された構造の液晶・樹脂複合体（Ｊ．Ｗ．Ｄｏａｎｅ，Ｎ・Ａ・Ｖａｚ，Ｂ．Ｇ．ＷｕａｎｄＳ．Ｚｕｍｅｒ，“Ｆｉｅｌｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｌｉｇｈｔｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｆｒｏｍｎｅｍａｔｉｃｍｉｃｒｏｄｒｏｐｌｅｔｓ，”Ａｐｐｌ．Ｐｂｙｓ．Ｌｅｔｔ，ＶＯｌ．４８，ｎｏ．４，ｐｐ．２６９−２７１（１９８６））、あるいは、繊維などに液晶を含浸させた繊維含浸液晶などを利用した構造も有効である。すなわち、繊維を絡み合わせて形成した平板状部材あるいは多孔質膜に液晶を含浸させた繊維誘電体により誘電体層である液晶層１０１を形成してもよいことはいうまでもない。この場合には、液晶層１０１の厚さは繊維を絡み合わせて形成した平板状部材あるいは多孔質膜によって保持されることとなるので、例えば第１及び第２のセラミクス基板１０２ａ，１０２ｂを筐体とするかわり、柔軟性を有する合成樹脂として例えばポリイミドを筐体として用いることによって、可変共振器の配置形状による特性を変化させることなく、配置位置に応じてその形状に変形させることが可能となる。その結果、可変共振器を機器に組み込む際の部品配置の自由度を向上させることができるという効果を得ることができる。
【００３１】
なお、実施の形態１の可変共振器では、液晶層１０１に電圧（電界）を印加する電極としてストリップ導体１０３を用いる構成としたが、これに限定されることはなく、例えば、第１のセラミクス基板１０２ａに電圧印加用の電極を設け、この電極とグランド電極１０４とに制御電圧源１０５を接続する構成としてもよいことはいうまでもない。さらには、実施の形態１の可変共振器の側面部分である液晶層１０１の側面に電極を設ける構成としてもよいことはいうまでもない。
【００３２】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２の可変高周波伝送路を用いた周波数可変フィルタの概略構成を説明するための図である。ただし、実施の形態２の周波数可変フィルタは、チューナブルマイクロストリップフィルタであり、実施の形態１の可変共振器と同様の構成を有する可変共振器を複数個組み合わせた構成である。このような構成のチューナブルマイクロストリップフィルタは、例えば、小西良弘，“マイクロ波回路の基礎とその応用”，総合電子出版，ｐｐ．３７０，付図１０．３と同様なものである。なお、実施の形態では、両端が開放される第１〜第３のストリップ導体２０３〜２０５を並列結合させた並列結合型のフィルタであるが、ストリップ導体は、３に限定されるものではなく、２以上でよいことはいうまでもない。
【００３３】
図２において、２０１は液晶層、２０２はセラミクス基板、２０３は第１のストリップ導体、２０４は第２のストリップ導体、２０５は第３のストリップ導体、２０６はグランド電極、２０７は第１の制御電圧源、２０８は第２の制御電圧源、２０９は第３の制御電圧源、２１０は入出力線路を示す。
【００３４】
図２に示すように、実施の形態２の周波数可変フィルタは、液晶層２０１と、この液晶層２０１を介して対向配置される２枚のセラミクス基板（第１及び第２のセラミクス基板２０２ａ，２０２ｂ）と、第１〜第３のストリップ導体２０３〜２０５と、グランド電極２０６と、第１〜第３の制御電圧源２０７〜２０９とから構成される。
【００３５】
実施の形態２の周波数可変フィルタでは、第２のセラミクス基板２０２ｂは実施の形態１のセラミクス基板１０２ｂと同様の構成である。一方、第１のセラミクス基板２０２ａの対向面には、第１〜第３のストリップ導体２０３〜２０５がそれぞれ離間され、延在方向にずらされて形成されている。ただし、第１〜第３のストリップ導体２０３〜２０５は、実施の形態１と同様に、蒸着等の周知の方法により第１のセラミクス基板２０２ａの対向面に形成された導体薄膜であり、周知のエッチングなどの方法で所望の形状に加工される。また、第１のストリップ導体２０３には入力ポートとなる入出力線路２１０ａが離間して形成され、第３のストリップ導体２０５には出力ポートとなる入出力線路２１０ａが離間して形成されている。さらには、実施の形態２では、第１〜第３のストリップ導体２０３〜２０５にそれぞれ対応する第１〜第３の制御電圧源２０７〜２０９からの電圧を印加するための図示しない制御電圧用線路がそれぞれ形成され、第１のセラミクス基板２０２ａの側面部分に接続可能に取り出される構成となっている。従って、第１のセラミクス基板２０２ａの対向面には、第１〜第３のストリップ導体２０３〜２０５と、実施の形態２の周波数可変フィルタの入出力ポートとなる入出力線路２１０ａ，２１０ｂと、第１〜第３の制御電圧源２０７〜２０９に接続される３本の制御電圧用線路とが形成される。
【００３６】
従って、第１のセラミクス基板２０２ａと第２のセラミクス基板２０２ｂとの対向面を対向させ、２枚のセラミクス基板２０２ａ，２０２ｂとの間に液晶を封入した後に、封止することによって、液晶層２０１を誘電体基板とすることによって、チューナブルマイクロストリップフィルタとなる。ただし、図２では周波数可変フィルタの両端に信号の入出力線路２１０ａ，２１０ｂが付加されているが、この入出力線路２１０ａ，２１０ｂは、周波数可変フィルタの動作とは関係ないことはいうまでもない。
【００３７】
このような構成とすることによって、第１〜第３のストリップ導体２０３〜２０５は、実施の形態１の可変共振器と同様に、それぞれ可変共振器を構成する。そして、このように構成された共振器が電磁結合することにより、マイクロストリップフィルタを構成する。
【００３８】
実施の形態２の周波数可変フィルタの中心周波数は、フィルタを構成する共振器の共振周波数により決まるので、実施の形態１に示すように、第１〜第３の制御電圧源２０７〜２０９の出力電圧をそれぞれ調整し、第１〜第３のストリップ導体２０３〜２０５とグランド電極２０６との間に印加する制御電圧を調整することによって、中心周波数を調整できる。
【００３９】
一方、高周波信号は、第１〜第３のストリップ導体２０３〜２０５に対応する３つの可変共振器の電磁結合によって伝送されることとなり、この結合量は特願２０００−３１２９０６号公報に開示されるように、液晶層２０１の誘電率の変化により調整できるので、第１〜第３の制御電圧源２０７〜２０９の出力電圧をそれぞれ調整し、第１〜第３のストリップ導体２０３〜２０５とグランド電極２０６との間に印加する制御電圧を調整することによって、周波数可変フィルタの帯域が調整されることとなる。
【００４０】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３の可変高周波伝送路を用いた周波数可変フィルタの概略構成を説明するための図である。ただし、実施の形態３の周波数可変フィルタは、チューナブルマイクロストリップフィルタであり、実施の形態２と同様に、実施の形態１の可変共振器と同様の構成を有する可変共振器を複数個組み合わせた構成である。
【００４１】
図３において、３０１は液晶層、３０２はセラミクス基板、３０３は第１の可変共振器、３０４は第２の可変共振器、３０５は第３の可変共振器、３０６はグランド電極、３０７は第１の制御電圧源、３０８は第２の制御電圧源、３０９は第３の制御電圧源、３１０は入出力線路を示す。
【００４２】
図３から明らかなように、実施の形態３の周波数可変フィルタは、実施の形態２の周波数可変フィルタの第１〜第３のストリップ導体２０３〜２０５をそれぞれ３つのストリップ導体で構成する、すなわち第１〜第３の可変共振器３０３〜３０５を形成するストリップ導体を３つのストリップ導体で構成し、この３つのストリップ導体にそれぞれ異なる制御電圧源を設け、３つのストリップ導体とグランド電極３０６との間に印加する電圧を調整可能としたものである。
【００４３】
このような構成とすることによって、中心周波数と帯域幅をほぼ独立に調整できるようにしたものである。
【００４４】
以下、図４に本実施の形態３の第１〜第３の可変共振器を形成するストリップ導体の概略構成を説明するための図を示し、以下、図４に基づいて図３に示す実施の形態３の周波数可変フィルタの構成を説明する。ただし、前述するように、実施の形態３の周波数可変フィルタは、第１〜第３の可変共振器３０３〜３０５を構成するストリップ導体と、各ストリップ導体とグランド電極３０６との間に印加する第１〜第３の制御電圧源３０７〜３０９の接続形態とが異なるのみで他の構成は実施の形態２と同様となる。従って、以下の説明では、第１〜第３の可変共振器３０３〜３０５の内、第２の可変共振器３０４について詳細に説明する。
【００４５】
図４において、４０１は第１のストリップ導体、４０２は第２のストリップ導体、４０３は第３のストリップ導体、４０４は第４のストリップ導体、４０５は第５のストリップ導体を示す。
【００４６】
図４に示すように、第２の可変共振器３０４（第２の可変共振器３０４を形成するストリップ導体）は、直線上に配列された第１のストリップ導体４０１と、第２のストリップ導体４０２と、第３のストリップ導体４０３とから形成される。ただし、実施の形態３では、第１のストリップ導体４０１と第２のストリップ導体４０２との間隔、及び第２のストリップ導体４０２と第３のストリップ導体４０３との間隔は、それぞれ隣接する第１及び第３の可変共振器３０３，３０５を形成するストリップ導体との間隔より小さい間隔で離間される構成となっている。
【００４７】
従って、第２の可変共振器３０４を形成する第１のストリップ導体４０１と第２のストリップ導体４０２、及び第２のストリップ導体４０２と第３のストリップ導体４０３と結合は、隣接する可変共振器を構成するストリップ導体との結合（例えば、第１のストリップ導体４０１と第４のストリップ導体４０４との間隔や、第３のストリップ導体４０３と第５のストリップ導体４０５との間隔）よりも密な容量結合となっている。その結果、第１〜第３のストリップ導体４０１〜４０３は、容量結合により電磁結合して、ひとつの可変共振器として動作する。ただし、前述した実施の形態２に示すように、第２の可変共振器３０４は、離間して配置された第１の可変共振器３０３及び第３の可変共振器３０５とも電磁結合することとなる。すなわち、第１のストリップ導体４０１と第４のストリップ導体４０４、及び第３のストリップ導体４０３と第５のストリップ導体４０５とがそれぞれ電磁結合する。
【００４８】
その結果、第１〜第３の可変共振器３０３〜３０５によって、実施の形態３の周波数可変フィルタであるマイクロストリップフィルタが形成される。
【００４９】
このとき、実施の形態３の周波数可変フィルタでは、前述するように、一の可変共振器（第２の可変共振器３０４）において、第１〜第３のストリップ導体４０１〜４０３は、図示しない制御電圧信号線を介して第１〜第３の制御電圧源３０７〜３０９にそれぞれ接続されており、第１〜第３のストリップ導体４０１〜４０３とグランド電極３０６との間に印加する制御電圧を独立に調整できるようになっている。
【００５０】
このように形成されたフィルタの中心周波数は、フィルタを構成する共振器の共振周波数により決定されるので、可変共振器の共振周波数が変化するごとく、中心周波数が調整できる。すなわち、実施の形態３では、一の可変共振器（例えば、第２の可変共振器３０４）を構成する第１〜第３のストリップ導体４０１〜４０３にそれぞれに接続する第１〜第３の制御電圧源３０７〜３０９の電圧をそれぞれ調整することによって、第１〜第３のストリップ導体４０１〜４０３の電気長Ｌを調整できるので共振周波数が変化し、中心周波数を調整することができる。
【００５１】
特に、一の可変共振器（例えば、第２の可変共振器３０４）を構成する第２のストリップ導体４０２は、隣接する可変共振器（例えば、第１もしくは第３の可変共振器３０３，３０５）とは電磁結合していないので、第２のストリップ導体４０２に接続している制御電圧源３０８の電圧を調整して電気長Ｌ_０を変化させることによって、隣接する可変共振器との結合量を変化させることなく、第２の可変共振器３０４の電気長Ｌを調整でき、もっぱらフィルタの中心周波数を調整することができる。また、特願２０００−３１２９０６号公報に開示されるように、第１の制御電圧源３０７と第３の制御電圧源３０９とを調整することにより、例えば第１のストリップ導体４０１と第４のストリップ導体４０４のとの結合量を調整できるので、結果として第１〜第３の可変共振器３０３〜３０５の結合量を調整できる。これにより、実施の形態３の制御電圧源３０７，３０９を調整することで、もっぱらフィルタの帯域の調整が可能となる。
【００５２】
なお、実施の形態１〜３では、可変共振器、チューナブルフィルタに用いる伝送線路の形態としてマイクロストリップ線路を例示したが、本発明における伝送線路はマイクロストリップ線路だけに制限されるものではなく、同軸線路、コプレーナ線路、ストリップ線路などの高周波信号の伝搬媒体として誘電体を使った伝送線路すべてに応用可能である。例えば、図５に示すコプレーナ線路を用いた可変共振器では、５０１は液晶層、５０２はセラミック基板、５０３はストリップ導体、５０４はグランド電極、５０５は制御電圧源、５０６は入出力線路を示す。このコプレーナ線路を用いた可変共振器は、前述する図１に示すマイクロストリップ線路を用いた可変共振器のグランド電極１０４を、ストリップ導体１０３及び入出力線路１０６と同じ平面（共平面）に移した構造としている他は、図１に示す実施の形態１の可変共振器と同様の構造となる。従って、コプレーナ線路を用いた可変共振器においても、実施の形態１の可変共振器と同様に、制御電圧源５０５の出力電圧に応じて、液晶層５０１の誘電率を変化させることができるので、可変共振器の共振周波数を制御することが可能となる。
【００５３】
また、実施の形態１〜３では、誘電体層である液晶層１０１，２０１，３０１，５０１を介して対向配置されるストリップ導体１０３，２０３〜２０５，４０１〜４０５，５０３とグランド電極１０４，２０６，３０６，５０４とに制御電圧源１０５，２０７〜２０９，３０７〜３０９，５０５からの電圧を印加し液晶層１０１，２０１，３０１，５０１の誘電率を変化させる構成としたが、これに限定されることはなく、例えばグランド電極１０４，２０６，３０６，５０４が形成される面やストリップ導体１０３，２０３〜２０５，４０１〜４０５，５０３が形成される面のように、液晶層１０１，２０１，３０１，５０１の同一面に並行して配置される一対の電極を設け、この一対の電極に制御電圧源１０５，２０７〜２０９，３０７〜３０９，５０５からの電圧を印加し液晶層１０１，２０１，３０１，５０１の誘電率を変化させる構成としてもよいことはいうまでもない。
【００５４】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００５５】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【００５６】
（１）制御電源から誘電体層に印加する電圧の大きさ及び／又は方向を制御することによって、誘電体層の誘電率が変化することとなるので、可変共振器に能動素子などを実装することなく、可変共振器の共振周波数を直接制御することができる。
【００５７】
（２）制御電源から可変共振回路の誘電体層に印加する電圧の大きさ及び／又は方向を変えることによって、誘電体層の誘電率が変化することとなり、可変共振器の共振周波数を可変することができるので、当該周波可変フィルタに能動素子などを実装することなく、中心周波数及び／又は帯域幅を直接制御することができる。
【００５８】
（３）能動素子が不要であり構造が非常に簡単であるため、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の可変高周波伝送路を用いた可変共振器の概略構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態２の可変高周波伝送路を用いた周波数可変フィルタの概略構成を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態３の可変高周波伝送路を用いた周波数可変フィルタの概略構成を説明するための図である。
【図４】本実施の形態３の第１〜第３の可変共振器を形成するストリップ導体の概略構成を説明するための図である。
【図５】コプレーナ線路を用いた可変共振器の概略構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１…液晶層１０２…セラミクス基板
１０３…ストリップ導体１０４…グランド電極
１０５…制御電圧源１０６…入出力線路
２０１…液晶層２０２…セラミクス基板
２０３…第１のストリップ導体２０４…第２のストリップ導体
２０５…第３のストリップ導体２０６…グランド電極
２０７…第１の制御電圧源２０８…第２の制御電圧源
２０９…第３の制御電圧源２１０…入出力線路
３０１…液晶層３０２…セラミクス基板
３０３…第１の可変共振器３０４…第２の可変共振器
３０５…第３の可変共振器３０６…グランド電極
３０７…第１の制御電圧源３０８…第２の制御電圧源
３０９…第３の制御電圧源３１０…入出力線路
４０１…第１のストリップ導体４０２…第２のストリップ導体
４０３…第３のストリップ導体４０４…第４のストリップ導体
４０５…第５のストリップ導体５０１…液晶層
５０２…セラミック基板５０３…ストリップ導体
５０４…グランド電極５０５…制御電圧源
５０６…入出力線路

Claims

誘電率が電気的制御信号により変化する誘電体材料からなる誘電体層と、前記誘電体層を介して対向する、もしくは前記誘電体層の同一面に並行して配置される第１の電極と複数の第２の電極とにより構成される複数の可変共振器と、前記第１の電極と前記複数の第２の電極のそれぞれとの間にそれぞれ電圧を印加する複数の電源とを備え、前記複数の可変共振器が隣接する可変共振器間で電磁結合されている周波数可変フィルタであって、前記各電源から前記第１の電極と前記各第２の電極間に印加する電圧を制御し、前記誘電体層の誘電率を変化させ前記複数の可変共振器の共振周波数を変化させ、中心周波数及び帯域幅を可変とすることを特徴とする周波数可変フィルタ。
誘電率が電気的制御信号により変化する誘電体材料からなる誘電体層と、前記誘電体層を介して対向する、もしくは前記誘電体層の同一面に並行して配置される第１の電極と複数の第２の電極群とにより構成される複数の可変共振器と、前記第１の電極と前記第２の電極群の各第２電極それぞれとの間にそれぞれ電圧を印加する複数の電源とを備え、前記各第２の電極群はその中の各第２の電極が隣接する電極間で第１の電磁結合がされ一つの可変共振器として動作し、前記複数の可変共振器が隣接する可変共振器間で前記第１の電磁結合より弱い第２の電磁結合されている周波数可変フィルタであって、前記各電源から前記第１の電極と前記第２の電極群の各第２の電極間に印加する電圧を制御し、前記誘電体層の誘電率を変化させ前記複数の可変共振器の共振周波数を変化させ、中心周波数及び帯域幅を可変とすることを特徴とする周波数可変フィルタ。
請求項１または２に記載の可変共振器において、前記誘電体層は液晶層からなることを特徴とする周波数可変フィルタ。
請求項１または２に記載の可変共振器において、前記誘電体層は繊維を絡み合わせて形成した平板状部材あるいは多孔質膜に液晶を含浸させた繊維誘電体からなることを特徴とする周波数可変フィルタ。