JP6673467B2 - 周波数可変フィルタ、ｒｆフロントエンド回路、および、通信端末 - Google Patents

周波数可変フィルタ、ｒｆフロントエンド回路、および、通信端末 Download PDF

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Description

本発明は、周波数特性を調整可能な周波数可変フィルタ、この周波数可変フィルタを備えたＲＦフロントエンド回路、および、通信端末に関する。
従来、移動体通信機のフロントエンド部に配置される帯域通過型フィルタなどに、弾性波を使用した弾性波フィルタが広く用いられている。また、マルチモード／マルチバンドなどの複合化に対応すべく、複数の弾性波フィルタを備えた高周波フロントエンド回路が実用化されている。
例えば、マルチバンド化に対応する弾性波フィルタとしては、ＢＡＷ共振器で構成されたラダー型フィルタの並列腕共振器（並列腕共振子）に対して、互いに並列に接続されたキャパシタ及びスイッチを直列接続する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような弾性波フィルタは、スイッチのオン（導通）及びオフ（非導通）の切り替えによって、通過帯域低域側（通過帯域外の低周波数側）に周波数が異なる２つの減衰極を形成し、通過帯域を可変できるチューナブルフィルタ（周波数可変フィルタ）を構成する。
米国特許出願公開第２００９／０２５１２３５号明細書
上記特許文献１の場合、通過帯域低域側の２個の減衰極は、キャパシタによって形成されている。この場合、通過帯域低域側における周波数が高い側の第２減衰極の急峻性は高いが、通過帯域低域側における周波数が低い第１減衰極の減衰量は、小さくなってしまう。
そのため、周波数が低い側の減衰極における減衰量が小さくなってしまい、周波数可変フィルタの通過帯域低域側における減衰帯域幅を広く、かつ、減衰量を大きくすることが困難となる。
したがって、例えば、ＢＡＮＤ２８Ｂ帯とデジタルテレビ帯保護のためのＮＳ１７等のように、上記周波数可変フィルタの通過帯域低域側に近接する、３ＧＰＰのＢＡＮＤ、デジタルテレビ、Ｗｉｆｉ等のＢＡＮＤが存在する場合があるが、これらのＢＡＮＤに対応することができなくなってしまう。
したがって、本発明の目的は、通過帯域側低域側における周波数が高い側の第２の減衰極の急峻性を維持しつつ、通過帯域側低域側における周波数が低い側の第１減衰極の減衰量を大きくすることができる、十分な減衰量を有する小型の周波数可変フィルタを提供することにある。また、この周波数可変フィルタを備えたＲＦフロントエンド回路、通信端末、および、周波数可変フィルタの設定方法を提供することにある。
この発明の周波数可変フィルタは、ラダー型共振回路、第１減衰回路、および、第２減衰回路を備える。ラダー型共振回路は、アンテナ側端子と送信側端子との間に接続された直列腕回路と、アンテナ側端子と送信側端子とを結ぶ経路上のノードとグランドとの間に接続され、少なくとも１以上の並列腕共振子を含む並列腕回路と、を有する。第１減衰回路は、ラダー型共振回路と送信側端子との間に接続されたノードと、グランドとの間に接続されている。第２減衰回路は、並列腕回路における少なくとも１以上の並列腕共振子のうち少なくとも１つの第１並列腕共振子とグランドとに接続されており、第１並列腕共振子に直列接続されている。第１減衰回路は、第２並列腕共振子と、第２並列腕共振子とノードとを導通した第１状態と、オープンである第２状態と、を切り替える第１スイッチと、を有する。第２減衰回路は、キャパシタと、キャパシタと第１並列腕共振子とを導通した第１状態と、第１並列腕共振子とグランドとを導通した第２状態と、を切り替える第２スイッチと、を有する。第１スイッチが第１状態の場合、第２スイッチが第１状態である。
この構成では、第１状態で選択されるフィルタ特性の低周波数側の減衰特性が向上する。
また、この発明の周波数可変フィルタは、第１スイッチが第２状態の場合、第２スイッチが第２状態である。
この構成では、第１状態とは異なる第２状態に応じたフィルタ特性が実現される。
また、この発明の周波数可変フィルタでは、少なくとも１以上の並列腕共振器は、２以上であることが好ましい。
この構成では、所望のフィルタ特性を実現し易い。
また、この発明の周波数可変フィルタでは、第２並列腕共振子は、第１の減衰極を形成し、第１並列腕共振子とキャパシタは、第２の減衰極を形成し、第２の減衰極は、第１の減衰極の周波数よりも第１状態の通信帯域に近いことが好ましい。
この構成では、第１状態における低周波数側の減衰を十分に得られる。
また、この発明の周波数可変フィルタでは、ラダー型共振回路は、送信側端子側のラダー型共振回路に接続された、インダクタを更に備えることが好ましい。
この構成では、第１状態と第２状態の両方に対するフィルタ特性がより確実に実現される。
また、この発明の周波数可変フィルタでは、インダクタは、ラダー型共振回路に直列接続されていることが好ましい。
この構成では、第１状態と第２状態の通過帯域の幅が調整される。
また、この発明の周波数可変フィルタでは、インダクタは、周波数可変フィルタの通過帯域が第１状態で適用する通信バンドおよび第２状態で適用する通信バンドの通信帯域を含むようにラダー型共振回路の共振周波数を伸長することが好ましい。
この構成では、第１状態で適用する通信バンドと第２状態で適用する通信バンドの両方に対するフィルタの通過特性がより確実に実現される。
また、この発明の周波数可変フィルタでは、周波数可変フィルタの通過帯域がスプリアス規制ＮＳ１７の周波数帯域とスプリアス規制ＮＳ１８の周波数帯域との間まで伸長されていることが好ましい。
この構成では、スプリアス規制ＮＳ１８とスプリアス規制ＮＳ１７とをそれぞれに満足させることが可能になる。
また、この発明の周波数可変フィルタでは、ラダー型共振回路は、縦結合共振子型フィルタが接続されており、第１減衰回路は、縦結合共振子型フィルタと送信側端子との間の接続ノードに接続されていてもよい。
この構成でも、第１状態と第２状態とで、互いに通過帯域が部分的に重なるそれぞれに異なるフィルタ特性が実現される。
また、この発明のＲＦフロントエンド回路は、上述の周波数可変フィルタを送信側フィルタとして備える。ＲＦフロントエンド回路は、送信側フィルタに接続される送信側増幅回路をさらに備える。
この構成では、第１状態で適用する通信バンドによる通信を行う際に、送信側増幅回路で増幅された送信信号の不要波成分が第２状態で適用する通信バンドの周波数帯域にあっても、この不要波成分が大幅に減衰する。
また、この発明のＲＦフロントエンド回路では、第１状態で適用する通信バンドの受信信号および第２状態で適用する通信バンドの受信信号をフィルタ処理する受信側フィルタをさらに備え、送信側フィルタと受信側フィルタとから分波回路が構成されていてもよい。
この構成では、各通信バンドの送信信号の不要波成分が外部に送信されず、各通信バンドの受信信号が適正にフィルタ処理される。さらに、この構成では、分波回路が小型になる。
また、この発明の通信端末は、ＲＦフロントエンド回路、受信側増幅回路、および、ＲＦＩＣを備える。受信側増幅回路は、受信側フィルタに接続されている。ＲＦＩＣは、送信側増幅回路と受信側増幅回路に接続されている。
この構成では、各通信バンドの送信信号の不要波成分が外部に送信されず、各通信バンドの受信信号が適正にフィルタ処理される。さらに、この構成では、通信端末が小型になる。
また、この発明の通信端末では、ＲＦＩＣは、外部からの通信バンド情報を用いて、第１減衰回路と第２減衰回路とに対して、第１スイッチと第２スイッチに対するスイッチ制御を行うことが好ましい。
この構成では、通信バンド情報に応じて、適正なフィルタ処理が実現される。
この発明によれば、通過帯域側低域側における周波数が高い側の第２の減衰極の急峻性を維持しつつ、通過帯域側低域側における周波数が低い側の第１減衰極の減衰量を大きくすることができる。
本発明の実施形態に係る周波数可変フィルタを備えた分波回路の回路図である。 本発明の実施形態に係る周波数可変フィルタの特性図である。 減衰極設定回路の接続位置によるフィルタ特性の変化を示すグラフである。 周波数可変フィルタの送信側端子に接続される第１減衰回路の共振子をキャパシタに変更した構成との特性比較例を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る通信端末の機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る周波数可変フィルタの設定方法を示すフローチャートである。 縦結合型共振回路を含む高周波フィルタの回路図である。
本発明の実施形態に係る周波数可変フィルタ、ＲＦフロントエンド回路、通信端末、および、周波数可変フィルタの設定方法について、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る周波数可変フィルタを備えた分波回路の回路図である。
図１に示すように、分波回路３０は、送信側フィルタ回路である周波数可変フィルタ１０、および、受信側フィルタ回路２０を備える。この分波回路３０が本発明の「ＲＦフロントエンド回路」に対応する。周波数可変フィルタ１０のアンテナ側端子Ｐ１と受信側フィルタ回路２０の一方端は、アンテナ端子Ｐａｎｔに接続されている。周波数可変フィルタ１０の送信側端子Ｐ２は、送信側端子Ｐｔｘに接続されている。受信側フィルタ回路２０の他方端は、受信側端子Ｐｒｘに接続されている。
送信側フィルタ回路である周波数可変フィルタ１０は、通信帯域が部分的に重なる第１通信バンドの送信周波数帯域と第２通信バンドの送信周波数帯域に対するフィルタ処理を実行する。受信側フィルタ回路２０は、第１通信バンドの受信周波数帯域と第２通信バンドの受信周波数帯域に対するフィルタ処理を実行する。
具体的な一例として、第１通信バンドは、３ＧＰＰ２規格の通信バンドＢＡＮＤ２８Ａであり、第２通信バンドは、３ＧＰＰ２規格の通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂである。３ＧＰＰ２規格では、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａと通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂとによって、通信バンドＢＡＮＤ２８が構成されている。
通信バンドＢＡＮＤ２８Ａの送信周波数帯域は、７０３［ＭＨｚ］から７３３［ＭＨｚ］までであり、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂの送信周波数帯域は、７１８［ＭＨｚ］から７４８［ＭＨｚ］までである。そして、通信バンドＢＡＮＤ２８の送信周波数帯域は、７０３［ＭＨｚ］から７４８［ＭＨｚ］までである。通信バンドＢＡＮＤ２８Ａの受信周波数帯域は、７５８［ＭＨｚ］から７８８［ＭＨｚ］までであり、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂの受信周波数帯域は、７７３［ＭＨｚ］から８０３［ＭＨｚ］までである。そして、通信バンドＢＡＮＤ２８の受信周波数帯域は、７５８［ＭＨｚ］から８０３［ＭＨｚ］までである。
このような通信バンドの分割は、通信バンドＢＡＮＤ２８の送信周波数帯域が、ＤＴＶ（デジタルテレビジョン放送）の放送周波数帯域と重なっており、スプリアスエミッションの規制対象となっているからである。具体的には、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａは、３ＧＧＰ２における「ＮＳ１７」のスプリアスエミッションの規制対象であり、この規制が適用されるＤＴＶ信号の放送地域では、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａを使用することができない。したがって、この放送地域では、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂが通信用に指定される。この場合、通信端末は、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂの送信信号を低損失で通過させると同時に、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａの周波数帯域に設定された「ＮＳ１７」のスプリアスエミッションの規制を満足しなければならない。
一方、この放送地域以外では、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａも使用することができる。すなわち、通信バンドＢＡＮＤ２８の全周波数帯域を利用することができる。
このような通過帯域が近接または部分的に重なる複数の通信バンドを切り替えて利用する際に、本願発明の構成は有効である。
周波数可変フィルタ１０は、アンテナ側端子Ｐ１、送信側端子Ｐ２、ラダー型共振回路１１、インダクタ１２，１５、第１減衰回路１３、および、第２減衰回路１４を備える。インダクタ１２が本発明の「伸長のインダクタ」に対応する。
アンテナ側端子Ｐ１は、ラダー型共振回路１１の一方端が接続され、ラダー型共振回路１１の他方端は、インダクタ１２の第１端子に接続され、インダクタ１２の第２端子は、送信側端子Ｐ２に接続されている。
ラダー型共振回路１１は、複数の直列腕共振器１１１１，１１１２，１１１３，１１１４，１１１５、複数の並列腕共振器１１２，１１４，１１５、並列腕キャパシタ１１３を備える。並列腕共振器１１４は２つあり、これら２つの並列腕共振器１１４は並列接続されている。並列腕キャパシタ１１３のキャパシタンスは固定である。
複数の直列腕共振器１１１１，１１１２，１１１３，１１１４，１１１５は、送信側端子Ｐｔｘ側からアンテナ端子Ｐａｎｔに向かって、この順に直列接続されている。
並列腕共振器１１２の一方端は、直列腕共振器１１１１と直列腕共振器１１１２との接続ラインに接続され、他方端は、グランド電位に接続されている。
並列腕キャパシタ１１３の一方端は、直列腕共振器１１１２と直列腕共振器１１１３との接続ラインに接続され、他方端は、グランド電位に接続されている。
並列腕共振器１１４の並列回路の一方端は、直列腕共振器１１１３と直列腕共振器１１１４との接続ラインに接続され、他方端は、グランド電位に接続されている。
並列腕共振器１１５の一方端は、直列腕共振器１１１４と直列腕共振器１１１５との接続ラインに接続され、他方端は、第２減衰回路１４に接続されている。言い換えれば、第２減衰回路１４は、ラダー型共振回路１１を構成する複数の並列腕共振器のうち、インダクタ１２に接続する側と反対側の端部に最も近い並列腕共振器１１５に接続されている。また、第２減衰回路１４によって調整される減衰極が本発明の「第２の減衰極」に対応する。
この位置に第２減衰回路１４を接続することによって、他の並列腕共振器に第２減衰回路１４を接続するよりも、図３に示すように、フィルタ特性をより向上することができる。図３は、減衰極設定回路の接続位置によるフィルタ特性の変化を示すグラフである。図３の実線は、インダクタ１２に接続する側と反対側の端部に最も近い並列腕共振器１１５に第２減衰回路１４が接続される構成（本実施形態の構成）のフィルタ特性を示す。図３の破線は、インダクタ１２に接続する側と反対側の端部から３番目の並列腕共振器に第２減衰回路１４が接続される構成（比較例）のフィルタ特性を示す。図３に示すように、本実施形態の構成を用いることによって、通信バンドＢＡＮＤ２８の低周波数側の周波数帯域の減衰量を確保し、テレビジョン放送への影響をより確実に抑制することができる。
第２減衰回路１４は、スイッチ回路１４１およびキャパシタ１４２を備える。スイッチ回路１４１は、共通端子、第１被選択端子、および、第２被選択端子を備える。スイッチ回路１４１の共通端子は、並列腕共振器１１５に接続されている。スイッチ回路１４１の第１被選択端子は、キャパシタ１４２の一方端に接続されている。キャパシタ１４２の他方端はグランド電位に接続されている。スイッチ回路１４１の第２被選択端子は、グランド電位に接続されている。キャパシタ１４２のキャパシタンスは固定である。第２減衰回路１４は、本発明の「第２減衰回路」に対応する。スイッチ回路１４１が本発明の「第２スイッチ」に対応する。したがって、第２減衰回路は、並列腕共振子１１５の共振周波数を可変させる周波数可変回路である。
スイッチ回路１４１において第１被選択端子を共通端子に接続することによって、並列腕共振器１１５は、キャパシタ１４２を介してグランド電位に接続される。スイッチ回路１４１において第２被選択端子を共通端子に接続することによって、並列腕共振器１１５は、グランド電位に直接接続される。
インダクタ１２は、ラダー型共振回路１１と送信側端子Ｐｔｘとの間に接続されている。インダクタ１２の第１端子は、ラダー型共振回路１１の直列腕共振器１１１１に接続され、インダクタ１２の第２端子は、送信側端子Ｐｔｘに接続されている。
第１減衰回路１３は、スイッチ回路１３１および共振器１３２を備える。この第１減衰回路１３によって実現される減衰極が本発明の「第１の減衰極」に対応する。第１減衰回路１３は、本発明の「第１減衰回路」に対応する。スイッチ回路１３１が本発明の「第１スイッチ」に対応する。
スイッチ回路１３１は、共通端子、第１被選択端子、および、第２被選択端子を備える。スイッチ回路１３１の共通端子は、インダクタ１２の第２端子（インダクタ１２におけるラダー型共振回路１１側と反対側の端子）と送信側端子Ｐ２とを接続するノード（接続ノード）に接続されている。スイッチ回路１３１の第１被選択端子は、共振器１３２の一方端に接続されている。スイッチ回路１３１の第１被選択端子は、共振器１３２の一方端に接続された場合に、第１減衰回路１３はトラップ回路となる。共振器１３２の他方端はグランド電位に接続されている。スイッチ回路１３１の第２被選択端子は、開放（オープン）である。
スイッチ回路１３１において第１被選択端子を共通端子に接続することによって、インダクタ１２の第２端子は、共振器１３２を介してグランド電位に接続される。
インダクタ１５の一方端は、直列腕共振器１１１５におけるアンテナ側端子Ｐ１側の端子に接続され、他方端は、グランド電位に接続されている。このインダクタ１５は、周波数可変フィルタ１０の周波数特性の調整と整合回路との機能を有する。
このような構成において、周波数可変フィルタ１０のラダー型共振回路１１、インダクタ１２，１５、第１減衰回路１３、および、第２減衰回路１４は、図２に示す特性を有するように設定されている。図２は、本発明の実施形態に係る周波数可変フィルタ１０の特性図である。
スイッチの第２状態では、スイッチ回路１３１における共通端子と第２被選択端子とが接続される。また、スイッチ回路１４１における共通端子と第２被選択端子とが接続されている。これにより、並列腕共振器１１５は、他の回路素子を介さずにグランド電位に接続される。
この回路構成によって、図２の破線に示すように、周波数可変フィルタ１０は、通信バンドＢＡＮＤ２８の通信帯域の全域が通過帯域に含まれるフィルタ特性を実現する。言い換えれば、周波数可変フィルタ１０は、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａの通信帯域の全域が通過帯域に含まれるフィルタ特性を実現する。この構成は、具体的には、ラダー型共振回路１１の通過帯域をインダクタ１２によって伸長することによって実現される。例えば、ラダー型共振回路１１の通過帯域は、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂの通信帯域の全域と、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａの通過帯域における通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂに重ならない周波数帯域の一部を含む。そして、インダクタ１２を用いることによって、ラダー型共振回路１１のみでは対応できなかった通信バンドＢＡＮＤ２８Ａの通信帯域の全域および通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂの通信帯域の全域を通過帯域内とすることができる。これにより、ラダー型共振回路１１による急峻な減衰特性を有しながら、インダクタ１２によって通過帯域を所望の周波数帯域幅まで伸ばすことできる。
さらに、周波数可変フィルタ１０は、通過帯域の低周波数側と高周波数側の両方に減衰極を実現している。通信バンドＢＡＮＤ２８の低周波数側の減衰極の周波数は、通過帯域の低周波数側の閾値周波数に近く、減衰量が大きい。これにより、通信バンドＢＡＮＤ２８（ＢＡＮＤ２８Ａ）の低周波数側に、スプリアスエミッションの規制対象であるＮＳ１８が設定されていても、この規制を満足することができる。
したがって、スイッチの第２状態を選択することによって、通信バンドＢＡＮＤ２８もしくは通信バンドＢＡＮＤ２８Ａを用いた通信を低損失で実現し、スプリアスエミッションの規制も満足することができる。
スイッチの第１状態では、スイッチ回路１３１における共通端子と第１被選択端子とが接続される。これにより、インダクタ１２の第２端子は、共振器１３２を介してグランド電位に接続される。また、スイッチ回路１４１における共通端子と第１被選択端子とが接続されている。これにより、並列腕共振器１１５は、キャパシタ１４２を介してグランド電位に接続される。
この回路構成によって、図２の太実線に示すように、周波数可変フィルタ１０は、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂの通信帯域の全域が通過帯域に含まれるフィルタ特性を実現する。さらに、周波数可変フィルタ１０は、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａにおける通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂに重ならない周波数帯域の少なくとも一部を阻止域に含み、この周波数帯域において所望の減衰量を得ることができる。
この際、共振器１３２を含む第１減衰回路１３の減衰極周波数（第１減衰極周波数）は、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａにおける通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂに重ならない周波数帯域の近傍の周波数に設定されている。これにより、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａにおける通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂに重ならない周波数帯域の減衰量を大きくすることができ、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂの低周波数側の減衰特性を急峻にすることができる。
さらに、キャパシタ１４２を含む第２減衰回路１４によって調整されるラダー型共振回路１１の減衰極周波数（第２減衰極周波数）は、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａにおける通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂに重ならない周波数帯域内に設定されている。これにより、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂの低周波数側の減衰特性を急峻にすることができる。
したがって、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂの低周波数側に、スプリアスエミッションの規制対象であるＮＳ１７が設定されていても、この規制を満足することができる。
ここで、比較例として、減衰極を１つしか形成しない回路構成では、図２の細実線に示すように、スプリアスエミッションの規制対象であるＮＳ１７での減衰が得られず、ＮＳ１７を満足することができない。
また、インダクタ１２によってラダー型共振回路１１の共振点を、ＮＳ１７の周波数帯域とＮＳ１８の周波数帯域との間までシフトさせることによって、図２の破線のフィルタ特性に示すように、スプリアスエミッションの規制対象であるＮＳ１８も満足することができる。
キャパシタ１４２によって決まる減衰極の急峻性は、等価回路的にインダクタを含む共振器１３２によって決まる減衰極の急峻性よりも高くなる。この周波数可変フィルタ１０は、キャパシタ１４２による第２減衰極周波数（図２のＰＬ１４）を、共振器１３２による第１減衰極周波数（図２のＰＬ１３）よりも、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂの通信帯域側に設定する。したがって、周波数可変フィルタ１０は、通過帯域の低周波数側の減衰特性がより急峻になり、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂに対して低損失な通過特性を得ながら、ＮＳ１７のスプリアスエミッションの規制をより確実に満足することができる。
このように、本実施形態の構成を用いることによって、部分的に通信帯域が重なる通信バンドＢＡＮＤ２８Ａと通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂとのいずれを選択しても、それぞれに低損失な通過特性を実現し、且つ、それぞれの阻止域に設定されたスプリアスエミッションの規制を満足することができる。
さらに、本実施形態の構成を用いることによって、次の効果も得られる。図４は、周波数可変フィルタ１０の送信側端子Ｐ２に接続される第１減衰回路１３の共振子をキャパシタに変更した構成との特性比較例を示すグラフである。図４における実線は、本願発明の構成の特性を示し、図４における破線は、比較構成２の特性を示す。比較構成２は、本願発明の構成における第１減衰回路１３の共振子をキャパシタに変更した点において異なる。
図４に示すように、第１減衰回路に、キャパシタではなく共振子を用いることによって、通過帯域の低周波数側の第１減衰極周波数の減衰量を、キャパシタを用いる場合よりも大きくできる。さらに、通過帯域の低周波数側の第２減衰極周波数の減衰の急峻性を維持できる。これにより、通過帯域側低域側における通過帯域の近傍に、所望とする周波数帯域幅に亘って十分な減衰量を得ることができる。
なお、受信側フィルタ回路２０は、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａの受信周波数帯域の信号、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂの受信周波数帯域の信号を選択的にフィルタ処理する既知の回路であってもよく、通信バンドＢＡＮＤ２８の受信周波数帯域の信号をフィルタ処理する既知の回路であってもよい。
このような構成からなる分波回路３０は、通信端末に用いられる。図５は、本発明の実施形態に係る通信端末の機能ブロック図である。
通信端末４０は、分波回路３０、ＢＢＩＣ４１、ＲＦＩＣ４２、送信側増幅回路４３、受信側増幅回路４４、アンテナ整合回路４５、および、アンテナ４６を備える。分波回路３０のアンテナ端子Ｐａｎｔは、アンテナ整合回路４５を介してアンテナ４６に接続されている。分波回路３０の送信側端子Ｐｔｘは、送信側増幅回路４３に接続されている。分波回路３０の受信側端子Ｐｒｘは、受信側増幅回路４４に接続されている。送信側増幅回路４３および受信側増幅回路４４は、ＲＦＩＣ４２に接続されている。ＲＦＩＣ４２は、ＢＢＩＣ４１に接続されている。
ＢＢＩＣ４１は、ベースバンド周波数での各種処理を実行する。ＲＦＩＣ４２は、無線通信に関する高周波処理を実行し、具体的な例としては、送信信号の生成、受信信号の復調等を実行する。また、ＲＦＩＣ４２は、受信信号から通信バンド情報を復調する。ＲＦＩＣ４２は、通信バンド情報から、通信端末４０に指定された通信バンドおよびスプリアスエミッションの規制の情報を取得する。ＲＦＩＣ４２は、指定された通信バンドの周波数帯域を用いて、送信信号を生成する。ＲＦＩＣ４２は、指定された通信バンドに応じて、分波回路３０の周波数可変フィルタ１０に、スイッチ制御信号を出力する。周波数可変フィルタ１０は、スイッチ制御信号に従って、第１減衰回路１３のスイッチ回路１３１および第２減衰回路１４のスイッチ回路１４１のスイッチ制御を行う。
ＲＦＩＣ４２から出力された送信信号は、送信側増幅回路４３で増幅される。送信側増幅回路４３は、ＰＡ等を備え、送信信号を増幅する。増幅された送信信号は、分波回路３０の送信側端子Ｐｔｘに入力される。送信信号は、送信側フィルタ回路である周波数可変フィルタ１０でフィルタ処理され、アンテナ端子Ｐａｎｔから出力される。送信信号は、アンテナ整合回路４５を介して、アンテナ４６に伝送され、アンテナ４６から外部へ送信される。この際、周波数可変フィルタ１０に、上述構成を備えることによって、指定された通信バンドが通信バンドＢＡＮＤ２８Ａであっても、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂであっても、それぞれの通信バンドに応じて、送信信号を低損失で伝送し、送信側増幅回路４３で生じる高調波等の不要波を確実に減衰させることができる。これにより、指定の通信バンド以外の通信バンドにおいて不要な高周波信号を外部に送信せず、スプリアスエミッションの規制を満足することができる。
アンテナ４６で受信された受信信号は、アンテナ整合回路４５、分波回路３０のアンテナ端子Ｐａｎｔに入力される。分波回路３０の受信側フィルタ回路２０は、受信信号をフィルタ処理して、受信側端子Ｐｒｘから出力する。受信信号は、受信側増幅回路４４に入力される。受信側増幅回路４４は、ＬＮＡ等を備え、受信信号を増幅して、ＲＦＩＣ４２に出力する。
このような通信端末４０は、図６に示すシステムフローに沿って、周波数可変フィルタ１０の設定を行う。図６は、本発明の実施形態に係る周波数可変フィルタ１０の設定方法を示すフローチャートである。
まず、通信端末４０は、接続確立工程として、基地局に対して接続確立を行う（Ｓ１０１）。通信端末４０は、所定の時間間隔で、自端末のＩＤを含む端末識別情報を送信する。端末識別情報には端末の位置を含んでいてもよい。基地局は、端末識別情報から通信端末４０のＩＤを取得し、通信許可対象の通信端末であれば、通信端末４０に対する接続確立を行う。
通信端末４０は、接続が確立されると、受信工程として、基地局から通信バンド情報を受信する（Ｓ１０２）。通信バンド情報には、通信端末４０が利用可能な通信バンド（指定の通信バンド）が含まれている。また、通信バンド情報には、指定の通信バンドに関連するスプリアスエミッションの規制情報が含まれている。
通信端末４０は、情報取得工程として、通信バンド情報を復調して、指定の通信バンドおよびスプリアスエミッションの規制情報を取得する（Ｓ１０３）。なお、スプリアスエミッションの規制情報は、予め取得して記憶していてもよい。
通信端末４０は、設定工程として、指定の通信バンドの通信信号を低損失に伝送し、スプリアスエミッションの規制を満足するように、スイッチ制御を行う。具体的には、通信端末４０は、指定の通信バンドが通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂであれば（Ｓ１０４：ＹＥＳ且つＳ１０５：ＹＥＳ）、スイッチの第１状態を選択する（Ｓ１０６）。通信端末４０は、指定の通信バンドが通信バンドＢＡＮＤ２８Ａであれば（Ｓ１０４：ＹＥＳ且つＳ１０５：ＮＯ）、スイッチの第２状態を選択する（Ｓ１０７）。通信端末４０は、スイッチ態様に応じて、第１減衰回路１３のスイッチ回路１３１、および、第２減衰回路１４のスイッチ回路１４１のスイッチ制御を行う（Ｓ１０８）。これにより、通信端末４０は、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂにおいて低損失な伝送が可能で、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂの低周波数側のスプリアスエミッションの規制ＮＳ１７，ＮＳ１８を満足するフィルタ特性を実現する。また、通信端末４０は、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａにおいて低損失な伝送が可能で、通信バンドＢＡＮＤ２８Ａの低周波数側のスプリアスエミッションの規制ＮＳ１８を満足するフィルタ特性を実現する。
なお、指定の通信バンドが通信バンドＢＡＮＤ２８でなければ（Ｓ１０４：ＮＯ）、通信端末４０は、指定された通信バンドに適応したフィルタを選択する（Ｓ１０９）。
このような処理を行うことによって、通信バンド情報に応じて周波数可変フィルタ１０が適正に設定され、適正なフィルタ処理が実現される。
なお、上述の説明では、通信バンドＢＡＮＤ２８の通信バンドＢＡＮＤ２８Ａを第１通信バンドとし、通信バンドＢＡＮＤ２８Ｂを第２通信バンドとする例を用いて説明した。しかしながら、通信帯域が重なる他の通信バンドであっても、本発明の構成を適用することができる。
また、第１減衰回路１３は、ラダー型共振回路１１とインダクタ１２との接続ラインに接続してもよい。しかしながら、インダクタ１２におけるラダー型共振回路１１側と反対側に第１減衰回路１３を接続することによって、インダクタ１２による伸長の効果の設計と、第１減衰回路１３による減衰極周波数の設計を、より正確且つ容易に実現できる。
また、上述の説明では、周波数可変フィルタ１０にラダー型共振回路を用いる態様を示した。しかしながら、ラダー型共振回路と縦結合型共振回路（縦結合共振子型フィルタ）とを組み合わせて、周波数可変フィルタを構成してもよい。図７は、縦結合型共振回路を含む高周波フィルタの回路図である。分波回路３０Ａは、送信側フィルタ回路である周波数可変フィルタ１０Ａを備える。周波数可変フィルタ１０Ａは、上述の周波数可変フィルタ１０に対して、インダクタ１２を省略し、ラダー型共振回路１１に替えて、ラダー型共振回路１１Ａと、複数の共振子を用いた縦結合型共振回路１６との直列回路を用いた点で異なる。
このような構成であっても、図１の周波数可変フィルタ１０と同様のフィルタ特性を実現でき、周波数可変フィルタ１０と同様の作用効果を得ることができる。
また、従来、本願発明の周波数可変フィルタが適用される通信バンドの構成では、複数の周波数固定フィルタを選択的に用いることも考えられる。これは、選択する複数の通信バンドの通過帯域が近接または部分的に重なっているため、周波数固定フィルタを用いた方が、それぞれの通信バンドに適するフィルタ特性を実現し易かったからである。
しかしながら、複数の周波数固定フィルタを備えて、これらを切り替えて利用する構成では、構成要素が多くなり、小型化が容易ではない。
これに対して、本願発明の構成では、１個の周波数可変フィルタを用いる構成でありながら、複数の通信バンドに適するフィルタ特性を実現でき、小型化が実現できる。
１０，１０Ａ：周波数可変フィルタ
１０Ｐ１，１０Ｐ２：ＴＸフィルタ
１１，１１Ａ：ラダー型共振回路
１２，１５：インダクタ
１３：第１減衰回路
１４：第２減衰回路
１６：縦結合型共振回路
２０：受信側フィルタ回路
２０Ｐ１，２０Ｐ２：ＲＸフィルタ
３０，３０Ａ：分波回路
３０Ｐ１，３０Ｐ２：デュプレクサ
４０：通信端末
４１：ＢＢＩＣ
４２：ＲＦＩＣ
４３：送信側増幅回路
４４：受信側増幅回路
４５：アンテナ整合回路
４６：アンテナ
５０Ｐ：フロントエンド回路
５１Ｐ１，５１Ｐ２，５１Ｐ３：スイッチ回路
１１２，１１４，１１５：並列腕共振器
１１３：並列腕キャパシタ
１３１，１４１：スイッチ回路
１３２：共振器
１４２：キャパシタ
１１１１，１１１２，１１１３，１１１４，１１１５：直列腕共振器
Ｐａｎｔ：アンテナ端子
Ｐｒｘ：受信側端子
Ｐｔｘ：送信側端子

Claims (12)

  1. アンテナ側端子と送信側端子との間に接続された直列腕回路と、前記アンテナ側端子と前記送信側端子とを結ぶ経路上のノードとグランドとの間に接続され、少なくとも１以上の並列腕共振子を含む並列腕回路と、を有するラダー型共振回路と、
    前記ラダー型共振回路と前記送信側端子との間に接続されたノードと、グランドとの間に接続された第１減衰回路と、
    前記並列腕回路における前記少なくとも１以上の並列腕共振子のうち少なくとも１つの第１並列腕共振子とグランドとに接続されており、前記第１並列腕共振子に直列接続された第２減衰回路と、を備え、
    前記第１減衰回路は、
    第２並列腕共振子と、
    前記第２並列腕共振子と前記ノードとを導通した第１状態と、オープンである第２状態と、を切り替える第１スイッチと、を有し、
    前記第２減衰回路は、
    キャパシタと、
    前記キャパシタと前記第１並列腕共振子とを導通した第１状態と、前記第１並列腕共振子とグランドとを導通した第２状態と、を切り替える第２スイッチと、を有し、
    前記第１スイッチが第１状態の場合、前記第２スイッチが第１状態であり、
    前記第１スイッチが第２状態の場合、前記第２スイッチが第２状態である、
    周波数可変フィルタ。
  2. 前記少なくとも１以上の並列腕共振器は、２以上である、
    請求項１に記載の周波数可変フィルタ。
  3. 前記第２並列腕共振子は、第１の減衰極を形成し、
    前記第１並列腕共振子と前記キャパシタは、第２の減衰極を形成し、
    前記第２の減衰極は、前記第１の減衰極の周波数よりも前記第１状態の通信帯域に近い、
    請求項１または請求項２に記載の周波数可変フィルタ。
  4. 前記第１減衰回路と前記ラダー型共振回路との間に接続された、インダクタを更に備えた、
    請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の周波数可変フィルタ。
  5. 前記インダクタは、前記ラダー型共振回路に直列接続されている、
    請求項４に記載の周波数可変フィルタ。
  6. 前記インダクタは、前記周波数可変フィルタの通過帯域が前記第１状態で適用する通信バンドおよび第２状態で適用する通信バンドにおける通信帯域を含むように前記ラダー型共振回路の共振周波数を伸長する、
    請求項４または請求項５に記載の周波数可変フィルタ。
  7. 前記周波数可変フィルタの通過帯域がスプリアス規制ＮＳ１７の周波数帯域とスプリアス規制ＮＳ１８の周波数帯域との間まで伸長されている、
    請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の周波数可変フィルタ。
  8. 前記ラダー型共振回路は、縦結合共振子型フィルタが接続されており、
    前記第１減衰回路は、前記縦結合共振子型フィルタと前記送信側端子との間の接続ノードに接続されている、
    請求項１または請求項２に記載の周波数可変フィルタ。
  9. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の周波数可変フィルタを、前記第１状態で適用する通信バンドと前記第２状態で適用する通信バンドの送信側フィルタとして備え、
    該送信側フィルタに接続される送信側増幅回路をさらに備える、
    ＲＦフロントエンド回路。
  10. 前記第２状態で適用する通信バンドの受信信号および前記第１状態で適用する通信バンドの受信信号をフィルタ処理する受信側フィルタをさらに備え、
    前記送信側フィルタと前記受信側フィルタとから分波回路が構成されている、
    請求項９に記載のＲＦフロントエンド回路。
  11. 請求項１０に記載のＲＦフロントエンド回路と、
    前記受信側フィルタに接続される受信側増幅回路と、
    前記送信側増幅回路と前記受信側増幅回路に接続されるＲＦＩＣと、
    を備える、通信端末。
  12. 前記ＲＦＩＣは、
    外部からの通信バンド情報を用いて、前記第１減衰回路と前記第２減衰回路とに対して、前記第１スイッチと前記第２スイッチに対するスイッチ制御を行う、
    請求項１１に記載の通信端末。
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