JP6703853B2 - Variable bandpass filter - Google Patents
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Description
本発明は、複同調器を備える可変バンドパスフィルタに関する。 The present invention relates to a variable bandpass filter including a double tuner.
帯域通過フィルタとして、共振インダクタと共振コンデンサを並列に備える複数の同調回路を互いに磁界結合させた複同調器を備えるものが、特許文献１に開示されている。
しかし、共振インダクタとインピーダンス変換用のインダクタの間の磁界結合を調整するために、空間距離を調整する方法や結合窓付きの金属遮蔽板等を配置する方法を採用していた。よって、空間距離の調整ずれや金属遮蔽板等の寸法ずれにより、共振インダクタとインピーダンス変換用のインダクタの間の磁界結合を、安定に維持することができないとともに、小型かつ少部品で実現することができなかった。 However, in order to adjust the magnetic field coupling between the resonant inductor and the inductor for impedance conversion, a method of adjusting the spatial distance or a method of disposing a metal shield plate with a coupling window has been adopted. Therefore, the magnetic field coupling between the resonance inductor and the impedance conversion inductor cannot be stably maintained due to the adjustment deviation of the spatial distance and the dimensional deviation of the metal shielding plate, etc., and it can be realized with a small size and a small number of parts. could not.
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、並列共振を用いる同調回路を備える可変バンドパスフィルタにおいて、共振インダクタとインピーダンス変換用のインダクタの間の磁界結合を、安定に維持するとともに小型かつ少部品で実現することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present invention provides a variable bandpass filter including a tuning circuit that uses parallel resonance, while maintaining stable magnetic field coupling between a resonance inductor and an inductor for impedance conversion, and a small size and The purpose is to realize with a small number of parts.
上記目的を達成するために、（１）共振インダクタ及びインピーダンス変換用のインダクタが、巻き角度が互いに重なり合うように、共通のトロイダルコアに巻き付けられるとともに、（２）インピーダンス変換用のインダクタの共通のトロイダルコアへの巻き角度が、共振インダクタの共通のトロイダルコアへの巻き角度より小さくなるようにした。 In order to achieve the above object, (1) a resonance inductor and an impedance conversion inductor are wound around a common toroidal core so that winding angles overlap each other, and (2) a common toroidal inductor is used for impedance conversion. The winding angle around the core is smaller than the winding angle around the common toroidal core of the resonant inductor.
このように、本発明は、並列共振を用いる同調回路を備える可変バンドパスフィルタにおいて、共振インダクタとインピーダンス変換用のインダクタの間の磁界結合を、安定に維持するとともに小型かつ少部品で実現することができる。 As described above, the present invention, in a variable bandpass filter including a tuning circuit that uses parallel resonance, realizes stable magnetic field coupling between a resonance inductor and an impedance conversion inductor, and realizes a small size and a small number of components. You can
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of implementation of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.
（第１実施形態）
第１実施形態の磁界結合を図１に示す。可変バンドパスフィルタは、（１）固定インダクタンスを有する共振インダクタＬｒと可変キャパシタンスを有する共振コンデンサＣｒを並列に備える同調回路と、（２）固定インダクタンスを有し同調回路の入力側又は出力側のインピーダンスを変換するインピーダンス変換インダクタＬｔと、を備える。
(First embodiment)
The magnetic field coupling of the first embodiment is shown in FIG. The variable bandpass filter includes (1) a tuning circuit having a resonant inductor L r having a fixed inductance and a resonant capacitor C r having a variable capacitance in parallel, and (2) an input side or an output side of the tuning circuit having a fixed inductance. And an impedance conversion inductor L t that converts the impedance of the.
図１及び図２において、インピーダンス変換インダクタＬｔは、ａ端及びａ’端を有する。共振インダクタＬｒは、ｂ端及びｂ’端を有する。 1 and 2, the impedance conversion inductor L t has an a end and an a′ end. The resonance inductor L r has ab end and a b′ end.
同調回路の入力側又は出力側のインピーダンスの変換比率を適切に設定するためには、インピーダンス変換インダクタＬｔと共振インダクタＬｒの間の磁界結合（結合係数ｋｔ）を密結合（例えば、ｋｔ〜０．７）にすることが望ましい。 In order to properly set the conversion ratio of the impedance on the input side or the output side of the tuning circuit, the magnetic field coupling (coupling coefficient k t ) between the impedance conversion inductor L t and the resonance inductor L r is tightly coupled (for example, k t- 0.7) is desirable.
第１実施形態のトロイダルコアを図２に示す。インピーダンス変換インダクタＬｔは、共振インダクタＬｒと重なり合うように、共通のトロイダルコア１に巻き付けられる。インピーダンス変換インダクタＬｔの巻き角度θｔは、共振インダクタＬｒの巻き角度θｒより小さく、共振インダクタＬｒの巻き角度θｒのほぼ中間に設けられる。
The toroidal core of the first embodiment is shown in FIG. The impedance conversion inductor L t is wound around the common
このように、インピーダンス変換インダクタＬｔの巻き角度θｔは、共振インダクタＬｒの巻き角度θｒに重なり合うため、インピーダンス変換インダクタＬｔと共振インダクタＬｒの間の磁界結合（結合係数ｋｔ）を密結合にすることができる。 Thus, the winding angle theta t impedance converter inductor L t, for overlapping the winding angle theta r of the resonant inductor L r, the magnetic field coupling between the impedance conversion inductor L t and the resonant inductor L r (coupling coefficient k t) Can be tightly coupled.
（第２実施形態）
第２実施形態の磁界結合を図３に示す。可変バンドパスフィルタは、（１）固定インダクタンスを有する共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２と可変キャパシタンスを有する共振コンデンサＣｒ１、Ｃｒ２を並列にそれぞれ備える２個の同調回路を互いに磁界結合させた複同調器と、（２）固定インダクタンスを有し複同調器の入力側及び出力側のインピーダンスをそれぞれ変換する２個のインピーダンス変換インダクタＬｔ１、Ｌｔ２と、を備える。
(Second embodiment)
The magnetic field coupling of the second embodiment is shown in FIG. The variable band-pass filter is (1) double-tuned in which two tuning circuits each including in parallel resonant inductors L r1 and L r2 having a fixed inductance and resonant capacitors C r1 and C r2 having a variable capacitance are magnetically coupled to each other. And (2) two impedance conversion inductors L t1 and L t2 each having a fixed inductance and converting the impedances on the input side and the output side of the double tuner.
図３及び図４において、インピーダンス変換インダクタＬｔ１は、ｃ端及びｃ’端を有する。共振インダクタＬｒ１は、ｄ端及びｄ’端を有する。共振インダクタＬｒ２は、ｅ端及びｅ’端を有する。インピーダンス変換インダクタＬｔ２は、ｆ端及びｆ’端を有する。 3 and 4, the impedance conversion inductor L t1 has a c end and a c′ end. The resonant inductor L r1 has a d-end and a d′-end. The resonant inductor L r2 has an e end and an e′ end. The impedance conversion inductor L t2 has an f end and an f′ end.
複同調器における減衰特性と挿入損失の間のトレードオフを最適化するためには、共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の間の磁界結合（結合係数ｋｒ）を疎結合（例えば、ｋｒ〜０．１）にすることが望ましい。ここで、「トレードオフの最適化」は、両方の特性を最適化することのみならず、一方の特性を犠牲にしても他方の特性を優先することも意味する。 In order to optimize the trade-off between the attenuation characteristic and the insertion loss in the double tuner, the magnetic field coupling (coupling coefficient k r ) between the resonance inductors L r1 and L r2 is loosely coupled (for example, k r ˜0). It is desirable to set to 1). Here, the “optimization of trade-off” means not only optimizing both characteristics but also giving priority to the other characteristics even if one characteristic is sacrificed.
複同調器の入力側及び出力側のインピーダンスの変換比率を適切に設定するためには、インピーダンス変換インダクタＬｔ１と共振インダクタＬｒ１の間の磁界結合（結合係数ｋｔ１）及びインピーダンス変換インダクタＬｔ２と共振インダクタＬｒ２の間の磁界結合（結合係数ｋｔ２）を密結合（例えば、ｋｔ１〜ｋｔ２〜０．７）にすることが望ましい。 In order to properly set the impedance conversion ratio of the input side and the output side of the double tuner, magnetic field coupling (coupling coefficient k t1 ) between the impedance conversion inductor L t1 and the resonance inductor L r1 and the impedance conversion inductor L t2. It is desirable that the magnetic field coupling (coupling coefficient k t2 ) between the resonance inductor L r2 and the resonance inductor L r2 is tightly coupled (eg, k t1 to k t2 to 0.7).
可変バンドパスフィルタにおいて、ノッチの発生を防止するためには、インピーダンス変換インダクタＬｔ１と共振インダクタＬｒ２の間の磁界結合の結合係数及びインピーダンス変換インダクタＬｔ２と共振インダクタＬｒ１の間の磁界結合の結合係数を、共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の間の磁界結合の結合係数ｋｒより小さくすることが望ましい。 In the variable bandpass filter, in order to prevent the occurrence of a notch, the coupling coefficient of the magnetic field coupling between the impedance conversion inductor L t1 and the resonant inductor L r2 and the magnetic field coupling between the impedance conversion inductor L t2 and the resonant inductor L r1. It is desirable to make the coupling coefficient of the magnetic field coupling smaller than the coupling coefficient k r of the magnetic field coupling between the resonance inductors L r1 and L r2 .
可変バンドパスフィルタにおいて、減衰特性の劣化を防止するためには、インピーダンス変換インダクタＬｔ１、Ｌｔ２の間の磁界結合の結合係数を、共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の間の磁界結合の結合係数ｋｒより小さくすることが望ましい。 In the variable bandpass filter, in order to prevent the deterioration of the attenuation characteristic, the coupling coefficient of the magnetic field coupling between the impedance conversion inductors L t1 and L t2 is set to the coupling coefficient of the magnetic field coupling between the resonance inductors L r1 and L r2. It is desirable to be smaller than k r .
第２実施形態のトロイダルコアを図４に示す。共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２は、共通のトロイダルコア１に巻き付けられる。トロイダルコア１の比透磁率は、１又は１０のオーダーである。共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の巻き角度は、それぞれ、θｒ１、θｒ２である。共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の間には、ギャップ角度が設けられる。
The toroidal core of 2nd Embodiment is shown in FIG. The resonance inductors L r1 and L r2 are wound around the common
インピーダンス変換インダクタＬｔ１は、共振インダクタＬｒ１と重なり合うように、共通のトロイダルコア１に巻き付けられる。インピーダンス変換インダクタＬｔ１の巻き角度θｔ１は、共振インダクタＬｒ１の巻き角度θｒ１より小さく、共振インダクタＬｒ１の巻き角度θｒ１のほぼ中間に設けられる。インピーダンス変換インダクタＬｔ２は、共振インダクタＬｒ２と重なり合うように、共通のトロイダルコア１に巻き付けられる。インピーダンス変換インダクタＬｔ２の巻き角度θｔ２は、共振インダクタＬｒ２の巻き角度θｒ２より小さく、共振インダクタＬｒ２の巻き角度θｒ２のほぼ中間に設けられる。
The impedance conversion inductor L t1 is wound around the common
低透磁率のトロイダルコア１の比透磁率は、上述したように１又は１０のオーダーであるため、共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の間の磁界結合（結合係数ｋｒ）を疎結合にするときであっても、共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の巻き角度θｒ１、θｒ２は、共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の間のギャップ角度より、十分に大きいことが望ましい。
Since the relative permeability of the low magnetic permeability
インピーダンス変換インダクタＬｔ１及び共振インダクタＬｒ１は、低透磁率のトロイダルコア１に巻き付けられるものの、インピーダンス変換インダクタＬｔ１の巻き角度θｔ１は、共振インダクタＬｒ１の巻き角度θｒ１に重なり合うため、インピーダンス変換インダクタＬｔ１と共振インダクタＬｒ１の間の磁界結合（結合係数ｋｔ１）を密結合にすることができる。インピーダンス変換インダクタＬｔ２及び共振インダクタＬｒ２は、低透磁率のトロイダルコア１に巻き付けられるものの、インピーダンス変換インダクタＬｔ２の巻き角度θｔ２は、共振インダクタＬｒ２の巻き角度θｒ２に重なり合うため、インピーダンス変換インダクタＬｔ２と共振インダクタＬｒ２の間の磁界結合（結合係数ｋｔ２）を密結合にすることができる。
The impedance conversion inductor L t1 and the resonance inductor L r1 are wound around the low magnetic permeability
インピーダンス変換インダクタＬｔ１と共振インダクタＬｒ２は、低透磁率のトロイダルコア１に巻き付けられるうえに、インピーダンス変換インダクタＬｔ１と共振インダクタＬｒ２の間のギャップ角度は、共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の間のギャップ角度より大きいため、インピーダンス変換インダクタＬｔ１と共振インダクタＬｒ２の間の磁界結合の結合係数を、共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の間の磁界結合の結合係数ｋｒより小さくすることができる。インピーダンス変換インダクタＬｔ２と共振インダクタＬｒ１は、低透磁率のトロイダルコア１に巻き付けられるうえに、インピーダンス変換インダクタＬｔ２と共振インダクタＬｒ１の間のギャップ角度は、共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の間のギャップ角度より大きいため、インピーダンス変換インダクタＬｔ２と共振インダクタＬｒ１の間の磁界結合の結合係数を、共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の間の磁界結合の結合係数ｋｒより小さくすることができる。
The impedance conversion inductor L t1 and the resonance inductor L r2 are wound around the low magnetic permeability
インピーダンス変換インダクタＬｔ１、Ｌｔ２は、低透磁率のトロイダルコア１に巻き付けられるうえに、インピーダンス変換インダクタＬｔ１、Ｌｔ２の間のギャップ角度は、共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の間のギャップ角度より大きいため、インピーダンス変換インダクタＬｔ１、Ｌｔ２の間の磁界結合の結合係数を、共振インダクタＬｒ１、Ｌｒ２の間の磁界結合の結合係数ｋｒより小さくすることができる。
The impedance conversion inductors L t1 and L t2 are wound around the low magnetic permeability
本発明の可変バンドパスフィルタは、送受信のフロントエンド等に適用することができ、所定の帯域幅を透過させるのみならず、インピーダンスを整合させることもできる。 The variable bandpass filter of the present invention can be applied to a transmission/reception front end and the like, and can not only allow transmission of a predetermined bandwidth but also impedance matching.
Ｌｒ、Ｌｒ１、Ｌｒ２：共振インダクタ、Ｃｒ、Ｃｒ１、Ｃｒ２：共振コンデンサ、Ｌｔ、Ｌｔ１、Ｌｔ２：インピーダンス変換インダクタ、１：トロイダルコア L r , L r1 , L r2 : resonant inductor, C r , C r1 , C r2 : resonant capacitor, L t , L t1 , L t2 : impedance conversion inductor, 1: toroidal core
Claims (2)
２個の前記共振インダクタが、１以上１００未満の比透磁率を有する共通のトロイダルコアに巻き付けられるとともに、２個の前記共振インダクタの前記共通のトロイダルコアへの巻き範囲の間に、２個の前記共振インダクタが前記共通のトロイダルコアに巻き付けられないギャップ範囲が設けられ、
各々の前記共振インダクタ及び各々の前記インピーダンス変換インダクタは、巻き範囲が互いに重なり合うように、前記共通のトロイダルコアに巻き付けられ、
各々の前記インピーダンス変換インダクタの前記共通のトロイダルコアへの巻き範囲は、各々の前記共振インダクタの前記共通のトロイダルコアへの巻き範囲より狭い
ことを特徴とする可変バンドパスフィルタ。 A multi-tuner in which two tuning circuits each having a resonance inductor having a fixed inductance and a resonance capacitor having a variable capacitance in parallel are magnetically coupled to each other, and an input side and an output side of the multi-tuner having a fixed inductance. And two impedance conversion inductors for respectively converting impedance,
The two resonant inductors are wound around a common toroidal core having a relative magnetic permeability of 1 or more and less than 100 , and two resonant inductors are wound between the winding ranges of the two resonant inductors around the common toroidal core. It said resonant inductor is provided et been Never gap ranges wound around the common toroidal core,
Each of the resonance inductors and each of the impedance conversion inductors are wound around the common toroidal core so that their winding ranges overlap each other,
A variable bandpass filter, wherein a winding range of each of the impedance conversion inductors to the common toroidal core is narrower than a winding range of each of the resonant inductors to the common toroidal core.
ことを特徴とする、請求項１に記載の可変バンドパスフィルタ。 The winding range of each of the impedance conversion inductors to the common toroidal core is provided substantially in the middle of the winding range of each of the resonant inductors to the common toroidal core. Variable bandpass filter.
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