JPH10150304A - アンテナ共用器用フィルタおよびアンテナ共用器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のアンテナ共用器用フィルタでは、シス
テムの周波数帯域についての急峻な減衰特性の要求に対
して段数を増やして対応せざるを得ず、段数の増加に伴
って挿入損失が増加してしまっていた。 【解決手段】 並列コンデンサ32・33・34とスイッチン
グダイオード35・36・37との並列回路および直列コンデ
ンサ50・51・52が接続された分布定数型共振器29・30・
31を複数段縦続接続させて成る帯域阻止フィルタを具備
するアンテナ共用器用フィルタとする。通信システムの
周波数帯域中で通過帯域を切り換えることができ、要求
される減衰特性を緩やかなものとして挿入損失を低減で
きることから、良好な通過特性および減衰特性を有しか
つ挿入損失が小さい、移動体通信機に好適なアンテナ共
用器用フィルタとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話を始めと
する移動体通信機等のアンテナ共用器に用いられる、送
信信号と受信信号とを分離するためのアンテナ共用器用
フィルタ、およびそのアンテナ共用器用フィルタを用い
たアンテナ共用器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アナログあるいはデジタル携帯電話や無
線電話を始めとする移動体通信機等の送信信号と受信信
号の入出力部には、同一のアンテナを送信回路と受信回
路で共用するために送信信号と受信信号とを分離するた
めのアンテナ共用器が用いられ、このアンテナ共用器に
は送信周波数帯域と受信周波数帯域のそれぞれを通過帯
域とするアンテナ共用器用フィルタ（送信用フィルタお
よび受信用フィルタ）が用いられている。

【０００３】アンテナ共用器はデュプレクサ（ＤＰＸ）
または分波器とも言われ、代表的なものとしては、送信
用フィルタと受信用フィルタおよび整合回路から成る、
消費電力は少ないが構造が複雑となるインピーダンス整
合によるアンテナ共用器と、送信用フィルタと受信用フ
ィルタおよびスイッチ回路から成る、バイアス回路・制
御回路を必要とし消費電力を伴うが構造が簡単なスイッ
チ方式によるアンテナ共用器とがある。移動体通信機等
では、消費電力が少ないことが要求されるので、一般に
インピーダンス整合によるアンテナ共用器が使用されて
いる。そのアンテナ共用器の構成例を図５に概略構成図
で示す。

【０００４】図５のアンテナ共用器において、１はアン
テナ共用器の本体部分を表し、２はそれに用いられてい
る送信用フィルタ、３は受信用フィルタ、４は整合回
路、５は入出力信号端子である送信入力端子、６は同じ
く受信出力端子であり、７はアンテナ共用器１に接続さ
れたアンテナである。送信用フィルタ２は送信周波数帯
域を通過させて受信周波数帯域を減衰し、一方、受信用
フィルタ３は受信周波数帯域を通過させて送信周波数帯
域を減衰する。また整合回路４は送信用フィルタ２と受
信用フィルタ３とのアンテナ７から見込んだ入力インピ
ーダンスの位相を調整してインピーダンスのミスマッチ
を吸収し、挿入損失を低減するためにインピーダンスの
整合をとるためのものであり、送信用フィルタ２におい
ては送信周波数で50Ω、受信周波数で無限大となるよう
に、また受信用フィルタ３においては受信周波数で50
Ω、送信周波数で無限大となるように構成されている。
その構成にはコンデンサやインダクタ等のＬＣ回路部品
やストリップラインあるいはＰＩＮダイオードなどが用
いられ、ＬＣ回路部品を用いたものはＬＣ整合タイプと
言われる。

【０００５】また、アンテナ共用器１の小型化を図るた
め、例えば送信用フィルタ２を４分の１波長ＴＥＭ（Tr
ansverse Electro-Magnetic ）共振器などの分布定数型
共振器を用いて帯域通過フィルタでなく帯域阻止フィル
タとする構成が採用されている。これは、帯域阻止フィ
ルタは共振器を共振させることにより減衰特性を得てい
るので、共振点が通過帯域から離れていて挿入損失が共
振器のＱに依存する程度が小さくなり、共振器のＱが小
さい割に挿入損失を低下させずにフィルタを構成できる
という利点があるためである。

【０００６】図６に、送信用フィルタ２に帯域阻止フィ
ルタを採用し、整合回路４をＬＣ整合タイプとしたアン
テナ共用器１の具体的な回路の概略構成図を示す。

【０００７】図６においては、図１と同様に２は送信用
フィルタ、３は受信用フィルタ、４は整合回路、５は送
信入力端子、６は受信出力端子を表し、また７’はアン
テナ端子を表す。送信用フィルタ２は、３段の分布定数
型共振器がコンデンサを直列に接続されるとともにイン
ダクタを介して縦続接続されており、帯域阻止フィルタ
を構成している。受信用フィルタ３は３段の分布定数型
共振器がコンデンサを介して縦続接続されるとともに有
極インダクタが接続されており、帯域通過フィルタを構
成している。ただし、有極インダクタは必ずしも必要で
はなく、要求仕様によるものである。そして、整合回路
４はＬＣ型の低域通過フィルタ回路として、ＬＣ整合タ
イプとしている。

【０００８】以上のような送信用フィルタ２および受信
用フィルタ３は、それぞれの伝送特性としてアンテナ共
用器１が用いられる通信システムおよび組み込まれる回
路構成により決められる減衰量を持つ必要がある。すな
わち、送信用フィルタ２は送信時に受信周波数帯域のノ
イズを出さないように受信周波数帯域の信号を減衰させ
る必要があり、一方、受信用フィルタ３は受信時に送信
信号が受信回路へ回り込むのを防ぐために送信周波数帯
域の信号を減衰させる必要がある。そのような減衰量を
説明するための伝送特性の例を図７に示す。

【０００９】図７の伝送特性図において横軸は周波数
（ＭＨｚ）を、縦軸は減衰量（ｄＢ）を示し、周波数は
右方が、減衰量は下方が大となるように表している。ま
た、同図中の特性曲線Ａおよび特性曲線Ｂはそれぞれ送
信用フィルタ２および受信用フィルタ３の伝送特性を、
ＴおよびＲはそれぞれ送信周波数帯域および受信周波数
帯域を、斜線を施した下開きのかっこＴ１・Ｔ２および
Ｒ１・Ｒ２はそれぞれ送信周波数帯域Ｔにおけるチャン
ネル（回線）１・チャンネル２および受信周波数帯域Ｒ
におけるチャンネル１・チャンネル２を、Ｗは送信周波
数帯域Ｔと受信周波数帯域Ｒとの周波数間隔を示してい
る。

【００１０】図７に示すように、アンテナ共用器１にお
いて、送信周波数帯域Ｔと受信周波数帯域Ｒとが接近し
ていて周波数間隔Ｗが小さい場合、高い周波数帯域にあ
る送信周波数帯域を通過させて低い周波数帯域にある受
信周波数帯域を阻止する送信用フィルタ２の伝送特性Ａ
には、減衰特性として急峻な低域スカート特性が要求さ
れ、一方、受信用フィルタ３の伝送特性Ｂには急峻な高
域スカート特性が要求される。

【００１１】なお、アンテナ共用器用フィルタとして帯
域阻止フィルタを用いる場合、送信フィルタ２に用いる
場合には阻止帯域を受信周波数帯域として送信周波数帯
域を通過させ、受信フィルタ３に用いる場合には阻止帯
域を送信周波数帯域として受信周波数帯域を通過させる
ようにするが、それぞれ通過させたい所望の周波数帯域
以外の信号が阻止帯域外で通過して必要な信号に混入す
ることを防止するために、通常は減衰極を設ける等の対
策が施されている。

【００１２】ところで、日本国内における移動体通信シ
ステムにおける回線割当方式には、通信情報を周波数・
時間・空間等に分割して割り当てて通信を行なうための
多元接続方式としてＦＤＭＡ（Frequency Division Mul
tiple Access：周波数分割多元接続）やＴＤＭＡ（Time
Division Multiple Access ：時分割多元接続）、ＣＤ
ＭＡ（Code Division Multiple Access ：符号分割多元
接続）等がある。

【００１３】ＦＤＭＡは通信周波数帯域をチャンネル
（回線）数だけ分割して割り当てる方式で、通信はこの
中の通信開始時に空いている１つのチャンネルを用いて
行なわれ、時間的に１ユーザーが１チャンネルを独占し
て使用するものである。

【００１４】またＴＤＭＡはチャンネル数だけ分割した
通信周波数帯域を更に時間的に分割して割り当てる方式
で、時間的に分割する分だけより多くのユーザーが同時
に通話できるものである。

【００１５】そしてＣＤＭＡは通信周波数帯域において
各チャンネルで周波数と時間を共用し、通信信号を符号
化することにより各チャンネルを割り当てる方式であ
り、ＳＳＭＡ（Spread Spectrum Multiple Access ：ス
ペクトラム拡散多元接続）とも言われるものである。こ
のＣＤＭＡは、通信信号のスペクトラム拡散により高い
秘話性を持つ、電波干渉を与えずまた干渉を受けにく
い、移動体通信機の送信出力が小さくてよい、ＡＭＰＳ
（Advanced Mobile Phone Service ：米国のアナログ携
帯電話方式）の約10倍の周波数効率を持つ、といった長
所を有する方式である。

【００１６】ＣＤＭＡシステムにおいては、例えば日本
国内であれば使用する周波数帯域が送信および受信でそ
れぞれ３つの周波数帯に分けられており、上り周波数
（通信端末の送信周波数Ｔｘ）が 887〜889, 898〜901,
915〜925 ＭＨｚ、下り周波数（通信端末の受信周波数
Ｒｘ）が 832〜834, 843〜846, 860〜870 ＭＨｚに設定
されている。そして、符号化した信号を用いて 1.3ＭＨ
ｚの周波数帯域の中に64のチャンネルが割り当てられ
る。

【００１７】この国内ＣＤＭＡシステムの周波数帯域と
それに必要な分波器用フィルタの伝送特性の関係につい
て、図８に伝送特性図を示す。図８においては、図７と
同様に横軸は周波数を、縦軸は減衰量を示し、斜線を施
した下開きのかっこのうちＲｘａおよびＲｘｂ・Ｒｘｃ
はそれぞれ上記の下り周波数 832〜834, 843〜846, 860
〜870 ＭＨｚを、Ｒｘは受信用フィルタの通過帯域を、
また、ＴｘａおよびＴｘｂ・Ｔｘｃはそれぞれ上記の上
り周波数 887〜889, 898〜901, 915〜925 ＭＨｚを、Ｔ
ｘは送信用フィルタの通過帯域を示している。また、特
性曲線ＲおよびＴはそれぞれ受信用フィルタおよび送信
用フィルタの伝送特性を示し、Ｓは受信周波数と送信周
波数との間隔を示している。

【００１８】このように携帯電話等の移動体通信システ
ムにおいては、図７に示したように送信周波数帯域Ｔと
受信周波数帯域Ｒとが接近していて周波数間隔Ｗが小さ
いため、そのアンテナ共用器に使用されるフィルタには
減衰特性として急峻なスカート特性が必要になり、図８
に示した国内ＣＤＭＡシステムでは、受信周波数と送信
周波数との間隔Ｓは 887ＭＨｚと 870ＭＨｚの差である
17ＭＨｚと小さく、受信用フィルタに要求される減衰特
性は急峻な高域スカート特性となり、また送信用フィル
タでは急峻な低域スカート特性となる。

【００１９】近年、携帯電話等の移動体通信機の小型化
・高機能化が急速に進み、それらに伴って搭載部品に対
する小型化・高機能化の要求もますます強まっているな
かで、前述のように送信周波数帯域Ｔ・Ｔｘと受信周波
数帯域Ｒ・Ｒｘとの周波数間隔Ｗ・Ｓが狭くなるとアン
テナ共用器用フィルタには急峻な減衰特性（スカート特
性）が要求され、各周波数帯域が通信システムによって
決まっているなかで従来のアンテナ共用器用フィルタに
よってその要求に応えるには、図９に示すフィルタのよ
うにその段数を増やして対応せざるを得なかった。

【００２０】図９は、図６に示した送信用フィルタ２と
同様の帯域阻止フィルタの例を示す回路構成図であり、
同図においては５段構成の帯域阻止フィルタの例を示し
ている。図９においては、８・９・10・11・12はそれぞ
れ４分の１波長型ＴＥＭ共振器等の分布定数型共振器で
あり、それぞれの分布定数型共振器８・９・10・11・12
にはコンデンサ13・14・15・16・17が直列に、さらにコ
ンデンサ18・19・20・21・22が並列に接続されており、
それらがインダクタ23・24・25・26を介して縦続接続さ
せた構成となっている。なお27・28は入出力信号端子で
ある。

【００２１】従来はこのように段数を増やした帯域阻止
フィルタにより、急峻なスカート特性として所望の伝送
特性に対応させたアンテナ共用器用フィルタを構成する
ことが行なわれていた。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、帯域阻
止フィルタや帯域通過フィルタ等のフィルタにおいて
は、段数を増やして不要な周波数帯域信号の通過を阻止
する減衰量を急峻なものとした場合、そのフィルタを回
路に挿入することによって回路の電力消費量が増加する
原因となるフィルタの挿入損失が、段数を増やすにつれ
て大きくなってしまう。そのため、アンテナ共用器用フ
ィルタの挿入損失が増加した分だけ移動体通信機の送信
用パワーアンプの出力電力を大きくすることが必要とな
って消費電力が増加し、電源電池の消耗が早くなって通
話時間や待ち受け時間が短くなってしまうという問題点
があった。

【００２３】また、フィルタの段数を増やして対応した
場合は、アンテナ共用器用フィルタ自体の大きさが大き
くなってしまい、小型化の要求に応えられないという問
題点もあった。

【００２４】本発明は上記事情に鑑みて本発明者が鋭意
研究に努めた結果完成されたものであり、その目的は、
移動体通信機等の送受信信号のアンテナ共用器に使用さ
れるアンテナ共用器用フィルタについて、良好な通過特
性および減衰特性を有し、かつ挿入損失を小さくした、
小型化が可能なアンテナ共用器用フィルタを提供するこ
とにある。

【００２５】また本発明の目的は、上記のアンテナ共用
器用フィルタを用いた、良好な特性で電力消費も少な
く、しかも小型化が可能なアンテナ共用器を提供するこ
とにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明のアンテナ共用器
用フィルタは、一端が接地され、他端にスイッチングダ
イオードとこのスイッチングダイオードに並列に接続し
た並列コンデンサとから成る並列回路および前記スイッ
チングダイオードに直列に接続した直列コンデンサが接
続された分布定数型共振器を、複数段縦続接続させて成
る帯域阻止フィルタを具備することを特徴とするもので
ある。

【００２７】また、本発明のアンテナ共用器は、送信用
フィルタと受信用フィルタとを具備し、前記送信用フィ
ルタおよび／または受信用フィルタを上記のアンテナ共
用器用フィルタで構成したことを特徴とするものであ
る。

【００２８】本発明のアンテナ共用器用フィルタによれ
ば、帯域阻止フィルタを構成する複数段の分布定数型共
振器のそれぞれの他端側に、スイッチングダイオードと
このスイッチングダイオードに並列に接続した並列コン
デンサとから成る並列回路およびそのスイッチングダイ
オードに直列に接続した直列コンデンサを接続し、それ
らを縦続接続させて成る帯域阻止フィルタを具備せしめ
たことから、スイッチングダイオードをＯＮ・ＯＦＦす
なわち導通・非導通に切り換えることによって並列コン
デンサと直列コンデンサとの合成容量値を変化させて分
布定数型共振器に直列に接続されるコンデンサ成分の容
量値を変化させることができ、それによりコンデンサ成
分の容量値と分布定数型共振器の特性値とで決定される
帯域阻止フィルタの阻止帯域を周波数軸上で変化させる
ことができる。そのため、その阻止帯域を移動体通信シ
ステムによって割当が決められている周波数帯域中にお
いて所望の帯域（個々の通信で使用するチャンネルの周
波数付近の帯域）に切り換えることが可能となり、後述
するように送信周波数帯域と受信周波数帯域との間隔を
広くとることができて、フィルタに要求される減衰特性
を緩やかなものとすることができることになる。その結
果、フィルタの段数を増加させる必要がなくなって小型
化が図れるとともに挿入損失を小さく抑えることができ
るアンテナ共用器用フィルタとなるものである。

【００２９】また本発明のアンテナ共用器用フィルタに
よれば、分布定数型共振器に直列に接続されたコンデン
サ成分の容量値の変化はスイッチングダイオードのＯＮ
・ＯＦＦのみによって行なうので、その制御のためのバ
イアス電圧の変動に対しても影響が少なくて動作が安定
しているとともに、バイアス電圧の設定値にも自由度を
持たせることができるため、所望の周波数帯域への阻止
帯域の切り換えを安定して行なうことができる高信頼性
のアンテナ共用器用フィルタとなる。

【００３０】また、本発明のアンテナ共用器によれば、
送信用フィルタと受信用フィルタとを具備し、その送信
用フィルタまたは受信用フィルタまたはそれら両方のフ
ィルタを上記のアンテナ共用器用フィルタで構成したこ
とから、スイッチングダイオードのＯＮ・ＯＦＦすなわ
ち導通・非導通を切り換えることによって分布定数型共
振器に直列に接続されるコンデンサの容量値を変化させ
て帯域阻止フィルタの阻止帯域を周波数軸上で変化させ
ることができ、その阻止帯域を移動体通信システムによ
って割当が決められている周波数帯域中において所望の
帯域（個々の通信で使用するチャンネルの周波数付近の
帯域）に切り換えることが可能となるため、後述するよ
うに送信周波数帯域と受信周波数帯域との間隔を広くと
ることができて、緩やかな減衰特性のフィルタで十分効
果的に送信信号と受信信号とを分離することができるア
ンテナ共用器となる。その結果、フィルタの段数を増加
させる必要がなくなって小型化が図れることからアンテ
ナ共用器自体も小型化できるとともに、低損失のアンテ
ナ共用器となるものである。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のアンテナ共用器用
フィルタおよびアンテナ共用器について図面に基づいて
詳説する。

【００３２】図１は本発明のアンテナ共用器用フィルタ
の実施の形態の一例を示す回路構成図であり、図５に示
した送信フィルタ２および／または受信フィルタ３に用
いられるアンテナ共用器用フィルタとして３段構成の帯
域阻止フィルタの例を示したものである。図１において
29・30・31はそれぞれ４分の１波長型ＴＥＭ共振器等の
分布定数型共振器であり、それぞれの分布定数型共振器
29・30・31は一端が接地され、他端には並列コンデンサ
32・33・34とスイッチングダイオード35・36・37との並
列回路が直列に接続されている。そして各スイッチング
ダイオード35・36・37には、高周波信号がバイアス回路
に漏れることを防ぐためのインダクタ38・39・40および
コンデンサ41・42・43と、スイッチ制御電圧端子44とか
ら成る、ＯＮ・ＯＦＦの制御のためのバイアス電圧を印
加するバイアス回路が接続されている。なお、本発明の
アンテナ共用器用フィルタの構成によって阻止帯域を変
化させるためには、なるべくそれぞれの回路素子の特性
を揃え、各スイッチングダイオード35・36・37へのバイ
アス電圧も一様に変化させて印加することが、安定した
動作の点から好ましい。

【００３３】また、45・46はこれら各段を縦続接続する
ためのリアクタンス素子としてのインダクタ、47・48・
49は各段に並列に接続されたコンデンサであり、インダ
クタ45とコンデンサ47・48は分布定数型共振器29と30を
結合させ、インダクタ46とコンデンサ48・49は分布定数
型共振器30と31を結合させる働きをなす。

【００３４】50・51・52はスイッチングダイオード35・
36・37に直列に接続した直列コンデンサであり、本例で
は各段の並列回路の上方に直列に接続して各分布定数型
共振器29・30・31に接続している。これら直列コンデン
サ50・51・52は各段の分布定数型共振器29・30・31に直
列に接続されたコンデンサ成分についてスイッチングダ
イオード35・36・37の切り換えによる容量値の調節を行
なうとともに、本例ではバイアス回路からの直流電流が
入出力信号端子53・54に流れ込むのを防止するＤＣカッ
ト効果をも有するものである。

【００３５】上記の分布定数型共振器29・30・31として
は、移動体通信システムに使用される周波数帯域が数百
ＭＨｚ以上のいわゆるマイクロ波帯であることから分布
定数型共振器としており、マイクロ波帯で用いられる通
常の分布定数型共振器であれば、４分の１波長型ＴＥＭ
共振器の他にもマイクロストリップライン共振器または
誘電体同軸共振器、その他ストリップライン共振器等を
用いることができる。

【００３６】中でも、誘電体同軸共振器を用いるとこれ
らの中でも低挿入損失のアンテナ共用器用フィルタを実
現することができ、ストリップライン共振器やマイクロ
ストリップライン共振器を用いると小型のアンテナ共用
器用フィルタを実現することができるという点で有利と
なる。

【００３７】スイッチングダイオード35・36・37として
は、例えばＰＩＮスイッチングダイオードを用いればよ
く、その場合はスイッチング速度が速い点で好適なもの
となる。

【００３８】以上のような構成において、スイッチ制御
電圧端子44にバイアス電圧が印加された場合は、各スイ
ッチングダイオード35・36・37がＯＮとなって導通状態
となる。このとき並列コンデンサ32・33・34には信号電
流がほとんど流れないため、分布定数型共振器29・30・
31に直列に接続されているコンデンサ成分の容量値とし
ては直列コンデンサ50・51・52のみを考えればよいこと
となる。

【００３９】一方、スイッチ制御電圧端子44にバイアス
電圧が印加されない場合は、各スイッチングダイオード
35・36・37がＯＦＦとなって非導通状態となる。このと
きは並列コンデンサ32・33・34にも信号電流が流れるた
め、分布定数型共振器29・30・31に直列に接続されてい
るコンデンサ成分の容量値としては、並列コンデンサ32
・33・34と直列コンデンサ50・51・52とをそれぞれ合成
したものとなる。

【００４０】このようにして各分布定数型共振器29・30
・31に直列に接続されているコンデンサ成分の容量値を
可変とすることにより、アンテナ共用器用フィルタとし
ての帯域阻止フィルタの阻止帯域をそれぞれの容量値に
対応した周波数帯域に切り換えることができる。

【００４１】以上のように、本発明のアンテナ共用器用
フィルタによればスイッチングダイオードに印加するバ
イアス電圧を変えることによってフィルタの帯域特性を
変化させることができることから、これにより図５に示
した構成において送信用フィルタ２および／または受信
用フィルタ３を構成したアンテナ共用器とすることによ
り、帯域切り換えを行なって各フィルタに要求される減
衰特性を緩やかなものとすることができて、良好な通過
特性および減衰特性を有し、かつ挿入損失を小さくし
た、移動体通信機等に好適なアンテナ共用器を提供する
ことができる。

【００４２】そして、本発明のアンテナ共用器用フィル
タおよびそれを使用したアンテナ共用器は、挿入損失を
小さくできることから消費電力を低減でき、通話時間・
待ち受け時間の長時間化を図ることができるものとな
る。

【００４３】なお、アンテナ共用器に用いる整合回路４
には本発明に対して特別に必要とされる仕様・特性はな
く、従来と同様のものを用いればよい。

【００４４】次に、本発明のアンテナ共用器用フィルタ
の動作について、図２（ａ）および（ｂ）に示す伝送特
性図により説明する。

【００４５】図２（ａ）および（ｂ）はそれぞれ図７と
同様の伝送特性図であり、横軸および縦軸、Ｒ、Ｒ１・
Ｒ２、Ｔ、Ｔ１・Ｔ２は図７と同じである。また、同図
中の特性曲線Ａ１・Ａ２および特性曲線Ｂ１・Ｂ２はそ
れぞれ阻止帯域をＲ１とＴ１またはＲ２とＴ２に合わせ
て変化させた場合の送信用フィルタ２および受信用フィ
ルタ３の伝送特性を示し、またＷ１・Ｗ２はそれぞれの
場合の送信周波数帯域と受信周波数帯域との周波数間隔
を示している。このように阻止帯域を変化させた場合に
は、Ｗ１はＲ１とＴ１との間隔となり、Ｗ２はＲ２とＴ
２との間隔となる。

【００４６】このように、送受信周波数帯域中で所望の
チャンネルに合わせてフィルタの帯域特性、この場合は
阻止帯域を変化させることにより、アンテナ共用器用フ
ィルタならびにアンテナ共用器に要求される減衰特性の
急峻さを緩くすることができるため、同様の仕様のアン
テナ共用器に対してフィルタの段数を減らすことがで
き、それにより小型化を図るとともに挿入損失の低減も
行なえるものとなる。

【００４７】また、図３（ａ）および（ｂ）は、本発明
のアンテナ共用器用フィルタおよびアンテナ共用器を国
内ＣＤＭＡに適用して帯域特性の切り換えを行なったと
きの伝送特性の例を示す、図８と同様の伝送特性図であ
り、図中の横軸および縦軸ならびにＲｘａおよびＲｘｂ
・Ｒｘｃ、ＴｘａおよびＴｘｂ・Ｔｘｃは図８と同様で
ある。また、Ｒｘ１およびＲｘ２は受信用フィルタ３の
通過帯域を、Ｔｘ１およびＴｘ２は送信用フィルタ２の
通過帯域を示している。また、特性曲線Ｒ１およびＲ２
は受信用フィルタ３の伝送特性を、Ｔ１およびＴ２は送
信用フィルタ２の伝送特性を示し、Ｓ１およびＳ２はそ
れぞれの場合の受信周波数と送信周波数との間隔を示し
ている。

【００４８】このように通信帯域を、図３（ａ）に示す
ような受信周波数帯域Ｒｘ１がＲｘａ： 832〜834 ＭＨ
ｚおよびＲｘｂ： 843〜846 ＭＨｚで送信周波数帯域Ｔ
ｘ１がＴｘａ： 887〜889 ＭＨｚおよびＴｘｂ： 898〜
901 ＭＨｚの帯域と、図３（ｂ）に示すような受信周波
数帯域Ｒｘ２がＲｘｃ： 860〜870 ＭＨｚで送信周波数
帯域Ｔｘ２がＴｘｃ： 915〜925 ＭＨｚの帯域とに分け
て帯域切り換えを行なうことにより、受信周波数と送信
周波数との間隔Ｓ１およびＳ２はそれぞれ 887ＭＨｚと
846ＭＨｚの差である41ＭＨｚおよび 915ＭＨｚと 870
ＭＨｚの差である45ＭＨｚになり、それぞれのフィルタ
２・３に要求される減衰特性は帯域切り換えを行なわな
い場合に対して緩やかなものとすることができる。

【００４９】一般に、フィルタの中心周波数における挿
入損失は次式で与えられる。 （4.343 ／Ｗ）×Σ（ｑ_i ／Ｑ_ui） 〔ｄＢ〕 ここで、Ｗは帯域幅を中心周波数で割った値である比帯
域幅であり、ｑ_i は各共振器（ｉ＝１、２、…）の基準
低域通過フィルタの素子値、Ｑ_uiは各共振器（ｉ＝１、
２、…）の無負荷Ｑである。これより、フィルタの段数
を多くすることによりΣの中のｑ_i ／Ｑ_uiが増加して挿
入損失が大きくなり、一方、帯域幅を広くすることによ
りＷが大きくなって挿入損失が小さくなることが分か
る。

【００５０】従って、本発明のアンテナ共用器用フィル
タによれば、減衰特性の要求が緩和される分だけ従来の
アンテナ共用器用フィルタに比べてフィルタの段数を少
なくすることができることから、それによって挿入損失
も低減できるものとなる。

【００５１】このように、アンテナ共用器用フィルタの
帯域特性は通信に使用しているチャンネルをその通過帯
域が含むように設定すればよく、これによりフィルタの
減衰特性を緩やかなもので良いこととできる。

【００５２】ここで、通信のためのチャンネルを複数の
使用者が共用する場合には、呼びの発生ごとに特定の使
用者に特定のチャンネルを割り当てる制御、すなわち無
線チャンネル設定制御が必要である。

【００５３】無線チャンネル設定制御のための制御信号
を伝送するチャンネルの構成方法としては、制御専用の
チャンネルを通信チャンネルとは別に設ける方法と、無
定位循環方式などのように特別のチャンネルは設けない
で通信チャンネルで伝送する方法とがある。

【００５４】図３に示した国内ＣＤＭＡ方式において
は、例えば無定位循環方式により、Ｒｘａ・Ｔｘａにチ
ャンネル１・２を、Ｒｘｂ・Ｔｘｂにチャンネル３〜５
を、Ｒｘｃ・Ｔｘｃにチャンネル６〜12を割り当ててお
く。そして、通常の待ち受け状態では、図３（ａ）状態
でチャンネル１〜５を順次確認し、次にスイッチングダ
イオードによって帯域を切り換えて図３（ｂ）状態でチ
ャンネル６〜12を順次確認し、再びスイッチングダイオ
ードによって帯域を切り換えて図３（ａ）状態でチャン
ネル１の確認に戻るという循環を繰り返すことによって
受信チャンネルの検出を行なえばよい。また、制御専用
のチャンネルを設ける方法であれば、上記のチャンネル
１を制御信号専用に割り当て、その信号によって、チャ
ンネル２〜５なら帯域は切り換えず、チャンネル６〜12
なら帯域を切り換えて受信することで通信が可能とな
る。

【００５５】いずれにせよ、移動体通信機においては通
常は基地局からの信号電波を受信してその信号に基づい
てチャンネルの設定を行なうので、そのチャンネルのあ
る帯域の方にフィルタの通過帯域が切り換わるようにス
イッチングダイオードのＯＮ・ＯＦＦを制御すればよ
い。

【００５６】また、図４は本発明のアンテナ共用器用フ
ィルタの実施の形態の他の例を示す回路構成図であり、
図１と同様の３段構成の帯域阻止フィルタの例を示した
ものである。図４において55・56・57はそれぞれ分布定
数型共振器であり、各段の分布定数型共振器55・56・57
は一端が接地され、他端にはそれぞれスイッチングダイ
オード58・59・60と並列コンデンサ61・62・63とから成
る並列回路が接続されている。また、本例においては、
直列コンデンサ64・65・66を並列回路の中でスイッチン
グダイオード58・59・60に接続している。そして各スイ
ッチングダイオード58・59・60と直列コンデンサ64・65
・66との間には、高周波信号がバイアス回路に漏れるこ
とを防ぐためのインダクタ67・68・69およびコンデンサ
70・71・72と、スイッチ制御電圧端子73とから成る、Ｏ
Ｎ・ＯＦＦの制御のためのバイアス電圧を印加するバイ
アス回路が接続されている。

【００５７】また、74・75はこれら各段を縦続接続する
ためのリアクタンス素子としてのインダクタ、76・77・
78は各段に並列に接続されたコンデンサであり、インダ
クタ74とコンデンサ76・77は分布定数型共振器55と56を
結合させ、インダクタ75とコンデンサ77・78は分布定数
型共振器56と57を結合させる働きをなす。そして、79・
80はそれぞれ入出力端子である。

【００５８】なお、本例のように直列コンデンサ64・65
・66を並列回路の中でバイアス回路の接続点と入出力端
子79・80との間に配置することにより、直列コンデンサ
64・65・66も各段の分布定数型共振器55・56・57に直列
に接続されたコンデンサ成分についてスイッチングダイ
オード58・59・60の切り換えによる容量値の調節を行な
うとともに、バイアス回路からの直流電流が入出力信号
端子79・80に流れ込むのを防止するＤＣカット効果をも
有する。

【００５９】このような構成の本発明のアンテナ共用器
用フィルタによれば、スイッチングダイオード58・59・
60がＯＦＦの場合には並列コンデンサ61・62・63がそれ
ぞれ分布定数型共振器55・56・57と直列接続されること
となり、一方、スイッチングダイオード58・59・60がＯ
Ｎの場合には並列コンデンサ61・62・63と直列コンデン
サ64・65・66との並列回路がそれぞれ分布定数型共振器
55・56・57と直列接続されることとなるため、それに従
って分布定数型共振器55・56・57と直列接続されるコン
デンサ成分の容量値が変化することとなって、阻止帯域
をそれぞれの容量値に対応した周波数帯域に移動するこ
とができる。

【００６０】なお、以上はあくまで本発明の実施の形態
の例示であって本発明はこれに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や改良
を加えることは何ら差し支えない。

【００６１】例えば、直列コンデンサは分布定数型共振
器と並列回路との間に配置してもよく、並列回路の中で
スイッチングダイオードの下方すなわちスイッチングダ
イオードに対してバイアス回路の接続点と反対側に配置
してもよい。なお、これらの場合は、各入出力端子の手
前にバイアス回路からの直流電流に対するＤＣカットの
ためのコンデンサを追加するとよい。

【００６２】また、上述の例では分布定数型共振器を３
段構成としたフィルタを例にとって説明したが、この段
数はフィルタに必要とされる減衰量に応じて２段あるい
は４段以上と適宜変えるべきものである。さらに、各段
の分布定数型共振器を縦続接続し結合する回路素子は他
の回路素子の組合せであってもよいし、帯域阻止フィル
タとしての特性を向上させるために種々の回路素子を付
加してもよい。

【００６３】さらに、上述の例では国内ＣＤＭＡを例に
とって説明したが、本発明はこれ以外のシステムにも適
用できるものである。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、本発明のアンテナ共用器
用フィルタによれば、一端が接地され、他端にスイッチ
ングダイオードとこのスイッチングダイオードに並列に
接続した並列コンデンサとから成る並列回路およびその
スイッチングダイオードに直列に接続した直列コンデン
サが接続された分布定数型共振器を、複数段縦続接続さ
せて成る帯域阻止フィルタを具備せしめたことから、ス
イッチングダイオードをＯＮ・ＯＦＦすなわち導通・非
導通に切り換えることによって分布定数型共振器に直列
に接続されるコンデンサ成分の容量値を変化させること
ができ、それによりコンデンサ成分の容量値と分布定数
型共振器の特性値とで決定される帯域阻止フィルタの阻
止帯域を所望の帯域（個々の通信で使用するチャンネル
の周波数付近の帯域）に切り換えることが可能となり、
送信周波数帯域と受信周波数帯域との間隔を広くとるこ
とができてフィルタに要求される減衰特性を緩やかなも
のとすることができ、フィルタの段数を増加させる必要
がなくなって小型化が図れるとともに挿入損失を低減で
きた。その結果、移動体通信機等のアンテナ共用器に使
用されるアンテナ共用器用フィルタについて、良好な通
過特性および減衰特性を有し、かつ挿入損失を小さくし
た、小型化が可能なアンテナ共用器用フィルタを提供す
ることができた。

【００６５】また本発明のアンテナ共用器用フィルタに
よれば、分布定数型共振器に直列に接続されたコンデン
サ成分の容量値の変化はスイッチングダイオードのＯＮ
・ＯＦＦのみによって行なうので、その制御のためのバ
イアス電圧の変動に対しても影響が少なくて動作が安定
しているとともにバイアス電圧の設定値にも自由度を持
たせることができるため、所望の周波数帯域への阻止帯
域の切り換えを安定して行なうことができる高信頼性の
アンテナ共用器用フィルタを提供することができた。

【００６６】また、本発明のアンテナ共用器によれば、
送信用フィルタと受信用フィルタとを具備し、その送信
用フィルタまたは受信用フィルタまたはそれら両方のフ
ィルタを上記のアンテナ共用器用フィルタで構成したこ
とから、スイッチングダイオードのＯＮ・ＯＦＦすなわ
ち導通・非導通を切り換えることによって分布定数型共
振器に直列に接続されるコンデンサの容量値を変化させ
て帯域阻止フィルタの阻止帯域を所望の帯域（個々の通
信で使用するチャンネルの周波数付近の帯域）に切り換
えることが可能となるため、送信周波数帯域と受信周波
数帯域との間隔を広くとることができて、緩やかな減衰
特性のフィルタで十分効果的に送信信号と受信信号とを
分離することができるアンテナ共用器となる。その結
果、フィルタの段数を増加させる必要がなくなって小型
化が図れることからアンテナ共用器自体も小型化できる
とともに、低損失のアンテナ共用器とすることができ
た。その結果、移動体通信機に好適な、良好な特性で電
力消費も少なく、しかも小型化が可能なアンテナ共用器
を提供することができた。

【００６７】本発明のアンテナ共用器用フィルタおよび
アンテナ共用器は、国内ＣＤＭＡ方式のように使用周波
数帯域が分割されて複数存在するような場合についても
利用でき、その作用効果を奏することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンテナ共用器用フィルタの実施の形
態の一例を示す回路構成図である。

【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明のアン
テナ共用器用フィルタの実施の形態の一例の動作を説明
するための伝送特性図である。

【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明のアン
テナ共用器用フィルタおよびアンテナ共用器を国内ＣＤ
ＭＡに適用して帯域特性の切り換えを行なったときの伝
送特性の例を示す伝送特性図である。

【図４】本発明のアンテナ共用器用フィルタの実施の形
態の他の例を示す回路構成図である。

【図５】アンテナ共用器の構成例を示す概略構成図であ
る。

【図６】送信用フィルタに帯域阻止フィルタを、受信用
フィルタに帯域通過フィルタを採用し、整合回路をＬＣ
整合タイプとしたアンテナ共用器の具体的な回路の概略
構成図である。

【図７】アンテナ共用器におけるフィルタの減衰量を説
明するための伝送特性の例を示す伝送特性図である。

【図８】国内ＣＤＭＡシステムの周波数帯域とそれに必
要な分波器用フィルタの伝送特性の関係を示す伝送特性
図である。

【図９】従来のアンテナ共用器用フィルタの例を示す回
路構成図である。

【符号の説明】

２・・・・・・・・・・・・・・・送信用フィルタ ３・・・・・・・・・・・・・・・受信用フィルタ 29、30、31、55、56、57・・・・・分布定数型共振器 32、33、34、61、62、63・・・・・並列コンデンサ 35、36、37、58、59、60・・・・・スイッチングダイオ
ード 50、51、52、64、65、66・・・・・直列コンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河田 俊彦 京都府相楽郡精華町光台３丁目５番地 京 セラ株式会社中央研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が接地され、他端にスイッチングダ
   イオードと該スイッチングダイオードに並列に接続した
   並列コンデンサとから成る並列回路および前記スイッチ
   ングダイオードに直列に接続した直列コンデンサが接続
   された分布定数型共振器を、複数段縦続接続させて成る
   帯域阻止フィルタを具備することを特徴とするアンテナ
   共用器用フィルタ。
2. 【請求項２】 送信用フィルタと受信用フィルタとを具
   備し、前記送信用フィルタおよび／または受信用フィル
   タを請求項１記載のアンテナ共用器用フィルタで構成し
   たことを特徴とするアンテナ共用器。