(57)【要約】  第１スイッチが第１伝送線路の端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成され、第２スイッチが第３伝送線路の端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成されている。
2016167190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長の４分の１の長さの電気長を有する第１伝送線路であって、前記第１伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部を有する第１伝送線路と、
前記第１波長の４分の１の長さの電気長を有し、前記第１伝送線路と離間および対向し、前記第１伝送線路の前記第１端部に対向する第１対向部と、前記第１伝送線路の前記第２端部に対向する第２対向部とを有する第２伝送線路と、
前記第１伝送線路の前記第１または第２端部に接続された入力端子と、
前記第１波長の４分の１の長さの電気長を有する第３伝送線路であって、前記第３伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部を有する第３伝送線路と、
前記第１波長の４分の１の長さの電気長を有し、前記第３伝送線路と離間および対向し、前記第３伝送線路の前記第１端部に対向する第１対向部と、前記第３伝送線路の前記第２端部に対向する第２対向部とを有する第４伝送線路と、
前記第３伝送線路の前記第１または第２端部に接続された出力端子と、
前記第２伝送線路の前記第１対向部に接続され、所定の電気長を有する第１開放端部と、
前記第４伝送線路の前記第１対向部に接続され、所定の電気長を有する第２開放端部と、
第５伝送線路であって、前記第５伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部を有し、前記第５伝送線路の前記第１端部が前記第２伝送線路の前記第２対向部に接続される第５伝送線路と、
第６伝送線路であって、前記第６伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部と、前記第５伝送線路の少なくとも一部と離間および対向する部分とを有し、前記第６伝送線路の前記第１端部が前記第４伝送線路の前記第２対向部に接続される第６伝送線路と、
前記第１伝送線路の前記第１端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第１スイッチと、
前記第３伝送線路の前記第１端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第２スイッチと、
を備え、
前記第１開放端部、前記第２伝送線路および前記第５伝送線路からなる伝送線路と、前記第２開放端部、前記第３伝送線路および前記第６伝送線路からなる伝送線路との各々が、前記第１波長より長い波長である第２の波長の４分の１の長さの電気長を有し、
前記第５伝送線路の前記第２端部および前記第６伝送線路の前記第２端部がグラウンドに接続されている
フィルタ回路。
【請求項２】
第１波長の４分の１の長さの電気長を有する第１伝送線路であって、前記第１伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部を有する第１伝送線路と、
前記第１波長の４分の１の長さの電気長を有し、前記第１伝送線路と離間および対向し、前記第１伝送線路の前記第１端部に対向する第１対向部と、前記第１伝送線路の前記第２端部に対向する第２対向部とを有する第２伝送線路と、
前記第１伝送線路の前記第１または第２端部に接続された入力端子と、
前記第１波長の４分の１の長さの電気長を有する第３伝送線路であって、前記第３伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部を有する第３伝送線路と、
前記第１波長の４分の１の長さの電気長を有し、前記第３伝送線路と離間および対向し、前記第３伝送線路の前記第１端部に対向する第１対向部と、前記第３伝送線路の前記第２端部に対向する第２対向部とを有する第４伝送線路と、
前記第３伝送線路の前記第１または第２端部に接続された出力端子と、
前記第２伝送線路の前記第１対向部に接続され、所定の電気長を有する第１開放端部と、
前記第４伝送線路の前記第１対向部に接続され、所定の電気長を有する第２開放端部と、
第５伝送線路であって、前記第５伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部を有し、前記第５伝送線路の前記第１端部が前記第２伝送線路の前記第２対向部に接続される第５伝送線路と、
第６伝送線路であって、前記第６伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部と、前記第５伝送線路の少なくとも一部と離間および対向する部分とを有し、前記第６伝送線路の前記第１端部が前記第４伝送線路の前記第２対向部に接続される第６伝送線路と、
前記第５伝送線路の前記第２端部と前記第６伝送線路の前記第２端部との間に接続されるインダクタと、
前記第５伝送線路の前記第２端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第３スイッチと、
前記第６伝送線路の前記第２端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第４スイッチと、
を備え、
前記第１開放端部、前記第２伝送線路および前記第５伝送線路からなる伝送線路と、前記第２開放端部、前記第４伝送線路および前記第６伝送線路からなる伝送線路との各々が、前記第１波長より長い波長である第２の波長の４分の１の長さの電気長を有し、
前記第１伝送線路の前記第１端部および前記第３伝送線路の前記第１端部が開放されている
フィルタ回路。
【請求項３】
前記第１伝送線路の前記第１端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第１スイッチと、
前記第３伝送線路の前記第１端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように可能に設けられる第２スイッチと
をさらに備える請求項２に記載のフィルタ回路。
【請求項４】
前記第２の波長が、前記第１波長の３倍の波長である
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のフィルタ回路。
【請求項５】
前記第１開放端部および前記第２開放端部が、前記第１波長の４分の１の長さの電気長を有する請求項１から請求項４の何れか１項に記載のフィルタ回路。
【請求項６】
前記第１開放端部および前記第２開放端部の少なくとも一方が、グラウンドに接続されたキャパシタを有する
請求項１から請求項５の何れか１項に記載のフィルタ回路。
【請求項７】
前記キャパシタが、可変コンデンサである
請求項６に記載のフィルタ回路。
【請求項８】
請求項１または請求項３に記載のフィルタ回路のための周波数切替方法であって、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを開き、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを閉じる
ことを含む周波数切替方法。
【請求項９】
請求項２または請求項３に記載のフィルタ回路のための周波数切替方法であって、
前記第３スイッチおよび前記第４スイッチを開き、
前記第３スイッチおよび前記第４スイッチを閉じる
ことを含む周波数切替方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波の電気信号を通過させるフィルタ回路および周波数切替方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイルトラフィックの急増に伴い、モバイルネットワークにおいて用いられる周波数帯域が増大している。そのため、通信装置に搭載される、送受信の信号を選別および抑圧するフィルタ回路には、複数の周波数帯域への対応が求められている。複数の周波数帯域に対応する帯域通過フィルタとして、マイクロストリップライン等伝送線路を平面回路上に構成したフィルタが知られている。例えば、特許文献１には、半波長共振器と片側短絡共振器とを、切り替えスイッチにより接続するか、非接続とするかを選択することで、デュアルバンド帯域通過フィルタとシングルバンド帯域通過フィルタのいずれかのモードに選択することができる帯域通過フィルタが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２０１５−１５５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の帯域通過フィルタは、デュアルバンド帯域通過フィルタに切り替えた場合、同時に複数の周波数帯域の信号を通過させる。このため、所望の信号の他に、帯域外に含まれる不要波をも通過させてしまう。また、特許文献１に記載の帯域通過フィルタでは、シングルバンド帯域通過フィルタの中心周波数を異なる周波数に選択的に切り替えることができない。
本発明の目的の一例は、上述した課題を解決するフィルタ回路および周波数切替方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によるフィルタ回路は、第１波長の４分の１の長さの電気長を有する第１伝送線路であって、前記第１伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部を有する第１伝送線路と、前記第１波長の４分の１の長さの電気長を有し、前記第１伝送線路と離間および対向し、前記第１伝送線路の前記第１端部に対向する第１対向部と、前記第１伝送線路の前記第２端部に対向する第２対向部とを有する第２伝送線路と、前記第１伝送線路の前記第１または第２端部に接続された入力端子と、前記第１波長の４分の１の長さの電気長を有する第３伝送線路であって、前記第３伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部を有する第３伝送線路と、前記第１波長の４分の１の長さの電気長を有し、前記第３伝送線路と離間および対向し、前記第３伝送線路の前記第１端部に対向する第１対向部と、前記第３伝送線路の前記第２端部に対向する第２対向部とを有する第４伝送線路と、前記第３伝送線路の前記第１または第２端部に接続された出力端子と、前記第２伝送線路の前記第１対向部に接続され、所定の電気長を有する第１開放端部と、前記第４伝送線路の前記第１対向部に接続され、所定の電気長を有する第２開放端部と、第５伝送線路であって、前記第５伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部を有し、前記第５伝送線路の前記第１端部が前記第２伝送線路の前記第２対向部に接続される第５伝送線路と、第６伝送線路であって、前記第６伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部と、前記第５伝送線路の少なくとも一部と離間および対向する部分とを有し、前記第６伝送線路の前記第１端部が前記第４伝送線路の前記第２対向部に接続される第６伝送線路と、前記第１伝送線路の前記第１端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第１スイッチと、前記第３伝送線路の前記第１端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第２スイッチとを備える。前記第１開放端部、前記第２伝送線路および前記第５伝送線路からなる伝送線路と、前記第２開放端部、前記第３伝送線路および前記第６伝送線路からなる伝送線路との各々が、前記第１波長より長い波長である第２の波長の４分の１の長さの電気長を有する。前記第５伝送線路の前記第２端部および前記第６伝送線路の前記第２端部がグラウンドに接続されている。【０００６】
本発明の第２の態様によるフィルタ回路は、第１波長の４分の１の長さの電気長を有する第１伝送線路であって、前記第１伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部を有する第１伝送線路と、前記第１波長の４分の１の長さの電気長を有し、前記第１伝送線路と離間および対向し、前記第１伝送線路の前記第１端部に対向する第１対向部と、前記第１伝送線路の前記第２端部に対向する第２対向部とを有する第２伝送線路と、前記第１伝送線路の前記第１または第２端部に接続された入力端子と、前記第１波長の４分の１の長さの電気長を有する第３伝送線路であって、前記第３伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部を有する第３伝送線路と、前記第１波長の４分の１の長さの電気長を有し、前記第３伝送線路と離間および対向し、前記第３伝送線路の前記第１端部に対向する第１対向部と、前記第３伝送線路の前記第２端部に対向する第２対向部とを有する第４伝送線路と、前記第３伝送線路の前記第１または第２端部に接続された出力端子と、前記第２伝送線路の前記第１対向部に接続され、所定の電気長を有する第１開放端部と、前記第４伝送線路の前記第１対向部に接続され、所定の電気長を有する第２開放端部と、第５伝送線路であって、前記第５伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部を有し、前記第５伝送線路の前記第１端部が前記第２伝送線路の前記第２対向部に接続される第５伝送線路と、第６伝送線路であって、前記第６伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第１端部および第２端部と、前記第５伝送線路の少なくとも一部と離間および対向する部分とを有し、前記第６伝送線路の前記第１端部が前記第４伝送線路の前記第２対向部に接続される第６伝送線路と、前記第５伝送線路の前記第２端部と前記第６伝送線路の前記第２端部との間に接続されるインダクタと、前記第５伝送線路の前記第２端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第３スイッチと、前記第６伝送線路の前記第２端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第４スイッチとを備える。前記第１開放端部、前記第２伝送線路および前記第５伝送線路からなる伝送線路と、前記第２開放端部、前記第４伝送線路および前記第６伝送線路からなる伝送線路との各々が、前記第１波長より長い波長である第２の波長の４分の１の長さの電気長を有する。前記第１伝送線路の前記第１端部および前記第３伝送線路の前記第１端部が開放されている。【０００７】
本発明の第３の態様よる周波数切替方法は、上記のフィルタ回路のための周波数切替方法であって、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを開き、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを閉じることを含む。【０００８】
本発明の第４の態様による周波数切替方法は、上記フィルタ回路のための周波数切替方法であって、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチを開き、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチを閉じることを含む。
【発明の効果】
【０００９】
上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、フィルタ回路の第１スイッチおよび第２スイッチ、または第３スイッチおよび第４スイッチの開閉を切り替えることで、フィルタ回路の中心周波数を異なる周波数に選択的に切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係るフィルタ回路の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るフィルタ回路を第１周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係るフィルタ回路を第１周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、主結合線路のオープンスタブの電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。
【図４】第１の実施形態における、副結合線路の電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す第１の図である。
【図５】第１の実施形態における、副結合線路の電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す第２の図である。
【図６】第１の実施形態に係るフィルタ回路を第２周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路構成を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係るフィルタ回路を第２周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、主結合線路のオープンスタブの電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。
【図８】第１の実施形態に係るフィルタ回路を第２周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、主結合線路間のインダクタンスと出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。
【図９】第１の実施形態に係るフィルタ回路を第３周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路構成を示す図である。
【図１０】第１の実施形態に係るフィルタ回路を第３周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、出力信号に含まれる周波数成分の強度を示す図である。
【図１１】第２の実施形態に係るフィルタ回路の構成を示す図である。
【図１２】第２の実施形態に係るフィルタ回路を第１周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、可変キャパシタの容量と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。
【図１３】第２の実施形態に係るフィルタ回路を第２周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、可変キャパシタの容量と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。
【図１４】第２の実施形態に係るフィルタ回路を第３周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、可変キャパシタの容量と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。
【図１５】実施形態に係るフィルタ回路の第１の基本構成を示す概略ブロック図である。
【図１６】実施形態に係るフィルタ回路の第２の基本構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
《第１の実施形態》
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係るフィルタ回路の構成を示す図である。
本実施形態に係るフィルタ回路１は、通過帯域の中心周波数を、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２および第３周波数ｆ３の３つの周波数帯に選択的に切り替えることができる。第２周波数ｆ２は、第１周波数ｆ１の２倍の周波数である。第３周波数ｆ３は、第１周波数ｆ１の３倍の周波数である。本明細書において、「周波数ｆのｎ倍の周波数」とは、周波数ｆのちょうどｎ倍となる周波数に限られず、周波数ｆのちょうどｎ倍となる周波数の近傍の周波数をも含む。
【００１２】
フィルタ回路１は、マイクロストリップライン回路により構成される。つまり、フィルタ回路１は、裏面に導体箔を形成した誘電体基板１０の表面に、導体箔により伝送線路が形成されることによって実現される。具体的には、誘電体基板１０の表面には、第１主伝送線路１１０ａ、第２主伝送線路１１０ｂ、第１副伝送線路１２０ａおよび第２副伝送線路１２０ｂの４つの伝送線路が形成される。第１主伝送線路１１０ａ、第２主伝送線路１１０ｂ、第１副伝送線路１２０ａおよび第２副伝送線路１２０ｂはいずれも、全体としてＹ軸方向に伸びる伝送線路である。本実施形態において、電流は、第１主伝送線路１１０ａ、第２主伝送線路１１０ｂ、第１副伝送線路１２０ａおよび第２副伝送線路１２０ｂの長手方向に流れる。つまり、本実施形態において、電流が流れる方向は、Ｙ軸方向である。
第１主伝送線路１１０ａ、第２主伝送線路１１０ｂ、第１副伝送線路１２０ａおよび第２副伝送線路１２０ｂは、Ｙ軸に直交する方向であるＸ軸方向に並べて配置される。
【００１３】
第１主伝送線路１１０ａおよび第２主伝送線路１１０ｂは、いずれも、第１周波数ｆ１に相当する波長の４分の１の電気長を有する。第１周波数ｆ１に相当する波長は、第２波長の一例である。
第１副伝送線路１２０ａおよび第２副伝送線路１２０ｂは、いずれも、第３周波数ｆ３に相当する波長の４分の１の電気長を有する。つまり、第１副伝送線路１２０ａおよび第２副伝送線路１２０ｂは、第１周波数ｆ１に相当する波長の１２分の１の電気長を有する。第３周波数ｆ３に相当する波長は、第１波長の一例である。
本明細書において、「波長の４分の１の電気長」とは、波長の４分の１ちょうどの電気長に限られず、波長の４分の１より短い電気長または長い電気長であって、その波長の信号に励振する電気長をも含む。例えば、第３の周波数ｆ３が４ＧＨｚであり、誘電体基板１０の誘電率が３．５である場合、第３周波数ｆ３に相当する波長の４分の１の電気長は、１２ｍｍのほか、１１ｍｍ、１３ｍｍなど、１２ｍｍの近傍の範囲も含む。
第１主伝送線路１１０ａと第２主伝送線路１１０ｂは、その一部が互いに離間して対向するように配される。第１副伝送線路１２０ａは、第１主伝送線路１１０ａの一部と離間して対向するように配される。第２副伝送線路１２０ｂは、第２主伝送線路１１０ｂの一部と離間して対向するように配される。
【００１４】
第１主伝送線路１１０ａは、Ｙ軸方向の第１側（図面上側）から順に、第１オープンスタブ１１１ａ、第１副結合部１１２ａ、第１主結合部１１３ａの３つの部分伝送線路から構成される。同様に、第２主伝送線路１１０ｂは、Ｙ軸方向の第１側から順に、第２オープンスタブ１１１ｂ、第２副結合部１１２ｂ、第２主結合部１１３ｂの３つの部分伝送線路から構成される。
第１オープンスタブ１１１ａおよび第２オープンスタブ１１１ｂは、電気長Ｌのオープンスタブとして機能する部分伝送線路である。つまり、第１オープンスタブ１１１ａおよび第２オープンスタブ１１１ｂのＹ軸方向の第１側の端は、開放されている。電気長とは、伝送線路の内部を流れる信号の波長で規格化した電気的な長さである。例えば、ある伝送線路の電気長がλ／４である場合、その伝送線路の第１端において波長λの信号の振幅が最大となるとき、第２端においてその信号の振幅が最小となる。このとき、伝送線路の物理的な長さは必ずしもλ／４であるとは限らない。
第１副結合部１１２ａおよび第２副結合部１１２ｂは、それぞれ第１副伝送線路１２０ａおよび第２副伝送線路１２０ｂと離間して対向する部分伝送線路である。これにより、第１副結合部１１２ａと第１副伝送線路１２０ａとは、第１副結合線路１２ａとして機能する。また第２副結合部１１２ｂと第２副伝送線路１２０ｂとは、第２副結合線路１２ｂとして機能する。
第１主結合部１１３ａと第２主結合部１１３ｂとは、その一部が互いに離間して対向するように配される。具体的には、第１主結合部１１３ａのＹ軸方向の第２側（図面下側）に形成される第１結合部１１５ａと、第２主結合部１１３ｂのＹ軸方向の第２側に形成される第２結合部１１５ｂとが、互いに離間して対向するように配される。第１主結合部１１３ａのＹ軸方向の第１側に形成される第１接続部１１４ａは、第１副結合部１１２ａと第１結合部１１５ａとを接続する。同様に、第２主結合部１１３ｂのＹ軸方向の第１側に形成される第２接続部１１４ｂは、第２副結合部１１２ｂと第２結合部１１５ｂとを接続する。
【００１５】
つまり、第１オープンスタブ１１１ａは、第１副結合部１１２ａのうち、第１副伝送線路１２０ａにおけるＹ軸方向の第１側の端部に対向する位置に接続される。また第２オープンスタブ１１１ｂは、第２副結合部１１２ｂのうち、第２副伝送線路１２０ｂにおけるＹ軸方向の第１側の端部に対向する位置に接続される。
また、第１主結合部１１３ａは、第１副結合部１１２ａのうち、第１副伝送線路１２０ａにおけるＹ軸方向の第２側の端部に対向する位置に接続される。また、第２主結合部１１３ｂは、第２副結合部１１２ｂのうち、第２副伝送線路１２０ｂにおけるＹ軸方向の第２側の端部に対向する位置に接続される。
【００１６】
第１副伝送線路１２０ａおよび第２副伝送線路１２０ｂのＹ軸方向の第１側の端には、それぞれグラウンドとの間の接続を開閉可能とする第１スイッチ２１０ａおよび第２スイッチ２１０ｂが設けられる。第１スイッチ２１０ａおよび第２スイッチ２１０ｂの開閉の切り替えにより、第１副伝送線路１２０ａおよび第２副伝送線路１２０ｂを、オープンスタブとして機能させるか、ショートスタブとして機能させるかを切り替えることができる。
第１副伝送線路１２０ａのＹ軸方向の第２側の端には、第１キャパシタ３１０ａを介して入力端子２０ａが接続される。第２副伝送線路１２０ｂのＹ軸方向の第２側の端には、第２キャパシタ３１０ｂを介して出力端子２０ｂが接続される。これにより、第１キャパシタ３１０ａおよび第２キャパシタ３１０ｂは、フィルタ回路１に入力される信号から直流成分をカットし、かつフィルタ回路１の入出力のインピーダンスを整合させる。
【００１７】
第１主伝送線路１１０ａのＹ軸方向の第２側の端と、第２主伝送線路１１０ｂのＹ軸方向の第２側の端とは、インダクタ３２０を介して接続される。インダクタ３２０は、第１主伝送線路１１０ａと第２主伝送線路１１０ｂとが奇モードにて励振するときに、第１結合部１１５ａと第２結合部１１５ｂとの間の電磁結合の結合定数を補正する。
第１主伝送線路１１０ａおよび第２主伝送線路１１０ｂのＹ軸方向の第２側の端には、それぞれグラウンドとの間の接続を開閉可能とする第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂが設けられる。主結合線路１１は、第１主伝送線路１１０ａと第２主伝送線路１１０ｂとからなる。第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂの開閉の切り替えにより、主結合線路１１を、両側開放半波長共振器として機能させるか、片側開放結合線路対として機能させるかを切り替えることができる。
【００１８】
本実施形態に係るフィルタ回路１の挙動について説明する。
まずフィルタ回路１を、第１周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合について説明する。
図２は、第１の実施形態に係るフィルタ回路を第１周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路構成を示す図である。
フィルタ回路１を、第１周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合、第１スイッチ２１０ａおよび第２スイッチ２１０ｂ、ならびに第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂを閉じる。
【００１９】
入力端子２０ａに電気信号が印加されると、その信号の直流成分は、第１キャパシタ３１０ａによりカットされる。直流成分がカットされた信号は、第１副伝送線路１２０ａに流れ込む。第１副伝送線路１２０ａに信号が流れ込むと、電磁結合により、第１副伝送線路１２０ａと電磁結合する第１副結合部１１２ａに、信号が伝送される。第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂが閉じているため、第１副結合部１１２ａを有する主結合線路１１は、第１周波数に対応する波長の４分の１の電気長を有する片側開放伝送線路として機能する。つまり、主結合線路１１は、第１周波数の奇数倍高調波を通過させる帯域通過フィルタとして機能する。
主結合線路１１に信号が発生することにより、第２副結合部１１２ｂと電磁結合する第２副伝送線路１２０ｂに、信号が伝送される。これにより、第２副伝送線路１２０ｂに接続される出力端子２０ｂから、入力信号のうち第１周波数の信号が出力される。
【００２０】
主結合線路１１は、第１周波数の３倍の周波数である第３周波数の信号についても、整合条件を満たし得る。他方、主結合線路１１の第１オープンスタブ１１１ａの電気長Ｌが適切な電気長に設定されることで、第１副伝送線路１２０ａと第１副結合部１１２ａとの結合度が調整され、第３周波数の信号の共振を抑制することができる。
【００２１】
図３は、第１の実施形態に係るフィルタ回路を第１周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、主結合線路のオープンスタブの電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。本例では、第１の周波数を１．３ＧＨｚとし、第２の周波数を２．７ＧＨｚとし、第３の周波数を４ＧＨｚとしている。また、本例では、誘電体基板１０の誘電率を３．５としている。図３において、線Ｌａ１は、第１オープンスタブ１１１ａおよび第２オープンスタブ１１１ｂの電気長Ｌが２ｍｍの場合を示す。線Ｌａ２は、その電気長Ｌが８ｍｍの場合を示す。線Ｌａ３は、その電気長Ｌが１２ｍｍの場合を示す。線Ｌａ４は、その電気長Ｌが１４ｍｍの場合を示す。
図３に示すように、第１オープンスタブ１１１ａおよび第２オープンスタブ１１１ｂの電気長Ｌが第３周波数に対応する波長の４分の１（１２ｍｍ）に近づくに従って、第３周波数近傍に表れる信号強度が極小となる周波数が第３周波数に近づき、かつ第３周波数近傍に表れる信号強度の極小値が小さくなる。この関係から、第１オープンスタブ１１１ａおよび第２オープンスタブ１１１ｂの電気長Ｌを第３周波数に対応する波長の４分の１とすることで、第１オープンスタブ１１１ａおよび第２オープンスタブ１１１ｂが、第３周波数の信号を抑制する開放端部として機能させることができる。
このように、本実施形態によれば、第１スイッチ２１０ａおよび第２スイッチ２１０ｂ、ならびに第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂを閉じることで、フィルタ回路１を第１周波数を通過させるフィルタとして機能させることができる。
【００２２】
第１副結合線路１２ａおよび第２副結合線路１２ｂの線路長を、第３周波数の波長の４分の１でない値とした場合の例について説明する。
図４は、副結合線路の電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す第１の図である。本例では、第１オープンスタブ１１１ａおよび第２オープンスタブ１１１ｂの電気長Ｌを第３周波数に対応する波長の４分の１とし、第１副結合線路１２ａおよび第２副結合線路１２ｂの線路長を変化させた場合の周波数特性を示す。図３において、線Ｌｂ１は、第１副結合線路１２ａおよび第２副結合線路１２ｂの線路長が１ｍｍの場合を示す。線Ｌｂ２は、その線路長が７ｍｍの場合を示す。線Ｌｂ３は、その線路長が１３ｍｍの場合を示す。
図４に示すように、第１副結合線路１２ａおよび第２副結合線路１２ｂの線路長が第３周波数に対応する波長の４分の１に近づくに従って、第１周波数の信号強度が大きくなる。また、第１副結合線路１２ａおよび第２副結合線路１２ｂの線路長が第３周波数に対応する波長の４分の１に近い場合に、第１周波数の高次高調波が抑制される。つまり、第１副結合線路１２ａおよび第２副結合線路１２ｂの線路長を第３周波数の波長の４分の１（第１周波数の波長の１２分の１）とすることで、フィルタ回路１を第１周波数を通過させるフィルタとして適切に機能させることができる。
【００２３】
図５は、副結合線路の電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す第２の図である。本例では、第１オープンスタブ１１１ａおよび第２オープンスタブ１１１ｂの電気長Ｌを第３周波数に対応する波長の４分の１より短い電気長（８ｍｍ）とし、第１副結合線路１２ａおよび第２副結合線路１２ｂの線路長を変化させた場合の周波数特性を示す。図３において、線Ｌｃ１は、第１副結合線路１２ａおよび第２副結合線路１２ｂの線路長が１ｍｍの場合を示す。線Ｌｃ２は、その線路長が７ｍｍの場合を示す。線Ｌｃ３は、その線路長が１３ｍｍの場合を示す。
図５に示すように、第１オープンスタブ１１１ａおよび第２オープンスタブ１１１ｂの電気長Ｌを第３周波数に対応する波長の４分の１より短くした場合、第１副結合線路１２ａおよび第２副結合線路１２ｂの線路長を変化させても、第１周波数の高次高調波を抑制することができない。つまり、第１副結合線路１２ａおよび第２副結合線路１２ｂの線路長を第３周波数の波長の４分の１とし、かつ第１オープンスタブ１１１ａおよび第２オープンスタブ１１１ｂの電気長Ｌを第３周波数に対応する波長の４分の１とすることで、フィルタ回路１を第１周波数を通過させるフィルタとしてより適切に機能させることができる。
【００２４】
次に、フィルタ回路１を、第２周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合について説明する。
図６は、第１の実施形態に係るフィルタ回路を第２周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路構成を示す図である。
フィルタ回路１を、第２周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合、第１スイッチ２１０ａおよび第２スイッチ２１０ｂ、ならびに第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂを開く。
【００２５】
入力端子２０ａに電気信号が印加されると、その信号の直流成分は、第１キャパシタ３１０ａによりカットされる。直流成分がカットされた信号は、第１副伝送線路１２０ａに流れ込む。第１副伝送線路１２０ａに信号が流れ込むことにより、第１副伝送線路１２０ａと電磁結合する第１副結合部１１２ａに、信号が伝送される。第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂが開いているため、第１副結合部１１２ａを有する主結合線路１１は、第１周波数に対応する波長の２分の１の電気長を有する両側開放半波長共振器として機能する。つまり、主結合線路１１は、第１周波数の２倍の周波数である第２周波数の信号を通過させる帯域通過フィルタとして機能する。したがって、第１主伝送線路１１０ａと第２主伝送線路１１０ｂとは、奇モードで励振する。この際、インダクタ３２０によって、第１結合部１１５ａと第２結合部１１５ｂの電磁結合の結合定数が補正される。
主結合線路１１に信号が発生することにより、第２副結合部１１２ｂと電磁結合する第２副伝送線路１２０ｂに、信号が伝送される。これにより、第２副伝送線路１２０ｂに接続される出力端子２０ｂから、入力信号のうち第２周波数の信号が出力される。
【００２６】
図７は、第１の実施形態に係るフィルタ回路を第２周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、主結合線路のオープンスタブの電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。図７において、線Ｌｄ１は、第１オープンスタブ１１１ａおよび第２オープンスタブ１１１ｂの電気長Ｌが２ｍｍの場合を示す。線Ｌｄ２は、その電気長Ｌが８ｍｍの場合を示す。線Ｌｄ３は、その電気長Ｌが１２ｍｍの場合を示す。線Ｌｄ４は、その電気長Ｌが１４ｍｍの場合を示す。
図７に示すように、第１オープンスタブ１１１ａおよび第２オープンスタブ１１１ｂの電気長Ｌが第３周波数の４分の１（１２ｍｍ）に近づくに従って、第１副結合線路１２ａおよび第２副結合線路１２ｂの入出力の整合度が高くなる。つまり、フィルタ回路１は、第１オープンスタブ１１１ａおよび第２オープンスタブ１１１ｂの電気長Ｌが第３周波数の４分の１に近いほど、第２の周波数に対する周波数特性を高めることができる。
このように、本実施形態によれば、第１スイッチ２１０ａおよび第２スイッチ２１０ｂ、ならびに第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂを開くことで、フィルタ回路１を第２周波数を通過させるフィルタとして機能させることができる。
【００２７】
ここで、インダクタ３２０について説明する。
図８は、第１の実施形態に係るフィルタ回路を第２周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、主結合線路間のインダクタンスと出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。図８において、線Ｌｅ１は、インダクタ３２０のインダクタンスが７ｎＨの場合を示す。線Ｌｅ２は、インダクタ３２０のインダクタンスが９ｎＨの場合を示す。線Ｌｅ１は、インダクタ３２０のインダクタンスが７ｎＨの場合を示す。
図８に示すように、インダクタ３２０のインダクタンスの変化により、フィルタ回路１によって通過可能な帯域幅が変化する。具体的には、インダクタ３２０のインダクタンスが高いほど、通過可能な帯域幅が狭くなる。第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂを閉じた場合、インダクタ３２０は、主結合線路１１の間のインダクタンスに影響を与えない。つまり、インダクタ３２０のインダクタンスは、フィルタ回路１を第１周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合およびフィルタ回路１を第３周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路特性に影響を与えない。つまり、インダクタ３２０は、フィルタ回路１の設計自由度に寄与する。
【００２８】
次に、フィルタ回路１を、第３周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合について説明する。
図９は、第１の実施形態に係るフィルタ回路を第３周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路構成を示す図である。
フィルタ回路１を、第１周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合、第１スイッチ２１０ａおよび第２スイッチ２１０ｂを開き、第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂを閉じる。
【００２９】
入力端子２０ａに電気信号が印加されると、その信号の直流成分は、第１キャパシタ３１０ａによりカットされる。直流成分がカットされた信号は、第１副伝送線路１２０ａに流れ込む。第１副伝送線路１２０ａに信号が流れ込むと、電磁結合により、第１副伝送線路１２０ａと電磁結合する第１副結合部１１２ａに、信号が伝送される。このとき、フィルタ回路１を第１周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合と異なり、第１スイッチ２１０ａが開いている。このため、第１周波数に対する整合度が小さくなり、第１周波数の透過特性が抑制される。他方、第１スイッチ２１０ａが開いたことにより、第３周波数に対する整合度が大きくなり、第３周波数の透過特性が向上する。つまり、第１オープンスタブ１１１ａは、第１スイッチ２１０ａが開いたときに第１周波数に対する整合度が小さくなり、第１スイッチ２１０ａが閉じたときに第３周波数に対する整合度が小さくなるような電気長を有する。
第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂが閉じているため、第１副結合部１１２ａを有する主結合線路１１は、第１周波数に対応する波長の４分の１の電気長を有する片側開放伝送線路として機能する。つまり、主結合線路１１は、第１周波数の奇数倍高調波を通過させる帯域通過フィルタとして機能する。なお、上述したとおり、第１副結合線路１２ａにおける第１周波数の信号の透過特性が小さいため、主結合線路１１は、第３周波数を通過させる帯域通過フィルタとして機能する。
主結合線路１１に信号が伝送されることにより、第２副結合部１１２ｂと電磁結合する第２副伝送線路１２０ｂに、信号が伝送される。これにより、第２副伝送線路１２０ｂに接続される出力端子２０ｂから、入力信号のうち第３周波数の信号が出力される。
【００３０】
図１０は、第１の実施形態に係るフィルタ回路を第３周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、出力信号に含まれる周波数成分の強度を示す図である。
図１０に示すように、フィルタ回路１によれば、出力信号に含まれる第１周波数の成分が抑制され、第３周波数の成分が通過する。
このように、本実施形態によれば、第１スイッチ２１０ａおよび第２スイッチ２１０ｂを開き、第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂを閉じることで、フィルタ回路１を第３周波数を通過させるフィルタとして機能させることができる。
【００３１】
このように、本実施形態によれば、第１主伝送線路１１０ａおよび第２主伝送線路１１０ｂならびに第１副伝送線路１２０ａおよび第２副伝送線路１２０ｂの開放と接地とを切り替えることで、フィルタ回路１の通過帯域の中心周波数を、第１周波数、第２周波数および第３周波数との間で選択的に切り替えることができる。
具体的には、第１主伝送線路１１０ａおよび第２主伝送線路１１０ｂのＹ軸方向の第２側の端が接地している場合に、第１副伝送線路１２０ａおよび第２副伝送線路１２０ｂのＹ軸方向の第１側の端の開放と接地とを切り替えることで、フィルタ回路１の通過帯域の中心周波数を第１周波数と第３周波数との間で選択的に切り替えることができる。
また、第１副伝送線路１２０ａおよび第２副伝送線路１２０ｂのＹ軸方向の第１側の端が開放されている場合に、第１主伝送線路１１０ａおよび第２主伝送線路１１０ｂのＹ軸方向の第２側の端の開放と接地とを切り替えることで、フィルタ回路１の通過帯域の中心周波数を第２周波数と第３周波数との間で選択的に切り替えることができる。
【００３２】
《第２の実施形態》
図１１は、第２の実施形態に係るフィルタ回路の構成を示す図である。
第２の実施形態に係るフィルタ回路１の第１主伝送線路１１０ａおよび第２主伝送線路１１０ｂの構成は、第１の実施形態に係るフィルタ回路１と異なる。具体的には、第２の実施形態に係る第１主伝送線路１１０ａは、第１オープンスタブ１１１ａに代えて、第１開放端部１１６ａを備える。第１開放端部１１６ａは、Ｙ軸方向の第１側から順に、第１可変キャパシタ１１７ａと第１開放端側接続線路１１８ａとからなる。第１可変キャパシタ１１７ａは、Ｙ軸方向の第１側の端部においてグラウンドと接続され、Ｙ軸方向の第２側の端部において第１開放端側接続線路１１８ａと接続される。第１開放端部１１６ａは、第１オープンスタブ１１１ａと等価な回路として振る舞う。
同様に、第２の実施形態に係る第２主伝送線路１１０ｂは、第２オープンスタブ１１１ｂに代えて、第２可変キャパシタ１１７ｂと第２開放端側接続線路１１８ｂとからなる第２開放端部１１６ｂを備える。第２開放端部１１６ｂは、第２オープンスタブ１１１ｂと等価な回路として振る舞う。
【００３３】
第２の実施形態に係るフィルタ回路１によれば、第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量を変更することで、第１開放端部１１６ａおよび第２開放端部１１６ｂの電気長（すなわち、第１主伝送線路１１０ａおよび第２主伝送線路１１０ｂの電気長）を変更することができる。つまり、第２の実施形態では、第２の周波数は、必ずしも第１の周波数の２倍の周波数とは限らない。また、第２の実施形態では、第３の周波数は、必ずしも第１の周波数の３倍の周波数とは限らない。ただし、第１周波数に相当する波長は、第２周波数に相当する波長より長く、第２周波数に相当する波長は、第３周波数に相当する波長より長い。
【００３４】
図１２は、第２の実施形態に係るフィルタ回路を第１周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、可変キャパシタの容量と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。図１２において、線Ｌｆ１は、第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量が０．５ｐＦの場合を示す。線Ｌｆ２は、その容量が２．５ｐＦの場合を示す。線Ｌｆ３は、その容量が５ｐＦの場合を示す。第２の実施形態に係るフィルタ回路１の第１スイッチ２１０ａおよび第２スイッチ２１０ｂ、ならびに第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂを閉じた場合について説明する。この場合において、第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量を変更することで、図１２に示すように通過帯域の中心周波数を変更することができる。
ある実験例においては、第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量を０．５ｐＦとすると、フィルタ回路１の通過帯域の中心周波数が８７０ＭＨｚとなる。また第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量を２．５ｐＦとすると、フィルタ回路１の通過帯域の中心周波数が１．１６ＧＨｚとなる。また第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量を５．０ｐＦとすると、フィルタ回路１の通過帯域の中心周波数が１．７６ＧＨｚとなる。
このように、本実施形態に係るフィルタ回路１によれば、第１周波数として８００ＭＨｚ帯から１．７ＧＨｚ帯の周波数を選択することができる。
【００３５】
図１３は、第２の実施形態に係るフィルタ回路を第２周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、可変キャパシタの容量と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。図１３において、線Ｌｇ１は、第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量が０．５ｐＦの場合を示す。線Ｌｇ２は、その容量が１．５ｐＦの場合を示す。線Ｌｇ３は、その容量が３．５ｐＦの場合を示す。第２の実施形態に係るフィルタ回路１の第１スイッチ２１０ａおよび第２スイッチ２１０ｂ、ならびに第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂを開いた場合について説明する。この場合において、第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量を変更することで、図１３に示すように通過帯域の中心周波数を変更することができる。
ある実験例においては、第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量を０．５ｐＦとすると、フィルタ回路１の通過帯域の中心周波数が２．９５ＧＨｚとなる。また第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量を１．５ｐＦとすると、フィルタ回路１の通過帯域の中心周波数が３．３５ＧＨｚとなる。また第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量を３．５ｐＦとすると、フィルタ回路１の通過帯域の中心周波数が３．９８ＧＨｚとなる。
このように、本実施形態に係るフィルタ回路１によれば、第２周波数として２．９ＧＨｚ帯から４．０ＧＨｚ帯の周波数を選択することができる。
【００３６】
図１４は、第２の実施形態に係るフィルタ回路を第３周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、可変キャパシタの容量と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。図１４において、線Ｌｈ１は、第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量が０．５ｐＦの場合を示す。線Ｌｈ２は、その容量が１．５ｐＦの場合を示す。線Ｌｈ３は、その容量が５ｐＦの場合を示す。第２の実施形態に係るフィルタ回路１の第１スイッチ２１０ａおよび第２スイッチ２１０ｂを開き、第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂを閉じた場合について説明する。この場合において、第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量を変更することで、図１４に示すように通過帯域の中心周波数を変更することができる。
ある実験例においては、第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量を０．５ｐＦとすると、フィルタ回路１の通過帯域の中心周波数が４．６３ＧＨｚとなる。また第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量を１．５ｐＦとすると、フィルタ回路１の通過帯域の中心周波数が５．１５ＧＨｚとなる。また第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量を５．０ｐＦとすると、フィルタ回路１の通過帯域の中心周波数が５．８９ＧＨｚとなる。
このように、本実施形態に係るフィルタ回路１によれば、第３周波数として４ＧＨｚ帯から６ＧＨｚ帯の周波数を選択することができる。
【００３７】
このように、第２の実施形態に係るフィルタ回路１によれば、第１主伝送線路１１０ａ、第２主伝送線路１１０ｂ、第１副伝送線路１２０ａおよび第２副伝送線路１２０ｂの開閉、ならびに第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂの容量の制御により、フィルタ回路１は、８００ＭＨｚ帯から６ＧＨｚ帯までの任意の周波数の信号を通過させることができる。
【００３８】
第２実施形態では、第１開放端部１１６ａが第１可変キャパシタ１１７ａと第１開放端側接続線路１１８ａとからなり、第２開放端部１１６ｂが第２可変キャパシタ１１７ｂと第２開放端側接続線路１１８ｂとからなる。しかしながら、本発明の実施形態は、これに限られない。例えば、他の実施形態では、第１開放端部１１６ａが第１可変キャパシタ１１７ａのみからなる構成を有し、第２開放端部１１６ｂが第２可変キャパシタ１１７ｂのみからなる構成を有しても良い。また、他の実施形態では第１開放端部１１６ａおよび第２開放端部１１６ｂが、第１可変キャパシタ１１７ａおよび第２可変キャパシタ１１７ｂに代えて固定キャパシタを備えても良い。
【００３９】
以上、図面を参照して複数の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述の実施形態に限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、各伝送線路が直線状に伸びる形状を有する。しかしながら、本発明の実施形態は、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る各伝送線路は、ヘアピン形状など一部に屈曲部を有する形状を有していても良い。
【００４０】
上述した実施形態では、入力端子２０ａおよび第１キャパシタ３１０ａが第１副伝送線路１２０ａのＹ軸方向の第２側の端に接続され、出力端子２０ｂおよび第２キャパシタ３１０ｂが第２副伝送線路１２０ｂのＹ軸方向の第２側の端に接続される。しかしながら、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば他の実施形態では、入力端子２０ａおよび第１キャパシタ３１０ａが第１副伝送線路１２０ａのＹ軸方向の第１側の端に接続され、出力端子２０ｂおよび第２キャパシタ３１０ｂが第２副伝送線路１２０ｂのＹ軸方向の第１側の端に接続されても良い。また他の実施形態では、フィルタ回路１は、直流成分の影響が充分に小さい場合、第１キャパシタ３１０ａおよび第２キャパシタ３１０ｂを備えなくても良い。
【００４１】
《第１の基本構成》
図１５は、フィルタ回路の第１の基本構成を示す概略ブロック図である。
上述した実施形態では、フィルタ回路の実施形態として図１および図１１に示す構成について説明した。フィルタ回路の基本構成の一つは、図１５に示すとおりである。
すなわち、フィルタ回路１の基本構成は、第１伝送線路９０１、第２伝送線路９０２、第４伝送線路９０３、第３伝送線路９０４、第５伝送線路９０５、第６伝送線路９０６、入力端子２０ａ、出力端子２０ｂ、第１開放端部９０７、第２開放端部９０８、第１スイッチ２１０ａ、第２スイッチ２１０ｂを備える構成である。
第１伝送線路９０１および第２伝送線路９０２は、電気長が第１波長の４分の１となるように設けられ、互いに離間して対向するように設けられる。入力端子２０ａは、第１伝送線路９０１における電気の流れ方向の端部に接続される。第４伝送線路９０３および第３伝送線路９０４は、電気長が第１波長の４分の１となるように設けられ、互いに離間して対向するように設けられる。出力端子２０ｂは、第３伝送線路９０４における電気の流れ方向の端部に接続される。第１開放端部９０７は、第２伝送線路９０２のうち、第１伝送線路９０１における電気の流れ方向の第１側の端部に対向する位置に接続され、所定の電気長を有する。第２開放端部９０８は、第４伝送線路９０３のうち、第３伝送線路９０４における電気の流れ方向の第１側の端部に対向する位置に接続され、所定の電気長を有する。第５伝送線路９０５は、第２伝送線路９０２のうち、第１伝送線路９０１における電気の流れ方向の第２側の端部に対向する位置に接続される。第６伝送線路９０６は、第４伝送線路９０３のうち、第３伝送線路９０４における電気の流れ方向の第２側の端部に対向する位置に接続され、少なくとも一部が第５伝送線路９０５と離間して対向する部分を有する。第１スイッチ２１０ａは、第１伝送線路９０１における電気の流れ方向の第１側の端部とグラウンドとの間の接続を開閉可能に設けられる。第２スイッチ２１０ｂは、第３伝送線路９０４における電気の流れ方向の第１側の端部とグラウンドとの間の接続を開閉可能に設けられる。第１開放端部９０７、第２伝送線路９０２および第５伝送線路９０５からなる伝送線路、ならびに第２開放端部９０８、第４伝送線路９０３および第６伝送線路９０６からなる伝送線路は、第１波長より長い波長である第２の波長の４分の１の電気長を有するように設けられる。第５伝送線路９０５における電気の流れ方向の第１側の端部および第６伝送線路９０６における電気の流れ方向の第１側の端部は、グラウンドに接続される。
上記構成により、フィルタ回路１は、第１スイッチ２１０ａおよび第２スイッチ２１０ｂの開閉により、中心周波数を、第１波長に相当する周波数と、第２波長に相当する周波数とに切り替えることができる。
【００４２】
第１副伝送線路１２０ａは、第１伝送線路９０１の一例である。第１副結合部１１２ａは、第２伝送線路９０２の一例である。第２副結合部１１２ｂは、第４伝送線路９０３の一例である。第２副伝送線路１２０ｂは、第３伝送線路９０４の一例である。第１主結合部１１３ａは、第５伝送線路９０５の一例である。第２主結合部１１３ｂは、第６伝送線路９０６の一例である。第１オープンスタブ１１１ａおよび第１開放端部１１６ａは、第１開放端部９０７の一例である。第２オープンスタブ１１１ｂおよび第２開放端部１１６ｂは、第２開放端部９０８の一例である。
すなわち、第１伝送線路９０１は、第１伝送線路９０１を電気が流れる方向（長手方向）に、第１波長の４分の１の長さの電気長を有する。第１伝送線路９０１は、第１伝送線路９０１を電気が流れる方向に対して互いに反対側（上流側と下流側）に位置する第１端部および第２端部を有する。
第２伝送線路９０２は、第２伝送線路９０２を電気が流れる方向（長手方向）に第１波長の４分の１の長さの電気長を有する。第２伝送線路９０２は、第１伝送線路９０１と離間および対向する。第２伝送線路９０２は、第１伝送線路９０１の第１端部に対向する第１対向部と、第１伝送線路９０１の第２端部に対向する第２対向部とを有する。
入力端子２０ａは、第１伝送線路９０１の第１または第２端部に接続される。
第３伝送線路９０４は、第３伝送線路９０４を電気が流れる方向（長手方向）に第１波長の４分の１の長さの電気長を有する。第３伝送線路９０４は、第３伝送線路９０４を電気が流れる方向に対して互いに反対側（上流側と下流側）に位置する第１端部および第２端部を有する。
第４伝送線路９０３は、第４伝送線路９０３を電気が流れる方向（長手方向）に第１波長の４分の１の長さの電気長を有する。第４伝送線路９０３は、第３伝送線路９０４と離間および対向する。第４伝送線路９０３は、第３伝送線路９０４の第１端部に対向する第１対向部と、第３伝送線路９０４の第２端部に対向する第２対向部とを有する。
出力端子２０ｂは、第３伝送線路９０４の第１または第２端部に接続される。
第１開放端部９０７は、第２伝送線路９０２の第１対向部に接続され、第１開放端部９０７を電気が流れる方向（長手方向）に所定の電気長を有する。
第２開放端部９０８は、第４伝送線路９０３の第１対向部に接続され、第２開放端部９０８を電気が流れる方向（長手方向）に所定の電気長を有する。
第５伝送線路９０５は、第５伝送線路９０５を電気が流れる方向（長手方向）に対して互いに反対側（上流側と下流側）に位置する第１端部および第２端部を有する。第５伝送線路９０５は、第５伝送線路９０５の第１端部が第２伝送線路９０２の第２対向部に接続される。
第６伝送線路９０６は、第６伝送線路９０６を電気が流れる方向（長手方向）に対して互いに反対側（上流側と下流側）に位置する第１端部および第２端部と、第５伝送線路９０５の少なくとも一部と離間および対向する部分とを有する。第６伝送線路９０６の第１端部が第４伝送線路９０３の第２対向部に接続される。
第１スイッチ２１０ａは、第１伝送線路９０１の第１端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成されている。
第２スイッチ２１０ｂは、第３伝送線路９０４の第１端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成されている。
第１開放端部９０７、第２伝送線路９０２および第５伝送線路９０５からなる伝送線路と、第２開放端部９０８、第３伝送線路９０３および第６伝送線路９０６からなる伝送線路との各々が、第１波長より長い波長である第２の波長の４分の１の長さの電気長を有する。
第５伝送線路９０５の第２端部および第６伝送線路９０６の第２端部がグラウンドに接続されている。
【００４３】
《第２の基本構成》
図１６は、フィルタ回路の第２の基本構成を示す概略ブロック図である。
上述した実施形態では、フィルタ回路の実施形態として図１および図１１に示す構成について説明した。フィルタ回路の基本構成の一つは、図１６に示すとおりである。
すなわち、フィルタ回路１の基本構成は、第１伝送線路９０１、第２伝送線路９０２、第４伝送線路９０３、第３伝送線路９０４、第５伝送線路９０５、第６伝送線路９０６、入力端子２０ａ、出力端子２０ｂ、第１開放端部９０７、第２開放端部９０８、第３スイッチ２２０ａ、第４スイッチ２２０ｂおよびインダクタ３２０を備える構成である。
第１伝送線路９０１および第２伝送線路９０２は、電気長が第１波長の４分の１となるように設けられ、互いに離間して対向するように設けられる。入力端子２０ａは、第１伝送線路９０１における電気の流れ方向の端部に接続される。第４伝送線路９０３および第３伝送線路９０４は、電気長が第１波長の４分の１となるように設けられ、互いに離間して対向するように設けられる。出力端子２０ｂは、第３伝送線路９０４における電気の流れ方向の端部に接続される。第１開放端部９０７は、第２伝送線路９０２のうち、第１伝送線路９０１における電気の流れ方向の第１側の端部に対向する位置に接続され、所定の電気長を有する。第２開放端部９０８は、第４伝送線路９０３のうち、第３伝送線路９０４における電気の流れ方向の第１側の端部に対向する位置に接続され、所定の電気長を有する。第５伝送線路９０５は、第２伝送線路９０２のうち、第１伝送線路９０１における電気の流れ方向の第２側の端部に対向する位置に接続される。第６伝送線路９０６は、第４伝送線路９０３のうち、第３伝送線路９０４における電気の流れ方向の第２側の端部に対向する位置に接続され、少なくとも一部が第５伝送線路９０５と離間して対向する部分を有する。インダクタ３２０は、第５伝送線路９０５における電気の流れ方向の第２側の端部と第６伝送線路９０６における電気の流れ方向の第２側の端部との間に接続される。第３スイッチ２２０ａは、第５伝送線路９０５における電気の流れ方向の第２側の端部とグラウンドとの間の接続を開閉可能に設けられる。第４スイッチ２２０ｂは、第６伝送線路９０６における電気の流れ方向の第２側の端部とグラウンドとの間の接続を開閉可能に設けられる。第１開放端部９０７、第２伝送線路９０２および第５伝送線路９０５からなる伝送線路、ならびに第２開放端部９０８、第４伝送線路９０３および第６伝送線路９０６からなる伝送線路は、第１波長より長い波長である第２の波長の４分の１の電気長を有するように設けられる。第１伝送線路９０１における電気の流れ方向の第１側の端部および第３伝送線路９０４における電気の流れ方向の第１側の端部は、開放されている。
上記構成により、フィルタ回路１は、第３スイッチ２２０ａおよび第４スイッチ２２０ｂの開閉により、中心周波数を、第１波長に相当する周波数と、第３波長に相当する周波数とに切り替えることができる。なお第３波長は、第１波長より長く第２波長より短い波長である。
すなわち、第１伝送線路９０１は、第１伝送線路９０１を電気が流れる方向（長手方向）に、第１波長の４分の１の長さの電気長を有する。第１伝送線路９０１は、第１伝送線路９０１を電気が流れる方向に対して互いに反対側（上流側と下流側）に位置する第１端部および第２端部を有する。
第２伝送線路９０２は、第２伝送線路９０２を電気が流れる方向（長手方向）に第１波長の４分の１の長さの電気長を有する。第２伝送線路９０２は、第１伝送線路９０１と離間および対向する。第２伝送線路９０２は、第１伝送線路９０１の第１端部に対向する第１対向部と、第１伝送線路９０１の第２端部に対向する第２対向部とを有する。
入力端子２０ａは、第１伝送線路９０１の第１または第２端部に接続される。
第３伝送線路９０４は、第３伝送線路９０４を電気が流れる方向（長手方向）に第１波長の４分の１の長さの電気長を有する。第３伝送線路９０４は、第３伝送線路９０４を電気が流れる方向に対して互いに反対側（上流側と下流側）に位置する第１端部および第２端部を有する。
第４伝送線路９０３は、第４伝送線路９０３を電気が流れる方向（長手方向）に第１波長の４分の１の長さの電気長を有する。第４伝送線路９０３は、第３伝送線路９０４と離間および対向する。第４伝送線路９０３は、第３伝送線路９０４の第１端部に対向する第１対向部と、第３伝送線路９０４の第２端部に対向する第２対向部とを有する。
出力端子２０ｂは、第３伝送線路９０４の第１または第２端部に接続される。
第１開放端部９０７は、第２伝送線路９０２の第１対向部に接続され、第１開放端部９０７を電気が流れる方向（長手方向）に所定の電気長を有する。
第２開放端部９０８は、第４伝送線路９０３の第１対向部に接続され、第２開放端部９０８を電気が流れる方向（長手方向）に所定の電気長を有する。
第５伝送線路９０５は、第５伝送線路９０５を電気が流れる方向（長手方向）に対して互いに反対側（上流側と下流側）に位置する第１端部および第２端部を有する。第５伝送線路９０５は、第５伝送線路９０５の第１端部が第２伝送線路９０２の第２対向部に接続される。
第６伝送線路９０６は、第６伝送線路９０６を電気が流れる方向（長手方向）に対して互いに反対側（上流側と下流側）に位置する第１端部および第２端部と、第５伝送線路９０５の少なくとも一部と離間および対向する部分とを有する。第６伝送線路９０６の第１端部が第４伝送線路９０３の第２対向部に接続される。
第３スイッチ２２０ａは、第５伝送線路９０５の第２端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成されている。
第４スイッチ２２０ｂは、第６伝送線路９０６の第２端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成されている。
第１開放端部９０７、第２伝送線路９０２および第５伝送線路９０５からなる伝送線路と、第２開放端部９０８、第４伝送線路９０３および第６伝送線路９０６からなる伝送線路との各々が、第１波長より長い波長である第２の波長の４分の１の長さの電気長を有する。
第１伝送線路の第１端部および第３伝送線路の第１端部が開放されている。
【００４４】
この出願は、２０１５年４月１３日に出願された日本国特願２０１５−０８１７５１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、フィルタ回路および周波数切替方法に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  フィルタ回路
２０ａ  入力端子
２０ｂ  出力端子
１１０ａ  第１主伝送線路
１１０ｂ  第２主伝送線路
１２０ａ  第１副伝送線路
１２０ｂ  第２副伝送線路
２１０ａ  第１スイッチ
２１０ｂ  第２スイッチ
２２０ａ  第３スイッチ
２２０ｂ  第４スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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