(57)【要約】  携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部（１００）は、アンテナ（１０１）、ノッチフィルタ（１０２）、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）（１０３）、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）（１０４）、受信ＩＣ（１０５）、制御部（１０７）、および入力部（１０８）により構成され、デジタルテレビ放送の通過帯域を分割し、制御部（１０７）によってノッチフィルタ（１０２）およびＬＰＦ（１０３）のそれぞれの特性を切り替え、低チャンネルおよび高チャンネルに適したフィルタを組み合わせる。これにより、妨害波となる自端末の携帯電話送信周波数帯や他システム帯域を大きく減衰させながら、デジタルテレビ放送の周波数帯である通過帯域を低損失に通過させる。
2009072251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルテレビ放送の所定の周波数帯域を通過帯域とし、前記通過帯域近傍の携帯電話端末送信帯域を阻止帯域とする、高周波フィルタであって、
前記通過帯域において所定の通過損失を有し、かつ前記阻止帯域において所定の減衰量を有する第１特性と、前記所定の周波数帯域より狭帯域となる通過帯域を有し、かつ前記阻止帯域において前記所定の減衰量より大きい減衰量を有する第２特性とを備えるノッチフィルタと、
前記阻止帯域の近傍に減衰極を設定することによって、前記阻止帯域において前記所定の減衰量より大きい減衰量を有する第１特性と、前記阻止帯域から離れて減衰極を設定することによって、前記通過帯域において前記所定の通過損失より小さい通過損失を有する第２特性とを備えるローパスフィルタと、
ユーザによって選択されたチャンネルが前記通過帯域における閾値周波数より低域側である低チャンネルである場合、前記ノッチフィルタの第１特性と前記ローパスフィルタの第１特性とを組み合わせて動作させ、ユーザによって選択されたチャンネルが前記通過帯域における閾値周波数周波数より高域側である高チャンネルである場合、前記ノッチフィルタの第２特性と前記ローパスフィルタの第２特性とを組み合わせて動作させる制御部とを備える、高周波フィルタ。
【請求項２】
前記高チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１７１０〜１７８５ＭＨｚと重なるチャンネル以上であることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項３】
前記低チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１４７７〜１５０１ＭＨｚと重なるチャンネル以下であることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項４】
ローカル周波数と希望波とが略一致する中間周波数が低いことを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項５】
前記高チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１７１０〜１７８５ＭＨｚと重なるチャンネル以上であり、
前記低チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１４７７〜１５０１ＭＨｚと重なるチャンネル以下であり、
前記ローカル周波数と希望波とが略一致する中間周波数が低いことを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項６】
前記低チャンネルおよび高チャンネルおいて、それぞれ希望波の周波数の整数倍の周波数帯を減衰させることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項７】
前記ノッチフィルタは、
少なくとも１つの直列圧電共振器を含む複数の圧電共振器と、
前記直列圧電共振器に並列に接続されたリアクタンス素子とを備え、
前記リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることにより、前記第１の特性および第２特性を得ることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項８】
前記ローパスフィルタは、
ＬＣ共振を形成する複数のインダクタと複数の容量とを備え、
前記容量の容量値を変化させることにより、前記第１の特性および第２特性を得ることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項９】
前記リアクタンス素子値は、スイッチの切り替えによる接続と非接続とにより変化することを特徴とする、請求項７に記載の高周波フィルタ。
【請求項１０】
前記リアクタンス素子は、容量により構成されることを特徴とする、請求項７に記載の高周波フィルタ。
【請求項１１】
高周波信号を送受信するアンテナと、受信信号のうちチャンネル周波数以外の信号を減衰させるフィルタと、前記フィルタリング後の微弱な信号を増幅させるローノイズアンプと、前記増幅後の受信信号を復調するデジタルテレビ受信回路部とを備える通信機器であって、
請求項１に記載の高周波フィルタを前記フィルタに適用した通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話やデジタルテレビ等の移動体通信の無線回路に用いられる、高周波フィルタおよび通信機器に関し、より特定的には、デジタルテレビ放送の周波数帯において、妨害波の周波数帯を大きく減衰させ、通過帯域を低損失に通過させる高周波フィルタおよび通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の電子機器では、デジタルテレビ放送を視聴することが可能な端末が市場に多く出ており、その端末に内蔵される無線回路の部品は、より小型化および低損失化が要求されている。その中で、デジタルテレビ放送を受信する受信回路には、受信信号をデジタルテレビ放送の広い帯域（４７０〜７７０ＭＨｚ）を通過させ、かつ自端末から発信する携帯電話の周波数帯（８３０〜８４０ＭＨｚ）の高周波信号および他システムの妨害波を減衰させるフィルタが必要とされている。このように通過帯域が、周波数資源を示す指標である比帯域（帯域幅／周波数）が５０％程度の広帯域であり、かつ通過帯域近傍に高減衰の減衰帯域が配置されている場合、これらの要求を満たすフィルタとして、ＳＡＷ（表面弾性波素子）やＦＢＡＲ（薄膜弾性波共振器）などの圧電共振器を用いた高周波フィルタが知られている。以下に、ノッチフィルタとローパスフィルタとを組み合わせた高周波フィルタについて、その構成を詳しく説明する。【０００３】
図１１は、従来技術におけるデジタルテレビ放送を視聴可能な携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１０００のブロック図である。図１１において、携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１０００は、アンテナ１００１、ノッチフィルタ１００２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１００３、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１００４、および受信ＩＣ１００５により構成される。【０００４】
アンテナ１００１より受信した高周波信号は、ノッチフィルタ１００２とローパスフィルタ１００３とで構成される高周波フィルタ１００６によりフィルタリングされる。先ず、ノッチフィルタ１００２は、受信した高周波信号のうち、同一端末の携帯電話送信周波数帯を大きく減衰し、デジタルテレビ放送の周波数帯を低損失に伝送する。次に、ローパスフィルタ１００３は、ノッチフィルタ１００２によってフィルタリングされた高周波信号のうち、デジタルテレビ放送の周波数帯から大きく離れた他システム妨害波周波数帯を大きく減衰し、デジタルテレビ放送の周波数帯を低損失に伝送する。このようにノッチフィルタ１００２およびローパスフィルタ１００３によってフィルタリングされた高周波信号は、ローノイズアンプ１００４よって低歪みで増幅され、さらに、受信ＩＣ１００５によってベースバンド信号へ変換される。【０００５】
図１２は、従来技術におけるノッチフィルタ１００２の等価回路図である。図１２において、ノッチフィルタ１００２は、入力整合回路部１１０２ａと、ノッチフィルタ部１１０３と、出力整合回路部１１０２ｂとで構成される。【０００６】
入力整合回路部１１０２ａは、一方端が入力端子１１０１ａに接続された直列インダクタ１１０６ａと、一方端が直列インダクタ１１０６ａの他方端に接続された、並列インダクタ１１０７ａとで構成される。なお、並列インダクタ１１０７ａの他方端は、接地されている。【０００７】
ノッチフィルタ部１１０３は、直列圧電共振器１１０４と、その両端にそれぞれの一方端が接続された第１の並列圧電共振器１１０５ａおよび第２の並列圧電共振器１１０５ｂとで構成される、π型３段構成回路である。なお、第１の並列圧電共振器１１０５ａおよび第２の並列圧電共振器１１０５ｂのそれぞれの他方端は、接地されている。また、直列圧電共振器１１０４と第１の並列圧電共振器１１０５ａとの接続点は、入力整合回路部１１０２ａの直列インダクタ１１０６ａと並列インダクタ１１０７ａとの接続点に接続されている。【０００８】
出力整合回路部１１０２ｂは、一方端が出力端子１１０１ｂに接続された直列インダクタ１１０６ｂと、一方端が直列インダクタ１１０６ｂの他方端に接続された、並列インダクタ１１０７ｂとで構成される。なお、並列インダクタ１１０７ｂの他方端は、接地されている。また、直列インダクタ１１０６ｂと並列インダクタ１１０７ｂとの接続点は、ノッチフィルタ部１１０３の直列圧電共振器１１０４と第２の並列圧電共振器１１０５ｂとの接続点に接続されている。【０００９】
直列圧電共振器１１０４、第１の並列圧電共振器１１０５ａおよび第２の並列圧電共振器１１０５ｂの単体特性は、理論的にはインピーダンスが０となる共振点と、インピーダンスが無限大となる反共振点とを有する。この共振点の周波数が共振周波数、反共振点の周波数が反共振周波数となる。ノッチフィルタ部１１０３において、第１の並列圧電共振器１１０５ａと第２の並列圧電共振器１１０５ｂとの共振周波数と、直列圧電共振器１１０４の反共振周波数とを略一致させる。これにより、ノッチフィルタ部１１０３は、第１の並列圧電共振器１１０５ａと第２の並列圧電共振器１１０５ｂとの共振周波数と、直列圧電共振器１１０４の反共振周波数との間の周波数帯が減衰帯域となるノッチフィルタの特性を得る。さらに、図１２に示したノッチフィルタ１００２は、低域側の通過帯域に整合するために、ノッチフィルタ部１１０３の入力側と出力側とにノッチフィルタ部１１０３から見て対称に、上述したように入力整合回路部１１０２ａと出力整合回路部１１０２ｂとを備える。【００１０】
図１４は、従来技術におけるノッチフィルタ１００２の通過特性を示す図である。図１４（ａ）は、−６０〜０ｄＢにおける通過特性を示す図であり、図１４（ｂ）は、−１．２〜０ｄＢにおける通過特性を示す図である。ノッチフィルタ１００２の通過特性１４０１（図１４の太線で示す特性）は、減衰帯域である携帯電話送信周波数帯Ｂ（８３０〜８４０ＭＨｚ）を大きく減衰させた特性であり、通過特性１４０２（図１４の細線で示す特性）は、通過帯域であるデジタルテレビ放送の周波数帯Ａ（４７０〜７７０ＭＨｚ）の通過損失を低減させた特性である。【００１１】
図１３は、従来技術におけるローパスフィルタ１００３の等価回路図である。ローパスフィルタ１００３において、入力端子１２０１ａと出力端子１２０１ｂとの間に、順に第１の直列インダクタ１２０２ａと第２の直列インダクタ１２０２ｂと第３の直列インダクタ１２０２ｃとが直列接続されている。入力端子１２０１ａと第１の直列インダクタ１２０２ａとの接続点に、第１の並列インダクタ１２０３ａの一方端が接続され、第１の並列インダクタ１２０３ａの他方端には第１の並列容量１２０４ａの一方端が接続されている。第１の直列インダクタ１２０２ａと第２の直列インダクタ１２０２ｂとの接続点に、第２の並列インダクタ１２０３ｂの一方端が接続され、第２の並列インダクタ１２０３ｂの他方端には第２の並列容量１２０４ｂの一方端が接続されている。第２の直列インダクタ１２０２ｂと第３の直列インダクタ１２０２ｃとの接続点に、第３の並列インダクタ１２０３ｃの一方端が接続され、第３の並列インダクタ１２０３ｃの他方端には第３の並列容量１２０４ｃの一方端が接続されている。第３の直列インダクタ１２０２ｃと出力端子１２０１ｂとの接続点に、第４の並列インダクタ１２０３ｄの一方端が接続され、第４の並列インダクタ１２０３ｄの他方端には第４の並列容量１２０４ｄの一方端が接続されている。なお、第１の並列容量１２０４ａ、第２の並列容量１２０４ｂ、第３の並列容量１２０４ｃ、および第４の並列容量１２０４ｄのそれぞれの他方端は接地されている。【００１２】
ローパスフィルタ１００３において、入力端子１２０１ａと出力端子１２０１ｂとの間は、第１の直列インダクタ１２０２ａと第２の直列インダクタ１２０２ｂと第３の直列インダクタ１２０２ｃとが直列接続されている。これにより、ローパスフィルタ１００３は、インダクタのインピーダンスｊ２πｆＬ（ｆ：周波数、Ｌ：インダクタンス値）で表されるように、低周波数帯になるにつれて信号を伝達する。逆に、高周波数帯になれば、第１の並列インダクタ１２０３ａと第１の並列容量１２０４ａとによって、直列ＬＣ共振により１／｛２π√（ＬＣ）｝（Ｌ：インダクタンス値、Ｃ：容量値）で表される共振周波数で第１の減衰極を形成する。同様に、第２の並列インダクタ１２０３ｂと第２の並列容量１２０４ｂとで第２の減衰極を形成し、第３の並列インダクタ１２０３ｃと第３の並列容量１２０４ｃとで第３の減衰極を形成し、第４の並列インダクタ１２０３ｄと第４の並列容量１２０４ｄとで第４の減衰極を形成する。このように、ローパスフィルタ１００３は、低周波数帯では信号を通過させ、高周波数帯では４つの減衰極を有したローパスフィルタ特性を有する。【００１３】
図１５は、従来技術におけるローパスフィルタ１００３の通過特性を示す図である。図１５（ａ）は、−８０〜０ｄＢにおける通過特性を示す図であり、図１５（ｂ）は、−４〜０ｄＢにおける通過特性を示す図である。ローパスフィルタ１００３の通過特性１５０１（図１５の太線で示す特性）は、妨害波となる他システム帯域や高調波を大きく減衰させた特性であり、通過特性１５０２（図１５の細線で示す特性）は、通過帯域であるデジタルテレビ放送の周波数帯Ａ（４７０〜７７０ＭＨｚ）の通過損失を低減させた特性である。以上のようなデジタルテレビ放送受信における携帯電話端末に用いるフィルタに関して、例えば、特許文献１に開示されている。【００１４】
さらには、ローパスフィルタを用いた受信装置において、フィルタ制御部が目的に応じてローパスフィルタのフィルタの特性を切り替えることが開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−２０２１３６号公報
【特許文献２】国際公開第２００７／１１１３１１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、従来技術におけるノッチフィルタ１００２およびローパスフィルタ１００３を備えた高周波フィルタの構成では、妨害波となる自端末の携帯電話送信周波数帯や他システム帯域を大きく減衰させることによって、デジタルテレビ放送の周波数帯の通過損失が劣化してしまうという課題がある。逆に、デジタルテレビ放送の周波数帯の通過損失を低減させると、妨害波となる自端末の携帯電話送信周波数帯や他システム帯域の減衰量が劣化し、結果的にデジタルテレビ放送の受信性能が劣化してしまう。【００１６】
それ故に、本発明の目的は、妨害波となる自端末の携帯電話送信周波数帯や他システム帯域を大きく減衰させながら、デジタルテレビ放送の周波数帯である通過帯域を低損失に通過させる高周波フィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的の達成させるために、本発明の高周波フィルタは、デジタルテレビ放送の所定の周波数帯域を通過帯域とし、通過帯域近傍の携帯電話端末送信帯域を阻止帯域とする、高周波フィルタであって、通過帯域において所定の通過損失を有し、かつ阻止帯域において所定の減衰量を有する第１特性と、所定の周波数帯域より狭帯域となる通過帯域を有し、かつ阻止帯域において所定の減衰量より大きい減衰量を有する第２特性とを備えるノッチフィルタと、阻止帯域の近傍に減衰極を設定することによって、阻止帯域において所定の減衰量より大きい減衰量を有する第１特性と、阻止帯域から離れて減衰極を設定することによって、通過帯域において所定の通過損失より小さい通過損失を有する第２特性とを備えるローパスフィルタと、ユーザによって選択されたチャンネルが通過帯域における閾値周波数より低域側である低チャンネルである場合、ノッチフィルタの第１特性とローパスフィルタの第１特性とを組み合わせて動作させ、ユーザによって選択されたチャンネルが通過帯域における閾値周波数より高域側である高チャンネルである場合、ノッチフィルタの第２特性とローパスフィルタの第２特性とを組み合わせて動作させる制御部とを備える。【００１８】
好ましい高チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１７１０〜１７８５ＭＨｚと重なるチャンネル以上であることを特徴とする。
さらに、好ましい低チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１４７７〜１５０１ＭＨｚと重なるチャンネル以下であることを特徴とする。
さらに、好ましくは、ローカル周波数と希望波とが略一致する中間周波数が低いことを特徴とする。【００１９】
好ましくは、低チャンネルおよび高チャンネルおいて、それぞれ希望波の周波数の整数倍の周波数帯を減衰させることを特徴とする。【００２０】
好ましいノッチフィルタは、少なくとも１つの直列圧電共振器を含む複数の圧電共振器と、直列圧電共振器に並列に接続されたリアクタンス素子とを備え、リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることにより、第１の特性および第２特性を得ることを特徴とする。
好ましいローパスフィルタは、ＬＣ共振を形成する複数のインダクタと複数の容量とを備え、容量の容量値を変化させることにより、第１の特性および第２特性を得ることを特徴とする。【００２１】
好ましいリアクタンス素子値は、スイッチの切り替えによる接続と非接続とにより変化することを特徴とする。
好ましいリアクタンス素子は、容量により構成されることを特徴とする。【００２２】
好ましい本発明の通信機器は、高周波信号を送受信するアンテナと、受信信号のうちチャンネル周波数以外の信号を減衰させる高周波フィルタと、フィルタリング後の微弱な信号を増幅させるローノイズアンプと、増幅後の受信信号を復調するデジタルテレビ受信回路部とを備える通信機器であって、上述したような高周波フィルタを当該高周波フィルタに適用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
上述のように、本発明の高周波フィルタによれば、妨害波となる自端末の携帯電話送信周波数帯や他システム帯域を大きく減衰させながら、デジタルテレビ放送の周波数帯である通過帯域を低損失に通過させることが実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るデジタルテレビ放送を視聴可能な携帯電話端末１０のブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係るノッチフィルタ１０２の等価回路図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ１０３の等価回路図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係るノッチフィルタ１０２の通過特性を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ１０３の通過特性を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態に係る高周波フィルタ１０６の通過特性を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ１０３の一部の具体例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ１０３の一部の具体例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ９００の等価回路図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施形態に係る高周波フィルタ１０６の通過特性を示す図である。
【図１１】図１１は、従来技術におけるデジタルテレビ放送を視聴可能な携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１０００のブロック図である。
【図１２】図１２は、従来技術におけるノッチフィルタ１００２の等価回路図である。
【図１３】図１３は、従来技術におけるローパスフィルタ１００３の等価回路図である。
【図１４】図１４は、従来技術におけるノッチフィルタ１００２の通過特性を示す図である。
【図１５】図１５は、従来技術におけるローパスフィルタ１００３の通過特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  携帯電話端末
１００、１０００  携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部
１０１、１５１、１００１  アンテナ
１０２、１００２  ノッチフィルタ
１０３、９００、１００３  ローパスフィルタ
１０４、１５４、１００４  ローノイズアンプ
１０５、１００５  受信ＩＣ
１０６、１００６  高周波フィルタ
１０７  制御部
１０８  入力部
１５０  携帯電話端末の通話機能部
１５２  共用器
１５３  電力増幅器
１５５  高周波回路
２０１ａ、３０１ａ、９０１ａ、１１０１ａ、１２０１ａ  入力端子
２０１ｂ、３０１ｂ、９０１ｂ、１１０１ｂ、１２０１ｂ  出力端子
２０２ａ、１１０２ａ  入力整合回路部
２０２ｂ、１１０２ｂ  出力整合回路部
２０３、１１０３  ノッチフィルタ部
２０４、１１０４  直列圧電共振器
２０５ａ、２０５ｂ、１１０５ａ、１１０５ｂ  並列圧電共振器
２０６ａ、２０６ｂ、３０２ａ〜ｄ、９０２ａ〜ｅ、１１０６ａ、１１０６ｂ、１２０２ａ〜ｃ  直列インダクタ
２０７ａ、２０７ｂ、３０３ａ〜ｅ、７０１、８０１、１１０７ａ、１１０７ｂ、１２０３ａ〜ｄ  並列インダクタ
２０８、３０５ａ〜ｅ、７０４、９０５ａ〜ｅ  スイッチ
３０４ａ〜ｅ、３０６ａ〜ｅ、７０２、７０３、８０２、９０３ａ〜ｄ、９０４ａ〜ｅ、９０６ａ〜ｅ、１２０４ａ〜ｄ  容量
４０１、４０２、５０１、５０２、６０１、６０２、６０１ａ、６０２ａ、１４０１、１４０２、１５０１、１５０２  通過特性
７０５、８０４  抵抗
７０６、８０５  制御端子
８０３ａ  可変容量ダイオード
８０３ｂ  可変容量
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ  周波数帯
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るデジタルテレビ放送を視聴可能な携帯電話端末１０のブロック図である。図１において、携帯電話端末１０は、携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１００と、携帯電話端末の通話機能部１５０とを備える。【００２７】
携帯電話端末の通話機能部１５０は、アンテナ１５１、共用器１５２、電力増幅器（ＰＡ）１５３、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１５４、および高周波回路（ＲＦ−ＩＣ）１５５により構成される。携帯電話端末の通話機能部１５０の各構成要素における機能は、従来の携帯電話の機能と同様であるため、説明を省略する。【００２８】
携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１００は、アンテナ１０１、ノッチフィルタ１０２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０３、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１０４、受信ＩＣ１０５、制御部１０７、および入力部１０８により構成される。【００２９】
アンテナ１０１より受信した高周波信号は、ノッチフィルタ１０２とローパスフィルタ１０３とで構成される高周波フィルタ１０６によりフィルタリングされる。先ず、ノッチフィルタ１０２は、受信した高周波信号のうち、同一端末の携帯電話送信周波数帯を大きく減衰し、デジタルテレビ放送の周波数帯を低損失に伝送する。次に、ローパスフィルタ１０３は、ノッチフィルタ１０２によってフィルタリングされた高周波信号のうち、デジタルテレビ放送の周波数帯から大きく離れた他システム妨害波周波数帯を大きく減衰し、デジタルテレビ放送の周波数帯を低損失に伝送する。このようにノッチフィルタ１０２およびローパスフィルタ１０３によってフィルタリングされた高周波信号は、ローノイズアンプ１０４よって低歪みで増幅され、さらに、受信ＩＣ１０５によってベースバンド信号へ変換される。ここまでの構成および動作については、図１１に示した従来技術における携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１０００と同様である。本発明の第１の実施形態に係るデジタルテレビ放送を視聴可能な携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１００は、さらに、ノッチフィルタ１０２およびローパスフィルタ１０３の動作を制御する制御部１０７を備えている。制御部１０７は、後述するノッチフィルタ１０２およびローパスフィルタ１０３の回路におけるスイッチの切り替え等を制御する。なお、制御部１０７は、入力部１０８においてユーザが選択したチャンネル情報等に基づいて切り替え制御を行う。【００３０】
図２は、本発明の第１の実施形態に係るノッチフィルタ１０２の等価回路図である。図２において、ノッチフィルタ１０２は、入力整合回路部２０２ａと、ノッチフィルタ部２０３と、出力整合回路部２０２ｂとで構成される。【００３１】
入力整合回路部２０２ａは、一方端が入力端子２０１ａに接続された直列インダクタ２０６ａと、一方端が直列インダクタ２０６ａの他方端に接続された、並列インダクタ２０７ａとで構成される。なお、並列インダクタ２０７ａの他方端は、接地されている。【００３２】
ノッチフィルタ部２０３は、直列圧電共振器２０４と、その両端にそれぞれの一方端が接続された第１の並列圧電共振器２０５ａおよび第２の並列圧電共振器２０５ｂとで構成される、π型３段構成回路である。なお、第１の並列圧電共振器２０５ａおよび第２の並列圧電共振器２０５ｂのそれぞれの他方端は、接地されている。さらに、直列圧電共振器２０４と第１の並列圧電共振器２０５ａとの接続点にスイッチ２０８を介して、容量２０９の一方端が接続されている。容量２０９の他方端は、直列圧電共振器２０４と第２の並列圧電共振器２０５ｂとの接続点に接続されている。また、直列圧電共振器２０４と第１の並列圧電共振器２０５ａとの接続点は、入力整合回路部２０２ａの直列インダクタ２０６ａと並列インダクタ２０７ａとの接続点に接続されている。なお、それぞれ圧電共振器には、ＳＡＷ（表面弾性波素子）やＦＢＡＲ（薄膜弾性波共振器）などが用いられる。【００３３】
出力整合回路部２０２ｂは、一方端が出力端子２０１ｂに接続された直列インダクタ２０６ｂと、一方端が直列インダクタ２０６ｂの他方端に接続された、並列インダクタ２０７ｂとで構成される。なお、並列インダクタ２０７ｂの他方端は、接地されている。また、直列インダクタ２０６ｂと並列インダクタ２０７ｂとの接続点は、ノッチフィルタ部２０３の直列圧電共振器２０４と第２の並列圧電共振器２０５ｂとの接続点に接続されている。【００３４】
直列圧電共振器２０４、第１の並列圧電共振器２０５ａおよび第２の並列圧電共振器２０５ｂの単体特性は、理論的にはインピーダンスが０となる共振点と、インピーダンスが無限大となる反共振点とを有する。この共振点の周波数が共振周波数、反共振点の周波数が反共振周波数となる。ノッチフィルタ部２０３において、第１の並列圧電共振器２０５ａと第２の並列圧電共振器２０５ｂとの共振周波数と、直列圧電共振器２０４の反共振周波数とを略一致させる。これにより、ノッチフィルタ部２０３は、第１の並列圧電共振器２０５ａと第２の並列圧電共振器２０５ｂとの共振周波数と、直列圧電共振器２０４の反共振周波数との間の周波数帯が減衰帯域となるノッチフィルタの特性を得る。さらに、図２に示したノッチフィルタ１０２は、低域側の通過帯域に整合するために、ノッチフィルタ部２０３の入力側と出力側とにノッチフィルタ部２０３から見て対称に、上述したように入力整合回路部２０２ａと出力整合回路部２０２ｂとを備える。また、スイッチ２０８を接続することにより直列圧電共振器２０４の静電容量に容量２０９の容量が追加され、減衰極を形成する直列圧電共振器２０４の反共振周波数が低域側にシフトする。これにより、スイッチ２０８をオフしている場合に比べて、同一端末の携帯電話送信周波数帯である阻止帯域の減衰量が劣化するが、直列容量の増加により通過帯域が低域方向へ拡大される。【００３５】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るノッチフィルタ１０２の通過特性を示す図である。図４において、通過特性４０１（図４の太線で示す特性）は、ノッチフィルタ１０２におけるスイッチ２０８をオンし、直列電圧共振器２０４に容量２０９が並列接続された場合の特性を示す。通過特性４０１によると、同一端末の携帯電話送信周波数帯Ｂ（８３０〜８４０ＭＨｚ）である阻止帯域の減衰量が劣化しているが、デジタルテレビ放送の通過帯域Ａ（４７０〜７７０ＭＨｚ）において通過損失を低減させていることが分かる。通過特性４０２（図４の細線で示す特性）は、ノッチフィルタ１０２におけるスイッチ２０８をオフし、直列電圧共振器２０４に容量２０９が接続されていない場合の特性を示す。一方、通過特性４０２によると、同一端末の携帯電話送信周波数帯Ｂである阻止帯域の減衰量は向上しているが、デジタルテレビ放送の通過帯域Ａのうち低域部分において、通過損失が拡大していることが分かる。【００３６】
図３は、本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ１０３の等価回路図である。ローパスフィルタ１０３において、入力端子３０１ａと出力端子３０１ｂとの間に、順に第１の直列インダクタ３０２ａと第２の直列インダクタ３０２ｂと第３の直列インダクタ３０２ｃと第４の直列インダクタ３０２ｄとが直列接続されている。入力端子３０１ａと第１の直列インダクタ３０２ａとの接続点に、第１の並列インダクタ３０３ａの一方端が接続され、第１の並列インダクタ３０３ａの他方端には第１の並列容量３０４ａの一方端が接続されている。第１の直列インダクタ３０２ａと第２の直列インダクタ３０２ｂとの接続点に、第２の並列インダクタ３０３ｂの一方端が接続され、第２の並列インダクタ３０３ｂの他方端には第２の並列容量３０４ｂの一方端が接続されている。第２の直列インダクタ３０２ｂと第３の直列インダクタ３０２ｃとの接続点に、第３の並列インダクタ３０３ｃの一方端が接続され、第３の並列インダクタ３０３ｃの他方端には第３の並列容量３０４ｃの一方端が接続されている。第３の直列インダクタ３０２ｃと第４の直列インダクタ３０２ｄとの接続点に、第４の並列インダクタ３０３ｄの一方端が接続され、第４の並列インダクタ３０３ｄの他方端には第４の並列容量３０４ｄの一方端が接続されている。第４の直列インダクタ３０２ｄと出力端子３０１ｂとの接続点に、第５の並列インダクタ３０３ｅの一方端が接続され、第５の並列インダクタ３０３ｅの他方端には第５の並列容量３０４ｅの一方端が接続されている。なお、第１の並列容量３０４ａ、第２の並列容量３０４ｂ、第３の並列容量３０４ｃ、第４の並列容量３０４ｄ、および第５の並列容量３０４ｅのそれぞれの他方端は接地されている。【００３７】
さらに、第１の並列インダクタ３０３ａと第１の並列容量３０４ａとの接続点には、第１のスイッチ３０５ａを介して第１の追加並列容量３０６ａの一方端が接続され、第２の並列インダクタ３０３ｂと第２の並列容量３０４ｂとの接続点には、第２のスイッチ３０５ｂを介して第２の追加並列容量３０６ｂの一方端が接続され、第３の並列インダクタ３０３ｃと第３の並列容量３０４ｃとの接続点には、第３のスイッチ３０５ｃを介して第３の追加並列容量３０６ｃの一方端が接続され、第４の並列インダクタ３０３ｄと第４の並列容量３０４ｄとの接続点には、第４のスイッチ３０５ｄを介して第４の追加並列容量３０６ｄの一方端が接続され、第５の並列インダクタ３０３ｅと第５の並列容量３０４ｅとの接続点には、第５のスイッチ３０５ｅを介して第５の追加並列容量３０６ｅの一方端が接続されている。なお、第１の追加並列容量３０６ａ、第２の追加並列容量３０６ｂ、第３の追加並列容量３０６ｃ、第４の追加並列容量３０６ｄ、および第５の追加並列容量３０６ｅのそれぞれの他方端は接地されている。【００３８】
ローパスフィルタ１０３において、入力端子３０１ａと出力端子３０１ｂとの間は、第１の直列インダクタ３０２ａと第２の直列インダクタ３０２ｂと第３の直列インダクタ３０２ｃと第４の直列インダクタ３０２ｄとが直列接続されている。これにより、ローパスフィルタ１０３は、インダクタのインピーダンスｊ２πｆＬ（ｆ：周波数、Ｌ：インダクタンス値）で表されるように低周波数帯になるにつれて信号を伝達する。逆に、高周波数帯になれば、第１の並列インダクタ３０３ａと第１の並列容量３０４ａとによって、直列ＬＣ共振により１／｛２π√（ＬＣ）｝（Ｌ：インダクタンス値、Ｃ：容量値）で表される共振周波数で第１の減衰極を形成する。同様に、第２の並列インダクタ３０３ｂと第２の並列容量３０４ｂとで第２の減衰極を形成し、第３の並列インダクタ３０３ｃと第３の並列容量３０４ｃとで第３の減衰極を形成し、第４の並列インダクタ３０３ｄと第４の並列容量３０４ｄとで第４の減衰極を形成し、第５の並列インダクタ３０３ｅと第５の並列容量３０４ｅとで第５の減衰極を形成する。このように、ローパスフィルタ１０３は、低周波数帯では信号を通過させ、高周波数帯では５つの減衰極を有したローパスフィルタ特性を有する。【００３９】
さらに、第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオンすることにより直列ＬＣ共振となる容量が、第１の並列容量３０４ａ〜第５の並列容量３０４ｅと、それぞれ第１の追加並列容量３０６ａ〜第５の追加並列容量３０６ｅとの合成容量となり、減衰極が第１の追加並列容量３０６ａ〜第５の追加並列容量３０６ｅの容量の分、低域側へシフトする。これにより、第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオフしている場合に比べて、同一端末の携帯電話送信周波数帯である阻止帯域に減衰極が近接する。【００４０】
図５は、本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ１０３の通過特性を示す図である。図５（ａ）は、−８０〜０ｄＢにおける通過特性を示す図であり、図５（ｂ）は、−４〜０ｄＢにおける通過特性を示す図である。図５において、通過特性５０１（図５の太線で示す特性）は、ローパスフィルタ１０３における第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオンし、第１の追加並列容量３０６ａ〜第５の追加並列容量３０６ｅを接続した場合の特性を示す。通過特性５０２（図５の細線で示す特性）は、ローパスフィルタ１０３における第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオフし、第１の追加並列容量３０６ａ〜第５の追加並列容量３０６ｅが接続されていない場合の特性を示す。通過特性５０１によると、同一端末の携帯電話送信周波数帯Ｂ（８３０〜８４０ＭＨｚ）である阻止帯域に減衰極を近接させ、高減衰量を得ているが、デジタルテレビ放送の通過帯域Ａ（４７０〜７７０ＭＨｚ）のうち高域部分において、通過損失が拡大していることが分かる。一方、通過特性５０２によると、同一端末の携帯電話送信周波数帯Ｂである阻止帯域から減衰極を離れさせ、減衰量が劣化しているが、デジタルテレビ放送の通過帯域Ａにおいて通過損失を低減させていることが分かる。【００４１】
図６は、上述したノッチフィルタ１０２とローパスフィルタ１０３とから構成される本発明の第１の実施形態に係る高周波フィルタ１０６の通過特性を示す図である。図６（ａ）は、−８０〜０ｄＢにおける通過特性を示す図であり、図６（ｂ）は、−４〜０ｄＢにおける通過特性を示す図である。図６において、通過特性６０１（図６の太線で示す特性）は、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８をオンし、ローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオンした場合の高周波フィルタ１０６の特性を示す。通過特性６０２（図６の細線で示す特性）は、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８をオフし、ローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオフした場合の高周波フィルタ１０６の通過特性を示す。【００４２】
先ず、通過特性６０１について詳しく説明する。制御部１０７によって、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８がオンされる。これにより、ノッチフィルタ１０２は、デジタルテレビ放送の通過帯域Ａでは、図４の通過特性４０１ように低損失な通過特性となるが、携帯電話送信周波数帯Ｂである阻止帯域では、減衰量が劣化する特性となる。ここで、ノッチフィルタ１０２において劣化した阻止帯域の減衰量を補うために、制御部１０７によって、ローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅがオンされる。これにより、ローパスフィルタ１０３は、図５の通過特性５０１に示したように減衰極が低域側へシフトする特性となる。このように、通過特性６０１は、ノッチフィルタ１０２の通過特性４０１とローパスフィルタ１０３の通過特性５０１とを組み合わせた特性となる。【００４３】
次に、通過特性６０２について詳しく説明する。制御部１０７によって、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８がオフされる。これにより、ノッチフィルタ１０２は、デジタルテレビ放送の通過帯域Ａでは、図４の通過特性４０２のように通過特性が劣化するが、携帯電話送信周波数帯Ｂである阻止帯域では、高減衰量が得られる特性となる。ここで、阻止帯域における減衰量については、ノッチフィルタ１０２の通過特性４０２で十分である。従って、通過帯域における通過損失の低減を図るために、制御部１０７によって、ローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅがオフされる。これにより、ローパスフィルタ１０３は、図５の通過特性５０２に示したように通過帯域において通過損失を低減する特性となる。このように、通過特性６０２は、ノッチフィルタ１０２の通過特性４０２とローパスフィルタ１０３の通過特性５０２とを組み合わせた特性となる。【００４４】
ここで、通過特性６０１および通過特性６０２は、携帯電話送信周波数帯Ｂである阻止帯域では、高減衰量が得られる特性となっている。しかし、広帯域なデジタルテレビ放送の通過帯域Ａのうち、通過特性６０１では高域部分において、通過損失が拡大しており、通過特性６０２では低域部分において、通過損失が拡大している。従って、１３チャンネルから６２チャンネルの広いデジタルテレビ放送の帯域において、この帯域を２分割し、低域側を低チャンネル、高域側を高チャンネルとする。低チャンネルの場合、制御部１０７は、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８およびローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオンし、高周波フィルタの通過特性が、通過特性６０１になるように制御する。高チャンネルの場合、制御部１０７は、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８およびローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオフし、高周波フィルタの通過特性が、通過特性６０２になるように制御する。【００４５】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る高周波フィルタ１０６によれば、デジタルテレビ放送の通過帯域を分割し、制御部によってノッチフィルタ１０２およびローパスフィルタ１０３のそれぞれの特性を切り替え、低チャンネルおよび高チャンネルに適したフィルタを組み合わせることにより、妨害波となる自端末の携帯電話送信周波数帯や他システム帯域を大きく減衰させながら、デジタルテレビ放送の周波数帯である通過帯域を低損失に通過させることができる。【００４６】
なお、図２および図３は、各スイッチを簡易的に表した回路図であったが、スイッチおよび可変容量について、図３に示したローパスフィルタ１０３の初段の直列ＬＣ回路部を例に挙げ、詳しく説明する。図７は、図３に示したローパスフィルタ１０３の初段の直列ＬＣ回路部を示す図である。図７において、並列インダクタ７０１は、一方端が入力端子３０１ａに接続され、他方端は並列容量７０２の一方端に接続されている。並列容量７０２の他方端は接地されている。並列インダクタ７０１と並列容量７０２との接続点には、直流信号を遮断するためでもある追加並列容量７０３を介して、半導体スイッチ７０４の一方端が接続されている。また、半導体スイッチ７０４の他方端は接地されている。半導体スイッチ７０４にはオンオフを切り替えるために、抵抗７０５を介して制御端子７０６が接続されている。ここで、直列ＬＣ共振となる容量は、半導体スイッチ７０４をオフした時には並列容量７０２のみの容量となり、半導体スイッチ７０４をオンした時には並列容量７０２と追加並列容量７０３との合成容量となる。このように、直列ＬＣ共振となる容量を変化させ、減衰極を形成する。なお、これらに用いるスイッチは、半導体スイッチに限らず、ＭＥＭＳ−ＳＷでも構わない。【００４７】
さらに、直列ＬＣ共振となる容量を変化させ、減衰極を形成するその他の回路として、可変容量ダイオードや、可変容量素子を用いた回路が考えられる。図８（ａ）は、可変容量ダイオードを用いた回路図である。図８（ａ）において、並列インダクタ８０１は、一方端が入力端子３０１ａに接続され、他方端は並列容量８０２の一方端に接続されている。並列容量８０２の他方端は可変容量ダイオード８０３ａのカソードに接続されている。可変容量ダイオード８０３ａのアノードは接地されている。また、並列容量８０２と可変容量ダイオード８０３ａとの接続点には、抵抗８０４を介して制御端子８０５が接続されている。ここで、直列ＬＣ共振となる容量は、可変容量ダイオード８０３ａと並列容量８０２との合成容量となる。制御端子８０５からのバイアス変化により可変容量ダイオード８０３ａの容量値を変化させることによって、減衰極を形成する。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した可変容量ダイオード８０３ａの代わりに可変容量８０３ｂを適用した図である。図８（ｂ）において、可変容量８０３ｂは、バリウムストロンチウムチタネート（ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３）など強誘電体材料薄膜による平行平板である。制御端子８０５からのバイアス変化により可変容量８０３ｂの容量を連続的に変化させることによって、減衰極を形成する。【００４８】
なお、図７および図８において、図３に示したローパスフィルタ１０３の初段の直列ＬＣ回路部を例に挙げて説明を行ったが、図２および図３において、簡易的に表したその他のスイッチについても、同様の効果が得られることは言うまでもない。【００４９】
また、本発明の第１の実施形態においては、全てのスイッチを同時に動作させているため、制御部１０７によって制御される制御端子を共通することができる。制御部１０７からの１つの制御により全てのスイッチを動作させる構成にすることによって、制御回路および制御端子の削減が可能となり、フィルタ回路の小型化にも有利である。【００５０】
また、ローパスフィルタ１０３において、第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅの全てを動作させる必要もなく、求められる特性に対応したスイッチのみを動作させれば良い。また、求められる特性によっては、第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅのうち、いずれかを高チャンネル時に接続し、減衰極を低域側へシフトしても構わない。その場合、制御部１０７から制御する制御端子は、別端子となる。【００５１】
また、ローパスフィルタ１０３における第１の直列インダクタ３０２ａ〜第４の直列インダクタ３０２ｄは、求められる特性によっては極小のインダクタであって、削除しても特性が変化しない場合がある。その際は、当該インダクタを削除し短絡しても同様の効果が得られることは言うまでもない。【００５２】
また、ローパスフィルタ１０３における直列ＬＣ共振の段数は５段としているが、これに限定されるものではない。求められる特性により段数を増減しても構わない。【００５３】
また、共振器にはＳＡＷやＦＢＡＲなどの圧電共振器を用いているが、共振と反共振を有するＭＥＭＳ共振器でも同様の効果が得られることは言うまでもない。【００５４】
また、通過帯域をデジタルテレビ放送としているが、これに限定されるものではない。例えば、日本の地上デジタル放送のＩＳＤＢ−Ｔ；Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌでも、欧州の地上デジタルテレビ放送ＤＶＢ−Ｈ；Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｈａｎｄｈｅｌｄにおいても適用できる。【００５５】
また、減衰帯域の一例としてＦＯＭＡ（Ｆｒｅｅｄｏｍ  Ｏｆ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ）（登録商標）を挙げているが、これに限定されるものではない。他社の携帯電話において、デジタルテレビ放送帯域に近接する当該携帯電話の送信周波数帯域でも同様である。さらに、ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ）やＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）においても同様である。【００５６】
また、整合回路は、ノッチフィルタ部から並列インダクタ、直列インダクタおよび切り替えの並列容量で構成されているが、この限りではなく、ノッチフィルタの特性により構成は異なり、リアクタンス素子を切り替える構成であればよい。【００５７】
また、ノッチフィルタ部はπ型の３段構成としたが、段数も回路構成もこれに限定されるものではない。また、Ｔ型や並列共振器を直列インダクタに接続する構成であっても同様の効果が得られる。【００５８】
また、ローパスフィルタは、直列ＬＣ共振を用いた減衰極を有しているが、並列ＬＣ共振を用いたローパスフィルタでも同様の効果が得られる。図９は、並列ＬＣ共振を用いたローパスフィルタ９００の等価回路図である。ローパスフィルタ９００において、入力端子９０１ａと出力端子９０１ｂとの間に、順に第１の直列インダクタ９０２ａと第２の直列インダクタ９０２ｂと第３の直列インダクタ９０２ｃと第４の直列インダクタ９０２ｄと第５の直列インダクタ９０２ｅとが直列接続されている。【００５９】
第１の直列インダクタ９０２ａと第２の直列インダクタ９０２ｂとの接続点Ｐ１に、第１の並列容量９０３ａの一方端が接続され、第２の直列インダクタ９０２ｂと第３の直列インダクタ９０２ｃとの接続点Ｐ２に、第２の並列容量９０３ｂの一方端が接続され、第３の直列インダクタ９０２ｃと第４の直列インダクタ９０２ｄとの接続点Ｐ３に、第３の並列容量９０３ｃの一方端が接続され、第４の直列インダクタ９０２ｄと第５の直列インダクタ９０２ｅとの接続点Ｐ４に、第４の並列容量９０３ｄの一方端が接続されている。なお、第１の並列容量９０３ａ〜第４の並列容量９０３ｄのそれぞれの他方端は、接地されている。【００６０】
入力端子９０１ａと第１の直列インダクタ９０２ａとの接続点Ｐ０には、第１の直列容量９０４ａの一方端が接続され、第１の直列容量９０４ａの他方端は接続点Ｐ１に接続されている。さらに、接続点Ｐ０には、第１のスイッチ９０５ａを介して、第１の追加直列容量９０６ａの一方端が接続され、第１の追加直列容量９０６ａの他方端は、接続点Ｐ１に接続されている。【００６１】
同様に、接続点Ｐ１には、第２の直列容量９０４ｂの一方端が接続され、第２の直列容量９０４ｂの他方端は接続点Ｐ２に接続されている。さらに、接続点Ｐ１には、第２のスイッチ９０５ｂを介して、第２の追加直列容量９０６ｂの一方端が接続され、第２の追加直列容量９０６ｂの他方端は、接続点Ｐ２に接続されている。接続点Ｐ２には、第３の直列容量９０４ｃの一方端が接続され、第３の直列容量９０４ｃの他方端は接続点Ｐ３に接続されている。さらに、接続点Ｐ２には、第３のスイッチ９０５ｃを介して、第３の追加直列容量９０６ｃの一方端が接続され、第３の追加直列容量９０６ｃの他方端は、接続点Ｐ３に接続されている。接続点Ｐ３には、第４の直列容量９０４ｄの一方端が接続され、第４の直列容量９０４ｄの他方端は接続点Ｐ４に接続されている。さらに、接続点Ｐ３には、第４のスイッチ９０５ｄを介して、第４の追加直列容量９０６ｄの一方端が接続され、第４の追加直列容量９０６ｄの他方端は、接続点Ｐ４に接続されている。接続点Ｐ４には、第５の直列容量９０４ｅの一方端が接続され、第５の直列容量９０４ｅの他方端は、第５の直列インダクタ９０２ｅと出力端子９０１ｂとの接続点Ｐ５に接続されている。さらに、接続点Ｐ４には、第５のスイッチ９０５ｅを介して、第５の追加直列容量９０６ｅの一方端が接続され、第５の追加直列容量９０６ｅの他方端は、接続点Ｐ５に接続されている。【００６２】
ローパスフィルタ９００において、入力端子９０１ａと出力端子９０１ｂとの間は、第１の直列インダクタ９０２ａ〜第５の直列インダクタ９０２ｅが直列接続されている。これにより、インダクタのインピーダンスｊ２πｆＬ（ｆ：周波数、Ｌ：インダクタンス値）で表されるように低周波数帯になるにつれて信号を伝達する。逆に、高周波数帯になれば、第１の直列インダクタ９０２ａと第１の直列容量９０４ａとによって、並列ＬＣ共振により１／（２π√（ＬＣ））（Ｌ：インダクタンス値、Ｃ：容量値）で表される共振周波数で第１の減衰極を形成する。同様に、第２の直列インダクタ９０２ｂと第２の直列容量９０４ｂとで第２の減衰極を形成し、第３の直列インダクタ９０２ｃと第３の直列容量９０４ｃとで第３の減衰極を形成し、第４の直列インダクタ９０２ｄと第４の直列容量９０４ｄとで第４の減衰極を形成し、第５の直列インダクタ９０２ｅと第５の直列容量９０４ｅとで第５の減衰極を形成する。このように、ローパスフィルタ９００は、低周波数帯では信号を通過させ、高周波数帯では５つの減衰極を有したローパスフィルタ特性を有する。【００６３】
さらに、第１のスイッチ９０５ａ〜第５のスイッチ９０５ｅをオンすることにより、直列ＬＣ共振となる容量が、第１の直列容量９０４ａ〜第５の直列容量９０４ｅと第１の追加直列容量９０６ａ〜第５の追加直列容量９０６ｅとの合成容量となり、減衰極が第１の追加直列容量９０６ａ〜第５の追加直列容量９０６ｅの容量の分、低域側へシフトする。これにより、第１のスイッチ９０５ａ〜第５のスイッチ９０５ｅをオフしている場合に比べて、同一端末の携帯電話送信周波数帯である阻止帯域に減衰極が近接する。【００６４】
以上より、図９に示した並列ＬＣ共振を用いたローパスフィルタ９００において、図３の直列ＬＣ共振を用いたローパスフィルタ１０３と同様、減衰極制御可能なローパスフィルタが実現し、同様の効果が得られる。【００６５】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、広帯域なデジタルテレビ放送の通過帯域を低チャンネルと高チャンネルとに分割し、それぞれ低損失な通過特性となるように制御部１０７が各フィルタのスイッチを制御していた。本実施形態では、低チャンネルと高チャンネルとの分割ポイントについて、詳しく説明する。【００６６】
低チャンネルと高チャンネルとを分割する境界を決定する上で、重要になるのが各チャンネルにおける所望減衰ポイントと減衰量である。希望波である所望チャンネルの中心周波数とＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の差であるローカル周波数の整数倍、特に奇数倍において、妨害レベルの高い他システムの周波数帯と重なった場合、その周波数帯を大きく減衰させる必要がある。また、必要減衰量は、妨害波のレベルと受信ＩＣの性能によるＤ／Ｕ（Ｄｅｓｉｒｅｄ／Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ）比により決定される。【００６７】
現在のデジタルテレビ放送受信方式としては、ＩＦフィルタを削除可能なＬｏｗ−ＩＦ方式が広く採用され、ＩＦ周波数は数百ｋＨｚで設定されることが多い。妨害波を考慮するＧＨｚ帯では、希望波とローカル周波数は近接しており、近似的にローカル周波数と希望波が同一として計算すると、以下のようになる。【００６８】
希望波の中心周波数が４７９．１４ＭＨｚの１４チャンネル、および希望波の中心周波数が４８５．１４ＭＨｚの１５チャンネルの３倍の周波数が、ＰＤＣ１．５ＧＨｚやＣＤＭＡ１．５ＧＨｚのＵｐｌｉｎｋの周波数帯１４２９〜１４５３ＭＨｚと重なる。また、希望波の中心周波数が４９７．１４ＭＨｚの１７チャンネルの３倍の周波数が、ＰＤＣ１．５ＧＨｚやＣＤＭＡ１．５ＧＨｚのＤｏｗｎｌｉｎｋの周波数帯１４７７〜１５０１ＭＨｚと重なる。つまり、１４、１５、１７チャンネルの３倍波と重なる１４２９〜１５０１ＭＨｚの周波数帯を減衰させる必要がある。【００６９】
さらに、希望波の中心周波数が５７５．１４ＭＨｚの３０チャンネルから希望波の中心周波数が５９３．１４ＭＨｚの３３チャンネルの３倍の周波数が、ＧＳＭ１８００（Ｂａｎｄ−III）のＵｐｌｉｎｋの周波数帯１７１０〜１７８５ＭＨｚと重なる。また、希望波の中心周波数が６０５．１４ＭＨｚの３５チャンネルから希望波の中心周波数が６２３．１４ＭＨｚの３８チャンネルの３倍の周波数が、ＧＳＭ１８００（Ｂａｎｄ−III）のＤｏｗｎｌｉｎｋの周波数帯１８０５〜１８８０ＭＨｚと重なる。また、希望波の中心周波数が６３５．１４ＭＨｚの４０チャンネルの３倍の周波数が、国内ＰＨＳの周波数帯１８９３〜１９１９ＭＨｚと重なる。また、希望波の中心周波数が６４１．１４ＭＨｚの４１チャンネルから希望波の中心周波数が６５９．１４ＭＨｚの４４チャンネルの３倍の周波数が、ＵＭＴＳ２．０ＧＨｚ（Ｂａｎｄ−Ｉ）のＵｐｌｉｎｋの周波数帯１９２０〜１９８０ＭＨｚと重なる。つまり、３３〜４１チャンネルの３倍波と重なる１７１０〜１９８０ＭＨｚの周波数帯を大きく減衰させる必要がある。【００７０】
図１０は、図６に示した第１の実施形態に係る高周波フィルタ１０６の通過特性をさらに広帯域範囲において示す図である。１４、１５、１７チャンネルの場合、低チャンネルに区分される。このため、制御部１０７は、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８およびローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオンし、高周波フィルタ１０６の通過特性は、通過特性６０１ａとなる。この際、１４、１５、１７チャンネルの３倍波と重なる１４２９〜１５０１ＭＨｚの周波数帯Ｃは、ローパスフィルタ１０３の減衰極の特性によって減衰される。３３〜４１チャンネルの場合、高チャンネルに区分される。このため、制御部１０７は、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８およびローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオフし、高周波フィルタ１０６の通過特性は、通過特性６０２ａとなる。この際、３３〜４１チャンネルの３倍波と重なる１７１０〜１９８０ＭＨｚの周波数帯Ｄは、ローパスフィルタ１０３の減衰極の特性によって減衰される。【００７１】
このように、ローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅのオンオフの切り替えによって、低チャンネルおよび高チャンネルにおいて、それぞれ所望の周波数帯を減衰させるように減衰極を設計すれば、少ない直列ＬＣ共振器の段数でローパスフィルタが実現可能となる。【００７２】
従って、低チャンネルと高チャンネルを分割するポイントは、２９と３０チャンネルとの間とするか、またはそれより低いチャンネルにすることが望ましい。【００７３】
なお、その際、スイッチ２０８で切り替えるノッチフィルタ１０２の通過特性４０１と通過特性４０２との通過損失の比較、第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅで切り替えるローパスフィルタ１０３の通過特性５０１と通過特性５０２との通過損失の比較も重要であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の高周波フィルタは、低損失特性が実現可能であり、携帯電話や携帯端末に搭載されるデジタルテレビ受信チューナー等の無線回路内のフィルタ等として有用である。また、仕様に応じて無線基地局用のフィルタ等の用途にも応用できる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年2月23日(2009.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルテレビ放送の所定の周波数帯域を通過帯域とし、前記通過帯域近傍の携帯電話端末送信帯域を阻止帯域とする、高周波フィルタであって、
前記通過帯域において所定の通過損失を有し、かつ前記阻止帯域において所定の減衰量を有する第１特性と、前記所定の周波数帯域内において前記所定の周波数帯域より狭帯域となる通過帯域を有し、かつ前記阻止帯域において前記所定の減衰量より大きい減衰量を有する第２特性とを備えるノッチフィルタと、
前記阻止帯域の近傍に減衰極を設定することによって、前記阻止帯域において前記所定の減衰量より大きい減衰量を有する第１特性と、前記阻止帯域から離れて減衰極を設定することによって、前記通過帯域において前記所定の通過損失より小さい通過損失を有する第２特性とを備えるローパスフィルタと、
ユーザによって選択されたチャンネルが前記通過帯域における閾値周波数より低域側である低チャンネルである場合、前記ノッチフィルタの第１特性と前記ローパスフィルタの第１特性とを組み合わせて動作させ、ユーザによって選択されたチャンネルが前記通過帯域における閾値周波数周波数より高域側である高チャンネルである場合、前記ノッチフィルタの第２特性と前記ローパスフィルタの第２特性とを組み合わせて動作させる制御部とを備える、高周波フィルタ。
【請求項２】
前記高チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１７１０〜１７８５ＭＨｚと重なるチャンネル以上であることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項３】
前記低チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１４７７〜１５０１ＭＨｚと重なるチャンネル以下であることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項４】
ローカル周波数と希望波とが略一致する中間周波数が低いことを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項５】
前記高チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１７１０〜１７８５ＭＨｚと重なるチャンネル以上であり、
前記低チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１４７７〜１５０１ＭＨｚと重なるチャンネル以下であり、
前記ローカル周波数と希望波とが略一致する中間周波数が低いことを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項６】
前記低チャンネルおよび高チャンネルおいて、それぞれ希望波の周波数の整数倍の周波数帯を減衰させることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項７】
前記ノッチフィルタは、
少なくとも１つの直列圧電共振器を含む複数の圧電共振器と、
前記直列圧電共振器に並列に接続されたリアクタンス素子とを備え、
前記リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることにより、前記第１の特性および第２特性を得ることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項８】
前記ローパスフィルタは、
ＬＣ共振を形成する複数のインダクタと複数の容量とを備え、
前記容量の容量値を変化させることにより、前記第１の特性および第２特性を得ることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項９】
前記リアクタンス素子値は、スイッチの切り替えによる接続と非接続とにより変化することを特徴とする、請求項７に記載の高周波フィルタ。
【請求項１０】
前記リアクタンス素子は、容量により構成されることを特徴とする、請求項７に記載の高周波フィルタ。
【請求項１１】
高周波信号を送受信するアンテナと、受信信号のうちチャンネル周波数以外の信号を減衰させるフィルタと、前記フィルタリング後の微弱な信号を増幅させるローノイズアンプと、前記増幅後の受信信号を復調するデジタルテレビ受信回路部とを備える通信機器であって、
請求項１に記載の高周波フィルタを前記フィルタに適用した通信機器。
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月31日(2010.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話やデジタルテレビ等の移動体通信の無線回路に用いられる、高周波フィルタおよび通信機器に関し、より特定的には、デジタルテレビ放送の周波数帯において、妨害波の周波数帯を大きく減衰させ、通過帯域を低損失に通過させる高周波フィルタおよび通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の電子機器では、デジタルテレビ放送を視聴することが可能な端末が市場に多く出ており、その端末に内蔵される無線回路の部品は、より小型化および低損失化が要求されている。その中で、デジタルテレビ放送を受信する受信回路には、受信信号をデジタルテレビ放送の広い帯域（４７０〜７７０ＭＨｚ）を通過させ、かつ自端末から発信する携帯電話の周波数帯（８３０〜８４０ＭＨｚ）の高周波信号および他システムの妨害波を減衰させるフィルタが必要とされている。このように通過帯域が、周波数資源を示す指標である比帯域（帯域幅／周波数）が５０％程度の広帯域であり、かつ通過帯域近傍に高減衰の減衰帯域が配置されている場合、これらの要求を満たすフィルタとして、ＳＡＷ（表面弾性波素子）やＦＢＡＲ（薄膜弾性波共振器）などの圧電共振器を用いた高周波フィルタが知られている。以下に、ノッチフィルタとローパスフィルタとを組み合わせた高周波フィルタについて、その構成を詳しく説明する。
【０００３】
図１１は、従来技術におけるデジタルテレビ放送を視聴可能な携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１０００のブロック図である。図１１において、携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１０００は、アンテナ１００１、ノッチフィルタ１００２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１００３、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１００４、および受信ＩＣ１００５により構成される。
【０００４】
アンテナ１００１より受信した高周波信号は、ノッチフィルタ１００２とローパスフィルタ１００３とで構成される高周波フィルタ１００６によりフィルタリングされる。先ず、ノッチフィルタ１００２は、受信した高周波信号のうち、同一端末の携帯電話送信周波数帯を大きく減衰し、デジタルテレビ放送の周波数帯を低損失に伝送する。次に、ローパスフィルタ１００３は、ノッチフィルタ１００２によってフィルタリングされた高周波信号のうち、デジタルテレビ放送の周波数帯から大きく離れた他システム妨害波周波数帯を大きく減衰し、デジタルテレビ放送の周波数帯を低損失に伝送する。このようにノッチフィルタ１００２およびローパスフィルタ１００３によってフィルタリングされた高周波信号は、ローノイズアンプ１００４よって低歪みで増幅され、さらに、受信ＩＣ１００５によってベースバンド信号へ変換される。
【０００５】
図１２は、従来技術におけるノッチフィルタ１００２の等価回路図である。図１２において、ノッチフィルタ１００２は、入力整合回路部１１０２ａと、ノッチフィルタ部１１０３と、出力整合回路部１１０２ｂとで構成される。
【０００６】
入力整合回路部１１０２ａは、一方端が入力端子１１０１ａに接続された直列インダクタ１１０６ａと、一方端が直列インダクタ１１０６ａの他方端に接続された、並列インダクタ１１０７ａとで構成される。なお、並列インダクタ１１０７ａの他方端は、接地されている。
【０００７】
ノッチフィルタ部１１０３は、直列圧電共振器１１０４と、その両端にそれぞれの一方端が接続された第１の並列圧電共振器１１０５ａおよび第２の並列圧電共振器１１０５ｂとで構成される、π型３段構成回路である。なお、第１の並列圧電共振器１１０５ａおよび第２の並列圧電共振器１１０５ｂのそれぞれの他方端は、接地されている。また、直列圧電共振器１１０４と第１の並列圧電共振器１１０５ａとの接続点は、入力整合回路部１１０２ａの直列インダクタ１１０６ａと並列インダクタ１１０７ａとの接続点に接続されている。
【０００８】
出力整合回路部１１０２ｂは、一方端が出力端子１１０１ｂに接続された直列インダクタ１１０６ｂと、一方端が直列インダクタ１１０６ｂの他方端に接続された、並列インダクタ１１０７ｂとで構成される。なお、並列インダクタ１１０７ｂの他方端は、接地されている。また、直列インダクタ１１０６ｂと並列インダクタ１１０７ｂとの接続点は、ノッチフィルタ部１１０３の直列圧電共振器１１０４と第２の並列圧電共振器１１０５ｂとの接続点に接続されている。
【０００９】
直列圧電共振器１１０４、第１の並列圧電共振器１１０５ａおよび第２の並列圧電共振器１１０５ｂの単体特性は、理論的にはインピーダンスが０となる共振点と、インピーダンスが無限大となる反共振点とを有する。この共振点の周波数が共振周波数、反共振点の周波数が反共振周波数となる。ノッチフィルタ部１１０３において、第１の並列圧電共振器１１０５ａと第２の並列圧電共振器１１０５ｂとの共振周波数と、直列圧電共振器１１０４の反共振周波数とを略一致させる。これにより、ノッチフィルタ部１１０３は、第１の並列圧電共振器１１０５ａと第２の並列圧電共振器１１０５ｂとの共振周波数と、直列圧電共振器１１０４の反共振周波数との間の周波数帯が減衰帯域となるノッチフィルタの特性を得る。さらに、図１２に示したノッチフィルタ１００２は、低域側の通過帯域に整合するために、ノッチフィルタ部１１０３の入力側と出力側とにノッチフィルタ部１１０３から見て対称に、上述したように入力整合回路部１１０２ａと出力整合回路部１１０２ｂとを備える。
【００１０】
図１４は、従来技術におけるノッチフィルタ１００２の通過特性を示す図である。図１４（ａ）は、−６０〜０ｄＢにおける通過特性を示す図であり、図１４（ｂ）は、−１．２〜０ｄＢにおける通過特性を示す図である。ノッチフィルタ１００２の通過特性１４０１（図１４の太線で示す特性）は、減衰帯域である携帯電話送信周波数帯Ｂ（８３０〜８４０ＭＨｚ）を大きく減衰させた特性であり、通過特性１４０２（図１４の細線で示す特性）は、通過帯域であるデジタルテレビ放送の周波数帯Ａ（４７０〜７７０ＭＨｚ）の通過損失を低減させた特性である。
【００１１】
図１３は、従来技術におけるローパスフィルタ１００３の等価回路図である。ローパスフィルタ１００３において、入力端子１２０１ａと出力端子１２０１ｂとの間に、順に第１の直列インダクタ１２０２ａと第２の直列インダクタ１２０２ｂと第３の直列インダクタ１２０２ｃとが直列接続されている。入力端子１２０１ａと第１の直列インダクタ１２０２ａとの接続点に、第１の並列インダクタ１２０３ａの一方端が接続され、第１の並列インダクタ１２０３ａの他方端には第１の並列容量１２０４ａの一方端が接続されている。第１の直列インダクタ１２０２ａと第２の直列インダクタ１２０２ｂとの接続点に、第２の並列インダクタ１２０３ｂの一方端が接続され、第２の並列インダクタ１２０３ｂの他方端には第２の並列容量１２０４ｂの一方端が接続されている。第２の直列インダクタ１２０２ｂと第３の直列インダクタ１２０２ｃとの接続点に、第３の並列インダクタ１２０３ｃの一方端が接続され、第３の並列インダクタ１２０３ｃの他方端には第３の並列容量１２０４ｃの一方端が接続されている。第３の直列インダクタ１２０２ｃと出力端子１２０１ｂとの接続点に、第４の並列インダクタ１２０３ｄの一方端が接続され、第４の並列インダクタ１２０３ｄの他方端には第４の並列容量１２０４ｄの一方端が接続されている。なお、第１の並列容量１２０４ａ、第２の並列容量１２０４ｂ、第３の並列容量１２０４ｃ、および第４の並列容量１２０４ｄのそれぞれの他方端は接地されている。
【００１２】
ローパスフィルタ１００３において、入力端子１２０１ａと出力端子１２０１ｂとの間は、第１の直列インダクタ１２０２ａと第２の直列インダクタ１２０２ｂと第３の直列インダクタ１２０２ｃとが直列接続されている。これにより、ローパスフィルタ１００３は、インダクタのインピーダンスｊ２πｆＬ（ｆ：周波数、Ｌ：インダクタンス値）で表されるように、低周波数帯になるにつれて信号を伝達する。逆に、高周波数帯になれば、第１の並列インダクタ１２０３ａと第１の並列容量１２０４ａとによって、直列ＬＣ共振により１／｛２π√（ＬＣ）｝（Ｌ：インダクタンス値、Ｃ：容量値）で表される共振周波数で第１の減衰極を形成する。同様に、第２の並列インダクタ１２０３ｂと第２の並列容量１２０４ｂとで第２の減衰極を形成し、第３の並列インダクタ１２０３ｃと第３の並列容量１２０４ｃとで第３の減衰極を形成し、第４の並列インダクタ１２０３ｄと第４の並列容量１２０４ｄとで第４の減衰極を形成する。このように、ローパスフィルタ１００３は、低周波数帯では信号を通過させ、高周波数帯では４つの減衰極を有したローパスフィルタ特性を有する。
【００１３】
図１５は、従来技術におけるローパスフィルタ１００３の通過特性を示す図である。図１５（ａ）は、−８０〜０ｄＢにおける通過特性を示す図であり、図１５（ｂ）は、−４〜０ｄＢにおける通過特性を示す図である。ローパスフィルタ１００３の通過特性１５０１（図１５の太線で示す特性）は、妨害波となる他システム帯域や高調波を大きく減衰させた特性であり、通過特性１５０２（図１５の細線で示す特性）は、通過帯域であるデジタルテレビ放送の周波数帯Ａ（４７０〜７７０ＭＨｚ）の通過損失を低減させた特性である。以上のようなデジタルテレビ放送受信における携帯電話端末に用いるフィルタに関して、例えば、特許文献１に開示されている。
【００１４】
さらには、ローパスフィルタを用いた受信装置において、フィルタ制御部が目的に応じてローパスフィルタのフィルタの特性を切り替えることが開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００７−２０２１３６号公報
【特許文献２】国際公開第２００７／１１１３１１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来技術におけるノッチフィルタ１００２およびローパスフィルタ１００３を備えた高周波フィルタの構成では、妨害波となる自端末の携帯電話送信周波数帯や他システム帯域を大きく減衰させることによって、デジタルテレビ放送の周波数帯の通過損失が劣化してしまうという課題がある。逆に、デジタルテレビ放送の周波数帯の通過損失を低減させると、妨害波となる自端末の携帯電話送信周波数帯や他システム帯域の減衰量が劣化し、結果的にデジタルテレビ放送の受信性能が劣化してしまう。
【００１７】
それ故に、本発明の目的は、妨害波となる自端末の携帯電話送信周波数帯や他システム帯域を大きく減衰させながら、デジタルテレビ放送の周波数帯である通過帯域を低損失に通過させる高周波フィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的の達成させるために、本発明の高周波フィルタは、デジタルテレビ放送の所定の周波数帯域を通過帯域とし、通過帯域近傍の携帯電話端末送信帯域を阻止帯域とする、高周波フィルタであって、通過帯域において所定の通過損失を有し、かつ阻止帯域において所定の減衰量を有する第１特性と、所定の周波数帯域より狭帯域となる通過帯域を有し、かつ阻止帯域において所定の減衰量より大きい減衰量を有する第２特性とを備えるノッチフィルタと、阻止帯域の近傍に減衰極を設定することによって、阻止帯域において所定の減衰量より大きい減衰量を有する第１特性と、阻止帯域から離れて減衰極を設定することによって、通過帯域において所定の通過損失より小さい通過損失を有する第２特性とを備えるローパスフィルタと、ユーザによって選択されたチャンネルが通過帯域における閾値周波数より低域側である低チャンネルである場合、ノッチフィルタの第１特性とローパスフィルタの第１特性とを組み合わせて動作させ、ユーザによって選択されたチャンネルが通過帯域における閾値周波数より高域側である高チャンネルである場合、ノッチフィルタの第２特性とローパスフィルタの第２特性とを組み合わせて動作させる制御部とを備える。
【００１９】
好ましい高チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１７１０〜１７８５ＭＨｚと重なるチャンネル以上であることを特徴とする。
さらに、好ましい低チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１４７７〜１５０１ＭＨｚと重なるチャンネル以下であることを特徴とする。
さらに、好ましくは、ローカル周波数と希望波とが略一致する中間周波数が低いことを特徴とする。
【００２０】
好ましくは、低チャンネルおよび高チャンネルおいて、それぞれ希望波の周波数の整数倍の周波数帯を減衰させることを特徴とする。
【００２１】
好ましいノッチフィルタは、少なくとも１つの直列圧電共振器を含む複数の圧電共振器と、直列圧電共振器に並列に接続されたリアクタンス素子とを備え、リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることにより、第１の特性および第２特性を得ることを特徴とする。
好ましいローパスフィルタは、ＬＣ共振を形成する複数のインダクタと複数の容量とを備え、容量の容量値を変化させることにより、第１の特性および第２特性を得ることを特徴とする。
【００２２】
好ましいリアクタンス素子値は、スイッチの切り替えによる接続と非接続とにより変化することを特徴とする。
好ましいリアクタンス素子は、容量により構成されることを特徴とする。
【００２３】
好ましい本発明の通信機器は、高周波信号を送受信するアンテナと、受信信号のうちチャンネル周波数以外の信号を減衰させる高周波フィルタと、フィルタリング後の微弱な信号を増幅させるローノイズアンプと、増幅後の受信信号を復調するデジタルテレビ受信回路部とを備える通信機器であって、上述したような高周波フィルタを当該高周波フィルタに適用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
上述のように、本発明の高周波フィルタによれば、妨害波となる自端末の携帯電話送信周波数帯や他システム帯域を大きく減衰させながら、デジタルテレビ放送の周波数帯である通過帯域を低損失に通過させることが実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るデジタルテレビ放送を視聴可能な携帯電話端末１０のブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態に係るノッチフィルタ１０２の等価回路図
【図３】本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ１０３の等価回路図
【図４】本発明の第１の実施形態に係るノッチフィルタ１０２の通過特性を示す図
【図５】本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ１０３の通過特性を示す図
【図６】本発明の第１の実施形態に係る高周波フィルタ１０６の通過特性を示す図
【図７】本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ１０３の一部の具体例を示す図
【図８】本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ１０３の一部の具体例を示す図
【図９】本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ９００の等価回路図
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る高周波フィルタ１０６の通過特性を示す図
【図１１】従来技術におけるデジタルテレビ放送を視聴可能な携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１０００のブロック図
【図１２】従来技術におけるノッチフィルタ１００２の等価回路図
【図１３】従来技術におけるローパスフィルタ１００３の等価回路図
【図１４】従来技術におけるノッチフィルタ１００２の通過特性を示す図
【図１５】従来技術におけるローパスフィルタ１００３の通過特性を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るデジタルテレビ放送を視聴可能な携帯電話端末１０のブロック図である。図１において、携帯電話端末１０は、携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１００と、携帯電話端末の通話機能部１５０とを備える。
【００２７】
携帯電話端末の通話機能部１５０は、アンテナ１５１、共用器１５２、電力増幅器（ＰＡ）１５３、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１５４、および高周波回路（ＲＦ−ＩＣ）１５５により構成される。携帯電話端末の通話機能部１５０の各構成要素における機能は、従来の携帯電話の機能と同様であるため、説明を省略する。
【００２８】
携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１００は、アンテナ１０１、ノッチフィルタ１０２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０３、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１０４、受信ＩＣ１０５、制御部１０７、および入力部１０８により構成される。
【００２９】
アンテナ１０１より受信した高周波信号は、ノッチフィルタ１０２とローパスフィルタ１０３とで構成される高周波フィルタ１０６によりフィルタリングされる。先ず、ノッチフィルタ１０２は、受信した高周波信号のうち、同一端末の携帯電話送信周波数帯を大きく減衰し、デジタルテレビ放送の周波数帯を低損失に伝送する。次に、ローパスフィルタ１０３は、ノッチフィルタ１０２によってフィルタリングされた高周波信号のうち、デジタルテレビ放送の周波数帯から大きく離れた他システム妨害波周波数帯を大きく減衰し、デジタルテレビ放送の周波数帯を低損失に伝送する。このようにノッチフィルタ１０２およびローパスフィルタ１０３によってフィルタリングされた高周波信号は、ローノイズアンプ１０４よって低歪みで増幅され、さらに、受信ＩＣ１０５によってベースバンド信号へ変換される。ここまでの構成および動作については、図１１に示した従来技術における携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１０００と同様である。本発明の第１の実施形態に係るデジタルテレビ放送を視聴可能な携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部１００は、さらに、ノッチフィルタ１０２およびローパスフィルタ１０３の動作を制御する制御部１０７を備えている。制御部１０７は、後述するノッチフィルタ１０２およびローパスフィルタ１０３の回路におけるスイッチの切り替え等を制御する。なお、制御部１０７は、入力部１０８においてユーザが選択したチャンネル情報等に基づいて切り替え制御を行う。
【００３０】
図２は、本発明の第１の実施形態に係るノッチフィルタ１０２の等価回路図である。図２において、ノッチフィルタ１０２は、入力整合回路部２０２ａと、ノッチフィルタ部２０３と、出力整合回路部２０２ｂとで構成される。
【００３１】
入力整合回路部２０２ａは、一方端が入力端子２０１ａに接続された直列インダクタ２０６ａと、一方端が直列インダクタ２０６ａの他方端に接続された、並列インダクタ２０７ａとで構成される。なお、並列インダクタ２０７ａの他方端は、接地されている。
【００３２】
ノッチフィルタ部２０３は、直列圧電共振器２０４と、その両端にそれぞれの一方端が接続された第１の並列圧電共振器２０５ａおよび第２の並列圧電共振器２０５ｂとで構成される、π型３段構成回路である。なお、第１の並列圧電共振器２０５ａおよび第２の並列圧電共振器２０５ｂのそれぞれの他方端は、接地されている。さらに、直列圧電共振器２０４と第１の並列圧電共振器２０５ａとの接続点にスイッチ２０８を介して、容量２０９の一方端が接続されている。容量２０９の他方端は、直列圧電共振器２０４と第２の並列圧電共振器２０５ｂとの接続点に接続されている。また、直列圧電共振器２０４と第１の並列圧電共振器２０５ａとの接続点は、入力整合回路部２０２ａの直列インダクタ２０６ａと並列インダクタ２０７ａとの接続点に接続されている。なお、それぞれ圧電共振器には、ＳＡＷ（表面弾性波素子）やＦＢＡＲ（薄膜弾性波共振器）などが用いられる。
【００３３】
出力整合回路部２０２ｂは、一方端が出力端子２０１ｂに接続された直列インダクタ２０６ｂと、一方端が直列インダクタ２０６ｂの他方端に接続された、並列インダクタ２０７ｂとで構成される。なお、並列インダクタ２０７ｂの他方端は、接地されている。また、直列インダクタ２０６ｂと並列インダクタ２０７ｂとの接続点は、ノッチフィルタ部２０３の直列圧電共振器２０４と第２の並列圧電共振器２０５ｂとの接続点に接続されている。
【００３４】
直列圧電共振器２０４、第１の並列圧電共振器２０５ａおよび第２の並列圧電共振器２０５ｂの単体特性は、理論的にはインピーダンスが０となる共振点と、インピーダンスが無限大となる反共振点とを有する。この共振点の周波数が共振周波数、反共振点の周波数が反共振周波数となる。ノッチフィルタ部２０３において、第１の並列圧電共振器２０５ａと第２の並列圧電共振器２０５ｂとの共振周波数と、直列圧電共振器２０４の反共振周波数とを略一致させる。これにより、ノッチフィルタ部２０３は、第１の並列圧電共振器２０５ａと第２の並列圧電共振器２０５ｂとの共振周波数と、直列圧電共振器２０４の反共振周波数との間の周波数帯が減衰帯域となるノッチフィルタの特性を得る。さらに、図２に示したノッチフィルタ１０２は、低域側の通過帯域に整合するために、ノッチフィルタ部２０３の入力側と出力側とにノッチフィルタ部２０３から見て対称に、上述したように入力整合回路部２０２ａと出力整合回路部２０２ｂとを備える。また、スイッチ２０８を接続することにより直列圧電共振器２０４の静電容量に容量２０９の容量が追加され、減衰極を形成する直列圧電共振器２０４の反共振周波数が低域側にシフトする。これにより、スイッチ２０８をオフしている場合に比べて、同一端末の携帯電話送信周波数帯である阻止帯域の減衰量が劣化するが、直列容量の増加により通過帯域が低域方向へ拡大される。
【００３５】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るノッチフィルタ１０２の通過特性を示す図である。図４において、通過特性４０１（図４の太線で示す特性）は、ノッチフィルタ１０２におけるスイッチ２０８をオンし、直列電圧共振器２０４に容量２０９が並列接続された場合の特性を示す。通過特性４０１によると、同一端末の携帯電話送信周波数帯Ｂ（８３０〜８４０ＭＨｚ）である阻止帯域の減衰量が劣化しているが、デジタルテレビ放送の通過帯域Ａ（４７０〜７７０ＭＨｚ）において通過損失を低減させていることが分かる。通過特性４０２（図４の細線で示す特性）は、ノッチフィルタ１０２におけるスイッチ２０８をオフし、直列電圧共振器２０４に容量２０９が接続されていない場合の特性を示す。一方、通過特性４０２によると、同一端末の携帯電話送信周波数帯Ｂである阻止帯域の減衰量は向上しているが、デジタルテレビ放送の通過帯域Ａのうち低域部分において、通過損失が拡大していることが分かる。
【００３６】
図３は、本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ１０３の等価回路図である。ローパスフィルタ１０３において、入力端子３０１ａと出力端子３０１ｂとの間に、順に第１の直列インダクタ３０２ａと第２の直列インダクタ３０２ｂと第３の直列インダクタ３０２ｃと第４の直列インダクタ３０２ｄとが直列接続されている。入力端子３０１ａと第１の直列インダクタ３０２ａとの接続点に、第１の並列インダクタ３０３ａの一方端が接続され、第１の並列インダクタ３０３ａの他方端には第１の並列容量３０４ａの一方端が接続されている。第１の直列インダクタ３０２ａと第２の直列インダクタ３０２ｂとの接続点に、第２の並列インダクタ３０３ｂの一方端が接続され、第２の並列インダクタ３０３ｂの他方端には第２の並列容量３０４ｂの一方端が接続されている。第２の直列インダクタ３０２ｂと第３の直列インダクタ３０２ｃとの接続点に、第３の並列インダクタ３０３ｃの一方端が接続され、第３の並列インダクタ３０３ｃの他方端には第３の並列容量３０４ｃの一方端が接続されている。第３の直列インダクタ３０２ｃと第４の直列インダクタ３０２ｄとの接続点に、第４の並列インダクタ３０３ｄの一方端が接続され、第４の並列インダクタ３０３ｄの他方端には第４の並列容量３０４ｄの一方端が接続されている。第４の直列インダクタ３０２ｄと出力端子３０１ｂとの接続点に、第５の並列インダクタ３０３ｅの一方端が接続され、第５の並列インダクタ３０３ｅの他方端には第５の並列容量３０４ｅの一方端が接続されている。なお、第１の並列容量３０４ａ、第２の並列容量３０４ｂ、第３の並列容量３０４ｃ、第４の並列容量３０４ｄ、および第５の並列容量３０４ｅのそれぞれの他方端は接地されている。
【００３７】
さらに、第１の並列インダクタ３０３ａと第１の並列容量３０４ａとの接続点には、第１のスイッチ３０５ａを介して第１の追加並列容量３０６ａの一方端が接続され、第２の並列インダクタ３０３ｂと第２の並列容量３０４ｂとの接続点には、第２のスイッチ３０５ｂを介して第２の追加並列容量３０６ｂの一方端が接続され、第３の並列インダクタ３０３ｃと第３の並列容量３０４ｃとの接続点には、第３のスイッチ３０５ｃを介して第３の追加並列容量３０６ｃの一方端が接続され、第４の並列インダクタ３０３ｄと第４の並列容量３０４ｄとの接続点には、第４のスイッチ３０５ｄを介して第４の追加並列容量３０６ｄの一方端が接続され、第５の並列インダクタ３０３ｅと第５の並列容量３０４ｅとの接続点には、第５のスイッチ３０５ｅを介して第５の追加並列容量３０６ｅの一方端が接続されている。なお、第１の追加並列容量３０６ａ、第２の追加並列容量３０６ｂ、第３の追加並列容量３０６ｃ、第４の追加並列容量３０６ｄ、および第５の追加並列容量３０６ｅのそれぞれの他方端は接地されている。
【００３８】
ローパスフィルタ１０３において、入力端子３０１ａと出力端子３０１ｂとの間は、第１の直列インダクタ３０２ａと第２の直列インダクタ３０２ｂと第３の直列インダクタ３０２ｃと第４の直列インダクタ３０２ｄとが直列接続されている。これにより、ローパスフィルタ１０３は、インダクタのインピーダンスｊ２πｆＬ（ｆ：周波数、Ｌ：インダクタンス値）で表されるように低周波数帯になるにつれて信号を伝達する。逆に、高周波数帯になれば、第１の並列インダクタ３０３ａと第１の並列容量３０４ａとによって、直列ＬＣ共振により１／｛２π√（ＬＣ）｝（Ｌ：インダクタンス値、Ｃ：容量値）で表される共振周波数で第１の減衰極を形成する。同様に、第２の並列インダクタ３０３ｂと第２の並列容量３０４ｂとで第２の減衰極を形成し、第３の並列インダクタ３０３ｃと第３の並列容量３０４ｃとで第３の減衰極を形成し、第４の並列インダクタ３０３ｄと第４の並列容量３０４ｄとで第４の減衰極を形成し、第５の並列インダクタ３０３ｅと第５の並列容量３０４ｅとで第５の減衰極を形成する。このように、ローパスフィルタ１０３は、低周波数帯では信号を通過させ、高周波数帯では５つの減衰極を有したローパスフィルタ特性を有する。
【００３９】
さらに、第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオンすることにより直列ＬＣ共振となる容量が、第１の並列容量３０４ａ〜第５の並列容量３０４ｅと、それぞれ第１の追加並列容量３０６ａ〜第５の追加並列容量３０６ｅとの合成容量となり、減衰極が第１の追加並列容量３０６ａ〜第５の追加並列容量３０６ｅの容量の分、低域側へシフトする。これにより、第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオフしている場合に比べて、同一端末の携帯電話送信周波数帯である阻止帯域に減衰極が近接する。
【００４０】
図５は、本発明の第１の実施形態に係るローパスフィルタ１０３の通過特性を示す図である。図５（ａ）は、−８０〜０ｄＢにおける通過特性を示す図であり、図５（ｂ）は、−４〜０ｄＢにおける通過特性を示す図である。図５において、通過特性５０１（図５の太線で示す特性）は、ローパスフィルタ１０３における第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオンし、第１の追加並列容量３０６ａ〜第５の追加並列容量３０６ｅを接続した場合の特性を示す。通過特性５０２（図５の細線で示す特性）は、ローパスフィルタ１０３における第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオフし、第１の追加並列容量３０６ａ〜第５の追加並列容量３０６ｅが接続されていない場合の特性を示す。通過特性５０１によると、同一端末の携帯電話送信周波数帯Ｂ（８３０〜８４０ＭＨｚ）である阻止帯域に減衰極を近接させ、高減衰量を得ているが、デジタルテレビ放送の通過帯域Ａ（４７０〜７７０ＭＨｚ）のうち高域部分において、通過損失が拡大していることが分かる。一方、通過特性５０２によると、同一端末の携帯電話送信周波数帯Ｂである阻止帯域から減衰極を離れさせ、減衰量が劣化しているが、デジタルテレビ放送の通過帯域Ａにおいて通過損失を低減させていることが分かる。
【００４１】
図６は、上述したノッチフィルタ１０２とローパスフィルタ１０３とから構成される本発明の第１の実施形態に係る高周波フィルタ１０６の通過特性を示す図である。図６（ａ）は、−８０〜０ｄＢにおける通過特性を示す図であり、図６（ｂ）は、−４〜０ｄＢにおける通過特性を示す図である。図６において、通過特性６０１（図６の太線で示す特性）は、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８をオンし、ローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオンした場合の高周波フィルタ１０６の特性を示す。通過特性６０２（図６の細線で示す特性）は、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８をオフし、ローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオフした場合の高周波フィルタ１０６の通過特性を示す。
【００４２】
先ず、通過特性６０１について詳しく説明する。制御部１０７によって、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８がオンされる。これにより、ノッチフィルタ１０２は、デジタルテレビ放送の通過帯域Ａでは、図４の通過特性４０１ように低損失な通過特性となるが、携帯電話送信周波数帯Ｂである阻止帯域では、減衰量が劣化する特性となる。ここで、ノッチフィルタ１０２において劣化した阻止帯域の減衰量を補うために、制御部１０７によって、ローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅがオンされる。これにより、ローパスフィルタ１０３は、図５の通過特性５０１に示したように減衰極が低域側へシフトする特性となる。このように、通過特性６０１は、ノッチフィルタ１０２の通過特性４０１とローパスフィルタ１０３の通過特性５０１とを組み合わせた特性となる。
【００４３】
次に、通過特性６０２について詳しく説明する。制御部１０７によって、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８がオフされる。これにより、ノッチフィルタ１０２は、デジタルテレビ放送の通過帯域Ａでは、図４の通過特性４０２のように通過特性が劣化するが、携帯電話送信周波数帯Ｂである阻止帯域では、高減衰量が得られる特性となる。ここで、阻止帯域における減衰量については、ノッチフィルタ１０２の通過特性４０２で十分である。従って、通過帯域における通過損失の低減を図るために、制御部１０７によって、ローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅがオフされる。これにより、ローパスフィルタ１０３は、図５の通過特性５０２に示したように通過帯域において通過損失を低減する特性となる。このように、通過特性６０２は、ノッチフィルタ１０２の通過特性４０２とローパスフィルタ１０３の通過特性５０２とを組み合わせた特性となる。
【００４４】
ここで、通過特性６０１および通過特性６０２は、携帯電話送信周波数帯Ｂである阻止帯域では、高減衰量が得られる特性となっている。しかし、広帯域なデジタルテレビ放送の通過帯域Ａのうち、通過特性６０１では高域部分において、通過損失が拡大しており、通過特性６０２では低域部分において、通過損失が拡大している。従って、１３チャンネルから６２チャンネルの広いデジタルテレビ放送の帯域において、この帯域を２分割し、低域側を低チャンネル、高域側を高チャンネルとする。低チャンネルの場合、制御部１０７は、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８およびローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオンし、高周波フィルタの通過特性が、通過特性６０１になるように制御する。高チャンネルの場合、制御部１０７は、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８およびローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオフし、高周波フィルタの通過特性が、通過特性６０２になるように制御する。
【００４５】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る高周波フィルタ１０６によれば、デジタルテレビ放送の通過帯域を分割し、制御部によってノッチフィルタ１０２およびローパスフィルタ１０３のそれぞれの特性を切り替え、低チャンネルおよび高チャンネルに適したフィルタを組み合わせることにより、妨害波となる自端末の携帯電話送信周波数帯や他システム帯域を大きく減衰させながら、デジタルテレビ放送の周波数帯である通過帯域を低損失に通過させることができる。
【００４６】
なお、図２および図３は、各スイッチを簡易的に表した回路図であったが、スイッチおよび可変容量について、図３に示したローパスフィルタ１０３の初段の直列ＬＣ回路部を例に挙げ、詳しく説明する。図７は、図３に示したローパスフィルタ１０３の初段の直列ＬＣ回路部を示す図である。図７において、並列インダクタ７０１は、一方端が入力端子３０１ａに接続され、他方端は並列容量７０２の一方端に接続されている。並列容量７０２の他方端は接地されている。並列インダクタ７０１と並列容量７０２との接続点には、直流信号を遮断するためでもある追加並列容量７０３を介して、半導体スイッチ７０４の一方端が接続されている。また、半導体スイッチ７０４の他方端は接地されている。半導体スイッチ７０４にはオンオフを切り替えるために、抵抗７０５を介して制御端子７０６が接続されている。ここで、直列ＬＣ共振となる容量は、半導体スイッチ７０４をオフした時には並列容量７０２のみの容量となり、半導体スイッチ７０４をオンした時には並列容量７０２と追加並列容量７０３との合成容量となる。このように、直列ＬＣ共振となる容量を変化させ、減衰極を形成する。なお、これらに用いるスイッチは、半導体スイッチに限らず、ＭＥＭＳ−ＳＷでも構わない。
【００４７】
さらに、直列ＬＣ共振となる容量を変化させ、減衰極を形成するその他の回路として、可変容量ダイオードや、可変容量素子を用いた回路が考えられる。図８（ａ）は、可変容量ダイオードを用いた回路図である。図８（ａ）において、並列インダクタ８０１は、一方端が入力端子３０１ａに接続され、他方端は並列容量８０２の一方端に接続されている。並列容量８０２の他方端は可変容量ダイオード８０３ａのカソードに接続されている。可変容量ダイオード８０３ａのアノードは接地されている。また、並列容量８０２と可変容量ダイオード８０３ａとの接続点には、抵抗８０４を介して制御端子８０５が接続されている。ここで、直列ＬＣ共振となる容量は、可変容量ダイオード８０３ａと並列容量８０２との合成容量となる。制御端子８０５からのバイアス変化により可変容量ダイオード８０３ａの容量値を変化させることによって、減衰極を形成する。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した可変容量ダイオード８０３ａの代わりに可変容量８０３ｂを適用した図である。図８（ｂ）において、可変容量８０３ｂは、バリウムストロンチウムチタネート（ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３）など強誘電体材料薄膜による平行平板である。制御端子８０５からのバイアス変化により可変容量８０３ｂの容量を連続的に変化させることによって、減衰極を形成する。
【００４８】
なお、図７および図８において、図３に示したローパスフィルタ１０３の初段の直列ＬＣ回路部を例に挙げて説明を行ったが、図２および図３において、簡易的に表したその他のスイッチについても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４９】
また、本発明の第１の実施形態においては、全てのスイッチを同時に動作させているため、制御部１０７によって制御される制御端子を共通することができる。制御部１０７からの１つの制御により全てのスイッチを動作させる構成にすることによって、制御回路および制御端子の削減が可能となり、フィルタ回路の小型化にも有利である。
【００５０】
また、ローパスフィルタ１０３において、第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅの全てを動作させる必要もなく、求められる特性に対応したスイッチのみを動作させれば良い。また、求められる特性によっては、第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅのうち、いずれかを高チャンネル時に接続し、減衰極を低域側へシフトしても構わない。その場合、制御部１０７から制御する制御端子は、別端子となる。
【００５１】
また、ローパスフィルタ１０３における第１の直列インダクタ３０２ａ〜第４の直列インダクタ３０２ｄは、求められる特性によっては極小のインダクタであって、削除しても特性が変化しない場合がある。その際は、当該インダクタを削除し短絡しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５２】
また、ローパスフィルタ１０３における直列ＬＣ共振の段数は５段としているが、これに限定されるものではない。求められる特性により段数を増減しても構わない。
【００５３】
また、共振器にはＳＡＷやＦＢＡＲなどの圧電共振器を用いているが、共振と反共振を有するＭＥＭＳ共振器でも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５４】
また、通過帯域をデジタルテレビ放送としているが、これに限定されるものではない。例えば、日本の地上デジタル放送のＩＳＤＢ−Ｔ；Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌでも、欧州の地上デジタルテレビ放送ＤＶＢ−Ｈ；Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｈａｎｄｈｅｌｄにおいても適用できる。
【００５５】
また、減衰帯域の一例としてＦＯＭＡ（Ｆｒｅｅｄｏｍ  Ｏｆ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ）（登録商標）を挙げているが、これに限定されるものではない。他社の携帯電話において、デジタルテレビ放送帯域に近接する当該携帯電話の送信周波数帯域でも同様である。さらに、ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ）やＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）においても同様である。
【００５６】
また、整合回路は、ノッチフィルタ部から並列インダクタ、直列インダクタおよび切り替えの並列容量で構成されているが、この限りではなく、ノッチフィルタの特性により構成は異なり、リアクタンス素子を切り替える構成であればよい。
【００５７】
また、ノッチフィルタ部はπ型の３段構成としたが、段数も回路構成もこれに限定されるものではない。また、Ｔ型や並列共振器を直列インダクタに接続する構成であっても同様の効果が得られる。
【００５８】
また、ローパスフィルタは、直列ＬＣ共振を用いた減衰極を有しているが、並列ＬＣ共振を用いたローパスフィルタでも同様の効果が得られる。図９は、並列ＬＣ共振を用いたローパスフィルタ９００の等価回路図である。ローパスフィルタ９００において、入力端子９０１ａと出力端子９０１ｂとの間に、順に第１の直列インダクタ９０２ａと第２の直列インダクタ９０２ｂと第３の直列インダクタ９０２ｃと第４の直列インダクタ９０２ｄと第５の直列インダクタ９０２ｅとが直列接続されている。
【００５９】
第１の直列インダクタ９０２ａと第２の直列インダクタ９０２ｂとの接続点Ｐ１に、第１の並列容量９０３ａの一方端が接続され、第２の直列インダクタ９０２ｂと第３の直列インダクタ９０２ｃとの接続点Ｐ２に、第２の並列容量９０３ｂの一方端が接続され、第３の直列インダクタ９０２ｃと第４の直列インダクタ９０２ｄとの接続点Ｐ３に、第３の並列容量９０３ｃの一方端が接続され、第４の直列インダクタ９０２ｄと第５の直列インダクタ９０２ｅとの接続点Ｐ４に、第４の並列容量９０３ｄの一方端が接続されている。なお、第１の並列容量９０３ａ〜第４の並列容量９０３ｄのそれぞれの他方端は、接地されている。
【００６０】
入力端子９０１ａと第１の直列インダクタ９０２ａとの接続点Ｐ０には、第１の直列容量９０４ａの一方端が接続され、第１の直列容量９０４ａの他方端は接続点Ｐ１に接続されている。さらに、接続点Ｐ０には、第１のスイッチ９０５ａを介して、第１の追加直列容量９０６ａの一方端が接続され、第１の追加直列容量９０６ａの他方端は、接続点Ｐ１に接続されている。
【００６１】
同様に、接続点Ｐ１には、第２の直列容量９０４ｂの一方端が接続され、第２の直列容量９０４ｂの他方端は接続点Ｐ２に接続されている。さらに、接続点Ｐ１には、第２のスイッチ９０５ｂを介して、第２の追加直列容量９０６ｂの一方端が接続され、第２の追加直列容量９０６ｂの他方端は、接続点Ｐ２に接続されている。接続点Ｐ２には、第３の直列容量９０４ｃの一方端が接続され、第３の直列容量９０４ｃの他方端は接続点Ｐ３に接続されている。さらに、接続点Ｐ２には、第３のスイッチ９０５ｃを介して、第３の追加直列容量９０６ｃの一方端が接続され、第３の追加直列容量９０６ｃの他方端は、接続点Ｐ３に接続されている。接続点Ｐ３には、第４の直列容量９０４ｄの一方端が接続され、第４の直列容量９０４ｄの他方端は接続点Ｐ４に接続されている。さらに、接続点Ｐ３には、第４のスイッチ９０５ｄを介して、第４の追加直列容量９０６ｄの一方端が接続され、第４の追加直列容量９０６ｄの他方端は、接続点Ｐ４に接続されている。接続点Ｐ４には、第５の直列容量９０４ｅの一方端が接続され、第５の直列容量９０４ｅの他方端は、第５の直列インダクタ９０２ｅと出力端子９０１ｂとの接続点Ｐ５に接続されている。さらに、接続点Ｐ４には、第５のスイッチ９０５ｅを介して、第５の追加直列容量９０６ｅの一方端が接続され、第５の追加直列容量９０６ｅの他方端は、接続点Ｐ５に接続されている。
【００６２】
ローパスフィルタ９００において、入力端子９０１ａと出力端子９０１ｂとの間は、第１の直列インダクタ９０２ａ〜第５の直列インダクタ９０２ｅが直列接続されている。これにより、インダクタのインピーダンスｊ２πｆＬ（ｆ：周波数、Ｌ：インダクタンス値）で表されるように低周波数帯になるにつれて信号を伝達する。逆に、高周波数帯になれば、第１の直列インダクタ９０２ａと第１の直列容量９０４ａとによって、並列ＬＣ共振により１／（２π√（ＬＣ））（Ｌ：インダクタンス値、Ｃ：容量値）で表される共振周波数で第１の減衰極を形成する。同様に、第２の直列インダクタ９０２ｂと第２の直列容量９０４ｂとで第２の減衰極を形成し、第３の直列インダクタ９０２ｃと第３の直列容量９０４ｃとで第３の減衰極を形成し、第４の直列インダクタ９０２ｄと第４の直列容量９０４ｄとで第４の減衰極を形成し、第５の直列インダクタ９０２ｅと第５の直列容量９０４ｅとで第５の減衰極を形成する。このように、ローパスフィルタ９００は、低周波数帯では信号を通過させ、高周波数帯では５つの減衰極を有したローパスフィルタ特性を有する。
【００６３】
さらに、第１のスイッチ９０５ａ〜第５のスイッチ９０５ｅをオンすることにより、直列ＬＣ共振となる容量が、第１の直列容量９０４ａ〜第５の直列容量９０４ｅと第１の追加直列容量９０６ａ〜第５の追加直列容量９０６ｅとの合成容量となり、減衰極が第１の追加直列容量９０６ａ〜第５の追加直列容量９０６ｅの容量の分、低域側へシフトする。これにより、第１のスイッチ９０５ａ〜第５のスイッチ９０５ｅをオフしている場合に比べて、同一端末の携帯電話送信周波数帯である阻止帯域に減衰極が近接する。
【００６４】
以上より、図９に示した並列ＬＣ共振を用いたローパスフィルタ９００において、図３の直列ＬＣ共振を用いたローパスフィルタ１０３と同様、減衰極制御可能なローパスフィルタが実現し、同様の効果が得られる。
【００６５】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、広帯域なデジタルテレビ放送の通過帯域を低チャンネルと高チャンネルとに分割し、それぞれ低損失な通過特性となるように制御部１０７が各フィルタのスイッチを制御していた。本実施形態では、低チャンネルと高チャンネルとの分割ポイントについて、詳しく説明する。
【００６６】
低チャンネルと高チャンネルとを分割する境界を決定する上で、重要になるのが各チャンネルにおける所望減衰ポイントと減衰量である。希望波である所望チャンネルの中心周波数とＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の差であるローカル周波数の整数倍、特に奇数倍において、妨害レベルの高い他システムの周波数帯と重なった場合、その周波数帯を大きく減衰させる必要がある。また、必要減衰量は、妨害波のレベルと受信ＩＣの性能によるＤ／Ｕ（Ｄｅｓｉｒｅｄ／Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ）比により決定される。
【００６７】
現在のデジタルテレビ放送受信方式としては、ＩＦフィルタを削除可能なＬｏｗ−ＩＦ方式が広く採用され、ＩＦ周波数は数百ｋＨｚで設定されることが多い。妨害波を考慮するＧＨｚ帯では、希望波とローカル周波数は近接しており、近似的にローカル周波数と希望波が同一として計算すると、以下のようになる。
【００６８】
希望波の中心周波数が４７９．１４ＭＨｚの１４チャンネル、および希望波の中心周波数が４８５．１４ＭＨｚの１５チャンネルの３倍の周波数が、ＰＤＣ１．５ＧＨｚやＣＤＭＡ１．５ＧＨｚのＵｐｌｉｎｋの周波数帯１４２９〜１４５３ＭＨｚと重なる。また、希望波の中心周波数が４９７．１４ＭＨｚの１７チャンネルの３倍の周波数が、ＰＤＣ１．５ＧＨｚやＣＤＭＡ１．５ＧＨｚのＤｏｗｎｌｉｎｋの周波数帯１４７７〜１５０１ＭＨｚと重なる。つまり、１４、１５、１７チャンネルの３倍波と重なる１４２９〜１５０１ＭＨｚの周波数帯を減衰させる必要がある。
【００６９】
さらに、希望波の中心周波数が５７５．１４ＭＨｚの３０チャンネルから希望波の中心周波数が５９３．１４ＭＨｚの３３チャンネルの３倍の周波数が、ＧＳＭ１８００（Ｂａｎｄ−III）のＵｐｌｉｎｋの周波数帯１７１０〜１７８５ＭＨｚと重なる。また、希望波の中心周波数が６０５．１４ＭＨｚの３５チャンネルから希望波の中心周波数が６２３．１４ＭＨｚの３８チャンネルの３倍の周波数が、ＧＳＭ１８００（Ｂａｎｄ−III）のＤｏｗｎｌｉｎｋの周波数帯１８０５〜１８８０ＭＨｚと重なる。また、希望波の中心周波数が６３５．１４ＭＨｚの４０チャンネルの３倍の周波数が、国内ＰＨＳの周波数帯１８９３〜１９１９ＭＨｚと重なる。また、希望波の中心周波数が６４１．１４ＭＨｚの４１チャンネルから希望波の中心周波数が６５９．１４ＭＨｚの４４チャンネルの３倍の周波数が、ＵＭＴＳ２．０ＧＨｚ（Ｂａｎｄ−Ｉ）のＵｐｌｉｎｋの周波数帯１９２０〜１９８０ＭＨｚと重なる。つまり、３３〜４１チャンネルの３倍波と重なる１７１０〜１９８０ＭＨｚの周波数帯を大きく減衰させる必要がある。
【００７０】
図１０は、図６に示した第１の実施形態に係る高周波フィルタ１０６の通過特性をさらに広帯域範囲において示す図である。１４、１５、１７チャンネルの場合、低チャンネルに区分される。このため、制御部１０７は、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８およびローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオンし、高周波フィルタ１０６の通過特性は、通過特性６０１ａとなる。この際、１４、１５、１７チャンネルの３倍波と重なる１４２９〜１５０１ＭＨｚの周波数帯Ｃは、ローパスフィルタ１０３の減衰極の特性によって減衰される。３３〜４１チャンネルの場合、高チャンネルに区分される。このため、制御部１０７は、ノッチフィルタ１０２のスイッチ２０８およびローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅをオフし、高周波フィルタ１０６の通過特性は、通過特性６０２ａとなる。この際、３３〜４１チャンネルの３倍波と重なる１７１０〜１９８０ＭＨｚの周波数帯Ｄは、ローパスフィルタ１０３の減衰極の特性によって減衰される。
【００７１】
このように、ローパスフィルタ１０３の第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅのオンオフの切り替えによって、低チャンネルおよび高チャンネルにおいて、それぞれ所望の周波数帯を減衰させるように減衰極を設計すれば、少ない直列ＬＣ共振器の段数でローパスフィルタが実現可能となる。
【００７２】
従って、低チャンネルと高チャンネルを分割するポイントは、２９と３０チャンネルとの間とするか、またはそれより低いチャンネルにすることが望ましい。
【００７３】
なお、その際、スイッチ２０８で切り替えるノッチフィルタ１０２の通過特性４０１と通過特性４０２との通過損失の比較、第１のスイッチ３０５ａ〜第５のスイッチ３０５ｅで切り替えるローパスフィルタ１０３の通過特性５０１と通過特性５０２との通過損失の比較も重要であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の高周波フィルタは、低損失特性が実現可能であり、携帯電話や携帯端末に搭載されるデジタルテレビ受信チューナー等の無線回路内のフィルタ等として有用である。また、仕様に応じて無線基地局用のフィルタ等の用途にも応用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１０  携帯電話端末
１００、１０００  携帯電話端末のデジタルテレビ放送受信部
１０１、１５１、１００１  アンテナ
１０２、１００２  ノッチフィルタ
１０３、９００、１００３  ローパスフィルタ
１０４、１５４、１００４  ローノイズアンプ
１０５、１００５  受信ＩＣ
１０６、１００６  高周波フィルタ
１０７  制御部
１０８  入力部
１５０  携帯電話端末の通話機能部
１５２  共用器
１５３  電力増幅器
１５５  高周波回路
２０１ａ、３０１ａ、９０１ａ、１１０１ａ、１２０１ａ  入力端子
２０１ｂ、３０１ｂ、９０１ｂ、１１０１ｂ、１２０１ｂ  出力端子
２０２ａ、１１０２ａ  入力整合回路部
２０２ｂ、１１０２ｂ  出力整合回路部
２０３、１１０３  ノッチフィルタ部
２０４、１１０４  直列圧電共振器
２０５ａ、２０５ｂ、１１０５ａ、１１０５ｂ  並列圧電共振器
２０６ａ、２０６ｂ、３０２ａ〜ｄ、９０２ａ〜ｅ、１１０６ａ、１１０６ｂ、１２０２ａ〜ｃ  直列インダクタ
２０７ａ、２０７ｂ、３０３ａ〜ｅ、７０１、８０１、１１０７ａ、１１０７ｂ、１２０３ａ〜ｄ  並列インダクタ
２０８、３０５ａ〜ｅ、７０４、９０５ａ〜ｅ  スイッチ
３０４ａ〜ｅ、３０６ａ〜ｅ、７０２、７０３、８０２、９０３ａ〜ｄ、９０４ａ〜ｅ、９０６ａ〜ｅ、１２０４ａ〜ｄ  容量
４０１、４０２、５０１、５０２、６０１、６０２、６０１ａ、６０２ａ、１４０１、１４０２、１５０１、１５０２  通過特性
７０５、８０４  抵抗
７０６、８０５  制御端子
８０３ａ  可変容量ダイオード
８０３ｂ  可変容量
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ  周波数帯
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルテレビ放送の所定の周波数帯域を通過帯域とし、前記通過帯域近傍の携帯電話端末送信帯域を阻止帯域とする、高周波フィルタであって、
前記通過帯域において所定の通過損失を有し、かつ前記阻止帯域において所定の減衰量を有する第１特性と、前記所定の周波数帯域内において前記所定の周波数帯域より狭帯域となる通過帯域を有し、かつ前記阻止帯域において前記所定の減衰量より大きい減衰量を有する第２特性とを備えるノッチフィルタと、
前記阻止帯域の近傍に減衰極を設定することによって、前記阻止帯域において前記所定の減衰量より大きい減衰量を有する第１特性と、前記阻止帯域から離れて減衰極を設定することによって、前記通過帯域において前記所定の通過損失より小さい通過損失を有する第２特性とを備えるローパスフィルタと、
ユーザによって選択されたチャンネルが前記通過帯域における閾値周波数より低域側である低チャンネルである場合、前記ノッチフィルタの第１特性と前記ローパスフィルタの第１特性とを組み合わせて動作させ、ユーザによって選択されたチャンネルが前記通過帯域における閾値周波数より高域側である高チャンネルである場合、前記ノッチフィルタの第２特性と前記ローパスフィルタの第２特性とを組み合わせて動作させる制御部とを備える、高周波フィルタ。
【請求項２】
前記高チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１７１０〜１７８５ＭＨｚと重なるチャンネル以上であることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項３】
前記低チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１４７７〜１５０１ＭＨｚと重なるチャンネル以下であることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項４】
ローカル周波数と希望波とが略一致する中間周波数が低いことを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項５】
前記高チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１７１０〜１７８５ＭＨｚと重なるチャンネル以上であり、
前記低チャンネルは、ローカル周波数の３倍が携帯電話システムの周波数である１４７７〜１５０１ＭＨｚと重なるチャンネル以下であり、
前記ローカル周波数と希望波とが略一致する中間周波数が低いことを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項６】
前記低チャンネルおよび高チャンネルおいて、それぞれ希望波の周波数の整数倍の周波数帯を減衰させることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項７】
前記ノッチフィルタは、
少なくとも１つの直列圧電共振器を含む複数の圧電共振器と、
前記直列圧電共振器に並列に接続されたリアクタンス素子とを備え、
前記リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることにより、前記第１の特性および第２特性を得ることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項８】
前記ローパスフィルタは、
ＬＣ共振を形成する複数のインダクタと複数の容量とを備え、
前記容量の容量値を変化させることにより、前記第１の特性および第２特性を得ることを特徴とする、請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項９】
前記リアクタンス素子値は、スイッチの切り替えによる接続と非接続とにより変化することを特徴とする、請求項７に記載の高周波フィルタ。
【請求項１０】
前記リアクタンス素子は、容量により構成されることを特徴とする、請求項７に記載の高周波フィルタ。
【請求項１１】
高周波信号を送受信するアンテナと、受信信号のうちチャンネル周波数以外の信号を減衰させるフィルタと、前記フィルタリング後の微弱な信号を増幅させるローノイズアンプと、前記増幅後の受信信号を復調するデジタルテレビ受信回路部とを備える通信機器であって、
請求項１に記載の高周波フィルタを前記フィルタに適用した通信機器。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009072251.tif 000018
【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】
2009072251.tif 000025
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2009072251.tif 000028
【図１２】
2009072251.tif 000029
【図１３】
2009072251.tif 000030
【図１４】
2009072251.tif 000031
【図１５】
2009072251.tif 000032
【国際調査報告】
2009072251.tif 000033
2009072251.tif 000034
2009072251.tif 000035
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