(57)【要約】【課題】  誘電体共振器を用いた従来の同調フィルタでは、同調周波数を容量により変化させると、同調周波数特性が崩れるため、広帯域化することができない。【解決手段】  同調フィルタは、誘電体共振器１ａ、１ｂと、キャパシタ３１ａ〜３ｎａ、３１ｂ〜３ｎｂとにより同調周波数を決定する。この同調周波数を切り替えるためにＰＩＮダイオードスイッチ２１ａ〜２ｎａ、２１ｂ〜２ｎｂがあり、結合インダクタ４により誘電体共振器１ａ及び１ｂを結合させ、インダクタ５ａ及び５ｂにより入出力の整合をする。スイッチ制御回路６は入力ホッピング周波数データに応じて、ＰＩＮダイオードスイッチ２１ａ〜２ｎａ、２１ｂ〜２ｎｂをスイッチング制御する。これにより、同調周波数を広帯域、かつ、高速に可変することができる。【選択図】            図１
2006060342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個の半導体スイッチと１個のキャパシタとからなる直列回路がｎ回路（ｎは２以上の整数）、１個の誘電体共振器にそれぞれ並列に接続された回路部が、ｍ個（ｍは２以上の整数）と、
前記ｍ個の回路部のうち、各回路部内の前記誘電体共振器の各一端の間に接続されて、前記ｍ個の回路部を縦続接続する全部で（ｍ−１）個のインダクタと、
前記ｍ個の回路部のうち初段の回路部を入力端子に接続する第１の整合インダクタと、
前記ｍ個の回路部のうち最終段の回路部を出力端子に接続する第２の整合インダクタと、
前記ｍ個の回路部内の各ｎ個の半導体スイッチを所望の同調周波数に応じてスイッチング制御して、前記ｍ個の回路部内の各ｎ個のキャパシタを、該所望の同調周波数に応じた容量値とするように選択する制御回路と
を有し、前記入力端子に入力される高周波信号のうち、前記所望の同調周波数成分を濾波して前記出力端子から出力することを特徴とする同調フィルタ。
【請求項２】
前記ｍ個の回路部は互いに同一構成であり、かつ、該ｍ個の回路部内の各ｎ個のキャパシタは、互いに異なる容量値を有することを特徴とする請求項１記載の同調フィルタ。
【請求項３】
前記制御回路は、前記ｍ個の回路部の各容量値が互いに等しいという条件の下で、選択されるキャパシタの数が該ｍ個の回路部で同数となるように、かつ、入力周波数データに応じた所望の同調周波数が得られるように、前記ｍ個の回路部内の各半導体スイッチを、それぞれ一又は二以上が同時にオンするように制御することを特徴とする請求項１又は２記載の同調フィルタ。
【請求項４】
前記ｍ個の回路部内のそれぞれの前記直列回路及び誘電体共振器の各一端は接地されており、各他端は共通接続されていることを特徴とする請求項１記載の同調フィルタ。
【請求項５】
前記半導体スイッチは、ＰＩＮダイオードスイッチであることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の同調フィルタ。
【請求項６】
前記入力端子に入力される高周波信号は、周波数ホッピング無線通信方式で受信した高周波数信号であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の同調フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は同調フィルタに係り、特に周波数ホッピング無線通信において、誘電体共振器を用いて所望の同調周波数帯域の信号を濾波する同調フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
広帯域の受信信号中から所望の同調周波数帯域の信号を濾波するための同調フィルタとして、インダクタとキャパシタで構成されるＬＣ共振器を用いた構成の同調フィルタが従来知られている。しかし、このＬＣ共振器を用いた構成の従来の同調フィルタは、高い周波数での共振器の特性が悪いため、急峻な帯域外減衰特性が得られず、また、高い周波数でのインダクタの値が小さいため、インダクタの調整が困難であるという問題がある。
【０００３】
そこで、周波数ホッピング無線通信システム等の特に高周波数信号を送受信する通信システムでは、誘電体共振器を用いた同調フィルタが従来より知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この従来の同調フィルタでは、図３に示すように、誘電体ブロック内に４個の誘電体共振器１１、１２、１３及び１４が一体的に形成されており、そのうち誘電体共振器１１が入力結合容量Ｃ１を介して入力端子と接続され、誘電体共振器１４が出力結合容量Ｃ２を介して出力端子と接続されている。また、誘電体共振器１１は、容量Ｃ５、インダクタンスＬ及び容量Ｃ６を直列に介して誘電体共振器１４に接続されている。更に、インダクタンスＬの両端は、容量Ｃ３、Ｃ４を介して接地されている。また、誘電体共振器１１〜１４は、互いに誘導的に結合されている。この従来の同調フィルタによれば、高周波数の同調周波数帯域（通過周波数帯域）の両側に比較的大きな減衰極のある周波数特性が得られる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１５４８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、上記の誘電体共振器を用いた従来の同調フィルタでは、同調周波数を容量により変化させると、同調周波数特性が崩れるため、広帯域化することができないという問題がある。これは、周波数ホッピング無線通信において、同調周波数を広帯域で、しかも高速に可変するような用途の同調フィルタにとっては大きな問題である。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、誘電体共振器を用いて、同調周波数を広帯域かつ高速に可変することができる、同調フィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記の目的を達成するため、１個の半導体スイッチと１個のキャパシタとからなる直列回路がｎ回路（ｎは２以上の整数）、１個の誘電体共振器にそれぞれ並列に接続された回路部が、ｍ個（ｍは２以上の整数）と、ｍ個の回路部のうち、各回路部内の誘電体共振器の各一端の間に接続されて、ｍ個の回路部を縦続接続する全部で（ｍ−１）個のインダクタと、ｍ個の回路部のうち初段の回路部を入力端子に接続する第１の整合インダクタと、ｍ個の回路部のうち最終段の回路部を出力端子に接続する第２の整合インダクタと、ｍ個の回路部内の各ｎ個の半導体スイッチを所望の同調周波数に応じてスイッチング制御して、ｍ個の回路部内の各ｎ個のキャパシタを、所望の同調周波数に応じた容量値とするように選択する制御回路とを有し、入力端子に入力される高周波信号のうち、所望の同調周波数成分を濾波して出力端子から出力することを特徴とする。
【０００９】
この発明では、誘電体共振器を用いて、誘電体共振器間をインダクタにて結合し、ｍ個の回路部内の各ｎ個のキャパシタを、所望の同調周波数に応じた容量値とするように、各ｎ個の半導体スイッチを選択するようにしたため、同調周波数を広帯域、かつ、高速に可変することができる。
【００１０】
また、上記の目的を達成するため、本発明の同調フィルタは、ｍ個の回路部は互いに同一構成であり、かつ、ｍ個の回路部内の各ｎ個のキャパシタは、互いに異なる容量値を有することを特徴とする。
【００１１】
また、上記の目的を達成するため、本発明の同調フィルタは、制御回路が、ｍ個の回路部の各容量値が互いに等しいという条件の下で、選択されるキャパシタの数がｍ個の回路部で同数となるように、かつ、入力周波数データに応じた所望の同調周波数が得られるように、ｍ個の回路部内の各半導体スイッチを、それぞれ一又は二以上が同時にオンするように制御することを特徴とする。
【００１２】
また、上記の目的を達成するため、本発明の同調フィルタは、ｍ個の回路部内のそれぞれの直列回路及び誘電体共振器の各一端は接地されており、各他端は共通接続されていることを特徴とする。
【００１３】
ここで、上記の半導体スイッチは、ＰＩＮダイオードスイッチであることを特徴とする。また、入力端子に入力される高周波信号は、周波数ホッピング無線通信方式で受信した高周波数信号であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれぱ、誘電体共振器を用いて、誘電体共振器間をインダクタにて結合し、ｍ個の回路部内の各ｎ個のキャパシタを、所望の同調周波数に応じた容量値とするように、各ｎ個の半導体スイッチを選択するようにしたため、以下の効果を奏する。
【００１５】
（１）誘電体共振器を用いるため、共振周波数が安定するので調整が容易で信頼性が向上できる。
【００１６】
（２）誘電体共振器の結合及び整合にインダクタを用いるため、同調周波数を広帯域化でき、高い周波数での特性が改善でき、また、調整も容易になり信頼性を向上することができる。
【００１７】
（３）同調周波数の切り替えをＰＩＮダイオードスイッチにしたため、同調周波数を高速に切り替えできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる同調フィルタの一実施の形態の等価回路を示す。同図において、半導体スイッチの一例としての１個のＰＩＮダイオードスイッチ２ｉａ（ｉは１〜ｎ）と１個のキャパシタ３ｉａとからなる直列回路がｎ回路（ｎは２以上の整数）並列に設けられ、それらの一端は結合インダクタ４と整合インダクタ５ａとの接続点に共通接続され、他端がそれぞれ接地されており、また、誘電体共振器１ａが上記のｎ回路の直列回路に並列に接続されている。キャパシタ３１ａ〜３ｎａは互いに異なる容量値Ｃ１〜Ｃｎに設定されている。
【００１９】
また、１個のＰＩＮダイオードスイッチ２ｉｂ（ｉは１〜ｎ）と１個のキャパシタ３ｉｂとからなる直列回路がｎ回路（ｎは２以上の整数）並列に設けられ、それらの一端は結合インダクタ４と整合インダクタ５ｂとの接続点に共通接続され、他端がそれぞれ接地されており、また、誘電体共振器１ｂが上記のｎ回路の直列回路に並列に接続されている。キャパシタ３１ｂ〜３ｎｂは互いに異なる容量値Ｃ１〜Ｃｎに設定されている。すなわち、結合インダクタ４を中心として左右対称に回路が構成されている。
【００２０】
整合インダクタ５ａの結合インダクタ４とは反対側端子は入力端子ＩＮに接続されており、整合インダクタ５ｂの結合インダクタ４とは反対側端子は出力端子ＯＵＴに接続されている。結合インダクタ４のインダクタンス値はＬｃであり、整合インダクタ５ａ及び５ｃの各インダクタンス値はそれぞれＬｅである。更に、ＰＩＮダイオードスイッチ２１ａ〜２ｎａ、２１ｂ〜２ｎｂはそれぞれスイッチ（ＳＷ）制御回路６からのスイッチング制御信号によりスイッチング制御される。
【００２１】
この同調フィルタでは、誘電体共振器１ａ、１ｂと、キャパシタ３１ａ〜３ｎａ、３１ｂ〜３ｎｂとにより同調周波数を決定するが、この同調周波数を切り替えるためにＰＩＮダイオードスイッチ２１ａ〜２ｎａ、２１ｂ〜２ｎｂがあり、結合インダクタ４により誘電体共振器１ａ及び１ｂを結合させ、インダクタ５ａ及び５ｂにより入出力の整合をする。スイッチ制御回路６は入力ホッピング周波数データに応じて、ＰＩＮダイオードスイッチ２１ａ〜２ｎａ、２１ｂ〜２ｎｂをスイッチング制御する。
【００２２】
誘電体共振器１ａ及び１ｂの結合を結合インダクタ４により行い、入出力の整合をインダクタ５ａ及び５ｂにより行うことで、共振周波数の広帯域化が可能となる。ホッピング周波数データの同調周波数に対応して、キャパシタ３１ａ〜３ｎａ、３１ｂ〜３ｎｂをスイッチ制御回路６によりＰＩＮダイオードスイッチ２１ａ〜２ｎａ、２１ｂ〜２ｎｂを適宜切り替えることにより、同調周波数を広帯域、かつ、高速に可変することができる。
【００２３】
次に、周波数ホッピング無線通信システムの同調フィルタとして使用する場合の動作について説明する。受信装置はある定められた周波数で信号を受信すると、その受信信号の中にホッピング周波数パターン・タイミング等を決めるキーワードが含まれているので、そのキーワードを解読することにより、相手局との同期をとり、ホッピング周波数データを得てスイッチ制御回路６に供給する。
【００２４】
スイッチ制御回路６はこの入力ホッピング周波数データの第１の同調周波数に応じて、例えばＰＩＮダイオードスイッチ２１ａ及び２ｎａのバイアスを制御してオンとすると同時に、ＰＩＮダイオードスイッチ２１ｂ及び２ｎｂのバイアスを制御してオンとする。これにより、誘電体共振器１ａに容量値Ｃ１のキャパシタ３１ａ及び容量値Ｃｎのキャパシタ３ｎａが並列に接続され、かつ、誘電体共振器１ｂに容量値Ｃ１のキャパシタ３１ｂ及び容量値Ｃｎのキャパシタ３ｎｂが並列に接続されて、これらにより同調周波数が上記の第１の同調周波数に設定され、入力端子ＩＮに入力された高周波数信号は、第１の同調周波数の周波数成分のみが出力端子ＯＵＴへ出力される。
【００２５】
また、入力ホッピング周波数データが第２の同調周波数に切り替わった時には、例えばＰＩＮダイオードスイッチ２１ａのバイアスを制御してオンとすると同時に、ＰＩＮダイオードスイッチ２１ｂのバイアスを制御してオンとする。これにより、誘電体共振器１ａに容量値Ｃ１のキャパシタ３１ａが並列に接続され、かつ、誘電体共振器１ｂに容量値Ｃ１のキャパシタ３１ｂが並列に接続されて、これらにより同調周波数が上記の第２の同調周波数に設定され、入力端子ＩＮに入力された高周波数信号は、第２の同調周波数の周波数成分のみが出力端子ＯＵＴへ出力される。
【００２６】
このように、スイッチ制御回路６は、結合インダクタ４の左側の回路の容量値と右側の回路の容量値とが等しいという条件の下で、選択されるキャパシタの数が左右同数となるように、かつ、所望の同調周波数が得られるように、ＰＩＮダイオードスイッチ２１ａ〜２ｎａ、２１ｂ〜２ｎｂを、それぞれ一又は二以上が同時にオンするように制御する。この実施の形態では、結合インダクタ４の左側の回路と、右側の回路のそれぞれには、３１ａ〜３ｎａ、３１ｂ〜３ｎｂで示すように、ｎ個ずつキャパシタがあるので、同調周波数は２ｎ種類得られる。
【００２７】
本実施の形態では、例えば誘電体共振器１ａ及び１ｂの共振周波数は４２０ＭＨｚ、同調周波数範囲は２００ＭＨｚ〜４００ＭＨｚであり、キャパシタの容量値が２０ｐＦのときに４００ＭＨｚ、８０ｐＦのときは２００ＭＨｚの同調周波数が得られる。
【００２８】
このように、本実施の形態によれば、ホッピング周波数データの同調周波数に対応して、キャパシタ３１ａ〜３ｎａ、３１ｂ〜３ｎｂの中から所望の容量値が得られるようにキャパシタを選択するために、スイッチ制御回路６によりＰＩＮダイオードスイッチ２１ａ〜２ｎａ、２１ｂ〜２ｎｂのバイアスを制御することにより、同調周波数を広帯域、かつ、高速に可変することができる。
【００２９】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図２は本発明になる同調フィルタの他の実施の形態の等価回路を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図２に示す実施の形態は、図１に示した実施の形態と比較すると、基本的構成は同じであるが、更に１段増加して多段接続した点に特徴がある。
【００３０】
すなわち、図２に示すように、この実施の形態は、入力端子ＩＮを整合インダクタ５ａ、結合インダクタ４ａ及び４ｂ、整合インダクタ５ｂを直列に介して出力端子ＯＵＴに接続すると共に、結合インダクタ４ａと４ｂの間に上記の誘電体共振器１ｂ、ＰＩＮダイオードスイッチ２１ｂ〜２ｎｂ及びキャパシタ３１ｂ〜３ｎｂからなる回路を接続し、更に、結合インダクタ４ｂと整合インダクタ５ｂの間に、１個のＰＩＮダイオードスイッチ２ｉｃ（ｉは１〜ｎ）と１個のキャパシタ３ｉｃとからなる直列回路がｎ回路（ｎは２以上の整数）並列に設けられ、それらの一端は結合インダクタ４ｂと整合インダクタ５ｂとの接続点に共通接続され、他端がそれぞれ接地されており、また、誘電体共振器１ｃが上記のｎ回路の直列回路に並列に接続されている点に特徴がある。キャパシタ３１ｃ〜３ｎｃは、キャパシタ３１ａ〜３ｎａ、３１ｂ〜３ｎｂと同様に、互いに異なる容量値Ｃ１〜Ｃｎに設定されている。
【００３１】
本実施の形態では、スイッチ（ＳＷ）制御回路７は、結合インダクタ４ａの左側の第１の回路の容量値と、結合インダクタ４ａと４ｂの間の第２の回路の容量値と、結合インダクタ４ｂの右側の第３の回路の容量値とが互いに等しいという条件の下で、選択されるキャパシタの数が第１〜第３の回路で同数となるように、かつ、入力ホッピング周波数データに応じた所望の同調周波数が得られるように、ＰＩＮダイオードスイッチ２１ａ〜２ｎａ、２１ｂ〜２ｎｂ、２１ｃ〜２ｎｃを、それぞれ一又は二以上が同時にオンするように制御する。
【００３２】
本実施の形態によれば、図１の実施の形態の同調フィルタに比べてより多段に接続することで、急峻な帯域外減衰特性を得ることができ、また、同調周波数を高速に切り替えることができる。
【００３３】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、周波数ホッピング無線通信方式の送受信機以外の、放送方式あるいは通信方式における高周波数信号の同調フィルタとしても使用できることは勿論である。また、図２と同様にして図２よりも更に多段接続することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態の等価回路図である。
【図２】本発明の他の実施の形態の等価回路図である。
【図３】従来の同調フィルタの一例の等価回路図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ａ、１ｂ  誘電体共振器
２１ａ〜２ｎａ、２１ｂ〜２ｎｂ  ＰＩＮダイオードスイッチ
３１ａ〜３ｎａ、３１ｂ〜３ｎｂ  キャパシタ
４  結合インダクタ
５ａ、５ｂ  整合インダクタ
６、７  スイッチ（ＳＷ）制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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