(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の通信信号に対応する周波数帯域に重なる通過帯域を有する固定フィルタと、
周波数可変な阻止帯域を有し、前記所定の通信信号に対応する周波数帯域と隣り合う周波数帯域を前記阻止帯域の周波数可変範囲に含む可変フィルタと、
を備え、
前記固定フィルタと前記可変フィルタとが直列に接続され、
前記固定フィルタの通過帯域は、前記所定の通信信号に対応する周波数帯域よりも広い帯域幅を有し、
前記可変フィルタの阻止帯域は、前記固定フィルタの通過帯域よりも狭い帯域幅を有し、
前記可変フィルタとして、第１の可変フィルタと第２の可変フィルタとを備え、
前記第１の可変フィルタは、阻止帯域の周波数可変範囲に、前記所定の通信信号に対応する周波数帯域の高周波数側に隣り合う周波数帯域を含み、
前記第２の可変フィルタは、阻止帯域の周波数可変範囲に、前記固定フィルタの通過帯域の低周波数側に隣り合う周波数帯域を含む、
フィルタ回路。
【請求項２】
前記第１の可変フィルタは、阻止帯域の低周波数側の急峻性が高周波数側の急峻性よりも高く、
前記第２の可変フィルタは、阻止帯域の高周波数側の急峻性が低周波数側の急峻性よりも高い、
請求項１に記載のフィルタ回路。
【請求項３】
前記固定フィルタの通過帯域は、複数の通信信号に対応する周波数帯域を含み、
前記第１の可変フィルタの阻止帯域は、前記複数の通信信号それぞれが対応する周波数帯域の高周波数側に隣り合う周波数帯域に渡って周波数可変であり、
前記第２の可変フィルタの阻止帯域は、前記複数の通信信号それぞれが対応する周波数帯域の低周波数側に隣り合う周波数帯域に渡って周波数可変である、
請求項１または請求項２に記載のフィルタ回路。
【請求項４】
通過帯域が相違する複数の前記固定フィルタと、前記複数の固定フィルタのうちのいずれか一つを選択して、前記可変フィルタに接続するスイッチと、を備える、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のフィルタ回路。
【請求項５】
前記固定フィルタは、２以上のチャンネルにわたる通過帯域を有し、
前記可変フィルタは、当該通過帯域で周波数可変である、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフィルタ回路。
【請求項６】
特定の周波数帯域内にある複数のチャンネルの中から空きチャンネルを選択して、前記通信信号の無線通信を行うシステムに対応する、請求項５に記載のフィルタ回路。
【請求項７】
前記システムは、ＴＶホワイトスペースを利用した無線通信システムであり、
前記特定の周波数帯域はテレビジョン放送で使用される周波数帯域であり、
前記チャンネルはテレビジョン放送で使用されるチャンネルである、請求項６に記載のフィルタ回路。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の一端側に設けられたアンテナ接続端と、
前記フィルタ回路の他端側に設けられた信号処理回路接続端と、
を備えるＲＦフロントエンド回路。
【請求項９】
請求項８に記載のＲＦフロントエンド回路と、
前記アンテナ接続端に接続されたアンテナと、
前記信号処理回路接続端に接続された信号処理回路と、
を備える通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通過特性が可変なフィルタ回路と、そのフィルタ回路を用いたＲＦフロントエンド回路と、そのＲＦフロントエンド回路を用いる通信装置と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信装置のフロントエンド回路では、周波数帯域が異なる複数の通信信号を取り扱うために、通信信号毎に対応するフィルタが設けられることがあった（例えば特許文献１参照。）。このような場合、多数の通信信号に対応するためには多数のフィルタが必要となり、フロントエンド回路が複雑化および大型化してしまうという問題があった。そこで、フロントエンド回路の回路規模を抑制するため、フィルタ特性が可変な可変フィルタがフロントエンド回路で利用されることがあった（例えば特許文献２参照。）。【０００３】
また、現在、無線通信に利用する周波数帯域の有効利用のための技術が各種考案されている。例えば、特許文献３には、ＴＶホワイトスペースを利用して無線通信を行うシステムが記載されている。【０００４】
ＴＶホワイトスペースを利用した無線通信とは、テレビジョン放送に使用されていた周波数帯域が開放され、当該周波数帯域を無線通信に利用し、テレビジョン放送で使用していない空きチャンネル（空き通信チャンネル）を無線通信に利用するものである。無線通信デバイスは、データベースによって割り当てられた、テレビジョン放送の通信バンドにおける空き通信チャンネルを用いて、無線通信を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２３２７９３号公報
【特許文献２】特開２００９−１３０８３１号公報
【特許文献３】特開２０１３−９０１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の可変フィルタでは、所望の通信信号に対応する周波数帯域に通過帯域を合わせるようにフィルタ特性を調整することができても、その通過帯域と隣り合う周波数帯域において、減衰レベルを必要とされる水準に調整することが、必ずしもできなかった。【０００７】
例えば、ＴＶホワイトスペースを利用した無線通信システムにおいては、システムで使用する特定の周波数帯域の中にある複数の通信チャンネルは、非常に近い周波数に近接している。このため、ＴＶホワイトスペースを利用する無線通信システムの可変フィルタ（アンテナチューナ）では、選択される通信チャンネルに隣接する通信チャンネルにおいて、高い減衰レベルを実現する必要があるが、従来の可変フィルタでは、このような減衰特性を実現することは難しかった。【０００８】
そこで、本発明は、所望の通信信号に通過帯域を合わせつつ、その通過帯域と隣り合う周波数帯域での減衰レベルを高めることができる、フィルタ回路、ＲＦフロントエンド回路、および、通信装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のフィルタ回路は、所定の通信信号に対応する周波数帯域に重なる通過帯域を有する固定フィルタと、周波数可変な阻止帯域を有し、前記所定の通信信号に対応する周波数帯域に隣り合う周波数帯域を前記阻止帯域の周波数可変範囲に含む可変フィルタと、を備え、前記固定フィルタと前記可変フィルタとが直列に接続されている。【００１０】
この構成では、所定の通信信号の周波数帯域をフィルタ回路の通過帯域としつつ、その周波数帯域に隣り合う周波数帯域での減衰レベルを高めることができる。例えば、フィルタ回路がアンプ等の非線形素子に接続されると、非線形素子で生じる通信信号の歪みによって、所定の通信信号の周波数帯域に隣り合う周波数帯域に通信信号の歪み成分が重畳することになる。しかしながら、上記のように可変フィルタの阻止帯域を調整することで、フィルタ回路において歪み成分を十分に減衰させることが可能になる。【００１１】
前記固定フィルタの通過帯域は、前記所定の通信信号に対応する周波数帯域よりも広い帯域幅を有し、前記可変フィルタの阻止帯域は、前記固定フィルタの通過帯域よりも狭い帯域幅を有することが好ましい。【００１２】
この構成では、固定フィルタの広帯域な特性を可変フィルタの狭帯域な特性で補正して、所望の特性を容易に実現することができる。【００１３】
この発明に係るフィルタ回路は、前記可変フィルタとして、第１の可変フィルタと第２の可変フィルタとを備え、前記第１の可変フィルタは、阻止帯域の周波数可変範囲に、前記所定の通信信号に対応する周波数帯域の高周波数側に隣り合う周波数帯域を含み、前記第２の可変フィルタは、阻止帯域の周波数可変範囲に、前記所定の通信信号に対応する周波数帯域の低周波数側に隣り合う周波数帯域を含むことが好ましい。【００１４】
この構成では、フィルタ回路の通過帯域の高周波数側と低周波数側の両側で急峻性を高めることができる。【００１５】
前記第１の可変フィルタは、阻止帯域の低周波数側の急峻性が高周波数側の急峻性よりも高く、前記第２の可変フィルタは、阻止帯域の高周波数側の急峻性が低周波数側の急峻性よりも高いことが好ましい。【００１６】
この構成では、フィルタ回路の通過帯域の高周波数側と低周波数側との両側で急峻性を更に高めることができる。【００１７】
前記固定フィルタの通過帯域は、複数の通信信号に対応する周波数帯域を含み、前記第１の可変フィルタの阻止帯域は、前記複数の通信信号それぞれが対応する周波数帯域の高周波数側に隣り合う周波数帯域に渡って周波数可変であり、前記第２の可変フィルタの阻止帯域は、前記複数の通信信号それぞれが対応する周波数帯域の低周波数側に隣り合う周波数帯域に渡って周波数可変であることが好ましい。【００１８】
この構成では、第１の可変フィルタと第２の可変フィルタとの阻止帯域の調整によって、フィルタ回路の通過帯域を各通信信号に対応する周波数帯域に切り替えることができる。このことにより、フィルタ回路が対応すべき通信信号が多数であっても、回路規模を抑制することができる。【００１９】
この発明に係るフィルタ回路は、通過帯域の中心周波数が相違する複数の前記固定フィルタと、前記複数の固定フィルタのうちのいずれか一つを選択して、前記可変フィルタに接続するスイッチと、を備えることが好ましい。【００２０】
この構成では、フィルタ回路を極めて多数の通信信号に対応させることが可能になり、通過帯域の帯域幅が非常に狭い場合にも、フィルタ回路における通過帯域の周波数可変範囲を極めて広くすることが可能になる。【００２１】
この発明に係るフィルタ回路は、特定の周波数帯域内にある複数のチャンネルの中から空きチャンネルを選択して、前記通信信号の無線通信を行うシステムに対応することが好ましい。特には、前記システムは、ＴＶホワイトスペースを利用した無線通信システムであり、特定の周波数帯域はテレビジョン放送で使用される周波数帯域であり、チャンネルはテレビジョン放送で使用されるチャンネルであることが好ましい。また、固定フィルタは、２以上のチャンネルにわたる通過帯域を有し、可変フィルタは、当該通過帯域で周波数可変であることが好ましい。【００２２】
これにより、特定の周波数帯域内において選択するチャンネルの通信信号を減衰させずに通過させ、そのチャンネルに隣接するチャンネルの通信信号を効果的に減衰させることができる。【００２３】
この発明に係るＲＦフロントエンド回路は、上述したフィルタ回路と、前記フィルタ回路の一端側に設けられたアンテナ接続端と、前記フィルタ回路の他端側に設けられた信号処理回路接続端と、を備えることが好ましい。【００２４】
この発明に係る通信装置は、上述したＲＦフロントエンド回路と、前記アンテナ接続端に接続されたアンテナと、前記信号処理回路接続端に接続された信号処理回路と、を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、固定フィルタと可変フィルタとを併用することによって、所定の通信信号に対応する周波数帯域をフィルタ回路の通過帯域としつつ、通信信号の周波数帯域と隣り合う周波数帯域での減衰レベルを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施形態に係るフィルタ回路のブロック図および模式的な特性図である。
【図２】第２の実施形態に係るフィルタ回路のブロック図および模式的な特性図である。
【図３】実施例に係る可変フィルタの回路図である。
【図４】実施例に係る可変フィルタの機能を説明する特性図である。
【図５】実施例に係る可変フィルタの機能を説明する特性図である。
【図６】実施例に係るフィルタ回路の通過特性図である。
【図７】第３の実施形態に係るフィルタ回路のブロック図および模式的な特性図である。
【図８】第４の実施形態に係る通信装置およびＲＦフロントエンド回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。
【００２８】
≪第１の実施形態≫
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るフィルタ回路１のブロック図である。
【００２９】
フィルタ回路１は、固定フィルタ２と可変フィルタ３とを備えている。固定フィルタ２は、周波数特性が固定されたフィルタである。可変フィルタ３は、周波数特性が可変なフィルタである。固定フィルタ２と可変フィルタ３とは、ポートP1とポートP2との間で直列に接続されている。固定フィルタ２や可変フィルタ３は、電極パターンや受動素子を組み合わせて構成されるＬＣフィルタやＳＡＷフィルタ、誘電体フィルタなどで構成することができる。可変フィルタ３は可変容量等の可変リアクタンス素子を備えることで構成することができる。
【００３０】
図１（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るフィルタ回路１の模式的な特性を例示する通過特性図である。図１（Ｂ）中に示す実線はフィルタ回路１の模式的な通過特性IL1である。図１（Ｂ）中に示す点線は固定フィルタ２の模式的な通過特性IL2である。図１（Ｂ）中に示す波線は可変フィルタ３の模式的な通過特性IL3である。
【００３１】
以下の説明では、フィルタ回路１を対応させる通信信号の周波数帯域は、他の通信信号の周波数帯域と複数隣り合うような仕様のものとする。そして、可変フィルタ３を調整することにより、複数の隣り合う周波数帯域のうち第ｎ番目の周波数帯域を選択する場合を例に説明する。
【００３２】
ここでは、固定フィルタ２の通過特性IL2は、第ｎ番目の周波数帯域CH（n ）と同程度または若干広い帯域幅であり、周波数帯域CH（n ）に重なる通過帯域を有している。可変フィルタ３の通過特性IL3は、中心周波数が可変な阻止帯域を有している。通過特性IL3における阻止帯域は、固定フィルタ２の通過帯域よりも狭い帯域幅を有し、固定フィルタ２の通過帯域の付近で中心周波数を調整可能である。
【００３３】
このように構成されたフィルタ回路１の通過特性IL1は、周波数帯域CH（n ）を通過帯域としつつ、可変フィルタ３の調整によって、周波数帯域CH（n ）から外れた周波数帯域で減衰レベルを高めることができる。
【００３４】
例えば、図１（Ｂ）中の例示では、可変フィルタ３の阻止帯域は、周波数帯域CH（n ）に隣り合う周波数帯域CH（n-1 ）に阻止帯域の全幅が重なるように、その中心周波数を調整している。これにより、フィルタ回路１の通過特性IL1は、周波数帯域CH（n ）から周波数帯域CH（n-1 ）にかけての急峻性が高くなり、周波数帯域CH（n ）を通過帯域としながら、周波数帯域CH（n ）と隣り合う周波数帯域CH（n-1 ）での減衰レベルを高くすることができる。
【００３５】
このように、通過帯域に隣り合う周波数帯域に可変フィルタ３の阻止帯域を合わせれば、仮にフィルタ回路１にアンプ等の非線形素子が接続され、非線形素子で周波数帯域CH（n ）の通信信号が歪んで周波数帯域CH（n-1 ）に歪み成分が生じるような場合にも、フィルタ回路１でその歪み成分を十分に減衰させることができる。
【００３６】
以上のように、本実施形態に係るフィルタ回路１は構成することができる。なお、ここでは、固定フィルタ２の通過帯域を周波数帯域CH（n ）と同程度の帯域幅に設定する例を示したが、固定フィルタ２の通過帯域は、周波数帯域CH（n ）よりも大幅に広くてもよく、複数の周波数帯域（チャンネル）に渡って広がるように設定してもよい。その場合には、固定フィルタ２に対して可変フィルタ３を一つのみ接続するのではなく、複数の可変フィルタを接続するように構成し、少なくとも一つの可変フィルタの阻止帯域を、通信信号の周波数帯域と隣り合う周波数帯域に合わせこむとともに、別の可変フィルタの阻止帯域を、固定フィルタ２の通過帯域内に発生するスプリアスに対して合わせこむようにしてもよい。
【００３７】
≪第２の実施形態≫
図２（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るフィルタ回路１Ａのブロック図である。
【００３８】
フィルタ回路１Ａは、固定フィルタ２と、第１の可変フィルタ３と、第２の可変フィルタ４とを備えている。固定フィルタ２と第１の可変フィルタ３と第２の可変フィルタ４とは、ポートP1とポートP2との間で直列に接続されている。
【００３９】
図２（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係るフィルタ回路１Ａの模式的な特性を例示する通過特性図である。図２（Ｂ）中に示す実線はフィルタ回路１Ａの模式的な通過特性IL1Aである。図２（Ｂ）中に示す点線は固定フィルタ２の模式的な通過特性IL2Aである。図２（Ｂ）中に示す波線は第１の可変フィルタ３の模式的な通過特性IL3Aである。図２（Ｂ）中に示す一点鎖線は第２の可変フィルタ４の模式的な通過特性IL4Aである。
【００４０】
ここで固定フィルタ２の通過特性IL2Aは、第ｎ番目の周波数帯域CH（n ）と同程度または若干広い帯域幅であり、周波数帯域CH（n ）に重なる通過帯域を有している。第１の可変フィルタ３の通過特性IL3Aおよび第２の可変フィルタ４の通過特性IL4Aは、固定フィルタ２の通過帯域よりも狭く、中心周波数が可変な阻止帯域を有している。また、通過特性IL3Aにおける阻止帯域は、固定フィルタ２の通過帯域の高周波側付近で中心周波数を調整可能であり、通過特性IL4Aにおける阻止帯域は、固定フィルタ２の通過帯域の低周波側付近で中心周波数を調整可能である。
【００４１】
このように構成されたフィルタ回路１Ａの通過特性IL1Aでも、周波数帯域CH（n ）を通過帯域としつつ、第１の可変フィルタ３または第２の可変フィルタ４の調整によって、周波数帯域CH（n ）から外れた周波数帯域で減衰レベルを高めることができる。
【００４２】
例えば、図２（Ｂ）中の例示では、第１の可変フィルタ３の阻止帯域は、周波数帯域CH（n ）の高周波数側に隣り合う周波数帯域CH（n+1 ）に阻止帯域の全幅が重なるように、その中心周波数を調整している。また、第２の可変フィルタ４の阻止帯域は、周波数帯域CH（n ）の低周波数側に隣り合う周波数帯域CH（n-1 ）に阻止帯域の全幅が重なるように、その中心周波数を調整している。これにより、フィルタ回路１Ａの通過特性IL1Aは、周波数帯域CH（n ）を通過帯域としながら、周波数帯域CH（n ）から低周波数側の周波数帯域CH（n-1 ）にかけての急峻性を高めるとともに、周波数帯域CH（n ）から高周波数側の周波数帯域CH（n+1 ）にかけての急峻性を高めることができる。
【００４３】
このように、通過帯域の低周波数側と高周波数側とに隣り合う周波数帯域に第１の可変フィルタ３と第２の可変フィルタ４との阻止帯域を合わせれば、仮にフィルタ回路１Ａにアンプ等の非線形素子が接続され、非線形素子で周波数帯域CH（n ）の通信信号が歪んで周波数帯域CH（n-1 ）や周波数帯域CH（n+1 ）に歪み成分が生じるような場合にも、フィルタ回路１Ａでそれらの歪み成分を十分に減衰させることができる。
【００４４】
また、図２（Ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係るフィルタ回路１Ａの別の設定例に係る模式的な特性を例示する通過特性図である。図２（Ｃ）中に示す実線はフィルタ回路１Ａの模式的な通過特性IL1A’である。図２（Ｃ）中に示す点線は固定フィルタ２の模式的な通過特性IL2A’である。図２（Ｃ）中に示す波線は第１の可変フィルタ３の模式的な通過特性IL3A’である。図２（Ｃ）中に示す一点鎖線は第２の可変フィルタ４の模式的な通過特性IL4A’である。
【００４５】
ここで固定フィルタ２の通過特性IL2A’は、第ｎ−１番目の周波数帯域CH（n-1 ）、第ｎ番目の周波数帯域CH（n ）、および、第ｎ＋１番目の周波数帯域CH（n+1 ）に渡る広い帯域幅の通過帯域を有している。第１の可変フィルタ３の通過特性IL3A’および第２の可変フィルタ４の通過特性IL4A’は、固定フィルタ２の通過帯域よりも狭く、中心周波数が可変な阻止帯域を有している。また、通過特性IL3A’における阻止帯域は、固定フィルタ２の通過帯域の高周波側付近で中心周波数を調整可能であり、通過特性IL4A’における阻止帯域は、固定フィルタ２の通過帯域の低周波側付近で中心周波数を調整可能である。
【００４６】
このように構成されたフィルタ回路１Ａの通過特性IL1A’では、第１の可変フィルタ３または第２の可変フィルタ４の調整によって、周波数帯域CH（n-1 ）または周波数帯域CH（n ）あるいは周波数帯域CH（n+1 ）を通過帯域として選択することができる。そして、第１の可変フィルタ３または第２の可変フィルタ４によって、選択された周波数帯域に隣接する周波数帯域で減衰レベルを高めることができる。
【００４７】
次に、本実施形態のフィルタ回路１Ａのより詳細な実施例について説明する。
【００４８】
フィルタ回路１Ａが備える固定フィルタ２は、例えば帯域通過型の通過特性を有するＳＡＷフィルタとして構成される。なお、固定フィルタ２は、その他にも、インダクタンスとキャパシタンスとで構成されるＬＣフィルタや、誘電体共振子から構成される誘電体フィルタ等として構成することもできる。
【００４９】
また、フィルタ回路１Ａが備える第１の可変フィルタ３および第２の可変フィルタ４は、次のような回路構成を有する。図３（Ａ）は、第１の可変フィルタ３の構成例を示す回路図である。また、図３（Ｂ）は、第２の可変フィルタ４の構成例を示す回路図である。
【００５０】
第１の可変フィルタ３は、直列腕１１と並列腕１４，１５とを備えている。また、第２の可変フィルタ４は、直列腕１３と並列腕１６，１７とを備えている。直列腕１１，１３は、それぞれ信号ラインに対して直列に接続されている。並列腕１４，１５は、一端側が直列腕１１の両端にそれぞれ接続され、他端側がグランドに接続されている。並列腕１６，１７は、一端側が直列腕１３の両端にそれぞれ接続され、他端側がグランドに接続されている。したがって、第１の可変フィルタ３と第２の可変フィルタ４とは、それぞれπ型回路として構成されている。なお、第１の可変フィルタ３と第２の可変フィルタ４とは、互いの間が、整合回路を介して間接的にまたは直接的に接続される。
【００５１】
直列腕１１はインダクタLs1を備えている。直列腕１３はキャパシタCs1を備えている。インダクタLs1とキャパシタCs1とは、それぞれ信号ラインに対して直列に接続されている。
【００５２】
並列腕１４は、共振子Re_p1とインダクタLp1と可変容量Cc1とを備えている。可変容量Cc1は、インダクタLs1に一端が接続され、インダクタLp1に他端が接続されている。インダクタLp1は、可変容量Cc1に一端が接続され、共振子Re_p1に他端が接続されている。共振子Re_p1は、インダクタLp1に一端が接続され、グランド端子に他端が接続されている。すなわち、共振子Re_p1とインダクタLp1と可変容量Cc1とは、インダクタLs1の一端とグランド端子との間に直列に接続されている。
【００５３】
並列腕１５は、共振子Re_p2とインダクタLp2と可変容量Cc2とを備えている。可変容量Cc2は、インダクタLs1に一端が接続され、インダクタLp2に他端が接続されている。インダクタLp2は、可変容量Cc2に一端が接続され、共振子Re_p2に他端が接続されている。共振子Re_p2は、インダクタLp2に一端が接続され、グランド端子に他端が接続されている。すなわち、共振子Re_p2とインダクタLp2と可変容量Cc2とは、インダクタLs1の他端とグランド端子との間で直列に接続されている。
【００５４】
並列腕１６は、共振子Re_p3とインダクタLp3と可変容量Cc3とを備えている。可変容量Cc3は、キャパシタCs1に一端が接続され、インダクタLp3に他端が接続されている。インダクタLp3は、可変容量Cc3に一端が接続され、共振子Re_p3に他端が接続されている。共振子Re_p3は、インダクタLp3に一端が接続され、グランド端子に他端が接続されている。すなわち、共振子Re_p3とインダクタLp3と可変容量Cc3とは、キャパシタCs1の一端とグランド端子との間に直列に接続されている。
【００５５】
並列腕１７は、共振子Re_p4とインダクタLp4と可変容量Cc4とを備えている。可変容量Cc4は、キャパシタCs1に一端が接続され、インダクタLp4に他端が接続されている。インダクタLp4は、可変容量Cc4に一端が接続され、共振子Re_p4に他端が接続されている。共振子Re_p4は、インダクタLp4に一端が接続され、グランド端子に他端が接続されている。すなわち、共振子Re_p4とインダクタLp4と可変容量Cc4とは、キャパシタCs1の他端とグランド端子との間に直列に接続されている。
【００５６】
なお、共振子Re_p1，Re_p2，Re_p3，Re_p4としては、ＳＡＷ共振子やＢＡＷ共振子といった圧電共振子、誘電体同軸共振子、ＬＣ共振回路等を用いることができる。また、可変容量Cc1，Cc2，Cc3，Cc4は、可変なインダクタンスを有する回路や素子を用いることもできる。また、インダクタLs1、キャパシタCs1、および、インダクタLp1，Lp2，Lp3，Lp4の素子や特性は適宜の設定とすることができる。
【００５７】
ここで、第１の可変フィルタ３と第２の可変フィルタ４とにおける直列腕のリアクタンス素子（キャパシタCs1およびインダクタLs1）の概略の機能を説明する。以下の説明では、共振子Re_p1と共振子Re_p2とが同じ共振特性を有し、共振子Re_p3と共振子Re_p4とが同じ共振特性を有するものとする。
【００５８】
図４（Ａ）は、共振子とリアクタンス素子との接続回路でのインピーダンス特性図である。図４（Ａ）中の実線はインダクタLs1と共振子Re_p1または共振子Re_p2との接続回路におけるインピーダンス特性Im1Bを示している。また、図４（Ａ）中の点線は、キャパシタCs1と共振子Re_p3または共振子Re_p4との接続回路におけるインピーダンス特性Im2Bを示している。
【００５９】
共振子にインダクタLs1を接続すると、インダクタLs1を適切に調整することで、インピーダンス特性Im1Bのように、共振点Mfrの低周波数側に新たな反共振点Sfaを生じさせることができる。一方、共振子にキャパシタCs1を接続すると、キャパシタCs1を適切に調整することで、インピーダンス特性Im2Bのように、共振点Mfrの高周波数側に反共振点Mfaを生じさせることができる。
【００６０】
図４（Ｂ）は、可変容量Cc1，Cc2，Cc3，Cc4およびインダクタLp1，Lp2，Lp3，Lp4を省いた場合の第１の可変フィルタ３と第２の可変フィルタ４との通過特性を示す通過特性図である。図４（Ｂ）中の実線は第１の可変フィルタ３における通過特性IL1Bを示している。また、図４（Ｂ）中の点線は、第２の可変フィルタ４における通過特性IL2Bを示している。
【００６１】
第１の可変フィルタ３の通過特性IL1Bは、阻止帯域と、阻止帯域の低周波数側の通過帯域と、を有し、阻止帯域の低周波数側の通過帯域から当該阻止帯域にかけての減衰が急峻な特性となっている。一方、第２の可変フィルタ４の通過特性IL2Bは、阻止帯域と、阻止帯域の高周波数側の通過帯域と、を有し、阻止帯域の高周波数側の通過帯域から当該阻止帯域にかけての減衰が急峻な特性となっている。
【００６２】
このように、第１の可変フィルタ３や第２の可変フィルタ４をπ型回路として構成し、その直列腕１１，１３に設けるリアクタンス素子を容量性または誘導性に適宜設定することにより、阻止帯域の高周波数側または低周波数側を急峻な減衰特性に設定することができる。したがって、フィルタ回路１Ａでは、通過帯域の高周波数側に阻止帯域を生じさせる第１の可変フィルタ３を、阻止帯域の通過帯域側、すなわち低周波数側で急峻性が高い、直列腕に誘導性リアクタンスを挿入した構成とし、通過帯域の低周波数側に阻止帯域を生じさせる第２の可変フィルタ４を、阻止帯域の通過帯域側、すなわち高周波数側で急峻性が高い、直列腕に容量性リアクタンスを挿入した構成とすることで、通過帯域の低周波数側および高周波数側の両側で急峻性を高めることができる。
【００６３】
なお、インダクタLs1は、設定する阻止帯域の近傍で誘導性リアクタンスを有するものであれば別の回路素子を採用することもできる。たとえば、共振子は共振点と反共振点との間の周波数帯域では誘導性リアクタンスを有するので、設定する阻止帯域が共振点と反共振点との間の周波数帯域となるような特性の共振子を用いてもよい。また、キャパシタCs1は、設定する阻止帯域の近傍で容量性リアクタンスを有するものであれば別の回路素子を採用することもできる。たとえば、共振子は共振点と反共振点との間の周波数帯域から外れる周波数帯域では容量性リアクタンスを有するので、設定する阻止帯域が共振点と反共振点との間の周波数帯域から外れるような特性の共振子を用いてもよい。
【００６４】
次に、第１の可変フィルタ３および第２の可変フィルタ４におけるインダクタLp1，Lp2，Lp3，Lp4の概略の機能を説明する。
【００６５】
図５（Ａ）は、インダクタLp1と共振子Re_p1との接続回路でのインピーダンス特性図である。図５（Ａ）中の点線は、共振子Re_p1のインピーダンス特性Im1Cである。また、図５（Ａ）中の実線は、インダクタLp1と共振子Re_p1との接続回路でのインピーダンス特性Im2Cである。
【００６６】
図５（Ａ）に示すようにインダクタLp1を設けた共振子Re_p1のインピーダンス特性Im2Cと、インダクタLp1を省いた共振子Re_p1のインピーダンス特性Im1Cとを比較すると、反共振点Mfaは同じであるが、インピーダンス特性Im2Cの共振点Mfrは、インピーダンス特性Im1Cでの共振点Mfrよりも、より低周波数側に移動している。
【００６７】
このように、インダクタLp1は、インピーダンス特性において、共振子Re_p1の共振点Mfrをより低周波数側に移動させて、共振点Mfrと反共振点Mfaとの間の周波数間隔を広げるような機能を有している。インダクタLp2，Lp3，Lp4も同様に、インピーダンス特性において、共振子Re_p2，Re_p3，Re_p4の共振点Mfrをより低周波数側に移動させて、共振点Mfrと反共振点Mfaとの間の周波数間隔を広げるような機能を有している。
【００６８】
次に、第１の可変フィルタ３および第２の可変フィルタ４における可変容量Cc1，Cc2，Cc3，Cc4の概略の機能を説明する。
【００６９】
図５（Ｂ）は、可変容量Cc1とインダクタLp1と共振子Re_p1との接続回路のインピーダンス特性図である。図５（Ｂ）中に実線で示すインピーダンス特性Im2D，Im3D，Im4Dは、可変容量Cc1のキャパシタンスを記載順に小さくなるように設定している。
【００７０】
インピーダンス特性Im2D，Im3D，Im4Dでは、反共振点Mfaの周波数が同じであるが、共振点Mfrの周波数は、可変容量Cc1のキャパシタンスが小さいほど、反共振点Mfaに接近し、より高周波数側に位置するようになる。
【００７１】
図５（Ｃ）は、第１の可変フィルタ３の通過特性図である。図５（Ｃ）中に実線で示す通過特性IL2D，IL3D，IL4Dは、可変容量Cc1，Cc2のキャパシタンスを記載順に小さくなるように設定している。通過特性IL2D，IL3D，IL4Dは、可変容量Cc1，Cc2のキャパシタンスが小さくなるに連れて、阻止帯域が高周波数側に移動する。
【００７２】
ただし、可変容量Cc1，Cc2のキャパシタンスを極めて小さくなるように制御したとしても、阻止帯域は所定の周波数を超えて高周波数側に調整することはできない。これは、インピーダンス特性において、共振点Mfrの周波数を反共振点Mfaの周波数を超えて高周波数側に調整することはできないためであり、阻止帯域の周波数可変範囲は、可変容量Cc1，Cc2が無い場合の共振点Mfrと反共振点Mfaとの間の帯域に制限されることになる。したがって、図５（Ａ）にて説明したように共振子に対して直列にインダクタを接続して共振点Mfrと反共振点Mfaとの間の帯域を広帯域化しておくことで、阻止帯域の周波数可変範囲を広帯域化することができる。
【００７３】
上記したように、第１の可変フィルタ３において、可変容量Cc1，Cc2は、共振子Re_p1，Re_p2の共振点Mfrや阻止帯域をより高周波数側に移動させるような機能を有している。なお、上記したようなインピーダンス特性および通過特性の変化は、第２の可変フィルタ４においても同様に生じる。すなわち、第２の可変フィルタ４においても、可変容量Cc3，Cc4のキャパシタンスが小さくなるに連れて、阻止帯域が高周波数側に移動することになり、可変容量Cc3，Cc4は、共振子Re_p3，Re_p4の共振点Mfrや阻止帯域をより高周波数側に移動させるような機能を有している。
【００７４】
図６（Ａ）は、フィルタ回路１Ａおよび各フィルタの通過特性を例示する通過特性図である。図６（Ｂ）は、フィルタ回路１Ａの通過帯域の近傍を拡大して示す通過特性図である。フィルタ回路１Ａおよび各フィルタの通過特性を例示する通過特性図である。図６（Ａ）中の実線はフィルタ回路１Ａの通過特性IL3Eを示している。また、図６（Ａ）中の点線は、第１の可変フィルタ３の通過特性と第２の可変フィルタ４の通過特性とを合成した通過特性IL2Eを示している。また、図６（Ａ）中の破線は、固定フィルタ２による通過特性IL1Eを示している。
【００７５】
ここで、第１の可変フィルタ３および第２の可変フィルタ４による合成の通過特性IL2Eにおいて、阻止帯域を周波数帯域CH（n ）と隣り合う周波数帯域CH（n+1 ）および周波数帯域CH（n-1 ）に重なるように調整している。したがって、やはり、フィルタ回路１Ａの通過特性IL1Eは、周波数帯域CH（n ）を通過帯域としながら、周波数帯域CH（n ）から低周波数側の周波数帯域CH（n-1 ）にかけての急峻性を高めるとともに、周波数帯域CH（n ）から高周波数側の周波数帯域CH（n+1 ）にかけての急峻性を高めることができている。
【００７６】
以上に説明したように、本実施形態に係るフィルタ回路１Ａでは、可変容量Cc1，Cc2，Cc3，Cc4をそれぞれ制御することにより、通過帯域の高周波数側および低周波数側の阻止帯域を調整でき、通過帯域の帯域幅と中心周波数とを制御することができる。また、キャパシタCs1やインダクタLs1を設けることで、通過帯域の低周波数側や高周波数側で減衰特性の急峻さを高めた状態とすることができる。また、インダクタLp1，Lp2，Lp3，Lp4を設けることで、阻止帯域の周波数可変範囲を拡げることができる。また、このようにフィルタ回路１Ａを構成すると、回路全体で可変容量の総数を抑制することができ、回路規模を抑制することができる。
【００７７】
≪第３の実施形態≫
図７（Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係るフィルタ回路１Ｂを示す回路図である。
【００７８】
フィルタ回路１Ｂは、複数の固定フィルタ２Ｂと第１の可変フィルタ３と第２の可変フィルタ４とスイッチ５Ｂとを備えている。複数の固定フィルタ２Ｂは、それぞれ異なる周波数帯域を通過帯域とするものである。スイッチ５Ｂは、複数の固定フィルタ２Ｂからいずれか一つを選択して、可変フィルタ３と可変フィルタ４とに接続するものである。
【００７９】
図７（Ｂ）は、該フィルタ回路１Ｂのスイッチ５Ｂの機能を説明する概念図である。
【００８０】
以下の説明では、複数の固定フィルタ２Ｂは、低周波数側から高周波数側に区画される周波数帯域CH1，CH2，CH3，CH4のうちの周波数帯域CH1および周波数帯域CH2を通過帯域とする固定フィルタ２１と、周波数帯域CH3および周波数帯域CH4を通過帯域とする固定フィルタ２２とを含むものとする。
【００８１】
フィルタ回路１Ｂが周波数帯域CH1のみを通過帯域となるように制御される際には、スイッチ５Ｂにより固定フィルタ２１が選択され、可変フィルタ３の制御により、周波数帯域CH1の高周波数側に阻止帯域が隣り合うように調整される。また、可変フィルタ４の制御により、周波数帯域CH1の低周波数側に阻止帯域が隣り合うように調整される。これにより、フィルタ回路１Ｂが周波数帯域CH1のみを通過帯域とするものになり、周波数帯域CH1の高周波数側と低周波数側との両側で急峻な減衰特性が得られる。
【００８２】
フィルタ回路１Ｂが周波数帯域CH2のみを通過帯域となるように制御される際には、スイッチ５Ｂにより固定フィルタ２１が選択され、可変フィルタ３の制御により、周波数帯域CH2の高周波数側に阻止帯域が隣り合うように調整される。また、可変フィルタ４の制御により、周波数帯域CH2の低周波数側に阻止帯域が隣り合うように調整される。これにより、フィルタ回路１Ｂが周波数帯域CH2のみを通過帯域とするものになり、周波数帯域CH2の高周波数側と低周波数側との両側で急峻な減衰特性が得られる。
【００８３】
フィルタ回路１Ｂが周波数帯域CH3のみを通過帯域となるように制御される際には、スイッチ５Ｂにより固定フィルタ２２が選択され、可変フィルタ３の制御により、周波数帯域CH3の高周波数側に阻止帯域が隣り合うように調整される。また、可変フィルタ４の制御により、周波数帯域CH3の低周波数側に阻止帯域が隣り合うように調整される。これにより、フィルタ回路１Ｂが周波数帯域CH3のみを通過帯域とするものになり、周波数帯域CH3の高周波数側と低周波数側との両側で急峻な減衰特性が得られる。
【００８４】
フィルタ回路１Ｂが周波数帯域CH4のみを通過帯域となるように制御される際には、スイッチ５Ｂにより固定フィルタ２２が選択され、可変フィルタ３の制御により、周波数帯域CH4の高周波数側に阻止帯域が隣り合うように調整される。また、可変フィルタ４の制御により、周波数帯域CH4の低周波数側に阻止帯域が隣り合うように調整される。これにより、フィルタ回路１Ｂが周波数帯域CH4のみを通過帯域とするものになり、周波数帯域CH4の高周波数側と低周波数側との両側で急峻な減衰特性が得られる。
【００８５】
≪第４の実施形態≫
図８は、本発明の第４の実施形態に係る通信装置１００およびＲＦフロントエンド回路５０を示す回路図である。
【００８６】
通信装置１００は、アンテナ整合回路５１と、ＲＦフロントエンド回路５０と、受信回路５９と、送信回路６０と、チャンネル決定部６４と、を備えている。
【００８７】
ＲＦフロントエンド回路５０は、アンテナ接続端Pantと、受信回路接続端（信号処理回路接続端）Prxと、送信回路接続端（信号処理回路接続端）Ptxとを備えている。アンテナ整合回路５１は、アンテナANTとアンテナ接続端Pantとの間に接続されている。アンテナANTは、ここでは送受兼用であり、ＲＦフロントエンド回路５０は、送信信号と受信信号とを、受信回路接続端Prxまたは送信回路接続端Ptxに分波する機能を有している。受信回路５９は、受信回路接続端Prxに接続されていて、受信信号を信号処理する。送信回路６０は、送信回路接続端Ptxに接続されていて、送信信号を信号処理する。受信回路５９と送信回路６０とは、この実施形態における信号処理回路にあたるものである。
【００８８】
ＲＦフロントエンド回路５０は、可変フィルタ回路１Ｃと、分波回路５４と、受信側増幅回路５７と、送信側増幅回路５８と、を備えている。フィルタ回路１Ｃは、ここではアンテナチューナーとして利用されており、前述の実施形態で示したフィルタ回路と同様な構成を備え、送信信号および受信信号の通信帯域（チャンネル）を選択する機能を有している。分波回路５４は、デュプレクサ、ダイプレクサ、サーキュレータ、スイッチプレクサなどの単体または複合回路であり、送信信号と受信信号とを分波する機能を有している。受信側増幅回路５７は例えばローノイズアンプであり、受信信号を増幅する機能を有している。送信側増幅回路５８は例えばパワーアンプであり、送信信号を増幅する機能を有している。なお、ＲＦフロントエンド回路５０は、分波回路５４、送信側増幅回路５８、および、受信側増幅回路５７の一部もしくは全部の構成要素を省略して構成することもできる。
【００８９】
チャンネル決定部６４は、外部のデータベース等から空きチャンネルのマップを取得し、当該マップに基づいて空きチャンネルを検出する。チャンネル決定部６４は、空き通信チャンネルの少なくとも１つを選択し、選択したチャンネルを送信回路６０と受信回路５９と可変フィルタ回路１Ｃとに設定する。送信回路６０は、ベースバンドの送信信号を生成し、チャンネル決定部６４から設定されたチャンネルの周波数信号に変調してＲＦフロントエンド回路５０に出力する。受信回路５９は、チャンネル決定部６４から設定されたチャンネルに基づくローカル信号によって、ＲＦフロントエンド回路５０から出力される受信信号をベースバンドの信号に変換して複調する。可変フィルタ回路１Ｃは、チャンネル決定部６４から設定されたチャンネルに隣接するチャンネルが阻止帯域となるように、内部の可変フィルタが調整される。
【００９０】
これにより、通信装置１００およびＲＦフロントエンド回路５０は、複数のチャンネルによって構成される通信バンドにおいて、空きチャンネルを利用して通信信号を送受信することができる。例えば、ＲＦフロントエンド回路５０は、ＴＶホワイトスペースの仕様に基づいて通信信号を送受信する。ＴＶホワイトスペースの仕様では、テレビジョン放送のＵＨＦ帯、すなわち、４７０［ＭＨｚ］から７９０［ＭＨｚ］の通信バンドに設定した、それぞれに周波数帯域幅が６［ＭＨｚ］の複数のチャンネルの内、テレビジョン放送の信号が伝送されていないチャンネルを空きチャンネルとして利用する。
【００９１】
このように、本発明の通信装置１００およびＲＦフロントエンド回路５０は構成することができる。フィルタ回路１Ｃは、通過帯域とする周波数帯域を制御することができる上に、選択した通過帯域の低周波数側または／および高周波数側の近傍周波数における減衰性・急峻性を高めることができるために、これらの通信装置１００およびＲＦフロントエンド回路５０は、複数の通信帯域（チャンネル）が隣接して存在するＴＶホワイトスペースであっても、隣接するチャンネルの通信信号との干渉を防ぎながら、空きチャンネルを利用して通信することができる。
【００９２】
以上の各実施形態に説明したように本発明は実施することができる。なお、本発明は、特許請求の範囲の記載に該当する構成であれば、上述の各実施形態や変形例で示した構成の他のどのような構成であっても実施することができる。例えば、可変フィルタ３の具体的な回路構成は上述した以外の構成であってもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１，１Ａ，１Ｂ…フィルタ回路
２，２Ｂ，２１，２２…固定フィルタ
３…第１の可変フィルタ
４…第２の可変フィルタ
５Ｂ…スイッチ
１１，１３…直列腕
１４，１５，１６，１７…並列腕
５０…ＲＦフロントエンド回路
５１…アンテナ整合回路
５４…分波回路
５７…受信側増幅回路
５８…送信側増幅回路
５９…受信回路
６０…送信回路
６４…チャンネル決定部
１００…通信装置
【図１】
0006451745.tif 000002
【図２】
0006451745.tif 000003
【図３】
0006451745.tif 000004
【図４】
0006451745.tif 000005
【図５】
0006451745.tif 000006
【図６】
0006451745.tif 000007
【図７】
0006451745.tif 000008
【図８】
0006451745.tif 000009