(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複同調器と、前記複同調器のインピーダンスと入出力側のソースインピーダンスの間の整合を図るインピーダンス整合回路と、を備える可変バンドパスフィルタであって、
前記複同調器では、可変キャパシタンスを有する共振コンデンサと固定インダクタンスを有する共振インダクタが並列接続される並列共振器が２個互いに磁界結合され、
各入出力側の前記インピーダンス整合回路は、固定インダクタンスを有し前記共振インダクタと逆相で磁界結合される結合インダクタと、固定インダクタンスを有し前記結合インダクタと直列接続される直列インダクタと、固定キャパシタンスを有し前記直列インダクタと並列接続され各入出力側の前記並列共振器と直列接続される飛越コンデンサと、可変キャパシタンスを有し前記共振コンデンサに含有されるシャントコンデンサと、を有し、
前記可変バンドパスフィルタの中心周波数の可変範囲のうち、最も低周波数側の第１可変範囲において、前記可変バンドパスフィルタの中心周波数を変数とする前記インピーダンス整合回路を介した前記入出力側のソースインピーダンスの関数は、前記直列インダクタ及び前記シャントコンデンサに起因して正の曲率を有し、前記可変バンドパスフィルタの中心周波数にほぼ比例する前記複同調器のインピーダンスより所定の許容量だけ小さく、
前記可変バンドパスフィルタの中心周波数の可変範囲のうち、前記第１可変範囲より高周波数側の第２可変範囲において、前記可変バンドパスフィルタの中心周波数を変数とする前記インピーダンス整合回路を介した前記入出力側のソースインピーダンスの関数は、前記結合インダクタ及び前記飛越コンデンサにより並列共振周波数が虚数である虚数共振に起因して負の曲率を有し、前記可変バンドパスフィルタの中心周波数にほぼ比例する前記複同調器のインピーダンスより所定の許容量だけ大きい、
ことを特徴とする可変バンドパスフィルタ。
【請求項２】
前記インピーダンス整合回路は、固定インダクタンスを有し前記結合インダクタ及び前記直列インダクタと並列接続されるシャントインダクタ、をさらに有し、
前記インピーダンス整合回路を介した前記入出力側のソースインピーダンスは、前記結合インダクタ、前記直列インダクタ、前記共振インダクタ及び前記結合インダクタの間の相互インダクタ、並びに、前記シャントインダクタにおける分圧比に応じて決まる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の可変バンドパスフィルタ。
【請求項３】
前記インピーダンス整合回路は、固定キャパシタンスを有するフィルタ用コンデンサと固定インダクタンスを有するフィルタ用インダクタとからなる固定バンドパスフィルタを前記入出力側にさらに有し、前記結合インダクタと前記直列インダクタと前記飛越コンデンサと前記シャントコンデンサとからなる磁界結合部を前記複同調器側に有し、
前記可変バンドパスフィルタの中心周波数の可変範囲のうち、前記第２可変範囲より高周波数側の第３可変範囲において、前記可変バンドパスフィルタの中心周波数を変数とする前記インピーダンス整合回路を介した前記入出力側のソースインピーダンスの関数は、前記固定バンドパスフィルタに起因して正の曲率を有し、前記可変バンドパスフィルタの中心周波数にほぼ比例する前記複同調器のインピーダンスより所定の許容量だけ小さい、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の可変バンドパスフィルタ。
【請求項４】
前記フィルタ用コンデンサは、前記結合インダクタと並列接続され、
前記フィルタ用インダクタは、前記結合インダクタと直列接続され、
前記可変バンドパスフィルタの中心周波数の可変範囲のうち、前記第２可変範囲において、前記可変バンドパスフィルタの中心周波数を変数とする前記インピーダンス整合回路を介した前記入出力側のソースインピーダンスの関数は、前記虚数共振及び前記フィルタ用コンデンサに起因して負の曲率を有し、前記可変バンドパスフィルタの中心周波数にほぼ比例する前記複同調器のインピーダンスより所定の許容量だけ大きく、
前記可変バンドパスフィルタの中心周波数の可変範囲のうち、前記第３可変範囲において、前記可変バンドパスフィルタの中心周波数を変数とする前記インピーダンス整合回路を介した前記入出力側のソースインピーダンスの関数は、前記フィルタ用インダクタに起因して正の曲率を有し、前記可変バンドパスフィルタの中心周波数にほぼ比例する前記複同調器のインピーダンスより所定の許容量だけ小さい、
ことを特徴とする、請求項３に記載の可変バンドパスフィルタ。
【請求項５】
前記複同調器では、前記並列共振器が２個互いに逆相で磁界結合され、前記共振インダクタ同士の間の寄生コンデンサと前記共振インダクタ同士の間の相互インダクタにより、並列共振周波数が虚数である前記複同調器内の虚数共振が起こり、
前記可変バンドパスフィルタの中心周波数の可変範囲のうち、前記第２可変範囲において、前記インピーダンス整合回路を介した前記入出力側のソースインピーダンスは、前記複同調器内の虚数共振により負の曲率を有する、前記可変バンドパスフィルタの中心周波数を変数とする前記複同調器のインピーダンスの関数より、所定の許容量だけ異なる、
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の可変バンドパスフィルタ。
【請求項６】
前記複同調器では、前記並列共振器が２個互いに同相で磁界結合され、前記共振インダクタ同士の間の寄生コンデンサと前記共振インダクタ同士の間の相互インダクタにより、並列共振周波数が実数である前記複同調器内の並列共振が起こり、
前記可変バンドパスフィルタの中心周波数の可変範囲のうち、前記第３可変範囲において、前記インピーダンス整合回路を介した前記入出力側のソースインピーダンスは、前記複同調器内の並列共振により正の曲率を有する、前記可変バンドパスフィルタの中心周波数を変数とする前記複同調器のインピーダンスの関数より、所定の許容量だけ異なる、
ことを特徴とする、請求項３又は４に記載の可変バンドパスフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複同調器を備える可変バンドパスフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
可変バンドパスフィルタとして、単数のＬＣ並列共振器を有する単同調器を備えるものと、複数のＬＣ並列共振器を有する複同調器を備えるものと、が従来から存在する。
【０００３】
単同調器では、ＬＣ並列共振器の回路定数を調整するのみでは、通過帯域幅を容易に調整することができないが、インピーダンスが中心周波数に依存しないため、入出力側のソースインピーダンスとの間のインピーダンス整合を容易に図ることができる。
【０００４】
複同調器では、ＬＣ並列共振器の結合係数を調整することにより、通過帯域幅を容易に調整することができるが、インピーダンスが中心周波数に依存するため、入出力側のソースインピーダンスとの間のインピーダンス整合を容易に図ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４８１２１号公報
【特許文献２】特表平１１−５０４１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２では、互いに「容量」結合される複数のＬＣ並列共振器を有する複同調器を備える可変バンドパスフィルタが開示されている。なお、入出力側のソースインピーダンスとの間のインピーダンス整合を図ることについては、特許文献１、２では開示されていないが、図１及び図２に示す技術が従来から存在する。
【０００７】
従来技術の可変バンドパスフィルタの回路構成を図１に示す。従来技術の可変バンドパスフィルタ１は、複同調器１１及びインピーダンス整合回路１２から構成される。複同調器１１は、結合コンデンサＣｃにより互いに「容量」結合される２個の並列共振器１１１から構成される。インピーダンス整合回路１２は、複同調器１１のインピーダンスＲｒと入出力側のソースインピーダンスＲｉｎ、Ｒｏｕｔの間の整合を図る。
【０００８】
複同調器１１では、可変キャパシタンスを有する共振コンデンサＣｒと固定インダクタンスを有する共振インダクタＬｒが並列接続される並列共振器１１１が、固定キャパシタンスを有する結合コンデンサＣｃにより、２個互いに容量結合される。インピーダンス整合回路１２は、共振インダクタＬｒと対向インダクタが巻き付いたトランスを有する。
【０００９】
従来技術の可変バンドパスフィルタについて、インピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を、図２の上側及び下側にそれぞれ示す。
【００１０】
複同調器１１のインピーダンスＲｒは、結合コンデンサＣｃに起因して、可変バンドパスフィルタ１の中心周波数ｆ０（＝１／２π√（ＬｒＣｒ））に反比例する。インピーダンス整合回路１２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｔは、インピーダンス整合回路１２のトランスに起因して、可変バンドパスフィルタ１の中心周波数ｆ０に依存しない。よって、インピーダンス整合回路１２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｔは、複同調器１１のインピーダンスＲｒと、可変バンドパスフィルタ１の中心周波数ｆ０のあるポイントにおいてしか等しくすることができない。つまり、複同調器１１のインピーダンスＲｒと入出力側のソースインピーダンスＲｉｎ、Ｒｏｕｔの間の整合は、可変バンドパスフィルタ１の中心周波数ｆ０の狭い可変範囲においてしか図ることができない。
【００１１】
複同調器１１の比帯域は、可変素子が共振コンデンサＣｒであるとともに、結合素子が結合コンデンサＣｃであることから、可変バンドパスフィルタ１の中心周波数ｆ０の２乗に比例する。よって、複同調器１１の比帯域は、可変バンドパスフィルタ１の中心周波数ｆ０の狭い可変範囲においても一定とすることができない。
【００１２】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、複同調器を備える可変バンドパスフィルタにおいて、複同調器の共振コンデンサのキャパシタンスを可変させるだけで、複同調器のインピーダンスと入出力側のソースインピーダンスの間の整合を、可変バンドパスフィルタの中心周波数の広い可変範囲において図るとともに、複同調器の比帯域を、可変バンドパスフィルタの中心周波数の広い可変範囲において一定とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、互いに「磁界」結合される２個のＬＣ並列共振器を有する複同調器を備える可変バンドパスフィルタを採用することにした。よって、複同調器のインピーダンスは、磁界結合に起因して、可変バンドパスフィルタの中心周波数に比例する。そして、複同調器の比帯域は、可変素子が共振コンデンサである一方で、結合方法が磁界結合であることから、可変バンドパスフィルタの中心周波数に依存しない。
【００１４】
さらに、ＬＣ回路からなるインピーダンス整合回路において、並列共振周波数が実数であり共振時インピーダンスが発散する通常の並列共振を採用することなく、並列共振周波数が虚数であり共振時インピーダンスが発散しない並列虚数共振を採用することとした。よって、インピーダンス整合回路を介した入出力側のソースインピーダンスは、可変バンドパスフィルタの中心周波数に比例する複同調器のインピーダンスと、可変バンドパスフィルタの中心周波数の広い可変範囲においてほぼ等しくすることができる。つまり、複同調器のインピーダンスと入出力側のソースインピーダンスの間の整合は、可変バンドパスフィルタの中心周波数の広い可変範囲において図ることができる。そして、後述のように、可変バンドパスフィルタの中心周波数を可変にするには、複同調器の共振コンデンサを可変とすればよく、インピーダンス整合回路のＬＣ素子を固定としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明は、複同調器を備える可変バンドパスフィルタにおいて、複同調器の共振コンデンサのキャパシタンスを可変させるだけで、複同調器のインピーダンスと入出力側のソースインピーダンスの間の整合を、可変バンドパスフィルタの中心周波数の広い可変範囲において図るとともに、複同調器の比帯域を、可変バンドパスフィルタの中心周波数の広い可変範囲において一定とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来技術の可変バンドパスフィルタの回路構成を示す図である。
【図２】従来技術の可変バンドパスフィルタのインピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を示す図である。
【図３】第１実施形態の可変バンドパスフィルタの回路構成を示す図である。
【図４】第１実施形態の可変バンドパスフィルタのインピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を示す図である。
【図５】第１実施形態の可変バンドパスフィルタの片側等価回路を示す図である。
【図６】第１実施形態の可変バンドパスフィルタのインピーダンス整合特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】第１実施形態の可変バンドパスフィルタの通過特性及びリターンロスのシミュレーション結果を示す図である。
【図８】第２実施形態の可変バンドパスフィルタの回路構成を示す図である。
【図９】第２実施形態の可変バンドパスフィルタのインピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を示す図である。
【図１０】第３実施形態の可変バンドパスフィルタの回路構成を示す図である。
【図１１】第３実施形態の可変バンドパスフィルタのインピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を示す図である。
【図１２】第３実施形態の可変バンドパスフィルタの回路動作原理を示す図である。
【図１３】第４実施形態の可変バンドパスフィルタの回路構成を示す図である。
【図１４】第４実施形態の可変バンドパスフィルタのインピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を示す図である。
【図１５】第５実施形態の可変バンドパスフィルタの回路構成を示す図である。
【図１６】第５実施形態の可変バンドパスフィルタのインピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を示す図である。
【図１７】第６実施形態の可変バンドパスフィルタの回路構成を示す図である。
【図１８】第６実施形態の可変バンドパスフィルタのインピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。
【００１８】
（第１実施形態）
第１実施形態の可変バンドパスフィルタの回路構成を図３に示す。第１実施形態の可変バンドパスフィルタ２は、複同調器２１及びインピーダンス整合回路２２から構成される。複同調器２１は、トランス等により互いに「磁界」結合される２個の並列共振器２１１から構成される。インピーダンス整合回路２２は、複同調器２１のインピーダンスＲｒと入出力側のソースインピーダンスＲｉｎ、Ｒｏｕｔの間の整合を図る。
【００１９】
複同調器２１では、可変キャパシタンスを有する共振コンデンサＣｒと固定インダクタンスを有する共振インダクタＬｒが並列接続される並列共振器２１１が、共振インダクタＬｒ同士間の相互インダクタンスにより、２個互いに磁界結合（結合係数ｋｒ）される。
【００２０】
インピーダンス整合回路２２は、固定インダクタンスを有し共振インダクタＬｒと逆相で磁界結合（結合係数ｋｔ）される結合インダクタＬｔと、固定インダクタンスを有し結合インダクタＬｔと直列接続される直列インダクタＬｓと、固定キャパシタンスを有し直列インダクタＬｓと並列接続され並列共振器２１１と直列接続される飛越コンデンサＣｆと、共振コンデンサＣｒに含有され等価的に結合インダクタＬｔと並列接続されるシャントコンデンサＣｓ（図１２において、詳細について説明する。）と、を有する。
【００２１】
第１実施形態では、共振インダクタＬｒ同士は、同相で磁界結合される。変形例として、共振インダクタＬｒ同士は、逆相で磁界結合されてもよい。
【００２２】
第１実施形態の可変バンドパスフィルタについて、インピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を、図４の上側及び下側にそれぞれ示す。
【００２３】
複同調器２１のインピーダンスＲｒは、共振インダクタＬｒ同士間の相互インダクタンスに起因して、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０にほぼ比例する。インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の可変範囲に応じて、振舞が異なる。
【００２４】
ここで、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０は、おおよそ１／２π√（ＬｒＣｒ）であるが、厳密には１／２π√（Ｌｒ（Ｃｒ−Ｃｓ））である。なぜならば、後述のように、共振コンデンサＣｒは、等価的にＬ型整合回路の一部であるシャントコンデンサＣｓと、並列共振器２１１の一部である並列共振コンデンサと、を含有するからである。
【００２５】
可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の可変範囲のうち、最も低周波数側の第１可変範囲について説明する。インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、直列インダクタＬｓ及びシャントコンデンサＣｓに起因して、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対して正の曲率（ｄ２Ｒｍ／ｄｆ０２＞０）を有し、複同調器２１のインピーダンスＲｒより所定の許容量だけ小さくほぼ等しい。
【００２６】
具体的には、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍが、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の２乗に比例するように、固定インダクタンスを有しＬ型整合回路の一部である直列インダクタＬｓに対して、可変キャパシタンスを有し等価的にＬ型整合回路の一部であるシャントコンデンサＣｓを決める。
【００２７】
そして、結合インダクタＬｔ及び共振インダクタＬｒを介するインピーダンス変換比率に応じて、可変キャパシタンスを有し等価的にＬ型整合回路の一部であるシャントコンデンサＣｓに対して、可変キャパシタンスを有し並列共振器２１１の一部であるシャントコンデンサＣｓを決める。よって、共振コンデンサＣｒは、可変キャパシタンスを有し等価的にＬ型整合回路の一部であるシャントコンデンサＣｓと、可変キャパシタンスを有し並列共振器２１１の一部である並列共振コンデンサと、を並列に含有する。
【００２８】
可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の可変範囲のうち、第１可変範囲より高周波数側の第２可変範囲について説明する。インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、結合インダクタＬｔ及び飛越コンデンサＣｆにより並列共振周波数が虚数である虚数共振（図５において、詳細について説明する。）に起因して、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対して負の曲率（ｄ２Ｒｍ／ｄｆ０２＜０）を有し、複同調器２１のインピーダンスＲｒより所定の許容量だけ大きくほぼ等しい。
【００２９】
第１実施形態の可変バンドパスフィルタの片側等価回路を図５に示す。図５の上段は、図３に示した並列共振器２１１及びインピーダンス整合回路２２を示す。図５の中段は、図５の上段に示した磁界結合を含む回路を、Ｔ型回路に変換したものを示す。図５の下段は、図５の中段に示したＴ型回路に、Ｙ−Δ変換を実行したものを示す。
【００３０】
ここで、結合インダクタＬｔと共振インダクタＬｒは、逆相で磁界結合される。よって、Ｔ型回路への変換後において、並列インダクタのインダクタンスは、−Ｍ（＝−ｋｔ√（ＬｒＬｔ）＜０）となり、直列インダクタのインダクタンスは、Ｌｓ＋Ｌｔ＋Ｍ及びＬｒ＋Ｍとなる。そして、Ｙ−Δ変換の実行後において、直列インダクタのインダクタンスは、Ｌ１（＜０）となり、並列インダクタのインダクタンスは、Ｌ２及びＬ３となる。
【００３１】
ここで、直列インダクタＬ１（＜０）と飛越コンデンサＣｆ（＞０）は、並列接続される。よって、並列共振周波数が虚数（＝−ｊ／２π√（｜Ｌ１｜Ｃｆ））であり、共振時インピーダンスが発散しない、並列虚数共振が発生する。そして、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対して負の曲率（ｄ２Ｒｍ／ｄｆ０２＜０）を有する。
【００３２】
このように、第１、２可変範囲において、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍが、複同調器２１のインピーダンスＲｒと比べて、ほぼ等しくなるように、インピーダンス整合回路２２の結合インダクタＬｔ、直列インダクタＬｓ、飛越コンデンサＣｆ、シャントコンデンサＣｓ及び結合係数ｋｔを設計すればよい。
【００３３】
ここで、ＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）を考慮すれば、上述の所定の許容量（Ｒｍ（インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンス）とＲｒ（複同調器２１のインピーダンス）の差分量に対する許容量）は、第１可変範囲では、第２可変範囲より、小さな量となることが望ましい。
【００３４】
よって、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、複同調器２１のインピーダンスＲｒと、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の広い可変範囲においてほぼ等しくすることができる。つまり、複同調器２１のインピーダンスＲｒと入出力側のソースインピーダンスＲｉｎ、Ｒｏｕｔの間の整合は、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の広い可変範囲において図ることができる。
【００３５】
そして、複同調器２１の比帯域は、可変素子が共振コンデンサＣｒである一方で、結合方法が磁界結合であることから、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に依存しない。よって、複同調器２１の比帯域は、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の広い可変範囲（第１、２可変範囲）において一定とすることができる。
【００３６】
さらに、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０を可変にするには、複同調器２１の共振コンデンサＣｒを可変とすればよく、インピーダンス整合回路２２の結合インダクタＬｔ、直列インダクタＬｓ、飛越コンデンサＣｆ及び結合係数ｋｔを固定としてもよい。
【００３７】
第１実施形態の可変バンドパスフィルタについて、インピーダンス整合特性のシミュレーション結果を図６に示す。飛越コンデンサＣｆがない場合には、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の２乗に比例する。飛越コンデンサＣｆがある場合には、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、第１可変範囲（０．５×１０７Ｈｚ〜１．５×１０７Ｈｚ）及び第２可変範囲（１．５×１０７Ｈｚ〜３．５×１０７Ｈｚ）において、複同調器２１のインピーダンスＲｒとほぼ等しくなる。
【００３８】
第１実施形態の可変バンドパスフィルタについて、通過特性及びリターンロスのシミュレーション結果を図７に示す。図７の上段は、図３及び図１に示した第１実施形態及び従来技術の可変バンドパスフィルタにおける、中心周波数ｆ０を様々に設定した場合の通過特性について、実線及び破線でそれぞれ示す。図７の下段は、図３及び図１に示した第１実施形態及び従来技術の可変バンドパスフィルタにおける、中心周波数ｆ０を様々に設定した場合のリターンロスについて、実線及び破線でそれぞれ示す。
【００３９】
図１に示した従来技術の可変バンドパスフィルタ１では、中心周波数ｆ０が減少すると、通過ロスが増大し、リターンロスが劣化し、比帯域が減少し（図２の下段も参照。）、可変バンドパスフィルタ１の中心周波数ｆ０の可変範囲が狭くなる。
【００４０】
図３に示した第１実施形態の可変バンドパスフィルタ２では、中心周波数ｆ０が減少しても、通過特性が高く維持され、リターンロスが低く維持され、比帯域が一定であり（図４の下段も参照。）、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の可変範囲が広くなる。
【００４１】
（第２実施形態）
第２実施形態の可変バンドパスフィルタの回路構成を図８に示す。第２実施形態では、第１実施形態と比べて、以下に説明する構成が追加される。
【００４２】
インピーダンス整合回路２２は、固定インダクタンスを有し結合インダクタＬｔ及び直列インダクタＬｓと並列接続されるシャントインダクタＬｂ、をさらに有する。インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｉｎ、Ｒｏｕｔは、結合インダクタＬｔ、直列インダクタＬｓ、共振インダクタＬｒ及び結合インダクタＬｔの間の相互インダクタ、並びに、シャントインダクタＬｂにおける分圧比に応じて決まる。
【００４３】
第２実施形態の可変バンドパスフィルタについて、インピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を、図９の上側及び下側にそれぞれ示す。
【００４４】
結合インダクタＬｔ及び共振インダクタＬｒを介するインピーダンス変換比率は、結合インダクタＬｔ及び共振インダクタＬｒの巻き数及び結合係数ｋｔで決まる。しかし、結合インダクタＬｔ及び共振インダクタＬｒの巻き数及び結合係数ｋｔは、正確に設定することが難しい。よって、シャントインダクタＬｂなしでは、結合インダクタＬｔ及び共振インダクタＬｒを介するインピーダンス変換比率は、正確に設定することが難しい。そして、シャントインダクタＬｂなしでは、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、複同調器２１のインピーダンスＲｒとほぼ等しくすることが難しい。
【００４５】
そこで、シャントインダクタＬｂの追加前に、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍを、複同調器２１のインピーダンスＲｒよりやや大きめにする。そして、シャントインダクタＬｂの追加後に、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍを、複同調器２１のインピーダンスＲｒとほぼ等しくする。このように、シャントインダクタＬｂの追加前にやや大きめであった、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍを、シャントインダクタＬｂの追加後に分圧回路を用いて、複同調器２１のインピーダンスＲｒとほぼ等しくする。もっとも、シャントインダクタＬｂなしでも、トランスの巻き数及び結合係数ｋｔのみにより、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍを、複同調器２１のインピーダンスＲｒとほぼ等しくすることができる場合もあり得る。
【００４６】
（第３実施形態）
第３実施形態の可変バンドパスフィルタの回路構成を図１０に示す。第３実施形態では、第２実施形態と比べて、以下に説明する構成が追加される。
【００４７】
インピーダンス整合回路２２は、固定キャパシタンスを有するフィルタ用コンデンサと固定インダクタンスを有するフィルタ用インダクタとからなる固定バンドパスフィルタ２２２を入出力側にさらに有し、結合インダクタＬｔと直列インダクタＬｓと飛越コンデンサＣｆとシャントコンデンサＣｓとからなる磁界結合部２２１を複同調器２１側に有する。
【００４８】
固定バンドパスフィルタ２２２では、フィルタ用コンデンサＣｂは、結合インダクタＬｔと並列接続され、フィルタ用インダクタＬａは、結合インダクタＬｔと直列接続され、フィルタ用コンデンサＣａは、結合インダクタＬｔと直列接続される。
【００４９】
第３実施形態の可変バンドパスフィルタについて、インピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を、図１１の上側及び下側にそれぞれ示す。
【００５０】
可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の可変範囲のうち、第１可変範囲より高周波数側の第２可変範囲について説明する。インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、上記虚数共振及びフィルタ用コンデンサＣｂに起因して、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対して負の曲率（ｄ２Ｒｍ／ｄｆ０２＜０）を有し、複同調器２１のインピーダンスＲｒより所定の許容量だけ大きくほぼ等しい。
【００５１】
可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の可変範囲のうち、第２可変範囲より高周波数側の第３可変範囲について説明する。インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、フィルタ用インダクタＬａに起因して、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対して正の曲率（ｄ２Ｒｍ／ｄｆ０２＞０）を有し、複同調器２１のインピーダンスＲｒより所定の許容量だけ小さくほぼ等しい。
【００５２】
第３実施形態の可変バンドパスフィルタの回路動作原理を図１２に示す。図１２の上段は、直列インダクタＬｓとシャントコンデンサＣｓとを備えるＬ型整合回路を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍを示す。図１２の中段は、フィルタ用コンデンサＣｂをさらに備えるＬ型整合回路を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍを示す。図１２の下段は、フィルタ用インダクタＬａとフィルタ用コンデンサＣａとをさらに備えるＬ型整合回路を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍを示す。
【００５３】
図１２の上段に示したＬ型整合回路において、入出力側のソースインピーダンスＲｉｎ、Ｒｏｕｔは、直列インダクタＬｓの大きさ及び可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に応じて、等リアクタンス円上を誘導性方向にシフトする。そして、シャントコンデンサＣｓの大きさ及び可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に応じて、等サセプタンス円上を容量性方向にシフトする。ここで、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍが実数となるように、シャントコンデンサＣｓの大きさが決められる。よって、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の２乗に比例する値となる。
【００５４】
図１２の中段に示したＬ型整合回路において、入出力側のソースインピーダンスＲｉｎ、Ｒｏｕｔは、フィルタ用コンデンサＣｂの大きさ及び可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に応じて、等サセプタンス円上を容量性方向にシフトする。そして、直列インダクタＬｓの大きさ及び可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に応じて、等リアクタンス円上を誘導性方向にシフトする。さらに、シャントコンデンサＣｓの大きさ及び可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に応じて、等サセプタンス円上を容量性方向にシフトする。よって、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、低周波数側の第１可変範囲において、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の２乗に比例する値となる。しかし、高周波数側の第２可変範囲において、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の２乗に比例する値より小さくなり、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対して負の曲率（ｄ２Ｒｍ／ｄｆ０２＜０）を有する。
【００５５】
図１２の下段に示したＬ型整合回路において、入出力側のソースインピーダンスＲｉｎ、Ｒｏｕｔは、フィルタ用コンデンサＣｂの大きさ及び可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に応じて、等サセプタンス円上を容量性方向にシフトする。そして、フィルタ用インダクタＬａの大きさ及び可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に応じて、等リアクタンス円上を誘導性方向にシフトする。よって、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、高周波数側の第２可変範囲において、フィルタ用コンデンサＣｂに起因して、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対して負の曲率（ｄ２Ｒｍ／ｄｆ０２＜０）を有する。そして、さらに高周波数側の第３可変範囲において、フィルタ用インダクタＬａに起因して、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対して正の曲率（ｄ２Ｒｍ／ｄｆ０２＞０）を有する。さらに、フィルタ用コンデンサＣａの大きさを調整することにより、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍを複同調器２１のインピーダンスＲｒに一層フィットさせることができる。
【００５６】
（第４実施形態）
第４実施形態の可変バンドパスフィルタの回路構成を図１３に示す。第４実施形態では、第２実施形態と比べて、以下に説明する構成が追加される。
【００５７】
インピーダンス整合回路２２は、固定キャパシタンスを有するフィルタ用コンデンサと固定インダクタンスを有するフィルタ用インダクタとからなる固定バンドパスフィルタ２２２を入出力側にさらに有し、結合インダクタＬｔと直列インダクタＬｓと飛越コンデンサＣｆとシャントコンデンサＣｓとからなる磁界結合部２２１を複同調器２１側に有する。
【００５８】
ここで、第３実施形態では、図１０に示したように、固定バンドパスフィルタ２２２は、２段のフィルタであり、フィルタの各段は、単純な直列又は並列の共振部である。一方で、第４実施形態では、図１３に示したように、固定バンドパスフィルタ２２２は、何段のフィルタでもよく、フィルタの各段は、任意の共振部でもよい。
【００５９】
第４実施形態の可変バンドパスフィルタについて、インピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を、図１４の上側及び下側にそれぞれ示す。
【００６０】
可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の可変範囲のうち、第２可変範囲より高周波数側の可変範囲について説明する。インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、固定バンドパスフィルタ２２２に起因して、複同調器２１のインピーダンスＲｒより所定の許容量だけ異なりほぼ等しい。
【００６１】
高周波数側の可変範囲のうちの「ある」可変範囲においては、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対して「負の」曲率を有し、複同調器２１のインピーダンスＲｒより所定の許容量だけ「大きく」ほぼ等しい。高周波数側の可変範囲のうちの「他の」可変範囲においては、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対して「正の」曲率を有し、複同調器２１のインピーダンスＲｒより所定の許容量だけ「小さく」ほぼ等しい。
【００６２】
ここで、第３実施形態では、図１１に示したように、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０が高くなるにつれて、第１可変範囲に続いて、「ある」可変範囲及び「他の」可変範囲が１回ずつ置かれている。一方で、第４実施形態では、図１４に示したように、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０が高くなるにつれて、第１可変範囲に続いて、「ある」可変範囲及び「他の」可変範囲が交互に何回も並んでもよい。
【００６３】
（第５実施形態）
第５実施形態の可変バンドパスフィルタの回路構成を図１５に示す。第５実施形態では、第２実施形態と比べて、以下に説明する構成が追加される。
【００６４】
複同調器２１では、並列共振器２１１が２個互いに逆相で磁界結合される。そして、複同調器２１内の寄生コンデンサＣｐと共振インダクタＬｒ同士の間の相互インダクタ−ｍ（＝−ｋｒＬｒ＜０）により、並列共振周波数が虚数（＝−ｊ／２π√（｜−ｍ｜Ｃｐ））である複同調器２１内の虚数共振が起こる。ここで、複同調器２１内の寄生コンデンサＣｐは、共振インダクタＬｒ同士の磁界結合用のトロイダルコアの誘電率によるものである。
【００６５】
第５実施形態の可変バンドパスフィルタについて、インピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を、図１６の上側及び下側にそれぞれ示す。
【００６６】
可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０が並列共振周波数（＝１／２π√（｜−ｍ｜Ｃｐ））より十分に小さければ、共振インダクタＬｒ同士間の相互インダクタンスに起因して、複同調器２１のインピーダンスＲｒは、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０にほぼ比例する。可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０が並列共振周波数（＝１／２π√（｜−ｍ｜Ｃｐ））へと近づくにつれて、複同調器２１内の虚数共振に起因して、並列共振器２１１間の結合係数は、徐々に大きくなるため、複同調器２１のインピーダンスＲｒは、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対して負の曲率を有する。
【００６７】
可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の可変範囲のうち、第１可変範囲より高周波数側の第２可変範囲について説明する。インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍと、複同調器２１のインピーダンスＲｒは、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対してともに負の曲率を有する。よって、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、複同調器２１のインピーダンスＲｒより、所定の許容量だけ異なりほぼ等しい。つまり、複同調器２１内の寄生コンデンサＣｐを無視できなくても、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍを、複同調器２１のインピーダンスＲｒに、精度よくフィットできる。
【００６８】
なお、第５実施形態は、第２可変範囲を有する実施形態、つまり、第２実施形態のみならず、第１、３、４実施形態に対しても、実施することができる。
【００６９】
（第６実施形態）
第６実施形態の可変バンドパスフィルタの回路構成を図１７に示す。第６実施形態では、第３実施形態と比べて、以下に説明する構成が追加される。
【００７０】
複同調器２１では、並列共振器２１１が２個互いに同相で磁界結合される。そして、複同調器２１内の寄生コンデンサＣｐと共振インダクタＬｒ同士の間の相互インダクタ＋ｍ（＝＋ｋｒＬｒ＞０）により、並列共振周波数が実数（＝１／２π√（ｍＣｐ））である複同調器２１内の並列共振が起こる。ここで、複同調器２１内の寄生コンデンサＣｐは、共振インダクタＬｒ同士の磁界結合用のトロイダルコアの誘電率によるものである。
【００７１】
第６実施形態の可変バンドパスフィルタについて、インピーダンス整合特性及び中心周波数に対する通過帯域幅の比率（比帯域）を、図１８の上側及び下側にそれぞれ示す。
【００７２】
可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０が並列共振周波数（＝１／２π√（ｍＣｐ））より十分に小さければ、共振インダクタＬｒ同士間の相互インダクタンスに起因して、複同調器２１のインピーダンスＲｒは、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０にほぼ比例する。可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０が並列共振周波数（＝１／２π√（ｍＣｐ））へと近づくにつれて、複同調器２１内の並列共振に起因して、並列共振器２１１間の結合係数は、徐々に小さくなるため、複同調器２１のインピーダンスＲｒは、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対して正の曲率を有する。
【００７３】
可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０の可変範囲のうち、第２可変範囲より高周波数側の第３可変範囲について説明する。インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍと、複同調器２１のインピーダンスＲｒは、可変バンドパスフィルタ２の中心周波数ｆ０に対してともに正の曲率を有する。よって、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍは、複同調器２１のインピーダンスＲｒより、所定の許容量だけ異なりほぼ等しい。つまり、複同調器２１内の寄生コンデンサＣｐを無視できなくても、インピーダンス整合回路２２を介した入出力側のソースインピーダンスＲｍを、複同調器２１のインピーダンスＲｒに、精度よくフィットできる。
【００７４】
なお、第６実施形態は、第３可変範囲を有する実施形態、つまり、第３実施形態のみならず、第４実施形態に対しても、実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の可変バンドパスフィルタは、送受信のフロントエンド等に適用することができる。そして、本発明の可変バンドパスフィルタは、所定の帯域を通過させるのみならず、インピーダンスを整合させるためにも、適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１：可変バンドパスフィルタ、１１：複同調器、１２：インピーダンス整合回路、１１１：並列共振器、２：可変バンドパスフィルタ、２１：複同調器、２２：インピーダンス整合回路、２１１：並列共振器、２２１：磁界結合部、２２２：固定バンドパスフィルタ
【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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【図１７】
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【図１８】
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