(57)【要約】【課題】通過中心周波数が制御される電圧制御フィルタに対して、最小限の実装スペースにより、通過中心周波数から一定周波数離れた位置に帯域阻止特性を付加する。【解決手段】バラクタダイオードＸ１，Ｘ２はマイクロストリップラインＭＳＬ１，ＭＳＬ２で構成される結合回路に接続され、ＭＳＬ１，ＭＳＬ２はカップリングコンデンサＣ９，Ｃ１０を介して入出力端子Ｊ１，Ｊ２と接続され、通過中心周波数が制御される電圧制御フィルタが構成されている。ＭＳＬ１とＭＳＬ２間にバラクタダイオードＸ３を接続し、バラクタダイオードＸ１，Ｘ２と連動させてその容量値を制御することにより、ＶＣＦの中心周波数から任意の周波数だけ離れたところに帯域阻止特性を持たせる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部が入力端子側に接続され、他方の端部が第１のバラクタダイオードを介してグランドに接続された第１の伝送線路と、一方の端部が出力端子側に接続され、他方の端部が第２のバラクタダイオードを介してグランドに接続された第２の伝送線路とを、互いに電磁結合するように配置し、かつ前記第１及び第２のバラクタダイオードの容量値を制御することにより通過中心周波数が制御される帯域通過型電圧制御フィルタにおいて、
前記第１および第２の伝送線路間に接続され、かつ前記第１及び第２のバラクタダイオードと連動してその容量値が制御されることにより前記通過中心周波数から所定周波数離れた位置に帯域阻止特性を持たせるための第３のバラクタダイオードを少なくとも１つ有していることを特徴とする電圧制御フィルタ。
【請求項２】
前記伝送線路は、マイクロストリップラインによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電圧制御フィルタ。
【請求項３】
前記伝送線路は、誘電体共振器として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電圧制御フィルタ。
【請求項４】
前記第１〜第３のバラクタダイオードの容量値は、前記通過中心周波数と前記帯域阻止周波数の間隔が可変周波数範囲において常に略一定となるように調整されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電圧制御フィルタ。
【請求項５】
前記第３のバラクタダイオードは、前記伝送線路の他方の端部近傍に接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電圧制御フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧制御フィルタ（以下、ＶＣＦ）に関し、特に無線装置や計測器等において妨害波やスプリアス信号の抑制のため、電圧により中心周波数の制御が可能な帯域通過型フィルタ（以下、ＢＰＦ）あるいは帯域阻止型フィルタ（以下、ＢＥＦ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＶＣＦは、例えば、信号周波数もしくはスプリアス信号が数十〜数百ＭＨｚにわたって大きく変化する場合、その周波数に追従してフィルタ特性の制御が行えることにある。結合回路にマイクロストリップ線路あるいは誘電体共振器を用いるとともに、該結合回路にバラクタダイオードを接続し、バラクタダイオードの容量値を変化させることにより、中心周波数の制御が可能なＶＣＦが、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
結合回路にマイクロストリップ線路を用いた場合の従来のＢＰＦ特性を持つＶＣＦ回路の一例を図６に示す。本図において、バラクタダイオードＸ１，Ｘ２はマイクロストリップラインＭＳＬ１，ＭＳＬ２で構成される結合回路に接続され、ＭＳＬ１，ＭＳＬ２はカップリングコンデンサＣ９，Ｃ１０を介して入出力端子Ｊ１，Ｊ２と接続されている。
【０００４】
また、抵抗Ｒ１，Ｒ２によってバラクタダイオードＸ１，Ｘ２のアノード端子は直流的にグラウンドへ接続され、バイパスコンデンサＣ１，Ｃ２によってバラクタダイオードＸ１，Ｘ２のアノード端子は高周波的にグラウンドへ接続される。
【０００５】
バラクタダイオードＸ１，Ｘ２には同一の正のバイアス電圧ＣＯＮＴ＿Ｖが印加され、ＣＯＮＴ＿Ｖを変化させることによりＶＣＦの中心周波数が調整できる。ＣＯＮＴ＿Ｖの印加回路には抵抗Ｒ４，Ｒ５及びコンデンサＣ４，Ｃ５が備えられており、ＲＦ信号がバイアスラインに漏れないようにしている。
【０００６】
本回路によるＶＣＦの特性を図７に示す。ＣＯＮＴ＿Ｖに電圧を印加していくに従い、ＶＣＦの中心周波数はｆ１→ｆ２→ｆ３と変化する。図６に示すＶＣＦでは、ＶＣＦの中心周波数ｆｉ（ｉ＝１，２，３）から５６０ＭＨｚ上方の周波数ｆｉ’（ｉ＝１，２，３）における減衰量は、ｆ１で−３５ｄＢｃ、ｆ２で−３２ｄＢｃ、ｆ３で−３０ｄＢｃである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１５２８０６号公報
【特許文献２】
特開２００２−３３５１０３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、送受信の周波数間隔が一定の通信装置における送受間干渉防止や、ＩＦ周波数が一定のダウンコンバータ回路におけるイメージ信号が、ＶＣＦの中心周波数ｆｉから一定周波数（例えば５６０ＭＨｚ）上方の周波数である場合、これらの周波数の信号は十分に抑圧する必要があるが、上記従来例の場合、ＶＣＦの中心周波数ｆｉ（ｉ＝１，２，３）から一定周波数（例えば５６０ＭＨｚ）上方の周波数ｆｉ’（ｉ＝１，２，３）における減衰量は、ｆ１で−３５ｄＢｃ、ｆ２で−３２ｄＢｃ、ｆ３で−３０ｄＢｃであって、中心周波数より周波数の高い領域では通過帯域に対する減衰量が少なく、これらの周波数帯域における減衰量は必ずしも十分とはいえない。
【０００９】
これらの周波数帯域に対して十分な減衰量を与えるには、ＶＣＦを２段用いたり、あるいはこれらの周波数帯域の信号を阻止するＢＥＦ特性を有するフィルタを直列に接続する必要がある。このように、通信装置における送信信号と受信信号の干渉防止やミキサにおけるイメージ信号の抑圧においてはＢＰＦとＢＥＦ両者の特性を有することが要求される。ＢＰＦ特性を有するフィルタとＢＥＦ特性を有するフィルタとを直列に接続する構成する例は、例えば特許文献２に開示されている。
【００１０】
しかしながら、ＶＣＦを２段用いたり、あるいはＢＰＦとＢＥＦを直列に接続するという構成は、各ＶＣＦ段、あるいはＢＰＦとＢＥＦが一体化していないためその実装スペースを多く必要とし、制御電圧線の数も多くなる。
【００１１】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、従来のＢＰＦ特性を有するＶＣＦと回路規模をほとんど変えずにＢＥＦ特性を付加したＶＣＦを提供すること、及び少ない本数の制御電圧線で制御可能なＢＥＦ特性を有するＶＣＦを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電圧制御フィルタは、一方の端部が入力端子側に接続され、他方の端部が第１のバラクタダイオードを介してグランドに接続された第１の伝送線路と、一方の端部が出力端子側に接続され、他方の端部が第２のバラクタダイオードを介してグランドに接続された第２の伝送線路とを、互いに電磁結合するように配置し、かつ前記第１及び第２のバラクタダイオードの容量値を制御することにより通過中心周波数が制御される帯域通過型電圧制御フィルタにおいて、前記第１および第２の伝送線路間に接続され、かつ前記第１及び第２のバラクタダイオードと連動してその容量値が制御されることにより前記通過中心周波数から所定周波数離れた位置に帯域阻止特性を持たせるための第３のバラクタダイオードを有していることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、この第３のバラクタダイオードの容量値を第１および第２のバラクタダイオードの容量値と連動して変化させることにより、ＢＰＦ特性のＶＣＦに対して所望の位置に帯域阻止特性を持たせるという効果を生じ、フィルタの通過帯域に対して通過阻止帯域を常に一定に保つことが可能である。その結果例えば、送受信の周波数間隔が一定の通信装置における送受間干渉防止や、ＩＦ周波数が一定のダウンコンバータ回路等におけるイメージ信号の抑圧に対して非常に大きな効果を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態を示すＶＣＦ回路図である。本図において抵抗Ｒｘ（ｘ＝１，２，４），コンデンサＣｙ（ｙ＝１，２，３，４，９，１０），バラクタダイオードＸｚ（ｚ＝１，２），マイクロストリップラインＭＳＬ１，ＭＳＬ２は図６に示した従来のＶＣＦ回路と同じ役割を持つものである。
【００１５】
本実施形態では、新たにコンデンサＣ３，バラクタダイオードＸ３，抵抗Ｒ３が接続されている。コンデンサＣ３はバラクタダイオードＸ３に印加される制御電圧ＣＯＮＴ＿Ｖをブロックする役割、バラクタダイオードＸ３はＶＣＦの中心周波数から任意の周波数だけ離れたところに帯域阻止特性を持たせる役割、抵抗Ｒ３は抵抗Ｒ１と同様にバラクタダイオードのアノード端子をグラウンドへ接続する役割を持つ。
【００１６】
図２は、本実施形態の電圧制御フィルタの特性図である。本図においては、ｆｉおよびｆｉ’（ｉ＝１，２，３）を上記で示した図６の場合と同じ周波数となるように設定している。本実施形態では、中心周波数ｆｉ（ｉ＝１，２，３）から５６０ＭＨｚ上方の周波数ｆｉ’（ｉ＝１，２，３）に帯域阻止特性が追加され、また、帯域阻止特性の周波数が中心周波数ｆｉに対して常に５６０ＭＨｚ上方となるように設定される。
【００１７】
これにより中心周波数から５６０ＭＨｚ上方の周波数において約−３０ｄＢｃしか得られなかった図６に示す電圧制御フィルタと比較して、帯域阻止減衰量はｆ１に対してｆ１’が−７４ｄＢｃ、ｆ２に対してｆ２’が−７２ｄＢｃ、ｆ３に対してｆ３’が−７０ｄＢｃと格段に向上する。
【００１８】
従って、本実施形態の電圧制御フィルタを、例えば、送受信の周波数間隔が一定の通信装置における送受間干渉防止や、ＩＦ周波数が一定のダウンコンバータ回路におけるイメージ信号の抑圧のためのフィルタとして用いれば、この電圧制御フィルタのみで対応することが可能であり、実装スペースあるいは制御電圧線の数の面で非常に大きな効果を得ることができる。
【００１９】
図３は、本発明の第２の実施形態を示すＶＣＦ回路図である。本実施形態では、上記の帯域阻止特性をさらに改善するために帯域阻止周波数の調整が行えるよう、バラクタダイオードＸ３に他のバラクタダイオードＸ１，Ｘ２とは別の制御電圧ＣＯＮＴ＿Ｖ’を印加する構成になっている。コンデンサＣ７，Ｃ８はＣＯＮＴ＿Ｖ及びＣＯＮＴ＿Ｖ’の電圧をブロックするためのコンデンサである。
【００２０】
また、抵抗Ｒ６，コンデンサＣ６は抵抗Ｒ４，Ｒ５，コンデンサＣ４，Ｃ５と同様、バラクタダイオードＸ３にＣＯＮＴ＿Ｖ’の電圧を印加すると共にＲＦ信号がバイアス方向に漏れないようにする役割を持つ。これによりＣＯＮＴ＿Ｖ’の電圧をＣＯＮＴ＿Ｖと独立して印加することが可能となり、バラクタダイオードＸ３の容量により決定される帯域阻止周波数の微調整が可能となる。
【００２１】
図４は、本発明の第３の実施形態を示すＶＣＦ回路図である。本実施形態では、マイクロストリップ線路ＭＳＬ１とＭＳＬ２間に複数のバラクタダイオードＸ１５，Ｘ１６を直列に接続した例を示している。実施例では直列接続されるバラクタダイオードの数は２個であるが、それ以上でも可能である。また、図４の実施形態において、複数個のバラクタダイオードを使用した場合に、それぞれのバラクタダイオードに個別に制御電圧を印加して個別に容量値制御を行うこともできる。
【００２２】
図５は、本発明の第４の実施形態を示すＶＣＦ回路図である。本実施形態では、帯域阻止特性を持たせるのとは別の役割（例えば、リターンロス調整）のバラクタダイオードＸｋ（ｋ＝１１，１２，１３，１４）及びそれに準ずる回路を付加した場合の構成を示している。
【００２３】
なお、上記の実施形態では結合回路にマイクロストリップ線路ＭＳＬ１，ＭＳＬ２を用いているが、これを他の伝送線路あるいは誘電体共振器に置き換える等、別の種類の結合回路によって構成することもできる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のＢＰＦ特性を有する単一のＶＣＦの回路規模をほとんど変えずにＢＥＦ特性を付加したＶＣＦを構成することができ、少ない本数の制御電圧線で制御可能なＢＥＦ特性を有するＶＣＦを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すＶＣＦ回路図である。
【図２】本実施形態の電圧制御フィルタの特性図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すＶＣＦ回路図である。
【図４】本発明の第３の実施形態を示すＶＣＦ回路図である。
【図５】本発明の第４の実施形態を示すＶＣＦ回路図である。
【図６】従来のＶＣＦ回路を示す図である。
【図７】図６に示す電圧制御フィルタの特性図である。
【符号の説明】
Ｊ１，Ｊ２  入出力端子
Ｃｉ（ｉ＝１〜１０，１３，１４，１７）  コンデンサ
Ｒｉ（ｉ＝１〜６，１１〜１６）  抵抗
Ｘｉ（ｉ＝１〜３，１１〜１６）  バラクタダイオード
ＭＳＬ１，ＭＳＬ２  マイクロストリップ線路
ＣＯＮＴ＿Ｖ，ＣＯＮＴ＿Ｖ’  ＶＣＦ制御電圧
ｆｉ（ｉ＝１，２，３）  ＶＣＦ中心周波数
ｆｉ’（ｉ＝１，２，３）  ＶＣＦ中心周波数より５６０ＭＨｚ上方の周波数
【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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