(57)【要約】  【課題】  急峻度及び群遅延特性に優れ、回路構成素子の値が少ない種類で構成されるフィルタ回路を提供する。  【解決手段】  本発明のフィルタは、入力端子１１と出力端子１２との間に合計８個の共振器Ｋ１〜Ｋ８が設置されている。入力端子１１に一端が接続された共振器Ｋ１、Ｋ２の他端には、それぞれ共振器Ｋ３、Ｋ４が接続されるとともに、共振器Ｋ３、Ｋ４の他端が接地される。そして、共振器Ｋ１、Ｋ３の接続ノードに、共振器Ｋ５、Ｋ７の一端が接続されるとともに、共振器Ｋ２、Ｋ４の接続ノードに、共振器Ｋ６、Ｋ８の一端が接続される。更に、共振器Ｋ５、Ｋ６の他端が接地されるとともに、共振器Ｋ７、Ｋ８の他端は出力端子１２と接続される。【選択図】      図２
2005311770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する１種類以上の共振器を複数備えるフィルタ回路であって、
前記共振器が電気的にブリッジ接続されることを特徴とするフィルタ回路。
【請求項２】
高周波信号が入力される入力端子と、
該入力端子に一端が接続されるとともに、第１周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第１共振器と、
前記入力端子に一端が接続されるとともに、第２周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第２共振器と、
前記第１共振器の他端に一端が接続され、他端に直流電圧が印加されるとともに、第３周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第３共振器と、
前記第２共振器の他端に一端が接続され、他端に直流電圧が印加されるとともに、第４周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第４共振器と、
前記第１及び第３共振器の接続ノードに一端が接続され、他端に直流電圧が印加されるとともに、第５周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第５共振器と、
前記第２及び第４共振器の接続ノードに一端が接続され、他端に直流電圧が印加されるとともに、第６周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第６共振器と、
前記第１及び第３共振器の接続ノードに一端が接続されるとともに、第７周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第７共振器と、
前記第２及び第４共振器の接続ノードに一端が接続され、前記第７共振器の他端に他端が接続されるとともに、第８周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第８共振器と、
前記第７及び第８共振器の接続ノードに接続された出力端子と、
を有することを特徴とするフィルタ回路。
【請求項３】
前記第１、第４、第５、及び第８周波数が略等しい周波数であるとともに、
前記第２、第３、第６、及び第７周波数が略等しい周波数であることを特徴とする請求項２に記載のフィルタ回路。
【請求項４】
前記第１〜第８共振器の少なくとも一つが、インダクタ及びキャパシタを備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のフィルタ回路。
【請求項５】
前記第１〜第８共振器の少なくとも一つが、高周波線路共振器を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のフィルタ回路。
【請求項６】
所望の高周波信号を選択するバンドパスフィルタを備える高周波通信装置において、
前記バンドパスフィルタを、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のフィルタ回路とすることを特徴とする高周波通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ回路及びそれを用いた高周波通信装置に関し、特に入力端子に入力された信号から予め定められた周波数成分の信号を出力端子に選択的に通過させるフィルタ回路及びそれを用いた高周波通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高周波帯の通信装置には、所定の周波数の送受信信号を選択的に通過させるためのフィルタが多用されている。
【０００３】
図１は、一般的な高周波通信装置の内部構造を示すブロック図である。この高周波通信装置において、変調回路２で変調された信号は、送信アンプ３で増幅され、アンテナスイッチ６とフィルタ７を介して、アンテナ１から放射される。逆に、アンテナ１が受信した信号は、フィルタ７で所定周波数帯の信号が選択された後、アンテナスイッチ６を介して、受信アンプ５で増幅され、復調回路４で復調される。この高周波通信装置に備えられるフィルタ７の目的としては、例えば同一のアンテナを送信回路と受信回路とで共用する場合における送信周波数帯域と受信周波数帯域との分離、又は、増幅回路の非直線性に基づいて発生する高調波の減衰、又は、希望の信号波以外の妨害波・側波といった不要信号波の除去、などがある。
【０００４】
図１の高周波通信装置におけるフィルタ７は、通常、選択的に所定の周波数を通過させるバンドパスフィルタを備える。このバンドパスフィルタは、遮断特性が急峻であることが実用的には望ましく、従来、フィルタの次数を高次にすることで高い急峻度を実現していた。このようなバンドパスフィルタの回路構造は、これまでに幾つも開示されており、その一つとして例えば図９のような構造がある（非特許文献１参照）。
【０００５】
この図９の回路は、最も基本的で、かつＧＨｚ帯で多用されている構造の一つである。そして、この図９のバンドパスフィルタは、入力端子１１と出力端子１２の間に６個のキャパシタＣ１０６〜Ｃ１１１が直列に接続されるとともに、これら６個のキャパシタＣ１０６〜Ｃ１１１の間の５点の接続点それぞれに、キャパシタＣ１０１〜Ｃ１０５とインダクタＬ１０１〜Ｌ１０５よりなる５個の並列共振回路の一端が接続される。又、キャパシタＣ１０１〜Ｃ１０５及びインダクタＬ１０１〜Ｌ１０５より成る５つの並列共振回路の他端がそれぞれ接地される。以下、本明細書では、この図９のような回路構造を備えた従来のフィルタを「５．５段π型フィルタ」と呼称する。
【０００６】
この図９の構成よりなる５．５段π型フィルタを３〜６ＧＨｚ程度の通過帯域を持つフィルタとして、一般的な回路シミュレータを用いて設計した。インダクタＬ１０１〜Ｌ１０５のインダクタンスをそれぞれｘ１０１〜ｘ１０５とし、キャパシタＣ１０１〜Ｃ１１１のキャパシタンスをそれぞれｙ１０１〜ｙ１１１とすると、この回路シミュレータの設計により、各構成素子の値が、それぞれx101＝x105＝0.99198nH、x102＝x104＝1.05528nH、x103＝0.463374nH、y101＝y105＝0.986466pH、y102＝y104＝0.00230784pH、y103＝2.12196pH、y106＝y111＝30.2464pH、y107＝y110＝0.859483pH、y108＝y109＝1.00719pHであるときに、図１０及び図１１に示す特性を得た。
【０００７】
このように、図９に示すフィルタ回路は、キャパシタとインダクタを合わせて１６個の回路素子より構成されているが、シミュレータの算出結果によると、異なる９種類の素子が必要であることが分かる。即ち、３〜６ＧＨｚの通過帯域を備える５．５段π型フィルタを構成するには、その回路要素の大半を異なる種類の素子で構成する必要がある。
【非特許文献１】小西良弘著、「通信用フィルタ回路の設計とその応用」、総合電子出版社、１９９４年第１版、ｐ．２６、図２．２７（ｂ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このインダクタやキャパシタなどの素子は、生産時に一定のバラツキが発生するため、その値には一定の誤差が存在する。そして、素子の値が異なれば、許容誤差範囲も異なるため、複数種類の素子で構成される回路を生産する際には、前もって許容誤差範囲の最も厳しい素子に合わせて厳密な設計を行う必要がある。よって、調整すべき素子の種類が多くなるとその作業は複雑化する。又、従来技術のフィルタ回路において、可変容量キャパシタを用いて可変フィルタ化することを考慮した場合、可変制御すべき素子値の種類が多いと、その制御は極めて複雑化する。
【０００９】
又、図１０及び図１１は、図９の回路構造をしたバンドパスフィルタにおいて上述の最適設計された素子値のもとで実現するフィルタ特性を示す図であり、図１０が透過特性及び反射特性を表し、図１１が群遅延特性を表す。
【００１０】
図１０において、横軸がフィルタに入力される信号の周波数であり、縦軸がＳパラメータで表示される順方向の透過係数及び反射係数のデシベル値である。この図１０により、図９に示す５．５段π型フィルタは、通過帯域（３〜６ＧＨｚ）の低域側では高い急峻度が得られたものの、高域側近傍（図１０中の符号Ａ１で示された領域）に関してはあまり急峻度が高められていないことが分かる。このような高域側近傍の急峻度が不十分なフィルタを高周波通信装置に利用すると、送信時における不要スプリアス放射の発生や、受信時における混信が招く通信品質の劣化などの問題が生じる。
【００１１】
この問題を解決するために、フィルタの次数を５．５段π型フィルタよりも更に高次にすることで急峻度を高めることが考えられるが、そのためには図９の回路構成素子よりも更に多くの素子が必要となり、回路を構成する構成素子の種類が多様になるという上述の問題がやはり発生する。
【００１２】
又、別の解決方法として、フィルタを多段重ねにすることが考えられる。図１２は、フィルタを多段重ねした高周波通信装置の内部構成を示すブロック図である。図１２において、図１に示すブロック図と同一の部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００１３】
この図１２の高周波通信装置において、フィルタ７がバンドパスフィルタ７１だけでなく、ローパスフィルタ７２を追加した２段構成になっている。このように、バンドパスフィルタ７１のみでは十分に遮断できない信号の周波数成分についても、遮断することができるよう、予め設計されたローパスフィルタ７２を備えることで、不要スプリアス放射や混信などの弊害を防ぐことができる。しかしながら、図１２のように構成するとき、ローパスフィルタ７２を追加しなければならないため、高周波通信装置の装置サイズの増大化や、携帯無線受信機の場合には挿入損の増加に起因するバッテリー持続時間の短縮といった問題が発生する。
【００１４】
又、図１１において、横軸がフィルタに入力される信号の周波数であり、縦軸が群遅延時間である。群遅延特性は、位相特性の周波数微分で表現され、この特性が平坦なほど複数のスペクトラムを持った信号を歪みなく伝達させることができる。一方で、近年、高周波帯域に対しても、無線通信分野においては信号の占有帯域幅が広がる傾向があり、優れた群遅延特性が必要とされている。例えば、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）通信方式では、１つの変調信号の帯域が場合によっては最大３〜１０ＧＨｚにも及ぶため、ＵＷＢ通信方式による通信装置に備えられるフィルタは、群遅延特性を１ｎｓ以下に抑えないと信号の歪みが無視できない。しかしながら、図１１によると、通過帯域内（３〜６ＧＨｚ）では概ね１ｎｓ以下に収まっているが、帯域の低域端（３ＧＨｚ）近傍では顕著に劣化してしており（図１１中の符号Ａ２で示された領域）、２ｎｓを超える遅延が発生する周波数帯が存在するため、図１１の特性ではＵＷＢ通信方式のような広帯域を使用する最新の通信システムの要求仕様を満たすことができない。
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明は、急峻度及び群遅延特性に優れ、回路構成素子の値が少ない種類で構成されるフィルタ回路を提供することを目的とする。又、本発明は、前記フィルタ回路を用いて、高周波通信装置の部品数の削減、及び装置サイズの縮小を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成すべく、本発明のフィルタ回路は、所定の周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する１種類以上の共振器を複数備えるフィルタ回路であって、前記共振器が電気的にブリッジ接続される構成としている。
【００１７】
又、前記フィルタ回路は、高周波信号が入力される入力端子と、該入力端子に一端が接続されるとともに、第１周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第１共振器と、前記入力端子に一端が接続されるとともに、第２周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第２共振器と、前記第１共振器の他端に一端が接続され、他端に直流電圧が印加されるとともに、第３周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第３共振器と、前記第２共振器の他端に一端が接続され、他端に直流電圧が印加されるとともに、第４周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第４共振器と、前記第１及び第３共振器の接続ノードに一端が接続され、他端に直流電圧が印加されるとともに、第５周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第５共振器と、前記第２及び第４共振器の接続ノードに一端が接続され、他端に直流電圧が印加されるとともに、第６周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第６共振器と、前記第１及び第３共振器の接続ノードに一端が接続されるとともに、第７周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第７共振器と、前記第２及び第４共振器の接続ノードに一端が接続され、前記第７共振器の他端に他端が接続されるとともに、第８周波数の電気信号が入力されると共振現象を発生する第８共振器と、前記第７及び第８共振器の接続ノードに接続された出力端子と、を有する構成としてもよい。
【００１８】
又、前記フィルタ回路において、第３〜第６共振器の一端に印加される前記直流電圧を同一の電圧としても構わない。更に、前記第３〜第６共振器の一端を接地するものとしても構わない。
【００１９】
又、前記フィルタ回路において、前記第１、第４、第５、及び第８周波数が略等しい周波数であるとともに、前記第２、第３、第６、及び第７周波数が略等しい周波数であるとしても構わない。
【００２０】
更に、前記第１〜第８共振器の少なくとも一つが、インダクタ及びキャパシタを備えるものとしてもよく、又、前記第１〜第８共振器の少なくとも一つが、高周波線路共振器を備えるものとしてもよい。尚、高周波線路共振器は、片側が短絡された高周波線路により構成しても構わないし、高周波線路の近傍に置かれて、前記高周波線路と電磁界結合されている誘電体共振器により構成しても構わないし、これらの両方が含まれる構成としても構わない。更に、可変容量キャパシタあるいはスイッチング素子などを用いて、本発明のフィルタを可変フィルタとしても構わない。
【００２１】
更に、本発明の高周波通信装置は、所望の高周波信号を選択するバンドパスフィルタを備える高周波通信装置において、前記バンドパスフィルタを、上述のいずれかに記載のフィルタ回路とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のフィルタ回路によると、急峻度及び群遅延特性に優れ、且つ回路構成素子の値が少ない種類で構成されるバンドパスフィルタ回路を実現できる。更に、本発明のフィルタ回路を用いて構成されたバンドパスフィルタを高周波通信装置が備えることで、高周波通信装置の部品数の削減、及び装置サイズの縮小を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜基本構成＞
本発明の基本構成について、図面を参照して説明する。図２は、本発明のフィルタ回路の基本構成を示す回路図である。
【００２４】
図２に示すフィルタは、入力端子１１と出力端子１２との間に合計８個の共振器Ｋ１〜Ｋ８が設置されており、入力端子１１に一端が接続された共振器Ｋ１、Ｋ２の他端には、それぞれ共振器Ｋ３、Ｋ４が接続され、共振器Ｋ３、Ｋ４の他端が接地されている。又、共振器Ｋ１、Ｋ３の接続ノードには、共振器Ｋ５、Ｋ７の一端が接続され、共振器Ｋ２、Ｋ４の接続ノードには、共振器Ｋ６、Ｋ８の一端が接続される。更に、共振器Ｋ５、Ｋ６の他端が接地されるとともに、共振器Ｋ７、Ｋ８の他端は出力端子１２と接続される。即ち、図２に示すフィルタは、共振器Ｋ１〜Ｋ４によって一つのブリッジ回路が構成されるとともに、共振器Ｋ５〜Ｋ８によって別のブリッジ回路が構成される。
【００２５】
このような共振器Ｋ１〜Ｋ８によってフィルタが構成されるとき、それぞれの共振器Ｋ１〜Ｋ８のインピーダンスが極大となる周波数（共振周波数）をｆ１〜ｆ８とする。このとき、この共振周波数ｆ１〜ｆ８の関係は、ｆ１＝ｆ４＝ｆ５＝ｆ８であるとともに、ｆ２＝ｆ３＝ｆ６＝ｆ７である。又、このとき共振周波数ｆ１、ｆ２を異なる値とする。尚、共振周波数ｆ１、ｆ４、ｆ５、ｆ８の値に多少の差異があるものであっても構わない。同様に、共振周波数ｆ２、ｆ３、ｆ６、ｆ７の値に多少の差異があるものであっても構わない。
【００２６】
このような基本構成を備えるフィルタにおける各実施形態について、以下に説明する。尚、以下の各実施形態では、図２の基本構成における共振器Ｋ１〜Ｋ８の詳細を示す。
【００２７】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図３は、本実施形態のフィルタが構成する回路図である。図３のフィルタは、図２における共振器Ｋ１〜Ｋ８をそれぞれインダクタとキャパシタからなる並列共振回路により構成したものである。即ち、図２における共振器Ｋ１を、インダクタＬ１とキャパシタＣ１の並列共振回路で構成するとともに、以下、同様の構成により、共振器Ｋ２〜Ｋ８それぞれをインダクタＬ２〜Ｌ８及びキャパシタＣ２〜Ｃ８それぞれによる並列共振回路で構成する。更に、インダクタＬ１〜Ｌ８のインダクタンスをｘ１〜ｘ８とし、キャパシタＣ１〜Ｃ８のキャパシタンスをｙ１〜ｙ８とすると、その関係がｘ１＝ｘ４＝ｘ５＝ｘ８、ｘ２＝ｘ３＝ｘ６＝ｘ７、ｙ１＝ｙ４＝ｙ５＝ｙ８、ｙ２＝ｙ３＝ｙ６＝ｙ７となる。このとき、ｘ１及びｘ２、並びにｙ１及びｙ２はそれぞれ異なる値とする。このようにキャパシタＣ１〜Ｃ８及びインダクタＬ１〜Ｌ８の値を設定することで、本実施形態の構成を取る共振器Ｋ１〜Ｋ８の共振周波数ｆ１〜ｆ８がｆ１＝ｆ４＝ｆ５＝ｆ８、及びｆ２＝ｆ３＝ｆ６＝ｆ７であるとともに、ｆ１、ｆ２が異なる値であるという条件を満たす。
【００２８】
このように構成されるフィルタ回路に対して、狭帯域及び広帯域のそれぞれで設計したときの特性について以下に説明する。
【００２９】
（１．狭帯域での設計例）
まず図３の本発明のフィルタ回路を用いて、帯域幅が狭いバンドパスフィルタを設計した例を以下に示す。このとき通過帯域を４．８〜５．２ＧＨｚとし、一般的な回路シミュレータを用いて設計したところ、各構成素子の値が、それぞれx1=0.126158nH、x2=0.142534nH、y1=7.0605pF、y2=8.11181pFであるときに図４に示す特性を得た。尚、５．５段π型フィルタの場合が９種類の素子が必要であったのに対して、本発明の回路構造が必要とする素子は４種類であるように、従来のフィルタに比べて構成素子の種類が少なくなる。
【００３０】
図４は、本例の設計結果によるフィルタの透過特性及び反射特性を示すグラフであり、その縦軸及び横軸については、図１０と同様である。図４（ａ）は横軸を０ＧＨｚ〜１０ＧＨｚまでとしたときの特性を示したものであり、又、図４（ｂ）はその拡大図であって、横軸を４ＧＨｚ〜６ＧＨｚまでとしたときの特性を示したものである。
【００３１】
図４によると、通過帯域（４．８ＧＨｚ〜５．２ＧＨｚ）の両端近傍それぞれに減衰極Ｑ１、Ｑ２が発生していることが分かる。この減衰極Ｑ１、Ｑ２の効果により上述のような設計値となる図３のフィルタ回路の急峻度が著しく高まり、矩形に近い理想的な通過特性が得られる。
【００３２】
（２．広帯域での設計例）
又、図３のフィルタ回路を用いて、３〜６ＧＨｚとなる広い通過帯域を有するフィルタを設計した例を示す。このとき狭帯域において設計したときと同様の回路シミュレータで設計したところ、各構成素子の値が、それぞれx1＝4.15622nH、x2＝0.688071nH、y1＝1.34983pF、y2＝0.550881pFであるときに図５及び図６に示す特性を得た。よって、本例においても５．５段π型フィルタなどの従来のフィルタに比べて、その構成素子の種類が少なくなる。
【００３３】
図５は、本例の設計結果によるフィルタの透過特性及び反射特性を表すグラフであり、その縦軸、横軸は図４（ａ）と同様である。この図５によると、狭帯域フィルタを設計した場合（図４）と同様、通過帯域（３〜６ＧＨｚ）の両端近傍にそれぞれ減衰極Ｑ３、Ｑ４が発生していることが分かる。この減衰極Ｑ３、Ｑ４の効果により、上述のような設計値となる図３のフィルタ回路の急峻度が高まっている。このとき、通過帯域（３〜６ＧＨｚ）が等しい条件で、従来技術のフィルタ回路に基づいて得られた特性結果（図１０）と比較すると、図１０には発生していた通過帯域の高域側近傍（図１０中の符号Ａ１領域）における急峻度不足が、図５では解消されている。即ち、本発明のフィルタは、広い帯域幅においても優れた急峻度を示すことが分かる。
【００３４】
図６は本例の設計結果によるフィルタの群遅延特性を表すグラフであり、その縦軸、横軸は図１１と同様である。この図６によると、帯域幅を包含する広い周波数範囲に渡って１ｎｓ以内に遅延が抑制されていることが分かる。一方、従来のフィルタでは、図１１に示したように帯域の低域端（３ＧＨｚ）近傍での群遅延の劣化が見られ（図１１中の符号Ａ２で示された領域）、２ｎｓを超える遅延が発生する周波数帯が存在していた。よって、従来のフィルタと比べて広帯域においてその群遅延を良好な状態とすることができる。そのため、従来のフィルタでは扱えなかったＵＷＢ通信方式のような広帯域を使用する通信システムについても、本実施形態のフィルタでは扱うことが可能となる。
【００３５】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。図７は、本実施形態のフィルタの概略構成図である。図７のフィルタは、図２における共振器Ｋ１、Ｋ２、Ｋ７、Ｋ８を、それぞれ高周波線路Ｔ１、Ｔ２、Ｔ７、Ｔ８と、高周波線路Ｔ１、Ｔ２、Ｔ７、Ｔ８それぞれと電磁界結合されている誘電体共振器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ７、Ｄ８と、で構成するとともに、共振器Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６を、それぞれ一端が接地された高周波線路Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６で構成したものである。
【００３６】
即ち、入力端子１１に一端が接続された高周波線路Ｔ１、Ｔ２の他端には、それぞれ高周波線路Ｔ３、Ｔ４が接続されるとともに、高周波線路Ｔ３、Ｔ４の他端が接地される。そして、高周波線路Ｔ１、Ｔ３の接続ノードに高周波線路Ｔ５、Ｔ７の一端が接続されるとともに、高周波線路Ｔ２、Ｔ４の接続ノードに高周波線路Ｔ６、Ｔ８の一端が接続される。又、高周波線路Ｔ５、Ｔ６の他端が接地されるとともに、高周波線路Ｔ７、Ｔ８の他端が出力端子１２と接続される。更に、誘電体共振器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ７、Ｄ８がそれぞれ、高周波線路Ｔ１、Ｔ２、Ｔ７、Ｔ８それぞれの近傍に設置されることで、高周波線路Ｔ１、Ｔ２、Ｔ７、Ｔ８それぞれと電磁界結合される。
【００３７】
このように構成されるフィルタにおいて、片側が短絡された高周波線路Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６が共振周波数ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６を備えた共振器Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６として働くため、高周波線路のＴ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６それぞれの長さに応じて決まる共振周波数ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６の近傍では図３の並列共振回路と等価的な回路を構成することができる。又、高周波線路Ｔ１、Ｔ２、Ｔ７、Ｔ８の近傍に誘電体共振器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ７、Ｄ８を設置することで、共振器Ｋ１、Ｋ２、Ｋ７、Ｋ８が構成される。そして、この共振器Ｋ１、Ｋ２、Ｋ７、Ｋ８は、誘電体共振器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ７、Ｄ８の誘電率や寸法で決まる周波数ｆ１、ｆ２、ｆ７、ｆ８で共振を起こし、その反共振特性を利用すると、図３の並列共振回路と等価的な回路を構成することができる。このように、図７のフィルタは、高周波線路及び誘電体共振器の性質を利用して、図２における共振器Ｋ１〜Ｋ８を、高周波線路Ｔ１〜Ｔ８及び誘電体共振器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ７、Ｄ８により構成することを特徴とする。
【００３８】
即ち、図７のように構成するとき、共振器Ｋ１〜Ｋ８の共振周波数がｆ１〜ｆ８となるよう、高周波線路Ｔ１〜Ｔ８、並びに誘電体共振器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ７、Ｄ８を設計することで、第１の実施形態と同様の特性を示すフィルタを実現することが可能となる。よって、共振周波数ｆ１〜ｆ８は、第１の実施形態と同様、ｆ１＝ｆ４＝ｆ５＝ｆ８、及びｆ２＝ｆ３＝ｆ６＝ｆ７であるとともに、ｆ１とｆ２が異なる値であるという条件を満たす。尚、上述のように、共振周波数ｆ１、ｆ４、ｆ５、ｆ８の値に多少の差異があるものであっても構わないし、共振周波数ｆ２、ｆ３、ｆ６、ｆ７の値に多少の差異があるものであっても構わない。
【００３９】
このように、片側が短絡された高周波線路Ｔ３〜Ｔ６と、高周波線路Ｔ１、Ｔ２、Ｔ７、Ｔ８の近傍に設置されて電磁界結合された誘電体共振器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ７、Ｄ８と、で構成された図７のフィルタ回路は、図３に示す並列共振回路と等価的な回路となる。よって、図７の構成からなるフィルタにおいても、共振周波数ｆ１〜ｆ８を上述の条件を満たす値とすることで、第１の実施形態で説明したような特性を得ることができる。このことより、基本構成（図２）における共振器Ｋ１〜Ｋ８を実現する方法は、第１の実施形態（図３）で示した、インダクタとキャパシタからなる並列共振回路に限定されるものではなく、等価的に図３に近い状態が実現されていれば、例えば本実施形態に示した高周波線路及び誘電体共振器から構成される共振器のように、別の回路構成の共振器形態を用いても構わない。
【００４０】
以上説明したように、基本構成を示す図２の回路図、あるいは並列共振回路で共振器を構成した第１の実施形態で説明した図３の回路図によって等価的に表現できる回路構成であれば、上述のような急峻度及び群遅延特性に優れ、回路構成素子の値が少ない種類で構成されるフィルタを実現することができる。このとき、図２の回路図における共振器Ｋ１〜Ｋ８は、それぞれ図３におけるインダクタとキャパシタからなる並列共振回路による構成に限らず、その一部に並列共振回路を備えるものであっても構わない。即ち、例えば複数の並列共振回路によって各共振器Ｋ１〜Ｋ８が構成されるものであっても構わない。
【００４１】
尚、本発明のフィルタ回路は、図２の構造で示したような共振器により構成されたブリッジ回路を２段並べた構造に限られず、２段以上の複数段からなるブリッジ回路で構成されるものとしても構わない。
【００４２】
＜本発明のフィルタ回路を備えた高周波通信装置の構成例＞
上述の各実施形態のフィルタ回路を備えた高周波通信装置について、図面を参照して説明する。図８は、本発明によるバンドパスフィルタを備えた高周波通信装置の一例を示すブロック図である。図８において、図１及び図１２に示すブロック図と同一の部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４３】
図８の高周波通信装置は、フィルタ７として、複数の共振器でブリッジ回路が構成された図２に示すようなバンドパスフィルタ７３を備えている。このバンドパスフィルタ７３は、上述したように、広帯域及び狭帯域のいずれにおいても、その急峻度及び群遅延特性が優れている。よって、従来技術のバンドパスフィルタ７１を備えた高周波通信装置（図１２）と比較すると、従来の高周波通信装置には、バンドパスフィルタ７１が示す遮断特性では十分に遮断し切れない周波数帯の信号を遮断するためにローパスフィルタ７２が必要であったが、図８に示す高周波通信装置は、急峻度の高いバンドパスフィルタ７３を備えているためローパスフィルタ７２が不要であり、従って部品数の削減、及び装置サイズの縮小が図られている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】一般的な高周波通信装置の内部構造を示すブロック図。
【図２】本発明のフィルタ回路の基本構成を示す回路図。
【図３】本発明の第１の実施形態のフィルタの構成を示す回路図。
【図４】通過帯域を狭帯域としたときの、本発明の第１の実施形態のフィルタ回路が示す透過特性及び反射特性。
【図５】通過帯域を広帯域としたときの、本発明の第１の実施形態のフィルタ回路が示す透過特性及び反射特性。
【図６】通過帯域を広帯域としたときの、本発明の第１の実施形態のフィルタ回路が示す群遅延特性。
【図７】本発明の第２の実施形態のフィルタの概略構成図。
【図８】本発明によるバンドパスフィルタを備えた高周波通信装置の一例を示すブロック図。
【図９】従来構造よりなるバンドパスフィルタの回路図の一例。
【図１０】従来構造よりなる一バンドパスフィルタの透過特性及び反射特性。
【図１１】従来構造よりなる一バンドパスフィルタの群遅延特性。
【図１２】従来構造よりなる一バンドパスフィルタを備えた高周波通信装置の内部構造を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４５】
１    アンテナ
２    変調回路
３    送信アンプ
４    復調回路
５    受信アンプ
６    アンテナスイッチ
７    フィルタ
１１    入力端子
１２    出力端子
Ｋ１〜Ｋ８    共振器
Ｌ１〜Ｌ８    インダクタ
Ｃ１〜Ｃ８    キャパシタ
Ｑ１〜Ｑ４    減衰極
Ｔ１〜Ｔ８    高周波線路
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ７、Ｄ８    誘電体共振器
７１、７３    バンドパスフィルタ
７２    ローパスフィルタ
【図１】
2005311770.tif 000003
【図２】
2005311770.tif 000004
【図３】
2005311770.tif 000005
【図４】
2005311770.tif 000006
【図５】
2005311770.tif 000007
【図６】
2005311770.tif 000008
【図７】
2005311770.tif 000009
【図８】
2005311770.tif 000010
【図９】
2005311770.tif 000011
【図１０】
2005311770.tif 000012
【図１１】
2005311770.tif 000013
【図１２】
2005311770.tif 000014