(57)【要約】【課題】            従来の帯域可変フィルタは、固定インダクタからなる回路により通過域の反射特性が定められ、中心周波数をスイッチングダイオードの切替により変化させた場合、共振回路の共振周波数が変化する一方でインダクタ回路は固定であるため、特に周波数可変範囲を大きくした場合に通過域での反射量が大きくなる問題があった。また、帯域阻止フィルタは一般に減衰帯域における反射量が極めて大きくなる問題もあった。【解決手段】        アイソレーション端子に終端抵抗が接続された２つの３ｄＢハイブリッド、上記２つの３ｄＢハイブリッドの分配・合成端子間を接続する２系統の伝送線路と、上記２系統の伝送線路のそれぞれと地導体の間に接続され、共振周波数の可変機能を有する可変リアクタンス素子を備えた１つ以上の直列共振回路とからなる一対の同一の回路、とをバランス型に構成した。【選択図】          図１
2005136516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイソレーション端子に終端抵抗が接続された２つの３ｄＢハイブリッド、
上記２つの３ｄＢハイブリッドの分配・合成端子間を接続する２系統の伝送線路と、上記２系統の伝送線路のそれぞれと地導体の間に接続され、共振周波数の可変機能を有する可変リアクタンス素子を備えた１つ以上の直列共振回路とからなる一対の同一の回路、
とを備え、
上記２つの３ｄＢハイブリッドと上記一対の同一の回路によりバランス型に構成されたことを特徴とする周波数可変帯域阻止フィルタ。
【請求項２】
アイソレーション端子に終端抵抗が接続された２つの３ｄＢハイブリッド、
上記２つの３ｄＢハイブリッドの分配・合成端子間を接続する２系統の伝送線路と、上記２系統の伝送線路のそれぞれに挿入接続され、共振周波数の可変機能を有する可変リアクタンス素子を備えた１つ以上の並列共振回路とからなる一対の同一の回路、
とを備え、
上記２つの３ｄＢハイブリッドと上記一対の同一の回路によりバランス型に構成されたことを特徴とする周波数可変帯域阻止フィルタ。
【請求項３】
アイソレーション端子に終端抵抗が接続された２つの３ｄＢハイブリッド、
上記２つの３ｄＢハイブリッドの分配・合成端子間を接続する２系統の伝送線路と、一方の端が上記伝送線路にそれぞれ接続されたインバータ動作をする固定キャパシタと、上記固定キャパシタの他方の端と地導体の間に接続され、共振周波数の可変機能を有する可変リアクタンス素子を備えた並列共振回路とからなる一対の同一の回路、
とを備え、
上記２つの３ｄＢハイブリッドと上記一対の同一の回路によりバランス型に構成されたことを特徴とする周波数可変帯域阻止フィルタ。
【請求項４】
アイソレーション端子に終端抵抗が接続された２つの３ｄＢハイブリッド、
上記２つの３ｄＢハイブリッドの分配・合成端子間を接続する２系統の伝送線路と、共通端子が上記伝送線路にそれぞれ接続されたＳＰｎＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  ｎ−Ｔｈｒｏｗ）スイッチと、上記ＳＰｎＴスイッチの複数の分枝端と地導体の間に接続され、リアクタンス素子を備えた複数の直列共振回路とからなる一対の同一の回路、
とを備え、
上記２つの３ｄＢハイブリッドと上記一対の同一の回路によりバランス型に構成されたことを特徴とする周波数可変帯域阻止フィルタ。
【請求項５】
上記リアクタンス素子が、上記ＳＰｎＴスイッチの複数の分枝端にそれぞれ一方の端が接続された複数の固定キャパシタと、上記複数の固定キャパシタのそれぞれの他方の端に共通に一端が接続された先端短絡スタブとで形成されたことを特徴とする請求項４記載の周波数可変帯域阻止フィルタ。
【請求項６】
アイソレーション端子に終端抵抗が接続された２つの３ｄＢハイブリッド、
上記２つの３ｄＢハイブリッドの分配・合成端子間を接続する２系統の伝送線路と、一方の端が上記伝送線路にそれぞれ接続されたインバータ動作をする固定キャパシタと、上記固定キャパシタの他方の端と地導体の間に接続されたリアクタンス素子と、共通端子が上記固定キャパシタの他方の端に接続されたＳＰｎＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  ｎ−Ｔｈｒｏｗ）スイッチと、上記ＳＰｎＴスイッチの複数の分枝端と地導体の間に接続された複数のリアクタンス素子とで形成される並列共振回路とからなる一対の同一の回路、
とを備え、
上記２つの３ｄＢハイブリッドと上記一対の同一の回路によりバランス型に構成されたことを特徴とする周波数可変帯域阻止フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、帯域阻止フィルタにおいて阻止周波数を変化させることができる周波数可変帯域阻止フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の帯域可変フィルタにおいては、中心周波数を変化させるために前記フィルタを構成する共振回路に可変リアクタンス素子を適用して可変共振回路を構成すると共に、リアクタンス素子または分布定数線路を介して前記可変共振回路間および入出力端子と共振回路間を接続していた。
【０００３】
図６には特開平７−３２１５８６号公報にある周波数帯域可変フィルタの構成説明図を示す。図中、キャパシタ１０３とインダクタ１０４は直列共振回路を構成しており、その共振周波数にて同フィルタは減衰極を呈する。また、図中、固定インダクタ１０５、１０６は共振器間の結合度を定めることで通過域におけるフィルタ反射量を決定する。また、スイッチングダイオード１０７には、直流阻止用のキャパシタ１０８を用いてスイッチングダイオード１０７を制御するためのバイアス回路（図示省略）を適宜接続してスイッチングさせ、前出の直列共振回路の共振周波数を変化させて周波数帯域可変フィルタを得ている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３２１５８６号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般にフィルタの設計においては、所望の通過域反射特性を得るように共振回路間を結ぶ回路の素子値を定める。前記したように、図６に示す帯域可変フィルタにおいては、固定インダクタからなる回路により通過域の反射特性が定められる。しかし、同帯域可変フィルタの中心周波数をスイッチングダイオードの切替により変化させた場合、共振回路の共振周波数が変化する一方で前記のインダクタ回路は固定であるため、特に周波数可変範囲を大きくした場合に通過域での反射量が大きくなってしまう問題点があった。
【０００６】
また、帯域阻止フィルタは一般に減衰帯域における反射量が極めて大きくなり、その場合フィルタの前後に接続される増幅器やミクサなどの能動回路に対して時として不要発振などの悪影響を及ぼしてしまう問題点もあった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、減衰周波数を大きく変化させた場合に通過域および減衰域の双方においてフィルタの反射量を低減した周波数可変帯域阻止フィルタを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る周波数可変帯域阻止フィルタは、アイソレーション端子に終端抵抗が接続された２つの３ｄＢハイブリッド、上記２つの３ｄＢハイブリッドの分配・合成端子間を接続する２系統の伝送線路と、上記２系統の伝送線路のそれぞれと地導体の間に接続され、共振周波数の可変機能を有する可変リアクタンス素子を備えた１つ以上の直列共振回路とからなる一対の同一の回路、とを備え、上記２つの３ｄＢハイブリッドと上記一対の同一の回路によりバランス型に構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、減衰極を形成する共振周波数可変な共振回路を３ｄＢハイブリッドによりバランス型に配置した帯域阻止フィルタを構成することで、減衰周波数を広い範囲で変化させた場合においても、減衰域と通過域の双方において入出力端子での反射量の小さい周波数可変帯域阻止フィルタを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１における周波数可変帯域阻止フィルタの構成説明図である。図１において、３ｄＢハイブリッド１ａ、１ｂの分配、合成枝に対して、伝送線路２、可変キャパシタ３ａ、３ｂ、先端短絡スタブ４ａ、４ｂからなる同一の回路が２組接続されたバランス型回路により構成される。また、終端抵抗５は３ｄＢハイブリッド１ａ、１ｂのアイソレーション端子にそれぞれ接続され、上記回路からの反射波を吸収するためのものである。
【００１１】
次に、上記のように構成された周波数可変帯域阻止フィルタの動作について説明する。可変キャパシタ３ａと先端短絡スタブ４ａおよび可変キャパシタ３ｂと先端短絡スタブ４ｂはそれぞれ直列共振回路を構成し、各々の共振周波数において減衰極を形成する。そして同回路を３ｄＢハイブリッド回路によりバランス型に配置することで、前出共振回路からの反射波は入出力端子にて互いに逆相となり打ち消しあうため、入出力端子からみた反射量は３ｄＢハイブリッド自体が有する残存的な反射成分のみとなる。
【００１２】
このように、減衰極を形成する共振周波数可変な共振回路を３ｄＢハイブリッドによりバランス型に配置した帯域阻止フィルタを構成することで、減衰周波数を広い範囲で変化させた場合においても減衰域と通過域の双方において入出力端子での反射量の小さい周波数可変帯域阻止フィルタを得ることができる。なお、本実施の形態の図２では共振回路を２種類用いている例を示して説明したが、さらに、共振周波数の異なる別の共振回路を伝送線路１２と地導体の間に接続して減衰極の数を増加させることもできる。
【００１３】
実施の形態２．
図２は、この発明を実施するための実施の形態２における周波数可変帯域阻止フィルタの構成説明図である。図２において、３ｄＢハイブリッド１１ａ、１１ｂの分配、合成枝に対して、伝送線路１２、可変キャパシタ１３、インダクタ１４からなる同一の回路が２組接続されたバランス型回路により構成される。また、終端抵抗１５は３ｄＢハイブリッドのアイソレーション端子に接続され、上記回路からの反射波を吸収するためのものである。
【００１４】
次に、上記のように構成された周波数可変帯域阻止フィルタの動作について説明する。本実施の形態では、共振回路を可変キャパシタ１３とインタクダ１４からなる並列共振回路で構成したものである。同回路はその共振周波数にて減衰極を形成するため、実施の形態１と同様の動作を呈することができる。なお、本実施の形態では共振回路を１種類だけ用いている例を示して説明したが、さらに、共振周波数の異なる別の共振回路を伝送線路１２に対してさらに直列に接続することで複数個の減衰極を設けることもできる。
【００１５】
このように、減衰極を形成する共振周波数可変な共振回路を３ｄＢハイブリッドによりバランス型に配置した帯域阻止フィルタを構成することで、減衰周波数を広い範囲で変化させた場合においても減衰域と通過域の双方において入出力端子での反射量の小さい周波数可変帯域阻止フィルタを得ることができる。
【００１６】
実施の形態３．
図３は、この発明を実施するための実施の形態３における周波数可変帯域阻止フィルタの構成説明図である。図において、３ｄＢハイブリッド２１ａ、２１ｂの分配、合成枝に対して、伝送線路２２、可変キャパシタ２３、先端短絡スタブ２４、固定キャパシタ２６からなる同一の回路が２組接続されたバランス型回路により構成される。また、終端抵抗２５は３ｄＢハイブリッドのアイソレーション端子に接続され、前出回路からの反射波を吸収するためのものである。
【００１７】
次に、上記のように構成された周波数可変帯域阻止フィルタの動作について説明する。本実施の形態では、可変キャパシタ２３と先端短絡スタブ２４は並列共振回路を構成し、その共振周波数においては１／４波長線路とほぼ等価になるように選定された固定キャパシタ２６のインバータ動作に伴い、可変キャパシタ２３と先端短絡スタブ２４で構成された並列共振回路の共振で固定キャパシタ２６の共振器側端部に電気的開放点を形成することで、固定キャパシタ２６の伝送線路側端部を電気的短絡状態にして伝送線路２２上に電気的短絡点を形成することで信号の通過を阻止し減衰極を形成する。しかし、同共振回路は固定キャパシタ２６を介して伝送線路２２に結合するため、実施の形態１あるいは実施の形態２のように伝送線路に対して直接共振回路を接続する場合に比べて伝送線路と共振回路の結合度を小さくすることができる。その結果、減衰帯域幅が前出の実施の形態に比べて小さくなり、より選択性の高い減衰特性を所望する場合には本実施の形態がより有効となる。
【００１８】
また、共振回路を含む回路を３ｄＢハイブリッド回路によりバランス型に配置することで、前出共振回路からの反射波は入出力端子にて互いに逆相となり打ち消しあうため、入出力端子からみた反射量は３ｄＢハイブリッド自体が有する残存的な反射成分のみとなる。なお、本実施の形態では共振回路を１組だけ用いている例を示して説明したが、さらに、共振周波数の異なる別の共振回路を伝送線路２２に対して並列に接続することで複数個の減衰極を設けることもできる。
【００１９】
このように、減衰極を形成する可変な共振回路を３ｄＢハイブリッドによりバランス型に配置した帯域阻止フィルタを構成することで、減衰周波数を広い範囲で変化させた場合においても減衰域と通過域の双方において入出力端子での反射量の小さい周波数可変帯域阻止フィルタを得ることができる。また、信号が伝搬する伝送線路と共振回路を固定キャパシタを介して結合させることで両者の結合度を小さくできるため、減衰帯域幅を小さくすることを要請された場合にもそれに応えることができる。
【００２０】
実施の形態４．
図４は、この発明を実施するための実施の形態３における周波数可変帯域阻止フィルタの構成説明図である。図において、３ｄＢハイブリッド３１ａ、３１ｂの分配、合成枝に対して、伝送線路３２、固定キャパシタ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、先端短絡スタブ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、ＳＰｎＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  ｎ−Ｔｈｒｏｗ）スイッチ３７からなる同一の回路が２組接続されたバランス型回路により構成される。また、終端抵抗３５は３ｄＢハイブリッドのアイソレーション端子に接続され、前出回路からの反射波を吸収するためのものである。
【００２１】
次に、上記のように構成された周波数可変帯域阻止フィルタの動作について説明する。本実施の形態は、実施の形態１において共振回路を構成していた可変キャパシタに代えて、容量値の異なる固定キャパシタをＳＰｎＴスイッチにより切り替えて可変する回路構成としたものである。従って、本実施の形態４は実施の形態１と同様の動作を呈する。また、上記図４では先端短絡スタブをそれぞれ先端短絡スタブ３４ａ、３４ｂ、３４ｃに分けて接続した例を示したが、一本に共通化しても同様に動作し、小型化でき製作が容易になる。
【００２２】
なお、ＳＰｎＴスイッチは一般にＰＩＮダイオードやＦＥＴにより構成され、一方前出の可変キャパシタはバラクタダイオードなどにより構成されるが、前者は後者に比べて耐電力特性において勝る場合が多い。従って、本実施の形態により回路の耐電力特性を向上することができる。
【００２３】
このように、減衰極を形成する共振周波数可変な共振回路を３ｄＢハイブリッドによりバランス型に配置した帯域阻止フィルタを構成することで、減衰周波数を広い範囲で変化させた場合においても減衰域と通過域の双方において入出力端子での反射量の小さい周波数可変帯域阻止フィルタを得ることができる。また、可変キャパシタに比べて一般的に耐電力特性に優れたＳＰｎＴスイッチを用いて擬似的に可変キャパシタを得ることで、回路の耐電力特性の向上を図ることができる。
【００２４】
実施の形態５．
図５は、この発明を実施するための実施の形態２における周波数可変帯域阻止フィルタの構成説明図である。図５において、３ｄＢハイブリッド４１ａ、４１ｂの分配、合成枝に対して、伝送線路４２、固定キャパシタ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、先端短絡スタブ４４、固定キャパシタ４６、ＳＰｎＴスイッチ４７からなる同一の回路が２組接続されたバランス型回路により構成される。また、終端抵抗４５は３ｄＢハイブリッドのアイソレーション端子に接続され、前出回路からの反射波を吸収するためのものである。
【００２５】
次に、上記のように構成された周波数可変帯域阻止フィルタの動作について説明する。本実施の形態は、実施の形態３において共振回路を構成していた可変キャパシタに代えて、容量値の異なる固定キャパシタをＳＰｎＴスイッチにより切り替えて可変する回路構成としたものである。従って、本実施の形態５は実施の形態３と同様に減衰帯域幅を小さくできると共に、実施の形態４と同様にＳＰｎＴスイッチを用いた回路構成とすることで耐電力特性の向上を図ることができる。
【００２６】
このように、減衰極を形成する共振周波数可変な共振回路を３ｄＢハイブリッドによりバランス型に配置した帯域阻止フィルタを構成することで、減衰周波数を広い範囲で変化させた場合においても減衰域と通過域の双方において入出力端子での反射量の小さい周波数可変帯域阻止フィルタを得ることができる。また、信号が伝搬する伝送線路と共振回路を固定キャパシタを介して結合させることで両者の結合度を小さくできるため、減衰帯域幅を小さくすることを要請された場合にもそれに応えることができると共に、可変キャパシタに比べて一般的に耐電力特性に優れたＳＰｎＴスイッチを用いて擬似的に可変キャパシタを得ることで、回路の耐電力特性の向上を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施の形態１による周波数可変帯域阻止フィルタの構成説明図である。
【図２】この発明の実施の形態２による周波数可変帯域阻止フィルタの構成説明図である。
【図３】この発明の実施の形態３による周波数可変帯域阻止フィルタの構成説明図である。
【図４】この発明の実施の形態４による周波数可変帯域阻止フィルタの構成説明図である。
【図５】この発明の実施の形態５による周波数可変帯域阻止フィルタの構成説明図である。
【図６】従来のこの種の周波数帯域可変フィルタの構成説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ａ、１ｂ、１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ、３１ａ、３１ｂ、４１ａ、４１ｂ  ３ｄＢハイブリッド、２、１２、２２、３２、４２  伝送線路、３ａ、３ｂ、１３、２３  可変キャパシタ、２６、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４６、１０３、１０８  固定キャパシタ、４ａ、４ｂ、２４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、４４  先端短絡スタブ、１４、１０４、１０５、１０６  固定インダクタ、３７、４７  ＳＰｎＴスイッチ、１０７  スイッチングダイオード。
【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】
2005136516.tif 000007
【図６】
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