(57)【要約】【課題】  高周波スイッチを用いる必要がなく周波数帯域の切り換えを可能にして、構成を簡素化し、小型化および軽量化を実現する高周波フィルタ装置を提供する。【解決手段】  接地面に対する接地抵抗値を可変する可変インピーダンス素子３，１３を用いて、接地抵抗値を略ゼロに設定したときは、通過周波数帯域を選別する選別状態に、接地抵抗値をハイ・インピーダンスの状態に設定したときは、通過周波数帯域を選別しない周波数無選別状態になるバンドバスフィルタ１，１１からなる複数の不平衡型回路型の高周波フィルタを順次直列に接続したことを特徴とする。【選択図】  図５
2007251759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過周波数帯域を選別する選別状態並びに通過周波数帯域を選別しない無選別状態が設定可能な複数の高周波フィルタを順次直列に接続したことを特徴とする高周波フィルタ装置。
【請求項２】
高周波フィルタは、接地抵抗値に基づいて前記選別状態または前記無選別状態のいずれかに設定されるバンドパスフィルタと、このバンドパスフィルタに対する接地抵抗値を可変する可変インピーダンス素子からなることを特徴とする請求項１記載の高周波フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の高周波フィルタを用いて通過周波数帯域を可変にする高周波フィルタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの無線子局や無線基地局などに代表される高周波装置には、使用する周波数帯域を選択するために、所定の周波数帯域を通過させ、その他の周波数帯域を遮断する高周波フィルタがよく用いられている。このような高周波フィルタとしては、例えば特許文献１に示すように、印加電圧に基づいて、可変アッテネータがローパスフィルタまたは遮断として作用するものがあり、また特許文献２に示すように、適当な外部制御手段を用いて、周波数帯域を広くしたり、またはシフトさせたりして、周波数帯域の通過特性を可変にするものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７１１４９号公報
【特許文献２】特開２００４−７３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年、二つの周波数に対応するものとして、例えば数百ＭＨｚから数ＧＨｚの高周波間で、二つの周波数帯域の切り換えを行う場合がある。このような周波数帯域の切り換えを行う場合、特許文献１では、一つの周波数帯域に対応するのみであり、切り換えはできない。また特許文献２では、周波数帯域を広くしたり、シフトさせたりすることは可能であるが、数百ＭＨｚと数ＧＨｚなどの離れた周波数帯域の間での切り換えはできない。したがって、数百ＭＨｚと数ＧＨｚの高周波の間で、周波数帯域の切り換えを行う場合は、二つの周波数帯域に対応して、特許文献１または２に示したような高周波フィルタを準備して、これらの高周波フィルタの前段および後段に高周波スイッチを設けて、この高周波スイッチを切り換えることで、使用する周波数帯域を選択するのか通常である。
【０００５】
このように、使用する周波数帯域を切り換えるために、二つの高周波フィルタの前段および後段に高周波スイッチを設ける構成は、高周波フィルタに加えて高周波スイッチという別の構成要素が必要となる。そのため、例えば小型化・軽量化が要求される携帯電話などの無線子局に実装するような場合、広い実装面積が必要となるため、小型化・軽量化の要求に対する一つの阻害要因になりうる。また無線基地局においても、多機能化が進むにつれ小型化の要求があり、同様の問題を有している。
【０００６】
この発明は、上記の問題を解消するためになされたもので、高周波スイッチを用いることなく、複数の周波数帯域の切り換えを可能にする構成を用いることにより、小型化及び軽量化を実現する高周波フィルタ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る高周波フィルタ装置は、通過周波数帯域を選別する選別状態および通過周波数帯域を選別しない無選別状態が設定可能な複数の高周波フィルタを、順次直列に接続して構成したものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、通過周波数帯域の選別または無選別が設定可能な複数の高周波フィルタを直列接続して高周波フィルタ装置を構成したので、高周波スイッチを用いる必要がなく周波数帯域の切り換えが可能になる。そのため、高周波フィルタ装置の構成が簡素化され、小型化および軽量化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１
この発明の実施の形態１について、図１〜図１０を参照して説明する。
【００１０】
図１は、この発明の実施の形態１にかかる高周波フィルタ装置の一段目に設けられる第１の高周波フィルタを示す構成図である。第１の高周波フィルタは、不平衡回路型の高周波フィルタである。図１において、バンドバスフィルタ１には、一端が接続端子２を介して接地面に接続されている可変インピーダンス素子３が接続されている。可変インピーダンス素子３は、接地面に対して、略ゼロの状態からハイ・インピーダンスの状態まで接地抵抗値が可変である。または略ゼロの状態とハイ・インピーダンスの状態の二値が選択可能なものでもよい。そしてバンドパスフィルタ１は、可変インピーダンス素子３が略ゼロまたは略ゼロに近い状態に設定された時は、入力端子４から入力された高周波から所定の周波数帯域を通過させて出力端子５に出力させる状態（周波数選別状態）に、可変インピーダンス素子３がハイ・インピーダンスの状態（例えば、極端な場合として開放状態）に設定された時は、入力端子４から入力された高周波をそのまま通過させて出力端子５に出力させる、即ち通過する周波数帯域を選別しない状態（周波数無選別状態）を得ることが可能である。
【００１１】
図２（ａ）は、図１に示した第１の高周波フィルタにおいて、可変インピーダンス素子３の接地抵抗値を、接地面に対して略ゼロあるいは略ゼロに近い値にした場合のバンドパスフィルタ１の通過特性を示すものである。図２（ａ）において、横軸は周波数を示し、縦軸は通過振幅を示す。この通過振幅は、図中下方に向かって減衰量が大きくなり、通過しなくなることを示す。即ち図２（ａ）においては、Ｘとして示す周波数帯域が、減衰量が小さく高周波が通過可能な通過周波数帯域であり、通過周波数帯域Ｘを除いた周波数帯域は減衰量が大きく高周波が通過できない遮断周波数帯域となる。この状態が、所定の周波数帯域Ｘが選別される周波数選別状態である。この周波数選別状態をＡ１とする。
【００１２】
また図２（ｂ）は、図１に示した第１の高周波フィルタにおいて、可変インピーダンス素子３の接地抵抗値を、接地面に対してハイ・インピーダンスの状態にした場合のバンドパスフィルタ１の通過特性を示すものである。図２（ｂ）において、横軸は周波数を示し、縦軸は通過振幅を示す。この通過振幅は、図中下方に向かって減衰量が大きくなり、通過しなくなることを示す。即ち図２（ｂ）においては、通過周波数帯域Ｘは減衰量が小さく通過可能であることに加えて、通過周波数帯域Ｘを除いた周波数帯域においても減衰量が小さく通過可能となる。つまり全ての周波数帯域が通過可能な通過周波数帯域となる。この状態が、通過する周波数帯域が選別されない周波数無選別状態である。この周波数無選別状態をＡ２とする。
【００１３】
図３は、この発明の実施の形態１にかかる高周波フィルタの二段目に設けられる第２の高周波フィルタを示す構成図である。この第２の高周波フィルタは、図１に示した第１の高周波フィルタと同じ構成を有する不平衡回路型の高周波フィルタであるが、周波数選別状態おいて通過可能な周波数帯域が異なるものである。図３において、バンドバスフィルタ１１には、一端が接続端子１２を介して接地面に接続されている可変インピーダンス素子１３が接続されている。可変インピーダンス素子１３は、接地面に対して、略ゼロの状態からハイ・インピーダンスの状態まで接地抵抗値が可変である。または略ゼロの状態とハイ・インピーダンスの状態の二値が選択可能なものでもよい。そしてバンドパスフィルタ１１は、可変インピーダンス素子１３が略ゼロまたは略ゼロに近い状態に設定された時は、入力端子１４から入力された高周波から所定の周波数帯域を通過させて出力端子１５に出力させる状態（周波数選別状態）に、可変インピーダンス素子１３がハイ・インピーダンスの状態（例えば、極端な場合として開放状態）に設定された時は、入力端子１４から入力された高周波をそのまま通過させて出力端子１５に出力させる、即ち通過する周波数帯域を選別しない状態（周波数無選別状態）を得ることが可能である。
【００１４】
図４（ａ）は、図３に示した第２の高周波フィルタにおいて、可変インピーダンス素子１３の接地抵抗値を、接地面に対して略ゼロあるいは略ゼロに近い値にした場合のバンドパスフィルタ１１の通過特性を示すものである。図４（ａ）において、横軸は周波数を示し、縦軸は通過振幅を示す。この通過振幅は、図中下方に向かって減衰量が大きくなり、通過しなくなることを示す。即ち図４（ａ）においては、Ｙとして示す周波数帯域が、減衰量が小さく高周波が通過可能な通過周波数帯域であり、通過周波数帯域Ｙを除いた周波数帯域は減衰量が大きく高周波が通過できない遮断周波数帯域となる。この状態が、所定の周波数帯域Ｙが選別される周波数選別状態である。この周波数選別状態をＢ１とする。
【００１５】
また図４（ｂ）は、図３に示した第２の高周波フィルタにおいて、可変インピーダンス素子１３の接地抵抗値を、接地面に対してハイ・インピーダンスの状態にした場合のバンドパスフィルタ１の通過特性を示すものである。図４（ｂ）において、横軸は周波数を示し、縦軸は通過振幅を示す。この通過振幅は、図中下方に向かって減衰量が大きくなり、通過しなくなることを示す。即ち図４（ｂ）においては、通過周波数帯域Ｙは減衰量が小さく通過可能であることに加えて、通過周波数帯域Ｙを除いた周波数帯域においても減衰量が小さく通過可能となる。つまり全ての周波数帯域が通過可能な通過周波数帯域となる。この状態が、通過する周波数帯域が選別されない周波数無選別状態である。この周波数無選別状状態をＢ２とする。
【００１６】
図５は、この発明の実施の形態１にかかる高周波フィルタ装置を示す構成図である。図５において、高周波フィルタ装置は、図１に示した第１の高周波フィルタと図３に示した第２の高周波フィルタを直列接続することで構成される。即ち、第１の高周波フィルタの出力端子５と第２の高周波フィルタの入力端子１４を接続（接続端子１６）して構成される。その他の符号については、図１および図３に記載した符号と同一のため説明は省略する。
【００１７】
次に動作について説明する。
【００１８】
図５における高周波フィルタ装置は、次に示す（１）全周波数帯域遮断状態、（２）全周波数帯域通過状態、（３）通過周波数帯域Ｘのみ通過状態、（４）通過周波数帯域Ｙのみ通過状態とする四つの状態を取ることが可能である。以下、これら四つの状態について順に説明する。
【００１９】
（１）全周波数帯域遮断状態
図６は、図２（ａ）に示す周波数選別状態Ａ１における第１の高周波フィルタの通過特性と図４（ａ）に示す周波数選別状態Ｂ１における第２の高周波フィルタの通過特性が縦続接続された場合の通過特性（Ａ１＋Ｂ１）である。この時、周波数選別状態Ａ１は、可変インピーダンス素子３の接地抵抗値を接地面に対して略ゼロまたは略ゼロに近い値に設定した場合のバンドパスフィルタ１の通過特性であり、周波数選別状態Ｂ１は、可変インピーダンス素子１３の接地抵抗値を接地面に対して略ゼロまたは略ゼロに近い値に設定した場合のバンドパスフィルタ１１の通過特性である。そして、この場合、通過周波数帯域Ｘ，Ｙは、互いの遮断周波数帯域により遮断される。詳しくは、図２（ａ）に示す第１の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｘは、図４（ａ）に示す第２の高周波フィルタの遮断周波数帯域（通過周波数帯域Ｙを除く周波数帯域）により遮断され、図４（ａ）に示す第２の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｙは、図２（ａ）に示す第１の高周波フィルタの遮断周波数帯域（通過周波数帯域Ｘを除く周波数帯域）により遮断される。よって、全ての周波数帯域が遮断される。
【００２０】
（２）全周波数帯域通過状態
図７は、図２（ｂ）に示す周波数無選別状態Ａ２における第１の高周波フィルタの特性と図４（ｂ）に示す周波数無選別状態Ｂ２における第２の高周波フィルタの特性が縦続接続された場合の特性（Ａ２＋Ｂ２）である。この時、周波数無選別状態Ａ２は、可変インピーダンス素子３の接地抵抗値を接地面に対してハイ・インピーダンスの状態に設定した場合のバンドパスフィルタ１の通過特性であり、周波数無選別状態Ｂ２は、可変インピーダンス素子１３の接地抵抗値を接地面に対してハイ・インピーダンスの状態に設定した場合のバンドパスフィルタ１１の通過特性である。そして、この場合、通過周波数帯域Ｘ，Ｙは遮断されることがなく通過可能であり、加えて通過周波数帯域Ｘ，Ｙを除いた周波数帯域も遮断されることなく通過可能であるため、全ての周波数周波数帯域が通過可能となる。詳しくは、図２（ｂ）に示す第１の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｘは、図４（ｂ）に示す第２の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｙを含む通過可能な周波数帯域にあるため通過され、図４（ｂ）に示す第２の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｙは、図２（ｂ）に示す第１の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｘを含む通過可能な周波数帯域にあるため通過される。加えて通過周波数帯域Ｘ，Ｙを除く周波数帯域も遮断されることがなく通過される。よって通過周波数帯域Ｘ，Ｙを含む全ての周波数帯域が通過可能となる。
【００２１】
（３）通過周波数帯域Ｘのみ通過状態
図８は、図２（ａ）に示す周波数選別状態Ａ１における第１の高周波フィルタの通過特性と図４（ｂ）に示す周波数無選別状態Ｂ２における第２の高周波フィルタの通過特性が縦続接続された場合の特性（Ａ１＋Ｂ２）である。このとき、周波数選別状態Ａ１は、可変インピーダンス素子３の接地抵抗値を接地面に対して略ゼロまたは略ゼロに近い値に設定した場合のバンドパスフィルタ１の通過特性であり、周波数無選別状態Ｂ２は、可変インピーダンス素子１３の接地抵抗値を接地面に対してハイ・インピーダンスの状態に設定した場合のバンドパスフィルタ１１の通過特性である。そして、この場合、第１の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｘのみ通過可能となり、通過周波数帯域Ｘを除いた周波数帯域は遮断される。詳しくは、図２（ａ）に示す第１の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｘは、図４（ｂ）に示す第２の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｙを含む通過可能な周波数帯域にあるため通過されるが、図４（ｂ）に示す第２の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｙを含む通過可能な周波数帯域（全周波数帯域）は、一段目に設けられた図２（ｂ）に示す第１の高周波フィルタにおいて、通過可能周波数帯Ｘを除いて遮断される。よって通過周波数帯域Ｘの周波数帯域のみが通過可能となる。
【００２２】
（４）通過周波数帯域Ｙのみ通過状態
図９は、図２（ｂ）に示す周波数無選別状態Ａ２における第１の高周波フィルタの通過特性と図４（ａ）に示す周波数選別状態Ｂ１における第２の高周波フィルタの通過特性が縦続接続された場合の通過特性（Ａ２＋Ｂ１）である。このとき、周波数無選別状態Ａ２は、可変インピーダンス素子３の接地抵抗値を接地面に対してハイ・インピーダンスの状態に設定した場合のバンドパスフィルタ１の通過特性であり、周波数選別状態Ｂ１は、可変インピーダンス素子１３の接地抵抗値を接地面に対して略ゼロまたは略ゼロに近い値に設定した場合のバンドパスフィルタ１１の通過特性である。そして、この場合、第２の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｙのみ通過可能となり、通過周波数帯域Ｙを除いた周波数帯域は遮断される。詳しくは、図４（ａ）に示す第２の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｙは、図２（ｂ）に示す第１の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｘを含む通過可能な周波数帯域（全周波数帯域）にあるため通過されるが、図２（ｂ）に示す第１の高周波フィルタの通過周波数帯域Ｘを含む通過可能な周波数帯域（全周波数帯域）は、二段目に設けられた図４（ａ）に示す第２の高周波フィルタにおいて、通過可能周波数帯Ｙを除いて遮断される。よって通過周波数帯域Ｙの周波数帯域のみが通過可能となる。
【００２３】
この実施の形態１によれば、接地面に対する接地抵抗値を可変する可変インピーダンス素子を用いて、接地抵抗値を略ゼロに設定したときは、通過周波数帯域を選別する選別状態に、接地抵抗値をハイ・インピーダンスの状態に設定したときは、通過周波数帯域を選別しない周波数無選別状態になるバンドバスフィルタからなる不平衡型回路型の複数の高周波フィルタを直列に接続して高周波フィルタ装置を構成したので、高周波スイッチを用いる必要がなく周波数帯域の切り換えが可能になるため、高周波フィルタ装置の構成が簡素化され、小型化および軽量化が実現できる効果がある。
【００２４】
実施の形態２
実施の形態１においては、通過周波数帯域を選別または無選別する第１の高周波フィルタと第２の高周波フィルタを直列接続したものを示しているが、これはあくまで一実施例を示したものであり、特に直列に接続する高周波フィルタを二つに限定するものではない。例えば図１０に示したように、複数の高周波フィルタ装置を直列接続することが可能である。図１０は、第１の高周波フィルタおよび第２の高周波フィルタと通過周波数帯域が異なること以外は同等の構成を有した不平衡回路型の高周波フィルタを、複数直列接続したものを示している。この場合においても、実施の形態１と同様、通過周波数帯域の切り換えが可能であり、図５に示したように高周波フィルタを二段にして構成するより、多くの周波数帯域の切り換えができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１に係る高周波フィルタ装置の一段目に設けられる第１の高周波フィルタを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る高周波フィルタ装置を構成する第１のフィルタ装の通過特性である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る高周波フィルタ装置の二段目に設けられる第２の高周波フィルタを示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る高周波フィルタ装置を構成する第２のフィルタ装置の通過特性である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る高周波フィルタ装置の構成図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る高周波フィルタ装置の通過特性である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る高周波フィルタ装置の通過特性である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る高周波フィルタ装置の通過特性である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る高周波フィルタ装置の通過特性である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る高周波フィルタ装置の他の構成例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  バンドバスフィルタ、２  接続端子、３  可変インピーダンス素子、４  入力端子、５  出力端子、１１  バンドバスフィルタ、１２  接続端子、１３  可変インピーダンス素子、１４  入力端子、１５  出力端子、１６  接続端子
【図１】
2007251759.tif 000003
【図２】
2007251759.tif 000004
【図３】
2007251759.tif 000005
【図４】
2007251759.tif 000006
【図５】
2007251759.tif 000007
【図６】
2007251759.tif 000008
【図７】
2007251759.tif 000009
【図８】
2007251759.tif 000010
【図９】
2007251759.tif 000011
【図１０】
2007251759.tif 000012