(57)【要約】【課題】バンドエリミネーションフィルタを用いてバンドパスフィルタとしての機能を得ることができるフィルタ回路を提供する。【解決手段】フィルタ装置１０は、パルス信号に含まれる所定周波数帯域の信号成分を出力信号として出力する。フィルタ装置１０は、信号通過を阻止する阻止帯域が前記所定周波数帯域を含むように設定されているとともに、前記パルス信号が与えられるフィルタ回路３と、フィルタ回路３で生じる反射信号を取り出すサーキュレータ４と、を備え、サーキュレータ４が取り出した信号を前記出力信号として出力する。【選択図】図２
2016066884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に含まれる所定周波数帯域の信号成分を出力信号として出力するフィルタ装置であって、
信号通過を阻止する阻止帯域が前記所定周波数帯域を含むように設定されているとともに、前記入力信号が与えられるバンドエリミネーションフィルタと、
前記バンドエリミネーションフィルタで生じる反射信号を取り出す取出部と、を備え、
前記取出部が取り出した信号を前記出力信号として出力するフィルタ装置。
【請求項２】
前記バンドエリミネーションフィルタは、前記阻止帯域の中心周波数が調整可能とされている請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記取出部は、前記バンドエリミネーションフィルタの前段に接続され、前記入力信号が与えられるとともに、前記入力信号を前記バンドエリミネーションフィルタに与えつつ前記バンドエリミネーションフィルタで生じる反射信号を取り出し可能とされているサーキュレータである請求項１又は２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
前段の取出部が取り出した反射信号が与えられる他のバンドエリミネーションフィルタと、
前記他のバンドエリミネーションフィルタの前段に接続され、前段の取出部が取り出した反射信号を前記他のバンドエリミネーションフィルタに与えつつ前記他のバンドエリミネーションフィルタで生じる反射信号を取り出す他の取出部と、をさらに備え、
前記他のバンドエリミネーションフィルタ及び前記他の取出部は、前記取出部の後段に１段又は複数段直列に接続されており、
最終段における前記他の取出部が取り出した信号を前記出力信号として出力する請求項３に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
前記取出部又は前記他の取出部が前記出力信号を出力する出力端には、前記出力信号を空間に放射するためのアンテナが接続されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信装置等において濾波等の信号処理に用いられるフィルタとしては、例えば、特定の周波数帯域の信号のみを通過させるバンドパスフィルタの他（例えば、特許文献１参照）、特定の周波数帯域の信号の通過を阻止するバンドエリミネーションフィルタ等が一般的に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１８６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記両フィルタは、互いに相反する特性を有しているが、バンドパスフィルタをバンドエリミネーションフィルタとして使用したい場合や、バンドエリミネーションフィルタをバンドパスフィルタとして使用したい場合がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、バンドエリミネーションフィルタを用いてバンドパスフィルタとしての機能を得ることができるフィルタ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態であるフィルタ装置は、入力信号に含まれる所定周波数帯域の信号成分を出力信号として出力するフィルタ装置であって、信号通過を阻止する阻止帯域が前記所定周波数帯域を含むように設定されているとともに、前記入力信号が与えられるバンドエリミネーションフィルタと、前記バンドエリミネーションフィルタで生じる反射信号を取り出す取出部と、を備え、前記取出部が取り出した信号を前記出力信号として出力する。
【発明の効果】
【０００７】
上記フィルタ装置によれば、バンドエリミネーションフィルタを用いてバンドパスフィルタとしての機能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係るフィルタ装置を備えた通信装置のブロック図である。
【図２】フィルタ回路の構成を示すブロック図である。
【図３】フィルタ回路のフィルタ特性の一例を示す図である。
【図４】信号処理装置が出力するパルス信号の周波数スペクトラムの一部を示す図であり、フィルタ回路のフィルタ特性との関係を示している。
【図５】第２実施形態に係るフィルタ装置を示すブロック図である。
【図６】第３実施形態に係るフィルタ装置を示すブロック図である。
【図７】各フィルタに与えられる信号の周波数成分の変化の一例を模式的に示した図であり、（ａ）は、第１フィルタに与えられるパルス信号の周波数成分、（ｂ）は、第１フィルタから第２フィルタに与えられる信号の周波数成分、（ｃ）は、第２フィルタから第３フィルタに与えられる信号の周波数成分を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本願発明の実施形態の説明］
近年、通信信号を送信する通信装置において、搬送波を含んだ信号波形に対して時間軸方向にオーバーサンプリングを行って信号波形を変換し、この変換された信号を送信するといった試みがなされることがある。
この場合、この変換された信号には、通信信号成分の他、変換時に生じた雑音成分が通信信号成分の帯域以外の帯域に含まれている。
【００１０】
このため、変換された信号から通信信号成分を取り出すためにバンドパスフィルタが用いられることがある。
上記バンドパスフィルタは、信号の通過を許容する通過帯域が通信信号成分の周波数帯域を含むように設定される。
このようなバンドパスフィルタに変換された信号を与えれば、当該バンドパスフィルタは、通信信号成分を通過させるとともに、他の帯域の信号成分の通過を阻止する。これによって、変換された信号から通信信号成分を取り出すことができる。
【００１１】
ここで、上記通信装置が送信する通信信号は、通常通り、搬送波によって変調される。この搬送波の周波数は、種々の要因によって予め設定された複数の設定値の中から選択的に設定されることがある。つまり、通信信号の周波数帯域は、常に一定でなく変更される可能性がある。
このため、上記バンドパスフィルタの通過帯域も、通信信号の搬送波周波数に応じて変更可能（チューナブル）であることが求められる。
【００１２】
しかし、容量素子や共振器を用いた一般的なバンドパスフィルタをチューナブルな構成にする場合、複数の異なる経路を設けたり、これらを切り替えるスイッチ等を設けたりする必要が生じ、構成が複雑になる。このため、チューナブルなバンドパスフィルタを得ることは容易ではない。
【００１３】
その一方、バンドエリミネーションフィルタでは簡易な構成でチューナブルにすることができるため、チューナブルなバンドエリミネーションフィルタを得ることは、バンドパスフィルタと比較して容易である。
そこで、本発明者は、バンドエリミネーションフィルタをバンドパスフィルタとして使用できれば、簡易な構成でチューナブルなバンドパスフィルタが得られると考えた。
本発明者は、上記着想に基づいて本発明を完成させた。
【００１４】
まず最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の一実施形態に係るフィルタ装置は、
入力信号に含まれる所定周波数帯域の信号成分を出力信号として出力するフィルタ装置であって、
信号通過を阻止する阻止帯域が前記所定周波数帯域を含むように設定されているとともに、前記入力信号が与えられるバンドエリミネーションフィルタと、
前記バンドエリミネーションフィルタで生じる反射信号を取り出す取出部と、を備え、
前記取出部が取り出した信号を前記出力信号として出力する。
【００１５】
上記のように構成されたフィルタ装置によれば、バンドエリミネーションフィルタに入力信号が与えられると、バンドエリミネーションフィルタは、阻止帯域以外の信号成分を通過させ、阻止帯域の信号成分を反射する。バンドエリミネーションフィルタは阻止帯域が所定周波数帯域を含むように設定されているので、バンドエリミネーションフィルタでの反射によって生じる反射信号には所定周波数帯域の信号成分が含まれている。
よって、取出部が反射信号を取り出すことで、所定周波数帯域の信号成分を取り出すことができる。
このように、上記フィルタ装置によれば、バンドエリミネーションフィルタを用いて、入力信号から所定周波数帯域の信号成分を取り出すというバンドパスフィルタとしての機能を得ることができる。
【００１６】
（２）上記フィルタ装置において、
前記バンドエリミネーションフィルタは、前記阻止帯域の中心周波数が調整可能とされていることが好ましい。
この場合、所定周波数帯域の中心周波数が変更されたとしても、その変更に応じて阻止帯域の中心周波数を調整することで、バンドエリミネーションフィルタで反射する反射信号に所定周波数帯域の信号成分を含めることができ、入力信号から所定周波数帯域の信号成分を取り出すことができる。
【００１７】
（３）上記フィルタ装置において、
前記取出部は、前記バンドエリミネーションフィルタの前段に接続され、前記入力信号が与えられるとともに、前記入力信号を前記バンドエリミネーションフィルタに与えつつ前記バンドエリミネーションフィルタで生じる反射信号を取り出し可能とされているサーキュレータであることが好ましい。
この場合、取出部をサーキュレータによって構成することで、与えられた入力信号をバンドエリミネーションフィルタに与えつつ、入力信号と同じ信号経路を反対方向に進行する反射信号を取り出すことができる。
【００１８】
（４）また、上記サーキュレータである取出部は、与えられた入力信号をバンドエリミネーションフィルタに与えるが、入力信号の一部が漏れ、取出部が取り出した信号に不要な帯域の信号が含まれる場合がある。このため、
前段の取出部が取り出した反射信号が与えられる他のバンドエリミネーションフィルタと、
前記他のバンドエリミネーションフィルタの前段に接続され、前段の取出部が取り出した反射信号を前記他のバンドエリミネーションフィルタに与えつつ前記他のバンドエリミネーションフィルタで生じる反射信号を取り出す他の取出部と、をさらに備え、
前記他のバンドエリミネーションフィルタ及び前記他の取出部は、前記取出部の後段に１段又は複数段直列に接続されており、
最終段における前記他の取出部が取り出した信号を前記出力信号として出力するように構成することが好ましい。
この場合、取出部の後段に他のバンドエリミネーションフィルタ及び他の取出部を１段又は複数段直列に接続することで、サーキュレータである各取出部において入力信号の漏れが生じたとしても、出力信号に含まれる不要な帯域の信号を段階的に減衰させることができる。
【００１９】
（５）また、
前記取出部又は前記他の取出部が前記出力信号を出力する出力端には、前記出力信号を空間に放射するためのアンテナが接続されていることが好ましい。
【００２０】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔１  第１実施形態について〕
図１は、第１実施形態に係るフィルタ装置を備えた通信装置のブロック図である。
この通信装置１は、信号処理装置２と、信号処理装置２が出力する信号が与えられるフィルタ装置１０とを備えている。
通信装置１は、ベースバンド信号を変調した変調信号を出力する。変調信号は、例えば、無線信号（ＲＦ信号）である。通信装置１が出力する信号は、通信に使用される信号（通信信号）である。本実施形態における通信信号は、搬送波周波数がｆ０のＲＦ信号である。
通信装置１は、前記通信信号を無線波としてフィルタ装置１０に接続されたアンテナ５から空間に放射する。
【００２１】
信号処理装置２は、信号処理部２ａと、バンドパス型ΔΣ変調器（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｄｅｌｔａ−Ｓｉｇｍａ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２ｂとを備えている。
信号処理部２ａは、デジタルのベースバンド信号（例えば、ＩＱベースバンド信号）に対して、デジタル直交変調などの一次変調を行って、デジタル変調信号（デジタルＲＦ信号）を生成する。ここで、デジタル変調信号の搬送波周波数はｆ０である。
信号処理部２ａは、生成したデジタル変調信号を、ΔΣ変調器２ｂに与える。なお、一次変調は、直交変調に限られず、ベースバンド信号を搬送波（周波数ｆ０）によって変調するものであればよい。
【００２２】
ΔΣ変調器２ｂは、信号処理部２ａから与えられるデジタルＲＦ信号に対してΔΣ変調を行い、パルス信号（量子化信号）を出力する。ΔΣ変調器２ｂのサンプリング周波数ｆＳは、ΔΣ変調器２ｂに入力される変調信号の搬送波周波数ｆ０よりも大きく設定される（ｆ０＜ｆＳ）。
【００２３】
信号処理装置２が出力するパルス信号は、搬送波周波数がｆ０のＲＦ信号を信号成分として含んでいる。また、前記パルス信号は、ＲＦ信号以外にΔΣ変調によって生じた量子化雑音等といった他の周波数の信号も信号成分として含んでいる。信号処理装置２が出力するパルス信号は、フィルタ装置１０に与えられる。
【００２４】
フィルタ装置１０は、信号処理装置２から与えられるパルス信号（入力信号）に含まれる、搬送波周波数ｆ０のＲＦ信号（所定周波数帯域の信号成分）を出力信号として出力する機能を有している。
フィルタ装置１０は、フィルタ回路３と、信号処理装置２とフィルタ回路３との間に接続されたサーキュレータ４とを備えている。
フィルタ装置１０において、信号処理装置２からのパルス信号は、サーキュレータ４に与えられる。サーキュレータ４は、与えられたパルス信号をフィルタ回路３に与える。
【００２５】
フィルタ回路３は、与えられたパルス信号に対してフィルタ処理を行う。フィルタ回路３は、フィルタ処理として、パルス信号に信号成分として含まれている周波数ｆ０近傍の信号の通過を阻止し、それ以外の信号を通過させる処理を行う。つまり、フィルタ回路３は、ＲＦ信号を含む周波数ｆ０近傍の信号の通過を阻止するバンドエリミネーションフィルタ（ノッチフィルタ）としての機能を有しており、信号通過を阻止する阻止帯域が所定周波数帯域（搬送波周波数ｆ０のＲＦ信号の周波数帯域）を含むように設定されている。
なお、フィルタ回路３の構成については、後に詳述する。
【００２６】
フィルタ回路３の後段には、一端がフィルタ回路３の出力端３ｂに接続され、他端が接地された終端抵抗素子６が接続されている。フィルタ回路３を通過した信号は、終端抵抗素子６によって終端される。
【００２７】
一方、フィルタ回路３によって通過が阻止されたＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号は、フィルタ回路３で反射し、サーキュレータ４に戻る。
サーキュレータ４は、３つのポートを有している。第１ポート４ａには、信号処理装置２が接続されている。第２ポート４ｂには、フィルタ回路３が接続されている。第３ポート４ｃには、アンテナ５が接続されている。
サーキュレータ４は、第１ポート４ａから与えられる信号を第２ポート４ｂから出力し、第２ポート４ｂから与えられる信号を第３ポート４ｃから出力するように構成されており、当該サーキュレータ４に信号が与えられたときのポートに応じて非可逆的に信号伝送を行う。
【００２８】
ＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号は、フィルタ回路３で反射することでサーキュレータ４の第２ポート４ｂに与えられる。
サーキュレータ４は、第２ポート４ｂに与えられたＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号を第３ポート４ｃから出力する。
【００２９】
このように、サーキュレータ４は、フィルタ回路３の前段に接続され、入力信号としてのパルス信号が与えられるとともに、パルス信号をフィルタ回路３に与えつつフィルタ回路３で生じる反射信号であるＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号を取り出し可能とされている。これにより、サーキュレータ４は、与えられたパルス信号をフィルタ回路３に与えつつ、パルス信号と同じ信号経路をサーキュレータ４に向かって反対方向に進行する反射信号であるＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号を取り出すことができる。
【００３０】
つまり、サーキュレータ４は、フィルタ回路３で生じる反射信号であるＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号を取り出す取出部を構成している。
【００３１】
サーキュレータ４の第３ポート４ｃから出力されたＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３を通過した後、フィルタ装置１０から出力される。フィルタ装置１０から出力されたＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号は、アンテナ５に与えられ、アンテナ５によって通信信号として空間に放射される。
このように、フィルタ装置１０は、サーキュレータ４が取り出した信号であるＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号を出力信号として出力する。
【００３２】
上記構成のフィルタ装置１０によれば、バンドエリミネーションフィルタとしての機能を有するフィルタ回路３にパルス信号が与えられると、フィルタ回路３は、阻止帯域以外の信号成分を通過させ、阻止帯域の信号成分を反射する。フィルタ回路３は阻止帯域が所定周波数帯域（搬送波周波数ｆ０のＲＦ信号の周波数帯域）を含むように設定されているので、パルス信号がフィルタ回路３で反射することで生じる反射信号である周波数ｆ０近傍の信号にはＲＦ信号が含まれている。
【００３３】
よって、サーキュレータ４が反射信号を取り出すことで、所定周波数帯域の信号成分としてのＲＦ信号を取り出すことができる。
このように、上記構成のフィルタ装置１０によれば、バンドエリミネーションフィルタ（フィルタ回路３）を用いて、入力信号（パルス信号）から所定周波数帯域の信号成分（ＲＦ信号）を取り出すというバンドパスフィルタとしての機能を得ることができる。
【００３４】
また、通信装置１は、ΔΣ変調器２ｂ及びフィルタ回路３を制御する機能を有する制御部７を備えている。
制御部７は、ΔΣ変調器２ｂに与えられるＲＦ信号の搬送波周波数ｆ０に応じたΔΣ変調を行うようにΔΣ変調器２ｂを制御する機能を有するとともに、フィルタ回路３の阻止帯域の中心周波数をＲＦ信号の搬送波周波数ｆ０に応じて制御する機能を有している。
【００３５】
〔２  フィルタ回路について〕
図２は、フィルタ回路３の構成を示すブロック図である。
フィルタ回路３は、上述したように、バンドエリミネーションフィルタ（ノッチフィルタ）としての機能を有しており、その阻止帯域が所定周波数帯域（搬送波周波数ｆ０のＲＦ信号の周波数帯域）を含むように設定されている。
さらに、フィルタ回路３は、阻止帯域の中心周波数が調整可能（チューナブル）とされている。フィルタ回路３の阻止帯域の中心周波数は、上述のように、制御部７によって制御される。
【００３６】
フィルタ回路３は、信号処理装置２からサーキュレータ４を介して入力端３ａに与えられるパルス信号に対してフィルタ処理し、フィルタ処理したフィルタリング信号を出力端３ｂから出力する。
フィルタ回路３は、パルス信号が通過する信号線路３ｃから分岐した分岐線路３ｄに設けられた処理部１１と、信号線路３ｃを通過したパルス信号と処理部１１が出力する処理信号とを合成する電力合成器１２とを備えている。
【００３７】
処理部１１は、遅延素子１１ａと、位相器１１ｂとを備えている。遅延素子１１ａは、パルス信号を遅延させる遅延処理を行う機能を有している。また、位相器１１ｂは、パルス信号の位相を所定の位相量だけ移相させる移相処理を行う機能を有している。
つまり、処理部１１は、信号処理装置２から与えられるパルス信号に対して遅延した遅延信号を処理信号として生成する。
【００３８】
一般に、マルチパス環境下において直接波と遅延波との間に干渉が生じると、受信した信号波における周波数領域にはノッチが生じることが知られている。ノッチは、当該ノッチ周囲の周波数帯域の利得よりも小さい利得となっており、その利得の変化が非常に急峻な特性となって現れる。また、ノッチは、直接波と遅延波との間の干渉によって生じるので、周波数の高低に関わらず、周波数領域上に周期的に現れる。
【００３９】
本実施形態のフィルタ回路３は、上記のようなノッチをフィルタ処理に利用すべく、信号処理装置２からのパルス信号に対して遅延した遅延信号を生成し、生成した遅延信号とパルス信号とを合成する。これにより、フィルタ回路３は、合成した信号の周波数領域上にノッチを生じさせ、これによってパルス信号に対してフィルタ処理を行ったフィルタリング信号を出力する。
つまり、フィルタ回路３は、この周波数領域上に現れるノッチを利用して特定の周波数帯域の信号の通過を阻止するとともに、ノッチ以外の周波数帯域においては信号を通過させる。
【００４０】
図３は、フィルタ回路３のフィルタ特性の一例を示す図である。図中、横軸は周波数、縦軸は利得を示している。
図に示すように、フィルタ回路３のフィルタ特性には、ノッチＮが周期的に複数現れている。このノッチＮは、パルス信号と、その遅延波である処理信号とが合成されることで生じているため、両信号の位相に応じて周期的に複数現れている。
【００４１】
フィルタ回路３は、当該フィルタ回路３のフィルタ特性として現れるノッチＮの周波数領域上の位置を調整可能に構成されている。
以下、ノッチＮの周波数領域上の位置の調整について、図３中、周波数ω１のノッチＮ（以下、第１ノッチＮ１ともいう）と、周波数ω２のノッチＮ（以下、第２ノッチＮ２ともいう）に着目して説明する。
【００４２】
例えば、フィルタ回路３に与えられるパルス信号を時間領域で表したものをｆ（ｔ）、処理部１１が出力する遅延信号である処理信号を時間領域で表したものをｆ（ｔ−τ）とする。なお、ｔは時間、τはパルス信号に対する処理信号の遅延量（遅延時間）である。
これらを合成して得られるフィルタリング信号は、下記式（１）のように表すことができる。
ｆ（ｔ）  ＋  〔ｆ（ｔ−τ）を搬送波位相φだけずらした波形〕・・・（１）
【００４３】
さらに、上記式（１）を周波数領域で表すと、下記式（２）のようになる。
Ｆ（ω）  ＋  Ｆ（ω）ｅｘｐ（ｊ（ωτ＋φ））      ・・・（２）
【００４４】
上記式（２）中、Ｆ（ω）は、パルス信号を周波数領域で表したもの、ωは角周波数、φはパルス信号に対する処理信号の位相差を示す位相量（式（１）中の搬送波位相φと同じ）を示している。
上記式（２）をさらに変形すると、下記式（３）のように表すことができる。
Ｆ（ω）（１  ＋  ｅｘｐ（ｊ（ωτ＋φ）））      ・・・（３）
【００４５】
上記式（３）中、ωτ＋φは、フィルタリング信号の位相を表しており、角周波数ω１である第１ノッチＮ１における位相と、角周波数ω２である第２ノッチＮ２における位相とは２π異なっており、下記式（４）、（５）に示す関係にある。
さらに、式（５）から式（４）を減算すると、下記式（６）のようになる。
ω１τ  ＋  φ  ＝  ２ｎπ              ・・・（４）
ω２τ  ＋  φ  ＝  ２（ｎ＋１）π      ・・・（５）
ω２  −  ω１  ＝  ２π／τ            ・・・（６）
【００４６】
上記式（６）に示すように、第１ノッチＮ１と、第２ノッチＮ２との間の周波数帯域幅は、遅延量τによって表すことができる。
上記式（６）より、互いに隣接しているノッチ同士の周波数領域上における間隔は、遅延量τによって設定することができることが判る。
なお、上記式（６）は、下記式（７）のようにも表すことができる。
２π（ｆ２  −  ｆ１）  ＝  ２π／τ
ｆ２  −  ｆ１  ＝  １／τ              ・・・（７）
但し、ｆ２＝ω２／２π      ｆ１＝ω１／２π
【００４７】
また、上記式（３）中のωτ＋φが「０」である場合、式（３）は、２×Ｆ（ω）となり、パルス信号と同位相になる。つまり、このときの位相φは、例えば、第１ノッチＮ１と第２ノッチＮ２との間の中心周波数を任意の周波数ωにおいて同位相とするためのパラメータとなる。
よって、任意の角周波数をω０とすると、第１ノッチＮ１と第２ノッチＮ２との間の中心周波数をω０に設定するための位相量φは、下記式（８）のように表される。
ω０τ  ＋  φ  ＝  ０
φ  ＝  −ω０τ          ・・・（８）
【００４８】
上記式（８）に示すように、位相量φは、ω０と、遅延量τとによって表すことができる。すなわち、位相量φは、ω０と、遅延量τとによって求めることができる。
よって、例えば、パルス信号に含まれるＲＦ信号の周波数の搬送波周波数といったような任意の周波数領域上の位置に対して、第１ノッチＮ１と第２ノッチＮ２との間の周波数ω０で位相量φを調整することができる。
このように、位相量φは、第１ノッチＮ１と第２ノッチＮ２との間の中心周波数をω０に設定するための値であり、第１ノッチＮ１及び第２ノッチＮ２の周波数領域上の位置を設定するためのパラメータを構成している。
【００４９】
以上のように、フィルタ回路３は、処理部１１が出力する処理信号の遅延量τと、位相量φとを調整することによって、ノッチＮの周波数領域上の位置を調整可能とされている。つまり、遅延素子１１ａ及び位相器１１ｂは、遅延処理における遅延量τ及び移相処理における位相量φの調整によって、フィルタリング信号の周波数領域に現れるノッチＮの周波数領域上の位置を調整可能とされている。
例えば、第１ノッチＮ１と第２ノッチＮ２との間で必要な帯域幅を決定すれば、上記式（６）によって、遅延量τが定まる。
さらに、定めた遅延量τを上記式（８）に代入することで、位相量φを求めることができる。なお、上記式（８）の位相量φは、第１ノッチＮ１と第２ノッチＮ２との間の中心周波数をω０に設定するための値なので、ノッチＮの周波数領域上の位置をＲＦ信号の搬送波周波数ｆ０に設定する場合、第１ノッチＮ１と第２ノッチＮ２との中間に周波数ｆ０が位置するように第１ノッチＮ１と第２ノッチＮ２とを配置し、周波数ｆ０に対して第１ノッチＮ１と第２ノッチＮ２との間の帯域幅の１／２の値を加算又は減算してさらに２πを乗算した値を上記式（８）のω０として代入する。
以上によって、ノッチＮの周波数領域の位置を任意に設定するための遅延量τ及び位相量φを求めることができる。
【００５０】
処理信号の遅延量τは、処理部１１の遅延素子１１ａによって調整される。また、処理信号の位相量φは、処理部１１の位相器１１ｂによる移相処理によって調整される。
処理部１１の遅延素子１１ａ及び位相器１１ｂは、制御部７（図１）によって制御される。制御部７は、フィルタ回路３の阻止帯域をＲＦ信号の搬送波周波数ｆ０に応じて制御する。
【００５１】
つまり、遅延素子１１ａの遅延量τは、必要な帯域幅として設定される第１ノッチＮ１と、第２ノッチＮ２との間の周波数帯域幅に応じて制御部７により設定される。
また、位相器１１ｂの位相量φは、フィルタ処理に応じた設定周波数に応じて制御部７により設定される。
【００５２】
図４は、信号処理装置２が出力するパルス信号の周波数スペクトラムの一部を示す図であり、フィルタ回路３のフィルタ特性との関係を示している。図中、線図Ｐは、フィルタ回路３のフィルタ特性を示している。
【００５３】
図中、パルス信号は、ΔΣ変調器２ｂに与えられる変調信号（ＲＦ信号）の搬送波周波数ｆ０において、主信号成分を含んでいる。また、パルス信号は、変調信号の帯域以外の帯域に雑音成分を含んでいる。
このように、ΔΣ変調器２ｂから出力された信号は、パルス信号（デジタル信号）であるが、アナログ信号としてみると、ΔΣ変調器２ｂに入力された変調信号（ＲＦ信号）を信号成分として含んでいる。
【００５４】
また、図４に示すように、本実施形態のフィルタ回路３は、フィルタ回路３のフィルタ特性を示す線図Ｐに現れているノッチＮの周波数領域上の位置がＲＦ信号の搬送波周波数ｆ０となるように、処理信号の遅延量τと、位相量φとが調整されている。
これにより、フィルタ回路３は、ＲＦ信号を含む搬送波周波数ｆ０近傍の信号の通過を阻止し、他の部分の周波数帯域においては信号を通過させるように設定されている。
【００５５】
つまり、フィルタ回路３は、ノッチＮの周波数領域上の位置を中心とした一定の帯域幅において信号の通過を阻止する阻止帯域を設定している。
よって、阻止帯域の中心周波数は、ノッチＮの周波数領域上の位置とほぼ一致している。よって、図４では、阻止帯域の中心周波数は、搬送波周波数ｆ０とほぼ一致するように設定されている。
また、阻止帯域は、図４に示すように、主信号成分（搬送波周波数ｆ０のＲＦ信号）の周波数帯域を含むように設定されている。
【００５６】
このように、フィルタ回路３は、搬送波周波数ｆ０近傍の信号の通過を阻止するバンドエリミネーションフィルタ（ノッチフィルタ）としての機能を有している。
【００５７】
なお、図４に示すように、ノッチＮは搬送波周波数ｆ０近傍以外の位置にも複数現れる。よって、フィルタ回路３は、主信号成分（ＲＦ信号）以外に、他のノッチＮに対応する周波数領域上の位置の雑音成分についても通過を阻止する。
【００５８】
フィルタ回路３を通過し、当該フィルタ回路３からフィルタリング信号として出力される信号は、終端抵抗素子６（図１）によって終端される。
一方、フィルタ回路３によって通過が阻止されたＲＦ信号を含んだ搬送波周波数ｆ０近傍の主信号成分、及びノッチＮに対応する位置の雑音成分は、当該フィルタ回路３で反射し、サーキュレータ４（図１及び図２）に戻る。
【００５９】
図１及び図２に示すように、フィルタ回路３で反射した信号成分は、サーキュレータ４の第３ポート４ｃから出力され、バンドパスフィルタ１３に与えられる。
このバンドパスフィルタ１３は、ＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の主信号成分を通過させ、それ以外のノッチＮに対応する位置の雑音成分については、通過を阻止するように構成されている。
これによって、バンドパスフィルタ１３の後段に設けられているアンテナ５には、ＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の主信号成分のみが与えられる。
アンテナ５は、与えられた主信号成分を空間に放射する。
【００６０】
上記フィルタ回路３は、上述したように、遅延素子１１ａの遅延量τ及び位相器１１ｂの位相量φによってノッチＮの周波数領域の位置を任意に設定することができる。
よって、フィルタ回路３は、ノッチＮの周波数領域上の位置とほぼ一致している阻止帯域の中心周波数が調整可能である。
これによって、フィルタ装置１０は、ＲＦ信号の搬送波周波数ｆ０が変更されたとしても、その変更に応じて阻止帯域の中心周波数を調整することで、フィルタ回路３で反射する反射信号にＲＦ信号を含めることができ、パルス信号から所定周波数帯域の信号成分（ＲＦ信号）を取り出すことができる。
【００６１】
また、上記フィルタ回路３によれば、当該フィルタ回路３のフィルタ特性（フィルタリング信号の周波数領域上）に現れるノッチの周波数領域上の位置を遅延素子１１ａの遅延量τ及び位相器１１ｂの位相量φによって調整できるので、ノッチの周波数領域上の位置をフィルタ処理に応じて設定される設定周波数に設定することができ、ノッチを利用することによってフィルタ回路３として適切な周波数特性を容易に得ることができる。
また、ノッチは、周波数の高低に関わらず、フィルタ特性に周期的に現れる。よって、高周波信号を処理する場合においても、ノッチは一定の周波数幅ごとに現れるので、周波数の高低に関わらず、所望のフィルタ特性を容易に得ることができる。
【００６２】
〔３  第２実施形態について〕
図５は、第２実施形態に係るフィルタ装置を示すブロック図である。
本実施形態のフィルタ装置１０は、フィルタ回路３で反射されるＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号を取り出すための取出部として、方向性結合器１５を用いた点において、上記第１実施形態と相違している。
【００６３】
図５中、方向性結合器１５は、信号処理装置２と、フィルタ回路３との間に接続されている。方向性結合器１５は、信号が入力される第１ポート１５ａと、入力された信号を出力する第２ポート１５ｂと、第１結合ポート１５ｃと、第２結合ポート１５ｄとを備えている。
方向性結合器１５は、第１ポート１５ａに信号が与えられ、信号が第２ポート１５ｂに向けて線路１５ｅを伝搬すると、与えられた信号を第２結合ポート１５ｄから出力する。
また、方向性結合器１５は、第２ポート１５ｂに信号が与えられ、信号が第１ポート１５ａに向けて線路１５ｅを伝搬すると、与えられた信号を第１結合ポート１５ｃから出力する。両結合ポート１５ｃ、１５ｄから出力される信号は、線路１５ｅを伝搬する信号に対して、若干減衰された状態で出力される。
【００６４】
本実施形態の方向性結合器１５の第２結合ポート１５ｄには、一端が第２結合ポート１５ｄに接続され、他端が接地された終端抵抗素子１６が接続されており、第２結合ポート１５ｄは終端されている。
一方、第１結合ポート１５ｃには、バンドパスフィルタ１３及びアンテナ５が接続されている。
【００６５】
上記構成のフィルタ装置１０において、信号処理装置２からのパルス信号は、方向性結合器１５の第１ポート１５ａに与えられる。
方向性結合器１５は、与えられたパルス信号をフィルタ回路３に与える。
【００６６】
フィルタ回路３は、ＲＦ信号を含む周波数ｆ０近傍の信号を含む阻止帯域の信号の通過を阻止し、他の帯域の信号を通過させて終端抵抗素子６に導く。
よって、フィルタ回路３によって通過が阻止されたＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号は、フィルタ回路３で反射し、方向性結合器１５の第２ポート１５ｂに与えられる。
反射信号として方向性結合器１５に与えられた、ＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号は、第２ポート１５ｂから第１ポート１５ａに向けて線路１５ｅを伝搬する。
これにより、方向性結合器１５は、第１結合ポート１５ｃからＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号を出力する。
【００６７】
このように、方向性結合器１５は、フィルタ回路３で生じる反射信号であるＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号を取り出す取出部として用いることができる。
方向性結合器１５が取り出したＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号は、バンドパスフィルタ１３を通過した後、アンテナ５に与えられ、アンテナ５によって通信信号として空間に放射される。
【００６８】
〔４  第３実施形態について〕
図６は、第３実施形態に係るフィルタ装置を示すブロック図である。
本実施形態のフィルタ装置１０は、信号処理装置２に接続されているサーキュレータの後段に、他のフィルタ回路及び他のサーキュレータを複数段直列に接続した点において、上記第１実施形態と相違している。
【００６９】
図６中、フィルタ装置１０は、第１フィルタ２１と、第２フィルタ２２と、第３フィルタ２３とを備えている。
第１フィルタ２１は、フィルタ回路３１と、サーキュレータ４１と、終端抵抗素子６１とを備えている。
また、第２フィルタ２２は、フィルタ回路３２と、サーキュレータ４２と、終端抵抗素子６２とを備えている。
第３フィルタ２３は、フィルタ回路３３と、サーキュレータ４３と、終端抵抗素子６３とを備えている。
【００７０】
各フィルタ２１、２２、２３は、上記第１実施形態のフィルタ回路３、サーキュレータ４、及び終端抵抗素子６の構成と同様の構成とされている。よって、各フィルタ２１、２２、２３は、サーキュレータ４１、４２、４３の第１ポート４１ａ、４２ａ、４３ａから与えられた信号から所定周波数帯域の信号成分（ＲＦ信号）を取り出すというバンドパスフィルタとしての機能を有している。
【００７１】
よって、本実施形態のフィルタ装置１０は、これらフィルタ２１、２２、２３を複数段直列に接続することで、第１実施形態にて示したフィルタ回路３及びサーキュレータ４を複数段直列に接続した構成とされている。
【００７２】
第１フィルタ２１が備えるサーキュレータ４１の第１ポート４１ａは、信号処理装置２に接続されている。
第１フィルタ２１が備えるサーキュレータ４１の第３ポート４１ｃは、第２フィルタ２２が備えるサーキュレータ４２の第１ポート４２ａに接続されている。よって、第１フィルタ２１のサーキュレータ４１が出力するＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号は、第２フィルタ２２のサーキュレータ４２に与えられる。
【００７３】
第２フィルタ２２が備えるサーキュレータ４２の第３ポート４２ｃは、第３フィルタ２３が備えるサーキュレータ４３の第１ポート４３ａに接続されている。よって、第２フィルタ２２のサーキュレータ４２が出力するＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号は、第３フィルタ２３のサーキュレータ４３に与えられる。
【００７４】
つまり、第１フィルタ２１の後段に接続されている第２フィルタ２２のフィルタ回路３２は、前段の取出部であるサーキュレータ４１が取り出した反射信号が与えられる他のバンドエリミネーションフィルタを構成している。また、サーキュレータ４２は、フィルタ回路３２の前段に接続され、前段の取出部であるサーキュレータ４１が取り出した反射信号をフィルタ回路３２に与えつつフィルタ回路３２で生じる反射信号を取り出す他の取出部を構成している。
また、第２フィルタ２２の後段に接続されている第３フィルタ２３のフィルタ回路３３は、前段の取出部であるサーキュレータ４２が取り出した反射信号が与えられる他のバンドエリミネーションフィルタを構成している。また、サーキュレータ４３は、フィルタ回路３３の前段に接続され、前段の取出部であるサーキュレータ４２が取り出した反射信号をフィルタ回路３３に与えつつフィルタ回路３３で生じる反射信号を取り出す他の取出部を構成している。
【００７５】
第３フィルタ２３が備えるサーキュレータ４３の第３ポート４３ｃには、バンドパスフィルタ１３を介してアンテナ５が接続されている。
【００７６】
上記構成のフィルタ装置１０において、信号処理装置２からのパルス信号は、第１フィルタ２１が備えるサーキュレータ４１の第１ポート４１ａに与えられる。
サーキュレータ４１は、与えられたパルス信号をフィルタ回路３１に与える。
サーキュレータ４１は、上記第１実施形態と同様、パルス信号がフィルタ回路３１で反射することで生じる、ＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号を取り出し、第３ポート４１ｃから出力する。
【００７７】
サーキュレータ４１の第３ポート４１ｃから出力されたＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号は、第２フィルタ２２に与えられる。
第２フィルタ２２が備えるサーキュレータ４２の第１ポート４２ａには、サーキュレータ４１の第３ポート４１ｃから出力されるＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号が与えられる。
【００７８】
ここで、サーキュレータ４１の第１ポート４１ａにパルス信号が与えられたときに、パルス信号は、第３ポート４１ｃからフィルタ回路３に向けて出力されるが、信号成分の一部が、第１ポート４１ａから第３ポート４１ｃに向けて漏れる場合がある。
このため、サーキュレータ４２の第１ポート４２ａには、ＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号と、第１ポート４１ａから漏れた信号成分とが与えられる場合がある。
第１ポート４１ａから漏れた信号成分には、主信号成分以外の雑音成分も含まれているので（図４参照）、第２フィルタ２２には、ＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号とともに雑音成分も与えられることになる。
つまり、第１フィルタ２１から第２フィルタ２２に与えられる信号には、ＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号の他、雑音成分が含まれることがある。
【００７９】
ただし、第１ポート４１ａから漏れる信号成分は、元の信号と比較して減衰するので、第２フィルタ２２に与えられる雑音成分は、信号処理装置２が出力するパルス信号に含まれる雑音成分と比較してより減衰している。
【００８０】
第２フィルタ２２が備えるサーキュレータ４２の第１ポート４２ａに、第１フィルタ２１からの信号が与えられると、当該サーキュレータ４２は、サーキュレータ４１と同様、第１フィルタ２１からの信号がフィルタ回路３で反射することで生じる、ＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号を取り出し、第３ポート４２ｃから出力する。
サーキュレータ４２の第３ポート４２ｃから出力されたＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号は、第３フィルタ２３に与えられる。
【００８１】
また、第２フィルタ２２が備えるサーキュレータ４２の第１ポート４２ａに第１フィルタ２１からの信号が与えられたときに、当該第１フィルタ２１からの信号は、上記パルス信号と同様に、信号成分の一部が、第１ポート４２ａから第３ポート４２ｃに向けて漏れる場合がある。
よって、第２フィルタ２２から第３フィルタ２３に与えられる信号においても、上記同様、ＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号の他、雑音成分が含まれることがある。
なお、第１ポート４２ａから第３ポート４２ｃに向けて漏れる信号成分に含まれる雑音成分も、元の信号と比較して減衰するので、第３フィルタ２３に与えられる雑音成分は、第２フィルタ２２に与えられる雑音成分よりもさらに減衰している。
【００８２】
図７は、各フィルタに与えられる信号の周波数成分の変化の一例を模式的に示した図であり、図７（ａ）は、第１フィルタ２１に与えられるパルス信号の周波数成分、図７（ｂ）は、第１フィルタ２１から第２フィルタ２２に与えられる信号の周波数成分、図７（ｃ）は、第２フィルタ２２から第３フィルタ２３に与えられる信号の周波数成分を示す図である。
【００８３】
図７（ａ）に示すように、信号処理装置２から出力されたパルス信号は、主信号成分（ＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号）の電力と、周囲の雑音成分の電力とは、ほぼ同じである。
第１フィルタ２１を通過した信号は、図７（ｂ）に示すように、周波数成分はほぼそのままで、雑音成分のみｄ１だけ減衰されている。第１フィルタ２１を通過した信号に含まれている雑音成分は、そのほとんどがサーキュレータ４１の第１ポート４１ａから第３ポート４１ｃに向けて漏れた信号であり、このため、元の信号であるパルス信号の雑音成分の電力と比較して減衰されている。
【００８４】
さらに、第２フィルタ２２を通過した信号は、図７（ｃ）に示すように、周波数成分はほぼそのままで、雑音成分のみさらにｄ２だけ減衰されている。第２フィルタ２２を通過した信号に含まれている雑音成分は、そのほとんどがサーキュレータ４２の第１ポート４２ａから第３ポート４２ｃに向けて漏れた信号であり、その雑音成分は、第１フィルタ２１から第２フィルタ２２に与えられた段階で減衰されている。このため、第２フィルタ２２を通過することでさらに減衰されている。
【００８５】
第３フィルタ２３の第３ポート４３ｃからバンドパスフィルタ１３に与えられる信号においても、第１ポート４３ａから第３ポート４３ｃに向けて漏れる信号成分によって、ＲＦ信号を含んだ周波数ｆ０近傍の信号の他、雑音成分が含まれることがある。
しかし、第３フィルタ２３が出力する信号に含まれる雑音成分は、前段である第２フィルタ２２が出力する信号に含まれる雑音成分よりもさらに減衰される。
【００８６】
以上のように、取出部としてのサーキュレータは、当該サーキュレータに与えられる入力信号をフィルタ回路に与えるが、その入力信号の一部が漏れ、サーキュレータが取り出した信号に雑音成分が含まれる場合がある。
これに対して、本実施形態のフィルタ装置１０は、第１フィルタ２１の後段に、さらに第２フィルタ２２及び第３フィルタ２３を複数段直列に接続し、最終段における第３フィルタ２３のサーキュレータ４３が第３ポート４３ｃから出力する信号を出力信号として出力するように構成したので、サーキュレータ４において信号の漏れが生じたとしても、出力信号に含まれる不要な帯域の信号である雑音成分を段階的に減衰させることができる。
【００８７】
〔５  その他〕
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
例えば、上記各実施形態では、バンドエリミネーションフィルタとして、遅延素子１１ａ及び位相器１１ｂを含んだ処理部１１と、信号線路３ｃを通過したパルス信号と処理部１１が出力する処理信号とを合成する電力合成器１２とを備えているフィルタ回路３を用いた場合を例示したが、これに限定されることはなく、一般的な容量素子や共振器を用いたバンドエリミネーションフィルタを用いてもよい。さらに、阻止帯域がチューナブルとされたバンドエリミネーションフィルタを用いてもよい。
【００８８】
また、上記第３実施形態では、フィルタ装置１０が、フィルタ回路及びサーキュレータを備えたフィルタを３つ（フィルタ２１、２２、２３）を備えた場合を例示したが、フィルタ装置１０は、フィルタを複数備えていればよく、より多数のフィルタを備えて構成することもできる。
【００８９】
また、上記第３実施形態では、各フィルタ２１、２２、２３がサーキュレータを備えた構成の場合を例示したが、上記第２実施形態と同様に、サーキュレータに代えて方向性結合器を用いてもよい。
さらに、フィルタ装置１０が備える複数のフィルタは、サーキュレータを備えたフィルタと、方向性結合器を備えたフィルタの両方を含んで構成することもできる。
【００９０】
本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９１】
１  通信装置
２  信号処理装置
２ａ  信号処理部
２ｂ  変調器
３  フィルタ回路
３ａ  入力端
３ｂ  出力端
３ｃ  信号線路
３ｄ  分岐線路
４  サーキュレータ
４ａ  第１ポート
４ｂ  第２ポート
４ｃ  第３ポート
５  アンテナ
６  終端抵抗素子
７  制御部
１０  フィルタ装置
１１  処理部
１１ａ  遅延素子
１１ｂ  位相器
１２  電力合成器
１３  バンドパスフィルタ
１５  方向性結合器
１５ａ  第１ポート
１５ｂ  第２ポート
１５ｃ  結合ポート
１５ｄ  結合ポート
１５ｅ  線路
１６  終端抵抗素子
２１  第１フィルタ
２２  第２フィルタ
２３  第３フィルタ
３１  フィルタ回路
３２  フィルタ回路
３３  フィルタ回路
４１  サーキュレータ
４１ａ  第１ポート
４１ｂ  第２ポート
４１ｃ  第３ポート
４２  サーキュレータ
４２ａ  第１ポート
４２ｂ  第２ポート
４２ｃ  第３ポート
４３  サーキュレータ
４３ａ  第１ポート
４３ｂ  第２ポート
４３ｃ  第３ポート
６１  抵抗素子
６２  抵抗素子
６３  抵抗素子
【図１】
2016066884.tif 000003
【図２】
2016066884.tif 000004
【図３】
2016066884.tif 000005
【図４】
2016066884.tif 000006
【図５】
2016066884.tif 000007
【図６】
2016066884.tif 000008
【図７】
2016066884.tif 000009