フィルタ回路および無線装置
【課題】 通過帯域での帯域幅を確保して帯域通過フィルタの損入損失を低減し、かつ通過帯域以外の阻止域での帯域外減衰量を増大する。
【解決手段】 フィルタ回路は、複数の周波数帯域の信号が入力可能な入力ポートＩＮと、それぞれが異なる周波数帯域の信号を出力可能な複数の出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃと、これら出力ポートに接続される複数の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃと、これら帯域通過フィルタと入力ポートＩＮとの間に接続される複数の帯域阻止フィルタ２ａ，２ｂ，２ｃと、これら帯域阻止フィルタの入力インピーダンスを可変制御する制御部３と、を備えている。互いに通過帯域が異なる複数の帯域通過フィルタの前段に複数の帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂ，４ｃを接続し、信号を通過させる帯域通過フィルタの通過帯域に合わせて、帯域阻止フィルタのインピーダンスを可変制御するため、所望の周波数帯域の信号のみを出力ポートから取り出すことができ、かつ帯域外減衰量も増大でき、信号の選択性が非常によくなる。
【解決手段】 フィルタ回路は、複数の周波数帯域の信号が入力可能な入力ポートＩＮと、それぞれが異なる周波数帯域の信号を出力可能な複数の出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃと、これら出力ポートに接続される複数の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃと、これら帯域通過フィルタと入力ポートＩＮとの間に接続される複数の帯域阻止フィルタ２ａ，２ｂ，２ｃと、これら帯域阻止フィルタの入力インピーダンスを可変制御する制御部３と、を備えている。互いに通過帯域が異なる複数の帯域通過フィルタの前段に複数の帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂ，４ｃを接続し、信号を通過させる帯域通過フィルタの通過帯域に合わせて、帯域阻止フィルタのインピーダンスを可変制御するため、所望の周波数帯域の信号のみを出力ポートから取り出すことができ、かつ帯域外減衰量も増大でき、信号の選択性が非常によくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ異なる周波数帯域の信号を通過させる複数の帯域通過フィルタを備えたフィルタ回路および無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話或いはコードレス電話機などの無線装置は、複数の周波数成分の中から特定の通信帯域の信号を得るために、特定の通信帯域の信号を通過させるフィルタを備えている。
【０００３】
複数の通信帯域を取り扱う無線装置は、フィルタの前段或いは後段或いはその両方に半導体スイッチ或いはＭＥＭＳ（Micro-electro-mechanical System）スイッチなどを接続し、所望の通信帯域に通過周波数を持つフィルタに信号が伝送されるようにこのスイッチを切り替え、複数の周波数成分の中から特定の通信帯域の信号を得ることができるようにするフィルタ回路が用いられている。
【０００４】
例えば、非特許文献１に開示された従来のフィルタ回路は、通過周波数の異なる複数の帯域通過フィルタのいずれかをスイッチで選択して、所望の通信帯域の信号を低損失で通過させることを特徴としている。
【０００５】
従来の帯域通過フィルタは、通過帯域からわずかに離れた周波数帯域では、大きな帯域外減衰量が得られるものの、通過帯域から離れるにつれて帯域外減衰量が小さくなるという傾向がある。通過帯域外での帯域外減衰量を大きくする手法もあるが、通過帯域幅が狭くなるという問題があり、好ましくない。
【非特許文献１】2003 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM pp.1726-1729
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、通過帯域での帯域幅を確保して帯域通過フィルタの損入損失を低減し、かつ通過帯域以外の阻止域での帯域外減衰量を大きくすることができるフィルタ回路および無線装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、複数の周波数帯域の信号が入力される入力ポートと、それぞれが異なる周波数帯域の信号を出力する複数の出力ポートと、前記複数の出力ポートに対応して設けられ、互いに異なる周波数帯域の信号を通過させて対応する出力ポートに供給する複数の帯域通過フィルタと、前記複数の帯域通過フィルタに対応して設けられ、それぞれが別個に入力インピーダンスを可変可能で、前記入力ポートに入力された信号を対応する帯域通過フィルタに供給するか否かを切り替える複数の帯域阻止フィルタと、を備えるフィルタ回路を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通過帯域での帯域幅を確保して帯域通過フィルタの損入損失を低減し、かつ通過帯域以外の阻止域での帯域外減衰量を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るフィルタ回路の概略構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１のフィルタ回路は、複数の周波数帯域の信号が入力可能な入力ポートＩＮと、それぞれが異なる周波数帯域の信号を出力可能な複数の出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，…，ＯＵＴｎと、これら出力ポートＯＵＴａ〜ＯＵＴｎに接続される複数の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，…，１ｎと、これら帯域通過フィルタ１ａ〜１ｃと入力ポートＩＮとの間に接続される複数の帯域阻止フィルタ２ａ，２ｂ，…，２ｎと、これら帯域阻止フィルタ２ａ〜２ｎの入力インピーダンスを可変制御する制御部３とを備えている。図１では、帯域阻止フィルタ、帯域通過フィルタおよび出力ポートをｎ個ずつ設ける例を示すが、ｎは２以上であれば、その数に特に制限はない。
【００１２】
帯域通過フィルタ１ａ〜１ｎは、互いに異なる周波数帯域の信号を通過させて、対応する出力ポートＯＵＴａ〜ＯＵＴｎに供給する。帯域阻止フィルタ２ａ〜２ｎは、制御部３からの信号により入力インピーダンスを可変させて、入力ポートＩＮに入力された信号を対応する帯域通過フィルタ１ａ〜１ｎに供給するか否かを切り替える。
【００１３】
帯域通過フィルタ１ａ〜１ｎは、複数の共振器を梯子状に接続した回路構成が望ましい。共振器の一例として、バルク弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）共振器またはバルク弾性波（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）共振器が考えられる。あるいはインダクタとキャパシタで構成されバルク弾性波と同様の機能を有する共振器を用いてもよい。
【００１４】
帯域阻止フィルタ２ａ〜２ｎは、インダクタ素子とキャパシタ素子を並列接続したＬＣ並列共振回路やチェビチェフフィルタなどのように、ある周波数（阻止周波数）で入力インピーダンスを開放とみなせるフィルタが望ましい。帯域阻止フィルタ２ａ〜２ｎの入力インピーダンスを可変にするには、可変キャパシタ素子や可変インダクタ素子などの可変リアクタンス素子を用いるのが望ましい。
【００１５】
図２は帯域阻止フィルタ２ａ〜２ｎとしてＬＣ並列共振回路を用いたフィルタ回路の具体例を示すブロック図である。以下、図２のフィルタ回路を例に取って、本実施形態の構成および動作を説明する。
【００１６】
図２のフィルタ回路は、入力ポートＩＮに接続される帯域阻止フィルタとして機能する３つのＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃと、これらＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃに接続される３つの帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃと、これら帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃに接続される３つの出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃとを備えている。なお、ＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃ、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃおよび出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃの数は３個に限定されず、２個でもよいし、４個以上でもよい。
【００１７】
３つの帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃは、それぞれ通過帯域が異なっている。このため、各出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃからは、対応する帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃを通過した特定の通過帯域の信号がそれぞれ出力される。
【００１８】
ＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃは、並列接続された可変キャパシタ素子５とインダクタ素子６を有する。ＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃの並列共振周波数ｆａ、すなわち阻止周波数ｆａは、可変キャパシタ素子５のキャパシタンスをＣ、インダクタ素子６のインダクタをＬとすると、（１）式で表される。
ｆａ＝１／（２π／√（ＬＣ）） …（１）
【００１９】
本実施形態では、制御部３が可変キャパシタ素子５のキャパシタンスを制御する。可変キャパシタ素子５のキャパシタンスを可変させることにより、ＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃの阻止周波数ｆａを任意の周波数に設定可能である。また、阻止周波数ｆａでは、ＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃは並列共振を行っており、阻止周波数ｆａ近傍の入力インピーダンスはほぼ開放状態である。
【００２０】
例えば、帯域通過フィルタ１ｃのみに信号を通過させる場合を考える。この場合、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂの前段の帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂは、その内部の可変キャパシタ素子５のキャパシタンスを調整して、阻止周波数を帯域通過フィルタ１ｃの通過帯域に一致させる。また、帯域通過フィルタ１ｃの前段の帯域阻止フィルタ４ｃは、その内部の可変キャパシタ素子５のキャパシタンスを大きくするなどして、阻止周波数を通過帯域とはまったく異なる周波数に設定する。
【００２１】
この場合、帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂの阻止周波数は帯域通過フィルタ１ｃの通過帯域と一致するため、この周波数帯域の信号に対しては入力インピーダンスが開放になり、帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂは入力ポートＩＮに入力された信号を遮断する。一方、帯域阻止フィルタ４ｃの阻止周波数は、帯域通過フィルタ１ｃの通過帯域にほとんど影響を与えない値であり、入力ポートＩＮからの入力信号は、帯域阻止フィルタ４ｃと帯域通過フィルタ１ｃを介して出力ポートＯＵＴｃに伝達される。
【００２２】
以上により、図２のフィルタ回路は、等価的に、入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴｃの間にＬＣ並列共振回路４ｃと帯域通過フィルタ１ｃのみが接続された回路となる。すなわち、帯域通過フィルタ１ｃの通過帯域の信号については、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂの影響をほとんど無視でき、帯域通過フィルタ１ｃを通過した信号のみが出力ポートＯＵＴｃに供給される。
【００２３】
同様に、帯域通過フィルタ１ｂに信号を通過させる場合は、帯域阻止フィルタ４ａ，４ｃの阻止周波数を帯域通過フィルタ１ｂの通過帯域に一致させて、帯域阻止フィルタ４ｂの阻止周波数を帯域通過フィルタ１ｂの通過帯域にほとんど影響を与えない値に設定する。また、帯域通過フィルタ１ａに信号を通過させる場合は、帯域阻止フィルタ４ｂ，４ｃの阻止周波数を帯域通過フィルタ１ａの通過帯域に一致させて、帯域阻止フィルタ４ａの阻止周波数を帯域通過フィルタ１ａの通過帯域にほとんど影響を与えない値に設定する。
【００２４】
図３は帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの具体的構成の一例を示す回路図である。図３の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃは、梯子状に接続された複数の共振器を有する。より具体的には、図３の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃは、同フィルタの入出力端子の間に直列接続される複数の直列腕共振器７と、これら共振器の入出力ノードと接地端子との間にそれぞれ接続される複数の並列腕共振器８とを有する。
【００２５】
直列腕共振器７の反共振周波数と並列腕共振器８の共振周波数はともに、通過帯域の中心周波数に設定される。これにより、図４に示す特性の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃが得られる。図４の横軸は周波数、縦軸は信号減衰度である。図４の点線４１が通過帯域を示しており、その近傍に信号減衰度の非常に大きい遮断帯域が存在する（点線４２）。この遮断帯域の信号減衰度が大きいほど、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの特性がよいことを示している。
【００２６】
図３のような梯子状の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの場合、直列腕共振器７や並列腕共振器８の数を変更すること、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの特性を向上させるに当たり、付加インダクタや付加キャパシタを挿入してもよい。
【００２７】
帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの回路構成は、図３に図示したものに限定されない。図５は帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの変形例を示す回路図である。図５の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃは、梯子状に接続された複数の共振器を有するが、図３とは異なる接続形態をもつ。図５の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃも、直列腕共振器７と並列腕共振器８を有し、平衡入出力の形態を取っている。
【００２８】
図６は帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの伝搬特性を示す図である。図６（ａ）はフィルタの入力インピーダンスを示すスミスチャートのＳ１１特性を示し、図６（ｂ）は信号の通過量を表すＳ２１特性を示している。
【００２９】
図６（ｂ）に示すように通過帯域は約１．９５ＧＨｚであり、図６（ａ）に示すように帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの入力インピーダンスは１．９ＧＨｚ付近で短絡状態になる。通過帯域より周波数が高くなるにつれて短絡にみえるようになる。なお、中心周波数が変わると、入力インピーダンスが短絡にみえる周波数も変化する。したがって、図２のフィルタ回路において、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの入力インピーダンスがほぼ短絡にみえる周波数では、帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂ，４ｃは等価的に単に短絡しているものとみなせる。
【００３０】
図７は、帯域通過フィルタ１ｃに信号を通過させる目的で、帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂの阻止周波数を帯域通過フィルタ１ｃの通過帯域に一致させた場合の等価回路図である。図７では、帯域通過フィルタ１ａの入力インピーダンスが短絡とみなせる値である例を示している。この場合、帯域阻止フィルタ４ａの出力は、直接接地されているとみなせる。
【００３１】
図７において、帯域通過フィルタ１ａの前段の帯域阻止フィルタ４ａは、帯域通過フィルタ１ｃと同様の通過周波数をもつ帯域通過フィルタ１ｃとして機能する。このため、入力ポートＩＮに入力された信号は、図７の一点鎖線部９でフィルタリングされた後、帯域阻止フィルタ４ｃを介して、帯域通過フィルタ１ｃに入力され、さらにフィルタリングされる。このように、等価的に、２度にわたってフィルタリングをすることになり、帯域通過フィルタ１ｃだけよりも帯域外減衰量が増大する。同様に、他の帯域通過フィルタ１ａまたは１ｂの通過帯域でも同様であり、図２の回路構成を採用することにより、帯域外減衰量を増大できる。
【００３２】
図８は図２に示す帯域通過フィルタ１ａの通過周波数を０．８ＧＨｚ、帯域通過フィルタ１ｂの通過周波数を１．７ＧＨｚ、帯域通過フィルタ１ｃの通過周波数を２．０ＧＨｚとし、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂの阻止周波数を２．０ＧＨｚとした場合において、帯域通過フィルタ１ｃに接続される出力ポートＯＵＴｃから出力される信号の周波数依存性と、帯域通過フィルタ１ｃ単体の通過特性、すなわち従来の帯域通過フィルタ１ｃの通過特性の周波数依存性を比較した図である。
【００３３】
図８からわかるように、本実施形態のフィルタ回路によれば、一部の周波数領域を除いて、帯域外減衰量が従来のフィルタ回路よりも増大する。
【００３４】
図９は図２のフィルタ回路を内蔵する無線装置（例えば、携帯電話）の概略構成を示すブロック図である。図９の無線装置は、アンテナ１１と、方向性結合器１２と、送信装置１３と、受信装置１４とを備えている。
【００３５】
送信装置１３は、マイク２０から取り込んだ音声信号に対してベースバンド処理を施すベースバンド処理部２１（ＢＢ処理部）と、ベースバンド処理された信号を変調する変調器２２と、変調器２２から出力された変調信号に含まれる所望の周波数成分のみを抽出する帯域通過フィルタ２３と、帯域通過フィルタ２３を通過した信号を増幅する高周波パワーアンプ２４とを有する。
【００３６】
受信装置１４は、方向性結合器１２を通過した受信信号を増幅する低雑音増幅器３１と、低雑音増幅器３１で増幅した信号に含まれる所望の周波数成分のみを抽出する図２と同構成のフィルタ回路３２と、フィルタ回路３２を通過した信号を増幅する増幅器３３と、増幅器３３で増幅された信号を復調する復調器３４と、復調信号に対してベースバンド処理を施すベースバンド処理部３５（ＢＢ処理部）と、ベースバンド処理後の信号を音声出力するスピーカ３６とを有する。
【００３７】
本実施形態のフィルタ回路は、上述したように、制御部３の制御により信号の通過帯域を切り替えることができるため、互いに異なる複数の周波数帯域を利用する複数の無線システムに適している。したがって、本実施形態はマルチシステム対応の携帯電話に適用可能である。
【００３８】
このように、第１の実施形態では、互いに通過帯域が異なる複数の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの前段に複数の帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂ，４ｃを接続し、信号を通過させる帯域通過フィルタの通過帯域に合わせて、帯域阻止フィルタのインピーダンスを可変制御するため、所望の周波数帯域の信号のみを出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃから取り出すことができ、かつ帯域外減衰量も増大でき、信号の選択性が非常によくなる。
【００３９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃと出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃとの間にスイッチを設けるものである。
【００４０】
上述した第１の実施形態では、所望の通過帯域をもつ帯域通過フィルタが接続された出力ポートから信号を出力するが、その他の帯域通過フィルタが接続された出力ポートからも、対応する帯域通過フィルタを通過した信号が出力されてしまう。このため、フィルタ回路の後段側の回路に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００４１】
そこで、本実施形態では、所望の通過帯域をもつ帯域通過フィルタに接続された出力ポートのみから信号を出力するようにする。
【００４２】
図１０は本発明の第２の実施形態によるフィルタ回路の概略構成を示すブロック図である。図１０では、図２と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を説明する。
【００４３】
図１０のフィルタ回路は、複数の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃと対応する出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃとの間に接続される複数のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを備えている。これらスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、制御部３からの信号によりオン／オフが切り替えられる。
【００４４】
これらスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、入出力が各一つの単極単投スイッチであり、半導体スイッチやＭＥＭＳスイッチなど、チップ内に形成可能なスイッチで実現するのが望ましい。
【００４５】
複数のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃのうち、信号を通過させる帯域通過フィルタに接続されたスイッチのみがオンになり、その他のスイッチはオフになる。これにより、仮に信号を通過させる帯域通過フィルタ以外の帯域通過フィルタから信号が漏れ出たとしても、対応するスイッチがオフであるため、その信号が後段側の回路に伝達するおそれはなくなる。
【００４６】
なお、スイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを挿入することで、挿入損失が生じるが、他の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃからの漏れ信号を確実に遮断できるため、周波数の選択性が向上する。
【００４７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第２の実施形態の変形例であり、複数のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの一端を共通に接続して、後段の増幅器３３に接続するものである。
【００４８】
図１１は本発明の第３の実施形態によるフィルタ回路の概略構成を示すブロック図である。図１１では、図１０と共通する構成部分には同一の符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。
【００４９】
図１１のフィルタ回路は、複数の単極単投スイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの一端を共通に接続した出力端子３１を備えている。この出力端子３１は、図９の増幅器３３に入力される。複数の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃのうち、信号が通過するものは一つだけであり、また、複数のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃのうち、オンするスイッチは一つだけである。このため、図１１に示すように、複数のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの一端側を共通に接続しても、信号同士が衝突するおそれはない。
【００５０】
上述した図１０の構成の場合、複数の出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃのそれぞれに増幅器３３を接続する必要があるが、図１１の構成の場合、増幅器３３は一つだけで済む。ただし、増幅器３３として、複数の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃのすべての通過域をカバーする広帯域の増幅器を用いる必要がある。
【００５１】
このように、第３の実施形態では、複数のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの一端を共通に接続して出力端子３１に接続することにより、増幅器３３の数を削減でき、回路規模、消費電力および部品コストの削減が図れる。
【００５２】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第２および第３の実施形態とは異なる種類のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを用いるものである。
【００５３】
図１２は本発明の第４の実施形態によるフィルタ回路の概略構成を示すブロック図である。図１２では、図１１と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。
【００５４】
図１２のフィルタ回路は、単極単投のスイッチではなく、三極単投のスイッチ３２を一つだけ備えている。このスイッチ３２の一端側は、３つの帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃに接続され、他端側は出力端子３１に接続されている。
【００５５】
図１２のスイッチ３２は、制御部３の制御により、信号が通過する帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの出力側に切り替えられ、そのフィルタの出力を出力端子３１に伝達する。このスイッチ３２は、３つの接続経路のうち１つしかオンしないため、一つのスイッチ３２だけで三系統の信号を切り替えることができる。
【００５６】
このように、第４の実施形態では、三極単投のスイッチ３２を設けることにより、スイッチの数を削減でき、第３の実施形態よりもさらに回路規模の削減が図れる。
【００５７】
なお、第４の実施形態において、４つ以上の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃを設ける場合は、帯域通過フィルタの数に応じた多極単投のスイッチ３２を設けらればよい。あるいは、多極単投のスイッチ３２を複数設けたり、多極単投のスイッチ３２と単極単投のスイッチを組み合わせて使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るフィルタ回路の概略構成を示すブロック図。
【図２】帯域阻止フィルタ２ａ，２ｂ，２ｃとしてＬＣ並列共振回路を用いたフィルタ回路の具体例を示すブロック図。
【図３】帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの具体的構成の一例を示す回路図。
【図４】帯域通過フィルタの特性を示す図。
【図５】帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの変形例を示す回路図。
【図６】帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの伝搬特性を示す図。
【図７】帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂの阻止周波数を帯域通過フィルタ１ｃの通過帯域に一致させた場合の等価回路図。
【図８】第１の実施形態と従来例とで通過特性を比較した図。
【図９】図２のフィルタ回路を内蔵する無線装置の概略構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の第２の実施形態によるフィルタ回路の概略構成を示すブロック図。
【図１１】本発明の第３の実施形態によるフィルタ回路の概略構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の第４の実施形態によるフィルタ回路の概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５９】
１ａ，１ｂ，１ｃ 帯域通過フィルタ
２ａ，２ｂ，２ｃ 帯域阻止フィルタ
３ 制御部
４ａ，４ｂ，４ｃ ＬＣ並列共振回路
５ 可変キャパシタ素子
６ インダクタ素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ異なる周波数帯域の信号を通過させる複数の帯域通過フィルタを備えたフィルタ回路および無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話或いはコードレス電話機などの無線装置は、複数の周波数成分の中から特定の通信帯域の信号を得るために、特定の通信帯域の信号を通過させるフィルタを備えている。
【０００３】
複数の通信帯域を取り扱う無線装置は、フィルタの前段或いは後段或いはその両方に半導体スイッチ或いはＭＥＭＳ（Micro-electro-mechanical System）スイッチなどを接続し、所望の通信帯域に通過周波数を持つフィルタに信号が伝送されるようにこのスイッチを切り替え、複数の周波数成分の中から特定の通信帯域の信号を得ることができるようにするフィルタ回路が用いられている。
【０００４】
例えば、非特許文献１に開示された従来のフィルタ回路は、通過周波数の異なる複数の帯域通過フィルタのいずれかをスイッチで選択して、所望の通信帯域の信号を低損失で通過させることを特徴としている。
【０００５】
従来の帯域通過フィルタは、通過帯域からわずかに離れた周波数帯域では、大きな帯域外減衰量が得られるものの、通過帯域から離れるにつれて帯域外減衰量が小さくなるという傾向がある。通過帯域外での帯域外減衰量を大きくする手法もあるが、通過帯域幅が狭くなるという問題があり、好ましくない。
【非特許文献１】2003 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM pp.1726-1729
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、通過帯域での帯域幅を確保して帯域通過フィルタの損入損失を低減し、かつ通過帯域以外の阻止域での帯域外減衰量を大きくすることができるフィルタ回路および無線装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、複数の周波数帯域の信号が入力される入力ポートと、それぞれが異なる周波数帯域の信号を出力する複数の出力ポートと、前記複数の出力ポートに対応して設けられ、互いに異なる周波数帯域の信号を通過させて対応する出力ポートに供給する複数の帯域通過フィルタと、前記複数の帯域通過フィルタに対応して設けられ、それぞれが別個に入力インピーダンスを可変可能で、前記入力ポートに入力された信号を対応する帯域通過フィルタに供給するか否かを切り替える複数の帯域阻止フィルタと、を備えるフィルタ回路を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通過帯域での帯域幅を確保して帯域通過フィルタの損入損失を低減し、かつ通過帯域以外の阻止域での帯域外減衰量を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るフィルタ回路の概略構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１のフィルタ回路は、複数の周波数帯域の信号が入力可能な入力ポートＩＮと、それぞれが異なる周波数帯域の信号を出力可能な複数の出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，…，ＯＵＴｎと、これら出力ポートＯＵＴａ〜ＯＵＴｎに接続される複数の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，…，１ｎと、これら帯域通過フィルタ１ａ〜１ｃと入力ポートＩＮとの間に接続される複数の帯域阻止フィルタ２ａ，２ｂ，…，２ｎと、これら帯域阻止フィルタ２ａ〜２ｎの入力インピーダンスを可変制御する制御部３とを備えている。図１では、帯域阻止フィルタ、帯域通過フィルタおよび出力ポートをｎ個ずつ設ける例を示すが、ｎは２以上であれば、その数に特に制限はない。
【００１２】
帯域通過フィルタ１ａ〜１ｎは、互いに異なる周波数帯域の信号を通過させて、対応する出力ポートＯＵＴａ〜ＯＵＴｎに供給する。帯域阻止フィルタ２ａ〜２ｎは、制御部３からの信号により入力インピーダンスを可変させて、入力ポートＩＮに入力された信号を対応する帯域通過フィルタ１ａ〜１ｎに供給するか否かを切り替える。
【００１３】
帯域通過フィルタ１ａ〜１ｎは、複数の共振器を梯子状に接続した回路構成が望ましい。共振器の一例として、バルク弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）共振器またはバルク弾性波（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）共振器が考えられる。あるいはインダクタとキャパシタで構成されバルク弾性波と同様の機能を有する共振器を用いてもよい。
【００１４】
帯域阻止フィルタ２ａ〜２ｎは、インダクタ素子とキャパシタ素子を並列接続したＬＣ並列共振回路やチェビチェフフィルタなどのように、ある周波数（阻止周波数）で入力インピーダンスを開放とみなせるフィルタが望ましい。帯域阻止フィルタ２ａ〜２ｎの入力インピーダンスを可変にするには、可変キャパシタ素子や可変インダクタ素子などの可変リアクタンス素子を用いるのが望ましい。
【００１５】
図２は帯域阻止フィルタ２ａ〜２ｎとしてＬＣ並列共振回路を用いたフィルタ回路の具体例を示すブロック図である。以下、図２のフィルタ回路を例に取って、本実施形態の構成および動作を説明する。
【００１６】
図２のフィルタ回路は、入力ポートＩＮに接続される帯域阻止フィルタとして機能する３つのＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃと、これらＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃに接続される３つの帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃと、これら帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃに接続される３つの出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃとを備えている。なお、ＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃ、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃおよび出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃの数は３個に限定されず、２個でもよいし、４個以上でもよい。
【００１７】
３つの帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃは、それぞれ通過帯域が異なっている。このため、各出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃからは、対応する帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃを通過した特定の通過帯域の信号がそれぞれ出力される。
【００１８】
ＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃは、並列接続された可変キャパシタ素子５とインダクタ素子６を有する。ＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃの並列共振周波数ｆａ、すなわち阻止周波数ｆａは、可変キャパシタ素子５のキャパシタンスをＣ、インダクタ素子６のインダクタをＬとすると、（１）式で表される。
ｆａ＝１／（２π／√（ＬＣ）） …（１）
【００１９】
本実施形態では、制御部３が可変キャパシタ素子５のキャパシタンスを制御する。可変キャパシタ素子５のキャパシタンスを可変させることにより、ＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃの阻止周波数ｆａを任意の周波数に設定可能である。また、阻止周波数ｆａでは、ＬＣ並列共振回路４ａ，４ｂ，４ｃは並列共振を行っており、阻止周波数ｆａ近傍の入力インピーダンスはほぼ開放状態である。
【００２０】
例えば、帯域通過フィルタ１ｃのみに信号を通過させる場合を考える。この場合、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂの前段の帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂは、その内部の可変キャパシタ素子５のキャパシタンスを調整して、阻止周波数を帯域通過フィルタ１ｃの通過帯域に一致させる。また、帯域通過フィルタ１ｃの前段の帯域阻止フィルタ４ｃは、その内部の可変キャパシタ素子５のキャパシタンスを大きくするなどして、阻止周波数を通過帯域とはまったく異なる周波数に設定する。
【００２１】
この場合、帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂの阻止周波数は帯域通過フィルタ１ｃの通過帯域と一致するため、この周波数帯域の信号に対しては入力インピーダンスが開放になり、帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂは入力ポートＩＮに入力された信号を遮断する。一方、帯域阻止フィルタ４ｃの阻止周波数は、帯域通過フィルタ１ｃの通過帯域にほとんど影響を与えない値であり、入力ポートＩＮからの入力信号は、帯域阻止フィルタ４ｃと帯域通過フィルタ１ｃを介して出力ポートＯＵＴｃに伝達される。
【００２２】
以上により、図２のフィルタ回路は、等価的に、入力ポートＩＮと出力ポートＯＵＴｃの間にＬＣ並列共振回路４ｃと帯域通過フィルタ１ｃのみが接続された回路となる。すなわち、帯域通過フィルタ１ｃの通過帯域の信号については、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂの影響をほとんど無視でき、帯域通過フィルタ１ｃを通過した信号のみが出力ポートＯＵＴｃに供給される。
【００２３】
同様に、帯域通過フィルタ１ｂに信号を通過させる場合は、帯域阻止フィルタ４ａ，４ｃの阻止周波数を帯域通過フィルタ１ｂの通過帯域に一致させて、帯域阻止フィルタ４ｂの阻止周波数を帯域通過フィルタ１ｂの通過帯域にほとんど影響を与えない値に設定する。また、帯域通過フィルタ１ａに信号を通過させる場合は、帯域阻止フィルタ４ｂ，４ｃの阻止周波数を帯域通過フィルタ１ａの通過帯域に一致させて、帯域阻止フィルタ４ａの阻止周波数を帯域通過フィルタ１ａの通過帯域にほとんど影響を与えない値に設定する。
【００２４】
図３は帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの具体的構成の一例を示す回路図である。図３の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃは、梯子状に接続された複数の共振器を有する。より具体的には、図３の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃは、同フィルタの入出力端子の間に直列接続される複数の直列腕共振器７と、これら共振器の入出力ノードと接地端子との間にそれぞれ接続される複数の並列腕共振器８とを有する。
【００２５】
直列腕共振器７の反共振周波数と並列腕共振器８の共振周波数はともに、通過帯域の中心周波数に設定される。これにより、図４に示す特性の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃが得られる。図４の横軸は周波数、縦軸は信号減衰度である。図４の点線４１が通過帯域を示しており、その近傍に信号減衰度の非常に大きい遮断帯域が存在する（点線４２）。この遮断帯域の信号減衰度が大きいほど、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの特性がよいことを示している。
【００２６】
図３のような梯子状の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの場合、直列腕共振器７や並列腕共振器８の数を変更すること、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの特性を向上させるに当たり、付加インダクタや付加キャパシタを挿入してもよい。
【００２７】
帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの回路構成は、図３に図示したものに限定されない。図５は帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの変形例を示す回路図である。図５の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃは、梯子状に接続された複数の共振器を有するが、図３とは異なる接続形態をもつ。図５の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃも、直列腕共振器７と並列腕共振器８を有し、平衡入出力の形態を取っている。
【００２８】
図６は帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの伝搬特性を示す図である。図６（ａ）はフィルタの入力インピーダンスを示すスミスチャートのＳ１１特性を示し、図６（ｂ）は信号の通過量を表すＳ２１特性を示している。
【００２９】
図６（ｂ）に示すように通過帯域は約１．９５ＧＨｚであり、図６（ａ）に示すように帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの入力インピーダンスは１．９ＧＨｚ付近で短絡状態になる。通過帯域より周波数が高くなるにつれて短絡にみえるようになる。なお、中心周波数が変わると、入力インピーダンスが短絡にみえる周波数も変化する。したがって、図２のフィルタ回路において、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの入力インピーダンスがほぼ短絡にみえる周波数では、帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂ，４ｃは等価的に単に短絡しているものとみなせる。
【００３０】
図７は、帯域通過フィルタ１ｃに信号を通過させる目的で、帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂの阻止周波数を帯域通過フィルタ１ｃの通過帯域に一致させた場合の等価回路図である。図７では、帯域通過フィルタ１ａの入力インピーダンスが短絡とみなせる値である例を示している。この場合、帯域阻止フィルタ４ａの出力は、直接接地されているとみなせる。
【００３１】
図７において、帯域通過フィルタ１ａの前段の帯域阻止フィルタ４ａは、帯域通過フィルタ１ｃと同様の通過周波数をもつ帯域通過フィルタ１ｃとして機能する。このため、入力ポートＩＮに入力された信号は、図７の一点鎖線部９でフィルタリングされた後、帯域阻止フィルタ４ｃを介して、帯域通過フィルタ１ｃに入力され、さらにフィルタリングされる。このように、等価的に、２度にわたってフィルタリングをすることになり、帯域通過フィルタ１ｃだけよりも帯域外減衰量が増大する。同様に、他の帯域通過フィルタ１ａまたは１ｂの通過帯域でも同様であり、図２の回路構成を採用することにより、帯域外減衰量を増大できる。
【００３２】
図８は図２に示す帯域通過フィルタ１ａの通過周波数を０．８ＧＨｚ、帯域通過フィルタ１ｂの通過周波数を１．７ＧＨｚ、帯域通過フィルタ１ｃの通過周波数を２．０ＧＨｚとし、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂの阻止周波数を２．０ＧＨｚとした場合において、帯域通過フィルタ１ｃに接続される出力ポートＯＵＴｃから出力される信号の周波数依存性と、帯域通過フィルタ１ｃ単体の通過特性、すなわち従来の帯域通過フィルタ１ｃの通過特性の周波数依存性を比較した図である。
【００３３】
図８からわかるように、本実施形態のフィルタ回路によれば、一部の周波数領域を除いて、帯域外減衰量が従来のフィルタ回路よりも増大する。
【００３４】
図９は図２のフィルタ回路を内蔵する無線装置（例えば、携帯電話）の概略構成を示すブロック図である。図９の無線装置は、アンテナ１１と、方向性結合器１２と、送信装置１３と、受信装置１４とを備えている。
【００３５】
送信装置１３は、マイク２０から取り込んだ音声信号に対してベースバンド処理を施すベースバンド処理部２１（ＢＢ処理部）と、ベースバンド処理された信号を変調する変調器２２と、変調器２２から出力された変調信号に含まれる所望の周波数成分のみを抽出する帯域通過フィルタ２３と、帯域通過フィルタ２３を通過した信号を増幅する高周波パワーアンプ２４とを有する。
【００３６】
受信装置１４は、方向性結合器１２を通過した受信信号を増幅する低雑音増幅器３１と、低雑音増幅器３１で増幅した信号に含まれる所望の周波数成分のみを抽出する図２と同構成のフィルタ回路３２と、フィルタ回路３２を通過した信号を増幅する増幅器３３と、増幅器３３で増幅された信号を復調する復調器３４と、復調信号に対してベースバンド処理を施すベースバンド処理部３５（ＢＢ処理部）と、ベースバンド処理後の信号を音声出力するスピーカ３６とを有する。
【００３７】
本実施形態のフィルタ回路は、上述したように、制御部３の制御により信号の通過帯域を切り替えることができるため、互いに異なる複数の周波数帯域を利用する複数の無線システムに適している。したがって、本実施形態はマルチシステム対応の携帯電話に適用可能である。
【００３８】
このように、第１の実施形態では、互いに通過帯域が異なる複数の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの前段に複数の帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂ，４ｃを接続し、信号を通過させる帯域通過フィルタの通過帯域に合わせて、帯域阻止フィルタのインピーダンスを可変制御するため、所望の周波数帯域の信号のみを出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃから取り出すことができ、かつ帯域外減衰量も増大でき、信号の選択性が非常によくなる。
【００３９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃと出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃとの間にスイッチを設けるものである。
【００４０】
上述した第１の実施形態では、所望の通過帯域をもつ帯域通過フィルタが接続された出力ポートから信号を出力するが、その他の帯域通過フィルタが接続された出力ポートからも、対応する帯域通過フィルタを通過した信号が出力されてしまう。このため、フィルタ回路の後段側の回路に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００４１】
そこで、本実施形態では、所望の通過帯域をもつ帯域通過フィルタに接続された出力ポートのみから信号を出力するようにする。
【００４２】
図１０は本発明の第２の実施形態によるフィルタ回路の概略構成を示すブロック図である。図１０では、図２と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を説明する。
【００４３】
図１０のフィルタ回路は、複数の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃと対応する出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃとの間に接続される複数のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを備えている。これらスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、制御部３からの信号によりオン／オフが切り替えられる。
【００４４】
これらスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、入出力が各一つの単極単投スイッチであり、半導体スイッチやＭＥＭＳスイッチなど、チップ内に形成可能なスイッチで実現するのが望ましい。
【００４５】
複数のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃのうち、信号を通過させる帯域通過フィルタに接続されたスイッチのみがオンになり、その他のスイッチはオフになる。これにより、仮に信号を通過させる帯域通過フィルタ以外の帯域通過フィルタから信号が漏れ出たとしても、対応するスイッチがオフであるため、その信号が後段側の回路に伝達するおそれはなくなる。
【００４６】
なお、スイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを挿入することで、挿入損失が生じるが、他の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃからの漏れ信号を確実に遮断できるため、周波数の選択性が向上する。
【００４７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第２の実施形態の変形例であり、複数のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの一端を共通に接続して、後段の増幅器３３に接続するものである。
【００４８】
図１１は本発明の第３の実施形態によるフィルタ回路の概略構成を示すブロック図である。図１１では、図１０と共通する構成部分には同一の符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。
【００４９】
図１１のフィルタ回路は、複数の単極単投スイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの一端を共通に接続した出力端子３１を備えている。この出力端子３１は、図９の増幅器３３に入力される。複数の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃのうち、信号が通過するものは一つだけであり、また、複数のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃのうち、オンするスイッチは一つだけである。このため、図１１に示すように、複数のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの一端側を共通に接続しても、信号同士が衝突するおそれはない。
【００５０】
上述した図１０の構成の場合、複数の出力ポートＯＵＴａ，ＯＵＴｂ，ＯＵＴｃのそれぞれに増幅器３３を接続する必要があるが、図１１の構成の場合、増幅器３３は一つだけで済む。ただし、増幅器３３として、複数の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃのすべての通過域をカバーする広帯域の増幅器を用いる必要がある。
【００５１】
このように、第３の実施形態では、複数のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの一端を共通に接続して出力端子３１に接続することにより、増幅器３３の数を削減でき、回路規模、消費電力および部品コストの削減が図れる。
【００５２】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第２および第３の実施形態とは異なる種類のスイッチ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを用いるものである。
【００５３】
図１２は本発明の第４の実施形態によるフィルタ回路の概略構成を示すブロック図である。図１２では、図１１と共通する構成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。
【００５４】
図１２のフィルタ回路は、単極単投のスイッチではなく、三極単投のスイッチ３２を一つだけ備えている。このスイッチ３２の一端側は、３つの帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃに接続され、他端側は出力端子３１に接続されている。
【００５５】
図１２のスイッチ３２は、制御部３の制御により、信号が通過する帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの出力側に切り替えられ、そのフィルタの出力を出力端子３１に伝達する。このスイッチ３２は、３つの接続経路のうち１つしかオンしないため、一つのスイッチ３２だけで三系統の信号を切り替えることができる。
【００５６】
このように、第４の実施形態では、三極単投のスイッチ３２を設けることにより、スイッチの数を削減でき、第３の実施形態よりもさらに回路規模の削減が図れる。
【００５７】
なお、第４の実施形態において、４つ以上の帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃを設ける場合は、帯域通過フィルタの数に応じた多極単投のスイッチ３２を設けらればよい。あるいは、多極単投のスイッチ３２を複数設けたり、多極単投のスイッチ３２と単極単投のスイッチを組み合わせて使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るフィルタ回路の概略構成を示すブロック図。
【図２】帯域阻止フィルタ２ａ，２ｂ，２ｃとしてＬＣ並列共振回路を用いたフィルタ回路の具体例を示すブロック図。
【図３】帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの具体的構成の一例を示す回路図。
【図４】帯域通過フィルタの特性を示す図。
【図５】帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの変形例を示す回路図。
【図６】帯域通過フィルタ１ａ，１ｂ，１ｃの伝搬特性を示す図。
【図７】帯域阻止フィルタ４ａ，４ｂの阻止周波数を帯域通過フィルタ１ｃの通過帯域に一致させた場合の等価回路図。
【図８】第１の実施形態と従来例とで通過特性を比較した図。
【図９】図２のフィルタ回路を内蔵する無線装置の概略構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の第２の実施形態によるフィルタ回路の概略構成を示すブロック図。
【図１１】本発明の第３の実施形態によるフィルタ回路の概略構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の第４の実施形態によるフィルタ回路の概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５９】
１ａ，１ｂ，１ｃ 帯域通過フィルタ
２ａ，２ｂ，２ｃ 帯域阻止フィルタ
３ 制御部
４ａ，４ｂ，４ｃ ＬＣ並列共振回路
５ 可変キャパシタ素子
６ インダクタ素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数帯域の信号が入力される入力ポートと、
それぞれが異なる周波数帯域の信号を出力する複数の出力ポートと、
前記複数の出力ポートに対応して設けられ、互いに異なる周波数帯域の信号を通過させて対応する出力ポートに供給する複数の帯域通過フィルタと、
前記複数の帯域通過フィルタに対応して設けられ、それぞれが別個に入力インピーダンスを可変可能で、前記入力ポートに入力された信号を対応する帯域通過フィルタに供給するか否かを切り替える複数の帯域阻止フィルタと、を備えることを特徴とするフィルタ回路。
【請求項２】
前記入力ポートに入力された信号に含まれる特定の周波数帯域の信号は、いずれか一つの前記帯域通過フィルタを通過して前記出力ポートに供給され、
前記特定の周波数の信号が通過する前記帯域通過フィルタに対応する前記帯域阻止フィルタは、他の帯域阻止フィルタよりも入力インピーダンスが小さく設定され、
前記他の帯域阻止フィルタは、前記特定の周波数にて共振動作を行うことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ回路。
【請求項３】
前記帯域阻止フィルタは、入力インピーダンスを可変可能な可変リアクタンス素子を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ回路。
【請求項４】
前記帯域通過フィルタは、
その入出力端子間に直列接続された複数の第１共振器と、
前記複数の第１共振器の入出力ノードと基準電圧端子との間に接続される第２共振器と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ回路。
【請求項５】
前記第１共振器および前記第２共振器の少なくとも一方は、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）共振器またはバルク弾性波（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）共振器であることを特徴とする請求項４に記載のフィルタ回路。
【請求項６】
前記複数の出力ポートに対応して設けられ、対応する出力ポートから出力された信号を通過させるか遮断するかを個別に切替可能な複数の接続切替器を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ回路。
【請求項７】
前記複数の接続切替器は、対応する前記帯域通過フィルタの周波数帯域の信号については通過させ、それ以外の周波数帯域の信号は遮断することを特徴とする請求項６に記載のフィルタ回路。
【請求項８】
前記複数の接続切替器の一端側に共通して接続される出力端子を備え、
前記複数の接続切替器の他端側は対応する出力ポートに接続されることを特徴とする請求項６または７に記載のフィルタ回路。
【請求項９】
前記複数の出力ポートのいずれか一つを選択する多極接続切替器と、
前記多極接続切替器で選択した出力ポートからの信号を出力する出力端子と、を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ回路。
【請求項１０】
アンテナと、
前記アンテナで受信された高周波信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器で増幅された高周波信号に含まれる所定の周波数帯域の信号を通過させるフィルタ回路と、
前記フィルタ回路を通過した信号に対して復調処理を行う復調器と、
前記復調器で復調処理を行った信号に対してベースバンド処理を行うベースバンド処理部と、を備え、
前記フィルタ回路は、
複数の周波数帯域の信号が入力される入力ポートと、
それぞれが異なる周波数帯域の信号を出力する複数の出力ポートと、
前記複数の出力ポートに対応して設けられ、互いに異なる周波数帯域の信号を通過させて対応する出力ポートに供給する複数の帯域通過フィルタと、
前記複数の帯域通過フィルタに対応して設けられ、それぞれが別個に入力インピーダンスを可変可能で、前記入力ポートに入力された信号を対応する帯域通過フィルタに供給するか否かを切り替える複数の帯域阻止フィルタと、を有することを特徴とする無線装置。
【請求項１】
複数の周波数帯域の信号が入力される入力ポートと、
それぞれが異なる周波数帯域の信号を出力する複数の出力ポートと、
前記複数の出力ポートに対応して設けられ、互いに異なる周波数帯域の信号を通過させて対応する出力ポートに供給する複数の帯域通過フィルタと、
前記複数の帯域通過フィルタに対応して設けられ、それぞれが別個に入力インピーダンスを可変可能で、前記入力ポートに入力された信号を対応する帯域通過フィルタに供給するか否かを切り替える複数の帯域阻止フィルタと、を備えることを特徴とするフィルタ回路。
【請求項２】
前記入力ポートに入力された信号に含まれる特定の周波数帯域の信号は、いずれか一つの前記帯域通過フィルタを通過して前記出力ポートに供給され、
前記特定の周波数の信号が通過する前記帯域通過フィルタに対応する前記帯域阻止フィルタは、他の帯域阻止フィルタよりも入力インピーダンスが小さく設定され、
前記他の帯域阻止フィルタは、前記特定の周波数にて共振動作を行うことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ回路。
【請求項３】
前記帯域阻止フィルタは、入力インピーダンスを可変可能な可変リアクタンス素子を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ回路。
【請求項４】
前記帯域通過フィルタは、
その入出力端子間に直列接続された複数の第１共振器と、
前記複数の第１共振器の入出力ノードと基準電圧端子との間に接続される第２共振器と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ回路。
【請求項５】
前記第１共振器および前記第２共振器の少なくとも一方は、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）共振器またはバルク弾性波（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）共振器であることを特徴とする請求項４に記載のフィルタ回路。
【請求項６】
前記複数の出力ポートに対応して設けられ、対応する出力ポートから出力された信号を通過させるか遮断するかを個別に切替可能な複数の接続切替器を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ回路。
【請求項７】
前記複数の接続切替器は、対応する前記帯域通過フィルタの周波数帯域の信号については通過させ、それ以外の周波数帯域の信号は遮断することを特徴とする請求項６に記載のフィルタ回路。
【請求項８】
前記複数の接続切替器の一端側に共通して接続される出力端子を備え、
前記複数の接続切替器の他端側は対応する出力ポートに接続されることを特徴とする請求項６または７に記載のフィルタ回路。
【請求項９】
前記複数の出力ポートのいずれか一つを選択する多極接続切替器と、
前記多極接続切替器で選択した出力ポートからの信号を出力する出力端子と、を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィルタ回路。
【請求項１０】
アンテナと、
前記アンテナで受信された高周波信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器で増幅された高周波信号に含まれる所定の周波数帯域の信号を通過させるフィルタ回路と、
前記フィルタ回路を通過した信号に対して復調処理を行う復調器と、
前記復調器で復調処理を行った信号に対してベースバンド処理を行うベースバンド処理部と、を備え、
前記フィルタ回路は、
複数の周波数帯域の信号が入力される入力ポートと、
それぞれが異なる周波数帯域の信号を出力する複数の出力ポートと、
前記複数の出力ポートに対応して設けられ、互いに異なる周波数帯域の信号を通過させて対応する出力ポートに供給する複数の帯域通過フィルタと、
前記複数の帯域通過フィルタに対応して設けられ、それぞれが別個に入力インピーダンスを可変可能で、前記入力ポートに入力された信号を対応する帯域通過フィルタに供給するか否かを切り替える複数の帯域阻止フィルタと、を有することを特徴とする無線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−２５４２８１（Ｐ２００６−２５４２８１Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７０５５６（Ｐ２００５−７０５５６）
【出願日】平成１７年３月１４日（２００５．３．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１４日（２００５．３．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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