分波回路
【課題】入力信号から複数の帯域の信号を分離する際に、各帯域の信号の損失の増加を抑えることができる分波回路を提供する。
【解決手段】
分波回路１００において、バンドパスフィルタ１は、入力信号５０のうち、第１帯域の信号５１を通過させる。バンドパスフィルタ２は、入力信号５０のうち、第２帯域の信号５２を通過させる。バンドパスフィルタ１は、前段共振回路１１と、後段共振回路１２と、コイル１３とを備える。前段共振回路１１は、コイル１１１と、コイル１１１と直列に接続されたコンデンサ１１２とを有し、バンドパスフィルタ１の入力端子１４に接続される。後段共振回路１２は、コイル１２１と、コイル１２１と直列に接続されたコンデンサ１２２とを有し、前段共振回路１１とバンドパスフィルタ１の出力端子１５との間に接続される。コイル１３は、前段共振回路１１の出力端子１１３と接地１５との間に接続される。
【解決手段】
分波回路１００において、バンドパスフィルタ１は、入力信号５０のうち、第１帯域の信号５１を通過させる。バンドパスフィルタ２は、入力信号５０のうち、第２帯域の信号５２を通過させる。バンドパスフィルタ１は、前段共振回路１１と、後段共振回路１２と、コイル１３とを備える。前段共振回路１１は、コイル１１１と、コイル１１１と直列に接続されたコンデンサ１１２とを有し、バンドパスフィルタ１の入力端子１４に接続される。後段共振回路１２は、コイル１２１と、コイル１２１と直列に接続されたコンデンサ１２２とを有し、前段共振回路１１とバンドパスフィルタ１の出力端子１５との間に接続される。コイル１３は、前段共振回路１１の出力端子１１３と接地１５との間に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分波回路に関し、さらに詳しくは、入力信号から、第１帯域の信号と、第１帯域と異なる第２帯域の信号とを分離する分波回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
分波回路は、入力信号から複数の周波数帯域の信号を分離する回路である。分波回路を用いることにより、たとえば、ＤＡＢ（Digital Audio Broadcast）の周波数帯域（１７４〜２４０ＭＨｚ）の信号と、ＦＭ（Frequency Modulation）放送の周波数帯域（７６〜１０８ＭＨｚ）の信号とを、入力信号から分離することができる。分波回路は、ＤＡＢの周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタと、ＦＭ放送の周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタを備える。バンドパスフィルタは、所望の帯域の信号を通過させ、所望の帯域以外の信号を減衰させる回路である。
【０００３】
従来から、オペアンプを用いたバンドパスフィルタなどが知られている。また、コイルと、コイルに並列に接続されたコンデンサとを備える並列共振回路を用いた共振器結合型バンドパスフィルタが知られている。特許文献１には、２つの並列共振回路を備える共振器結合型バンドパスフィルタが記載されている。特許文献１に係るバンドパスフィルタは、２つの並列共振回路がπ型に接続されることにより形成される。
【０００４】
共振器結合型バンドパスフィルタの特徴の一つとして、急峻な周波数特性がある。共振器結合型バンドパスフィルタを用いることにより、入力信号から狭帯域の信号を分離することができる。
【０００５】
しかし、従来の共振器結合型バンドパスフィルタにおいて、通過帯域の入力インピーダンスは、通過帯域以外の帯域における入力インピーダンスよりも高い。共振器結合型バンドパスフィルタでは、並列共振回路が接地されているため、通過帯域以外の信号は、並列共振回路を通過して接地へ出力される。したがって、入力信号から第１帯域の信号と第２帯域の信号とを分離する際に、第１帯域の信号を通過させるために共振器結合型バンドパスフィルタを用いた場合、第２帯域の信号の損失が増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２９８２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、入力信号から複数の帯域の信号を分離する際に、各帯域の信号の損失の増加を抑えることができる分波回路を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００８】
本発明による分波回路は、入力信号から、第１帯域の信号と、第１帯域と異なる第２帯域の信号とを分離する。分波回路は、第１バンドパスフィルタと、第２バンドパスフィルタとを含む。第１バンドパスフィルタは、入力信号のうち、第１帯域の信号を通過させる。第２バンドパスフィルタは、入力信号のうち、第２帯域の信号を通過させる。第１バンドパスフィルタは、前段共振回路と、後段共振回路と、第３コイルとを備える。前段共振回路は、第１コイルと、第１コイルと直列に接続された第１コンデンサとを有し、第１バンドパスフィルタの入力端子に接続される。後段共振回路は、第２コイルと、第２コイルと直列に接続された第２コンデンサとを有し、前段共振回路と第１バンドパスフィルタの出力端子との間に接続される。第３コイルは、前段共振回路の出力端子と接地との間に接続される。
【０００９】
本発明によれば、第１バンドパスフィルタの第１帯域における入力インピーダンスは、第１帯域以外の帯域の入力インピーダンスよりも低くなる。第２帯域の信号が第１バンドパスフィルタを介して接地に出力されることが防止されるため、第２帯域の信号の損失を防ぐことができる。
【００１０】
好ましくは、第１バンドパスフィルタはさらに、第３コンデンサを含む。第３コンデンサは、第３コイルと接地との間に接続される。
【００１１】
これにより、第１バンドパスフィルタの第１帯域における遮断特性を急峻にすることができる。
【００１２】
好ましくは、第１バンドパスフィルタのインピーダンスをＺＬとし、第１バンドパスフィルタの中心周波数をｆ０とし、第１バンドパスフィルタの帯域幅をΔｆとし、定数をｇ１，ｇ２とした場合、第１コイルのインダクタンスＬｓ１及び第２コイルのインダクタンスＬｓ２は、下記（式１）により表わされる。第１コンデンサのキャパシンタンスＣｓ１及び第２コンデンサのキャパシタンスＣｓ２は、（式２）により表わされる。第３コイルのインダクタンスＬｃは、（式３）によって表わされる。
【数１】
【数２】
【数３】
【００１３】
上記（式１）、（式２）及び（式３）を用いることにより、第１バンドパスフィルタを構成する各素子のパラメータを決定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態による分波回路の回路図である。
【図２】従来のローパスフィルタの回路図である。
【図３】図１に示される共振器結合型バンドパスフィルタのゲインの周波数特性を示すボーデ線図である。
【図４】図１に示される共振器結合型バンドパスフィルタの入力インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図５】図１に示される分波回路のゲインの周波数特性を示すボーデ線図である。
【図６】図１に示される分波回路の入力インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図７】従来の共振器結合型バンドパスフィルタの回路図である。
【図８】図７に示される共振器結合型バンドパスフィルタのゲインの周波数特性を示すボーデ線図である。
【図９】図７に示される共振器結合型バンドパスフィルタの入力インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１０】図１に示される共振器結合型バンドパスフィルタの変形例の回路図である。
【図１１】図１０に示されるバンドパスフィルタのゲインの周波数特性を示すボーデ線図である。
【図１２】図１０に示されるバンドパスフィルタの入力インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１６】
｛分波回路の構成｝
図１は、本実施の形態に係る分波回路１００の回路図である。図１を参照して、分波回路１００は、バンドパスフィルタ１，２と、入力端子１０１と、出力端子１０２，１０３とを備える。バンドパスフィルタ１は、入力端子１０１と出力端子１０２との間に接続される。バンドパスフィルタ２は、入力端子１０１と出力端子１０３との間に接続される。
【００１７】
分波回路１００は、入力端子１０１から入力信号５０を入力する。バンドパスフィルタ１は、入力信号５０のうち、第１帯域の信号５１を通過させる。バンドパスフィルタ１を通過した第１帯域の信号５１は、出力端子１０２から出力される。バンドパスフィルタ２は、入力信号５０のうち、第２帯域の信号５２を通過させる。バンドパスフィルタ２を通過した第２帯域の信号５２は、出力端子１０３から出力される。
【００１８】
たとえば、第１帯域は、ＤＡＢの周波数帯域（１７４〜２４０ＭＨｚ）である。第２帯域は、ＦＭ放送の周波数帯域（７６〜１０８ＭＨｚ）である。第１帯域及び第２帯域は、これらの周波数帯域に限定されない。第２帯域は、第１帯域よりも高い周波数帯域であってもよいし、第１帯域よりも低い周波数帯あってもよい。
【００１９】
バンドパスフィルタ１の構成を説明する。バンドパスフィルタ１は、共振器結合型バンドパスフィルタである。バンドパスフィルタ１は、前段共振回路１１と、後段共振回路１２と、コイル１３と、入力端子１４と、出力端子１５とを備える。
【００２０】
前段共振回路１１は、コイル１１１と、コイル１１１と直列に接続されるコンデンサ１１２とを有する直列共振回路である。前段共振回路１１は、入力端子１４に接続される。前段共振回路１１は、さらに、出力端子１１３を備える。コイル１１１の一端は、入力端子１４に接続され、コイル１１１の他端は、コンデンサ１１２に接続される。コンデンサ１１２は、コイル１１１と出力端子１１３との間に接続される。
【００２１】
後段共振回路１２は、コイル１２１と、コイル１２１に直列に接続されるコンデンサ１２２とを有する直列共振回路である。後段共振回路１２は、前段共振回路１１の出力端子１５と、バンドパスフィルタ１の出力端子１１３との間に接続される。コイル１２１の一端は、出力端子１１３に接続され、他端は、コンデンサ１２２に接続される。コンデンサ１２２は、コイル１２１と出力端子１５との間に接続される。
【００２２】
コイル１３は、出力端子１１３と接地１５との間に接続される。
【００２３】
バンドパスフィルタ２の構成を説明する。バンドパスフィルタ２は、コンデンサ２１，２３と、コイル２２，２４と、出力端子２６とを備える。
【００２４】
コンデンサ２１の一端は、入力端子１０１に接続され、コンデンサ２１の他端は、コイル２２の一端に接続される。コイル２２の他端は、コンデンサ２３の一端に接続される。コンデンサ２３の他端は、出力端子２６に接続される。コイル２４は、コンデンサ２１の他端と、接地２７との間に接続される。
【００２５】
バンドパスフィルタ２の構成は、上記の構成に限定されない。
【００２６】
｛バンドパスフィルタ１の特性｝
バンドパスフィルタ１は、２つの直列共振回路（前段共振回路１１及び後段共振回路１２）を備える共振器結合型バンドパスフィルタである。バンドパスフィルタ１において、第１帯域以外の周波数帯域における入力インピーダンスは、第１帯域における入力インピーダンスよりも高い。
【００２７】
このため、バンドパスフィルタ２の第２帯域における入力インピーダンスが、バンドパスフィルタ１の第２帯域における入力インピーダンスよりも低い場合、入力信号５０に含まれる第２帯域の信号５２は、バンドパスフィルタ２に入力される。すなわち、第２帯域の信号５２が、前段共振回路１１とコイル１３とを通過して、接地１５へ出力されることを防止できる。したがって、分波回路１００は、第２帯域の信号５２の損失を防止しつつ、第１帯域の信号５１及び第２帯域の信号５２を入力信号５０から分離することができる。
【００２８】
｛バンドパスフィルタ１を構成する各素子の関係｝
バンドパスフィルタ１を構成する各素子の関係について説明する。前段共振回路１１の共振周波数と、後段共振回路１２の共振周波数とは、一致する。これにより、急峻なゲインの周波数特性を得ることができる。
【００２９】
さらに、コイル１１１のインダクタンスとコイル１２１のインダクタンスとが一致する。この場合、コンデンサ１１２のキャパシタンスとコンデンサ１２２のキャパシタンスとが一致する。一致しない場合、前段共振回路１１及びコイル１３により構成される共振回路の中心周波数と、後段共振回路１２及びコイル１３により構成される共振回路の中心周波数とがずれる。この結果、バンドパスフィルタ１の帯域幅が広がるため、急峻なゲインの周波数特性を得ることができなくなる。
【００３０】
以下、バンドパスフィルタ１を構成する各素子の値の算出方法を説明する。素子の値の算出には、バターワース特性を有する正規化ローパスフィルタの素子の値を使用する。
【００３１】
図２は、正規化ローパスフィルタ６０の回路図である。正規化ローパスフィルタ６０は、コイル６１と、コンデンサ６２と、入力端子６３と、出力端子６４とを備える。コイル６１の一端は、入力端子６３に接続され、コイル６１の他端は、出力端子６４に接続される。コンデンサ６２は、コイル６１の他端と接地６５との間に接続される。
【００３２】
正規化ローパスフィルタ６０において、インピーダンスは１Ωである。遮断周波数は、（１／２π）Ｈｚである。したがって、コイル６１のインダクタンスは、１．４１４２１Ｈである。コンデンサ６２のキャパシタンスは、１．４１４２１Ｆである。
【００３３】
バンドパスフィルタ１の中心周波数、帯域幅、インピーダンスを、それぞれｆ０、Δｆ、ＺＬとする。これらのパラメータを用いて、コイル１３，１１１，１２１及びコンデンサ１１２，１１４のそれぞれの値を算出する。
【００３４】
最初に、コイル６１のインダクタンス及びコンデンサ６２のキャパシタンスに基づいて、下記（式４）に示すように、定数ｇ１，ｇ２を定義する。
【数４】
【００３５】
定数ｇ１，ｇ２は、正規化ローパスフィルタ６０のコイル６１又はコンデンサ６２の値に一致する。定数ｇ１，ｇ２を用いて、正規化結合定数ｋ１２を下記（式５）により定義する。
【数５】
【００３６】
正規化結合定数ｋ１２を用いて、下記（式６）により定数Ｋ１２を定義する。
【数６】
【００３７】
定数Ｋ１２は、中心周波数ｆ０及び帯域幅Δｆに合わせて、正規化結合定数ｋ１２を変更した数値である。定数Ｋ１２は、前段共振回路１１と後段共振回路１２とを結合する結合回路の特性値である。本実施の形態では、結合回路は、コイル１３に相当する。
【００３８】
コンデンサ１１２，１２２のキャパシンタンスの暫定値（以下、暫定キャパシタンスと呼ぶ）をＣｔ１とする。暫定キャパシタンスＣｔ１は、どのような値でもよい。コイル１１１，１２１のインダクタンスの暫定値（以下、「暫定インダクタンス」と呼ぶ。）Ｌｔ１を、下記（式７）を用いて算出する。暫定インダクタンスＬｔ１は、暫定キャパシタンスＣｔ１に共振するコイルのインダクタンスとして算出される。
【数７】
【００３９】
結合回路（コイル１３）のインダクタンスの暫定値（以下、「暫定結合インダクタンス」と呼ぶ。）Ｌｃｔは、下記（式８）により算出される。
【数８】
【００４０】
次に、下記（式９）に示すように、コイル１１１，１２１の暫定インダクタンスＬｔ１から、コイル１３のインダクタンスＬｃｔを差し引く。結合回路（コイル１３）は、コイル１１１とともにコンデンサ１１２と共振する。また、結合回路（コイル１３）は、コイル１２１とともにコンデンサ１２２と共振する。このため、暫定インダクタンスＬｔ１のコイル１１１，１２１をそのまま使用した場合、バンドパスフィルタ１の中心周波数が、ｆ０からずれる。ずれが発生しないように、下記（式９）を用いて、暫定インダクタンスＬｔ１を調整する。これにより、コイル１１１，１２１の暫定インダクタンスＬｔ２が算出される。
【数９】
【００４１】
次に、インピーダンス変換を行う。バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスＲＬに合わせて、暫定キャパシンタンスＣｔ１、暫定インダクタンスＬｔ２、暫定結合インダクタンスＬｃｔを変更する。
【００４２】
下記（式１０）及び（式１１）を用いて、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスＺ１及び出力インピーダンスＺ２をそれぞれ算出する。
【数１０】
【数１１】
【００４３】
正規化ローパスフィルタ６０がバターワース特性を有すると仮定しているため、入力インピーダンスＺ１と出力インピーダンスＺ２とは、同一の値となる。また、入力インピーダンスＺ１及び出力インピーダンスＺ１は、暫定キャパシタンスＣｔ１を含んでいるため、バンドパスフィルタ１のインピーダンスの暫定値に相当する。
【００４４】
下記（式１２）を用いて、バンドパスフィルタ１のインピーダンスＲＬと、インピーダンスＺ１の比率Ｒを算出する。
【数１２】
【００４５】
下記（式１３）に示すように、暫定インダクタンスＬｔ２に比率Ｒを乗算することにより、コイル１１１のインダクタンスＬｓ１及びコイル１２１のインダクタンスＬｓ２が得られる。
【数１３】
【００４６】
下記（式１４）に示すように、暫定キャパシタンスＣｔ１に比率Ｒの逆数を乗算することにより、コンデンサ１１２のキャパシタンスＣｓ１及びコンデンサ１２２のキャパシタンスＣｓ２が得られる。
【数１４】
【００４７】
バンドパスフィルタ１において、結合回路は、コイル１３により構成される。したがって、コイル１３のインダクタンスＬｃは、下記（式１５）に示すように、結合暫定インダクタンスＬｃｔに比率Ｒを乗算することにより算出される。
【数１５】
【００４８】
上述のように、ｇ１，ｇ２は、定数である。したがって、コイル１３，１１１，１２１のインダクタンスＬｃ，Ｌｓ１，Ｌｓ２及びコンデンサ１１２，１２２のキャパシタンスＣｓ１，Ｃｓ２は、バンドパスフィルタ１のインピーダンスＲＬ、中心周波数ｆ０及び帯域幅Δｆにより決定されることが分かる。
【００４９】
｛周波数特性のシミュレーション｝
以下、バンドパスフィルタ１の周波数特性を説明する。バンドパスフィルタ１に関するパラメータを設定して、バンドパスフィルタ１の周波数特性をシミュレーションした。
【００５０】
シミュレーションにあたり、バンドパスフィルタ１の中心周波数ｆ０、帯域幅Δｆ及びインピーダンスＺＬを、２０７ＭＨｚ、１０５ＭＨｚ及び７５Ωに設定した。コイル１１１，１２１のインダクタンスＬｓ１，Ｌｓ２を１０３．１ｎＨに設定し、コンデンサ１１２，１２２のキャパシンタンスＣｓ１，Ｃｓ２を３．６６７ｐＦに設定した。コイル１３のインダクタンスＬｃを、５７．６６ｎＨに設定した。
【００５１】
図３は、バンドパスフィルタ１のゲインの周波数特性（遮断特性）のシミュレーション結果を示すボーデ線図である。図４は、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスの周波数特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【００５２】
図３を参照して、バンドパスフィルタ１のゲインは、第１帯域（１７４〜２４０ＭＨｚ）にピークを有する。図４を参照して、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスが、中心周波数ｆ０（２０７ＭＨｚ）を中心に減少している。すなわち、第１帯域における入力インピーダンスは、第１帯域以外の帯域における入力インピーダンスよりも低い。
【００５３】
次に、分波回路１００の周波数特性をシミュレーションした。図５は、分波回路１００のゲインの周波数特性（遮断特性）のシミュレーション結果を示すボーデ線図である。図６は、分波回路１００の入力インピーダンスの周波数特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【００５４】
分波回路１００のシミュレーションにおいて、バンドパスフィルタ１の各素子の値は、上述のバンドパスフィルタ１のシミュレーション時に設定した値と同じである。バンドパスフィルタ２において、コンデンサ２１のキャパシタンスを１８ｐＦに設定し、コンデンサ２３のキャパシタンスを５．６ｐＦに設定した。コイル２２のリアクタンスを５６０ｍＨに設定し、コイル２４のリアクタンスを２７０ｍＨに設定した。
【００５５】
図５を参照して、曲線７１は、バンドパスフィルタ１のゲインの周波数特性に相当し、曲線７２は、バンドパスフィルタ２のゲインの周波数特性に相当する。第１帯域及び第２帯域にピークが存在しているため、分波回路１００は、入力信号５０から、第１帯域の信号５１及び第２帯域の信号５２を分離できることが分かる。
【００５６】
図６を参照して、曲線８１は、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスの周波数特性に相当する。曲線８２は、バンドパスフィルタ２の入力インピーダンスの周波数特性に相当する。第１帯域において、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスは、バンドパスフィルタ２の入力インピーダンスよりも低い。したがって、第１帯域の信号５１は、バンドパスフィルタ１に入力される。一方、第２帯域において、バンドパスフィルタ２の入力インピーダンスは、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスよりも低い。したがって、第２帯域の信号５２は、バンドパスフィルタ２に入力される。
【００５７】
この結果、第２帯域の信号５２が、バンドパスフィルタ１を経由して接地１５側へ出力されることが防止される。したがって、バンドパスフィルタ１を原因とした第２帯域の信号５２の損失を防ぐことができる。
【００５８】
次に、比較例として、従来の共振器結合型バンドパスフィルタのシミュレーション結果を説明する。図７は、従来の共振器結合型バンドパスフィルタの回路図である。図７に示すバンドパスフィルタ３は、コンデンサ３１，３３，３５と、コイル３２，３４と、入力端子３６と、出力端子３７とを備える。
【００５９】
コンデンサ３１の一端は、入力端子３６に接続され、コンデンサ３１の他端は、出力端子３７に接続される。コイル３２の一端は、入力端子３６に接続され、コイル３２の他端は、接地される。コンデンサ３３の一端は、入力端子３６に接続され、コンデンサ３３の他端は、接地される。すなわち、コンデンサ３３は、コイル３２と並列に接続される。コイル３４の一端は、コンデンサ３１の他端に接続され、コイル３４の他端は、接地される。コンデンサ３５の一端は、コンデンサ３１の他端に接続され、コンデンサ３５の他端は、接地される。すなわち、コンデンサ３５は、コイル３４と並列に接続される。
【００６０】
図８は、バンドパスフィルタ３のゲインの周波数特性（遮断特性）のシミュレーション結果を示すボーデ線図である。図９は、バンドパスフィルタ３の入力インピーダンスの周波数特性のシミュレーション結果を示すグラフである。バンドパスフィルタ３の中心周波数ｆ０、帯域幅Δｆ及びインピーダンスＺＬを、バンドパスフィルタ１と同じ値に設定した。コンデンサ３１のキャパシタンスを１０．２５ｐＦに設定し、コンデンサ３３，３５のキャパシンタンスを１８．３２ｐＦに設定した。コイル３２，３４のインダクタンスを２０．６８ｍＨに設定した。
【００６１】
図３及び図８を参照して、バンドパスフィルタ１のゲインの周波数特性と、バンドパスフィルタ２のゲインの周波数特性とが一致している。
【００６２】
図４及び図９を参照して、バンドパスフィルタ３の入力インピーダンスの周波数特性は、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスの周波数特性と逆になっている。すなわち、バンドパスフィルタ３において、第１帯域の入力インピーダンスが、第１帯域以外の帯域の入力インピーダンスよりも高い。
【００６３】
したがって、分布回路１００において、バンドパスフィルタ１をバンドパスフィルタ３に置き換えた場合、以下の問題が発生する。バンドパスフィルタ２の第２帯域における入力インピーダンスが、バンドパスフィルタ３の第２帯域における入力インピーダンスよりも高ければ、第２帯域の信号は、バンドパスフィルタ３を経由して接地へ出力される。第２帯域の信号は、バンドパスフィルタ２に入力されないため、第２帯域の信号の損失が大きくなる。
【００６４】
｛変形例｝
図１０は、バンドパスフィルタ１の変形例であるバンドパスフィルタ４の回路図である。図１０を参照して、バンドパスフィルタ４は、バンドパスフィルタ１の構成に加えて、コンデンサ１６を備えている。コンデンサ１６は、コイル１３と接地１５の間に接続される。コイル１３及びコンデンサ１６は、直列共振回路１３０を構成する。
【００６５】
図１１は、バンドパスフィルタ４のゲインの周波数特性（遮断特性）のシミュレーション結果を示すボーデ線図である。図１２は、バンドパスフィルタ４の入力インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。バンドパスフィルタ１の各素子の値は、上述のバンドパスフィルタ１のシミュレーション時に設定した値と同じである。コンデンサ１６のキャパシンタンスを５６ｐＦに設定した。
【００６６】
図１１を参照して、第２帯域における減衰量が著しく増加している。この理由は、直列共振回路１３０の共振周波数（約９２ＭＨｚ）が、第２帯域に含まれるためである。つまり、直列共振回路１３０は、ノッチフィルタとして機能する。直列共振回路１３０の共振周波数をｆｎとし、コイル１３のインダクタンスをＬ１３とし、コンデンサ１６のキャパシタンスをＣ１６とした場合、共振周波数ｆｎは、下記（式１６）によって表わされる。
【数１６】
【００６７】
図３及び図１１を参照して、バンドパスフィルタ４のゲインの周波数特性が、バンドパスフィルタ１のゲインの周波数特性よりも急峻となっている。
【００６８】
図４及び図１２を参照して、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスの周波数特性と、バンドパスフィルタ４の入力インピーダンスの周波数特性との間に大きな差はない。したがって、分波回路１００において、バンドパスフィルタ１をバンドパスフィルタ４に置き換えた場合であっても、バンドパスフィルタ４を原因とした第２帯域の信号の損失を防ぐとともに、入力信号５０から第１帯域の信号５１及び第２帯域の信号５２を分離することができる。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１００ 分波回路
１，２ バンドパスフィルタ
１１ 前段共振回路
１２ 後段共振回路
２２，２４，３１，３３，３５，６１，１１１，１２１ コイル
２１，２３，３２，３４，６２，１１２，１２２ コンデンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分波回路に関し、さらに詳しくは、入力信号から、第１帯域の信号と、第１帯域と異なる第２帯域の信号とを分離する分波回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
分波回路は、入力信号から複数の周波数帯域の信号を分離する回路である。分波回路を用いることにより、たとえば、ＤＡＢ（Digital Audio Broadcast）の周波数帯域（１７４〜２４０ＭＨｚ）の信号と、ＦＭ（Frequency Modulation）放送の周波数帯域（７６〜１０８ＭＨｚ）の信号とを、入力信号から分離することができる。分波回路は、ＤＡＢの周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタと、ＦＭ放送の周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタを備える。バンドパスフィルタは、所望の帯域の信号を通過させ、所望の帯域以外の信号を減衰させる回路である。
【０００３】
従来から、オペアンプを用いたバンドパスフィルタなどが知られている。また、コイルと、コイルに並列に接続されたコンデンサとを備える並列共振回路を用いた共振器結合型バンドパスフィルタが知られている。特許文献１には、２つの並列共振回路を備える共振器結合型バンドパスフィルタが記載されている。特許文献１に係るバンドパスフィルタは、２つの並列共振回路がπ型に接続されることにより形成される。
【０００４】
共振器結合型バンドパスフィルタの特徴の一つとして、急峻な周波数特性がある。共振器結合型バンドパスフィルタを用いることにより、入力信号から狭帯域の信号を分離することができる。
【０００５】
しかし、従来の共振器結合型バンドパスフィルタにおいて、通過帯域の入力インピーダンスは、通過帯域以外の帯域における入力インピーダンスよりも高い。共振器結合型バンドパスフィルタでは、並列共振回路が接地されているため、通過帯域以外の信号は、並列共振回路を通過して接地へ出力される。したがって、入力信号から第１帯域の信号と第２帯域の信号とを分離する際に、第１帯域の信号を通過させるために共振器結合型バンドパスフィルタを用いた場合、第２帯域の信号の損失が増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２９８２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、入力信号から複数の帯域の信号を分離する際に、各帯域の信号の損失の増加を抑えることができる分波回路を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００８】
本発明による分波回路は、入力信号から、第１帯域の信号と、第１帯域と異なる第２帯域の信号とを分離する。分波回路は、第１バンドパスフィルタと、第２バンドパスフィルタとを含む。第１バンドパスフィルタは、入力信号のうち、第１帯域の信号を通過させる。第２バンドパスフィルタは、入力信号のうち、第２帯域の信号を通過させる。第１バンドパスフィルタは、前段共振回路と、後段共振回路と、第３コイルとを備える。前段共振回路は、第１コイルと、第１コイルと直列に接続された第１コンデンサとを有し、第１バンドパスフィルタの入力端子に接続される。後段共振回路は、第２コイルと、第２コイルと直列に接続された第２コンデンサとを有し、前段共振回路と第１バンドパスフィルタの出力端子との間に接続される。第３コイルは、前段共振回路の出力端子と接地との間に接続される。
【０００９】
本発明によれば、第１バンドパスフィルタの第１帯域における入力インピーダンスは、第１帯域以外の帯域の入力インピーダンスよりも低くなる。第２帯域の信号が第１バンドパスフィルタを介して接地に出力されることが防止されるため、第２帯域の信号の損失を防ぐことができる。
【００１０】
好ましくは、第１バンドパスフィルタはさらに、第３コンデンサを含む。第３コンデンサは、第３コイルと接地との間に接続される。
【００１１】
これにより、第１バンドパスフィルタの第１帯域における遮断特性を急峻にすることができる。
【００１２】
好ましくは、第１バンドパスフィルタのインピーダンスをＺＬとし、第１バンドパスフィルタの中心周波数をｆ０とし、第１バンドパスフィルタの帯域幅をΔｆとし、定数をｇ１，ｇ２とした場合、第１コイルのインダクタンスＬｓ１及び第２コイルのインダクタンスＬｓ２は、下記（式１）により表わされる。第１コンデンサのキャパシンタンスＣｓ１及び第２コンデンサのキャパシタンスＣｓ２は、（式２）により表わされる。第３コイルのインダクタンスＬｃは、（式３）によって表わされる。
【数１】
【数２】
【数３】
【００１３】
上記（式１）、（式２）及び（式３）を用いることにより、第１バンドパスフィルタを構成する各素子のパラメータを決定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態による分波回路の回路図である。
【図２】従来のローパスフィルタの回路図である。
【図３】図１に示される共振器結合型バンドパスフィルタのゲインの周波数特性を示すボーデ線図である。
【図４】図１に示される共振器結合型バンドパスフィルタの入力インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図５】図１に示される分波回路のゲインの周波数特性を示すボーデ線図である。
【図６】図１に示される分波回路の入力インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図７】従来の共振器結合型バンドパスフィルタの回路図である。
【図８】図７に示される共振器結合型バンドパスフィルタのゲインの周波数特性を示すボーデ線図である。
【図９】図７に示される共振器結合型バンドパスフィルタの入力インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１０】図１に示される共振器結合型バンドパスフィルタの変形例の回路図である。
【図１１】図１０に示されるバンドパスフィルタのゲインの周波数特性を示すボーデ線図である。
【図１２】図１０に示されるバンドパスフィルタの入力インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１６】
｛分波回路の構成｝
図１は、本実施の形態に係る分波回路１００の回路図である。図１を参照して、分波回路１００は、バンドパスフィルタ１，２と、入力端子１０１と、出力端子１０２，１０３とを備える。バンドパスフィルタ１は、入力端子１０１と出力端子１０２との間に接続される。バンドパスフィルタ２は、入力端子１０１と出力端子１０３との間に接続される。
【００１７】
分波回路１００は、入力端子１０１から入力信号５０を入力する。バンドパスフィルタ１は、入力信号５０のうち、第１帯域の信号５１を通過させる。バンドパスフィルタ１を通過した第１帯域の信号５１は、出力端子１０２から出力される。バンドパスフィルタ２は、入力信号５０のうち、第２帯域の信号５２を通過させる。バンドパスフィルタ２を通過した第２帯域の信号５２は、出力端子１０３から出力される。
【００１８】
たとえば、第１帯域は、ＤＡＢの周波数帯域（１７４〜２４０ＭＨｚ）である。第２帯域は、ＦＭ放送の周波数帯域（７６〜１０８ＭＨｚ）である。第１帯域及び第２帯域は、これらの周波数帯域に限定されない。第２帯域は、第１帯域よりも高い周波数帯域であってもよいし、第１帯域よりも低い周波数帯あってもよい。
【００１９】
バンドパスフィルタ１の構成を説明する。バンドパスフィルタ１は、共振器結合型バンドパスフィルタである。バンドパスフィルタ１は、前段共振回路１１と、後段共振回路１２と、コイル１３と、入力端子１４と、出力端子１５とを備える。
【００２０】
前段共振回路１１は、コイル１１１と、コイル１１１と直列に接続されるコンデンサ１１２とを有する直列共振回路である。前段共振回路１１は、入力端子１４に接続される。前段共振回路１１は、さらに、出力端子１１３を備える。コイル１１１の一端は、入力端子１４に接続され、コイル１１１の他端は、コンデンサ１１２に接続される。コンデンサ１１２は、コイル１１１と出力端子１１３との間に接続される。
【００２１】
後段共振回路１２は、コイル１２１と、コイル１２１に直列に接続されるコンデンサ１２２とを有する直列共振回路である。後段共振回路１２は、前段共振回路１１の出力端子１５と、バンドパスフィルタ１の出力端子１１３との間に接続される。コイル１２１の一端は、出力端子１１３に接続され、他端は、コンデンサ１２２に接続される。コンデンサ１２２は、コイル１２１と出力端子１５との間に接続される。
【００２２】
コイル１３は、出力端子１１３と接地１５との間に接続される。
【００２３】
バンドパスフィルタ２の構成を説明する。バンドパスフィルタ２は、コンデンサ２１，２３と、コイル２２，２４と、出力端子２６とを備える。
【００２４】
コンデンサ２１の一端は、入力端子１０１に接続され、コンデンサ２１の他端は、コイル２２の一端に接続される。コイル２２の他端は、コンデンサ２３の一端に接続される。コンデンサ２３の他端は、出力端子２６に接続される。コイル２４は、コンデンサ２１の他端と、接地２７との間に接続される。
【００２５】
バンドパスフィルタ２の構成は、上記の構成に限定されない。
【００２６】
｛バンドパスフィルタ１の特性｝
バンドパスフィルタ１は、２つの直列共振回路（前段共振回路１１及び後段共振回路１２）を備える共振器結合型バンドパスフィルタである。バンドパスフィルタ１において、第１帯域以外の周波数帯域における入力インピーダンスは、第１帯域における入力インピーダンスよりも高い。
【００２７】
このため、バンドパスフィルタ２の第２帯域における入力インピーダンスが、バンドパスフィルタ１の第２帯域における入力インピーダンスよりも低い場合、入力信号５０に含まれる第２帯域の信号５２は、バンドパスフィルタ２に入力される。すなわち、第２帯域の信号５２が、前段共振回路１１とコイル１３とを通過して、接地１５へ出力されることを防止できる。したがって、分波回路１００は、第２帯域の信号５２の損失を防止しつつ、第１帯域の信号５１及び第２帯域の信号５２を入力信号５０から分離することができる。
【００２８】
｛バンドパスフィルタ１を構成する各素子の関係｝
バンドパスフィルタ１を構成する各素子の関係について説明する。前段共振回路１１の共振周波数と、後段共振回路１２の共振周波数とは、一致する。これにより、急峻なゲインの周波数特性を得ることができる。
【００２９】
さらに、コイル１１１のインダクタンスとコイル１２１のインダクタンスとが一致する。この場合、コンデンサ１１２のキャパシタンスとコンデンサ１２２のキャパシタンスとが一致する。一致しない場合、前段共振回路１１及びコイル１３により構成される共振回路の中心周波数と、後段共振回路１２及びコイル１３により構成される共振回路の中心周波数とがずれる。この結果、バンドパスフィルタ１の帯域幅が広がるため、急峻なゲインの周波数特性を得ることができなくなる。
【００３０】
以下、バンドパスフィルタ１を構成する各素子の値の算出方法を説明する。素子の値の算出には、バターワース特性を有する正規化ローパスフィルタの素子の値を使用する。
【００３１】
図２は、正規化ローパスフィルタ６０の回路図である。正規化ローパスフィルタ６０は、コイル６１と、コンデンサ６２と、入力端子６３と、出力端子６４とを備える。コイル６１の一端は、入力端子６３に接続され、コイル６１の他端は、出力端子６４に接続される。コンデンサ６２は、コイル６１の他端と接地６５との間に接続される。
【００３２】
正規化ローパスフィルタ６０において、インピーダンスは１Ωである。遮断周波数は、（１／２π）Ｈｚである。したがって、コイル６１のインダクタンスは、１．４１４２１Ｈである。コンデンサ６２のキャパシタンスは、１．４１４２１Ｆである。
【００３３】
バンドパスフィルタ１の中心周波数、帯域幅、インピーダンスを、それぞれｆ０、Δｆ、ＺＬとする。これらのパラメータを用いて、コイル１３，１１１，１２１及びコンデンサ１１２，１１４のそれぞれの値を算出する。
【００３４】
最初に、コイル６１のインダクタンス及びコンデンサ６２のキャパシタンスに基づいて、下記（式４）に示すように、定数ｇ１，ｇ２を定義する。
【数４】
【００３５】
定数ｇ１，ｇ２は、正規化ローパスフィルタ６０のコイル６１又はコンデンサ６２の値に一致する。定数ｇ１，ｇ２を用いて、正規化結合定数ｋ１２を下記（式５）により定義する。
【数５】
【００３６】
正規化結合定数ｋ１２を用いて、下記（式６）により定数Ｋ１２を定義する。
【数６】
【００３７】
定数Ｋ１２は、中心周波数ｆ０及び帯域幅Δｆに合わせて、正規化結合定数ｋ１２を変更した数値である。定数Ｋ１２は、前段共振回路１１と後段共振回路１２とを結合する結合回路の特性値である。本実施の形態では、結合回路は、コイル１３に相当する。
【００３８】
コンデンサ１１２，１２２のキャパシンタンスの暫定値（以下、暫定キャパシタンスと呼ぶ）をＣｔ１とする。暫定キャパシタンスＣｔ１は、どのような値でもよい。コイル１１１，１２１のインダクタンスの暫定値（以下、「暫定インダクタンス」と呼ぶ。）Ｌｔ１を、下記（式７）を用いて算出する。暫定インダクタンスＬｔ１は、暫定キャパシタンスＣｔ１に共振するコイルのインダクタンスとして算出される。
【数７】
【００３９】
結合回路（コイル１３）のインダクタンスの暫定値（以下、「暫定結合インダクタンス」と呼ぶ。）Ｌｃｔは、下記（式８）により算出される。
【数８】
【００４０】
次に、下記（式９）に示すように、コイル１１１，１２１の暫定インダクタンスＬｔ１から、コイル１３のインダクタンスＬｃｔを差し引く。結合回路（コイル１３）は、コイル１１１とともにコンデンサ１１２と共振する。また、結合回路（コイル１３）は、コイル１２１とともにコンデンサ１２２と共振する。このため、暫定インダクタンスＬｔ１のコイル１１１，１２１をそのまま使用した場合、バンドパスフィルタ１の中心周波数が、ｆ０からずれる。ずれが発生しないように、下記（式９）を用いて、暫定インダクタンスＬｔ１を調整する。これにより、コイル１１１，１２１の暫定インダクタンスＬｔ２が算出される。
【数９】
【００４１】
次に、インピーダンス変換を行う。バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスＲＬに合わせて、暫定キャパシンタンスＣｔ１、暫定インダクタンスＬｔ２、暫定結合インダクタンスＬｃｔを変更する。
【００４２】
下記（式１０）及び（式１１）を用いて、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスＺ１及び出力インピーダンスＺ２をそれぞれ算出する。
【数１０】
【数１１】
【００４３】
正規化ローパスフィルタ６０がバターワース特性を有すると仮定しているため、入力インピーダンスＺ１と出力インピーダンスＺ２とは、同一の値となる。また、入力インピーダンスＺ１及び出力インピーダンスＺ１は、暫定キャパシタンスＣｔ１を含んでいるため、バンドパスフィルタ１のインピーダンスの暫定値に相当する。
【００４４】
下記（式１２）を用いて、バンドパスフィルタ１のインピーダンスＲＬと、インピーダンスＺ１の比率Ｒを算出する。
【数１２】
【００４５】
下記（式１３）に示すように、暫定インダクタンスＬｔ２に比率Ｒを乗算することにより、コイル１１１のインダクタンスＬｓ１及びコイル１２１のインダクタンスＬｓ２が得られる。
【数１３】
【００４６】
下記（式１４）に示すように、暫定キャパシタンスＣｔ１に比率Ｒの逆数を乗算することにより、コンデンサ１１２のキャパシタンスＣｓ１及びコンデンサ１２２のキャパシタンスＣｓ２が得られる。
【数１４】
【００４７】
バンドパスフィルタ１において、結合回路は、コイル１３により構成される。したがって、コイル１３のインダクタンスＬｃは、下記（式１５）に示すように、結合暫定インダクタンスＬｃｔに比率Ｒを乗算することにより算出される。
【数１５】
【００４８】
上述のように、ｇ１，ｇ２は、定数である。したがって、コイル１３，１１１，１２１のインダクタンスＬｃ，Ｌｓ１，Ｌｓ２及びコンデンサ１１２，１２２のキャパシタンスＣｓ１，Ｃｓ２は、バンドパスフィルタ１のインピーダンスＲＬ、中心周波数ｆ０及び帯域幅Δｆにより決定されることが分かる。
【００４９】
｛周波数特性のシミュレーション｝
以下、バンドパスフィルタ１の周波数特性を説明する。バンドパスフィルタ１に関するパラメータを設定して、バンドパスフィルタ１の周波数特性をシミュレーションした。
【００５０】
シミュレーションにあたり、バンドパスフィルタ１の中心周波数ｆ０、帯域幅Δｆ及びインピーダンスＺＬを、２０７ＭＨｚ、１０５ＭＨｚ及び７５Ωに設定した。コイル１１１，１２１のインダクタンスＬｓ１，Ｌｓ２を１０３．１ｎＨに設定し、コンデンサ１１２，１２２のキャパシンタンスＣｓ１，Ｃｓ２を３．６６７ｐＦに設定した。コイル１３のインダクタンスＬｃを、５７．６６ｎＨに設定した。
【００５１】
図３は、バンドパスフィルタ１のゲインの周波数特性（遮断特性）のシミュレーション結果を示すボーデ線図である。図４は、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスの周波数特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【００５２】
図３を参照して、バンドパスフィルタ１のゲインは、第１帯域（１７４〜２４０ＭＨｚ）にピークを有する。図４を参照して、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスが、中心周波数ｆ０（２０７ＭＨｚ）を中心に減少している。すなわち、第１帯域における入力インピーダンスは、第１帯域以外の帯域における入力インピーダンスよりも低い。
【００５３】
次に、分波回路１００の周波数特性をシミュレーションした。図５は、分波回路１００のゲインの周波数特性（遮断特性）のシミュレーション結果を示すボーデ線図である。図６は、分波回路１００の入力インピーダンスの周波数特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【００５４】
分波回路１００のシミュレーションにおいて、バンドパスフィルタ１の各素子の値は、上述のバンドパスフィルタ１のシミュレーション時に設定した値と同じである。バンドパスフィルタ２において、コンデンサ２１のキャパシタンスを１８ｐＦに設定し、コンデンサ２３のキャパシタンスを５．６ｐＦに設定した。コイル２２のリアクタンスを５６０ｍＨに設定し、コイル２４のリアクタンスを２７０ｍＨに設定した。
【００５５】
図５を参照して、曲線７１は、バンドパスフィルタ１のゲインの周波数特性に相当し、曲線７２は、バンドパスフィルタ２のゲインの周波数特性に相当する。第１帯域及び第２帯域にピークが存在しているため、分波回路１００は、入力信号５０から、第１帯域の信号５１及び第２帯域の信号５２を分離できることが分かる。
【００５６】
図６を参照して、曲線８１は、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスの周波数特性に相当する。曲線８２は、バンドパスフィルタ２の入力インピーダンスの周波数特性に相当する。第１帯域において、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスは、バンドパスフィルタ２の入力インピーダンスよりも低い。したがって、第１帯域の信号５１は、バンドパスフィルタ１に入力される。一方、第２帯域において、バンドパスフィルタ２の入力インピーダンスは、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスよりも低い。したがって、第２帯域の信号５２は、バンドパスフィルタ２に入力される。
【００５７】
この結果、第２帯域の信号５２が、バンドパスフィルタ１を経由して接地１５側へ出力されることが防止される。したがって、バンドパスフィルタ１を原因とした第２帯域の信号５２の損失を防ぐことができる。
【００５８】
次に、比較例として、従来の共振器結合型バンドパスフィルタのシミュレーション結果を説明する。図７は、従来の共振器結合型バンドパスフィルタの回路図である。図７に示すバンドパスフィルタ３は、コンデンサ３１，３３，３５と、コイル３２，３４と、入力端子３６と、出力端子３７とを備える。
【００５９】
コンデンサ３１の一端は、入力端子３６に接続され、コンデンサ３１の他端は、出力端子３７に接続される。コイル３２の一端は、入力端子３６に接続され、コイル３２の他端は、接地される。コンデンサ３３の一端は、入力端子３６に接続され、コンデンサ３３の他端は、接地される。すなわち、コンデンサ３３は、コイル３２と並列に接続される。コイル３４の一端は、コンデンサ３１の他端に接続され、コイル３４の他端は、接地される。コンデンサ３５の一端は、コンデンサ３１の他端に接続され、コンデンサ３５の他端は、接地される。すなわち、コンデンサ３５は、コイル３４と並列に接続される。
【００６０】
図８は、バンドパスフィルタ３のゲインの周波数特性（遮断特性）のシミュレーション結果を示すボーデ線図である。図９は、バンドパスフィルタ３の入力インピーダンスの周波数特性のシミュレーション結果を示すグラフである。バンドパスフィルタ３の中心周波数ｆ０、帯域幅Δｆ及びインピーダンスＺＬを、バンドパスフィルタ１と同じ値に設定した。コンデンサ３１のキャパシタンスを１０．２５ｐＦに設定し、コンデンサ３３，３５のキャパシンタンスを１８．３２ｐＦに設定した。コイル３２，３４のインダクタンスを２０．６８ｍＨに設定した。
【００６１】
図３及び図８を参照して、バンドパスフィルタ１のゲインの周波数特性と、バンドパスフィルタ２のゲインの周波数特性とが一致している。
【００６２】
図４及び図９を参照して、バンドパスフィルタ３の入力インピーダンスの周波数特性は、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスの周波数特性と逆になっている。すなわち、バンドパスフィルタ３において、第１帯域の入力インピーダンスが、第１帯域以外の帯域の入力インピーダンスよりも高い。
【００６３】
したがって、分布回路１００において、バンドパスフィルタ１をバンドパスフィルタ３に置き換えた場合、以下の問題が発生する。バンドパスフィルタ２の第２帯域における入力インピーダンスが、バンドパスフィルタ３の第２帯域における入力インピーダンスよりも高ければ、第２帯域の信号は、バンドパスフィルタ３を経由して接地へ出力される。第２帯域の信号は、バンドパスフィルタ２に入力されないため、第２帯域の信号の損失が大きくなる。
【００６４】
｛変形例｝
図１０は、バンドパスフィルタ１の変形例であるバンドパスフィルタ４の回路図である。図１０を参照して、バンドパスフィルタ４は、バンドパスフィルタ１の構成に加えて、コンデンサ１６を備えている。コンデンサ１６は、コイル１３と接地１５の間に接続される。コイル１３及びコンデンサ１６は、直列共振回路１３０を構成する。
【００６５】
図１１は、バンドパスフィルタ４のゲインの周波数特性（遮断特性）のシミュレーション結果を示すボーデ線図である。図１２は、バンドパスフィルタ４の入力インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。バンドパスフィルタ１の各素子の値は、上述のバンドパスフィルタ１のシミュレーション時に設定した値と同じである。コンデンサ１６のキャパシンタンスを５６ｐＦに設定した。
【００６６】
図１１を参照して、第２帯域における減衰量が著しく増加している。この理由は、直列共振回路１３０の共振周波数（約９２ＭＨｚ）が、第２帯域に含まれるためである。つまり、直列共振回路１３０は、ノッチフィルタとして機能する。直列共振回路１３０の共振周波数をｆｎとし、コイル１３のインダクタンスをＬ１３とし、コンデンサ１６のキャパシタンスをＣ１６とした場合、共振周波数ｆｎは、下記（式１６）によって表わされる。
【数１６】
【００６７】
図３及び図１１を参照して、バンドパスフィルタ４のゲインの周波数特性が、バンドパスフィルタ１のゲインの周波数特性よりも急峻となっている。
【００６８】
図４及び図１２を参照して、バンドパスフィルタ１の入力インピーダンスの周波数特性と、バンドパスフィルタ４の入力インピーダンスの周波数特性との間に大きな差はない。したがって、分波回路１００において、バンドパスフィルタ１をバンドパスフィルタ４に置き換えた場合であっても、バンドパスフィルタ４を原因とした第２帯域の信号の損失を防ぐとともに、入力信号５０から第１帯域の信号５１及び第２帯域の信号５２を分離することができる。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１００ 分波回路
１，２ バンドパスフィルタ
１１ 前段共振回路
１２ 後段共振回路
２２，２４，３１，３３，３５，６１，１１１，１２１ コイル
２１，２３，３２，３４，６２，１１２，１２２ コンデンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号から、第１帯域の信号と、前記第１帯域と異なる第２帯域の信号とを分離する分波回路であって、
前記入力信号のうち、前記第１帯域の信号を通過させる第１バンドパスフィルタと、
前記入力信号のうち、前記第２帯域の信号を通過させる第２バンドパスフィルタとを備え、
前記第１バンドパスフィルタは、
第１コイルと、前記第１コイルと直列に接続される第１コンデンサとを有し、前記第１バンドパスフィルタの入力端子に接続される前段共振回路と、
第２コイルと、前記第２コイルと直列に接続される第２コンデンサとを有し、前記前段共振回路と前記第１バンドパスフィルタの出力端子との間に接続される後段共振回路と、
前記前段共振回路の出力端子と接地との間に接続される第３コイルとを含む、分波回路。
【請求項２】
請求項１に記載の分波回路であって、
前記第１バンドパスフィルタはさらに、
前記第３コイルと接地との間に接続される第３コンデンサを含む、分波回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の分波回路であって、
前記第１バンドパスフィルタのインピーダンスをＺＬとし、前記第１バンドパスフィルタの中心周波数をｆ０とし、前記第１バンドパスフィルタの帯域幅をΔｆとし、定数をｇ１，ｇ２とした場合、前記第１コイルのインダクタンスＬｓ１及び前記第２コイルのインダクタンスＬｓ２は、下記（式１）により表わされ、
前記第１コンデンサのキャパシンタンスＣｓ１及び前記第２コンデンサのキャパシタンスＣｓ２は、（式２）により表わされ、
前記第３コイルのインダクタンスＬｃは、（式３）によって表わされる分波回路。
【数１】
【数２】
【数３】
【請求項１】
入力信号から、第１帯域の信号と、前記第１帯域と異なる第２帯域の信号とを分離する分波回路であって、
前記入力信号のうち、前記第１帯域の信号を通過させる第１バンドパスフィルタと、
前記入力信号のうち、前記第２帯域の信号を通過させる第２バンドパスフィルタとを備え、
前記第１バンドパスフィルタは、
第１コイルと、前記第１コイルと直列に接続される第１コンデンサとを有し、前記第１バンドパスフィルタの入力端子に接続される前段共振回路と、
第２コイルと、前記第２コイルと直列に接続される第２コンデンサとを有し、前記前段共振回路と前記第１バンドパスフィルタの出力端子との間に接続される後段共振回路と、
前記前段共振回路の出力端子と接地との間に接続される第３コイルとを含む、分波回路。
【請求項２】
請求項１に記載の分波回路であって、
前記第１バンドパスフィルタはさらに、
前記第３コイルと接地との間に接続される第３コンデンサを含む、分波回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の分波回路であって、
前記第１バンドパスフィルタのインピーダンスをＺＬとし、前記第１バンドパスフィルタの中心周波数をｆ０とし、前記第１バンドパスフィルタの帯域幅をΔｆとし、定数をｇ１，ｇ２とした場合、前記第１コイルのインダクタンスＬｓ１及び前記第２コイルのインダクタンスＬｓ２は、下記（式１）により表わされ、
前記第１コンデンサのキャパシンタンスＣｓ１及び前記第２コンデンサのキャパシタンスＣｓ２は、（式２）により表わされ、
前記第３コイルのインダクタンスＬｃは、（式３）によって表わされる分波回路。
【数１】
【数２】
【数３】
【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２０１３−７４４９６（Ｐ２０１３−７４４９６Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１２６７７（Ｐ２０１１−２１２６７７）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（７１００１４３５１）オンキヨー株式会社 (226)
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（７１００１４３５１）オンキヨー株式会社 (226)
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