CN1385963A - 高频滤波装置和发送接收天线共用滤波装置 - Google Patents

Abstract

一种高频滤波装置,包括应连接无线电装置的高频段的至少一个滤波器,在此,滤波器包括:由谐振元件和电连接该谐振元件的电压控制型阻抗可变元件构成的电压控制型频率可变谐振元件;该高频滤波装置包括:对外加在该阻抗可变元件上的电压进行控制的控制部;根据该无线电装置的本机振荡器的振荡频率的频率数据,把控制所述电压的控制信号输出给控制部的信号监视部;信号监视部根据所述频率数据进行控制,使该至少一个滤波器的频带频率能适应性地变化。谐振元件是形成在层叠介质内的分布常数型的带状线路谐振器;阻抗可变元件是包括变容二极管的可变电容电路;变容二极管被安装在层叠介质表面上。

Description

高频滤波装置和发送接收天线共用滤波装置

技术领域

本发明涉及一种主要是在携带电话等无线电装置的高频部使用的适应型高频滤波装置和适应型高频发送接收天线共用滤波装置以及使用这些装置的无线电装置。

背景技术

近年来，在网络无线电通信系统的携带电话和汽车电话等同时双向无线电通信装置中，在发送接收机与天线之间安装有滤波器。在该无线电通信系统中，把能够利用的频带分配给信号发送频带和信号接收频带，滤波装置具有在接收机一侧使能接收信号的频带通过的滤波装置和在发送机一侧使能发送信号的频带通过的滤波装置。近年来，在使用的通信机中，利用频率移动型滤波装置，该滤波装置把接收用和发送用的各个频带划分为2个频带，能够转换所划分的小频带。日本特许公开11-243304号公开了现有的频率移动型滤波装置的一个例子。如图9所示，该滤波装置通过串联接收信号的滤波装置和发送信号的滤波装置来构成，发送信号的滤波装置把信号发送端子94连接到发送机终段，接收信号的滤波装置把信号接收端子95连接到接收机的高频段，把天线端子96连接到共用的天线电路中。

各滤波装置由2至3级滤波器构成，各滤波装置同样有一端接地，并包括介质谐振器91，介质谐振器通过PIN二极管开关92连接并联电容93，二极管开关92通过使并联电容开/闭来转换谐振点。滤波器包括带通滤波器和带阻滤波器。带阻滤波器的构成是：任意一端通过触点耦合电容97连接一端与该电容连接的谐振器，负载电容99连接端子，输入端子通过级间耦合电感线圈98连接输出端子。为了构成多级滤波器可以并联连接这些滤波器。

另一方的带通滤波器的构成是：在输入输出端之间串联连接级间耦合电容910和输入输出电感线圈911，这些电容和电感线圈与一端接地的谐振器91连接。在输入输出端之间并联连接跳越耦合电容912。为了构成多级带通滤波器可以串联连接这些滤波器。

接收用和发送用的2个滤波装置共用中间的天线端子并串联连接。为了连接发送接收装置的共用天线，通过匹配用的电感线圈913和电容914的L型匹配电路来连接该天线端子，作为发送接收共用的滤波装置。

这种频率移动型高频天线共用滤波装置，并联电容通过PIN二极管开关连接并联介质谐振器，通过电开/电关PIN二极管开关，来把谐振器的谐振频率选择转换到低频f1和高频f2。图9所式的例子，无论是接收用滤波器还是发送用滤波器都使用这种能转换谐振频率的谐振器。1台滤波装置使用2个以上的滤波器，通过转换各自的谐振频率，就能改变滤波器的频带中心频率。

该滤波装置对滤波器的整个通带，不需要同时降低通过损失，衰减频带也没有必要同时使对方的整个通带高衰减化。因此，可以分别用覆盖半个频带的滤波装置，使滤波器的负担减轻。即，看上去具有以下效果：把滤波器的发送接收间隔扩大了整个通带的一半。

日本特许公开2000-312161公开了以下方法：无线电装置使用从基地电台发送的信号和GPS等其他通信装置来检测位置信息，按照使用无线电装置的国家或地区来改变滤波器的衰减量。

使该滤波器同时具有对应整个系统的衰减特性比较困难，所以可以使之按照使用无线电装置的国家的不同来转换其滤波特性。

而且，实际现有例的使用发送接收天线用的滤波装置的无线电装置的构造如图10所示，在印刷电路板104上安装有：包括无线电路的半导体集成电路103、与其相连接的介质滤波装置101以及与其相连接的内部天线102，并装有外部天线106。该无线通信机零部件多、制造困难、无线部的占有面积也相当大。

现有滤波装置只能单纯根据发送信号和接收信号的通频带来从2个频率中选择一个。根据所检测的位置信息来改变滤波器的衰减量，所以只能得到不充分的特性。即不能最大限度地发挥出滤波器的特性。

而且，双向无线电通信机在使用无线电通信机的现实电波环境中，对所接收信号中的目标信号之外的干扰波的防护不够，而且，对发送信号中的自己产生的寄生信号的抑制也不够。因此，需要根据电波环境和无线电装置的工作情况来适应性地变化天线结合滤波器的特性。

这样，为了完全防止干扰波以及不要的放射，如果用现有的频率固定式滤波器来进行，则需要超高性能的滤波特性，需要多级高Q谐振器，并且滤波装置需要有较大的形状。为了使滤波装置小型化，如果把谐振元件小型化，则高频特性恶化，不能获得实用的特性。

而且，如果考虑实际的滤波部件安装情况，则由于零部件数量较多而导致制造困难，并且无线部的占有面积也相当大。

发明内容

鉴于以上问题的存在，本发明的目的在于：提供一种具有能按照周围的电波环境和无线电装置的工作情况来适应性地适应控制滤波器的频率特性的、小型并且是高性能的适应型高频滤波装置。

本发明提供一种使用层叠技术将构成滤波装置的部件集成化的滤波装置。

本发明提供一种与滤波装置一起一体化、小型化的无线电装置。

本发明的高频滤波装置包括应连接无线电装置高频段的至少一个滤波器，该至少一个滤波器由电压控制型频率可变谐振元件所构成。而该电压控制型频率可变谐振元件由谐振元件和电连接该谐振元件的电压控制型阻抗可变元件构成。高频滤波装置包括：对外加在阻抗可变元件上的电压进行控制的控制部；根据该无线电装置的本机振荡器的振荡频率的频率数据，把控制所述电压的控制信号输出到控制部的信号监视部。信号监视部根据所述频率数据进行控制，使该至少一个滤波器的频带频率连续性地变化。

本发明的滤波装置可以使用分布常数型的TEM模式谐振器来作为谐振元件。最好谐振元件利用配置在介质中或其表面上的带状线型谐振器。

在该装置中，电压控制型阻抗可变元件为可变电容或可变电感元件，最好利用使用可变电容电路，特别是最好利用使用变容二极管的电路。

而且，可变频率谐振器是通过并联连接变容二极管和带状线型谐振器来构成的。

在本发明中，高频滤波装置可以包括：利用了所述可变频率谐振器的至少1个带通型滤波器。而且，滤波装置可以包括：利用了所述频率可变谐振器的至少1个带阻型滤波器。滤波装置可以包括：带通型滤波器和带阻型滤波器的组合。

在本发明的高频滤波装置中，所述信号监视部根据所述频率数据对该滤波器的频带频率实施适应控制，使该至少1个滤波器的通频带包括所述通信机的高频段的通过频率。

信号监视部还检测向无线机的周围环境或来自无线机的周围环境的电波信号，而且，把控制信号传送给控制部，降低该至少1个滤波器的不要信号或干扰信号，控制部产生控制电压信号，对至少1个滤波器的频带频率进行适应控制。

当无线电装置至少包括接收机时，把至少1个滤波器连接到接收机的高频放大级和天线之间，该至少1个滤波器包括接收用带通型滤波器和接收用带阻型滤波器。接收用信号监视部对无线电装置接收信号的不要干扰信号进行监视，并且利用适应控制算法来产生接收用控制信号，在控制部，利用根据控制信号的控制电压信号对带阻型滤波器进行控制，该带阻型滤波器的阻止频带能使所希望的接收信号对干扰波的比最大化。

无线电装置如果包括发送机，则高频滤波装置的至少1个滤波器包括：发送用的带通型滤波器和发送用的带阻型滤波器，信号发送用的信号监视部一面监视无线电装置发送信号的不要的寄生信号波一面利用适应控制算法来产生控制信号，发送用控制部根据该控制信号，用控制电压信号对带阻型滤波器进行控制，当该发送用的带阻型滤波器的阻止频带能使发送信号不要的寄生信号波最小化。

发送接收天线共用滤波装置，由包括应连接在无线电装置的天线和发送机之间的发送用滤波器(多数)的接收用高频滤波装置，和应连接在该天线和接收机之间的滤波器(多数)的接收用高频滤波装置所构成。发送用以及接收用滤波器包括：由谐振元件和电连接该谐振元件的电压控制型阻抗可变元件所构成的电压控制型频率可变谐振元件。而且，发送接收天线共用滤波装置包括：对外加在该阻抗可变元件上的电压进行控制的控制部；根据该无线电装置的本机振荡器的振荡频率的频率数据，把控制所述电压的控制信号输出到控制部的信号监视部。信号监视部根据所述频率数据进行控制，使发送用滤波器和接收用滤波器的频带频率连续性地变化。

在这种发送接收天线共用滤波装置中，发送用滤波器具有第1通频带和第1阻带，接收用滤波器具有第2通频带和第2阻带。而且，信号监视部使第1通频带和第1阻带以一定的频率间隔同步变化频带频率，使第2通频带和第2阻带也一定的频率间隔同步变化频带频率，并且，使第1通频带与第2阻带近似一致，使第1阻带与第2通频带近似一致。

在这种发送接收天线共用高频滤波装置中，信号监视部还检测向无线机的周围环境或来自无线机的周围环境的电波信号，而且，把控制信号传送给控制部，使该至少1个滤波器降低不需要的信号或干扰电波，控制部产生控制电压信号，对该至少1个滤波器的频带频率进行适应控制。

在发送接收天线共用的高频滤波装置中，

当无线电装置至少包括接收机时，信号监视部对该无线电装置的接收机的接收信号的不要的干扰信号进行监视，并且利用适应控制算法来产生接收用控制信号，在控制部，利用根据控制信号的控制电压信号，对带阻型滤波器进行控制，作为接收用滤波器的该带阻型滤波器的阻带能使所希望的接收信号对干扰波的比最大化。

而且，信号监视部一面监视无线电装置的发送机的发送信号的不要的寄生信号波，一面利用适应控制算法来产生控制信号，控制部利用根据控制信号的控制电压信号，对带阻型滤波器进行控制，该发送用的带阻型滤波器的阻带能使发送信号的不要的寄生信号波最小化。

本发明还具有所述高频滤波装置，该至少1个滤波器包括连接天线电路的无线电装置。

本发明还包括具有所述发送接收天线用的滤波装置的无线电装置。

本发明的高频滤波装置以及发送接收天线用的滤波装置用于频率较高的区域，例如用于短波频带以上的高频RF以及微波频带。这种无线电装置不仅适用于单向通信系统的接收机和发送机，而且还能适用于同时双向通信系统的发送接收机，特别是能很好地适用于网络通信系统的携带电话机。

附图说明

下面，参照附图对本发明进行详细说明。

图1是本发明实施例的适应型高频滤波器的电路框图。

图2是本发明实施例其他变形例的适应型高频滤波器的电路框图。

图3A表示用于说明本发明实施例1的适应型高频滤波器工作情况的频率—接受信号强度关系。

图3B表示用于说明本发明实施例1的适应型高频滤波器工作情况的频率—发送信号强度关系。

图4A是说明在接受机中使用的适应型算法的程序框图。

图4B是说明在发送机中使用的适应型算法的程序框图。

图5是表示本发明其他实施例的发送接受天线用滤波装置的电路框图。

图6表示用来说明本发明实施例2的发送接受天线用滤波装置工作情况的滤波特性。

图7A是表示把谐振器设置到陶瓷层叠体内的滤波器构造的分解图。

图7B表示本发明其他实施例的适应型高频滤波器的立体图。

图8表示本发明实施例3的其他变形例的适应型高频滤波器的外观立体图。

图9表示现有频率移动型发送接受天线用滤波装置的电路图。

图10表示用来说明现有无线电装置的各高频部件配置的无线电装置内部构造。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。

实施例1

本实施例的高频滤波装置是：构成由谐振元件和与该谐振元件并联的电压控制型阻抗可变元件构成的电压控制型频率可变谐振元件，并根据来自无线电装置的信息，由信号监视部通过控制部对外加在阻抗可变元件上的电压进行控制，来控制滤波器的频带。

信号监视部根据载有滤波装置的无线电装置的本机振荡器的振荡频率信息来适应性地产生控制信号，控制部根据该控制信号把控制电压信号发送到谐振器，对滤波器的频率特性适应性地进行可变控制。即，按照无线电装置的工作状态来对滤波器的频率特性适应性地进行可变控制。

特别是，滤波装置包括带通型滤波器和带阻型滤波器，在信号监视部中，为了得到最佳频率特性，根据载有滤波器的无线电装置的本机振荡器的振荡频率信息来产生对各滤波器的频率特性适应性地进行控制的控制信号，并将控制信号传送给控制部产生控制电压信号，对滤波器的频率特性适应性地进行可变控制。

图1表示使用带通滤波器的适应型高频滤波器的电路框图，但该例子是利用单一滤波器的例子。在图1中，一个滤波器5的一端在两端子间的两个耦合电容器的中间连接频率可变谐振器，另一端接地。并联连接谐振元件1和电压控制型阻抗可变元件2构成电压控制型频率可变谐振器，阻抗可变元件通过扼流圈连接控制电压端子。

该滤波装置由所述滤波器5、连接控制电压端子的控制部5以及把应该控制的信号送到控制部的信号监视部12构成。

滤波装置的一个端子连接无线电装置，另一端子连接天线，信号监视部连接无线电装置8来使用。信号监视部12因该滤波装置所连接的无线电装置8和该无线电装置，而应进行控制的内容不同。

图2表示使用带阻滤波器的适应型高频滤波器的电路框图，但该例子是利用单一滤波器的例子。在图2中，带阻滤波器105在两端子间，通过缺口耦合电容量，频率可变谐振器的一端被串联耦合，另一端接地。并联连接谐振元件1和电压控制型阻抗可变元件2构成电压控制型频率可变谐振器，阻抗可变元件通过扼流圈连接控制电压端子。

该滤波装置由所述滤波器、连接控制电压端子的控制部、以及把应该控制的信号送到控制部的信号监视部构成。实际的滤波装置通常由多个滤波器、对应该滤波器的一个或一个以上控制部以及一个信号监视部构成。

滤波装置可以一个端子连接无线电装置，另一端子连接天线来使用。信号监视部连接无线电装置，根据无线电装置的信息，用于对滤波装置的整体频率和频带宽度进行控制。从该滤波装置所连接的无线电装置和该无线电装置的性质，信号监视部应该对滤波装置进行控制的内容不同。滤波装置分为接收机用滤波装置和发送机用滤波装置。滤波装置一般连接在通信机和天线之间，但也可以设置在接收机或发送机的高频段的频段之间。

发送接受天线用的滤波装置包括接受用滤波装置和发送用滤波装置，用于同时双向通信机，即便携式无线电对讲机。

关于接受用滤波装置，在图1中，在无线部中设有本机振荡器(local oscillator)，无线电装置8或108的接收频率由该本机振荡器的可变频率所决定。利用在基带部12(使用在电信中传送声音和数据等信息的频带)生成的频率控制信号13对该局部振荡频率进行控制。

在本实施例中，在信号监视部，作为频率信息信号14，从基带部12传送有关接受信号的信息。在信号监视部，从无线部11还传送监视信号10。该监视信号10包括所接受的高频信号强度、解调信号的S/N比、二进制位错误率以及其他信息。

而且，在无线部11和基带部12之间，是用于交换信息的发送接受基带信号。

在本发明中，把信号控制部4设在无线电装置8或108内，按照从信号控制部4所输出的控制信号6，在控制部3生成控制电压信号7，对电压控制型频率可变谐振器的频带进行适应性控制。

在该实施例中，把频率信息信号14和监视信号10给与信号监视部，根据这些信息，在信号监视部4利用适应控制算法来计算控制信号6，把控制电压信号7输出给控制部3。

适应控制算法例如可以如以下所述那样，提供对接收机接受的接收信号进行最佳滤波的方法。

在携带电话系统等同时双向发送接受系统中，在传送信号中包括：为了识别与信号的同步，而预先按每一传送信号来决定的一定的信号系列。通常进行的是：首先从基地局向终端发送系列信号，或从终端发送接收机向基地局发送系列信号。

这些信号在各台无线机中为已知，所以将其作为试验信号加以利用。即，在接受机内，在无线机内生成复制的传送信号。求出该传送信号与实际接受的接收信号之间的相互相关系数。相互相关系数越小，所接受的信号越有可能是该信号系列以外的信号，即干扰波，另一方面，相互相关系数越大，所接受的信号越有可能包括应该接受的目标传送信号。在信号接受中，逐次计算相互相关系数，为了使相互相关系数最大化，通过改变接收用滤波装置的通带或阻带的频率来抑制干扰信号，使目标接收信号的信号强度最大化，因此，能使信号/干扰波的比最大化。

可以用各种方法来求信号/干扰波比的最大点。其中的方法之一是摄动法：即，使给与电压控制型频率可变谐振器5或105的控制电压信号随机变化极微小的量，并使滤波装置的频带变动，从而求出相互相关系数最大值的方向。

其他方法是：把相对于相互相关系数值的最大值的偏离作为评估函数来进行定义，通过计算能导出评估函数相对于滤波装置频带的导函数，从而求出最小点。当然，接收机预先不能知道相当于真实传送信号的部分，所以对该部分的相互相关系数值出现误差，但可以特别着眼于已知信号部分，增大其分量，由于目标信号和干扰信号在相互相关系数值上会明显出现差异，所以可以说该方法十分有效。

图4A表示适应控制算法的一个例子，信号监视部的工作情况为：

1.信号监视部输入接收机的中频信号。

2.信号监视部把中频信号变换为数字信号，抽出同步信

  号和识别信号，作为所接受试验信号(training signal)

  来加以利用。

3.信号监视部从自己的同步信号和识别信号中生成试验信

  号，并输出参照试验信号。

4.信号监视部计算所接受的试验信号和参照试验信号的相

  关关系。

5.信号监视部使电压控制信号发生微小变动，监视相关关

  系数值的变换，使电压控制信号向相关关系数值增大的

  方向变动。

6.信号监视部判断相关关系数值是否为最大，如果得到最

  大值，就保持此时的电压控制信号。如果最大值非常大，

  则其为应接收的信号，如果最大值接近零，则为与该系

  统不一致的信号乃至干扰信号。

7.信号监视部的所述操作周期性地进行。

在发送机中，对于发送信号来说，实现最佳滤波特性比较简单。由于发送机预先知道理想的发送信号，所以通过一面使发送信号和从例如输出端子15所获得的监视信号的相互相关系数最大一面使全部发送信号最小化，就能抑制不需要的寄生信号。

如图1所示，可以从无线部11输出监视信号10。监视信号10把信号分波器连接到滤波器端子15的外侧(无图示)，从此处使用被分波的信号。通过设定这样的构成，就能更正确地了解外部的电波环境，从而就能实现理想滤波器的频率特性。

有关发送一侧的最佳化算法如图4B所示。

1.把向天线发送的输出信号的一部分输入到信号监视部，

  并变换为中频。

2.把该中频信号变换为数字信号。

3.从中频信号中减去自己基带的中频信号，并检测出残余

  信号的输出。

4.使电压控制信号发生微小变化，判断残余信号的输出是

  否已最小化。

5.如果找到残余信号的最小点，则其为不需要辐射的最小

  点。

6.信号监视部周期性地实施所述操作。

关于接收用滤波装置，其频率特性如图3所示。与接收有关的频率包括：内部本机振荡信号f1、图像频率信号f2、接收频率信号f3。接收机只需要接收频率信号f3，滤波装置只通过接收频率信号f3，来使内部本机振荡信号f1和图像频率信号f2衰减。当中频较低时，各频率间隔也变窄，因此，要求滤波装置具有非常陡峭的滤波特性，因此，具有较大的插入损失。换言之，为满足该要求，就需要形状非常大的滤波器。通常，接受信号具有一定的频带宽度，所以，如果其频带宽度的大小相对于中频来说不可忽略，则滤波器的通频带和衰减频带的最接近端的频率间隔进一步变窄，加给滤波器的负担越来越重。

该发送用滤波装置的频率特性如图4所示。在来自发送机的放射电场中包括：发送频率信号F1、2次谐波F2和3次谐波F3以及其他的寄生信号F4。发送机必须只发射发送频率信号F1。滤波装置必须只通过发送信号频率F1，使高次谐波F2、F3、寄生信号F4衰减。可以通过本机振荡器9的振荡频率来预测寄生信号频率，所以在信号监视部4，可以根据这些信息计算出控制信号6。

在本发明的构成中，信号监视部对滤波器的频率特性进行适应性控制，使滤波装置依次只把实际上要使之通过的频率作为通过频率信号来进行确保，而只在要使之衰减的信号实际存在的频率上确保衰减量。因此，只需要对滤波装置来说是必要的并且是最少的谐振器数量，所以能使滤波器小型化，并且能获得插入损失小的优良选择特性。

对所述课题换言之，即现有滤波器把有可能存在所希望的信号群的频域全部作为通频带，而把有可能存在干扰信号和寄生信号的频域全部作为衰减频带。这既适用于在以往例中出现的频率移动型发送接收天线用滤波装置，也同样适用于位置信息检测型发送接收天线用滤波装置。对此，本发明的滤波装置可以只让实际上有接收或发送意图的目标信号频率通过，而仅使与该目标信号有关联的干扰信号和寄生信号频率衰减，为此，对各滤波器的频率进行控制，可以对目标信号设定通频带和干扰信号以及寄生信号所需的衰减极，这可以利用小型的滤波装置来实现。

通常，是把频率信息信号14和监视信号10输入信号监视部4，而更简单的其他方法是只输入频率信息信号14，也能对滤波装置的频率进行适应型控制。这种方法在滤波特性最佳化这一点上较之所述无线电装置多少有些逊色，但电路规模不用那样复杂即可实现，并且与现有的高频滤波器和无线电装置相比，能够提高性能。特别是，因为信号发送用的滤波装置知道自己的发送频率和本机振荡频率，所以可以自动决定高次谐波和寄生频率，因此无需利用监视信号10就可以比较简单地进行滤波装置的频率控制。

实施例2

本实施例的发送接收天线用滤波装置包括2台高频滤波装置。第1台滤波装置即接收用滤波装置具有第1通频带和第1阻带。第2台滤波装置即接收用滤波装置具有第2通频带和第2阻带。通过进行控制，使第1通频带和第2阻带近似一致，使第1阻带和第2通频带近似一致，并且，通过进行控制，使第1通频带和第1阻带频率以一定的频率间隔同步变化，进行控制，使第2通频带和第2阻带频率也以一定的频率间隔同步变化。

在本实施例中，关于信号接收用的第1滤波装置，其信号监视部一面监视无线电装置接收信号的干扰信号一面利用适应控制算法来产生控制信号，控制部根据控制信号来产生控制电压信号进行控制，使带阻型滤波器的频率适应性地变化，抑制干扰信号。据此，带阻型滤波器的阻止频带能使所希望的接收信号对干扰波的比最大化。

信号发送用的第2滤波装置，信号监视部一面监视无线电装置发送信号的不要的寄生信号波一面利用适应控制算法来产生控制信号，控制部根据该控制信号，用控制电压信号对滤波器的频率特性进行适应性适应控制。带阻型滤波器的阻止频带能使发送信号不要的寄生信号波最小化。

这样一来，每次通信即使变更接收频率和发送频率，发送机也能极力降低寄生放射，并发送指定的频率，接受机能一面遮断干扰波，一面在最佳条件下接收指定的接收频率。而且，该发送接收天线用滤波装置在通信中，即使面对干扰电波等电波环境的突然变化，也能逐次对应，能把信号与干扰波的比维持在最佳状态上。

本实施例的发送接收天线用滤波装置如图5所示。发送接收天线用滤波装置在连接共用天线的天线端子38上连接接收用滤波装置和发送用滤波装置，在接收用滤波装置一侧设有接收用端子36，在发送用滤波装置一侧设有发送用端子37。

接收用滤波装置5a串联带阻滤波器33和具有上侧极的有极带通滤波器31而构成。另一方的发送用滤波装置5b连接带阻滤波器34和具有下侧极的有极带通滤波器32。各滤波装置5a、5b对天线端子38，分别连接串联的阻抗及相位调整元件35、35。

这些滤波器31～34全都可以利用电压控制来分别单独改变频带，把各滤波器的电压控制端子连接到控制部，在控制部上连接信号监视部。接收监视信号10和频率信息信号14，把来自信号监视部的控制信号送到控制部3，控制部把个别控制电压信号给与各滤波器31～34。

在本实施例中，把接收信号分配给低频带，把发送信号分配给高频带。当分配相反的频率时，端子36成为发送机用端子，端子37成为接收机用端子。

图6模式化地表示该发送接收天线用滤波装置的传送度。在本实施例中，把低频带分配作为接收用，把高频带分配作为发送用。

在图6中，传送曲线81表示接收用滤波装置的传送速度，传送曲线82表示发送用滤波装置的传送速度。具体地说，在频域中包括接收通频带83和发送通频带84。在低频带具有接收通频带83，在高频带具有发送频带衰减极85，抑制发送频率进入接收机。发送用传送曲线82在较低的接收用频带具有衰减极86，在高频形成发送用通频带。而且，接收用传送曲线81和发送用传送曲线82分别表示除去寄生信号用的频率可变凹口的衰减极87、88。

信号接收通频带83的频率与发送滤波器的信号接收频带衰减极86的频率一致，信号发送通频带84的频率与接收滤波器的信号发送频带衰减极85的频率一致。根据实施例的电路，信号接收通频带83和接收滤波器的发送频带衰减极85以及发送通频带84和发送滤波器的接收频带衰减极保持一定的频率间隔来进行同步变化。

该有极滤波器单体的工作情况由日本特许公开08-172333所公开。本实施例组合这些有极滤波器，实现作为发送接收天线用滤波装置的特性。在发送接收天线用滤波装置中，一致的通频带和衰减极的频率，如果维持2个通频带的间隔来使之变化，则该一致关系不会被破坏。通过发挥该特性，就能具有通常需要7～10个谐振器的现有频率固定式发送接收天线用滤波装置所无法比拟的简单化，例如仅用2个谐振器分别构成发送用滤波装置和接受用滤波装置，就能获得发送接收天线用滤波装置。这种结构具有以下效果：减少部件数量，以较低的通过损失使发送接收天线用滤波装置小型化，并且容易进行制造。

而且，对于不要的干扰信号和寄生信号，使用凹口型频率可变谐振元件33或34，能够结合真正需要图6所示的衰减极87、88的频率。

实施例3

在本实施例的滤波装置中，可变频率型谐振器由设在陶瓷基板上的带状线型谐振器和形成在该陶瓷基板上的电压控制变容器构成。

本实施例的滤波装置适用于在陶瓷基板上包括一个以上的适应型高频滤波器和控制部的一个以上的控制用集成电路，通过控制用集成电路对适应型高频滤波器进行控制，就能实现小型且高性能的高频装置。

特别是，在陶瓷基板上还可以包括天线，可以构成发送接收天线用滤波装置。这种滤波装置可以用于发送接收时共用天线的同时双方向通信可能的无线电通信装置，特别是可以用于携带电话机。

在此，陶瓷基板利用陶瓷层叠体，此时，通过重叠多个陶瓷层和流水线谐振器层，就能实现一体化。

天线包括适应型天线阵(adaptive antenna array/adaptivearrayed antenna)或陶瓷天线，但由于适应型天线阵可以利用控制用集成电路进行定向控制，所以比较理想。

图7A表示在陶瓷层叠体41上一体化的滤波器分解图，在陶瓷层61～67的层间与带状线型(strip line)谐振器1，在下一较薄的介质层64上，兼作簧片的电容器910和910与谐振器1的上端静电结合，并向左右延伸出来，而且，还设置其他的电容器29，使之与谐振器1的上端静电结合。谐振器1和这些电容器在图中，在上下方向上，经介质层63和66被夹在屏蔽面621、671之间，在层叠体的侧部结合电极611、641、642以及670。接地用电极670与谐振器1的接地端结合，电容器910和910连接输入一侧和输出一侧的电极641、642，连接可变容量元件的电极611连接所述其他电容器29。该可变容量元件用电极611为他体的电压控制可变容量元件。即，连接变容二极管42。利用向介质陶瓷片上印刷、重叠以及烧成元件金属薄膜，使这种层叠体41小型化一体化。

象这样使频率可变谐振器一体化的陶瓷层叠体，将其自身作为基板，也能载置固定其他元件例如所述变容二极管，还能载置天线阵元件，而且，还用于载置包括控制部和信号监视部的集成电路。

图7B表示本实施例的适应型高频滤波装置。该滤波装置在陶瓷基板上使用陶瓷层叠体41，在陶瓷层叠体41的层间，作为构成滤波器5的谐振器而设置带状线型谐振器1，在陶瓷层叠体41的上面安装变容二极管42，构成电压控制型频率可变谐振元件。把这种滤波器与其他的控制用集成电路53一起安装到其他的配线基板44上作为滤波装置。

使用陶瓷层叠体41能实现滤波器的小型化并使谐振器和变容二极管一体化，可以一面防止由多余的寄生电容和寄生变容二极管所造成的高频特性劣化一面对高频特性进行补偿。

而且，在层叠体上面，与变容二极管42一起还可以载置电感器和电阻。在层叠体的内部也可以形成电感和电容。

控制用集成电路43包括实施例1、2所示的信号监视部4，最好还能包括控制部3并使之集成一体化。从控制用集成电路43向层叠体41(电压控制型频率可变谐振元件)传送的信号为直流控制信号，所以可以考虑高频阻抗的匹配问题。

图8表示本发明实施例的变形例的适应型高频滤波装置的立体图。在图8中，在陶瓷层叠体41上，适应型高频滤波器5在内部被一体化，并载置控制用集成电路43，而且在表面上设置内藏适应型天线阵102。这些部件全部与陶瓷层叠体一体化。

内藏适应型天线阵102对两个元件以上的天线元件(图8例示了两个元件的情况)之间的激振的振幅和相对性相位进行控制，控制天线方向图的电子束方向和零点方向使例如信号对干扰波的比为最大。在控制用集成电路43中进行该控制运算，并从控制用集成电路43中输出控制信号。控制用集成电路43至少包括实施例1、2所示的信号监视部4，最好还能包括控制部2并使之集成一体化，这样，就可以在陶瓷层叠体的内部或表面上制作控制激振的振幅和相位的电路。适应型天线阵考虑周边的电波环境和人体接近效果来进行控制，所以无线部的特性能获得飞跃性的提高。适应型高频滤波装置5与适应型天线阵一样，按照电波环境对滤波器的通带特性进行控制，使信号对干扰波的比为最大。

该滤波装置使用带状线型谐振元件和变容二极管来构成频率可变型谐振器，集成电路中的控制部在变容二极管上施加控制电压，通过调整该外加电压，就可以改变谐振器的频率。

滤波装置可以通过连接埋设在层叠体内的多个电压控制频率可变滤波器来构成。多个滤波器由如所述实施例所示的带通型滤波器和带阻型滤波器所组成。控制部可以利用来自信号监视部的信息对滤波器的各个电压进行控制，把所希望的信号作为通频带，把干扰信号频率作为阻带，这样就可以使无线电装置的特性获得飞跃性的提高。因为是在陶瓷层叠体的内部或表面上制作滤波器，所以容易使滤波装置小型化。

控制用集成电路53也可以由多个芯片来形成，但最好是单一的大规模集成化的集成电路。这种集成电路53包括无线部的发送机和接受机，而且，还可以包括信号监视部和控制部。这样一来，集成电路还能产生给适应型高频滤波器和内藏适应型天线阵的控制信号。这样，就能使无线电装置整体小型化，减少部件的数量并降低成本。

Claims (25)

1.一种高频滤波装置，包括应连接无线电装置的高频段的至少一个滤波器，其特征在于：

该至少一个滤波器包括：

由谐振元件和电连接该谐振元件的电压控制型阻抗可变元件构成的电压控制型频率可变谐振元件；

该高频滤波装置包括：

对外加在该阻抗可变元件上的电压进行控制的控制部；

根据该无线电装置的本机振荡器的振荡频率的频率数据，把控制所述电压的控制信号输出给控制部的信号监视部；

信号监视部根据所述频率数据进行控制，使该至少一个滤波器的频带频率能适应性地变化。

2.根据权利要求1所述的高频滤波装置，其特征在于：

谐振元件是分布常数型的TEM模式谐振器。

3.根据权利要求1所述的高频滤波装置，其特征在于：

电压控制型阻抗可变元件是包括变容二极管的可变电容电路。

4.根据权利要求1所述的高频滤波装置，其特征在于：

谐振元件是形成在层叠介质内的分布常数型的带状线路谐振器；

电压控制型阻抗可变元件是包括变容二极管的可变电容电路；

变容二极管被安装在层叠介质表面上。

5.根据权利要求1所述的高频滤波装置，其特征在于：

该至少1个滤波器包括带通滤波器。

6.根据权利要求1所述的高频滤波装置，其特征在于：

该至少1个滤波器包括带阻滤波器。

7.根据权利要求1所述的高频滤波装置，其特征在于：

该至少1个滤波器包括带通型滤波器和带阻型滤波器的组合。

8.根据权利要求1所述的高频滤波装置，其特征在于：

信号监视部根据所述频率数据对该滤波器的频带频率实施适应控制，使该至少1个滤波器的通频带包括所述无线电装置的高频段的通过频率。

9.根据权利要求8所述的高频滤波装置，其特征在于：

信号监视部还检测向无线机的周围环境或来自无线机的周围环境的电波信号，而且，把控制信号传送给控制部，使之使该至少1个滤波器降低不需要的信号或干扰电波；

控制部产生控制电压信号，对至少1个滤波器的频带频率进行适应控制。

10.根据权利要求9所述的接收用高频滤波装置，其特征在于：

无线电装置至少包括接收机，把至少1个滤波器连接到接收机的高频放大级和天线之间；

该至少1个滤波器包括：接收用带通型滤波器和接收用带阻型滤波器；

接收用信号监视部对无线电装置接收信号的不要干扰信号进行监视，并且利用适应控制算法来产生接收用控制信号，在控制部，利用根据控制信号的控制电压信号对带阻型滤波器进行适应控制，该带阻型滤波器的阻带能使所希望的接收信号对干扰波的比最大化。

11.根据权利要求9所述的发送用适应型高频滤波装置，其特征在于：

无线电装置至少包括发送机，滤波装置的该至少1个滤波器包括：发送用的带通型滤波器和发送用的带阻型滤波器；

信号发送用的信号监视部一面监视无线电装置发送信号的不要的寄生信号波，一面利用适应控制算法来产生控制信号，发送用的控制部利用根据控制信号的控制电压信号，对带阻型滤波器进行控制，该发送用的带阻型滤波器的阻带使发送信号的不要的寄生信号波最小化。

12.根据权利要求9所述的适应型高频滤波装置，其特征在于：

谐振元件是分布常数型的TEM模式谐振器。

13.根据权利要求9所述的适应型高频滤波装置，其特征在于：

电压控制型阻抗可变元件是使用变容二极管的可变电容电路。

14.根据权利要求9所述的适应型高频滤波装置，其特征在于：

谐振元件是形成在层叠介质内的分布常数型的带状线路谐振器；

电压控制型阻抗可变元件是使用变容二极管的可变电容电路；

变容二极管被安装在层叠介质表面上。

15.一种发送接收天线共用高频滤波装置，由包括应连接在无线电装置的天线和发送机之间的发送用滤波器(多数)的接收用高频滤波装置，和应连接在该天线和接收机之间的滤波器(多数)的接收用高频滤波装置所构成；其特征在于：

滤波器包括：由谐振元件和电连接该谐振元件的电压控制型阻抗可变元件所构成的电压控制型频率可变谐振元件；

发送接收天线共用滤波装置包括：

对外加在该阻抗可变元件上的电压进行控制的控制部；

根据该无线电装置的本机振荡器的振荡频率的频率数据，把控制所述电压的控制信号输出到控制部的信号监视部；

信号监视部根据所述频率数据进行控制，使发送用滤波器和接收用滤波器的频带频率能适应型地变化。

16.根据权利要求15所述的发送接收天线共用高频滤波装置，其特征在于：

发送用滤波器具有第1通频带和第1阻带，接收用滤波器具有第2通频带和第2阻带；

信号监视部使第1通频带和第1阻带的频率间隔一定，同步变化频带频率；并使第2通频带和第2阻带的频率间隔一定，同步变化频带频率；

使第1通频带与第2阻带近似一致，使第1阻带与第2通频带近似一致。

17.根据权利要求15所述的发送接收天线共用高频滤波装置，其特征在于：

信号监视部还检测向无线机的周围环境或来自无线机的周围环境的电波信号，而且，把控制信号传送给控制部，使该至少1个滤波器降低不需要的信号或干扰电波；

控制部产生控制电压信号，对该至少1个滤波器的频带频率进行适应控制。

18.根据权利要求16所述的发送接收天线共用高频滤波装置，其特征在于：

信号监视部对该无线电装置的接收机的接收信号的不要的干扰信号进行监视，并且利用适应控制算法来产生接收用控制信号，在控制部，利用根据控制信号的控制电压信号对带阻型滤波器进行控制，作为接收用滤波器的该带阻型滤波器的阻带能使所希望的接收信号对干扰波的比最大化。

19.根据权利要求16所述的发送接收天线共用高频滤波装置，其特征在于：

信号监视部一面监视无线电装置的发送机的发送信号的不要的寄生信号波，一面利用适应控制算法来产生控制信号，发送用的控制部利用根据控制信号的控制电压信号，对带阻型滤波器进行控制，该发送用的带阻型滤波器的阻带能使发送信号的不要的寄生信号波最小化。

20.根据权利要求15所述的发送接收天线共用高频滤波装置，其特征在于：

谐振元件是分布常数型的TEM模式谐振器。

21.根据权利要求15所述的发送接收天线共用高频滤波装置，其特征在于：

谐振元件是形成在层叠介质内的分布常数型的带状线路谐振器；

电压控制型阻抗可变元件是使用变容二极管的可变电容电路；

变容二极管被安装在层叠介质表面上。

22.一种无线电装置，具有权利要求1所述的高频滤波器，其特征在于：

该至少1个高频滤波器连接天线电路。

23.一种无线电装置，具有权利要求15所述的发送接收天线共用滤波装置，其特征在于：

把发送用滤波装置连接在发送机和天线之间，把接收用滤波装置连接在该天线和接收机之间。

24.根据权利要求21所述的无线电装置，其特征在于：

把该至少1个高频滤波器连接到天线电路上，并且由形成有所述高频滤波装置的陶瓷层叠体、安装在该陶瓷层叠体上的适合型天线阵、以及安装在该层叠体上并包含所述发送接收用高频电路的集成电路所构成。

25.根据权利要求21所述的无线电装置，其特征在于：

包括：

形成有所述发送接收天线共用高频滤波装置的陶瓷层叠体；

安装在该陶瓷层叠体上的适合型天线阵；

安装在该层叠体上并包含所述发送接收用高频电路的集成电路。

Images