JPH10256809A

JPH10256809A - 電子同調型有極フィルタ

Info

Publication number: JPH10256809A
Application number: JP5368397A
Authority: JP
Inventors: Michiaki Matsuo; 尾道明松; Hiroyuki Yabuki; 吹博幸矢; Mitsuo Makimoto; 本三夫牧
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1997-03-07
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】小形で通過帯域近傍に急峻な減衰極を有し、
その減衰極の位置が電子制御可能な電子同調型有極フィ
ルタの提供を目的とする。【解決手段】移相量が調整可能な可変移相器１０２と
減衰量が調整可能な可変減衰器１０３を従続接続した補
助回路１１０を、それぞれ接続回路１０４、１０５を介
して帯域通過フィルタ１０１に接続するとともに、可変
移相器１０２と可変減衰器１０３を能動素子を用いて構
成することで変化量を電子制御可能とする。入力端子１
０６から帯域通過フィルタ１０１を経て出力端子１０７
に至る信号に対して、可変移相器１０２と可変減衰器１
０３を経て出力端子１０１に至る信号が同振幅、逆位相
となる周波数において減衰極を生じる。移相量と減衰量
が電子制御可能であることから減衰極の周波数を容易に
調整できる。また、可変移相器１０２と可変減衰器１０
３はＩＣ化が可能であり小形化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＵＨＦ帯、マイク
ロ波帯、ミリ波帯等の高周波領域で用いられるフィル
タ、特に移動体通信の基地局に好適な高周波用フィルタ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信端末の無線部に用いられる高
周波用フィルタには、小形、軽量であることが要求され
る。同様に基地局用フィルタも小形、軽量であることは
必要であるが、複数の送信波を共通増幅器により増幅し
て送信する、あるいは複数の受信波を選択性よく受信す
るためには、隣接チャネルおよび通過帯域近傍の減衰特
性を急峻にすることがより重要となる。

【０００３】以下に従来のこの種のフィルタについて説
明する。図６は従来のフィルタの一例を示した回路図で
ある。このフィルタは、２個の共振器１１、１２をイン
ダクタンス１３で結合するとともに、それぞれを容量１
４、１５を介して入力端子１６と出力端子１７に結合し
た２段の帯域通過フィルタとなっている。この帯域通過
フィルタの入力端子１６と出力端子１７の間に容量から
なる補助回路１８を設けることで、通過帯域の両側に減
衰極を設けたフィルタが構成できる。この補助回路１８
は、従来、容量やインダクタなどの集中定数素子や平行
結合線路などの分布定数素子といった受動素子のみによ
って構成されている。このような構成により、このフィ
ルタは高周波領域において通過帯域近傍に減衰極を有す
る帯域通過フィルタとして動作する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示した上記従来の有極フィルタでは、減衰極の発生周波
数が補助回路によって一義的に決定され、補助回路を変
更することなく任意の箇所に減衰極を変化させることは
できないため、同一周波数帯のシステムであってもチャ
ネル間隔等の条件が異なる場合、フィルタ自体を設計変
更しなければならないという課題を有していた。

【０００５】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、小形で通過帯域近傍に急峻な減衰極を有し、その減
衰極の位置が電子制御可能な電子同調型有極フィルタを
提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、移相量が調整可能な可変移相器と減衰量
が調整可能な可変減衰器と帯域通過フィルタと２つの接
続回路を備え、従続接続された可変移相器と可変減衰器
からなる補助回路をそれぞれ接続回路を介して帯域通過
フィルタの入力部と出力部の間に接続するとともに、可
変移相器と可変減衰器を能動素子を用いて構成したもの
であり、これにより、小形で通過帯域近傍に急峻な減衰
極を有し、その減衰極の位置が電子制御可能な電子同調
型有極フィルタを提供することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、移相量が調整可能な可変移相器と、減衰量が調整可
能な可変減衰器と、帯域通過フィルタと、２つの接続回
路を備え、補助回路を構成する従続接続された前記可変
移相器と前記可変減衰器を、それぞれ前記接続回路を介
して前記帯域通過フィルタの入力部と出力部の間に接続
するとともに、前記可変移相器と前記可変減衰器を能動
素子を用いて構成した電子同調型有極フィルタであり、
変化量を電子制御することができるという作用を有す
る。また、可変移相器と可変減衰器を従属接続した補助
回路は、主として能動素子により構成され、ＩＣ化が容
易に可能なのでフィルタ全体が小形化でき、さらに帯域
通過フィルタの構成に依らないことから、汎用のＩＣを
構成できるという作用を有する。

【０００８】本発明の請求項２から４に記載の発明は、
帯域通過フィルタを接続する接続回路として、容量、イ
ンダクタまたはストリップラインによる平行結合線路等
の分布結合回路を用いたものであり、請求項１記載の発
明と同様の作用を有する。

【０００９】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１から４に記載の発明において、帯域通過フィルタを誘
電体同軸共振器やストリップ線路共振器等の共振器結合
型のフィルタを用いたものであり、請求項１記載の発明
と同様の作用を有する。

【００１０】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１から５に記載の発明において、可変減衰器をＰＩＮダ
イオードと、このＰＩＮダイオードにバイアス電流を供
給するバイアス回路により構成したものであり、このＰ
ＩＮダイオードに流れるバイアス電流を変化させること
によりＰＩＮダイオードの抵抗値が変化するので、この
特性を利用して減衰量を電子制御できるという作用を有
する。

【００１１】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
１から５に記載の発明において、可変減衰器をデュアル
ゲートＦＥＴと、このデュアルゲートＦＥＴのバイアス
電圧を決めるバイアス回路により構成したものであり、
このデュアルゲートＦＥＴのゲート電圧を変化させるこ
とによりデュアルゲートＦＥＴを通過する信号の減衰量
が変化するので、この特性を利用して減衰量を電子制御
できるという作用を有する。

【００１２】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
１から７に記載の発明において、可変移相器を２つの平
衡変調器と９０度分配器と同相合成器から構成されたア
ームストロング型移相器により構成し、前記９０度分配
器により入力信号を９０度の位相差を持つ２つの信号に
分配した後に前記平衡変調器によりそれぞれ所望の移相
量の正弦関数及び余弦関数に比例した振幅変調を施し、
その後に前記同相合成器で合成することで位相量を電子
制御可能とし、位相変化量が３６０度以上にわたり連続
して可変でき、周波数に依存しない一定の移相量が得ら
れるという作用を有する。

【００１３】本発明の請求項９記載の発明は、請求項１
から７に記載の発明において、可変移相器をバラクタダ
イオードとサーキュレータと前記バラクタダイオードに
バイアス電圧を与えるバイアス回路により構成し、前記
サーキュレータへの入力信号が出力されるポートに前記
バラクタダイオードを付加し、前記バラクタダイオード
からの反射波を前記サーキュレータの残りの端子から出
力信号として取り出すことにより、バイアス電圧を制御
して前記バラクタダイオードの容量を変化させることに
より移相量を電子制御できるという作用を有する。

【００１４】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項１から７に記載の発明において、可変移相器を２つの
バラクタダイオードと９０度ハイブリッド回路と前記２
つのバラクタダイオードにバイアス電圧を与えるバイア
ス回路により構成し、前記９０度ハイブリッド回路の隣
り合う２つのアイソレーションポートを入力端子および
出力端子とし、残りの２つの端子に前記バラクタダイオ
ードを付加したものであり、前記入力端子からの入力信
号は分配されて前記バラクタダイオードの接続された２
つの端子に至り、前記バラクタダイオードによる反射波
が合成されて前記出力端子から出力されるが、前記バイ
アス回路により前記バラクタダイオードのバイアス電圧
を制御して容量を変化させることにより移相量を電子制
御できるという作用を有する。

【００１５】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項１から１０に記載の発明において、可変移相器と可変
減衰器が直列に接続された補助回路を、帯域通過フィル
タの入力部と出力部の間にそれぞれ接続回路を介して複
数並列に接続して構成したものであり、前記補助回路を
複数並列に接続することにより通過域近傍に複数の減衰
極を発生させるという作用を有する。

【００１６】本発明の請求項１２に記載の発明は、請求
項１から１１に記載の発明において、帯域通過フィルタ
を３つ以上の共振器により構成し、可変移相器と可変減
衰器が従続接続された補助回路を前記帯域通過フィルタ
を構成する任意の２つの共振器にそれぞれ接続回路を介
して接続したものであり、前記補助回路を接続する共振
器の組み合わせを変えることによっても減衰極の位置を
変化させられるという作用を有する。

【００１７】本発明の電子同調型有極フィルタは、補助
回路に大電力信号は通過せず、能動回路に対する耐電力
特性は要求されないため、特に基地局用のフィルタとし
て好適である。

【００１８】以下、本発明の実施の形態について図１か
ら図５を用いて説明する。（実施の形態１）図１は本発明の第１の実施の形態を示
している。図１において、１０１は帯域通過フィルタ、
１０２は移相量が電子制御可能な可変移相器、１０３は
減衰量が電子制御可能な可変減衰器、１０４、１０５は
可変移相器１０２と可変減衰器１０３からなる補助回路
１１０と帯域通過フィルタ１０１を接続する接続回路、
１０６は入力端子、１０７は出力端子、１０８、１０９
は可変移相器１０２と可変減衰器１０３の変化量をそれ
ぞれ制御する制御端子である。

【００１９】以上のように構成された電子同調形有極フ
ィルタについて、以下その動作を図１を用いて説明す
る。入力端子１０６から入力された信号は、帯域通過フ
ィルタ１０１を通る第１のパスと、接続回路１０４、可
変移相器１０２、可変減衰器１０３、接続回路１０５の
順に通過する第２のパスを経て出力端子１０７に至る。
ここで、第１のパスを通った信号と第２のパスを通った
信号の振幅が同じで位相が１８０度シフトしているとい
う条件を満足する周波数では、２つのパスを通った信号
が互いに打ち消し合うので出力端子１０７には現れな
い。即ちこの周波数において減衰極が生じる。可変移相
器１０２と可変減衰器１０３は、その移相量と減衰量が
制御端子１０８、１０９によって任意に変化させられる
ことから、減衰極が発生する条件を満足する周波数を任
意に設定できる。言い換えれば、減衰極の発生位置が自
由に電子制御可能となる。

【００２０】図２は可変減衰器１０３の例を示してい
る。図２（ａ）はＰＩＮダイオード２０１を用いた可変
減衰器１０３の回路例であり、アノード側と制御端子２
０２の間に抵抗と容量からなるバイアス回路を設けてい
る。２０３は減衰器入力端子、２０４は減衰器出力端子
である。制御端子２０２の電圧を高くすると、ＰＩＮダ
イオード２０１に流れる直流バイアス電流が大きくな
り、ＰＩＮダイオード２０１の抵抗値が小さくなるた
め、減衰量が小さくなるという動作をする。

【００２１】図２（ｂ）はデュアルゲートＦＥＴ２０３
を用いた可変減衰器１０３の例である。第１ゲートと減
衰器入力端子２０３の間に容量と抵抗からなるバイアス
回路を設け、ドレイン端子を減衰器出力端子２０４に接
続し、第２ゲートに制御端子２０２を接続している。制
御端子２０２によりデュアルゲートＦＥＴの第２ゲート
電圧を変化させることで減衰量が変化する。この回路は
入力インピーダンスの変化が小さく、逆方向伝達量を小
さくできるという特長も有する。

【００２２】図３は可変移相器１０２の例を示してい
る。図３（ａ）は２つの平衡変調器３０１、３０２を用
いたアームストロング形移相器であり、９０度ハイブリ
ッド回路３０３により移相器入力端子３０５からの入力
信号を９０度の位相差を持つ２つの信号に分配した後、
平衡変調器３０１、３０２によりそれぞれ所望の移相量
の正弦関数および余弦関数に比例した振幅変調を施し、
その後に同相ハイブリッド回路３０４で合成すること
で、位相変化量が３６０度以上にわたり連続して可変し
た信号を移相器出力端子３０６から得ることができ、周
波数に依存しない一定の移相量が得られる。

【００２３】図３（ｂ）はバラクタダイオードとサーキ
ュレータによって構成した可変移相器１０２の例であ
り、移相器入力端子３０５から入力した信号はポート３
０９に出力されるが、バラクタダイオード３０７によっ
て反射され、その反射波が移相器出力端子３０６に出力
される。バラクタダイオード３０７の容量を制御端子３
１０の電圧によって変化させることにより移相量が変化
する。

【００２４】図３（ｃ）は２つのバラクタダイオード３
１１、３１２と９０度ハイブリッド回路３１３によって
構成した可変移相器１０２の例であり、動作は図３
（ｂ）とほぼ同じである。移相器入力端子３０５からの
入力信号は、９０度ハイブリッド回路３１３により分配
されて、バラクタダイオード３１１、３１２が接続され
た２つの端子に至る。そしてこのバラクタダイオード３
１１、３１２による反射波が合成されて、移相器出力端
子３０６から出力される。その際、制御端子３１０に加
える電圧により、バラクタダイオード３１１、３１２の
容量が変化し、移相量を変化させることができる。

【００２５】本実施の形態において、図１の接続回路１
０４、１０５を疎結合として、減衰極発生の振幅条件は
主として可変減衰器により満足させることによって、移
動体通信の基地局等の大きな電力の信号を扱うフィルタ
に用いた場合でも、可変移相器１０２および可変減衰器
１０３へは大きな電力が入射しないため、本実施の形態
におけるフィルタを適用することが可能である。また、
可変移相器１０２と可変減衰器１０３は、主として能動
回路で構成され、帯域通過フィルタの構成に依存しない
ことから、汎用のＩＣ化が可能である。

【００２６】以上のように、本実施の形態１によれば、
補助回路１１０を構成する従続接続された可変移相器１
０２と可変減衰器１０３を、それぞれ接続回路１０４、
１０５を介して帯域通過フィルタ１０１の入力部と出力
部の間に接続するとともに、可変移相器１０２と可変減
衰器１０３を能動素子を用いて構成したので、通過帯域
近傍に減衰極を有し、かつ減衰極の周波数を電子制御可
能な電子同調型有極フィルタを構成することができる。

【００２７】（実施の形態２）図４は本発明の第２の実
施の形態を示しており、図１と同じ働きを有するもの
は、同じ符号を付してある。図４において図１と異なる
のは、可変移相器１０２と可変減衰器１０３からなる補
助回路４０１が、帯域通過フィルタ１０１の入出力部間
に複数並列に接続されている点である。

【００２８】以上のように構成された電子同調形有極フ
ィルタについて、以下その動作を図４を用いて説明す
る。基本動作は上記実施の形態１と同じである。本実施
の形態では、可変移相器１０２と可変減衰器１０３から
なる補助回路４０１を複数並列に接続するとともに、そ
れぞれの移相量および減衰量を独立に設定することによ
り、帯域通過フィルタ１０１を通る第１のパスに対し
て、補助回路４０１を通る第２のパスを複数設けること
で、減衰極を複数発生させるものである。複数の減衰極
を適当な周波数間隔で発生させることにより、通過帯域
近傍に広帯域な減衰特性を得ることができる。

【００２９】以上のように、本実施の形態２によれば、
可変移相器１０２と可変減衰器１０３が直列に接続され
た補助回路４１０を複数備え、これら補助回路４１０を
帯域通過フィルタ１０１の入力部と出力部の間にそれぞ
れ接続回路１０４、１０５を介して複数並列に接続して
構成したので、通過帯域近傍に広帯域な減衰極を有し、
かつ減衰極の周波数を電子制御可能な電子同調型有極フ
ィルタを構成することができる。

【００３０】（実施の形態３）図５は本発明の第３の実
施の形態を示しており、図１と同じ働きを有するもの
は、同じ符号を付してある。図５において図１と異なる
のは、帯域通過フィルタ１０１がそれぞれ容量を介して
接続された３つの共振器５０１、５０２、５０３からな
り、可変移相器１０２と可変減衰器１０３からなる補助
回路１１０が、それぞれ接続回路１０４、１０５を介し
て帯域通過フィルタ１０１の２つの共振器５０１、５０
２に結合している点である。

【００３１】以上のように構成された電子同調形有極フ
ィルタについて、以下その動作を図５を用いて説明す
る。基本動作は上記実施の形態１と同じである。本実施
の形態では、帯域通過フィルタ１０１を構成する共振器
５０１、５０２、５０３のうちの任意の２つの間を可変
移相器１０２と可変減衰器１０３からなる補助回路１１
０で接続したものである。接続する共振器の選び方によ
っても減衰極の発生する周波数は変化する。つまり、物
理的あるいは電気的な制御で減衰極の位置を制御でき減
衰極の制御範囲の広域化が可能となる。

【００３２】以上のように、本実施の形態３によれば、
帯域通過フィルタ１０１を３つの共振器５０１、５０
２、５０３により構成し、可変移相器１０２と可変減衰
器１０３が従続接続された補助回路１１０を帯域通過フ
ィルタ１０１を構成する任意の２つの共振器５０１、５
０２にそれぞれ接続回路１０４、１０５を介して接続し
たので、通過帯域近傍に広帯域な減衰極を有し、かつ減
衰極の周波数を電子制御可能な電子同調型有極フィルタ
を構成することができる。

【００３３】なお、本実施の形態３では、３つの共振器
５０１、５０２、５０３を容量結合した帯域通過フィル
タ１０１の例を示したが、誘導結合や分布結合でもよい
ことは言うまでもない。また、補助回路１１０を１つだ
け接続した例を示したが、複数接続することにより減衰
極を複数発生できる。さらに、共振器が３つの場合の例
を示したが、４つ以上でもよいことは言うまでもない。

【００３４】なお、上記全ての実施の形態では、接続回
路に容量を用いた例を示したが、インダクタや分布結合
回路を用いても同様の効果が得られることは言うまでも
ない。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従続接
続された可変移相器と可変減衰器からなる補助回路をそ
れぞれ接続回路を介して帯域通過フィルタの入力部と出
力部の間に接続したので、通過帯域近傍に急峻な減衰極
を有し、その減衰極の発生する周波数を電子制御可能な
電子同調型有極フィルタが実現できる。また、可変移相
器と可変減衰器は、主として能動素子により構成したの
で、この補助回路部分のＩＣ化が可能である。また、こ
のＩＣは、フィルタの種類、構造に依らないことから、
汎用品としての製造が可能である。さらに、補助回路部
分には大電力が流れないため、移動体通信の基地局等の
大きな電力の信号を扱うフィルタにも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における電子同調型
有極フィルタを示すブロック図

【図２】本発明の第１の実施の形態における電子同調型
有極フィルタに使用される可変減衰器の回路例を示す回
路図

【図３】本発明の第１の実施の形態における電子同調型
有極フィルタに使用される可変移相器の回路例を示す回
路図

【図４】本発明の第２の実施の形態における電子同調型
有極フィルタを示すブロック図

【図５】本発明の第３の実施の形態における電子同調型
有極フィルタを示すブロック図

【図６】従来の有極フィルタを示すブロック図

【符号の説明】

１０１帯域通過フィルタ１０２可変移相器１０３可変減衰器１０４、１０５接続回路１０６入力端子１０７出力端子１０８、１０９制御端子１１０、４１０補助回路５０１、５０２、５０３共振器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移相量が調整可能な可変移相器と、減衰
量が調整可能な可変減衰器と、帯域通過フィルタと、２
つの接続回路を備え、補助回路を構成する従続接続され
た前記可変移相器と前記可変減衰器を、それぞれ前記接
続回路を介して前記帯域通過フィルタの入力部と出力部
の間に接続するとともに、前記可変移相器と前記可変減
衰器を能動素子を用いて構成した電子同調型有極フィル
タ。
【請求項２】接続回路が容量素子であることを特徴と
する請求項１記載の電子同調型有極フィルタ。
【請求項３】接続回路がインダクタ素子であることを
特徴とする請求項１記載の電子同調型有極フィルタ。
【請求項４】接続回路が分布結合回路であることを特
徴とする請求項１記載の電子同調型有極フィルタ。
【請求項５】帯域通過フィルタが共振器結合型のフィ
ルタであることを特徴とする請求項１から４のいずれか
に記載の電子同調型有極フィルタ。
【請求項６】可変減衰器が、ＰＩＮダイオードと前記
ＰＩＮダイオードにバイアス電流を供給するバイアス回
路により構成され、前記ＰＩＮダイオードに流れるれる
電流を変化させることで減衰量を電子制御可能としたこ
とを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電子
同調型有極フィルタ。
【請求項７】可変減衰器が、デュアルゲートＦＥＴと
前記デュアルゲートＦＥＴのバイアス電圧を決めるバイ
アス回路により構成され、前記デュアルゲートＦＥＴの
ゲート電圧を変化させることで減衰量を電子制御可能と
したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載
の電子同調型有極フィルタ。
【請求項８】可変移相器が、２つの平衡変調器と９０
度分配器と同相合成器から構成されたアームストロング
型移相器であり、前記９０度分配器により入力信号を９
０度の位相差を持つ２つの信号に分配した後に前記平衡
変調器によりそれぞれ所望の移相量の正弦関数および余
弦関数に比例した振幅変調を施し、その後に前記同相合
成器で合成することで移相量を電子制御可能としたこと
を特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電子同
調型有極フィルタ。
【請求項９】可変移相器が、バラクタダイオードとサ
ーキュレータと前記バラクタダイオードにバイアス電圧
を与えるバイアス回路により構成され、前記バラクタダ
イオードは前記サーキュレータに入力した信号が出力さ
れるポートに接続され、前記バラクタダイオードのバイ
アス電圧を変化させることで移相量を電子制御可能とし
たことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の
電子同調型有極フィルタ。
【請求項１０】可変移相器が、２つのバラクタダイオ
ードと９０度ハイブリッド回路と前記バラクタダイオー
ドにそれぞれバイアス電圧を与えるバイアス回路により
構成され、前記９０度ハイブリッド回路に入力した信号
が分配出力される２つのポートに前記バラクタダイオー
ドを接続し、前記バラクタダイオードのバイアス電圧を
変化させることで移相量を電子制御可能としたことを特
徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電子同調型
有極フィルタ。
【請求項１１】可変移相器と可変減衰器が従続接続さ
れた補助回路を、帯域通過フィルタの入力部と出力部の
間にそれぞれ接続回路を介して複数並列に接続したこと
を特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の電子
同調型有極フィルタ。
【請求項１２】帯域通過フィルタが３つ以上の共振器
により構成されたフィルタであり、可変移相器と可変減
衰器が従続接続された補助回路を、前記帯域通過フィル
タを構成する任意の２つの共振器にそれぞれ接続回路を
介して接続したことを特徴とする請求項１から１１のい
ずれかに記載の電子同調型有極フィルタ。