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技術 フィルタ回路および周波数切替方法

出願人 日本電気株式会社
発明者 元井桂一
出願日 2016年4月8日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2017-512513
公開日 2018年2月8日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 WO2016-167190
状態 特許登録済
技術分野 導波管型周波数選択装置および共振器
主要キーワード 側接続線 片側開放 副結合 ヘアピン形状 副伝送線路 固定キャパシタ 主結合 主伝送線路
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (17)

課題・解決手段

第1スイッチが第1伝送線路の端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成され、第2スイッチが第3伝送線路の端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成されている。

概要

背景

近年、モバイルトラフィック急増に伴い、モバイルネットワークにおいて用いられる周波数帯域が増大している。そのため、通信装置に搭載される、送受信の信号を選別および抑圧するフィルタ回路には、複数の周波数帯域への対応が求められている。複数の周波数帯域に対応する帯域通過フィルタとして、マイクロストリップライン伝送線路平面回路上に構成したフィルタが知られている。例えば、特許文献1には、半波長共振器と片側短絡共振器とを、切り替えスイッチにより接続するか、非接続とするかを選択することで、デュアルバンド帯域通過フィルタとシングルバンド帯域通過フィルタのいずれかのモードに選択することができる帯域通過フィルタが示されている。

概要

第1スイッチが第1伝送線路の端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成され、第2スイッチが第3伝送線路の端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成されている。

目的

本発明の目的の一例は、上述した課題を解決するフィルタ回路および周波数切替方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1波長の4分の1の長さの電気長を有する第1伝送線路であって、前記第1伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部を有する第1伝送線路と、前記第1波長の4分の1の長さの電気長を有し、前記第1伝送線路と離間および対向し、前記第1伝送線路の前記第1端部に対向する第1対向部と、前記第1伝送線路の前記第2端部に対向する第2対向部とを有する第2伝送線路と、前記第1伝送線路の前記第1または第2端部に接続された入力端子と、前記第1波長の4分の1の長さの電気長を有する第3伝送線路であって、前記第3伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部を有する第3伝送線路と、前記第1波長の4分の1の長さの電気長を有し、前記第3伝送線路と離間および対向し、前記第3伝送線路の前記第1端部に対向する第1対向部と、前記第3伝送線路の前記第2端部に対向する第2対向部とを有する第4伝送線路と、前記第3伝送線路の前記第1または第2端部に接続された出力端子と、前記第2伝送線路の前記第1対向部に接続され、所定の電気長を有する第1開放端部と、前記第4伝送線路の前記第1対向部に接続され、所定の電気長を有する第2開放端部と、第5伝送線路であって、前記第5伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部を有し、前記第5伝送線路の前記第1端部が前記第2伝送線路の前記第2対向部に接続される第5伝送線路と、第6伝送線路であって、前記第6伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部と、前記第5伝送線路の少なくとも一部と離間および対向する部分とを有し、前記第6伝送線路の前記第1端部が前記第4伝送線路の前記第2対向部に接続される第6伝送線路と、前記第1伝送線路の前記第1端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第1スイッチと、前記第3伝送線路の前記第1端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第2スイッチと、を備え、前記第1開放端部、前記第2伝送線路および前記第5伝送線路からなる伝送線路と、前記第2開放端部、前記第3伝送線路および前記第6伝送線路からなる伝送線路との各々が、前記第1波長より長い波長である第2の波長の4分の1の長さの電気長を有し、前記第5伝送線路の前記第2端部および前記第6伝送線路の前記第2端部がグラウンドに接続されているフィルタ回路

請求項2

第1波長の4分の1の長さの電気長を有する第1伝送線路であって、前記第1伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部を有する第1伝送線路と、前記第1波長の4分の1の長さの電気長を有し、前記第1伝送線路と離間および対向し、前記第1伝送線路の前記第1端部に対向する第1対向部と、前記第1伝送線路の前記第2端部に対向する第2対向部とを有する第2伝送線路と、前記第1伝送線路の前記第1または第2端部に接続された入力端子と、前記第1波長の4分の1の長さの電気長を有する第3伝送線路であって、前記第3伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部を有する第3伝送線路と、前記第1波長の4分の1の長さの電気長を有し、前記第3伝送線路と離間および対向し、前記第3伝送線路の前記第1端部に対向する第1対向部と、前記第3伝送線路の前記第2端部に対向する第2対向部とを有する第4伝送線路と、前記第3伝送線路の前記第1または第2端部に接続された出力端子と、前記第2伝送線路の前記第1対向部に接続され、所定の電気長を有する第1開放端部と、前記第4伝送線路の前記第1対向部に接続され、所定の電気長を有する第2開放端部と、第5伝送線路であって、前記第5伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部を有し、前記第5伝送線路の前記第1端部が前記第2伝送線路の前記第2対向部に接続される第5伝送線路と、第6伝送線路であって、前記第6伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部と、前記第5伝送線路の少なくとも一部と離間および対向する部分とを有し、前記第6伝送線路の前記第1端部が前記第4伝送線路の前記第2対向部に接続される第6伝送線路と、前記第5伝送線路の前記第2端部と前記第6伝送線路の前記第2端部との間に接続されるインダクタと、前記第5伝送線路の前記第2端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第3スイッチと、前記第6伝送線路の前記第2端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第4スイッチと、を備え、前記第1開放端部、前記第2伝送線路および前記第5伝送線路からなる伝送線路と、前記第2開放端部、前記第4伝送線路および前記第6伝送線路からなる伝送線路との各々が、前記第1波長より長い波長である第2の波長の4分の1の長さの電気長を有し、前記第1伝送線路の前記第1端部および前記第3伝送線路の前記第1端部が開放されているフィルタ回路。

請求項3

前記第1伝送線路の前記第1端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第1スイッチと、前記第3伝送線路の前記第1端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように可能に設けられる第2スイッチとをさらに備える請求項2に記載のフィルタ回路。

請求項4

前記第2の波長が、前記第1波長の3倍の波長である請求項1から請求項3の何れか1項に記載のフィルタ回路。

請求項5

前記第1開放端部および前記第2開放端部が、前記第1波長の4分の1の長さの電気長を有する請求項1から請求項4の何れか1項に記載のフィルタ回路。

請求項6

前記第1開放端部および前記第2開放端部の少なくとも一方が、グラウンドに接続されたキャパシタを有する請求項1から請求項5の何れか1項に記載のフィルタ回路。

請求項7

前記キャパシタが、可変コンデンサである請求項6に記載のフィルタ回路。

請求項8

請求項1または請求項3に記載のフィルタ回路のための周波数切替方法であって、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチを開き、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチを閉じることを含む周波数切替方法。

請求項9

請求項2または請求項3に記載のフィルタ回路のための周波数切替方法であって、前記第3スイッチおよび前記第4スイッチを開き、前記第3スイッチおよび前記第4スイッチを閉じることを含む周波数切替方法。

技術分野

0001

本発明は、高周波電気信号を通過させるフィルタ回路および周波数切替方法に関する。

背景技術

0002

近年、モバイルトラフィック急増に伴い、モバイルネットワークにおいて用いられる周波数帯域が増大している。そのため、通信装置に搭載される、送受信の信号を選別および抑圧するフィルタ回路には、複数の周波数帯域への対応が求められている。複数の周波数帯域に対応する帯域通過フィルタとして、マイクロストリップライン伝送線路平面回路上に構成したフィルタが知られている。例えば、特許文献1には、半波長共振器と片側短絡共振器とを、切り替えスイッチにより接続するか、非接続とするかを選択することで、デュアルバンド帯域通過フィルタとシングルバンド帯域通過フィルタのいずれかのモードに選択することができる帯域通過フィルタが示されている。

先行技術

0003

日本国特開2015−15560号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1に記載の帯域通過フィルタは、デュアルバンド帯域通過フィルタに切り替えた場合、同時に複数の周波数帯域の信号を通過させる。このため、所望の信号の他に、帯域外に含まれる不要波をも通過させてしまう。また、特許文献1に記載の帯域通過フィルタでは、シングルバンド帯域通過フィルタの中心周波数を異なる周波数に選択的に切り替えることができない。
本発明の目的の一例は、上述した課題を解決するフィルタ回路および周波数切替方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0005

本発明の第1の態様によるフィルタ回路は、第1波長の4分の1の長さの電気長を有する第1伝送線路であって、前記第1伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部を有する第1伝送線路と、前記第1波長の4分の1の長さの電気長を有し、前記第1伝送線路と離間および対向し、前記第1伝送線路の前記第1端部に対向する第1対向部と、前記第1伝送線路の前記第2端部に対向する第2対向部とを有する第2伝送線路と、前記第1伝送線路の前記第1または第2端部に接続された入力端子と、前記第1波長の4分の1の長さの電気長を有する第3伝送線路であって、前記第3伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部を有する第3伝送線路と、前記第1波長の4分の1の長さの電気長を有し、前記第3伝送線路と離間および対向し、前記第3伝送線路の前記第1端部に対向する第1対向部と、前記第3伝送線路の前記第2端部に対向する第2対向部とを有する第4伝送線路と、前記第3伝送線路の前記第1または第2端部に接続された出力端子と、前記第2伝送線路の前記第1対向部に接続され、所定の電気長を有する第1開放端部と、前記第4伝送線路の前記第1対向部に接続され、所定の電気長を有する第2開放端部と、第5伝送線路であって、前記第5伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部を有し、前記第5伝送線路の前記第1端部が前記第2伝送線路の前記第2対向部に接続される第5伝送線路と、第6伝送線路であって、前記第6伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部と、前記第5伝送線路の少なくとも一部と離間および対向する部分とを有し、前記第6伝送線路の前記第1端部が前記第4伝送線路の前記第2対向部に接続される第6伝送線路と、前記第1伝送線路の前記第1端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第1スイッチと、前記第3伝送線路の前記第1端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第2スイッチとを備える。前記第1開放端部、前記第2伝送線路および前記第5伝送線路からなる伝送線路と、前記第2開放端部、前記第3伝送線路および前記第6伝送線路からなる伝送線路との各々が、前記第1波長より長い波長である第2の波長の4分の1の長さの電気長を有する。前記第5伝送線路の前記第2端部および前記第6伝送線路の前記第2端部がグラウンドに接続されている。

0006

本発明の第2の態様によるフィルタ回路は、第1波長の4分の1の長さの電気長を有する第1伝送線路であって、前記第1伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部を有する第1伝送線路と、前記第1波長の4分の1の長さの電気長を有し、前記第1伝送線路と離間および対向し、前記第1伝送線路の前記第1端部に対向する第1対向部と、前記第1伝送線路の前記第2端部に対向する第2対向部とを有する第2伝送線路と、前記第1伝送線路の前記第1または第2端部に接続された入力端子と、前記第1波長の4分の1の長さの電気長を有する第3伝送線路であって、前記第3伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部を有する第3伝送線路と、前記第1波長の4分の1の長さの電気長を有し、前記第3伝送線路と離間および対向し、前記第3伝送線路の前記第1端部に対向する第1対向部と、前記第3伝送線路の前記第2端部に対向する第2対向部とを有する第4伝送線路と、前記第3伝送線路の前記第1または第2端部に接続された出力端子と、前記第2伝送線路の前記第1対向部に接続され、所定の電気長を有する第1開放端部と、前記第4伝送線路の前記第1対向部に接続され、所定の電気長を有する第2開放端部と、第5伝送線路であって、前記第5伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部を有し、前記第5伝送線路の前記第1端部が前記第2伝送線路の前記第2対向部に接続される第5伝送線路と、第6伝送線路であって、前記第6伝送線路を電気が流れる方向に対して互いに反対側に位置する第1端部および第2端部と、前記第5伝送線路の少なくとも一部と離間および対向する部分とを有し、前記第6伝送線路の前記第1端部が前記第4伝送線路の前記第2対向部に接続される第6伝送線路と、前記第5伝送線路の前記第2端部と前記第6伝送線路の前記第2端部との間に接続されるインダクタと、前記第5伝送線路の前記第2端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第3スイッチと、前記第6伝送線路の前記第2端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成された第4スイッチとを備える。前記第1開放端部、前記第2伝送線路および前記第5伝送線路からなる伝送線路と、前記第2開放端部、前記第4伝送線路および前記第6伝送線路からなる伝送線路との各々が、前記第1波長より長い波長である第2の波長の4分の1の長さの電気長を有する。前記第1伝送線路の前記第1端部および前記第3伝送線路の前記第1端部が開放されている。

0007

本発明の第3の態様よる周波数切替方法は、上記のフィルタ回路のための周波数切替方法であって、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチを開き、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチを閉じることを含む。

0008

本発明の第4の態様による周波数切替方法は、上記フィルタ回路のための周波数切替方法であって、前記第3スイッチおよび前記第4スイッチを開き、前記第3スイッチおよび前記第4スイッチを閉じることを含む。

発明の効果

0009

上記態様のうち少なくとも1つの態様によれば、フィルタ回路の第1スイッチおよび第2スイッチ、または第3スイッチおよび第4スイッチの開閉を切り替えることで、フィルタ回路の中心周波数を異なる周波数に選択的に切り替えることができる。

図面の簡単な説明

0010

第1の実施形態に係るフィルタ回路の構成を示す図である。
第1の実施形態に係るフィルタ回路を第1周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路構成を示す図である。
第1の実施形態に係るフィルタ回路を第1周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、主結合線路オープンスタブの電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。
第1の実施形態における、副結合線路の電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す第1の図である。
第1の実施形態における、副結合線路の電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す第2の図である。
第1の実施形態に係るフィルタ回路を第2周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路構成を示す図である。
第1の実施形態に係るフィルタ回路を第2周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、主結合線路のオープンスタブの電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。
第1の実施形態に係るフィルタ回路を第2周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、主結合線路間のインダクタンスと出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。
第1の実施形態に係るフィルタ回路を第3周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路構成を示す図である。
第1の実施形態に係るフィルタ回路を第3周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、出力信号に含まれる周波数成分の強度を示す図である。
第2の実施形態に係るフィルタ回路の構成を示す図である。
第2の実施形態に係るフィルタ回路を第1周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、可変キャパシタの容量と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。
第2の実施形態に係るフィルタ回路を第2周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、可変キャパシタの容量と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。
第2の実施形態に係るフィルタ回路を第3周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、可変キャパシタの容量と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。
実施形態に係るフィルタ回路の第1の基本構成を示す概略ブロック図である。
実施形態に係るフィルタ回路の第2の基本構成を示す概略ブロック図である。

実施例

0011

《第1の実施形態》
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図1は、第1の実施形態に係るフィルタ回路の構成を示す図である。
本実施形態に係るフィルタ回路1は、通過帯域の中心周波数を、第1周波数f1、第2周波数f2および第3周波数f3の3つの周波数帯に選択的に切り替えることができる。第2周波数f2は、第1周波数f1の2倍の周波数である。第3周波数f3は、第1周波数f1の3倍の周波数である。本明細書において、「周波数fのn倍の周波数」とは、周波数fのちょうどn倍となる周波数に限られず、周波数fのちょうどn倍となる周波数の近傍の周波数をも含む。

0012

フィルタ回路1は、マイクロストリップライン回路により構成される。つまり、フィルタ回路1は、裏面に導体箔を形成した誘電体基板10の表面に、導体箔により伝送線路が形成されることによって実現される。具体的には、誘電体基板10の表面には、第1主伝送線路110a、第2主伝送線路110b、第1副伝送線路120aおよび第2副伝送線路120bの4つの伝送線路が形成される。第1主伝送線路110a、第2主伝送線路110b、第1副伝送線路120aおよび第2副伝送線路120bはいずれも、全体としてY軸方向に伸びる伝送線路である。本実施形態において、電流は、第1主伝送線路110a、第2主伝送線路110b、第1副伝送線路120aおよび第2副伝送線路120bの長手方向に流れる。つまり、本実施形態において、電流が流れる方向は、Y軸方向である。
第1主伝送線路110a、第2主伝送線路110b、第1副伝送線路120aおよび第2副伝送線路120bは、Y軸に直交する方向であるX軸方向に並べて配置される。

0013

第1主伝送線路110aおよび第2主伝送線路110bは、いずれも、第1周波数f1に相当する波長の4分の1の電気長を有する。第1周波数f1に相当する波長は、第2波長の一例である。
第1副伝送線路120aおよび第2副伝送線路120bは、いずれも、第3周波数f3に相当する波長の4分の1の電気長を有する。つまり、第1副伝送線路120aおよび第2副伝送線路120bは、第1周波数f1に相当する波長の12分の1の電気長を有する。第3周波数f3に相当する波長は、第1波長の一例である。
本明細書において、「波長の4分の1の電気長」とは、波長の4分の1ちょうどの電気長に限られず、波長の4分の1より短い電気長または長い電気長であって、その波長の信号に励振する電気長をも含む。例えば、第3の周波数f3が4GHzであり、誘電体基板10の誘電率が3.5である場合、第3周波数f3に相当する波長の4分の1の電気長は、12mmのほか、11mm、13mmなど、12mmの近傍の範囲も含む。
第1主伝送線路110aと第2主伝送線路110bは、その一部が互いに離間して対向するように配される。第1副伝送線路120aは、第1主伝送線路110aの一部と離間して対向するように配される。第2副伝送線路120bは、第2主伝送線路110bの一部と離間して対向するように配される。

0014

第1主伝送線路110aは、Y軸方向の第1側(図面上側)から順に、第1オープンスタブ111a、第1副結合部112a、第1主結合部113aの3つの部分伝送線路から構成される。同様に、第2主伝送線路110bは、Y軸方向の第1側から順に、第2オープンスタブ111b、第2副結合部112b、第2主結合部113bの3つの部分伝送線路から構成される。
第1オープンスタブ111aおよび第2オープンスタブ111bは、電気長Lのオープンスタブとして機能する部分伝送線路である。つまり、第1オープンスタブ111aおよび第2オープンスタブ111bのY軸方向の第1側の端は、開放されている。電気長とは、伝送線路の内部を流れる信号の波長で規格化した電気的な長さである。例えば、ある伝送線路の電気長がλ/4である場合、その伝送線路の第1端において波長λの信号の振幅が最大となるとき、第2端においてその信号の振幅が最小となる。このとき、伝送線路の物理的な長さは必ずしもλ/4であるとは限らない。
第1副結合部112aおよび第2副結合部112bは、それぞれ第1副伝送線路120aおよび第2副伝送線路120bと離間して対向する部分伝送線路である。これにより、第1副結合部112aと第1副伝送線路120aとは、第1副結合線路12aとして機能する。また第2副結合部112bと第2副伝送線路120bとは、第2副結合線路12bとして機能する。
第1主結合部113aと第2主結合部113bとは、その一部が互いに離間して対向するように配される。具体的には、第1主結合部113aのY軸方向の第2側(図面下側)に形成される第1結合部115aと、第2主結合部113bのY軸方向の第2側に形成される第2結合部115bとが、互いに離間して対向するように配される。第1主結合部113aのY軸方向の第1側に形成される第1接続部114aは、第1副結合部112aと第1結合部115aとを接続する。同様に、第2主結合部113bのY軸方向の第1側に形成される第2接続部114bは、第2副結合部112bと第2結合部115bとを接続する。

0015

つまり、第1オープンスタブ111aは、第1副結合部112aのうち、第1副伝送線路120aにおけるY軸方向の第1側の端部に対向する位置に接続される。また第2オープンスタブ111bは、第2副結合部112bのうち、第2副伝送線路120bにおけるY軸方向の第1側の端部に対向する位置に接続される。
また、第1主結合部113aは、第1副結合部112aのうち、第1副伝送線路120aにおけるY軸方向の第2側の端部に対向する位置に接続される。また、第2主結合部113bは、第2副結合部112bのうち、第2副伝送線路120bにおけるY軸方向の第2側の端部に対向する位置に接続される。

0016

第1副伝送線路120aおよび第2副伝送線路120bのY軸方向の第1側の端には、それぞれグラウンドとの間の接続を開閉可能とする第1スイッチ210aおよび第2スイッチ210bが設けられる。第1スイッチ210aおよび第2スイッチ210bの開閉の切り替えにより、第1副伝送線路120aおよび第2副伝送線路120bを、オープンスタブとして機能させるか、ショートスタブとして機能させるかを切り替えることができる。
第1副伝送線路120aのY軸方向の第2側の端には、第1キャパシタ310aを介して入力端子20aが接続される。第2副伝送線路120bのY軸方向の第2側の端には、第2キャパシタ310bを介して出力端子20bが接続される。これにより、第1キャパシタ310aおよび第2キャパシタ310bは、フィルタ回路1に入力される信号から直流成分をカットし、かつフィルタ回路1の入出力インピーダンス整合させる。

0017

第1主伝送線路110aのY軸方向の第2側の端と、第2主伝送線路110bのY軸方向の第2側の端とは、インダクタ320を介して接続される。インダクタ320は、第1主伝送線路110aと第2主伝送線路110bとが奇モードにて励振するときに、第1結合部115aと第2結合部115bとの間の電磁結合結合定数補正する。
第1主伝送線路110aおよび第2主伝送線路110bのY軸方向の第2側の端には、それぞれグラウンドとの間の接続を開閉可能とする第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bが設けられる。主結合線路11は、第1主伝送線路110aと第2主伝送線路110bとからなる。第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bの開閉の切り替えにより、主結合線路11を、両側開放半波長共振器として機能させるか、片側開放結合線路対として機能させるかを切り替えることができる。

0018

本実施形態に係るフィルタ回路1の挙動について説明する。
まずフィルタ回路1を、第1周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合について説明する。
図2は、第1の実施形態に係るフィルタ回路を第1周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路構成を示す図である。
フィルタ回路1を、第1周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合、第1スイッチ210aおよび第2スイッチ210b、ならびに第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bを閉じる。

0019

入力端子20aに電気信号が印加されると、その信号の直流成分は、第1キャパシタ310aによりカットされる。直流成分がカットされた信号は、第1副伝送線路120aに流れ込む。第1副伝送線路120aに信号が流れ込むと、電磁結合により、第1副伝送線路120aと電磁結合する第1副結合部112aに、信号が伝送される。第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bが閉じているため、第1副結合部112aを有する主結合線路11は、第1周波数に対応する波長の4分の1の電気長を有する片側開放伝送線路として機能する。つまり、主結合線路11は、第1周波数の奇数倍高調波を通過させる帯域通過フィルタとして機能する。
主結合線路11に信号が発生することにより、第2副結合部112bと電磁結合する第2副伝送線路120bに、信号が伝送される。これにより、第2副伝送線路120bに接続される出力端子20bから、入力信号のうち第1周波数の信号が出力される。

0020

主結合線路11は、第1周波数の3倍の周波数である第3周波数の信号についても、整合条件を満たし得る。他方、主結合線路11の第1オープンスタブ111aの電気長Lが適切な電気長に設定されることで、第1副伝送線路120aと第1副結合部112aとの結合度が調整され、第3周波数の信号の共振を抑制することができる。

0021

図3は、第1の実施形態に係るフィルタ回路を第1周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、主結合線路のオープンスタブの電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。本例では、第1の周波数を1.3GHzとし、第2の周波数を2.7GHzとし、第3の周波数を4GHzとしている。また、本例では、誘電体基板10の誘電率を3.5としている。図3において、線La1は、第1オープンスタブ111aおよび第2オープンスタブ111bの電気長Lが2mmの場合を示す。線La2は、その電気長Lが8mmの場合を示す。線La3は、その電気長Lが12mmの場合を示す。線La4は、その電気長Lが14mmの場合を示す。
図3に示すように、第1オープンスタブ111aおよび第2オープンスタブ111bの電気長Lが第3周波数に対応する波長の4分の1(12mm)に近づくに従って、第3周波数近傍に表れる信号強度極小となる周波数が第3周波数に近づき、かつ第3周波数近傍に表れる信号強度の極小値が小さくなる。この関係から、第1オープンスタブ111aおよび第2オープンスタブ111bの電気長Lを第3周波数に対応する波長の4分の1とすることで、第1オープンスタブ111aおよび第2オープンスタブ111bが、第3周波数の信号を抑制する開放端部として機能させることができる。
このように、本実施形態によれば、第1スイッチ210aおよび第2スイッチ210b、ならびに第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bを閉じることで、フィルタ回路1を第1周波数を通過させるフィルタとして機能させることができる。

0022

第1副結合線路12aおよび第2副結合線路12bの線路長を、第3周波数の波長の4分の1でない値とした場合の例について説明する。
図4は、副結合線路の電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す第1の図である。本例では、第1オープンスタブ111aおよび第2オープンスタブ111bの電気長Lを第3周波数に対応する波長の4分の1とし、第1副結合線路12aおよび第2副結合線路12bの線路長を変化させた場合の周波数特性を示す。図3において、線Lb1は、第1副結合線路12aおよび第2副結合線路12bの線路長が1mmの場合を示す。線Lb2は、その線路長が7mmの場合を示す。線Lb3は、その線路長が13mmの場合を示す。
図4に示すように、第1副結合線路12aおよび第2副結合線路12bの線路長が第3周波数に対応する波長の4分の1に近づくに従って、第1周波数の信号強度が大きくなる。また、第1副結合線路12aおよび第2副結合線路12bの線路長が第3周波数に対応する波長の4分の1に近い場合に、第1周波数の高次高調波が抑制される。つまり、第1副結合線路12aおよび第2副結合線路12bの線路長を第3周波数の波長の4分の1(第1周波数の波長の12分の1)とすることで、フィルタ回路1を第1周波数を通過させるフィルタとして適切に機能させることができる。

0023

図5は、副結合線路の電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す第2の図である。本例では、第1オープンスタブ111aおよび第2オープンスタブ111bの電気長Lを第3周波数に対応する波長の4分の1より短い電気長(8mm)とし、第1副結合線路12aおよび第2副結合線路12bの線路長を変化させた場合の周波数特性を示す。図3において、線Lc1は、第1副結合線路12aおよび第2副結合線路12bの線路長が1mmの場合を示す。線Lc2は、その線路長が7mmの場合を示す。線Lc3は、その線路長が13mmの場合を示す。
図5に示すように、第1オープンスタブ111aおよび第2オープンスタブ111bの電気長Lを第3周波数に対応する波長の4分の1より短くした場合、第1副結合線路12aおよび第2副結合線路12bの線路長を変化させても、第1周波数の高次高調波を抑制することができない。つまり、第1副結合線路12aおよび第2副結合線路12bの線路長を第3周波数の波長の4分の1とし、かつ第1オープンスタブ111aおよび第2オープンスタブ111bの電気長Lを第3周波数に対応する波長の4分の1とすることで、フィルタ回路1を第1周波数を通過させるフィルタとしてより適切に機能させることができる。

0024

次に、フィルタ回路1を、第2周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合について説明する。
図6は、第1の実施形態に係るフィルタ回路を第2周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路構成を示す図である。
フィルタ回路1を、第2周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合、第1スイッチ210aおよび第2スイッチ210b、ならびに第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bを開く。

0025

入力端子20aに電気信号が印加されると、その信号の直流成分は、第1キャパシタ310aによりカットされる。直流成分がカットされた信号は、第1副伝送線路120aに流れ込む。第1副伝送線路120aに信号が流れ込むことにより、第1副伝送線路120aと電磁結合する第1副結合部112aに、信号が伝送される。第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bが開いているため、第1副結合部112aを有する主結合線路11は、第1周波数に対応する波長の2分の1の電気長を有する両側開放半波長共振器として機能する。つまり、主結合線路11は、第1周波数の2倍の周波数である第2周波数の信号を通過させる帯域通過フィルタとして機能する。したがって、第1主伝送線路110aと第2主伝送線路110bとは、奇モードで励振する。この際、インダクタ320によって、第1結合部115aと第2結合部115bの電磁結合の結合定数が補正される。
主結合線路11に信号が発生することにより、第2副結合部112bと電磁結合する第2副伝送線路120bに、信号が伝送される。これにより、第2副伝送線路120bに接続される出力端子20bから、入力信号のうち第2周波数の信号が出力される。

0026

図7は、第1の実施形態に係るフィルタ回路を第2周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、主結合線路のオープンスタブの電気長と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。図7において、線Ld1は、第1オープンスタブ111aおよび第2オープンスタブ111bの電気長Lが2mmの場合を示す。線Ld2は、その電気長Lが8mmの場合を示す。線Ld3は、その電気長Lが12mmの場合を示す。線Ld4は、その電気長Lが14mmの場合を示す。
図7に示すように、第1オープンスタブ111aおよび第2オープンスタブ111bの電気長Lが第3周波数の4分の1(12mm)に近づくに従って、第1副結合線路12aおよび第2副結合線路12bの入出力の整合度が高くなる。つまり、フィルタ回路1は、第1オープンスタブ111aおよび第2オープンスタブ111bの電気長Lが第3周波数の4分の1に近いほど、第2の周波数に対する周波数特性を高めることができる。
このように、本実施形態によれば、第1スイッチ210aおよび第2スイッチ210b、ならびに第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bを開くことで、フィルタ回路1を第2周波数を通過させるフィルタとして機能させることができる。

0027

ここで、インダクタ320について説明する。
図8は、第1の実施形態に係るフィルタ回路を第2周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、主結合線路間のインダクタンスと出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。図8において、線Le1は、インダクタ320のインダクタンスが7nHの場合を示す。線Le2は、インダクタ320のインダクタンスが9nHの場合を示す。線Le1は、インダクタ320のインダクタンスが7nHの場合を示す。
図8に示すように、インダクタ320のインダクタンスの変化により、フィルタ回路1によって通過可能な帯域幅が変化する。具体的には、インダクタ320のインダクタンスが高いほど、通過可能な帯域幅が狭くなる。第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bを閉じた場合、インダクタ320は、主結合線路11の間のインダクタンスに影響を与えない。つまり、インダクタ320のインダクタンスは、フィルタ回路1を第1周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合およびフィルタ回路1を第3周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路特性に影響を与えない。つまり、インダクタ320は、フィルタ回路1の設計自由度に寄与する。

0028

次に、フィルタ回路1を、第3周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合について説明する。
図9は、第1の実施形態に係るフィルタ回路を第3周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合の回路構成を示す図である。
フィルタ回路1を、第1周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合、第1スイッチ210aおよび第2スイッチ210bを開き、第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bを閉じる。

0029

入力端子20aに電気信号が印加されると、その信号の直流成分は、第1キャパシタ310aによりカットされる。直流成分がカットされた信号は、第1副伝送線路120aに流れ込む。第1副伝送線路120aに信号が流れ込むと、電磁結合により、第1副伝送線路120aと電磁結合する第1副結合部112aに、信号が伝送される。このとき、フィルタ回路1を第1周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合と異なり、第1スイッチ210aが開いている。このため、第1周波数に対する整合度が小さくなり、第1周波数の透過特性が抑制される。他方、第1スイッチ210aが開いたことにより、第3周波数に対する整合度が大きくなり、第3周波数の透過特性が向上する。つまり、第1オープンスタブ111aは、第1スイッチ210aが開いたときに第1周波数に対する整合度が小さくなり、第1スイッチ210aが閉じたときに第3周波数に対する整合度が小さくなるような電気長を有する。
第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bが閉じているため、第1副結合部112aを有する主結合線路11は、第1周波数に対応する波長の4分の1の電気長を有する片側開放伝送線路として機能する。つまり、主結合線路11は、第1周波数の奇数倍高調波を通過させる帯域通過フィルタとして機能する。なお、上述したとおり、第1副結合線路12aにおける第1周波数の信号の透過特性が小さいため、主結合線路11は、第3周波数を通過させる帯域通過フィルタとして機能する。
主結合線路11に信号が伝送されることにより、第2副結合部112bと電磁結合する第2副伝送線路120bに、信号が伝送される。これにより、第2副伝送線路120bに接続される出力端子20bから、入力信号のうち第3周波数の信号が出力される。

0030

図10は、第1の実施形態に係るフィルタ回路を第3周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、出力信号に含まれる周波数成分の強度を示す図である。
図10に示すように、フィルタ回路1によれば、出力信号に含まれる第1周波数の成分が抑制され、第3周波数の成分が通過する。
このように、本実施形態によれば、第1スイッチ210aおよび第2スイッチ210bを開き、第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bを閉じることで、フィルタ回路1を第3周波数を通過させるフィルタとして機能させることができる。

0031

このように、本実施形態によれば、第1主伝送線路110aおよび第2主伝送線路110bならびに第1副伝送線路120aおよび第2副伝送線路120bの開放と接地とを切り替えることで、フィルタ回路1の通過帯域の中心周波数を、第1周波数、第2周波数および第3周波数との間で選択的に切り替えることができる。
具体的には、第1主伝送線路110aおよび第2主伝送線路110bのY軸方向の第2側の端が接地している場合に、第1副伝送線路120aおよび第2副伝送線路120bのY軸方向の第1側の端の開放と接地とを切り替えることで、フィルタ回路1の通過帯域の中心周波数を第1周波数と第3周波数との間で選択的に切り替えることができる。
また、第1副伝送線路120aおよび第2副伝送線路120bのY軸方向の第1側の端が開放されている場合に、第1主伝送線路110aおよび第2主伝送線路110bのY軸方向の第2側の端の開放と接地とを切り替えることで、フィルタ回路1の通過帯域の中心周波数を第2周波数と第3周波数との間で選択的に切り替えることができる。

0032

《第2の実施形態》
図11は、第2の実施形態に係るフィルタ回路の構成を示す図である。
第2の実施形態に係るフィルタ回路1の第1主伝送線路110aおよび第2主伝送線路110bの構成は、第1の実施形態に係るフィルタ回路1と異なる。具体的には、第2の実施形態に係る第1主伝送線路110aは、第1オープンスタブ111aに代えて、第1開放端部116aを備える。第1開放端部116aは、Y軸方向の第1側から順に、第1可変キャパシタ117aと第1開放端側接続線路118aとからなる。第1可変キャパシタ117aは、Y軸方向の第1側の端部においてグラウンドと接続され、Y軸方向の第2側の端部において第1開放端側接続線路118aと接続される。第1開放端部116aは、第1オープンスタブ111aと等価な回路として振る舞う
同様に、第2の実施形態に係る第2主伝送線路110bは、第2オープンスタブ111bに代えて、第2可変キャパシタ117bと第2開放端側接続線路118bとからなる第2開放端部116bを備える。第2開放端部116bは、第2オープンスタブ111bと等価な回路として振る舞う。

0033

第2の実施形態に係るフィルタ回路1によれば、第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量を変更することで、第1開放端部116aおよび第2開放端部116bの電気長(すなわち、第1主伝送線路110aおよび第2主伝送線路110bの電気長)を変更することができる。つまり、第2の実施形態では、第2の周波数は、必ずしも第1の周波数の2倍の周波数とは限らない。また、第2の実施形態では、第3の周波数は、必ずしも第1の周波数の3倍の周波数とは限らない。ただし、第1周波数に相当する波長は、第2周波数に相当する波長より長く、第2周波数に相当する波長は、第3周波数に相当する波長より長い。

0034

図12は、第2の実施形態に係るフィルタ回路を第1周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、可変キャパシタの容量と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。図12において、線Lf1は、第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量が0.5pFの場合を示す。線Lf2は、その容量が2.5pFの場合を示す。線Lf3は、その容量が5pFの場合を示す。第2の実施形態に係るフィルタ回路1の第1スイッチ210aおよび第2スイッチ210b、ならびに第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bを閉じた場合について説明する。この場合において、第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量を変更することで、図12に示すように通過帯域の中心周波数を変更することができる。
ある実験例においては、第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量を0.5pFとすると、フィルタ回路1の通過帯域の中心周波数が870MHzとなる。また第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量を2.5pFとすると、フィルタ回路1の通過帯域の中心周波数が1.16GHzとなる。また第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量を5.0pFとすると、フィルタ回路1の通過帯域の中心周波数が1.76GHzとなる。
このように、本実施形態に係るフィルタ回路1によれば、第1周波数として800MHz帯から1.7GHz帯の周波数を選択することができる。

0035

図13は、第2の実施形態に係るフィルタ回路を第2周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、可変キャパシタの容量と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。図13において、線Lg1は、第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量が0.5pFの場合を示す。線Lg2は、その容量が1.5pFの場合を示す。線Lg3は、その容量が3.5pFの場合を示す。第2の実施形態に係るフィルタ回路1の第1スイッチ210aおよび第2スイッチ210b、ならびに第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bを開いた場合について説明する。この場合において、第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量を変更することで、図13に示すように通過帯域の中心周波数を変更することができる。
ある実験例においては、第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量を0.5pFとすると、フィルタ回路1の通過帯域の中心周波数が2.95GHzとなる。また第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量を1.5pFとすると、フィルタ回路1の通過帯域の中心周波数が3.35GHzとなる。また第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量を3.5pFとすると、フィルタ回路1の通過帯域の中心周波数が3.98GHzとなる。
このように、本実施形態に係るフィルタ回路1によれば、第2周波数として2.9GHz帯から4.0GHz帯の周波数を選択することができる。

0036

図14は、第2の実施形態に係るフィルタ回路を第3周波数を通過させるフィルタとして機能させる場合における、可変キャパシタの容量と出力信号に含まれる周波数成分との関係を示す図である。図14において、線Lh1は、第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量が0.5pFの場合を示す。線Lh2は、その容量が1.5pFの場合を示す。線Lh3は、その容量が5pFの場合を示す。第2の実施形態に係るフィルタ回路1の第1スイッチ210aおよび第2スイッチ210bを開き、第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bを閉じた場合について説明する。この場合において、第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量を変更することで、図14に示すように通過帯域の中心周波数を変更することができる。
ある実験例においては、第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量を0.5pFとすると、フィルタ回路1の通過帯域の中心周波数が4.63GHzとなる。また第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量を1.5pFとすると、フィルタ回路1の通過帯域の中心周波数が5.15GHzとなる。また第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量を5.0pFとすると、フィルタ回路1の通過帯域の中心周波数が5.89GHzとなる。
このように、本実施形態に係るフィルタ回路1によれば、第3周波数として4GHz帯から6GHz帯の周波数を選択することができる。

0037

このように、第2の実施形態に係るフィルタ回路1によれば、第1主伝送線路110a、第2主伝送線路110b、第1副伝送線路120aおよび第2副伝送線路120bの開閉、ならびに第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bの容量の制御により、フィルタ回路1は、800MHz帯から6GHz帯までの任意の周波数の信号を通過させることができる。

0038

第2実施形態では、第1開放端部116aが第1可変キャパシタ117aと第1開放端側接続線路118aとからなり、第2開放端部116bが第2可変キャパシタ117bと第2開放端側接続線路118bとからなる。しかしながら、本発明の実施形態は、これに限られない。例えば、他の実施形態では、第1開放端部116aが第1可変キャパシタ117aのみからなる構成を有し、第2開放端部116bが第2可変キャパシタ117bのみからなる構成を有しても良い。また、他の実施形態では第1開放端部116aおよび第2開放端部116bが、第1可変キャパシタ117aおよび第2可変キャパシタ117bに代えて固定キャパシタを備えても良い。

0039

以上、図面を参照して複数の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述の実施形態に限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、各伝送線路が直線状に伸びる形状を有する。しかしながら、本発明の実施形態は、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る各伝送線路は、ヘアピン形状など一部に屈曲部を有する形状を有していても良い。

0040

上述した実施形態では、入力端子20aおよび第1キャパシタ310aが第1副伝送線路120aのY軸方向の第2側の端に接続され、出力端子20bおよび第2キャパシタ310bが第2副伝送線路120bのY軸方向の第2側の端に接続される。しかしながら、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば他の実施形態では、入力端子20aおよび第1キャパシタ310aが第1副伝送線路120aのY軸方向の第1側の端に接続され、出力端子20bおよび第2キャパシタ310bが第2副伝送線路120bのY軸方向の第1側の端に接続されても良い。また他の実施形態では、フィルタ回路1は、直流成分の影響が充分に小さい場合、第1キャパシタ310aおよび第2キャパシタ310bを備えなくても良い。

0041

《第1の基本構成》
図15は、フィルタ回路の第1の基本構成を示す概略ブロック図である。
上述した実施形態では、フィルタ回路の実施形態として図1および図11に示す構成について説明した。フィルタ回路の基本構成の一つは、図15に示すとおりである。
すなわち、フィルタ回路1の基本構成は、第1伝送線路901、第2伝送線路902、第4伝送線路903、第3伝送線路904、第5伝送線路905、第6伝送線路906、入力端子20a、出力端子20b、第1開放端部907、第2開放端部908、第1スイッチ210a、第2スイッチ210bを備える構成である。
第1伝送線路901および第2伝送線路902は、電気長が第1波長の4分の1となるように設けられ、互いに離間して対向するように設けられる。入力端子20aは、第1伝送線路901における電気の流れ方向の端部に接続される。第4伝送線路903および第3伝送線路904は、電気長が第1波長の4分の1となるように設けられ、互いに離間して対向するように設けられる。出力端子20bは、第3伝送線路904における電気の流れ方向の端部に接続される。第1開放端部907は、第2伝送線路902のうち、第1伝送線路901における電気の流れ方向の第1側の端部に対向する位置に接続され、所定の電気長を有する。第2開放端部908は、第4伝送線路903のうち、第3伝送線路904における電気の流れ方向の第1側の端部に対向する位置に接続され、所定の電気長を有する。第5伝送線路905は、第2伝送線路902のうち、第1伝送線路901における電気の流れ方向の第2側の端部に対向する位置に接続される。第6伝送線路906は、第4伝送線路903のうち、第3伝送線路904における電気の流れ方向の第2側の端部に対向する位置に接続され、少なくとも一部が第5伝送線路905と離間して対向する部分を有する。第1スイッチ210aは、第1伝送線路901における電気の流れ方向の第1側の端部とグラウンドとの間の接続を開閉可能に設けられる。第2スイッチ210bは、第3伝送線路904における電気の流れ方向の第1側の端部とグラウンドとの間の接続を開閉可能に設けられる。第1開放端部907、第2伝送線路902および第5伝送線路905からなる伝送線路、ならびに第2開放端部908、第4伝送線路903および第6伝送線路906からなる伝送線路は、第1波長より長い波長である第2の波長の4分の1の電気長を有するように設けられる。第5伝送線路905における電気の流れ方向の第1側の端部および第6伝送線路906における電気の流れ方向の第1側の端部は、グラウンドに接続される。
上記構成により、フィルタ回路1は、第1スイッチ210aおよび第2スイッチ210bの開閉により、中心周波数を、第1波長に相当する周波数と、第2波長に相当する周波数とに切り替えることができる。

0042

第1副伝送線路120aは、第1伝送線路901の一例である。第1副結合部112aは、第2伝送線路902の一例である。第2副結合部112bは、第4伝送線路903の一例である。第2副伝送線路120bは、第3伝送線路904の一例である。第1主結合部113aは、第5伝送線路905の一例である。第2主結合部113bは、第6伝送線路906の一例である。第1オープンスタブ111aおよび第1開放端部116aは、第1開放端部907の一例である。第2オープンスタブ111bおよび第2開放端部116bは、第2開放端部908の一例である。
すなわち、第1伝送線路901は、第1伝送線路901を電気が流れる方向(長手方向)に、第1波長の4分の1の長さの電気長を有する。第1伝送線路901は、第1伝送線路901を電気が流れる方向に対して互いに反対側(上流側と下流側)に位置する第1端部および第2端部を有する。
第2伝送線路902は、第2伝送線路902を電気が流れる方向(長手方向)に第1波長の4分の1の長さの電気長を有する。第2伝送線路902は、第1伝送線路901と離間および対向する。第2伝送線路902は、第1伝送線路901の第1端部に対向する第1対向部と、第1伝送線路901の第2端部に対向する第2対向部とを有する。
入力端子20aは、第1伝送線路901の第1または第2端部に接続される。
第3伝送線路904は、第3伝送線路904を電気が流れる方向(長手方向)に第1波長の4分の1の長さの電気長を有する。第3伝送線路904は、第3伝送線路904を電気が流れる方向に対して互いに反対側(上流側と下流側)に位置する第1端部および第2端部を有する。
第4伝送線路903は、第4伝送線路903を電気が流れる方向(長手方向)に第1波長の4分の1の長さの電気長を有する。第4伝送線路903は、第3伝送線路904と離間および対向する。第4伝送線路903は、第3伝送線路904の第1端部に対向する第1対向部と、第3伝送線路904の第2端部に対向する第2対向部とを有する。
出力端子20bは、第3伝送線路904の第1または第2端部に接続される。
第1開放端部907は、第2伝送線路902の第1対向部に接続され、第1開放端部907を電気が流れる方向(長手方向)に所定の電気長を有する。
第2開放端部908は、第4伝送線路903の第1対向部に接続され、第2開放端部908を電気が流れる方向(長手方向)に所定の電気長を有する。
第5伝送線路905は、第5伝送線路905を電気が流れる方向(長手方向)に対して互いに反対側(上流側と下流側)に位置する第1端部および第2端部を有する。第5伝送線路905は、第5伝送線路905の第1端部が第2伝送線路902の第2対向部に接続される。
第6伝送線路906は、第6伝送線路906を電気が流れる方向(長手方向)に対して互いに反対側(上流側と下流側)に位置する第1端部および第2端部と、第5伝送線路905の少なくとも一部と離間および対向する部分とを有する。第6伝送線路906の第1端部が第4伝送線路903の第2対向部に接続される。
第1スイッチ210aは、第1伝送線路901の第1端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成されている。
第2スイッチ210bは、第3伝送線路904の第1端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成されている。
第1開放端部907、第2伝送線路902および第5伝送線路905からなる伝送線路と、第2開放端部908、第3伝送線路903および第6伝送線路906からなる伝送線路との各々が、第1波長より長い波長である第2の波長の4分の1の長さの電気長を有する。
第5伝送線路905の第2端部および第6伝送線路906の第2端部がグラウンドに接続されている。

0043

《第2の基本構成》
図16は、フィルタ回路の第2の基本構成を示す概略ブロック図である。
上述した実施形態では、フィルタ回路の実施形態として図1および図11に示す構成について説明した。フィルタ回路の基本構成の一つは、図16に示すとおりである。
すなわち、フィルタ回路1の基本構成は、第1伝送線路901、第2伝送線路902、第4伝送線路903、第3伝送線路904、第5伝送線路905、第6伝送線路906、入力端子20a、出力端子20b、第1開放端部907、第2開放端部908、第3スイッチ220a、第4スイッチ220bおよびインダクタ320を備える構成である。
第1伝送線路901および第2伝送線路902は、電気長が第1波長の4分の1となるように設けられ、互いに離間して対向するように設けられる。入力端子20aは、第1伝送線路901における電気の流れ方向の端部に接続される。第4伝送線路903および第3伝送線路904は、電気長が第1波長の4分の1となるように設けられ、互いに離間して対向するように設けられる。出力端子20bは、第3伝送線路904における電気の流れ方向の端部に接続される。第1開放端部907は、第2伝送線路902のうち、第1伝送線路901における電気の流れ方向の第1側の端部に対向する位置に接続され、所定の電気長を有する。第2開放端部908は、第4伝送線路903のうち、第3伝送線路904における電気の流れ方向の第1側の端部に対向する位置に接続され、所定の電気長を有する。第5伝送線路905は、第2伝送線路902のうち、第1伝送線路901における電気の流れ方向の第2側の端部に対向する位置に接続される。第6伝送線路906は、第4伝送線路903のうち、第3伝送線路904における電気の流れ方向の第2側の端部に対向する位置に接続され、少なくとも一部が第5伝送線路905と離間して対向する部分を有する。インダクタ320は、第5伝送線路905における電気の流れ方向の第2側の端部と第6伝送線路906における電気の流れ方向の第2側の端部との間に接続される。第3スイッチ220aは、第5伝送線路905における電気の流れ方向の第2側の端部とグラウンドとの間の接続を開閉可能に設けられる。第4スイッチ220bは、第6伝送線路906における電気の流れ方向の第2側の端部とグラウンドとの間の接続を開閉可能に設けられる。第1開放端部907、第2伝送線路902および第5伝送線路905からなる伝送線路、ならびに第2開放端部908、第4伝送線路903および第6伝送線路906からなる伝送線路は、第1波長より長い波長である第2の波長の4分の1の電気長を有するように設けられる。第1伝送線路901における電気の流れ方向の第1側の端部および第3伝送線路904における電気の流れ方向の第1側の端部は、開放されている。
上記構成により、フィルタ回路1は、第3スイッチ220aおよび第4スイッチ220bの開閉により、中心周波数を、第1波長に相当する周波数と、第3波長に相当する周波数とに切り替えることができる。なお第3波長は、第1波長より長く第2波長より短い波長である。
すなわち、第1伝送線路901は、第1伝送線路901を電気が流れる方向(長手方向)に、第1波長の4分の1の長さの電気長を有する。第1伝送線路901は、第1伝送線路901を電気が流れる方向に対して互いに反対側(上流側と下流側)に位置する第1端部および第2端部を有する。
第2伝送線路902は、第2伝送線路902を電気が流れる方向(長手方向)に第1波長の4分の1の長さの電気長を有する。第2伝送線路902は、第1伝送線路901と離間および対向する。第2伝送線路902は、第1伝送線路901の第1端部に対向する第1対向部と、第1伝送線路901の第2端部に対向する第2対向部とを有する。
入力端子20aは、第1伝送線路901の第1または第2端部に接続される。
第3伝送線路904は、第3伝送線路904を電気が流れる方向(長手方向)に第1波長の4分の1の長さの電気長を有する。第3伝送線路904は、第3伝送線路904を電気が流れる方向に対して互いに反対側(上流側と下流側)に位置する第1端部および第2端部を有する。
第4伝送線路903は、第4伝送線路903を電気が流れる方向(長手方向)に第1波長の4分の1の長さの電気長を有する。第4伝送線路903は、第3伝送線路904と離間および対向する。第4伝送線路903は、第3伝送線路904の第1端部に対向する第1対向部と、第3伝送線路904の第2端部に対向する第2対向部とを有する。
出力端子20bは、第3伝送線路904の第1または第2端部に接続される。
第1開放端部907は、第2伝送線路902の第1対向部に接続され、第1開放端部907を電気が流れる方向(長手方向)に所定の電気長を有する。
第2開放端部908は、第4伝送線路903の第1対向部に接続され、第2開放端部908を電気が流れる方向(長手方向)に所定の電気長を有する。
第5伝送線路905は、第5伝送線路905を電気が流れる方向(長手方向)に対して互いに反対側(上流側と下流側)に位置する第1端部および第2端部を有する。第5伝送線路905は、第5伝送線路905の第1端部が第2伝送線路902の第2対向部に接続される。
第6伝送線路906は、第6伝送線路906を電気が流れる方向(長手方向)に対して互いに反対側(上流側と下流側)に位置する第1端部および第2端部と、第5伝送線路905の少なくとも一部と離間および対向する部分とを有する。第6伝送線路906の第1端部が第4伝送線路903の第2対向部に接続される。
第3スイッチ220aは、第5伝送線路905の第2端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成されている。
第4スイッチ220bは、第6伝送線路906の第2端部とグラウンドとの間の接続を開閉するように構成されている。
第1開放端部907、第2伝送線路902および第5伝送線路905からなる伝送線路と、第2開放端部908、第4伝送線路903および第6伝送線路906からなる伝送線路との各々が、第1波長より長い波長である第2の波長の4分の1の長さの電気長を有する。
第1伝送線路の第1端部および第3伝送線路の第1端部が開放されている。

0044

この出願は、2015年4月13日に出願された日本国特願2015−081751を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

0045

本発明は、フィルタ回路および周波数切替方法に適用してもよい。

0046

1フィルタ回路
20a入力端子
20b出力端子
110a 第1主伝送線路
110b 第2主伝送線路
120a 第1副伝送線路
120b 第2副伝送線路
210a 第1スイッチ
210b 第2スイッチ
220a 第3スイッチ
220b 第4スイッチ

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