JP2008005182A - バンドパスフィルタ回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】低挿入損失な通過帯域と、高アイソレーションな遮断周波数帯域とを必要とする特性が、従来のそれよりも優れていること。
【解決手段】バンドパスフィルタ回路10は、入力される入力信号に対応する入力周波数に対して、第1遮断周波数と第2遮断周波数との間の周波数帯域である通過帯域を通過させる。この回路10は、共振回路1〜3を具備している。共振回路1、2は、信号線路6に直列に接続され、それぞれ第1、第2遮断周波数が設定されている。共振回路3は、信号線路6上で共振回路1と共振回路2とが接続されるノードN1から、信号線路6に並列に接続され、第1遮断周波数と第2遮断周波数との間の通過中心周波数が設定されている。この回路10は、共振回路1とノードN1との間に設けられた容量性回路C2と、共振回路2とノードN1との間に設けられた誘導性回路L2と、容量性回路C2及び誘導性回路L2とのいずれかを更に具備している。
【選択図】図3
【解決手段】バンドパスフィルタ回路10は、入力される入力信号に対応する入力周波数に対して、第1遮断周波数と第2遮断周波数との間の周波数帯域である通過帯域を通過させる。この回路10は、共振回路1〜3を具備している。共振回路1、2は、信号線路6に直列に接続され、それぞれ第1、第2遮断周波数が設定されている。共振回路3は、信号線路6上で共振回路1と共振回路2とが接続されるノードN1から、信号線路6に並列に接続され、第1遮断周波数と第2遮断周波数との間の通過中心周波数が設定されている。この回路10は、共振回路1とノードN1との間に設けられた容量性回路C2と、共振回路2とノードN1との間に設けられた誘導性回路L2と、容量性回路C2及び誘導性回路L2とのいずれかを更に具備している。
【選択図】図3
Description
本発明は、通信機器に搭載されるバンドパスフィルタ回路に関する。
近年、通信機器として、800MHz帯、2GHz帯の周波数を用いる携帯電話機が普及されている。また、通信機器として、2GHz帯、5GHz帯の周波数を用いる無線LANが普及されつつある。そこで、上記の通信機器に入力される入力信号に対応する入力周波数に対して、雑音や干渉による周波数成分を除去するために、その通信機器には、バンドパスフィルタ回路が搭載される。バンドパスフィルタ回路は、入力周波数に対して、通過中心周波数を含む通過帯域を通過させ、通過帯域以外の遮断周波数帯域を遮断する。バンドパスフィルタ回路では、通過中心周波数を通過させるときの通過特性において、特に損失が少ないこと(低挿入損失であること)が求められている。
従来のバンドパスフィルタ回路として、特開2004−248121号公報(特許文献1)にバンドパスフィルタが記載されている。そのバンドパスフィルタ回路を図1に示す(特許文献1)。
従来のバンドパスフィルタ回路によれば、一端同士が接地されると共に互いに結合し、通過中心周波数に共振する共振線路101、102と、共振線路101の他端と入力端(第1ポートP1)との間に接続された並列共振回路111と、共振線路102の他端と出力端(第2ポートP2)との間に接続された並列共振回路112とを備えている。並列共振回路111、112は、並列に接続されたインダクタとキャパシタとを有している。そこで、並列共振回路111、112の共振周波数を通過中心周波数よりも低くしたことを特徴としている。これにより、並列共振回路111、112によって通過中心周波数よりも低い方の妨害信号を抑圧できる。
更に、従来のバンドパスフィルタ回路によれば、共振線路101、102の他端間にキャパシタC101を接続している。そこで、共振線路101、102とキャパシタC101とによる並列共振周波数を通過中心周波数よりも高くしたことを特徴としている。これにより、並列共振回路111、112とキャパシタC101とによって通過帯域幅の調整も可能である。
従来のバンドパスフィルタ回路によれば、一端同士が接地されると共に互いに結合し、通過中心周波数に共振する共振線路101、102と、共振線路101の他端と入力端(第1ポートP1)との間に接続された並列共振回路111と、共振線路102の他端と出力端(第2ポートP2)との間に接続された並列共振回路112とを備えている。並列共振回路111、112は、並列に接続されたインダクタとキャパシタとを有している。そこで、並列共振回路111、112の共振周波数を通過中心周波数よりも低くしたことを特徴としている。これにより、並列共振回路111、112によって通過中心周波数よりも低い方の妨害信号を抑圧できる。
更に、従来のバンドパスフィルタ回路によれば、共振線路101、102の他端間にキャパシタC101を接続している。そこで、共振線路101、102とキャパシタC101とによる並列共振周波数を通過中心周波数よりも高くしたことを特徴としている。これにより、並列共振回路111、112とキャパシタC101とによって通過帯域幅の調整も可能である。
従来のバンドパスフィルタ回路では、通過中心周波数に共振する共振線路101、102を互いに結合しなければならない。このため、通常λ/4の長さのラインを引き回すことは、特に数GHz帯においては、面積が大きくなり好ましくない。また、面積を小さくするためにスパイラルインダクタ等を用いた場合は、たとえば多層基板の上下での結合をしなければならなくなる。
従来のバンドパスフィルタ回路では、共振線路101、102が通過中心周波数に共振する長さである。このため、共振線路101、102とキャパシタC101による並列共振周波数よりもさらに高い周波数ではインピーダンスが高くなり接地性が悪くなり、強い減衰が得られない欠点を有する。
従来のバンドパスフィルタ回路では、共振線路101、102が通過中心周波数に共振する長さである。このため、共振線路101、102とキャパシタC101による並列共振周波数よりもさらに高い周波数ではインピーダンスが高くなり接地性が悪くなり、強い減衰が得られない欠点を有する。
図2は、従来のバンドパスフィルタ回路の伝送特性図である。ここで、図2では、周波数(freq)が1.8GHz、2.5GHz、3.5GHzであるときの挿入損失dB(S(2、1))について、それぞれ、マーカーm13、m6、m15により表している。挿入損失dB(S(2、1))は、通過特性S(2、1)を用いて、例えば、−20×logS(2、1)[dB]により表される。通過特性S(2、1)は、第2ポートP2の入射電力を0とした場合、(第2ポートP2の反射電力)/(第1ポートP1の入射電力)により表される。
そこで、従来のバンドパスフィルタ回路では、通過中心周波数2.5GHzにおける挿入損失は0.786dBであり、低域側遮断周波数1.8GHzにおける挿入損失は67.1dBであり、高域側社団周波数3.5GHzにおける挿入損失は24.1dBである。その上、他の周波数帯でも概ね15dB以上(−15dB以下)である。
そこで、従来のバンドパスフィルタ回路では、通過中心周波数2.5GHzにおける挿入損失は0.786dBであり、低域側遮断周波数1.8GHzにおける挿入損失は67.1dBであり、高域側社団周波数3.5GHzにおける挿入損失は24.1dBである。その上、他の周波数帯でも概ね15dB以上(−15dB以下)である。
このように、バンドパスフィルタ回路が搭載される通信機器では、雑音や干渉による周波数成分を従来のそれよりも除去することができれば、通信を行なうときの信頼性が更に向上する。そのためには、低挿入損失な通過帯域と、高アイソレーションな遮断周波数帯域とを必要とする特性が、従来のそれよりも優れているバンドパスフィルタ回路が望まれる。
特許文献1の他に上記に関連する技術を紹介する。
特開2005−328262号公報(特許文献2)にはフィルタが記載されている。フィルタは、リアクタンス回路で構成する並列枝部と直列枝部を交互に複数接続し、少なくとも1つの該直列枝部のリアクタンス回路は2つの並列共振回路を直列に接続して構成する。前記フィルタは、前記の直列に接続された2つの並列共振回路を接続する導体と前記フィルタの接地導体との間に誘導性リアクタンス回路を備えることを特徴としている。これにより、前記フィルタにおいて、2つの並列共振回路を接続する導体の容量成分の影響を低減する。
特開平8−148958号公報(特許文献3)にはフィルタ回路が記載されている。フィルタ回路は、入力端子と出力端子間に複数のLC並列共振回路が並列に接続されているチェビシェフ形フィルタ回路である。前記フィルタ回路は、減衰域に極を形成するためのコンデンサを、所定の位置に少なくとも一つ接続したこと、を特徴としている。これにより、インダクタンスの数が少なく、かつ、急峻な減衰特性を得ることができる。
本発明の課題は、低挿入損失な通過帯域と、高アイソレーションな遮断周波数帯域とを必要とする特性が、従来のそれよりも優れているバンドパスフィルタ回路を提供することにある。
以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
本発明のバンドパスフィルタ回路(10)は、入力される入力信号に対応する入力周波数に対して、第1遮断周波数と第2遮断周波数との間の周波数帯域である通過帯域を通過させる。このバンドパスフィルタ回路(10)は、第1、第2共振回路(1、2)と、第3共振回路(3)とを具備している。
前記第1、第2共振回路(1、2)は、信号線路(6)に直列に接続されている。前記第1、第2共振回路(1、2)は、それぞれ前記第1、第2遮断周波数として第1、第2共振周波数が設定されている。
前記第3共振回路(3)は、前記信号線路(6)上で前記第1共振回路(1)と前記第2共振回路(2)とが接続される接続ノード(N1)から、前記信号線路(6)に並列に接続されている。前記第3共振回路(3)は、前記第1遮断周波数と前記第2遮断周波数との間の通過中心周波数として第3共振周波数が設定されている。
このバンドパスフィルタ回路(10)は、前記第1共振回路(1)と前記接続ノード(N1)との間に設けられた容量性回路(C2)と、前記第2共振回路(2)と前記接続ノード(N1)との間に設けられた誘導性回路(L2)と、前記容量性回路(C2)及び前記誘導性回路(L2)とのいずれかを更に具備している。
前記第1、第2共振回路(1、2)は、信号線路(6)に直列に接続されている。前記第1、第2共振回路(1、2)は、それぞれ前記第1、第2遮断周波数として第1、第2共振周波数が設定されている。
前記第3共振回路(3)は、前記信号線路(6)上で前記第1共振回路(1)と前記第2共振回路(2)とが接続される接続ノード(N1)から、前記信号線路(6)に並列に接続されている。前記第3共振回路(3)は、前記第1遮断周波数と前記第2遮断周波数との間の通過中心周波数として第3共振周波数が設定されている。
このバンドパスフィルタ回路(10)は、前記第1共振回路(1)と前記接続ノード(N1)との間に設けられた容量性回路(C2)と、前記第2共振回路(2)と前記接続ノード(N1)との間に設けられた誘導性回路(L2)と、前記容量性回路(C2)及び前記誘導性回路(L2)とのいずれかを更に具備している。
本発明のバンドパスフィルタ回路(10)において、前記第1共振回路(1)は、前記信号線路(6)上で第1ポート(P1)と前記接続ノード(N1)との間に設けられ、前記第1共振周波数を設定するために並列に接続された第1インダクタ(L1)と第1キャパシタ(C1)とを有している。
前記第2共振回路(2)は、前記信号線路(6)上で前記接続ノード(N1)と第2ポート(P2)との間に設けられ、前記第2共振周波数を設定するために並列に接続された第2インダクタ(L3)と第2キャパシタ(C3)とを有している。
前記第3共振回路(3)は、前記第3共振周波数を設定するために並列に接続された第3インダクタ(L4)と第3キャパシタ(C4)とを有している。
前記第2共振回路(2)は、前記信号線路(6)上で前記接続ノード(N1)と第2ポート(P2)との間に設けられ、前記第2共振周波数を設定するために並列に接続された第2インダクタ(L3)と第2キャパシタ(C3)とを有している。
前記第3共振回路(3)は、前記第3共振周波数を設定するために並列に接続された第3インダクタ(L4)と第3キャパシタ(C4)とを有している。
本発明のバンドパスフィルタ回路(10)において、前記容量性回路(C2)は、前記信号線路(6)上で前記第1共振回路(1)と前記接続ノード(N1)との間に設けられ、前記第1共振回路(1)に直列に接続された第4キャパシタ(C2)を有している。
前記誘導性回路(L2)は、前記信号線路(6)上で前記第2共振回路(2)と前記接続ノード(N1)との間に設けられ、前記第2共振回路(2)に直列に接続された第4インダクタ(L2)を有している。
前記誘導性回路(L2)は、前記信号線路(6)上で前記第2共振回路(2)と前記接続ノード(N1)との間に設けられ、前記第2共振回路(2)に直列に接続された第4インダクタ(L2)を有している。
本発明のバンドパスフィルタ回路(10)において、前記第3共振回路(3)は、その一端が前記接続ノード(N1)に接続され、その他端が接地されている。
本発明の通信機器(20)は、通信装置(21)と、制御装置(22)とを具備している。
前記通信装置(21)は、上記のバンドパスフィルタ回路(10)とアンテナ(26)と含んでいる。
前記制御装置(22)は、送信データを前記通信装置(21)に出力する。前記通信装置(21)は、前記送信データを変調して送信無線信号に変換し、前記アンテナ(26)から送出する。
前記アンテナ(26)は、前記入力信号である受信無線信号を受信する。
前記バンドパスフィルタ回路(10)は、前記無線信号に対応する前記入力周波数に対して前記通過帯域を通過させる。このとき、雑音や干渉による周波数成分が除去される。
前記通信装置(21)は、前記無線信号を復調して受信データに変換し、前記制御装置(22)に出力する。
前記通信装置(21)は、上記のバンドパスフィルタ回路(10)とアンテナ(26)と含んでいる。
前記制御装置(22)は、送信データを前記通信装置(21)に出力する。前記通信装置(21)は、前記送信データを変調して送信無線信号に変換し、前記アンテナ(26)から送出する。
前記アンテナ(26)は、前記入力信号である受信無線信号を受信する。
前記バンドパスフィルタ回路(10)は、前記無線信号に対応する前記入力周波数に対して前記通過帯域を通過させる。このとき、雑音や干渉による周波数成分が除去される。
前記通信装置(21)は、前記無線信号を復調して受信データに変換し、前記制御装置(22)に出力する。
本発明の通信機器(20)は、更に、マイク(23)と、スピーカ(24)とを具備している。
前記制御装置(22)は、前記マイク(23)により入力された送信用音声を表す送信音声データを生成し、前記送信音声データを含む前記送信データを前記通信装置(21)に出力する。
前記受信データは、受信用音声を表す受信音声データを含んでいる。
前記制御装置(22)は、前記通信装置(21)からの前記受信データを入力し、前記受信データに含まれる前記受信音声データが表す前記受信用音声を前記スピーカ(24)に出力する。
前記制御装置(22)は、前記マイク(23)により入力された送信用音声を表す送信音声データを生成し、前記送信音声データを含む前記送信データを前記通信装置(21)に出力する。
前記受信データは、受信用音声を表す受信音声データを含んでいる。
前記制御装置(22)は、前記通信装置(21)からの前記受信データを入力し、前記受信データに含まれる前記受信音声データが表す前記受信用音声を前記スピーカ(24)に出力する。
以上により、本発明のバンドパスフィルタ回路によれば、低挿入損失な通過帯域と、高アイソレーションな遮断周波数帯域とを必要とする特性を、従来のそれよりも得ることができる。
このため、通信機器は、本発明のバンドパスフィルタ回路を搭載することにより、雑音や干渉による周波数成分を、従来のそれよりも除去することができる。
このため、通信機器は、本発明のバンドパスフィルタ回路を搭載することにより、雑音や干渉による周波数成分を、従来のそれよりも除去することができる。
以下に添付図面を参照して、本発明のバンドパスフィルタ回路について詳細に説明する。
図3は、本発明のバンドパスフィルタ回路10の構成を示している。本発明のバンドパスフィルタ回路10は、第1、第2帯域通過回路4、5と、第3共振回路3とを具備している。
第1、第2帯域通過回路4、5は、信号線路6上で、入力端である第1ポートP1と、出力端である第2ポートP2との間に設けられている。即ち、この第1、第2帯域通過回路4、5は、信号線路6に直列に接続されている。
第3共振回路3は、信号線路6上で第1帯域通過回路4と第2帯域通過回路5とが接続される接続ノードN1から、信号線路6に並列に接続されている。
第1、第2帯域通過回路4、5は、信号線路6上で、入力端である第1ポートP1と、出力端である第2ポートP2との間に設けられている。即ち、この第1、第2帯域通過回路4、5は、信号線路6に直列に接続されている。
第3共振回路3は、信号線路6上で第1帯域通過回路4と第2帯域通過回路5とが接続される接続ノードN1から、信号線路6に並列に接続されている。
第1帯域通過回路4は、第1共振回路1と、容量性回路とを備えている。
第1共振回路1は、第1LC並列共振回路である。以下、第1LC並列共振回路1とも称する。第1LC並列共振回路1は、信号線路6上で第1ポートP1と接続ノードN1との間に設けられ、第1共振周波数を設定するために並列に接続されたインダクタL1とキャパシタC1とを有している。
容量性回路は、信号線路6上で第1LC並列共振回路1と接続ノードN1との間に設けられ、第1LC並列共振回路1に直列に接続されたキャパシタC2を有している。
第1共振回路1は、第1LC並列共振回路である。以下、第1LC並列共振回路1とも称する。第1LC並列共振回路1は、信号線路6上で第1ポートP1と接続ノードN1との間に設けられ、第1共振周波数を設定するために並列に接続されたインダクタL1とキャパシタC1とを有している。
容量性回路は、信号線路6上で第1LC並列共振回路1と接続ノードN1との間に設けられ、第1LC並列共振回路1に直列に接続されたキャパシタC2を有している。
第2帯域通過回路5は、第2共振回路2と、誘導性回路とを備えている。
第2共振回路2は、第2LC並列共振回路である。以下、第2LC並列共振回路2とも称する。第2LC並列共振回路2は、信号線路6上で接続ノードN1と第2ポートP2との間に設けられ、第2共振周波数を設定するために並列に接続されたインダクタL3とキャパシタC3とを有している。
誘導性回路は、信号線路6上で第2LC並列共振回路2と接続ノードN1との間に設けられ、第2LC並列共振回路2に直列に接続されたインダクタL2を有している。
第2共振回路2は、第2LC並列共振回路である。以下、第2LC並列共振回路2とも称する。第2LC並列共振回路2は、信号線路6上で接続ノードN1と第2ポートP2との間に設けられ、第2共振周波数を設定するために並列に接続されたインダクタL3とキャパシタC3とを有している。
誘導性回路は、信号線路6上で第2LC並列共振回路2と接続ノードN1との間に設けられ、第2LC並列共振回路2に直列に接続されたインダクタL2を有している。
第3共振回路3は、第3LC並列共振回路である。以下、第3LC並列共振回路3とも称する。第3LC並列共振回路3は、第3共振周波数を設定するために並列に接続されたインダクタL4とキャパシタC4とを有している。インダクタL4及びキャパシタC4は、その一端が接続ノードN1に接続され、その他端が接地されている。
本発明のバンドパスフィルタ回路10は、入力される入力信号に対応する入力周波数に対して、第1遮断周波数と第2遮断周波数との間の周波数帯域である通過帯域を通過させる。この通過帯域は、第2遮断周波数よりも大きく、第1遮断周波数よりも小さい。そこで、第1遮断周波数、第2遮断周波数をそれぞれ高アイソレーションが必要な周波数として高域側遮断周波数、低域側遮断周波数と称する。
そこで、高域側遮断周波数、低域側遮断周波数、通過中心周波数として、それぞれ、上記の第1帯域通過回路4、第2帯域通過回路5、第3共振回路3における第1共振周波数、第2共振周波数、第3共振周波数が設定される。通過中心周波数は、高域側遮断周波数と低域側遮断周波数との間の通過帯域内の周波数である。
そこで、高域側遮断周波数、低域側遮断周波数、通過中心周波数として、それぞれ、上記の第1帯域通過回路4、第2帯域通過回路5、第3共振回路3における第1共振周波数、第2共振周波数、第3共振周波数が設定される。通過中心周波数は、高域側遮断周波数と低域側遮断周波数との間の通過帯域内の周波数である。
たとえば、通過中心周波数を2.5GHzとし、低域側遮断周波数、高域側遮断周波数をそれぞれ1.8GHz、3.5GHzとし、特性インピーダンスZ0を50Ωとする。
第1帯域通過回路4では、インダクタL1が4.0nHであり、キャパシタC1が0.5pFであり、キャパシタC2が0.49pFであるものとする。
第2帯域通過回路5では、インダクタL2が3.5nHであり、インダクタL3が3.3nHであり、キャパシタC3が2.40pFであるものとする。
第3共振回路3では、インダクタL4が0.75nHであり、キャパシタC4が5.27pFであるものとする。
第1帯域通過回路4では、インダクタL1が4.0nHであり、キャパシタC1が0.5pFであり、キャパシタC2が0.49pFであるものとする。
第2帯域通過回路5では、インダクタL2が3.5nHであり、インダクタL3が3.3nHであり、キャパシタC3が2.40pFであるものとする。
第3共振回路3では、インダクタL4が0.75nHであり、キャパシタC4が5.27pFであるものとする。
この場合、上記の第1共振周波数は、インダクタL1とキャパシタC1との並列共振周波数として、上記の高域側遮断周波数3.5GHzに設定される。
上記の第2共振周波数は、インダクタL3とキャパシタC3との並列共振周波数として、上記の低域側遮断周波数1.8GHzに設定される。
上記の第3共振周波数は、インダクタL4とキャパシタC4との並列共振周波数として、上記の通過中心周波数2.5GHzに設定される。
上記の第2共振周波数は、インダクタL3とキャパシタC3との並列共振周波数として、上記の低域側遮断周波数1.8GHzに設定される。
上記の第3共振周波数は、インダクタL4とキャパシタC4との並列共振周波数として、上記の通過中心周波数2.5GHzに設定される。
図5は、高域側遮断周波数3.5GHzが共振周波数として設定された第1LC並列共振回路1のインピーダンスである。図6は、上記の第1LC並列共振回路1にキャパシタC2を直列接続した第1帯域通過回路4を、キャパシタC2側から見た時のインピーダンスである。図5、図6では、周波数(freq)が1GHz、1.8GHz、2.5GHz、3.5GHz、8GHzであるときの反射特性S(2、2)とインピーダンス(impedance)との関係について、それぞれ、マーカーm8、m9、m12、m10、m16により表している。ここで、反射特性S(2、2)は、第1ポートP1の入射電力を0とした場合、(第2ポートP2の反射電力)/(第2ポートP2の入射電力)により表される。
そこで、キャパシタC2を第1LC並列共振回路1に直列接続することにより、例えばマーカーm8で示される低周波数側(ここでは1GHz)におけるインピーダンスは、特性インピーダンスZ0近傍からオープン点に近づき、かつマーカーm12で示される通過中心周波数(2.5GHz)におけるインピーダンスは、特性インピーダンスZ0に近づく。
そこで、キャパシタC2を第1LC並列共振回路1に直列接続することにより、例えばマーカーm8で示される低周波数側(ここでは1GHz)におけるインピーダンスは、特性インピーダンスZ0近傍からオープン点に近づき、かつマーカーm12で示される通過中心周波数(2.5GHz)におけるインピーダンスは、特性インピーダンスZ0に近づく。
図7は、低域側遮断周波数1.8GHzが共振周波数として設定された第2LC並列共振回路2のインピーダンスである。図8は、上記の第2LC並列共振回路2にインダクタL2を直列接続した第2帯域通過回路5を、インダクタL2側から見た時のインピーダンスである。同様に、図7、図8では、周波数(freq)が1GHz、1.8GHz、2.5GHz、3.5GHz、8GHzであるときの反射特性S(1、1)とインピーダンス(impedance)との関係について、それぞれ、マーカーm8、m9、m12、m10、m16により表している。ここで、反射特性S(1、1)は、第2ポートP2の入射電力を0とした場合、(第1ポートP1の反射電力)/(第1ポートP1の入射電力)により表される。
そこで、インダクタL2を第2LC並列共振回路2に直列接続することにより、例えばマーカーm16で示される高周波数側(ここでは8GHz)におけるインピーダンスは、特性インピーダンスZ0近傍からオープン点に近づき、かつマーカーm12で示される通過中心周波数におけるインピーダンスは、特性インピーダンスZ0に近づく。
そこで、インダクタL2を第2LC並列共振回路2に直列接続することにより、例えばマーカーm16で示される高周波数側(ここでは8GHz)におけるインピーダンスは、特性インピーダンスZ0近傍からオープン点に近づき、かつマーカーm12で示される通過中心周波数におけるインピーダンスは、特性インピーダンスZ0に近づく。
また、キャパシタC2の一端とインダクタL2の一端は、接続ノードN1に接続されている。この接続ノードN1は、第3LC並列共振回路3を介して接地されている。このため、キャパシタC2の一端とインダクタL2の一端とで高インピーダンスとなり、反射される帯域外の周波数を表す信号は接地される。上記理由により、本発明では、通過帯域内での低挿入損失と、通過帯域外での高アイソレーション特性を得ることができる。
図4は、本発明のバンドパスフィルタ回路10の伝送特性図である。ここで、図4では、周波数(freq)が1.8GHz、2.5GHz、3.5GHzであるときの挿入損失dB(S(2、1))について、それぞれ、マーカーm5、m4、m14により表している。挿入損失dB(S(2、1))は、通過特性S(2、1)を用いて、例えば、−20×logS(2、1)[dB]により表される。通過特性S(2、1)は、第2ポートP2の入射電力を0とした場合、(第2ポートP2の反射電力)/(第1ポートP1の入射電力)により表される。
そこで、本発明のバンドパスフィルタ回路10では、通過中心周波数2.5GHzにおける挿入損失は0.32dBであり、低域側遮断周波数1.8GHzにおける挿入損失は43.8dBであり、高域側社団周波数3.5GHzにおける挿入損失は38.6dBであった。その上、他の周波数帯でも概ね28dB以上(−28dB以下)の高いアイソレーション特性が得られた。
そこで、本発明のバンドパスフィルタ回路10では、通過中心周波数2.5GHzにおける挿入損失は0.32dBであり、低域側遮断周波数1.8GHzにおける挿入損失は43.8dBであり、高域側社団周波数3.5GHzにおける挿入損失は38.6dBであった。その上、他の周波数帯でも概ね28dB以上(−28dB以下)の高いアイソレーション特性が得られた。
このように、本発明のバンドパスフィルタ回路10によれば、低挿入損失な通過帯域と、高アイソレーションな遮断周波数帯域とを必要とする特性を、従来のそれよりも得ることができる。
図9は、本発明のバンドパスフィルタ回路10が適用される通信機器20の構成を示している。通信機器20としては、携帯電話機、無線LAN(Local Area Network)装置が例示される。以下、通信機器20が携帯電話機であるものとする。通信機器20は、通信装置21と、制御装置22と、マイク23と、スピーカ24とを具備している。制御装置22は、通信装置21とマイク23とスピーカ24とに接続されている。通信装置21は、上記のバンドパスフィルタ回路10と、アンテナ26とを含み、制御装置22は、CPU(Central Processing Unit)25を含んでいる。
例えば、利用者は、相手先の電話端末に対して電話を利用したい。この場合、利用者は、電話要求を制御装置22に行なう。
このとき、制御装置22は、利用者の音声を送信用音声としてマイク23により入力し、その送信用音声を表す送信音声データを生成する。制御装置22は、送信音声データを含む送信データを通信装置21に出力する。通信装置21は、制御装置22から出力される送信データを変調して送信無線信号に変換し、アンテナ26から送出する。
また、上記の入力信号である受信無線信号が通信装置21のアンテナ26により受信される。通信装置21のバンドパスフィルタ回路10は、受信無線信号に対応する入力周波数に対して通過帯域を通過させる。このとき、雑音や干渉による周波数成分が除去される。通信装置21は、その受信無線信号を復調して受信データに変換し、制御装置22に出力する。制御装置22は、通信装置21から出力された受信データを入力する。受信データは、受信用音声を表す受信音声データを含み、制御装置22は、その受信音声データが表す受信用音声をスピーカ24に出力する。
このとき、制御装置22は、利用者の音声を送信用音声としてマイク23により入力し、その送信用音声を表す送信音声データを生成する。制御装置22は、送信音声データを含む送信データを通信装置21に出力する。通信装置21は、制御装置22から出力される送信データを変調して送信無線信号に変換し、アンテナ26から送出する。
また、上記の入力信号である受信無線信号が通信装置21のアンテナ26により受信される。通信装置21のバンドパスフィルタ回路10は、受信無線信号に対応する入力周波数に対して通過帯域を通過させる。このとき、雑音や干渉による周波数成分が除去される。通信装置21は、その受信無線信号を復調して受信データに変換し、制御装置22に出力する。制御装置22は、通信装置21から出力された受信データを入力する。受信データは、受信用音声を表す受信音声データを含み、制御装置22は、その受信音声データが表す受信用音声をスピーカ24に出力する。
以上の説明により、本発明のバンドパスフィルタ回路10によれば、低挿入損失な通過帯域と、高アイソレーションな遮断周波数帯域とを必要とする特性を得ることができる。このため、通信機器は、本発明のバンドパスフィルタ回路10を搭載することにより、雑音や干渉による周波数成分を、従来のそれよりも除去することができる。
なお、本発明のバンドパスフィルタ回路10では、上記の容量性回路C2と、上記の誘導性回路L2と、容量性回路C2及び誘導性回路L2とのいずれかを具備することにより、上記の効果を達成できる。
即ち、第1帯域通過回路4が容量性回路C2を備えているが、第2帯域通過回路5が誘導性回路L2を備えていなくてもよい。
または、第1帯域通過回路4が容量性回路C2を備えていないが、第2帯域通過回路5が誘導性回路L2を備えていてもよい。
または、上述のように、第1帯域通過回路4、第2帯域通過回路5がそれぞれ容量性回路C2、誘導性回路L2を備えていてもよい。
即ち、第1帯域通過回路4が容量性回路C2を備えているが、第2帯域通過回路5が誘導性回路L2を備えていなくてもよい。
または、第1帯域通過回路4が容量性回路C2を備えていないが、第2帯域通過回路5が誘導性回路L2を備えていてもよい。
または、上述のように、第1帯域通過回路4、第2帯域通過回路5がそれぞれ容量性回路C2、誘導性回路L2を備えていてもよい。
1 第1LC並列共振回路(第1共振回路)
2 第2LC並列共振回路(第2共振回路)
3 第3LC並列共振回路(第3共振回路)
4 第1帯域通過回路
5 第2帯域通過回路
6 信号線路
10 バンドパスフィルタ回路
20 通信機器
21 通信装置
22 制御装置
23 マイク
24 スピーカ
25 CPU
26 アンテナ
C1〜C4 キャパシタ
L1〜L4 インダクタ
N1 接続ノード
P1 第1ポート
P2 第2ポート
2 第2LC並列共振回路(第2共振回路)
3 第3LC並列共振回路(第3共振回路)
4 第1帯域通過回路
5 第2帯域通過回路
6 信号線路
10 バンドパスフィルタ回路
20 通信機器
21 通信装置
22 制御装置
23 マイク
24 スピーカ
25 CPU
26 アンテナ
C1〜C4 キャパシタ
L1〜L4 インダクタ
N1 接続ノード
P1 第1ポート
P2 第2ポート
Claims (6)
- 入力される入力信号に対応する入力周波数に対して、第1遮断周波数と第2遮断周波数との間の周波数帯域である通過帯域を通過させるバンドパスフィルタ回路であって、
信号線路に直列に接続され、それぞれ前記第1、第2遮断周波数として第1、第2共振周波数が設定された第1、第2共振回路と、
前記信号線路上で前記第1共振回路と前記第2共振回路とが接続される接続ノードから、前記信号線路に並列に接続され、前記第1遮断周波数と前記第2遮断周波数との間の通過中心周波数として第3共振周波数が設定された第3共振回路とを具備し、
前記第1共振回路と前記接続ノードとの間に設けられた容量性回路と、前記第2共振回路と前記接続ノードとの間に設けられた誘導性回路と、前記容量性回路及び前記誘導性回路と
のいずれかを更に具備するバンドパスフィルタ回路。 - 請求項1に記載のバンドパスフィルタ回路において、
前記第1共振回路は、前記信号線路上で第1ポートと前記接続ノードとの間に設けられ、前記第1共振周波数を設定するために並列に接続された第1インダクタと第1キャパシタとを有し、
前記第2共振回路は、前記信号線路上で前記接続ノードと第2ポートとの間に設けられ、前記第2共振周波数を設定するために並列に接続された第2インダクタと第2キャパシタとを有し、
前記第3共振回路は、前記第3共振周波数を設定するために並列に接続された第3インダクタと第3キャパシタとを有する
バンドパスフィルタ回路。 - 請求項1又は2に記載のバンドパスフィルタ回路において、
前記容量性回路は、前記信号線路上で前記第1共振回路に直列に接続された第4キャパシタを有し、
前記誘導性回路は、前記信号線路上で前記第2共振回路に直列に接続された第4インダクタを有する
バンドパスフィルタ回路。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のバンドパスフィルタ回路において、
前記第3共振回路は、その一端が前記接続ノードに接続され、その他端が接地されている
バンドパスフィルタ回路。 - 請求項1〜4のいずれかに記載のバンドパスフィルタ回路とアンテナと含み、送信データを変調して送信無線信号に変換し、前記アンテナから送出する通信装置と、
前記送信データを前記通信装置に出力する制御装置とを具備し、
前記アンテナは、前記入力信号である受信無線信号を受信し、
前記バンドパスフィルタ回路は、前記無線信号に対応する前記入力周波数に対して前記通過帯域を通過させ、
前記通信装置は、前記無線信号を復調して受信データに変換し、前記制御装置に出力する
通信機器。 - 請求項5に記載の通信機器において、
更に、
マイクと、
スピーカとを具備し、
前記制御装置は、前記マイクにより入力された送信用音声を表す送信音声データを生成し、前記送信音声データを含む前記送信データを前記通信装置に出力し、
前記受信データは、受信用音声を表す受信音声データを含み、
前記制御装置は、前記通信装置からの前記受信データを入力し、前記受信データに含まれる前記受信音声データが表す前記受信用音声を前記スピーカに出力する
通信機器。
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