JP2004201122A - 電圧制御型共振回路及びそれを用いたバンドパスフィルタ、並びにデュプレクサ - Google Patents

電圧制御型共振回路及びそれを用いたバンドパスフィルタ、並びにデュプレクサ Download PDF

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Abstract

【課題】広いレンジでの周波数可変範囲を有し小型で安価な電圧制御型共振回路、バンドパスフィルタ及びデュプレクサを提供する。
【解決手段】一端部が信号ラインに接続されたLC並列共振回路Reに、印加電圧に応じて容量が可変する可変容量素子Ctは並列に接続されている。LC並列共振回路Reの他端は、グランド電位との間にコンデンサCcを接続しているとともに、このコンデンサCcとLC並列共振回路Reとの間にコイルLを介して制御端子CONTを接続している。以上の回路で電圧制御共振回路を構成する。
【選択図】図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部の制御電圧により共振周波数を変化させるようにした電圧制御型共振回路及びそれを用いたバンドパスフィルタ、並びにデュプレクサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、携帯電話は定められた所定の周波数帯域内で同時に多くの通話を混信なく処理できるよう、各通話毎にチャンネルを設定してそのチャンネルの周波数によって通信を行っている。例えば、PCS(Personal Communications Services)では1.9GHz帯において60MHzの帯域が設けられており、この60MHzの帯域は120チャンネルに分割され、このチャンネルを選択することで混信のない通話を確保している。このような携帯電話に使用される共振器や共振回路では、各チャンネルの周波数に応じて周波数特性を変化させる必要があり、従来より図4に示すような電圧制御型共振回路100が用いられている。
【0003】
図4(a)は従来の電圧制御型共振回路100の回路図であり、Reは電圧制御回路を構成するLC並列共振回路である。図4(b)はその回路図である。このLC並列共振回路Reには、コンデンサC10と容量可変素子C20が並列に接続されている。コンデンサC10と容量可変素子C20とは、互いに直列に接続されており、容量回路101を構成している(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
また、LC並列共振回路Reは、一端部を信号ラインSに接続し、他端をグランド電位に接続した伝送線路等からなる誘電体共振器であり、コンデンサC10と容量可変素子C20からなる回路を共振器Reと並列に接続している。さらに、コンデンサC10と容量可変素子C20の接続部にはコイルL10を介して制御端子CONTが設けられている。また制御端子CONTはコンデンサC30を介してグランドに接地されている。
【0005】
容量可変素子C20は、その両端に印加される電圧によってその容量値が変化する性質を有しており、制御端子CONTに印加する電圧を変化させることで、容量可変素子C20の容量値を制御することができる。即ち、制御端子CONTの印加電圧を制御することで、LC並列共振回路Reに付加される容量を変化させ、共振周波数を制御するようになっている。
【0006】
ここで、コンデンサC10は制御端子CONTの印加される電圧によって、LC並列共振回路Reの信号ラインSに接続した一端部がグランド電位に落ちることを防いでいる。また、コイルL10はLC並列共振回路Reの一端部と制御端子CONTとの間で高周波信号の遮断を行い、また、コンデンサC30は制御端子CONTがグランド電位に落ちるのを防止している。
【0007】
【特許文献1】
特願2001−362386号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電圧制御型共振回路100においては、容量可変素子C20の容量値を変化させる制御電圧を印加するのにLC並列共振回路Reの信号ラインSに接続した一端部より印加するようになっていることから、LC並列共振回路Reの一端部がグランド電位に落ちるのを防止するためのコンデンサC10を必要としていた。そのため、LC並列共振回路Reに並列に付加される容量は、コンデンサC10と容量可変素子C20とが合成された容量回路101の容量になる。つまり、制御電圧の変化により、可変容量素子C20の容量値が変化しても、LC並列共振回路Reに影響を与える容量回路101のトータル容量の変化は、可変容量素子C20の容量変化量に比べると小さな変化量に過ぎない。従って、制御電圧を大きく変化させても、電圧制御型共振回路100の周波数変化は僅かで、充分な周波数可変範囲を確保することが困難であった。また、コンデンサC10を配置しなければならないため、機器の小型化やコストダウンの妨げにもなっていた。
【0009】
本発明は上述の課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、広いレンジでの周波数可変範囲を有し小型で安価な電圧制御型共振回路及びバンドパスフィルタ、並びにデュプレクサを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の電圧制御型共振回路は、LC並列共振回路の一端部を信号ラインに接続し、他端をグランド電位に接続するとともに、前記LC並列共振回路に対し、印加電圧に応じて容量が可変する可変容量素子を並列に接続してなる電圧制御型共振回路であって、前記LC並列共振回路の他端とグランド電位との間にコンデンサを、該コンデンサと前記LC並列共振回路との間にコイルを介して制御端子を接続し、この制御端子より前記コイル及びLC並列共振回路を介して前記可変容量素子に印加される電圧によって可変容量素子の容量を制御するようになしたことを特徴とする電圧制御型共振回路である。
【0011】
また、本発明のバンドパスフィルタは、前記電圧制御型共振回路を複数個、信号ライン上に配置した結合用コンデンサを介して結合するとともに、前記信号ラインの両端に入力端子及び出力端子を設けたことを特徴とするバンドパスフィルタである。
【0012】
更に、本発明のデュプレクサは、アンテナ端子、受信端子及び送信端子を備え、前記バンドパスフィルタの入力端子及び出力端子を前記アンテナ端子−受信端子間、及び前記アンテナ端子−送信端子間にそれぞれ接続してなるデュプレクサである。
【0013】
【作用】
本発明によれば、LC並列共振回路に並列に可変容量素子を接続した電圧制御型共振回路において、LC並列共振回路の他端とグランド電極との間にコンデンサを、また、このコンデンサとLC並列共振回路との間にコイルを介して制御端子を接続しており、この制御端子から印加する制御電圧によって可変容量素子の容量を制御している。これにより、従来、可変容量素子に直列に接続していたLC並列共振回路一端部がグランド電位に落ちるのを防止するために必要であったコンデンサが不要になる。その結果、制御電圧は直接可変容量素子の両端にかかることになり、可変容量素子は制御電圧に応じた容量値を示すことになる。即ち、電圧制御型共振回路として、制御電圧の変化に対してリニアリティが高く、かつ、広い範囲での周波数変化を得ることができる。同時に機器の小型化、コストダウンに寄与するとともに、配線パターンの引き回しが減少するため、ノイズや損失が低減し高周波特性の改善に寄与することができる。
【0014】
また、上述の電圧制御型共振回路を用いてバンドパスフィルタを構成することにより、制御電圧の変化に対応してリニアリティの高い、広い範囲での通過帯域のシフトが可能となり、選択性の良好な可変型バンドパスフィルタを実現できる。
【0015】
更に、上述のバンドパスフィルタを用いてデュプレクサを構成することにより、選択性の良好な送信フィルタと受信フィルタとを備えたデュプレクサを構成することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【0017】
図1(a)は本発明の一実施形態に係る電圧制御型共振回路の回路図、図1(b)は図1(a)の電圧制御型共振回路を構成するLC並列共振回路の回路図である。
【0018】
同図に示す電圧制御型共振回路1は、一端部が信号ラインSに接続されたLC並列共振回路Reに、印加電圧に応じて容量が可変する可変容量素子Ctを並列に接続した構造を有している。
【0019】
LC並列共振回路Reは、例えば、内部にストリップラインを有し、複数の誘電体層を積層した積層型誘電体共振器等により構成されている。
【0020】
また、可変容量素子Ctは、可変容量ダイオード等の電圧の印加によりその容量値が変化する素子であれば何を用いても良いが、例えば、Ba、Sr、Tiを含有するペロブスカイト型酸化物結晶粒子からなる高誘電体層にて構成されるQ値の高い薄膜チューナブルコンデンサであれば、高周波回路により適した素子を構成することができる。
【0021】
LC並列共振回路Reの他端には、グランド電位との間にコンデンサCcが接続されしているとともに、このコンデンサCcとLC並列共振回路Reとの間にコイルLを介して制御端子CONTを接続している。
【0022】
このような回路において、制御端子CONTに制御電圧を印加することにより、可変容量素子Ctの両端に制御電圧がかかり、制御電圧を変化することで可変容量素子Ctの容量値が変化し、電圧制御型共振回路1の共振周波数が変化することになる。この時、制御電圧はそのまま可変容量素子Ctの両端にかかるため、可変容量素子Ctは制御電圧に応じた容量値を示すことになる。即ち、電圧制御型共振回路1として、制御電圧の変化に対してリニアリティが高く、かつ、広い範囲での共振周波数変化を得ることができる。
【0023】
ここで、コイルLはLC並列共振回路Reの信号ラインSに接続する一部端と制御端子CONTとの間で高周波信号の遮断を行い、また、コンデンサCcにて制御端子CONTがグランド電位に落ちるのを防止するようにしている。
【0024】
また、図2に示すように上述の電圧制御型共振回路1a、1bを複数個、信号ライン上に配置した結合コンデンサC2を介して結合し、かつ、入力コンデンサC1を介して入力端子INを、出力コンデンサC3を介して出力端子OUTを設けるようにすれば、バンドパスフィルタ10が構成される。
【0025】
更に、図3に示すように、アンテナ端子ANT、受信端子Rx、送信端子Txを備え、上述のバンドパスフィルタ10a及び10bの入力端子INと出力端子OUTをアンテナ端子ANT−受信端子Rx間、及びアンテナ端子ANT−送信端子Tx間にそれぞれ接続するようにすれば、デュプレクサ20が構成される。
【0026】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、LC並列共振回路に並列に可変容量素子を接続した電圧制御型共振回路において、LC並列共振回路の他端とグランド電極との間にコンデンサを、また、このコンデンサとLC並列共振回路との間にコイルを介して制御端子を接続しており、この制御端子から印加する制御電圧によって可変容量素子の容量を制御している。これにより、従来、可変容量素子に直列に接続していたLC並列共振回路一端部がグランド電位に落ちるのを防止するために必要であったコンデンサが不要になる。その結果、制御電圧は直接可変容量素子の両端にかかることになり、可変容量素子は制御電圧に応じた容量値を示すことになる。即ち、電圧制御型共振回路として、制御電圧の変化に対してリニアリティが高く、かつ、広い範囲での周波数変化を得ることができる。同時に機器の小型化、コストダウンに寄与するとともに、配線パターンの引き回しが減少するため、ノイズや損失が低減し高周波特性の改善に寄与することができる。
【0028】
また、上述の電圧制御型共振回路を用いてバンドパスフィルタを構成することにより、制御電圧の変化に対応してリニアリティの高い、広い範囲での通過帯域のシフトが可能となり、選択性の良好な可変型バンドパスフィルタを実現できる。
【0029】
更に、上述のバンドパスフィルタを用いてデュプレクサを構成することにより、選択性の良好な送信フィルタと受信フィルタとを備えたデュプレクサを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の一実施形態に係る電圧制御型共振回路の回路図、(b)は(a)の電圧制御型共振回路を構成するLC並列共振回路の回路図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るバンドパスフィルタの回路図である。
【図3】本発明の一実施形態に係るデュプレクサの回路図である。
【図4】(a)は従来の電圧制御型共振回路の回路図、(b)は(a)の電圧制御型共振回路を構成するLC並列共振回路の回路図である。
【符号の説明】
1・・・電圧制御型共振回路
10・・・バンドパスフィルタ
20・・・デュプレクサ
Re・・・LC共振回路
S・・・信号ライン
Ct・・・可変容量素子
Lc・・・コイル
CONT・・・制御端子
Cc・・・コンデンサ
C1・・・入力コンデンサ
C2・・・結合用コンデンサ
C3・・・出力コンデンサ
IN・・・入力端子
OUT・・・出力端子
ANT・・・アンテナ端子
Rx・・・受信端子
Tx・・・送信端子

Claims (3)

  1. LC並列共振回路の一端部を信号ラインに接続し、他端をグランド電位に接続するとともに、前記LC並列共振回路に対し、印加電圧に応じて容量が可変する可変容量素子を並列に接続してなる電圧制御型共振回路であって、
    前記LC並列共振回路の他端とグランド電位との間にコンデンサを、該コンデンサと前記LC並列共振回路との間にコイルを介して制御端子を接続し、この制御端子より前記コイル及びLC並列共振回路を介して前記可変容量素子に印加される電圧によって可変容量素子の容量を制御するようになしたことを特徴とする電圧制御型共振回路。
  2. 請求項1に記載の電圧制御型共振回路を複数個、信号ライン上に配置した結合用コンデンサを介して結合するとともに、前記信号ラインの両端に入力端子及び出力端子を設けたことを特徴とするバンドパスフィルタ。
  3. アンテナ端子、受信端子及び送信端子を備え、請求項2に記載のバンドパスフィルタの入力端子及び出力端子を前記アンテナ端子−受信端子間、及び前記アンテナ端子−送信端子間にそれぞれ接続してなるデュプレクサ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009284142A (ja) * 2008-05-21 2009-12-03 Sharp Corp フィルタ回路および無線機器
JP2011119905A (ja) * 2009-12-02 2011-06-16 Toshiba Corp 周波数可変共振器

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