JPS6239902A - 帯域阻止形フイルタ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、帯域阻止形フィルタ回路に関し、特に、た
とえば自動車電話器やその他の無線機器の分波器あるい
はアンテナ共用器に用いられる、帯域阻止形フィルタ回
路に関する。

（従来技術） 第５図はこの発明の背景となりかつこの発明が適用され
得る自動車用電話器のアンテナ共用器の概略図である。

アンテナ共用器は、一端が送信器に接続される送信用フ
ィルタ１と、一端が受信器に接続される受信用フィルタ
２とを備え、送信用フィルタｌと受信用フィルタ２との
各他端は共通接続されてアンテナに接続される。このよ
うなアンテナ共用器の送信用フィルタ１に要求される１
つの条件は、そのフィルタにおけるロスを最小にする必
要から、Ｑが大きいことである。また、受信用フィルタ
２も、アンテナで受信された微弱な信号をＳ／Ｎ比のよ
い状態で通過させる必要があるため、Ｑが大きく損失の
少ないフィルタであることが要求される。

（発明が解決しようとする問題点） フィルタのＱを上げるには、従来の同軸タイプのものも
また誘電体共振器を用いるものも、エネルギーの集中を
分散させることしか考えられていない。これだと、形状
が大きくなってしまい、小型化の要求に相反する。

それゆえに、この発明の主たる目的は、小型でかつＱの
大きな、帯域阻止形フィルタ回路を提供することである
。

（問題点を解決するための手段） この発明は、簡単にいえば、それぞれが所望の信号の周
波数がその通過域にありかつ不所望の周波数がその減衰
域にある複数のフィルタを含む帯域阻止形フィルタ回路
であって、それぞれの前記フィルタに含まれ、その共振
周波数が前記減衰域にある複数の共振回路、および複数
の共振回路に共通的に結合され、その共振回路が共振状
態のとき動作して負性抵抗となる能動素子を備える、帯
域阻止形フィルタ回路である。

（作用） それぞれのフィルタの通過域では、それに含まれる共振
回路は非共振状態であり、能動素子は動作しない。その
フィルタの減衰域では、対応する共振回路が共振状態で
あり、したがって、他のフィルタの共振回路にも共通接
続された能動素子が動作し、負性抵抗として働く。この
ため共振回路の等測的な抵抗値が小さくなり、みかけ上
共振回路のＱが非常に大きな値になる。それぞれのフィ
ルタの減衰域の中心周波数を離して設定すれば、各フィ
ルタ間での相互の信号の漏洩は生しない。

（発明の効果） この発明によれば、共振回路に能動素子を接続するとい
う簡単な構成で、フィルタ回路の形状を大型化すること
なく、そのＱを大きくすることができる。しかも、能動
素子は複数のフィルタに含まれるそれぞれの共振回路に
共通的に結合されるので、Ｑの大きな帯域阻止形フィル
タ回路を、さらに小型かつ安価に得ることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行なう以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

（実施例） 以下、アンテナ共用器に用いられるフィルタ回路を例に
とって、この発明の詳細な説明する。

しかしながら、この発明は、そのようなアンテナ共用器
や分波器以外にも適用できるものであることを予め指摘
しておく。

第４図はこの発明の一実施例が適用されたアンテナ共用
器の概略構成ブロック図である。アンテナ共用器１０は
、送信用フィルタ１２と受信用フィルタ１４とを含む。

送信用フィルタ１２および受信用フィルタ１４は、とも
に、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）　　１６　（１６’）
と帯域阻止フィルタ（ＢＥＦ）　　１８　　（１Ｂ　’
）との直列接続によって構成されている。

なお、帯域通過フィルタ１６（１６’）と帯域阻止フィ
ルタ１Ｂ（１８’）との接続順序は、第４図と逆であっ
てもよい。

また、この実施例では、送信用フィルタ１２および受信
用フィルタ１４は、ともに、帯域通過フィルタと帯域阻
止フィルタとの組み合わせによって構成されているが、
これらはいずれも帯域阻止フィルタ単独の構成であって
もよい。

第２図はこの発明の背景となる考え方を示すブロック図
である。なお、ここでは送信用フィルタ１２を例に挙げ
て説明するが、受信用フィルタ１４についても同様に考
えられ得る、という点に留意されたい。

送信用フィルタ１２は３段の帯域通過フィルタ１６と４
段の帯域阻止フィルタ１日との直列接続を含み、帯域通
過フィルタ１６は、送信信号通過域ではできるだけロス
の小さなフィルタにする必要があり、かつ限られた大き
さの共振器を使用しなければならないので、比較的広帯
域に設計され、その減衰域は所望の周波数より大きく離
れている。

そして、不所望の周波数の信号は帯域阻止フィルタ１８
で阻止するように構成される。

帯域阻止フィルタ１８は、３λ／４の伝送ラインとλ／
４ごとにこの伝送ラインに結合された共振器Ｒ４，Ｒ５
，Ｒ６およびＲ７を含む。各段の共振器には、能動素子
（たとえば高周波用トランジスタ）Ｔが組み合わされて
いる。このように、共振器Ｒに能動素子Ｔを組み合わせ
たことが、この実施例の特徴である。

能動素子Ｔは帯域阻止フィルタ４の共振器の共振領域、
すなわち帯域阻止フィルタ４の減衰域で負性抵抗として
動作するようにされている。そのため、共振回路の共振
時には、能動素子Ｔが動作してこの能動素子Ｔから共振
器にエネルギーが供給され、結果的に共振器の損失が打
ち消されるのである。

第３図は第２図の一段の共振回路とその関連部分の等価
回路図である。共振回路Ｒは、直列接続された抵抗およ
びインダクタを含み、そのインダクタには能動素子Ｔが
誘導結合されている。帯域阻止フィルタ１８の通過域で
は、共振回路Ｒは非共振状態であり、したがって能動素
子Ｔは動作しない。

帯域素子フィルタ１８の減衰域では、共振回路Ｒが共振
し、能動素子Ｔが動作する。そして、能動素子Ｔは、そ
れが動作するとき、負性抵抗（−ｒ）を呈する。したが
って、この能動素子Ｔから共振回路Ｒにエネルギーが供
給される。すなわち、共振回路Ｒと能動素子Ｔとの間の
Ｑｅｘを共振回路Ｒ固有のＱｏと等しくなるように調整
すれば、みかけ」二共振回路ＲのＱが非常に大きな値と
なるのである。

なお、能動素子Ｔに直列に接続された電気長θ′の伝送
ラインは入力と出力とを同相にするための位相調整用の
ものである。

また、第３図の等価回路では、共振回路Ｒと能動素子Ｔ
とは誘導結合になっているが、これは容量結合であって
もよい。

第２図に示す例では、送信用フィルタ１２を構成する帯
域通過フィルタ１６と帯域阻止フィルタ１８との内、帯
域阻止フィルタ１８の共振回路にのみ能動素子Ｔを組み
合わせている。これは次のような理由による。すなわち
、自動車用電話の場合、送信信号のパワーレベルはたと
えば４０ｄＢｍである。一方、通常の小信号用の能動素
子Ｔの出力パワーレベルは１０〜２０ｄＢｍである。し
たがって、帯域通過フィルタ１６の共振回路に能動素子
Ｔを組み合わせても、帯域通過フィルタ１６の動作周波
数域では能動素子Ｔが飽和して動作せず、その結果Ｑを
高めることができないからである。

受信用フィルタ１４も、前述したように、帯域通過フィ
ルタ１６′と帯域阻止フィルタ１８′との直列接続によ
って構成されている。そして、帯域通過フィルタは受信
信号通過域の周波数信号を通過し、帯域阻止フィルタは
送信信号通過域の周波数信号を阻止するように設計され
ている。

帯域通過フィルタ１６′は、非常に微弱な受信信号を受
信器にＳ／Ｎ比のよい状態で伝えるため、できるだけロ
スの小さなフィルタとされている。

その目的で、帯域通過フィルタ１６′は、比較的広帯域
に設計され、その減衰域は所望の周波数より大きく離れ
ている。そして、不所望の周波数の信号は帯域阻止フィ
ルタ１８′で阻止するように構成される。

帯域阻止フィルタ１８′の具体的な構成は、送信用フィ
ルタ１２の帯域阻止フィルタ１８と同じ構成である。た
だ設計上、帯域阻止フィルタ１８′は、送信用フィルタ
の通過域の周波数の信号がアンテナから入ったときにだ
けその共振回路が共９し、かつしたがって能動素子が動
作するように設計されている。したがって、能動素子Ｔ
で発生ずる雑音は受信機には伝わることはない。

また、受信用フィルタ１４においても、能動素子Ｔは帯
域阻止フィルタ１８′の共振回路にのみ組み合わされて
いる。これは、送信用フィルタ１２の場合と異なり次の
ような理由による。すなわち、自動車電話用の受信装置
のＲＦ段で特に要求されるのは、回路の雑音指数（ＮＦ
）特性である。

一方、受信用フィルタ１４で帯域通過フィルタ１６′に
能動素子を組み合わせた場合、受信信号がアンテナから
入ってきたときに能動素子Ｔが動作してしまう。このた
め、能動素子Ｔで発生した雑音が受信信号にのり、受信
信号のＳ／Ｎが悪くなってしまう。つまり、受信用フィ
ルタ１４において帯域通過フィルタ１６′と能動素子Ｔ
とを組み合わせた場合は、回路のＮＦが悪くなってしま
うのである。

以上の説明から明らかなように、アンテナ共用器では、
帯域阻止フィルタは、送信用フィルタでは受信周波数域
の信号を阻止するように、また受信用フィルタでは送信
周波数域の信号を阻止するように、それぞれ働いている
。したがって、これら帯域阻止フィルタにそれぞれ能動
素子Ｔを組み合わせて動作させた場合、送信時には送信
信号比。

力のために能動素子が入力飽和することなく、また受信
時には能動素子の雑音が受信信号とともに受信機に伝え
られることもない。これによって、低損失でかつＮＦの
良好なアンテナ共用器が実現できるのである。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す等価回路図で
ある。この発明は、先の第２図および第３図に示す考え
方を利用するものである。

この実施例では、帯域阻止形フィルタ回路１日は、２つ
のそれぞれ別系統の帯域阻止フィルタ１８ａおよび１８
′ｂを含む。帯域阻止フィルタ１８ａおよび１８ｂは、
それぞれ、３段の共振回路Ｒ１ａ−Ｒ３ａおよびＲ１ｂ
〜Ｒ３ｂを含む。そして、帯域阻止フィルタ１８ａおよ
び１８ｂのそれぞれの減衰域の中心周波数は、ｆａおよ
びｆｂに設定される。

帯域阻止フィルタ１８ａに含まれる共振回路Ｒ１ａおよ
び帯域阻止フィルタ１８ｂに含まれる共振回路Ｒ１ｂに
は、共通の１つの能動素子ＴＩが結合される。同じよう
に、２つの帯域阻止フィルタ８１ａおよび１８ｂの対応
する段の共振回路Ｒ２ａおよびＲ２ｂには、能動素子Ｔ
２が、また共振回路Ｒ３ａおよびＲ３ｂには、能動素子
Ｔ３が、それぞれ、共通的に結合されている。

それぞれの帯域阻止フィルタ１８ａおよび１８ｂの減衰
域の中心周波数ｆａおよびｆｂは十分離れていて、しか
も、共通の能動素子Ｔ１〜Ｔ３の周波数帯域に含まれる
。

一方の帯域阻止フィルタ１８ａで共振した信号は、共通
の能動素子Ｔ１〜Ｔ３を通して、他方の帯域阻止フィル
タ１８ｂの対応の共振回路Ｒ１ｂ〜Ｒ３ｂに流れ込む。

しかしながら、これら共振回路Ｒ１ｂ−Ｒ３ｂは、帯域
阻止フィルタ１８ａの中心周波数ｆａでは非共振である
。したがって、他方の帯域阻止フィルタ１８ｂに一方の
帯域阻止フィルタ１８ａからの信号が現れることはない
。

このことは、逆に帯域阻止フィルタ１８ｂから１８８へ
の信号の流れについても同じである。

このように、異なる系列の共振回路に共通的に能動素子
を結合することができる。そして、そのような能動素子
Ｔ１〜Ｔ３の作用については、先に、第３図を参照して
詳細に説明したとおりである。

なお、フィルタの数や共振回路の段数は任意であり、さ
らに１つの能動素子が３つ以上の共振回路に共通的に用
いられてもよい。

この発明によれば、第２図および第３図で示すように１
つの共振回路に１つの能動素子を結合するものに比べて
、より小型化することができるばかりでなく、より安価
に構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す等価回路図で
ある。 第２図はこの発明の背景となる基本的な考え方を示すブ
ロック図である。 第３図は第２図の一段の共振回路と能動素子との関係を
表わす等価回路図である。 第４図はこの発明の一実施例が適用されたアンテナ共用
器の概略ブロック図である。 第５図はこの発明の背景となるアンテナ共用器の一例を
示す概略ブロック図である。 図において、１２は送信用フィルタ、１４は受信用フィ
ルタ、１８ａ、１８ｂは帯域阻止フィルタ、Ｒｌａ−Ｒ
３ａ、Ｒｌｂ−Ｒ３ｂは共振器、Ｔ１〜Ｔ３は能動素子
を示す。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　山　１）　義　人 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　それぞれの所望の信号の周波数がその通過域にありか
   つ不所望の周波数がその減衰域にある複数のフィルタを
   含む帯域阻止形フィルタ回路であって、 それぞれのフィルタに含まれ、その共振周波数が対応の
   フィルタの前記減衰域にある複数の共振回路、および 前記複数の共振回路に共通的に結合され、その共振回路
   が共振状態のとき動作して負性抵抗となる能動素子を備
   える、帯域阻止形フィルタ回路。