可变滤波电路以及无线通信装置的制造方法
【专利摘要】本发明的可变滤波电路(10)具有：连接在端口(P1?P2)之间的串联臂(11)；包括串联连接在端口(P1?P3)之间的谐振器(Re_p1)的并联臂(12)；以及包括串联连接在端口(P2?P3)之间的谐振器(Re_p2)的并联臂(13)。串联臂(11)包括连接在端口(P1?P2)之间的电容器(Cs1)，并联臂(12、13)包括与谐振器(Re_p1、Re_p2)串联连接的可变电容(Cs_p1，Cs_p2)。
【专利说明】
可变滤波电路以及无线通信装置
技术领域
[0001]本发明涉及可变滤波电路、以及具有可变滤波电路的无线通信装置。
【背景技术】
[0002 ] 现有的可变滤波电路通过对于SAW谐振器、BAW谐振器等谐振器并联和串联可变电容来构成基本电路，从而形成为组合了多级该基本电路的梯形电路(例如参照专利文献I)。在该可变滤波电路中，通过对与谐振器并联连接的可变电容的控制来分别调整各个基本电路的反谐振频率，利用对与谐振器并联连接的可变电容和与谐振器串联连接的可变电容这两者的控制来分别调整各个基本电路的谐振频率，由此将所希望的频带作为通频带。现有技术文献专利文献
[0003]专利文献I:日本专利第4053504号
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0004]现有的可变滤波电路虽然能够通过对可变电容的控制来调整通频带，但是难以得到所希望的衰减特性。具体而言，难以在通频带的低频侧附近得到急剧的衰减特性。另外，由于对I个谐振器连接2个可变电容来使通频带的频率成为可变，所以在设置了 η个谐振器的情况下，需要2Χη个的可变电容，导致可变电容的总数变多，会造成电路尺寸的大型化和控制系统的复杂化。
[0005]因此，本发明的目的在于提供一种可变滤波电路和无线通信装置，较易在通频带的低频侧附近得到急剧的衰减特性，且即使进行多级化也较难造成电路尺寸的大型化和控制系统的复杂化。
解决技术问题所采用的技术手段
[0006]本发明的可变滤波电路具有:连接在第一输入输出端与第二输入输出端之间的串联臂;包括串联连接在所述第一输入输出端与接地连接端之间的谐振器的第一并联臂；以及包括串联连接在所述第二输入输出端与所述接地连接端之间的谐振器的第二并联臂。
[0007]所述串联臂包括串联连接在所述第一输入输出端与所述第二输入输出端之间的电容器。于是，通过适当地调整该电容器的电容值，能够在通频带的低频侧附近得到急剧的衰减特性。
[0008]所述第一并联臂及所述第二并联臂分别包括与所述谐振器串联连接的可变电抗。于是，通过控制可变电抗，在维持提高通频带的低频侧附近的衰减特性的急剧程度的状态下，能够调整通频带的低频侧的截止频率。
[0009]而且，在上述可变滤波电路中，为了增加滤波器的衰减特性的急剧性，逐一追加串联臂和并联臂，也可以将所追加的串联臂的一端连接至第一输入输出端或者第二输入输出端，并将所追加的并联臂连接至该串联臂的另一端。因此，即使在利用η级的串联臂来构成可变滤波电路的情况下，由于并联臂和可变电抗的总数为n+1个即可，所以相比于现有结构能够抑制电路尺寸的大型化和控制系统的复杂化。
[0010]本发明所涉及的可变滤波电路优选还包括与所述谐振器分别串联连接的串联电感器。如上所述，若将串联电感器连接至谐振器，则将谐振器的谐振点调整至低频侧，扩大谐振点与反谐振点之间的频率间隔。
[0011]本发明所涉及的可变滤波电路优选还包括与所述谐振器分别并联连接的并联电感器。如上所述，若将并联电感器连接至谐振器，则将谐振器的反谐振点调整至高频侧，扩大谐振点与反谐振点之间的频率间隔。
[0012]如上所述，若扩大了谐振器的谐振点与反谐振点之间的频率间隔，则能够扩大可利用对可变电抗的控制来调整的通频带的低频侧的截止频率的可变范围。
[0013]本发明所涉及的可变滤波电路可以构成为同时具有:与所述谐振器并联连接的并联电感器；以及与并联连接所述谐振器和所述并联电感器的电路串联连接的串联电感器。另外，也可以构成为同时具有:与所述谐振器串联连接的串联电感器；以及与串联连接所述谐振器和所述串联电感器的电路并联连接的并联电感器。如上所述，若改变串联电感器和并联电感器的连接结构，则能够调整通频带的低频侧的截止频率的可变范围，能够将通频带的低频侧附近的衰减特性调整成更为急剧。
[0014]本发明所涉及的可变滤波电路可构成为所述第一并联臂和所述第二并联臂分别还包括与所述谐振器并联连接的并联电感器，所述第一并联臂包括与所述谐振器串联连接的串联电感器，所述第二并联臂中省去了与所述谐振器串联连接的串联电感器。如上所述，相比于对第一并联臂和第二并联臂分别设置串联电感器和并联电感器的情况，能够减小从第二并联臂中省去了串联电感器这一部分的电路尺寸。而且，在此情况下，优选相比于所述第二并联臂所包括的谐振器的谐振点和反谐振点，所述第一并联臂所包括的谐振器的谐振点和反谐振点位于更高频侧。另外，优选所述第二并联臂所包括的并联电感器的电感值小于所述第一并联臂所包括的并联电感器的电感值。于是，即使从第二并联臂省去了串联电感器，也能够抑制可变滤波电路中的滤波特性的大幅度的劣化，能够抑制截止频率的可变范围大幅度地变窄等。
[0015]本发明所涉及的可变滤波电路可构成为包括:多个所述谐振器；以及从多个所述谐振器中选择任意一个并使其串联连接至所述可变电抗的选择部。另外，也可以构成为包括多个串联电感器、多个并联电感器，并利用选择部与谐振器一起选择任意一个并使其串联连接至可变电抗。在此情况下，通过使各个谐振器所对应的通信频带不同，能够使可变滤波电路对应于多个通信频带，能够利用对选择部的控制来选择通信频带。通常情况下，为了使可变滤波电路能对应多个通信频带，需要设置与通信频带几乎相同数量的并联臂，但是如上所述，只要设置选择部来选择与可变电抗相连接的谐振器，则无需对每个通信频带单独设置并联臂，能够在若干个通信频带中共用可变电抗。因此，能够抑制可变电抗的总数，能够抑制电路尺寸的大型化和可变电抗的控制的复杂化。
[0016]本发明所涉及的无线通信装置优选具有:包括所述可变滤波电路的前端电路;天线；以及经由所述前端电路连接至所述天线的通信电路。尤其是，所述无线通信装置中，优选所述通信电路对应于多个通信频带，至少一个并联臂在没有所述可变电抗的情况下的反谐振点高于多个所述通信频带中最高频侧的通信频带的阻频带的高频侧的上限频率。至少一个并联臂在没有所述可变电抗的情况下的谐振点低于多个所述通信频带中最低频侧的通信频带的阻频带的低频侧的下限频率。
[0017]需要分别对通信电路所对应的多个通信频带设置阻频带和通频带。如上所述，通过设定多个通信频带与各个并联臂的谐振点、反谐振点之间的关系，能够将可变滤波电路的通频带中的低频侧的截止频率调整至通信电路所对应的多个通信频带各自的通频带的低频侧。另外，在使通信频带的阻频带位于通频带的低频侧附近的情况下，可变滤波电路对于该阻频带能够获得较大的衰减。
[0018]或者，所述无线通信装置中，优选所述可变滤波电路包括分别与所述并联臂的谐振器串联连接的串联电感器，所述通信电路对应于多个通信频带，至少一个并联臂在没有所述可变电抗的情况下的副谐振点低于多个所述通信频带中最低频侧的通信频带的阻频带的低频侧的下限频率。
[0019]若将串联电感器连接至谐振器，则在比谐振器的反谐振点更靠近高频侧出现谐振点(称为副谐振点)。于是，在通过特性中，除了低频侧的第一通频带以外，在高频侧还产生了第二通频带。而且，在高频侧的第二通频带，通过控制可变电抗的电容值，能够调整低频侧的截止频率。而且，如上所述，通过设定多个通信频带和各个并联臂的副谐振点之间的关系，能够进行调整以使可变滤波电路的高频侧的第二通频带与通信电路所对应的多个通信频带的通频带相匹配。
发明效果
[0020]根据本发明，在通频带的低频侧附近能够得到急剧的衰减特性，利用对可变电抗的控制，能够调整通频带的低频侧的截止频率。而且，即使在利用η级的串联臂来构成可变滤波电路的情况下，由于可变电抗的总数为n+1个即可，所以相比于现有结构能够抑制电路尺寸的大型化和控制系统的复杂化。
【附图说明】
[0021][図I]图1是实施方式I所涉及的可变滤波电路的电路图。
图2是说明构成实施方式I所涉及的可变滤波电路的电容器的功能的特性图。
图3是说明构成实施方式I所涉及的可变滤波电路的串联电感器和并联电感器的功能的特性图。
图4是说明构成实施方式I所涉及的可变滤波电路的可变电容的功能的特性图。
图5是实施方式I所涉及的可变滤波电路的变形例的电路图。
图6是实施方式I所涉及的可变滤波电路的变形例的特性图。
图7是比较每个可变滤波电路的结构的插入损耗的图。
图8是实施方式I所涉及的可变滤波电路的其它变形例的电路图。
图9是说明实施方式2所涉及的可变滤波电路的图。
图10是示出了实施方式2所涉及的可变滤波电路的特性试验结果的图。
图11是实施方式3所涉及的可变滤波电路的电路图。
图12是实施方式4所涉及的可变滤波电路的电路图。
图13是示意性地说明实施方式4所涉及的可变滤波电路的功能的特性图。
图14是实施方式5所涉及的无线通信装置的电路图。
【具体实施方式】
[0022]以下，参照附图举出几个具体的示例，示出了用于实施本发明的几个实施方式。各图中对相同部分附加相同标号。各实施方式是示例，毫无疑问地，可以将不同实施方式所示出的结构进行局部置换或组合。
[0023](实施方式I)
图1是示出了本发明的实施方式I所涉及的可变滤波电路10的电路图。
[0024]可变滤波电路10具有端口 Pl、P2、P3，串联臂11，并联臂12、13。端口 Pl是可变滤波电路10的第一输入输出端。端口 P2是可变滤波电路10的第二输入输出端。端口 P3是可变滤波电路1的接地连接端。串联臂11串联连接于端口 PI与端口 P2之间。并联臂12串联连接于端口 PI与端口 P3之间。并联臂13串联连接于端口 P2与端口 P3之间。
[0025]串联臂11具有电容器Csl。电容器Csl设置于端口Pl与端口 P2之间，其一端连接至并联臂12的一端，而其另一端连接至并联臂13的一端。
[0026]并联臂12具有谐振器Re_pl、可变电容Cs_pl、串联电感器Ls_pl、以及并联电感器Lp_p I。可变电容Cs_p I的一端连接至端口 PI。谐振器Re_p I的一端连接至端口 P3。串联电感器Ls_pl串联连接在谐振器Re_pl的另一端与可变电容Cs_pl的另一端之间。并联电感器Lp_pl与谐振器Re_pl并联连接，其一端连接至谐振器Re_pl的另一端与串联电感器Ls_pl之间的连接点，其另一端连接至端口 P3。
[0027]并联臂13具有谐振器Re_p2、可变电容Cs_p2、串联电感器Ls_p2、以及并联电感器Lp_p2。可变电容Cs_p2的一端连接至端口 P2。谐振器Re_p2的一端连接至端口 P3。串联电感器Ls_p2串联连接在谐振器Re_p2的另一端与可变电容Cs_p2的另一端之间。并联电感器Lp_p2与谐振器Re_p2并联连接，其一端连接至谐振器Re_p2的另一端与串联电感器Ls_p2之间的连接点，其另一端连接至端口 P3。
[0028]对于电容器Cs 1、谐振器Re_p 1、Re_p2、可变电容Cs_p 1、Cs_p2、串联电感器Ls_p 1、Ls_p2、以及并联电感器Lp_p 1、Lp_p2的器件值和特性，能够进行适当的设定。
[0029]图2是说明电容器Csl的功能的通过特性图。图2中的虚线是从可变滤波电路10中省略了电容器Csl后的结构中的通过特性IL1。另外，图2中的实线是设置有电容器Csl的可变滤波电路10的通过特性IL2。此处，通过特性IL1、IL2均将可变电容Cs_pl、Cs_p2分别设为相同的电容值、基本为4.3pF。
[0030]省略了电容器Csl后的结构的通过特性ILl和设置有电容器Csl的结构的通过特性IL2中，均在大约750MHz处具有衰减极。而且，在通过特性ILl中，在大约810MHz?860MHz处具有衰减量小于_3dB的通频带。另一方面，在通过特性IL2中，在大约780MHz?860MHz处具有衰减量小于_3dB的通频带。关于这些通频带的低频侧附近的衰减特性，在通过特性ILl中较为缓和，在通过特性IL2中较为急剧。因此，可变滤波电路10利用电容器Csl能够提高在通频带的低频侧附近的急剧性。
[0031]图3(A)是说明并联臂12中的串联电感器Ls_pl的功能的阻抗特性图。图3(A)中的虚线是谐振器Re_pl的阻抗特性ImlA。另外，图3(A)中的实线是连接有串联电感器Ls_pl的谐振器Re_p I的阻抗特性Im2A。
[0032]在将串联电感器Ls_pI设置于谐振器Re_pI的情况下的阻抗特性Im2A中，反谐振点Mfa的频率与阻抗特性ImlA相比几乎没有变化，但是谐振点Mfr的频率与阻抗特性ImlA相比向低频侧移动。
[0033]由此，在并联臂12中串联电感器Ls_pI具有使谐振AMfr向着低频侧移动的功能。另外，在并联臂13中串联电感器Ls_p2也具有同样的功能。
[0034]图3(B)是说明并联臂12中的并联电感器Lp_pl的功能的阻抗特性图。图3(B)中的虚线是谐振器Re_pl的阻抗特性ImlB。另外，图3(B)中的实线是连接有并联电感器Lp_pl的谐振器Re_p I的阻抗特性Im3B。
[0035]在将并联电感器Lp_pI设置于谐振器Re_pI的情况下的阻抗特性Im3A中，谐振点Mfr的频率与阻抗特性ImlB相比几乎没有变化，但是反谐振点Mf a的频率与阻抗特性ImlB相比向高频侧移动。
[0036]由此，在并联臂12中并联电感器Lp_pl具有使反谐振点Mfa向着高频侧移动的功能。另外，在并联臂13中并联电感器Lp_p2也具有同样的功能。
[0037]图3(C)是说明并联臂12中的串联电感器Ls_pl和并联电感器Lp_pl的功能的阻抗特性图。图3(C)中的虚线是谐振器Re_pl的阻抗特性ImlC。另外，图3(C)中的实线是连接有串联电感器Ls_p I和并联电感器Lp_p I的谐振器Re_p I的阻抗特性Im4C。
[0038]在将串联电感器Ls_p I和并联电感器Lp_p I设置于谐振器Re_p I的情况下的阻抗特性Im4C中，谐振点Mfr的频率与阻抗特性ImlC相比向着低频侧移动，并且反谐振点Mfa的频率与阻抗特性Iml C相比向高频侧移动。
[0039]由此，在并联臂12中，通过设置串联电感器Ls_pl、并联电感器Lp_pl，能够使谐振器Re_pl的谐振点Mfr与反谐振点Mfa之间的频带变宽。同样地，在并联臂13中，通过设置串联电感器Ls_p2、并联电感器Lp_p2，能够使谐振器Re_p2的谐振点Mfr与反谐振点Mfa之间的频带变宽。
[0040]图4(A)是说明并联臂12中的可变电容Cs_pl的功能的阻抗特性图。图4(A)中的实线是串联连接有串联电感器Ls_p I和可变电容Cs_p I的谐振器Re_p I的阻抗特性Im2D、Im3D、Im4D。将阻抗特性Im2D、Im3D、Im4D设定为使得可变电容Cs_pl的电容值在1.0pF?10.0pF的范围内按照记载顺序变小。
[0041 ] 阻抗特性Im2D、Im3D、Im4D中，可变电容Cs_p I的电容值越小，则谐振点Mf r的频率越接近反谐振点Mfa，且位于更高频侧。
[0042]由此，在并联臂12中，可变电容Cs-pI具有根据电容值使谐振器Re_pI的谐振点Mfr向着高频侧移动的功能。另外，在并联臂13中，可变电容Cs-P2也具有根据电容值使谐振器Re_p2的谐振点Mfr向着高频侧移动的功能。
[0043]图4(B)是说明并联臂12中的可变电容Cs_pl的功能的通过特性图。图4(B)中，将以实线所示的可变滤波电路10的通过特性11^10、11^0、11^30、11^40、11^50设定为使得可变电容Cs_p I的电容值在1.0pF?1.0pF的范围内按照记载顺序变小。
[0044]在通过特性IL1D、IL2D、IL3D、IL4D、IL?中，随着可变电容Cs_pl的电容值变小，通频带的低频侧的截止频率向着高频侧移动。因此，可变滤波电路10能够利用对可变电容Cs_Pi的控制来调整通频带的低频侧的截止频率。
[0045]但是，即使进行控制，使得可变电容Cs_pl的电容值变得极小，也无法将通频带的低频侧的截止频率调整至高频侧以超过规定的频率。这是因为无法将谐振点Mfr的频率调整至高频侧以超过反谐振点Mfa，通频带的低频侧的截止频率的可变范围被限制于没有可变电容的情况下的谐振点Mfr与反谐振点Mfa之间的频带。然而，如上所述，若设置串联电感器Ls_pl、并联电感器Lp_pl，则相比于没有设置串联电感器Ls_pl、并联电感器Lp_pl的情况，由于能够扩大谐振点Mfr与反谐振点Mfa之间的频带，所以在该可变滤波电路10中，能够扩大通频带的低频侧的截止频率的可变范围。
[0046]此处，对并联臂12中的可变电容Cs_p 1、串联电感器Ls_p I及并联电感器Lp_p I的功能进行了说明，但是并联臂13中的可变电容Cs_p2、串联电感器Ls_p2及并联电感器Lp_p2的功能也同样。
[0047]如上所说明的那样，在可变滤波电路10中，在设置电容器Csl来提高通频带的低频侧附近的急剧程度的状态下，或者在设置串联电感器Ls_pl、Ls_p2、并联电感器Lp_pl、Lp_p2来扩大通频带的低频侧的截止频率的可变范围的状态下，能够利用对可变电容Cs_pl、Cs_p2的控制来调整通频带的低频侧的截止频率。
[0048]另外，在上述可变滤波电路10中，为了进一步增大滤波器的衰减特性的急剧性，若增加构成滤波器的串联臂、并联臂的级数，则经常需要逐个追加例如新的串联臂14和并联臂15，将所追加的串联臂14的一端连接至端口 Pl或者端口 P2，并且将所追加的串联臂14的另一端连接至并联臂15。此时，可以将所追加的并联臂15的可变电容Cs_p3替换成电容值不变化的固定电容。因此，即使在利用η级的串联臂来构成可变滤波电路10的情况下，由于并联臂和可变电容的总数最多为n+1个即可，所以相比于现有结构能够抑制电路尺寸的大型化和控制系统的复杂化。本实施方式的可变滤波电路10也可以设置n+1个并联臂和η个串联臂。
[0049]另外，在该可变滤波电路10中，除了谐振点Mfr或反谐振点Mfa附近的第一通频带以外，还能在更靠近高频侧获得第二通频带。而且，该可变滤波电路10能够利用高频侧的第二通频带。
[0050]例如，图3(A)所示的阻抗特性Im2A和图3(C)中所示的阻抗特性Im4C中，在反谐振点Mf a的高频侧出现了副谐振点Sf r。而且，在图4 (A)所示的阻抗特性ImlD、Im2D、Im3D、Im4D中，副谐振点Sfr与谐振点Mfr—样，其频率都随着对可变电容Cs_pl、Cs_p2的电容值的控制而发生变化。因此，在图4(B)所示的可变滤波电路10的通过特性中，能够在比与反谐振点Mfa相对应的通频带更靠近高频侧处形成与副谐振点Sfr相对应的衰减极，能够在比该高频侧的衰减极更靠近高频侧处得到第二通频带。而且，能够利用对可变电容Cs_pl、Cs_p2的电容值的控制，来调整高频侧的第二通频带中低频侧的截止频率。
[0051]如上所述，在该可变滤波电路10中，由于存在低频侧的第一通频带和高频侧的第二通频带，所以能够同时利用这2个通频带来扩大可对应的通频带的范围。
[0052](变形例I)
图5 (A)是实施方式I的变形例所涉及的可变滤波电路1A的电路图。可变滤波电路1A与上述实施方式I所涉及的结构具有几乎相同的结构，但是该可变滤波电路1A中省略了并联电感器Lp_p 1、Lp_p2。
[0053]图6(A)是示出了可变滤波电路1A的通过特性IL1E、IL2E、IL3E、IL4E、IL5E的通过特性图。将通过特性ILlE、IL2E、IL3E、IL4E、IL5E设定为使得可变电容Cs_pl、Cs_p2的电容值在1.0pF?10.0pF的范围内按照记载顺序变小。在通过特性ILlE、IL2E、IL3E、IL4E、IL5E中，随着可变电容Cs_p 1、Cs_p2的电容值变小，通频带的低频侧的截止频率出现在高频侧。因此，即使是可变滤波电路10A，也能够利用对可变电容Cs_pl、Cs_p2的控制来调整通频带的低频侧的截止频率。另外，在可变滤波电路1A中，具有如下趋势:越是将通频带的低频侧的截止频率调整至高频侧，则通频带的低频侧附近的急剧性就越优异。
[0054]图5(B)是实施方式I的变形例所涉及的可变滤波电路1B的电路图。可变滤波电路1B与上述实施方式I所涉及的结构具有几乎相同的结构，但是该可变滤波电路1B中省略了串联电感器1^_卩1、1^_口2。
[0055]图6(B)是示出了可变滤波电路1B的通过特性IL1F、IL2F、IL3F、IL4F、IL5F的通过特性图。将通过特性111?、11^?、11^3?、11^4?、11^5?设定为使得可变电容08_?1、08_?2的电容值在1.0???10.0??的范围内按照记载顺序变小。在通过特性11^?、几2?、11^?、几4?、11^5?中，随着可变电容Cs_p 1、Cs_p2的电容值变小，通频带的低频侧的截止频率出现在高频侧。因此，即使是可变滤波电路10B，也能够利用对可变电容Cs_pl、Cs_p2的控制来调整通频带的低频侧的截止频率。
[0056]图5(C)是实施方式I的变形例所涉及的可变滤波电路1C的电路图。可变滤波电路1C虽然与上述的实施方式I所涉及的结构具有几乎相同的结构，但是并联电感器Lp_pl、Lp_p2的一端连接至可变电容Cs_pl、Cs_p2与串联电感器Ls_pl、Ls_p2之间的连接点，其另一端连接至端口P3。即，在可变滤波电路1C中，并联电感器Lp_pl、Lp_p2并联连接至谐振器Re_p 1、R2_p2与串联电感器Ls_p 1、Ls_p2的串联电路。
[0057]图6(C)是示出了可变滤波电路1C的通过特性IL1G、IL2G、IL3G、IL4G、IL5G的通过特性图。将通过特性1116、11^6、11^36、11^46、11^56设定为使得可变电容08_?1、08_?2的电容值在1.0???10.0??的范围内按照记载顺序变小。在通过特性11^16、几26、11^36、11^46、11^56中，随着可变电容Cs_p 1、Cs_p2的电容值变小，通频带的低频侧的截止频率出现在高频侧。因此，即使是可变滤波电路10C，也能够利用对可变电容Cs_pl、Cs_p2的控制来调整通频带的低频侧的截止频率。
[0058]实施方式I所涉及的可变滤波电路可以以这些变形例所示的方式构成。即使采用任一种结构，通过设置电容器Csl，也能够使通频带的低频侧附近的衰减特性更为急剧。
[0059]此处，对上述的每个电路结构的插入损耗进行说明。图7是比较每个电路结构的插入损耗的图。此处，对每个电路结构提取出可变电容不同的多个样本，测算出样本之间的插入损耗的最小值的平均值。另外，以条状显示插入损耗的最小值相对于每个样本的变动范围。
[0060]图1所示的可变滤波电路10相比于其它的电路结构，即使控制可变电容插入损耗的最小值的变动也是稳定的，其平均值也较小。图5(C)所示的可变滤波电路1C相比于图5(A)所示的可变滤波电路1A和图5(B)所示的可变滤波电路10B，插入损耗的最小值的平均值较小。另一方面，可变滤波电路1B相比于可变滤波电路1A和可变滤波电路10C，插入损耗的最小值的变动是稳定的。即使改变各个电路元件的元件值或特性，上述的每个电路结构的性质都是相同的。
[0061](变形例2)
图8是示出了实施方式I的其它变形例的电路图。
[0062]图8(A)所示的可变滤波电路1D与上述实施方式I所涉及的结构具有几乎相同的结构，但是该可变滤波电路1D中省略了串联电感器Ls—pl、Ls—p2和并联电感器Lp—pl、Lp—
p2o
[0063]图8(B)所示的可变滤波电路1E与上述实施方式I所涉及的结构具有几乎相同的结构，但是并联电感器Lp_pl、Lp_p2并联连接至可变电容Cs_pl、Cs_p2与串联电感器Ls_pl、Ls_p2及谐振器Re_pl、Re_p2的串联电路。即，并联电感器Lp_pl的一端连接至并联臂12和串联臂11的连接点，其另一端连接至端口 P3。并联电感器Lp_p2的一端连接至并联臂13和串联臂11的连接点，其另一端连接至端口 P3。
[0064]图8(C)所示的可变滤波电路1F与上述实施方式I所涉及的结构具有几乎相同的结构，但是并联臂12、13中还具有并联电容器Cp_p 1、Cp_p2。并联电容器Cp_p I的一端连接至并联臂12和串联臂11之间的连接点，其另一端连接至端口 P3。并联电容器Cp_p2的一端连接至并联臂13和串联臂11之间的连接点，其另一端连接至端口 P3。
[0065]图8(D)所示的可变滤波电路1G与上述图5(C)所涉及的可变滤波电路1C具有几乎相同的结构，但是并联臂12、13中还具有并联电容器Cp_pl、Cp_p2。并联电容器Cp_pl的一端连接至并联臂12和串联臂11之间的连接点，其另一端连接至端口 P3。并联电容器Cp_p2的一端连接至并联臂13和串联臂11之间的连接点，其另一端连接至端口 P3。
[0066]图8(E)所示的可变滤波电路1H与上述实施方式I所涉及的结构具有几乎相同的结构，但是该可变滤波电路1H省略了并联电感器Lp_pl、Lp_p2，而并联臂12、13中还具有并联电容器Cp_p 1、Cp_p2。并联电容器Cp_p I的一端连接至并联臂12和串联臂11之间的连接点，其另一端连接至端口 P3。并联电容器Cp_p2的一端连接至并联臂13和串联臂11之间的连接点，其另一端连接至端口 P3。
[0067]实施方式I所涉及的可变滤波电路可以以这些变形例所示的方式构成。即使采用任一种结构，通过设置电容器Csl，相比于未设置电容器Csl的情况，能够使通频带的低频侧附近的衰减特性更为急剧。
[0068](实施方式2)
图9(A)是实施方式3所涉及的可变滤波电路20的电路图。
[0069]可变滤波电路20具有串联臂21、并联臂22、23。并联臂22具有可变电容Cs_pl和谐振器Re_pl。并联臂23具有可变电容Cs_p2和谐振器Re_p2。谐振器Re_pl在比谐振器Re_p2更靠近高频侧具有谐振点和反谐振点，谐振器Re_p2在比谐振器Re_pl更靠近低频侧具有谐振点和反谐振点。即，并联臂22、23之中，并联臂22对应于更靠近高频侧的通信频带，并联臂23对应于更靠近低频侧的通信频带。为了对各自所设置的并联臂22、23所对应的通信频带适当地调整通频带的低频侧的截止频率，需要对可变电容Cs_p 1、Cs_p2的元件值进行控制。
[0070]另外，为了扩大可利用对可变电容Cs_pl的控制来调整的截止频率的可变范围，并联臂22还具有串联电感器Ls_pl和并联电感器Lp_pl。另外，为了扩大可利用对可变电容Cs_P2的控制来调整的截止频率的可变范围，并联臂23还具有并联电感器Lp_p2。如上所述，在本实施方式所涉及的可变滤波电路20中，在一个并联臂22设置有串联电感器Ls_pl，从另一个并联臂23省略了串联电感器，从而采用非对称的电路结构。如上所述，通过省略了并联臂23的串联电感器，能够使可变滤波电路20的电路尺寸小型化。
[0071]如上所述，若采用省略了一部分的电感器的非对称的电路结构，则能够使可变滤波电路20的电路尺寸小型化。
[0072]图9(B)和图9(C)是示意性地示出了各个电感器对谐振器的阻抗特性起到的作用的概念图。图中虚线所示的阻抗波形分别是并联臂22、23的谐振器单独的波形，实线所示的阻抗波形是对谐振器附加电感器Ls_pl、Lp_l、Lp_p2后得到的波形。
[0073]例如，在与高频侧对应的并联臂22，如图9(B)所示，因并联电感器Lp_pl对谐振器Re_pl的阻抗波形的影响而在反谐振点Mfa附近发生的波形变化与因串联电感器Ls_pl对谐振器Re_pl的阻抗波形的影响而在谐振点Mfr附近发生的波形变化具有相同的程度。换而言之，在与高频侧对应的并联臂22，串联电感器Ls_pl对截止频率的可变范围的延伸作用和并联电感器Lp_pl对截止频率的可变范围的延伸作用程度相同。
[0074]另一方面，在与低频侧对应的并联臂23，如图9(C)所示，因并联电感器Lp_p2对谐振器Re_p2的阻抗波形的影响而在反谐振点Mfa附近发生的波形变化较大，因串联电感器(参照图l:Ls_p2)对谐振器Re_p2的阻抗波形的影响而在谐振点Mfr附近发生的波形变化较小。因此，在低频侧的谐振点Mfr的附近，较易维持阻抗变化的急剧性。换言之，在与低频侧对应的并联臂23，并联电感器Lp_p2对截止频率的可变范围的延伸作用更容易起到较大作用，串联电感器(Ls_p2)对截止频率的可变范围的延伸作用只能起更小的作用。
[0075]因此，作为为了使可变滤波电路20的电路尺寸小型化而省略的电感器，最优选为与更靠近低频侧相对应的并联臂23中的串联电感器(Ls_p2)。通过仅省略并联臂23的串联电感器(Ls_p2)，从而在不使可变滤波电路20的滤波特性发生大幅度的劣化的情况下，能够抑制可变滤波电路20的电路尺寸。
[0076]另外，通过省略并联臂23的串联电感器(Ls_p2)，在并联臂23，会导致可利用对可变电容Cs_p2的控制来调整的截止频率的可变范围有变窄的倾向。因此，作为设置于并联臂23的并联电感器Lp_p2，比起设置于另一个并联臂22的并联电感器Lp_pl，优选设定为电感值较小的电感器。如上所述，通过设定并联电感器Lp_p2，在并联臂23能够防止可利用对可变电容Cs_p2的控制来调整的截止频率的可变范围大幅度地变窄的情况。
[0077]此处，对利用了为每个不同的电路结构所准备的多个样本数据的滤波特性的试验结果进行说明。图10是在以与相同的通信频带相对应的方式设定的可变滤波电路的各种结构中，比较地示出了通过频带中的插入损耗的最小点的衰减量的图。图10中示出了为每个不同的电路结构所准备的多个样本的数据平均值。另外，对于各个电路结构，准备了使可变电容的调整量(与利用对可变电容的控制而使通频带的中心频率发生变化的比例相对应的频率调整率)逐一相差一定量后得到的多个样本。因此，在实际制造可变滤波电路时，通过对各个可变电容进行微调整，由此得到所希望的滤波特性。此处，比较地示出了实施方式I所涉及的可变滤波电路10(参照图1)的IL特性和实施方式2所涉及的可变滤波电路20(参照图9(A))的IL特性。
[0078]根据该试验结果可知:只要可变滤波电路的频率调整率在10%左右，则即使是省略了与低频侧相对应的并联臂23的串联电感器(Ls_p2)的可变滤波电路20的结构，与设置了所有电感器的可变滤波电路10相比，也不会大幅度地发生劣化。
[0079]如上所述，根据使用了样本数据的试验可以确认:如本实施方式所涉及的可变滤波电路20那样，通过仅省略了并联臂23的串联电感器(Ls_p2)，从而能够在不会使可变滤波电路20的滤波特性发生大幅度的劣化的情况下抑制可变滤波电路20的电路尺寸。
[0080](实施方式3) 图11是实施方式3所涉及的可变滤波电路30的电路图。
[0081 ] 可变滤波电路30具有第一电路部30A和第二电路部30B。第一电路部30A和第二电路部30B分别是与之前实施方式I中所示的可变滤波电路10相同的电路结构。第一电路部30A具有串联臂31、并联臂32、33。第二电路部30B具有串联臂34、并联臂35、36。
[0082]此处，并联臂32具有谐振器Re_pl、可变电容Cs_pl、串联电感器Ls_pl、以及并联电感器Lp_pl。并联臂33具有谐振器Re_p2、可变电容Cs_p2、串联电感器Ls_p2、以及并联电感器Lp_p2。并联臂35具有谐振器Re_p3、可变电容Cs_p3、串联电感器Ls_p3、以及并联电感器Lp_p3。并联臂36具有谐振器Re_p4、可变电容Cs_p4、串联电感器Ls_p4、以及并联电感器Lp_p4o
[0083]谐振器Re_Pl、Re_P2和谐振器Re_p3、Re_p4分别对应于具有不同的通频带和阻频带的通信频带。另外，为了对各自连接的谐振器Re_pl、Re_p2或者谐振器Re_p3、Re_p4所对应的通信频带中的滤波特性进行适当的设定，需要将可变电容Cs_pl、Cs_p2和可变电容Cs_p3、Cs_p4控制成适当的元件值。为了对各自连接的谐振器Re_pl、Re_p2或者谐振器Re_p3、Re_p4所对应的通信频带中的滤波特性进行适当的设定，需要将串联电感器Ls_pl、Ls_p2以及串联电感器Ls_p3、Ls_p4和并联电感器Lp_pl、Lp_p2及并联电感器Lp_p3、Lp_p4分别控制成适当的元件值。
[0084]如上所述，能够连接多个相当于滤波电路1B的电路部30A、30B从而使可变滤波电路多级化。通过使电路部30A、30B各自所对应的频带不同，从而能够提高电路部30A、30B各自的滤波特性。其结果是，能够使可变滤波电路对应于更多的通信频带。
[0085]此处，虽然使第一电路部30A和第二电路部30B分别构成为与实施方式I所示的可变滤波电路10相同的电路结构，但是也可以适当地组合其它变形例所涉及的电路结构、或者实施方式2所涉及的电路结构。另外，也可以连接并利用更多的电路部。
[0086](实施方式4)
图12是实施方式4所涉及的可变滤波电路40的电路图。
[0087]可变滤波电路40具有串联臂41、并联臂42、43。并联臂42具有可变电容Cs_pl、选择部SWl、谐振器Re_p 1、Re_p3、串联电感器Ls_p 1、Ls_p3、以及并联电感器Lp_p 1、Lp_p3。并联臂43具有可变电容Cs_p2、选择部SW2、谐振器Re_p2、Re_p4、串联电感器Ls_p2、Ls_p4、以及并联电感器Lp_p 2、Lp_p4。
[0088]选择部SWl连接至可变电容Cs_pl的端口 P3 (接地连接端)一侧。选择部SWl具有连接切换端口 Pswl和连接切换端口 Psw3，能够切换连接切换端口 Pswl和连接切换端口 Psw3而连接至可变电容Cs_pl。谐振器Re_pl、串联电感器Ls_pl及并联电感器Lp_pl连接至连接切换端口 Pswl。谐振器Re_p3、串联电感器Ls_p3及并联电感器Lp_p3连接至连接切换端口Psw30
[0089]选择部SW2连接至可变电容Cs_p2的端口 P3 (接地连接端)一侧。选择部SW2具有连接切换端口 Psw2和连接切换端口 Psw4，能够切换连接切换端口 Psw2和连接切换端口 Psw4而连接至可变电容Cs_p2。谐振器Re_p2、串联电感器Ls_p2及并联电感器Lp_p2连接至连接切换端口 Psw2。谐振器Re_p4、串联电感器Ls_p4及并联电感器Lp_p4连接至连接切换端口Psw4o
[0090]即使在本实施方式中，与实施方式3相同地，谐振器Re_pl、Re_p2、Re_p3、Re_p4分别对应于具有不同的通频带和阻频带的通信频带。另外，为了对各自连接的谐振器Re_pl、Re_p2、Re_p3、Re_p4所对应的通信频带中的滤波特性进行适当的设定，需要将可变电容Cs_P1、Cs_p2控制成适当的元件值。为了对各自连接的谐振器Re_pl、Re_p2、Re_p3、Re_p4所对应的通信频带中的滤波特性进行适当的设定，需要将串联电感器Ls_p 1、Ls_p2、Ls_p3、Ls_p4和并联电感器Lp_p 1、Lp_p2、Lp_p3、Lp_p4分别控制成适当的元件值。
[0091]而且，在该可变滤波电路40中，控制选择部SWl将连接切换端口PSW1、PSW3中的任一个连接至可变电容Cs_pl，并控制选择部SW2将连接切换端口 Psw2、Psw4中的任一个连接至可变电容Cs_p2，由此使滤波特性变化，变更所对应的通信频带。图13是示意性地说明选择部SWl、SW2的控制状态与可变滤波电路40的滤波特性之间的对应关系的特性图。图13(A)是示出了谐振器选择部SW1、SW2的控制状态的设定示例的图，图13(B)是示出了根据谐振器选择部SWl、SW2的控制状态的设定而确定的通频带的变化的特性图。
[0092 ]例如，在使可变滤波电路40的滤波特性对应于多个通信频带中低频侧的第一频带或者第二频带时，控制选择部SWl、SW2，从而在选择部SWl中选择并连接连接切换端口 Pswl，在选择部SW2中选择并连接连接切换端口 Psw2。而且，利用对可变电容的控制，能够将可变滤波电路40的通频带调整成第一频带或者第二频带中的任一个。
[0093]另外，在使可变滤波电路40的滤波特性对应于多个通信频带中高频侧的第三频带或者第四频带时，控制选择部SWl、SW2，从而在选择部SWl中选择并连接连接切换端口 Psw3，在选择部SW2中选择并连接连接切换端口 Psw4。而且，利用对可变电容的控制，能够将可变滤波电路40的通频带调整成第三频带或者第四频带中的任一个。
[0094]如上所述，在可变滤波电路40中，控制选择部SWl来将连接切换端口Pswl、Psw3中的任一个连接至可变电容Cs_pl，控制选择部SW2来将连接切换端口 Psw2、Psw4中的任一个连接至可变电容Cs_p2。由此，利用对谐振器选择部SWl、SW2的切换能够决定较大的频率调整，利用对可变电容的调整能够决定较细微的频率调整。因此，能够变更可变滤波电路40的滤波特性，以对应更多的通信频带。
[0095]而且，在该可变滤波电路40中，不会增加串联臂的总数、可变电容的总数，而能够对应多个通信频带。例如之前所说明的实施方式3中，需要设置与所对应的多个通信频带几乎相同数量的并联臂，而且各个并联臂所设置的各个元件的总数也会变多，但是，在本实施方式中，设置选择部SW1、SW2且在多个通信频带中共用可变电容Cs_pl、Cs_p2，所以无需对每个通信频带设置并联臂的各个元件。因此，能够抑制可变电容Cs_pl、Cs_p2的总数，能够防止电路尺寸的大型化，能够防止可变电容Cs_pl、Cs_p2的控制变得复杂。
[0096]另外，在本实施方式中，虽然示出了将设置于各个并联臂的串联电感器、并联电感器连接至选择部的连接切换端口侧的示例，但是也可以将串联电感器、并联电感器连接至选择部的可变电容一侧。在此情况下，也能够抑制设置于各个并联臂的串联电感器、并联电感器的总数，能够进一步地抑制电路尺寸。此处，示出了将设置于各个选择部的连接切换端口的总数、谐振器的总数设为2的示例，但是也可以将设置于各个选择部的连接切换端口的总数、谐振器的总数设定为大于2。在此情况下，能够使可变滤波电路对应更多的通信频带。
[0097](实施方式5)
图14是实施方式5所涉及的无线通信装置9的框图。
[0098]无线通信装置9具有天线1、前端电路2、发送电路3、以及接收电路4。发送电路3构成为能够对应LTE等通信系统中的多个通信频带，切换所对应的通信频带来输出发送信号。接收电路4构成为能够对应LTE等通信系统中的多个通信频带，切换所对应的通信频带来接收接收信号的输入。前端电路2连接在天线I与发送电路3及接收电路4之间，且具有连接至发送电路3的可变滤波电路10、连接至接收电路4的可变滤波电路10’、以及循环器5。可变滤波电路10或者可变滤波电路10’具有与图1所示的结构相同的结构。循环器5在信号传输方向上具有方向性，从而使发送信号从发送电路3传输至天线I，并使接收信号从天线I传输至接收电路4。
[0099]在如上所述结构的无线通信装置9中，发送侧的可变滤波电路10通过控制可变电容，从而使通过特性与发送电路3所对应的通信频带相匹配。另外，接收侧的可变滤波电路10’也通过控制可变电容，从而使通过特性与接收电路4所对应的通信频带相匹配。发送侧的可变滤波电路10使发送频率的信号通过，且截止接收频率的信号。另一方面，接收侧的可变滤波电路10’使接收频率的信号通过，且截止发送频率的信号。即，相互使相反侧的频率的信号衰减。由此，能够抑制发送信号对接收电路的影响，且能够良好地保持接收灵敏度。因此，在发送频率为高于接收频率的频率时，可以使发送侧的可变滤波电路10具有与图1所示的结构相同的结构。相反地，在接收频率为高于发送频率的频率时，可以使接收侧的可变滤波电路1 ’具有与图1所示的结构相同的结构。
[0100]如上所述，在使可变滤波电路10、10’具有与图1所示的结构相同的结构时，可变滤波电路10、10’要分别满足下面的第一条件、第二条件。第一条件是指，至少一个并联臂在没有可变电容的情况下的反谐振点(Mfa)相比多个通信频带中最高频侧的通信频带的阻频带的高频侧的上限频率，处于更高的频率。第二条件是指，至少一个并联臂在没有可变电容的情况下的谐振点(Mfr)相比多个通信频带中最低频侧的通信频带的阻频带的低频侧的下限频率，处于更低的频率。只要可变滤波电路10、10’满足第一条件和第二条件，则从谐振点(Mfr)到反谐振点(Mfa)为止的频带内包含了所有的多个通信频带，通过控制可变滤波电路
1、1 ’的可变电容，能够将可变滤波电路1、1 ’的通频带中低频侧的截止频率调整至多个通信频带各自的通频带的低频侧。
[0101]另外，可变滤波电路1、1’也可以使更高频侧的第二通频带与发送电路3、接收电路4所对应的通信频带相匹配，而非使低频侧的第一通频带与发送电路3、接收电路4所对应的通信频带相匹配。在此情况下，可变滤波电路10、10’所需的条件是:至少一个并联臂在没有可变电容的情况下的副谐振点(Sfr)相比多个通信频带中最低频侧的通信频带的阻频带的低频侧的下限频率，处于更低的频率。只要可变滤波电路10、10’满足上述条件，则在高于副谐振点(Sfr)的频带内包含了所有的多个通信频带，通过控制可变滤波电路10、10’的可变电容，能够将可变滤波电路10、10’高频侧的第二通频带中的低频侧的截止频率调整至多个通信频带各自的通频带的低频侧。
[0102]如上所述，通过控制可变滤波电路10、10’的可变电容，能够在高于反谐振点(Mfa)的频带中调整可变滤波电路10、10 ’的通频带。
[0103]如上述说明的那样，能够实施本发明。另外，本发明只要是对应于权利要求书的范围所记载的结构，即使是与上述各个实施方式所示的结构不同的其它结构也能够进行实施。例如，作为可变电抗，能够使用构成可变电感器的电路或元件，而非可变电容。
标号说明
[0104] 9无线通信装置
I天线 2前端电路 3发送电路 4接收电路 5循环器
10、30、40可变滤波电路
11、31、34、41串联臂
12、13、32、33、35、36、42、43并联臂
【主权项】
1.一种可变滤波电路，其特征在于， 具有:连接在第一输入输出端与第二输入输出端之间的串联臂；包括串联连接在所述第一输入输出端与接地连接端之间的谐振器的第一并联臂；以及包括串联连接在所述第二输入输出端与所述接地连接端之间的谐振器的第二并联臂，所述串联臂包括串联连接在所述第一输入输出端与所述第二输入输出端之间的电容器， 所述第一并联臂及所述第二并联臂分别包括与所述谐振器串联连接的可变电抗。2.如权利要求1所述的可变滤波电路，其特征在于， 所述第一并联臂和所述第二并联臂中的至少一个还包括与所述谐振器串联连接的串联电感器。3.如权利要求1或2所述的可变滤波电路，其特征在于， 所述第一并联臂和所述第二并联臂中的至少一个还包括与所述谐振器并联连接的并联电感器。4.如权利要求1所述的可变滤波电路，其特征在于， 所述第一并联臂和所述第二并联臂中的至少一个同时包括与所述谐振器并联连接的并联电感器、以及与并联连接有所述谐振器和所述并联电感器的电路串联连接的串联电感器。5.如权利要求1所述的可变滤波电路，其特征在于， 所述第一并联臂和所述第二并联臂中的至少一个同时包括与所述谐振器串联连接的串联电感器、以及与串联连接有所述谐振器和所述串联电感器的电路并联连接的并联电感器。6.如权利要求1所述的可变滤波电路，其特征在于， 所述第一并联臂和所述第二并联臂还分别包括与所述谐振器并联连接的并联电感器， 所述第一并联臂包括与所述谐振器串联连接的串联电感器， 所述第二并联臂中省去了与所述谐振器串联连接的串联电感器。7.如权利要求6所述的可变滤波电路，其特征在于， 相比于所述第二并联臂所包括的谐振器的谐振点及反谐振点，所述第一并联臂所包括的谐振器的谐振点及反谐振点位于高频侧。8.如权利要求6或7所述的可变滤波电路，其特征在于， 所述第二并联臂所包括的并联电感器的电感值小于所述第一并联臂所包括的并联电感器的电感值。9.如权利要求1至8中任一项所述的可变滤波电路，其特征在于， 所述第一并联臂和所述第二并联臂中的至少一个包括多个所述谐振器、以及从多个所述谐振器中选择任一个并使其串联连接至所述可变电抗的选择部。10.如权利要求9所述的可变滤波电路，其特征在于， 所述第一并联臂和所述第二并联臂中至少一个包括分别串联连接至多个所述谐振器的多个所述串联电感器， 所述选择部从多个所述串联电感器和多个所述谐振器中选择任意一组，并使其串联连接至所述可变电抗。11.如权利要求9或10所述的可变滤波电路，其特征在于， 所述第一并联臂和所述第二并联臂中至少一个包括分别与多个所述谐振器并联连接的多个所述并联电感器， 所述选择部从多个所述并联电感器和多个所述谐振器中选择任意一组，并使其串联连接至所述可变电抗。12.一种无线通信装置，其特征在于，具有: 包括权利要求1至11中任一项所述的可变滤波电路的前端电路； 天线；以及 经由所述前端电路连接至所述天线的通信电路。13.如权利要求12所述的无线通信装置，其特征在于， 所述通信电路对应于多个通信频带， 至少一个并联臂在没有所述可变电抗的情况下的反谐振点高于多个所述通信频带中最高频侧的通信频带的阻频带的高频侧的上限频率， 至少一个并联臂在没有所述可变电抗的情况下的谐振点低于多个所述通信频带中最低频侧的通信频带的阻频带的低频侧的下限频率。14.如权利要求12所述的无线通信装置，其特征在于， 所述可变滤波电路包括分别与所述谐振器串联连接的串联电感器， 所述通信电路对应于多个通信频带， 至少一个并联臂在没有所述可变电抗的情况下的副谐振点低于多个所述通信频带中最低频侧的通信频带的阻频带的低频侧的下限频率。
【文档编号】H03H7/12GK105981298SQ201580007866
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年2月5日
【发明人】小上贵史, 多田齐, 谷将和, 杉山将三
【申请人】株式会社村田制作所