特開 2024-152376 マルチプレクサ、これを用いるスペクトラムアナライザ、シグナルアナライザ、信号発生装置、及びマルチプレクサの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024152376

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】マルチプレクサ、これを用いるスペクトラムアナライザ、シグナルアナライザ、信号発生装置、及びマルチプレクサの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01P 1/207 20060101AFI20241018BHJP

   H01P 7/06 20060101ALI20241018BHJP

   H01P 1/208 20060101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

H01P1/207 Z

H01P7/06

H01P1/208 Z

【審査請求】有

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023066528

(22)【出願日】2023-04-14

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

２．ＷＣＤＭＡ

(71)【出願人】

【識別番号】000000572

【氏名又は名称】アンリツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003694

【氏名又は名称】弁理士法人有我国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 健一

(72)【発明者】

【氏名】岸 裕司

【テーマコード（参考）】

5J006

【Ｆターム（参考）】

5J006HC01

5J006JA01

5J006JA05

5J006LA11

5J006MA01

5J006NE11

5J006NE13

(57)【要約】

【課題】フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度の測定、解析、試験に対応可能なマルチプレクサ、これを用いるスペクトラムアナライザ、シグナルアナライザ、信号発生装置、及びマルチプレクサの制御方法を提供する。
【解決手段】マルチプレクサ１０は、ハイブリッド１８ａ１とハイブリッド１９ａ１との間に並列に接続される２つのＢＰＦ２０ａ１と、ハイブリッド１８ａ１のポートＰ４に接続され、ＢＰＦ２０ａ１の通過帯域に隣接する通過帯域を有するＢＰＦ２０ｂ１と、を備えるとともに、ＢＰＦ２０ａ１及びハイブリッド１８ａ１の通過帯域を、所定の周波数範囲内の互いにオーバーラップする帯域が形成される帯域の範囲内において可変する通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポートＰ１（Ｉｎｐｕｔ）、ポートＰ２（Ｔｈｒｏｕｇｈ）、ポートＰ３（Ｃｏｕｐｌｅ）及びポートＰ４（Ｉｓｏｌａｔｅｄ）をそれぞれ有し、信号の分配または合成を行う回路網で構成される第１のハイブリッド（１８ａ１）、及び第２のハイブリッド（１９ａ１）と、
前記第１のハイブリッドと前記第２のハイブリッドとの間に並列に接続される２つの略同一特性のフィルタからなる第１のフィルタ（２０ａ１）と、
前記第１のハイブリッドの前記ポートＰ４に接続され、前記第１のフィルタの通過帯域に隣接する通過帯域を有する第２のフィルタ（２０ｂ１）と、を備え、
前記第１のハイブリッドの前記ポートＰ１からの入力信号を２つの前記第１のフィルタに分配し、それぞれの通過帯域内であれば前記第１のフィルタを通過させ、前記第２のハイブリッドで合成されて前記第２のハイブリッドの前記ポートＰ３から出力する一方、
前記入力信号が前記第１のフィルタの通過帯域外であれば、反射され、前記第１のハイブリッドで合成されて前記ポートＰ４から前記第２のフィルタに出力するマルチプレクサであって、
前記第１のフィルタ、及び前記第２のフィルタの通過帯域を、所定の周波数範囲内の互いにオーバーラップする帯域が形成される帯域の範囲内において可変する通過帯域可変手段（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）を有することを特徴とするマルチプレクサ。

【請求項2】

前記第１のハイブリッド、前記第２のハイブリッド、前記第１のフィルタ、及び前記第２のフィルタを有する構成を基本ユニットとし、複数の前記基本ユニットを、前の前記基本ユニットの前記第１のハイブリッドの前記ポートＰ４或いは前記第２のハイブリッドの前記ポートＰ３に後の前記基本ユニットの前記第１のハイブリッドの前記ポートＰ１が接続されるように順に連結して構成され、
前後の前記基本ユニットの前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタは、連続する帯域を通して互いにオーバーラップする帯域が形成されるように前記通過帯域を可変することを特徴とする請求項１に記載のマルチプレクサ。

【請求項3】

それぞれの前記基本ユニットの前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタは、帯域通過フィルタ、高域通過フィルタ、低域通過フィルタのうちのいずれか１種類、または、複数種類混在した構成を有する請求項２に記載のマルチプレクサ。

【請求項4】

前記第１のフィルタ、及び前記第２のフィルタは、導波管フィルタ（２０）で構成され、
前記導波管フィルタは、
互いに直方体形状を有し、それぞれ長手方向の一側面（３２ａ、３２ｂ）に長手方向の一端（３３）から他端（３４）にかけて導波路（３５）となるべき溝（３５ａ、３５ｂ）が形成される第１の導波管部（３１ａ）、及び第２の導波管部（３１ｂ）を備え、前記第１の導波管部と前記第２の導波管部を前記一側面同士が向かい合うように対向配置した状態で前記溝による前記導波路が形成されるとともに、前記第１の導波管部の前記一側面と、前記第２の導波管部の前記一側面との間の隙間に応じて前記導波路の通過帯域が変化する導波管部（３０）と、
前記通過帯域可変手段を構成し、所望の通過帯域が設定されるように前記導波管部における前記隙間を可変する隙間調整機構（４３、４３Ａ）と、を有することを特徴とする請求項１に記載のマルチプレクサ。

【請求項5】

前記隙間調整機構（４３Ａ）は、
前記第１の導波管部を載置する第１のステージ部材（５２ａ）と、
前記第２の導波管部を、前記第１の導波管部に対して対向配置された状態に載置する第２のステージ部材（５２ｂ）と、
前記第１のステージ部材及び前記第２のステージ部材を、前記第１の導波管部と前記第２の導波管部との前記隙間が変化するように、対称面に対して対称に移動可能に駆動する駆動手段（５０ａ、５０ｂ）
を有することを特徴とする請求項４に記載のマルチプレクサ。

【請求項6】

前記導波管部は、前記所定の周波数範囲の被測定信号を前記導波路に入力し、互いにオーバーラップする複数の周波数帯のうちの、前記隙間に対応する通過帯域に合致するいずれか１つの前記帯域の周波数成分を出力することを特徴とする請求項５に記載のマルチプレクサ。

【請求項7】

所定の周波数範囲の被測定信号を、ローカル信号発生器（１１２）から出力されるローカル信号とともにミキサ（１１１）に与え、そのミキシング出力から所定の中間周波数帯の信号を抽出するフィルタ（１１３）を有する周波数変換部（１００）と、前記中間周波数帯の信号を検波する検波器（１２０）とを有し、解析対象周波数に応じて前記ローカル信号の周波数を変化させて、前記被測定信号のスペクトラム特性を求めるスペクトラムアナライザ（１）において、
前記周波数変換部の前段に、前記請求項１に記載のマルチプレクサ（１０Ａ）を設けるとともに、
前記解析対象周波数のうちの一周波数帯に対応する前記通過帯域が設定されるように前記通過帯域可変手段を駆動制御する通過帯域可変制御手段（１５１）を有し、
前記解析対象周波数のうちの一周波数帯に対応する周波数成分を、前記マルチプレクサを通して測定することを特徴とするスペクトラムアナライザ。

【請求項8】

前記第１のハイブリッド、前記第２のハイブリッド、前記第１のフィルタ、及び前記第２のフィルタを有する構成を基本ユニットとし、
複数の前記基本ユニット（１０－１１、１０－１２）を組み合わせて前記マルチプレクサ（１０Ａ）が構成され、
それぞれの前記基本ユニットの前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタは、連続する帯域を通して互いにオーバーラップする帯域が形成されるように前記通過帯域を可変することを特徴とする請求項７に記載のスペクトラムアナライザ。

【請求項9】

所定の周波数範囲の被測定信号を、ローカル信号発生器（１１２）から出力されるローカル信号とともにミキサ（１１１Ｄ）に与え、そのミキシング出力から所定の中間周波数帯の信号を抽出するフィルタ（１１３Ｄ）を有する周波数変換部（１００Ｄ）と、前記中間周波数帯の信号をＡＤＣ（１２５）でデジタル信号に変換した後に当該信号の波形を解析する信号解析部（１５３Ｄ）とを有し、解析対象周波数に応じて前記ローカル信号の周波数を変化させて、前記被測定信号の波形を解析するシグナルアナライザ（２）において、
前記周波数変換部の前段に、前記請求項１に記載のマルチプレクサ（１０Ａ）を設けるとともに、
前記解析対象周波数のうちの一周波数帯に対応する前記通過帯域が設定されるように前記通過帯域可変手段を駆動制御する通過帯域可変制御手段（１５１Ｄ）を有し、
前記解析対象周波数のうちの一周波数帯に対応する周波数成分の信号を、前記マルチプレクサを通して解析することを特徴とするシグナルアナライザ。

【請求項10】

信号発生部（１３０）から出力される中間周波数帯の試験用信号を、ローカル信号発生器（１１２Ｅ）から出力されるローカル信号とともにミキサ（１１１Ｅ）に与え、所定の周波数範囲の信号に変換する周波数変換部（１００Ｅ）を有し、被測定対象（ＤＵＴ）を試験するための試験対象周波数に応じて前記ローカル信号の周波数を変化させて、前記周波数変換部による周波数変換後の信号を前記被測定対象の試験用信号として送出する信号発生装置（３）において、
前記周波数変換部の後段に、前記周波数変換後の信号が入力される前記請求項１に記載のマルチプレクサ（１０Ｅ）を設けるとともに、
前記試験対象周波数のうちの一周波数帯に対応する前記通過帯域が設定されるように前記通過帯域可変手段を駆動制御する通過帯域可変制御手段（１５１Ｅ）を有し、
前記試験対象周波数のうちの前記マルチプレクサを通過する一周波数帯に対応する周波数成分の前記試験用信号を送出することを特徴とする信号発生装置。

【請求項11】

請求項１に記載のマルチプレクサ（１０）を用いるスペクトラムアナライザ、またはシグナルアナライザ、若しくは信号発生装置におけるマルチプレクサの制御方法であって、
解析対象周波数、または試験対象周波数を設定する設定ステップ（Ｓ１、Ｓ１１）と、
設定された前記解析対象周波数、または試験対象周波数に基づき、前記第１のフィルタ、及び前記第２のフィルタに対して選択されるべき前記通過帯域が設定されるように前記通過帯域可変手段を駆動制御する通過帯域可変制御ステップ（Ｓ３、Ｓ１３）と、
前記通過帯域可変手段により設定された前記通過帯域を有する前記第１のフィルタ、及び前記第２のフィルタを通過する前記解析対象周波数、または試験対象周波数に対応する周波数成分を抽出するステップ（Ｓ４、Ｓ１４）と、
を含むことを特徴とするマルチプレクサの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハイブリッド間に一対のフィルタを配置した回路構造を基本とし、フィルタが通過帯域を可変する機能を有するマルチプレクサ、これを用いるスペクトラムアナライザ、シグナルアナライザ、信号発生装置、及びマルチプレクサの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

入力信号から所望の通過帯域の信号成分を抽出するためのフィルタとしては、信号成分を導入、通過させる導波路が形成された導波管を用いた導波管フィルタがある。

【0003】

導波管フィルタの一例として、複数の空洞共振器が複数のアイリスを介して結合される誘導性アイリス結合導波管フィルタが従来から知られている（例えば、特許文献１等）。この誘導性アイリス結合導波管フィルタは、入力側と出力側に、それぞれ、誘導性の第１アイリスと第２アイリスとを配した構造を有している。

【0004】

また、導波管による複数の導波路が形成されたフィルタブロックを、指定された導波路の両端が第１の固定導波管ブロックの導波路と第２の固定導波管ブロックの導波路とに接続させる位置まで機械的に移動させるフィルタバンクの構造も知られている（例えば、特許文献２等）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－１８４８３１号公報

【特許文献2】特開２０１９－８７８６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

被測定信号から複数の周波数帯の信号を抽出するフィルタ部に特許文献１に記載されるような導波管フィルタや、特許文献２に記載されるような導波管ブロック切替機構を用い得るものとしてスペクトラムアナライザが知られている。

【0007】

スペクトラムアナライザに関しては、今日の５Ｇや各種の無線通信に係る通信技術の急速な進展を背景とし、今後さらに高度な通信技術を獲得すべく、例えば、ミリ波（２００ＧＨｚ～３００ＧＨｚ等）帯等のより高い周波数帯においてスプリアス成分からの影響があるかどうかを精度よく検出できることが求められている。同様の要求は、フィルタ部に上述した導波管フィルタや、導波管ブロック切替機構をフィルタ部に用い得るシグナルアナライザや、被測定対象（Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ：ＤＵＴ）の受信感度試験のための試験用信号を発生する信号発生装置に対しても高まりつつある。

【0008】

上述した要求に応えるべく、従来のスペクトラムアナライザでは、フィルタ部として、例えば、図１７に示すような構成を有するフィルタバンクを採用するものがあった。図１７において、各フィルタ９１ａ、９１ｂ、９１ｃは、それぞれ、２つのハイブリッド９３、９４（ハイブリッド９３ａ１と９４ａ１、９３ｂ１と９４ｂ１、９３ｃ１と９４ｃ１）を有するとともに、２つのハイブリッド９３、９４の間に、それぞれ、一対のフィルタ９５ａ１、９５ｂ１、９５ｃ１を配置した構成を有する。ハイブリッド９３、９４としてブランチライン・カプラ（ＢＬＣ）を用いたものは、ＢＬＣフィルタバンクと呼ばれる。

【0009】

ＢＬＣフィルタバンクを用いるスペクトラムアナライザでは、通過帯域の異なるフィルタを機械的に切り替える必要がなく、各フィルタ９１ａ、９１ｂ、９１ｃのフィルタ９５ａ１、９５ｂ１、９５ｃ１を通過する信号を取り出すだけで所望の帯域の信号を取得することができる。

【0010】

しかしながら、ＢＬＣフィルタバンクは、元々、隣り合うフィルタ９５ａ１、９５ｂ１、９５ｃ１間で通過帯域をオーバーラップさせるようにはなっていなかった。このため、信号の測定（または、解析、若しくはＤＵＴ試験）が行えなくなることを抑止すべく、オーバーラップを確保するためには、図１７に示すようなＢＬＣフィルタバンクを複数設け、各ＢＬＣフィルタバンクをグループ間で切り替えて用いる必要があった。

【0011】

このため、図１７に示すようなＢＬＣフィルタバンクを用いる従来のスペクトラムアナライザ、シグナルアナライザ、信号発生装置では、フィルタ部を切り替えるための構成とその切替制御が複雑化し、簡単かつ安価な構成で、ミリ波等のより高い周波数帯を対象とする周波数成分の測定、解析、或いは試験に対応することは極めて困難であった。

【0012】

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度の測定、解析、試験に対応可能なマルチプレクサ、これを用いるスペクトラムアナライザ、シグナルアナライザ、信号発生装置、及びマルチプレクサの制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るマルチプレクサは、ポートＰ１（Ｉｎｐｕｔ）、ポートＰ２（Ｔｈｒｏｕｇｈ）、ポートＰ３（Ｃｏｕｐｌｅ）及びポートＰ４（Ｉｓｏｌａｔｅｄ）をそれぞれ有し、信号の分配または合成を行う回路網で構成される第１のハイブリッド（１８ａ１）、及び第２のハイブリッド（１９ａ１）と、前記第１のハイブリッドと前記第２のハイブリッドとの間に並列に接続される２つの略同一特性のフィルタからなる第１のフィルタ（２０ａ１）と、前記第１のハイブリッドの前記ポートＰ４に接続され、前記第１のフィルタの通過帯域に隣接する通過帯域を有する第２のフィルタ（２０ｂ１）と、を備え、前記第１のハイブリッドの前記ポートＰ１からの入力信号を２つの前記第１のフィルタに分配し、それぞれの通過帯域内であれば前記第１のフィルタを通過させ、前記第２のハイブリッドで合成されて前記第２のハイブリッドの前記ポートＰ３から出力する一方、前記入力信号が前記第１のフィルタの通過帯域外であれば、反射され、前記第１のハイブリッドで合成されて前記ポートＰ４から前記第２のフィルタに出力するマルチプレクサであって、前記第１のフィルタ、及び前記第２のフィルタの通過帯域を、所定の周波数範囲内の互いにオーバーラップする帯域が形成される帯域の範囲内において可変する通過帯域可変手段（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）を有することを特徴とする。

【0014】

この構成により、本発明の請求項１に係るマルチプレクサは、通過帯域可変手段により第１のフィルタと第２のフィルタの通過帯域を可変することにより、フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易にしかも連続的に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度の測定、解析、試験に対応可能となる。

【0015】

また、本発明の請求項２に係るマルチプレクサは、前記第１のハイブリッド、前記第２のハイブリッド、前記第１のフィルタ、及び前記第２のフィルタを有する構成を基本ユニットとし、複数の前記基本ユニットを、前の前記基本ユニットの前記第１のハイブリッドの前記ポートＰ４或いは前記第２のハイブリッドの前記ポートＰ３に後の前記基本ユニットの前記第１のハイブリッドの前記ポートＰ１が接続されるように順に連結して構成され、前後の前記基本ユニットの前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタは、連続する帯域を通して互いにオーバーラップする帯域が形成されるように前記通過帯域を可変する構成としてもよい。

【0016】

この構成により、本発明の請求項２に係るマルチプレクサは、複数の基本ユニットを組み合わせて拡張された所望の通過帯域に対応可能なフィルタ構造を簡単な構造により構築することができ、高周波信号の高精度の測定、解析、試験への対応も容易となる。

【0017】

また、本発明の請求項３に係るマルチプレクサは、それぞれの前記基本ユニットの前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタは、帯域通過フィルタ、高域通過フィルタ、低域通過フィルタのうちのいずれか１種類、または、複数種類混在した構成を有するものであってもよい。

【0018】

この構成により、本発明の請求項３に係るマルチプレクサは、ハイブリッドと、帯域通過フィルタ、高域通過フィルタ、低域通過フィルタのうちのいずれか１種類、または、複数種類混在させて、所望の仕様のフィルタ構造を容易に実現できる。

【0019】

また、本発明の請求項４に係るマルチプレクサにおいて、前記第１のフィルタ、及び前記第２のフィルタは、導波管フィルタ（２０）で構成され、前記導波管フィルタは、互いに直方体形状を有し、それぞれ長手方向の一側面（３２ａ、３２ｂ）に長手方向の一端（３３）から他端（３４）にかけて導波路（３５）となるべき溝（３５ａ、３５ｂ）が形成される第１の導波管部（３１ａ）、及び第２の導波管部（３１ｂ）を備え、前記第１の導波管部と前記第２の導波管部を前記一側面同士が向かい合うように対向配置した状態で前記溝による前記導波路が形成されるとともに、前記第１の導波管部の前記一側面と、前記第２の導波管部の前記一側面との間の隙間に応じて前記導波路の通過帯域が変化する導波管部（３０）と、前記通過帯域可変手段を構成し、所望の通過帯域が設定されるように前記導波管部における前記隙間を可変する隙間調整機構（４３、４３Ａ）と、を有する構成であってもよい。

【0020】

この構成により、本発明の請求項４に係るマルチプレクサは、導波管フィルタの第１の導波管部と第２の導波管部の隙間を調整する隙間調整機構を用いて通過帯域可変手段を容易に実現できる。

【0021】

また、本発明の請求項５に係るマルチプレクサにおいて、前記隙間調整機構（４３Ａ）は、前記第１の導波管部を載置する第１のステージ部材（５２ａ）と、前記第２の導波管部を、前記第１の導波管部に対して対向配置された状態に載置する第２のステージ部材（５２ｂ）と、前記第１のステージ部材及び前記第２のステージ部材を、前記第１の導波管部と前記第２の導波管部との前記隙間が変化するように、対称面に対して対称に移動可能に駆動する駆動手段（５０ａ、５０ｂ）を有する構成としてもよい。

【0022】

この構成により、本発明の請求項５にマルチプレクサは、駆動手段によって第１のステージ部材及び第２のステージ部材を対称面に対して対称に動くように駆動することで、第１の導波管部と第２の導波管部間の隙間を容易にしかも連続的に可変できるとともに、通過帯域可変に際してフィルタ特性を向上させることができる。

【0023】

また、本発明の請求項６に係るマルチプレクサにおいて、前記導波管部は、前記所定の周波数範囲の被測定信号を前記導波路に入力し、互いにオーバーラップする複数の周波数帯のうちの、前記隙間に対応する通過帯域に合致するいずれか１つの前記帯域の周波数成分を出力する構成であってもよい。

【0024】

この構成により、本発明の請求項６にマルチプレクサは、隙間調整機構により隙間を可変することで、その隙間に応じて所定の周波数範囲内の複数の通過帯域のうちの所望の通過帯域を設定することができる。

【0025】

上記課題を解決するために、本発明の請求項７に係るスペクトラムアナライザは、所定の周波数範囲の被測定信号を、ローカル信号発生器（１１２）から出力されるローカル信号とともにミキサ（１１１）に与え、そのミキシング出力から所定の中間周波数帯の信号を抽出するフィルタ（１１３）を有する周波数変換部（１００）と、前記中間周波数帯の信号を検波する検波器（１２０）とを有し、解析対象周波数に応じて前記ローカル信号の周波数を変化させて、前記被測定信号のスペクトラム特性を求めるスペクトラムアナライザ（１）において、前記周波数変換部の前段に、前記請求項１に記載のマルチプレクサ（１０Ａ）を設けるとともに、前記解析対象周波数のうちの一周波数帯に対応する前記通過帯域が設定されるように前記通過帯域可変手段を駆動制御する通過帯域可変制御手段（１５１）を有し、前記解析対象周波数のうちの一周波数帯に対応する周波数成分を、前記マルチプレクサを通して測定することを特徴とする。

【0026】

この構成により、本発明の請求項７に係るスペクトラムアナライザは、通過帯域可変手段により第１のフィルタと第２のフィルタの通過帯域を可変することにより、フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易にしかも連続的に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度の測定が可能となる。

【0027】

また、本発明の請求項８に係るスペクトラムアナライザは、前記第１のハイブリッド、前記第２のハイブリッド、前記第１のフィルタ、及び前記第２のフィルタを有する構成を基本ユニットとし、複数の前記基本ユニット（１０－１１、１０－１２）を組み合わせて前記マルチプレクサ（１０Ａ）が構成され、それぞれの前記基本ユニットの前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタは、連続する帯域を通して互いにオーバーラップする帯域が形成されるように前記通過帯域を可変する構成であってもよい。

【0028】

この構成により、本発明の請求項８に係るスペクトラムアナライザは、複数の基本ユニットを組み合わせて拡張された所望の通過帯域に対応可能なマルチプレクサのフィルタ構造を簡単な構造により構築することができ、高周波信号の高精度の測定、解析、試験への対応も容易となる。

【0029】

上記課題を解決するために、本発明の請求項９に係るシグナルアナライザは、所定の周波数範囲の被測定信号を、ローカル信号発生器（１１２）から出力されるローカル信号とともにミキサ（１１１Ｄ）に与え、そのミキシング出力から所定の中間周波数帯の信号を抽出するフィルタ（１１３Ｄ）を有する周波数変換部（１００Ｄ）と、前記中間周波数帯の信号をＡＤＣ（１２５）でデジタル信号に変換した後に当該信号の波形を解析する信号解析部（１５３Ｄ）とを有し、解析対象周波数に応じて前記ローカル信号の周波数を変化させて、前記被測定信号の波形を解析するシグナルアナライザ（２）において、前記周波数変換部の前段に、前記請求項１に記載のマルチプレクサ（１０Ａ）を設けるとともに、前記解析対象周波数のうちの一周波数帯に対応する前記通過帯域が設定されるように前記通過帯域可変手段を駆動制御する通過帯域可変制御手段（１５１Ｄ）を有し、前記解析対象周波数のうちの一周波数帯に対応する周波数成分の信号を、前記マルチプレクサを通して解析することを特徴とする。

【0030】

この構成により、本発明の請求項９に係るシグナルアナライザは、通過帯域可変手段により第１のフィルタと第２のフィルタの通過帯域を可変することにより、フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易にしかも連続的に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度の解析が可能となる。

【0031】

上記課題を解決するために、本発明の請求項１０に係る信号発生装置は、信号発生部（１３０）から出力される中間周波数帯の試験用信号を、ローカル信号発生器（１１２Ｅ）から出力されるローカル信号とともにミキサ（１１１Ｅ）に与え、所定の周波数範囲の信号に変換する周波数変換部（１００Ｅ）を有し、被測定対象（ＤＵＴ）を試験するための試験対象周波数に応じて前記ローカル信号の周波数を変化させて、前記周波数変換部による周波数変換後の信号を前記被測定対象の試験用信号として送出する信号発生装置（３）において、前記周波数変換部の後段に、前記周波数変換後の信号が入力される前記請求項１に記載のマルチプレクサ（１０Ｅ）を設けるとともに、前記試験対象周波数のうちの一周波数帯に対応する前記通過帯域が設定されるように前記通過帯域可変手段を駆動制御する通過帯域可変制御手段（１５１Ｅ）を有し、前記試験対象周波数のうちの前記マルチプレクサを通過する一周波数帯に対応する周波数成分の前記試験用信号を送出することを特徴とする。

【0032】

この構成により、本発明の請求項１０に係る信号発生装置は、通過帯域可変手段により第１のフィルタと第２のフィルタの通過帯域を可変することにより、フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易にしかも連続的に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度のＤＵＴ試験に対応可能となる。

【0033】

上記課題を解決するために、本発明の請求項１１に係るマルチプレクサの制御方法は、 請求項１に記載のマルチプレクサ（１０）を用いるスペクトラムアナライザ、またはシグナルアナライザ、若しくは信号発生装置におけるマルチプレクサの制御方法であって、解析対象周波数、または試験対象周波数を設定する設定ステップ（Ｓ１、Ｓ１１）と、設定された前記解析対象周波数、または試験対象周波数に基づき、前記第１のフィルタ、及び前記第２のフィルタに対して選択されるべき前記通過帯域が設定されるように前記通過帯域可変手段を駆動制御する通過帯域可変制御ステップ（Ｓ３、Ｓ１３）と、前記通過帯域可変手段により設定された前記通過帯域を有する前記第１のフィルタ、及び前記第２のフィルタを通過する前記解析対象周波数、または試験対象周波数に対応する周波数成分を抽出するステップ（Ｓ４、Ｓ１４）と、を含むことを特徴とする。

【0034】

この構成により、本発明の請求項１１に係るマルチプレクサの制御方法は、スペクトラムアナライザ、またはシグナルアナライザ、若しくは信号発生装置において適用することで、通過帯域可変手段により第１のフィルタと第２のフィルタの通過帯域を可変することにより、フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易にしかも連続的に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度の測定、解析、試験に対応可能となる。

【発明の効果】

【0035】

本発明は、フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度の測定、解析、試験に対応可能なマルチプレクサ、これを用いるスペクトラムアナライザ、シグナルアナライザ、信号発生装置、及びマルチプレクサの制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明に係るマルチプレクサの基本ユニットの構成図である。

【図2】図１に示す基本ユニットの構造を有するマルチプレクサにより抽出可能な周波数帯の分布を示す模式図である。

【図3】図１に示す基本ユニットの構造を有するマルチプレクサのフィルタを構成する導波管フィルタの分解斜視図である。

【図4】図３における導波管フィルタを構成する第１導波管部及び第２導波管部の内面側の構成を示す平面図であり、（ａ）は第１導波管部を示し、（ｂ）は第２導波管部を示している。

【図5】図３における導波管フィルタの外観図であり、（ａ）は側面から見た図を示し、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、第１導波管部と第２導波管部間が隙間Ｇ０のとき、隙間Ｇ１のとき、隙間Ｇ２のときの正面から見た図を示し、（ｅ）は図１における隙間調整部に対する変形例に係る隙間調整部の構成を示している。

【図6】図１に示した基本ユニットを用いた本発明に係るマルチプレクサの一構成例を示す図である。

【図7】図１に示す基本ユニットを用いた本発明に係るマルチプレクサの他の構成例を示す図である。

【図8】図１に示す基本ユニットを用いた本発明に係るマルチプレクサのさらに別の構成例を示す図である。

【図9】図１に示す基本ユニットを複数用いた図６ないし図８に示す構成以外の本発明の一実施形態に係るマルチプレクサの構成を示す図である。

【図10】本発明の一実施形態に係るマルチプレクサにおける通過帯域可変フィルタでの通過帯域可変制御に基づく通過帯域の分布を示す模式図である。

【図11】本発明の一実施形態に係るマルチプレクサを用いるスペクトラムアナライザの一般的構成を示す図である。

【図12】本発明の一実施形態に係るマルチプレクサを用いるスペクトラムアナライザの信号測定制御動作を示すフローチャートである。

【図13】本発明の一実施形態に係るマルチプレクサを用いるシグナルアナライザの一般的構成を示す図である。

【図14】本発明の一実施形態に係るマルチプレクサを用いる信号発生装置の一般的構成を示す図である。

【図15】本発明の一実施形態に係るマルチプレクサを用いる信号発生装置におけるマルチプレクサの構成図である。

【図16】本発明の一実施形態に係るマルチプレクサを用いる信号発生装置における信号送出制御動作を示すフローチャートである。

【図17】従来のスペクトラムアナライザに用いられるＢＬＣフィルタバンクの構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、本発明に係るマルチプレクサ、これを用いるスペクトラムアナライザ、シグナルアナライザ、信号発生装置、及びマルチプレクサの制御方法の実施形態について説明する。

【0038】

（概要）
本発明に係るマルチプレクサ１０は、ポートＰ１（Ｉｎｐｕｔ）、ポートＰ２（Ｔｈｒｏｕｇｈ）、ポートＰ３（Ｃｏｕｐｌｅ）及びポートＰ４（Ｉｓｏｌａｔｅｄ）を有し、信号の分配または合成を行う回路網で構成されるハイブリッドと、フィルタを用いて構成され、所定の周波数範囲の信号を入力し、その入力信号に含まれる不要な電波、すなわち、スプリアス（Ｓｐｕｒｉｏｕｓ）波を抑制しつつ所望の周波数帯（ｂａｎｄ：バンド）の周波数成分の信号のみを抽出して出力するものである。上記ハイブリッドとしては、例えば、ブランチライン・カプラ（Ｂｒａｎｃｈ Ｌｉｎｅ Ｃｏｕｐｌｅｒ）が用いられ、フィルタとしては、帯域通過フィルタ（Ｂａｎｄ－Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ：ＢＰＦ）、高域通過フィルタ（Ｈｉｇｈ－Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ：ＨＰＦ）、低域通過フィルタ（Ｌｏｗ－Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ：ＬＰＦ）等を用いることができる。

【0039】

本発明に係るマルチプレクサ１０の基本ユニットの構成を図１に示している。図１に示すように、本発明に係るマルチプレクサ１０は、ポートＰ１、ポートＰ２、ポートＰ３、ポートＰ４を有する入力側のハイブリッド１８ａ１と、同構造を有する出力側のハイブリッド１９ａ１と、ハイブリッド１８ａ１とハイブリッド１９ａ１との間に並列に接続される２つの略同一特性のフィルタからなるＢＰＦ２０ａ１と、入力側のハイブリッド１８ａ１のポートＰ４に接続されるＢＰＦ２０ｂ１と、を備えて構成されている。ここで、ＢＰＦ２０ａ１、及びＢＰＦ２０ｂ１は、通過帯域として、それぞれ、ｆ１、ｆ２の周波数帯が設定されているものとする。ハイブリッド１８ａ１、ハイブリッド１９ａ１は、それぞれ、本発明の第１のハイブリッド、第２のハイブリッドを構成する。また、ＢＰＦ２０ａ１、ＢＰＦ２０ｂは、それぞれ、本発明の第１のフィルタ、第２のフィルタを構成する。

【0040】

上述した基本ユニットの構造を有するマルチプレクサ１０は、入力側のハイブリッド１８ａ１のポートＰ１から所定の周波数範囲の被測定信号が入力されるようになっている。所定の周波数成分とは、例えば、１００ＧＨｚ以上１ＴＨｚ未満のサブテラヘルツ領域である。

【0041】

本発明に係るマルチプレクサ１０において、入力側のハイブリッド１８ａ１のポートＰ１から入力される信号はポートＰ２、Ｐ３から出力されて２つのＢＰＦ２０ａ１に分配される。ここで分配された信号は、電力が等しく位相が９０°ずれている。分配（入力）された信号がＢＰＦ２０ａ１の通過帯域ｆ１の信号である場合には、当該信号がそれぞれのＢＰＦ２０ａ１を通過して出力側のハイプリッド１９ａ１のポートＰ１およびポートＰ４に位相が９０°ずれた状態で入力する。両者は出力側のハイブリッド１９ａ１で合成されるが、その際ポートＰ２から出力される信号は位相が合計で１８０°ずれるので打ち消しあう。一方ポートＰ３から出力する信号は位相が揃うので強め合い、理想的には入力と同じ電力で出力される。ハイブリッド１９ａ１のポートＰ２には、終端抵抗が接続されている。これは系が理想的でないため残存した信号が反射して悪影響を及ぼすのを防ぐためである。

【0042】

一方、入力側のハイブリッド１８ａ１のポートＰ１から入力される信号がＢＰＦ２０ａ１の通過帯域ｆ１外の信号、例えば、周波数帯ｆ２の信号である場合には、当該ＢＰＦ２０ａ１で反射され、入力側のハイブリッド１８ａ１を入力時とは逆の方向に通過して（合成されて）ポートＰ４へと出力され、さらにＢＰＦ２０ｂ１に入力する。ここで、入力した信号がＢＰＦ２０ｂ１の通過帯域ｆ２の信号であることにより、その入力した信号が当該ＢＰＦ２０ｂ１を通過し、その出力端子から出力される。このように、基本ユニットの構造を有するマルチプレクサ１０は、ＢＰＦ２０ａ１、２０ｂ１に設定されている通過帯域ｆ１、ｆ２の周波数成分の信号を抽出するようになっている。

【0043】

図１に示す基本ユニットの構造を有するマルチプレクサ１０において、ＢＰＦ２０ａ１、ＢＰＦ２０ｂ１は、通過帯域ｆ１、ｆ２を可変する通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃを有している。通過帯域可変手段は、後述する隙間調整部４０及び隙間調整機構４３（図３参照）や、隙間調整部４０Ａ及び隙間調整機構４３Ａ（図５（ａ）参照）によって実現し得るものである。これにより、基本ユニットの構造を有するマルチプレクサ１０は、例えば、図２に示すように、互いにオーバーラップする帯域を有しない周波数帯ｆ１、ｆ２の信号が混在して入力する状況下において、通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃによって、ＢＰＦ２０ａ１に対してはｆ１からｆ２を少し超えるまでの周波数帯を通過帯域として可変設定し、ＢＰＦ２０ｂ１に対してはｆ２からｆ３を少し超えるまでの周波数帯を通過帯域（オーバーラップした帯域を有する通過帯域）として可変設定する通過帯域の流動的な運用が行えるものとなる。

【0044】

本発明に係る基本ユニットの構造を有するマルチプレクサ１０における通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃを有するＢＰＦ２０ａ１、２０ｂ１としては、例えば、図３～図５に示す構成を有する導波管フィルタ２０を用いることができる。導波管フィルタ２０については、後で詳しく説明する。

【0045】

入力側のハイブリッド１８ａ１と、出力側のハイブリッド１９ａ１との間に、通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃを備えたＢＰＦ２０ａ１、２０ｂ１を配置した基本ユニットの構造を有する本発明に係るマルチプレクサ１０は、例えば、高周波信号に含まれる周波数成分の分布（スペクトラム）を測定するスペクトラムアナライザ（図１１参照）、上記周波数成分の波形を解析するシグナルアナライザ（図１３参照）、ＤＵＴの受信感度試験のための試験用信号を発生する信号発生装置（図１４参照）のフロントエンド回路１０１に用いることができる。

【0046】

本発明に係るマルチプレクサ１０をスペクトラムアナライザ、シグナルアナライザ、信号発生装置のフロントエンド回路１０１（図１１、図１３、図１４参照）に設けた構成によれば、マルチプレクサ１０に備わる上述した通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃによる通過帯域可変機能を利用することで、複数のフィルタをスイッチ等によって切り替えることなく通過帯域を容易に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度の測定、解析、ＤＵＴ試験に対応可能となる。

【0047】

以下においては、上述した基本ユニットによって構成されるマルチプレクサ１０に備わる通過帯域可変フィルタ（すなわち、通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃを有する導波管フィルタ２０）の実施形態（図３～図５参照）、基本ユニットを組み合わせて用いるマルチプレクサ１０Ａの各種構成例（図６～図８参照）、マルチプレクサ１０Ａの一実施形態（図９、図１０参照）、マルチプレクサ１０Ａを用いるスペクトラムアナライザ１の実施形態（図１１、図１２参照）、マルチプレクサ１０Ａを用いるシグナルアナライザ２の実施形態（図１３参照）、マルチプレクサ１０Ａをマルチプレクサ１０Ｅとして用いる信号発生装置３の実施形態（図１４～図１６参照）について順に説明する。

【0048】

（マルチプレクサ１０に備わる通過帯域可変フィルタ）
本発明に係るマルチプレクサ１０は、図１に示した基本ユニットとしての構造を有し、入力側のハイブリッド１８ａ１と出力側のハイブリッド１９ａ１との間に、ＢＰＦ２０ａ１、２０ｂ１等、通過帯域可変フィルタを配置して構成されている。通過帯域可変フィルタは、例えば、導波管フィルタ２０によって実現可能である。

【0049】

マルチプレクサ１０に通過帯域可変フィルタとして備わる導波管フィルタ２０の構成について図３～図５を参照して説明する。図３は、通過帯域可変フィルタとしての導波管フィルタ２０の分解斜視図である。図４は、図３における導波管フィルタ２０を構成する第１導波管部３１ａ及び第２導波管部３１ｂの内面側の構成を示す平面図であり、（ａ）は第１導波管部３１ａを示し、（ｂ）は第２導波管部３１ｂを示している。第１導波管部３１ａ、第２導波管部３１ｂは、それぞれ、本発明の第１の導波管部、第２の導波管部を構成する。

【0050】

マルチプレクサ１０に備わる導波管フィルタ２０（図１におけるＢＰＦ２０ａ１、２０ｂ１に相当）は、図３に示すように、導波管部３０と、隙間調整部４０と、を有している。導波管部３０は、一方向（Ｙ方向）に長い全体として直方体形状の外観を有し、それぞれが同等の形状を有する第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂを組み合わせて構成されている。導波管部３０は、方形導波管の標準規格、例えば、ＷＲ３、或いはＷＲ３．４に適合する構造を有するものである。ＷＲ３、或いはＷＲ３．４の規格に関しては、カットオフ周波数（ＢＰＦでの中心周波数）が１７３．５［ＧＨｚ］、周波周波数範囲が２２０～３２５［ＧＨｚ］、周波数帯が［Ｊ帯］、内径寸法が０．８６４×０．４３２［ｍｍ］という条件が規定されている。

【0051】

第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂは、それぞれ、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すような構造を有している。図４（ａ）に示すように、第１導波管部３１ａは、導波管部３０の直方体形状の構造を長手方向（Ｙ方向）にほぼ二分する直方体形状を有し、もう一方の第２導波管部３１ｂ側に臨む一側面３２ａに、長手方向の一端部３３から他端部３４にかけて導波路３５となるべき溝部３５ａが形成されている。第１導波管部３１ａの一側面３２ａ、及び第２導波管部３１ｂの一側面３２ｂ（図４（ｂ）参照）は、第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂを一側面３２ａ、３２ｂ同士を向かい合わせて対向配置する構造において、隙間Ｇがないときには対称面（磁気壁）となり、隙間Ｇがあるときには両者の中心が対称面となる。

【0052】

第１導波管部３１ａにおいて、溝部３５ａは、一側面３２ａの表面上にＸ方向へ適宜な深さ、及びＺ方向に適宜な高さｈ１で彫り込んで形成した断面矩形の溝である。溝部３５ａは、第１導波管部３１ａの内方中央部において均等な深さ、及び高さを有している。一方で、この例の溝部３５ａは、第１導波管部３１ａの内方中央部の一端（図に向かって左端）から一端部３３の手前にかけて高さが次第に高くなるテーパー形状を有するとともに、内方中央部の他端（図に向かって右端）から他端部３４の手前にかけても高さが次第に高くなるテーパー形状を有している。図４においては、第１導波管部３１ａの上記テーパー形状を有するテーパー部３５ａ１の長さをｌ１で示している。

【0053】

第１導波管部３１ａは、溝部３５ａの内方中央部の一部に、Ｙ方向に沿って、所定の長さ（スタブ高さｈ２）を有しかつＺ方向（短手方向）に所定の長さ（スタブ長ｌ２）を有する分岐溝としての複数のスタブ溝３６が、Ｙ方向にキャビティ長ｌ３に相当する所定の間隔ごとに形成されている。

【0054】

導波管構造について、電磁波の進行方向を「長さ」、導波管断面の長い方を「幅」、導波管断面の短い方を「高さ」と呼ぶものとすると、図４に示す第１導波管部３１ａ、第２導波管部３１ｂにおけるキャビティとスタブの呼び方が違ってくる。図４に示す第１導波管部３１ａ、第２導波管部３１ｂについては、キャビティに関しては進行方向がＹ方向であり、長さ、幅、高さは、それぞれ、Ｙ方向、Ｘ方向、Ｚ方向となり、スタブに関しては進行方向がＺ方向であり、長さ、幅、高さは、それぞれ、Ｚ方向、Ｘ方向、Ｙ方向となる。

【0055】

第１導波管部３１ａの溝部３５ａに形成されるスタブ溝３６は、任意の数とすることができ、各スタブ溝３６のスタブ長ｌ２、スタブ高さｈ２、間隔（キャビティ長ｌ３）も個々のスタブ溝３６ごとに任意の値とすることも可能である。

【0056】

導波管部３０を構成するもう一方の第２導波管部３１ｂも、図４（ｂ）に示すように、導波管部３０の直方体形状の構造を長手方向にほぼ二分する直方体形状を有し、他方の第１導波管部３１ａ側に臨む一側面３２ｂに、長手方向（Ｙ方向）の一端部３３から他端部３４にかけて導波路３５となるべき溝部３５ｂが形成されている。

【0057】

第２導波管部３１ｂは、一側面３２ｂにおける溝部３５ｂ、スタブ溝３６の配置構造が、図４（ａ）に示す第１導波管部３１ａの一側面３２ａにおける溝部３５ａ、スタブ溝３６の配置構造に対して正面から見たときの各要素の配置が左右逆転している以外は、第１導波管部３１ａの一側面３２ａにおける溝部３５ａ、スタブ溝３６の配置構造と同等のものである。

【0058】

第２導波管部３１ｂの両端にかけても、第１導波管部３１ａの両端（一端部３３、他端部３４）にかけてのテーパー部３５ａ１に相当するテーパー部３５ｂ１（図４（ｂ）参照）が設けられている。テーパー部３５ａ１、テーパー部３５ｂ１は、両端のキャビティ断面の形状と開口面の断面の形状で決まり、両端に向かって高さ（Ｚ方向）が次第に高くなる構造に限らず、両端に向かって高さが次第に低くなる構造もあり得る。同様の理由で、テーパー部３５ａ１、テーパー部３５ｂ１は、高さのみならず、幅（Ｘ方向）についても両端にかけて徐々に変化する（広くなる、または狭くなる）ような構造となり得る。

【0059】

第１導波管部３１ａ、第２導波管部３１ｂは、例えば、アルミ製、銅製、或いは黄銅製のものである。またこれらの溝部３５ａ、３５ｂやスラブ溝３６が形成される一側面３２ａ、３２ｂ側全面に金メッキが施されることもある。

【0060】

図４に示す第１導波管部３１ａ、及び第２導波管部３１ｂは、一端部３３同士、他端部３４同士が互いに向き合い、それぞれの一側面３２ａ、３２ｂ（隙間があるときは両者の中間面）を対称面（磁気壁）として両者を互いに対向して配置することによって、側面から見たときに図５（ａ）に示すような外観構造を有するものとなる。

【0061】

導波管部３０においては、第１導波管部３１ａの溝部３５ａと第２導波管部３１ｂの溝部３５ｂとが対向して図５（ａ）に点線で示す導波路３５を形成している。導波管部３０は、例えば、導波路３５の一端部３３（図４参照）側が入力ポート３７として機能し、導波路３５の他端部（図４参照）３４側が出力ポート３８として機能する。導波管部３０は、入力ポート３７と出力ポート３８によってそれぞれ他の導波管コンポーネントに連結して運用されるようになっている。導波管部３０は、導波路３５の両端近傍にテーパー部３５ａ１、３５ｂ１を有しており、その長さは、導波管コンポーネントとの連結を考慮した適宜な長さに設定されている。

【0062】

第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂを対向配置したときの導波管部３０（図５（ａ）参照）を正面から見たときの外観構造は、図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すようなものとなる。図５（ｂ）は、第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂとが上述した対称面（３２ａ、３２ｂ）同士が当接しており、第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂとの間に隙間Ｇがない（隙間＝Ｇ０）ときの構造を示している。図５（ｃ）は、隙間Ｇが隙間Ｇ０より大きい隙間Ｇ１であるときの構造を示し、図５（ｄ）は、隙間Ｇが隙間Ｇ１よりさらに大きい隙間Ｇ２であるときの構造を示している。図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）においては、図面（紙面）の手前側に延びる導波管部３０の端部が入力ポート３７を形成し、紙面の奥側へ向かって延びる導波管部３０の端部が出力ポート３８を形成している。図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）においては、入力ポート３７、出力ポート３８を、便宜的に、符号３７（３８）として表している。

【0063】

本実施形態に係る基本ユニットとしてのマルチプレクサ１０において、導波管部３０は、第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂとの隙間Ｇの大きさに応じて周波数特性（通過帯域）が変化する性質を有している。例えば、図５において、第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂの間に隙間Ｇがない（Ｇ＝Ｇ０である）場合（図５（ｂ）参照）と、隙間ＧがＧ１である場合（図５（ｃ）参照）と、隙間ＧがＧ２である場合（図５（ｄ）参照）とでは、導波管部３０は、隙間Ｇが大きくなるほど、すなわち、隙間ＧがＧ０からＧ２へと変化するにつれて、通過帯域が低い方へ変化する周波数特性を有している。一例として、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）においては、隙間Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２に対応する通過帯域として、それぞれ、ｆ１、ｆ２、ｆ３（ｆ１＞ｆ２＞ｆ３）の周波数帯が設定されていることを前提としている。

【0064】

本実施形態に係る基本ユニットしてのマルチプレクサ１０は、上述した隙間Ｇの可変制御に加え、導波路３５に付随して形成するスタブ溝３６（図４参照）の形態（位置、深さ、形状等）によっても導波管部３０のフィルタ特性を可変制御することができる構造となっている。例えば、本実施形態に係る基本ユニットとしてのマルチプレクサ１０の導波管部３０では、第１導波管部３１ａ、第２導波管部３１ｂに形成されるスタブ溝３６のスタブ長ｌ２が長いほどカットオフ周波数（ＢＰＦでの中心周波数）を低い帯域に設定可能である。

【0065】

本実施形態に係る基本ユニットで構成されるマルチプレクサ１０に用いる導波管部３０の実現方法については、例えば、第１導波管部３１ａ、第２導波管部３１ｂの隙間Ｇが「０（零）」のときに、スタブ溝３６のスタブ長ｌ２、スタブ高さｈ２等によって最も高い周波数帯を設計し、あとは隙間Ｇを大きくして周波数を下げられるような構造としてもよい。

【0066】

ここで再び図３に戻り、本実施形態に係る基本ユニットとしてのマルチプレクサ１０の隙間調整部４０の構成について説明する。

【0067】

図３に示すマルチプレクサ１０において、導波管部３０は、上述したように、Ｙ方向を長手方向、Ｘ方向を幅方向（短手方向）、Ｚ方向を高さ方向とする全体として直方体形状の外観を有し、第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂは、隙間調整部４０によって、両者間の隙間Ｇを可変制御可能な構成を有している。

【0068】

導波管部３０の隙間調整部４０は、例えば、図３に示すように、第１ステージ４１と、第２ステージ４２と、隙間調整機構４３とにより構成されている。第１ステージ４１は、ベース部４１ａと、ステージ主要部４１ｂと、左右両側に設けられる側壁４１ｃ、４１ｄと、を備え、ベース部４１ａ、ステージ主要部４１ｂ、側壁４１ｃ、４１ｄによって囲まれる第２ステージ収容部４１ｅを形成している。ここでステージ主要部４１ｂは、その上面４１ｆが導波管部３０の第１導波管部３１ａの底面部と同等の平面形状を有している。第１導波管部３１ａは、その下面部により、ステージ主要部４１ｂの上面４１ｆに固定されている。

【0069】

第２ステージ４２は、その上面４２ａが導波管部３０の第２導波管部３１ｂの下面部と同等の平面形状を有している。第２ステージ４２は、Ｙ方向の長さが第１ステージ４１の第２ステージ収容部４１ｅを構成する側壁４１ｃ、４１ｄの壁間の距離よりも若干短く、第２ステージ収容部４１ｅ内にＹ方向への移動が規制され、Ｘ方向への移動のみ許容されるように収容されている。

【0070】

ここで第２ステージ４２は、第１ステージ４１の第２ステージ収容部４１ｅ内に、長手方向（Ｙ方向）に第１ステージ４１のステージ主要部４１ｂと平行を保った状態で、かつ、短手方向（Ｘ方向）へはその前後両方向（矢印Ａ方向）に移動可能に収容されている。第２ステージ４２は、第１ステージ４１とは反対側の側面４２ｂの中央部近傍位置に、Ｘ方向に貫通し、隙間調整機構４３のネジ体５１と螺合するネジ穴４２ｃが形成されている。第２ステージ４２の上面４２ａには、第２導波管部３１ｂがその下面部により固定されている。

【0071】

隙間調整機構４３は、固定状態に取り付けられるモータ５０と、Ｘ方向へ延び、第２ステージ４２の側面４２ｂに形成されたネジ穴４２ｃに螺合してモータ５０により回転するネジ体５１と、を有して構成されている。

【0072】

隙間調整機構４３は、モータ５０によってネジ体５１を一方向またはその逆方向に回転駆動することにより、ネジ体５１にネジ穴４２ｃにより螺合する第２ステージ４２を、Ｘ方向の前方または後方（矢印Ａ方向）に移動させることができる。第２ステージ４２の移動によって、第２ステージ４２の上面４２ａに固定されている第２導波管部３１ｂは、第１導波管部３１ａに対して、両者の対称面（一側面３２ａ、３２ｂ）の平行を保ったまま矢印Ａ方向に移動することになる。これにより、第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂは、両者の平行を維持したまま相手側との間の隙間Ｇの大きさを適宜に可変制御可能となる。

【0073】

本実施形態に係る基本ユニットとしてのマルチプレクサ１０は、隙間調整機構４３のネジ体５１をモータ５０により回転駆動し、導波管部３０の第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂとの間の隙間Ｇを、例えば、Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２となるように可変制御することで、１つの導波管構造体でありながら、例えば、ｆ１～ｆ２´までの周波数範囲内の各通過帯域を所望に応じて設定し得る導波管型ＢＰＦ（図２参照）の機能を実現できる。

【0074】

図３においては、隙間調整部４０に関し、第１ステージ４１を固定し、第２ステージ４２を動かす構造を有する例を挙げているが、これに限らず、第１ステージ、及び第２ステージの両者を動かす構造を有する変形例に係る隙間調整部４０Ａを用いて構成されていてもよい。

【0075】

変形例に係る隙間調整部４０Ａの概略構成を図５（ｅ）に示している。図５（ｅ）に示すように、変形例に係る隙間調整部４０Ａは、導波管フィルタ２０の第１導波管部３１ａ、及び第２導波管部３１ｂをそれぞれ対向配置された状態に載置する第１ステージ５２ａ、及び第２ステージ５２ｂと、第１ステージ５２ａ及び第２ステージ５２ｂを第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂとの隙間Ｇが変化するように、導波管部３０の長手方向と直交する方向の前後に移動可能にネジ体５１ａ、５１ｂを回転駆動するモータ５０ａ、及び５０ｂと、を有し、第１ステージ５２ａ、及び第２ステージ５２ｂの一側面には、ネジ体５１ａ、５１ｂと螺合するネジ穴５２ａ１、５２ｂ１がそれぞれ形成されている。

【0076】

上記構成を有する隙間調整部４０Ａを導波管フィルタ１０に設けることで、導波管フィルタ１０は、モータ５０ａ、５０ｂによって第１ステージ４２ａ、第２ステージ４２ｂを両者が近づく方向、或いは遠ざかる方向に同時に移動させる（対称面に対して対称に動かす）ことによって、第１導波管部４１ａと第２導波管部４１ｂ間の隙間Ｇを容易にかつ連続的に可変できる。また、第１ステージ４２ａ、第２ステージ４２ｂを対称面に対して対称に動かすことができる隙間調整部４０Ａを採用することで、導波管フィルタ２０は、第１ステージ４１を固定し、第２ステージ４２を動かす隙間調整部４０（図３参照）を使用した場合に比べて、より良好なフィルタ特性を得られるようになる。

【0077】

上述したモータ５０ａ、５０ｂは、本発明の駆動手段を構成する。また、第１ステージ５２ａ、第２ステージ５２ｂは、それぞれ、本発明の第１のステージ部材、第２のステージ部材を構成する。

【0078】

上述したように、図１に示す基本ユニットとしてのマルチプレクサ１０は、図３～図５で説明した、隙間調整部４０、若しくは隙間調整部４０Ａを備えた導波管フィルタ２０をＢＰＦ２０ａ１、２０ｂ１として用いることで、通過帯域を可変する構造を実現できる。

【0079】

さらに、本発明に係る通過帯域を可変する構造を有するマルチプレクサは、図１に示す基本ユニットの構成に限らず、当該基本ユニット、或いは基本ユニットを変形したユニットを様々に組み合わせて所望のフィルタ特性を実現することも可能である。

【0080】

基本ユニットの組み合わせによるマルチプレクサ１０－１、１０－２、１０－３の構成例を図６～図８に示している。マルチプレクサ１０－１、１０－２、１０－３のいずれも上述した基本ユニットの構成、すなわち、ＢＬＣ等の２つのハイブリッドの間にＢＰＦ、ＨＰＦ（ＬＰＦも使用可）等のフィルタを配置した部分を含んで構成されている。図６に示すマルチプレクサ１０－１は、カットオフ周波数ｆｃ１（通過帯域はｆｃ１より高い周波数）のＨＰＦと、通過帯域ｆ２のＢＰＦで構成されている（ただし、ｆ２＜ｆｃ１とする）。マルチプレクサ１０－１においては、Ｉｎｐｕｔポートから入力した信号の周波数がＨＰＦの通過帯域（ｆｃ１より高い）のとき、信号はＨＰＦを通過し後段ＢＬＣのＣｏｕｐｌｅポートに現れるので、Ｏｕｔｐｕｔ１ポートからはｆｏｕｔ＞ｆｃ１の周波数の信号が抽出される。Ｉｎｐｕｔポートから入力した信号の周波数がｆｃ１より低いとき、信号は反射されてＨＰＦ前段のＩｓｏｌａｔｅｄポートからＢＰＦ前段のＩｎｐｕｔポートを経てＢＰＦに入力される。信号周波数がＢＰＦの通過帯域内（ｆ２）なら上と同様ＢＰＦ後段のＣｏｕｐｌｅポートに現れ、Ｏｕｔｐｕｔ２ポートからはｆｏｕｔ＝ｆ２の信号が抽出される。さらに信号がｆ２より低いとき、ＢＰＦ帯域外の信号は反射されて前段のＩｓｏｌａｔｅｄポートに出現する。従って、Ｏｕｔｐｕｔ３ポートからはｆｏｕｔ＜ｆ２の信号が抽出される。以上のように、マルチプレクサ１０－１の構成によれば、入力信号は３つの周波数帯域に分割して抽出される。

【0081】

図７に示すマルチプレクサ１０－２は、Ｉｎｐｕｔポートから入力された信号を、４つのＢＰＦで特徴づけられる通過帯域（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）で周波数を抽出し、それぞれのポートから出力するものである。図７に示すように通過帯域ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の４つのＢＰＦと、カットオフ周波数ｆｃ１（通過帯域はｆｃ１より大きい周波数）のＨＰＦで構成され、ｆ１＜ｆ２＜ｆｃ１＜ｆ３＜ｆ４とする。Ｉｎｐｕｔポートから入力した信号がｆｃ１より高いときはＨＰＦを通過し、更に信号がｆ４の帯域内ならｆ４のＢＰＦを通過してＯｕｔｐｕｔ４から出力される。ｆ４の帯域外なら反射され、そのうちｆ３の帯域内の信号がｆ３のＢＰＦを通過してＯｕｔｐｕｔ３から出力される。入力信号がｆｃ１より低いときも同様に、Ｏｕｔｐｕｔ１からは帯域ｆ１内の、Ｏｕｔｐｕｔ２からは帯域ｆ２内の信号が抽出され出力する。

【0082】

複数の基本ユニットの組み合わせの例としては、この他、図８に示すマルチプレクサ１０－３のように複数の基本ユニット（この例では２つ）をスイッチ等で切換える構成でもよい。ルチプレクサ１０－３では、４つＯｕｔｐｕｔポートからはそれぞれのＢＰＦの通過帯域に応じた周波数の信号が抽出され出力される。この構成では、ｆ１とｆ２およびｆ３とｆ４のオーバーラップは許されないが、別のユニットとのオーバーラップ（例えばｆ１とｆ３、ｆ２とｆ４、ｆ１とｆ４など）は許される。

【0083】

追加段落
図８に示す例では基本ユニットの切り替えのためにスイッチを用いたが、これに限らず、パワーデバイダー、方向性結合器等で分岐させる構成であってもよい。

【0084】

本発明においては、図６～図８に示す構成以外のマルチプレクサの構成とすることも可能である。いずれのものにおいても、例えば、第１のハイブリッド（図１のハイブリッド１８ａ１）、第２のハイブリッド（同、ハイブリッド１９ａ１）、第１のフィルタ（同、ＢＰＦ２０ａ１）、及び第２のフィルタ（同、ＢＰＦ２０ｂ１）を有する構成を基本ユニットとし、複数の基本ユニットを、前の基本ユニットの第１のハイブリッドのポートＰ４或いは第２のハイブリッドのポートＰ３に後の基本ユニットの第１のハイブリッドのポートＰ１が接続されるように順に連結して構成され、前後の基本ユニットの第１のフィルタ及び第２のフィルタは、連続する帯域を通して互いにオーバーラップする帯域が形成されるように通過帯域を可変する構成により実現できる。ここで、それぞれの基本ユニットの第１のフィルタ及び第２のフィルタは、ＢＰＦ、ＨＰＦ、ＬＰＦのうちのいずれか１種類、または、複数種類混在した構成とすることができる。

【0085】

次に、図１に示すマルチプレクサ１０（基本ユニット）を基本とする図６～図８に示す構成以外のマルチプレクサの一実施形態について図９、図１０を参照して説明する。この実施形態は、隣り合う周波数範囲を選択し得る複数の基本ユニット（この例においては、２つの基本ユニット）を組み合わせて、基本ユニットが一つの場合の周波数範囲（図２参照）に比べて広い周波数範囲（図１０（ｆ）参照）を選択対象として運用可能なマルチプレクサ１０Ａに関するものである。このマルチプレクサ１０Ａは、例えば、スペクトラムアナライザ１（図１１参照）で用いることを前提としたものであり、図９に示すように、基本ユニット（図１参照）から成るマルチプレクサ１０－１１、１０－１２を備えた構成を有している。

【0086】

本発明の一実施形態に係るマルチプレクサ１０Ａにおいて、一方のマルチプレクサ１０－１１は、図１について説明したように、ポートＰ１、ポートＰ２、ポートＰ３、ポートＰ４を有する入力側のハイブリッド１８ａ１と、同構造を有する出力側のハイブリッド１９ａ１と、ハイブリッド１８ａ１とハイブリッド１９ａ１との間に並列に接続される２つの略同一特性のフィルタからなるＢＰＦ２０ａ１と、入力側のハイブリッド１８ａ１のポートＰ４に接続されるＢＰＦ２０ｂ１と、を備えて構成されている。ここで、ＢＰＦ２０ａ１、及びＢＰＦ２０ｂ１には、初期設定（デフォルト）の通過帯域として、それぞれ、ｆ１、ｆ３の周波数帯（図１０（ｂ）～（ｃ）参照）が設定されているものとする。

【0087】

もう一方のマルチプレクサ１０－１２は、ポートＰ１、ポートＰ２、ポートＰ３、ポートＰ４を有する入力側のハイブリッド１８ａ２と、同構造を有する出力側のハイブリッド１９ａ２と、ハイブリッド１８ａ２とハイブリッド１９ａ２との間に並列に接続される２つの略同一特性のフィルタからなるＢＰＦ２０ａ２と、入力側のハイブリッド１８ａ２のポートＰ４に接続されるＢＰＦ２０ｂ２と、を備えて構成されている。ここで、ＢＰＦ２０ａ２、及びＢＰＦ２０ｂ２には、デフォルトの通過帯域として、それぞれ、ｆ５、ｆ７の周波数帯（図１０（ｄ）～（ｅ）参照）が設定されているものとする。

【0088】

マルチプレクサ１０Ａにおいて、マルチプレクサ１０－１１のハイブリッド１８ａ１、１９ａ１と、マルチプレクサ１０－１２のハイブリッド１８ａ２、ハイブリッド１９ａ２とは、それぞれ、同機能のものである。また、マルチプレクサ１０－１１のＢＰＦ２０ａ１、ＢＰＦ２０ｂ１と、マルチプレクサ１０－１２のＢＰＦ２０ａ２、ＢＰＦ２０ｂ２との違いは、対応可能なフィルタ特性（通過帯域）だけである。

【0089】

通過帯域については、マルチプレクサ１０－１１のＢＰＦ２０ａ１、ＢＰＦ２０ｂ１がデフォルトの設定において選択対象とするｆ１、ｆ３の周波数帯域は、例えば、図１０（ａ）に示すように、互いにオーバーラップした帯域を有するものではない。同様に、マルチプレクサ１０－１２のＢＰＦ２０ａ２、ＢＰＦ２０ｂ２がデフォルトの設定において選択対象とするｆ５、ｆ７の周波数帯域は、互いにオーバーラップした帯域を有していない。

【0090】

ここで、マルチプレクサ１０－１１のＢＰＦ２０ａ１、ＢＰＦ２０ｂ１は、それぞれ、通過帯域可変手段４０ａ－１、４０ｂ－１と通過帯域可変手段４０ｃ－１を有している。これら通過帯域可変手段４０ａ－１、４０ｂ－１、４０ｃ－１の通過帯域可変機能により、マルチプレクサ１０－１１においては、導波管部３０における隙間Ｇの大きさに応じて通過帯域を、例えば、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）に示すように、ｆ１→ｆ１´（＝ｆ２）、ｆ３→ｆ３´（＝ｆ４）に変化させることが可能になっている。

【0091】

また、マルチプレクサ１０－１２のＢＰＦ２０ａ２、ＢＰＦ２０ｂ２は、それぞれ、通過帯域可変手段４０ａ－２、４０ｂ－２と通過帯域可変手段４０ｃ－２を有している。これら通過帯域可変手段４０ａ－２、４０ｂ－２、４０ｃ－２の通過帯域可変機能により、マルチプレクサ１０－１２においては、導波管部３０における隙間Ｇの大きさに応じて通過帯域を、例えば、図１０（ｄ）、図１０（ｅ）に示すように、ｆ５→ｆ５´（＝ｆ６）、ｆ７→ｆ７´（＝ｆ８）に変化させることが可能になっている。

【0092】

よって、マルチプレクサ１０－１１、１０－１２を備えるマルチプレクサ１０Ａ全体では、図１０（ｆ）に示すように、互いにオーナーラップする帯域ｏｌ１、ｏｌ２、ｏｌ３、ｏｌ４、ｏｌ５、ｏｌ６、ｏｌ７を有するｆ１～ｆ８の８つの通過帯域を可変制御できるものとなる。

【0093】

（マルチプレクサ１０Ａを用いるスペクトラムアナライザ）
次に、本実施形態に係るマルチプレクサ１０Ａのスペクトラムアナライザ１への適用例について説明する。図１１は、マルチプレクサ１０Ａを用いるスペクトラムアナライザ１の一般的構成を示す図である。スペクトラムアナライザ１としては、ミリ波帯の信号解析機能を有するものを想定している。

【0094】

本実施形態に係るスペクトラムアナライザ１は、周波数変換部１００、検波器１２０、制御部１５０、操作部１６０、表示部１６１を有するとともに、周波数変換部１００の前段に上述した構成を有するマルチプレクサ１０Ａを備えている。マルチプレクサ１０Ａは、入力ポート３７がＲＦ Ｉｎｐｕｔたる被測定信号を入力可能であり、かつ、出力ポート３８が周波数変換部１００の入力側に対して出力信号を送出できるように配置されている（図９参照）。

【0095】

周波数変換部１００は、ミキサ１１１、ローカル信号発生器１１２、フィルタ１１３を具備して構成される。

【0096】

ミキサ１１１は、マルチプレクサ１０Ａから出力されるスプリアス波が抑制された各周波数成分の信号（ＲＦ周波数）と、ローカル信号発生器１１２から入力されるローカル信号とを混合することにより、被測定信号をＲＦ周波数から中間周波数の信号（ＩＦ周波数）に変換して出力する周波数変換手段としての機能部である。

【0097】

ローカル信号発生器１１２は、局部発振信号源９から入力するローカル信号（基準信号）に基づき、ミキサ１１１に送出するためのローカル信号を発生する。

【0098】

フィルタ１１３は、ミキサ１１１によって周波数変換されたＩＦ信号を入力し、入力されたＩＦ信号の予め設定されたある帯域の周波数成分の信号のみを通過させ、検波器１２０へと入力させるフィルタ機能部である。

【0099】

検波器１２０は、フィルタ１１３を通過して入力するぞれぞれの帯域の信号（ＩＦ）の強度を検波する処理回路である。

【0100】

制御部１５０は、マルチプレクサ１０を含むスペクトラムアナライザ１全体を統括的に制御する制御機能に加え、隙間可変制御部１５１、周波数掃引制御部１５２、スペクトラムデータ取得部１５３を有している。制御部１５０は、スペクトラムアナライザ１本体の制御部であってもよく、或いは、ＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等の機器を別付けにした構成としてもよい。

【0101】

隙間可変制御部１５１は、通過帯域可変手段４０ａ－１、４０ｂ－１、４０ｃ－１、及び通過帯域可変手段４０ａ－２、４０ｂ－２、４０ｃ－２を対象に、それぞれ、マルチプレクサ１０Ａの隙間調整機構４３Ａ（図５（ｅ）参照）のモータ５０ａ、５０ｂを一方向、またはその逆方向に回転駆動することにより、マルチプレクサ１０Ａの第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂ間の隙間Ｇを、例えば、Ｇ０からＧ２（図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）参照）の範囲内で可変変調整する機能部である。隙間可変制御部１５１は、後述の隙間可変制御部１５１Ｄ、１５１Ｅとともに、本発明の通過帯域可変制御手段を構成している。

【0102】

周波数掃引制御部１５２は、局部発振信号源９から入力するローカル信号（基準信号）に基づき、ローカル信号発生器１１２がミキサ１１１に出力するローカル信号の周波数を指定された周波数範囲内で変化させる周波数掃引制御を実行する機能部である。

【0103】

スペクトラムデータ取得部１５３は、検波器１２０で検波された解析対象周波数範囲内の所望の周波数帯の信号成分の強度を含むスペクトラムデータを取得し、表示部１６１に対する表示制御等を行う部分である。

【0104】

操作部１６０は、各種キー、スイッチ、ボタン等の入力手段を有し、被測定信号の測定等に関する各種設定を行う際にユーザにより操作される。表示部１６１は、例えば液晶表示器などで構成され、被測定信号の測定に関わる設定画面や測定結果などを表示する機能部である。

【0105】

図１１に示すスペクトラムアナライザ１において、ミリ波帯の被測定信号（入力信号）は、マルチプレクサ１０Ａを介して周波数変換部１００のミキサ１１１に与えられ、ローカル信号発生器１１２から出力されるローカル信号とミキシングされ、そのミキシング出力からフィルタ１１３により所定の中間（ＩＦ）周波数帯の信号が抽出される。ローカル信号の周波数は、制御部１５０の周波数掃引制御部１５２により所望の解析対象周波数範囲に対応して掃引可変され、その所望の解析対象周波数範囲の信号成分が時間経過にともなって中間周波数帯の信号として抽出されてその信号の強度が検波器１２０で検出される。

【0106】

なお、ここでは説明を容易にするために、周波数変換部１００の周波数変換処理（ヘテロダイン変換）を１回だけ行なう例を示しているが、ミリ波帯のような高い周波数の信号を正確に解析する場合には、周波数変換処理を複数回行なってデジタル処理が可能な中間周波数帯に変換することになる。

【0107】

制御部１５０において、スペクトラムデータ取得部１５３は、例えば、操作部１６０によって設定される解析対象周波数に応じて、検波器１２０により解析対象周波数毎に検出される信号強度をスペクトラムデータとして記憶し、当該スペクトラムデータを表示部１６１に表示させる。

【0108】

隙間可変制御部１５１は、予め設定された解析対象周波数に応じて、マルチプレクサ１０Ａの通過帯域可変手段４０ａ－１、４０ｂ－１、４０ｃ－１、及び通過帯域可変手段４０ａ－２、４０ｂ－２、４０ｃ－２を対象に、それぞれ、隙間調整機構４３Ａ（図５（ｅ）参照）のモータ５０ａ、５０ｂを回転駆動し、マルチプレクサ１０Ａの第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂ間の隙間Ｇを、上記解析対象周波数範囲内の所望の通過帯域に対応する値となるように可変制御する。

【0109】

周波数掃引制御部１５２は、隙間可変制御部１５１による隙間Ｇの可変制御によってマルチプレクサ１０Ａに対して設定される通過帯域に対応する周波数の掃引制御を実施する。

【0110】

図１１に示すスペクトラムアナライザ１の構成において、マルチプレクサ１０Ａの入力ポート３７に対する入力信号（ＲＦ Ｉｎｐｕｔ）としての被測定信号は、例えば、２５５～３１５ＧＨｚの周波数範囲の信号（ｆＲＦ）であり、出力ポート３８からの出力信号（ＩＦ Ｏｕｔｐｕｔ）は、例えば、２３～３１ＧＨｚの周波数範囲の信号（ｆＩＦ）である。すなわち、本実施形態に係るスペクトラムアナライザ１は、例えば、携帯電話（５Ｇ、ＬＴＥ、ＸＧ－ＰＨＳ、Ｗ－ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭなど）や各種無線通信（ＷＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＧＰＳ、ＩＳＤＢＴなど）から受信した受信信号を入力信号（ＲＦ Ｉｎｐｕｔ）として取り込み、フロントエンド回路内のマルチプレクサ１０Ａによりスプリアス波を抑制したうえで所望の周波数成分のスペクトラム特性を測定することができるようになっている。

【0111】

次に、本実施形態に係るスペクトラムアナライザ１の信号測定制御動作について図１２に示すフローチャートを参照して説明する。

【0112】

この例において、スペクトラムアナライザ１は、マルチプレクサ１０Ａを用い、被測定信号を入力ポート３７からマルチプレクサ１０Ａに入力し、その被測定信号から、当該マルチプレクサ１０Ａによって、予め設定した所望の周波数帯、例えば、周波数帯ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８のいずれか１つの周波数帯の信号を順に抽出して出力ポート３８へと出力し、そのスペクトラム特性の測定を行うものとする。

【0113】

上記測定を行うために、ユーザは、例えば、操作部１６０において、スペクトラムアナライザ１の掃引周波数範囲（解析対象周波数範囲）を設定する操作を行う（ステップＳ１）。ここで設定するパラメータとしては、例えば、周波数帯ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８のそれぞれの中心周波数と掃引周波数スパン、スタート周波数とストップ周波数、スタート周波数と掃引周波数スパンなどが挙げられる。

【0114】

次いで、制御部１５０は、ステップＳ１で設定された掃引周波数範囲に基づき、マルチプレクサ１０に選択されるべき通過帯域（周波数帯ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８（図１０参照）のいずれか）とローカル周波数（ＬＯ）の設定条件（ＬＯ設定）を算出する（ステップＳ２）。

【0115】

引き続き、隙間可変制御部１５１は、マルチプレクサ１０Ａを構成するマルチプレクサ１０－１１、１０－１２のそれぞれの第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂ間の隙間Ｇを、ステップＳ２で算出した通過帯域に対応する隙間Ｇ、例えば、Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２（図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）参照）のいずれかとなるように調整制御する（ステップＳ３）。その際、隙間可変制御部１５１は、通過帯域可変手段４０ａ－１、４０ｂ－１、４０ｃ－１、及び通過帯域可変手段４０ａ－２、４０ｂ－２、４０ｃ－２を対象に、それぞれ、隙間調整機構４３Ａのモータ５０ａ、５０ｂに対して算出された通過帯域に対応する制御信号（隙間調整制御信号）を送出し、当該モータ５０ａ、５０ｂを、隙間Ｇが算出された通過帯域に対応する値となるまで回転駆動する。また、ステップＳ３においては、周波数変換部１００での周波数変換のために、ステップＳ２で算出されたＬＯ設定に基づきローカル周波数を設定する制御も行われる。

【0116】

ステップＳ３での隙間Ｇの調整制御、及びローカル周波数設定の終了後、制御部１５０は、マルチプレクサ１０Ａの導波路３５を通過する調整後の隙間Ｇに対応する周波数成分を出力ポート３８から周波数変換部１００に入力して周波数変換し、検波器１２０に入力する（ステップＳ４）。

【0117】

さらに制御部１５０は、検波器１２０を制御し、周波数変換部１００による周波数変換後の周波数成分（マルチプレクサ１０Ａを通過した所望の周波数帯）の信号のスペクトラム特性の測定を実行させる（ステップＳ５）。ここで、スペクトラムデータ取得部１５３は、検波器１２０で検波された所望の周波数帯ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８のいずれかの信号成分の強度を含むスペクトラムデータを取得し、そのスペクトラムデータを表示部１６１に表示するスペクトラム表示制御を実施する。

【0118】

図１２に示す一連の信号測定動作の実行中、ステップＳ２で選択されるべき通過帯域（周波数帯）が１つであった場合には、ステップＳ３での隙間Ｇの調整、ステップＳ４での周波数変換、ステップＳ５でのスペクトラム特性の測定の各処理を実行した後に信号測定動作を終了する。また、ステップＳ２で設定すべき通過帯域が複数あった場合には、それぞれの通過帯域に対応して上記ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５の各処理を繰り返し実施した後、信号測定動作を終了する。

【0119】

本実施形態に係るスペクトラムアナライザ１の変形例としては、図９に示すマルチプレクサ１０Ａに代えて、基本ユニットの構成を有するマルチプレクサ１０（図１参照）を用いる構成とすることもできる。また、隙間調整機構４３Ａに代えて隙間調整機構４３（図３参照）を用いてもよい。

【0120】

マルチプレクサ１０を用いた変形例に係るスペクトラムアナライザ１においては、被測定信号をマルチプレクサ１０に入力し、その被測定信号から、当該マルチプレクサ１０によって、予め設定した所望の周波数帯、例えば、周波数帯ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４のいずれかの周波数帯の信号を抽出してそのスペクトラム特性の測定を行うことができる。変形例に係るスペクトラムアナライザ１において、基本的な測定動作は図１２に示すフローチャートに沿って実現することができる。

【0121】

（マルチプレクサ１０Ａを用いるシグナルアナライザ２）
上記実施形態に係るマルチプレクサ１０Ａ（図９参照）は、図１１に示したスペクトラムアナライザ１に限らず、例えば、シグナルアナライザ２にも適用可能である。

【0122】

図１３は、マルチプレクサ１０Ａを用いるシグナルアナライザ２の一般的構成を示す図である。シグナルアナライザ２は、周波数変換部１００Ｄ、アナログデジタル変換器（Analog to Digital Converter：ＡＤＣ）１２５、制御部１５０Ｄ、操作部１６０、表示部１６１を有するとともに、周波数変換部１００Ｄの前段に上述した構成を有するマルチプレクサ１０Ａを備えている。マルチプレクサ１０Ａは、入力ポート３７がＲＦ Ｉｎｐｕｔたる被測定信号を入力可能であり、かつ、出力ポート３８が周波数変換部１００Ｄの入力側に対して出力信号を送出できるように配置されている（図９参照）。

【0123】

周波数変換部１００Ｄは、ミキサ１１１Ｄ、ローカル信号発生器１１２Ｄ、フィルタ１１３Ｄを具備して構成される。

【0124】

ミキサ１１１Ｄは、マルチプレクサ１０Ａから出力されるスプリアス波が抑制された各周波数成分の信号（ＲＦ周波数）と、ローカル信号発生器１１２Ｄから入力されるローカル信号とを混合することにより、被測定信号をＲＦ周波数から中間周波数の信号（ＩＦ周波数）に変換して出力する。

【0125】

ローカル信号発生器１１２Ｄは、局部発振信号源９から入力するローカル信号（基準信号）に基づき、ミキサ１１１Ｄに送出するためのローカル信号を発生する。

【0126】

フィルタ１１３Ｄは、ミキサ１１１Ｄによって周波数変換されたＩＦ信号を入力し、入力されたＩＦ信号の予め設定されたある帯域の周波数成分の信号のみを通過させ、ＡＤＣ１２５へと入力させるフィルタ機能部である。

【0127】

ＡＤＣ１２５は、マルチプレクサ１０Ａを通過し、周波数変換部１００Ｄで周波数変換された信号（被測定信号）をアナログ信号からデジタル信号の変換する機能部である。

【0128】

制御部１５０Ｄは、隙間可変制御部１５１Ｄ、周波数制御部１５２Ｄ、信号解析部１５３Ｄを有している。隙間可変制御部１５１Ｄは、スペクトラムアナライザ１（図７参照）の制御部１５０に設けられるものと同等のものである。

【0129】

周波数制御部１５２Ｄは、周波数変換部１００Ｄでの被測定信号の周波数変換に際して指定された解析対象周波数範囲の信号を受信できるようにローカル周波数を設定する制御を行う。周波数変換部１００Ｄを構成するローカル信号発生器１１２Ｄは、受信するＲＦ周波数に応じてローカル周波数を可変することができる構成を有している。このため、周波数制御部１５２Ｄは、ローカル信号発生器１１２Ｄを駆動制御し、ローカル周波数を掃引制御する構成であってもよい。

【0130】

信号解析部１５３Ｄは、ＡＤＣ１２５によりデジタル信号の変換された信号（被測定信号）の波形を解析する処理、具体的には、上記デジタル信号をスペクトラム等の波形表示を行うための波形解析データを生成する処理を実行する。

【0131】

上記構成を有するシグナルアナライザ２の信号解析処理については、図１１に示すスペクトラムアナライザ１の信号測定動作（図１２参照）と比較して、ステップＳ３までは同じ流れで推移する。その後の信号解析動作として、シグナルアナライザ２は、ステップＳ３での隙間Ｇの調整制御、及びローカル周波数設定の終了後、制御部１５０Ｅは、マルチプレクサ１０Ａの導波路３５を通過する調整後の隙間Ｇに対応する周波数成分を出力ポート３８から周波数変換部１００に入力して周波数変換し、ＡＤＣ１２５に入力する。ＡＤＣ１２５では、周波数変換後の信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して信号解析部１５３Ｄに入力する。信号解析部１５３Ｄは、ＡＤＣ１２５から入力するデジタル信号から、当該デジタル信号をスペクトラム等の波形表示を行うための波形解析データを生成する。制御部１５０Ｄは、信号解析部１５３Ｄにより生成された波形解析データを表示部１６１に表示する等の信号解析のための制御を行う。

【0132】

本実施形態に係るシグナルアナライザ２においても、図９に示すマルチプレクサ１０Ａに代えて、基本ユニットの構成を有するマルチプレクサ１０（図１参照）を用いる構成とし得ることはいうまでもない。また、隙間調整機構４３Ａに代えて隙間調整機構４３（図３参照）を用いてもよい。

【0133】

（マルチプレクサ１０Ｅを用いる信号発生装置３）
上記変形例に係るマルチプレクサ１０Ａ（図９参照）は、図１１に示したスペクトラムアナライザ１、図１３に示したシグナルアナライザ２の他、例えば、ＤＵＴの受信感度試験を行う信号発生装置３にも適用可能である。

【0134】

図１４は、マルチプレクサ１０Ｅとして上述したマルチプレクサ１０Ａを用いる信号発生装置３の一般的構成を示す図である。信号発生装置３としては、ＤＵＴに対するミリ波帯の信号の受信感度試験を行う試験用信号を発生する試験用信号発生装置を想定している。

【0135】

本実施形態に係る信号発生装置３は、周波数変換部１００Ｅ、信号発生部１３０、制御部１５０Ｅ、操作部１６０、表示部１６１の他、周波数変換部１００Ｅの後段に設けられるマルチプレクサ１０Ｅを備えている。周波数変換部１００Ｅは、ミキサ１１１Ｅ、ローカル信号発生器１１２Ｅ、フィルタ１１３Ｅにより構成され、制御部１５０Ｅは、隙間可変制御部１５１Ｅ、周波数制御部１５２Ｅ、信号発生制御部１５３Ｅを備えて構成される。

【0136】

信号発生装置３において、周波数変換部１００Ｅは、信号発生制御部１５３Ｅの制御下で信号発生部１３０から出力される中間周波数帯の試験用信号を、ローカル信号発生器１１２Ｅから出力されるローカル信号とともにミキサ１１１Ｅに与え、ミリ波帯の信号に変換する処理を行う。その際、周波数変換部１００Ｅは、ＤＵＴを試験するために例えば操作部１６０にて設定される試験対象周波数に応じてローカル信号の周波数を周波数制御部１５２Ｅにより変化させつつ、周波数変換後の信号を後段へと送出する。

【0137】

周波数変換部１００Ｅの後段に設けられるマルチプレクサ１０Ｅとしては、上述したマルチプレクサ１０（図１参照）、マルチプレクサ１０Ａ（図９参照）等が適用可能であるが、ここでは特に、マルチプレクサ１０Ａ（図９参照）を用いる構成を前提に説明する。

【0138】

すなわち、信号発生装置３において、マルチプレクサ１０Ｅは、図１４に示すように、入力ポート３７が周波数変換部１００Ｅの出力側に接続され、出力ポート３８が試験用信号の入力側（試験用信号をＲＦ Ｏｕｔｐｕｔとして外部へ送信する側）に接続されるように配置されている。信号発生装置３におけるマルチプレクサ１０Ｅの構成を図１５に示している。図１５に示すように、マルチプレクサ１０Ｅは、信号の入出力経路が、上述したスペクトラムアナライザ１やシグナルアナライザ２に実装されるマルチプレクサ１０Ａ（図９参照）とは逆（周波数変換部１００Ｅからの信号が入力ポート３７に入力され、出力ポート３８からＲＦ ｏｕｔｐｕｔ側へ出力される）になっている。このように、マルチプレクサ１０Ｅにおいては、入力ポート３７に周波数変換部１００Ｅ側からＲＦ周波数（例えば、周波数帯ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８）に変換された信号（信号発生部１３０から入力する試験用信号）が入力し、該入力信号が、該マルチプレクサ１０Ｅを経由してＰＦ Ｏｕｔｐｕｔたる試験用信号として送出されるようになっている。

【0139】

ＤＵＴの試験に際しての信号発生装置３の試験用信号の送信制御動作について図１６に示すフローチャートを参照して説明する。

【0140】

ＤＵＴの試験を行うべく、ユーザは、例えば、操作部１６０において、周波数、すなわち、試験対象周波数を設定する操作を行う（ステップＳ１１）。ここで設定するパラメータとしては、例えば、周波数帯ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８のそれぞれの中心周波数や、スタート周波数とストップ周波数などが挙げられる。

【0141】

次いで、制御部１５０Ｅは、ステップＳ１１で設定された試験対象周波数範囲に基づき、マルチプレクサ１０に選択されるべき通過帯域（周波数帯ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８のいずれか）とＬＯ設定を算出する（ステップＳ１２）。

【0142】

引き続き、隙間可変制御部１５１は、マルチプレクサ１０Ｅの第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂ間の隙間Ｇを、ステップＳ１２で算出した通過帯域に対応する隙間Ｇ、例えば、Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２（図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）参照）のいずれかとなるように調整制御する（ステップＳ１３）。その際、隙間可変制御部１５１は、通過帯域可変手段４０ａ－１、４０ｂ－１、４０ｃ－１、及び通過帯域可変手段４０ａ－２、４０ｂ－２、４０ｃ－２を対象に、それぞれ、隙間調整機構４３Ａのモータ５０ａ、５０ｂに対して算出された通過帯域に対応する制御信号（隙間調整制御信号）を送出し、当該モータ５０ａ、５０ｂを、隙間Ｇが算出された通過帯域に対応する値となるまで回転駆動する。また、ステップＳ１３においては、周波数変換部１００Ｅでの周波数変換のために、ステップＳ１２で算出されたＬＯ設定に基づきローカル周波数を設定する制御も行われる。

【0143】

ステップＳ１３での隙間Ｇの調整制御、及びローカル周波数設定の終了後、制御部１５０Ｅは、マルチプレクサ１０Ｅの導波路３５を通過する調整後の隙間Ｇに対応する周波数成分を出力ポート３８から図示しないＲＦ送出部に出力する（ステップＳ１４）。

【0144】

さらに制御部１５０Ｅは、ＲＦ送出部を駆動制御し、マルチプレクサ１０Ｅの出力ポート３８から入力する周波数成分の信号を試験用信号として送出する（ステップＳ１５）。

【0145】

本実施形態に係る信号発生装置３においても、図９に示すマルチプレクサ１０Ａに代えて、基本ユニットの構成を有するマルチプレクサ１０（図１参照）を用いる構成とし得ることはいうまでもない。また、通過帯域可変手段４０ａ－１、４０ｂ－１、４０ｃ－１、及び通過帯域可変手段４０ａ－２、４０ｂ－２、４０ｃ－２として、隙間調整機構４３Ａに代えて隙間調整機構４３（図３参照）を用いてもよい。

【0146】

上述したように、本実施形態に係るマルチプレクサ１０は、ポートＰ１（Ｉｎｐｕｔ）、ポートＰ２（Ｔｈｒｏｕｇｈ）、ポートＰ３（Ｃｏｕｐｌｅ）及びポートＰ４（Ｉｓｏｌａｔｅｄ）をそれぞれ有し、信号の分配または合成を行う回路網で構成されるハイブリッド１８ａ１、１９ａ１と、ハイブリッド１８ａ１とハイブリッド１９ａ１との間に並列に接続される２つの略同一特性のフィルタからなるＢＰＦ２０ａ１と、ハイブリッド１８ａ１のポートＰ４に接続され、ＢＰＦ２０ａ１の通過帯域に隣接する通過帯域を有するＢＰＦ２０ｂ１と、を備え、ハイブリッド１８ａ１のポートＰ１からの入力信号を２つのＢＰＦ２０ａ１に分配し、それぞれの通過帯域内であればＢＰＦ２０ａ１を通過させ、ハイブリッド１９ａ１で合成されてハイブリッド１９ａ１のポートＰ３から出力する一方、入力信号がＢＰＦ２０ａ１のフィルタの通過帯域外であれば、反射され、ハイブリッド１８ａ１で合成されてポートＰ４からＢＰＦ２０ｂ１に出力するものであって、ＢＰＦ２０ａ１、２０ｂ１の通過帯域を、所定の周波数範囲内の互いにオーバーラップする帯域が形成される帯域の範囲内において可変する通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃを有する構成である。

【0147】

この構成により、本実施形態に係るマルチプレクサ１０は、通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃによりＢＰＦ２０ａ１、２０ｂ１の通過帯域を可変することにより、フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易にしかも連続的に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度の測定、解析、試験に対応可能となる。

【0148】

また、本実施形態に係るマルチプレクサ１０は、ハイブリッド１８ａ１、１９ａ１、ＢＰＦ２０ａ１、及びＢＰＦ２０ｂ１を有する構成を基本ユニットとし、複数の基本ユニットを、前の基本ユニットのハイブリッド１８ａ１のポートＰ４或いはハイブリッド１９ａ１のポートＰ３に後の基本ユニットのハイブリッド１８ａ１のポートＰ１が接続されるように順に連結して構成され、前後の基本ユニットのＢＰＦ２０ａ１、２０ｂ１は、連続する帯域を通して互いにオーバーラップする帯域が形成されるように通過帯域を可変する構成である。

【0149】

この構成により、本実施形態に係るマルチプレクサ１０は、複数の基本ユニットを組み合わせて拡張された所望の通過帯域に対応可能なフィルタ構造を簡単な構造により構築することができ、高周波信号の高精度の測定、解析、試験への対応も容易となる。

【0150】

また、本実施形態に係るマルチプレクサ１０は、それぞれの基本ユニットのＢＰＦ２０ａ１、２０ｂ１の相当するフィルタは、ＢＰＦ、ＨＰＦ、ＬＰＦのうちのいずれか１種類、または、複数種類混在した構成を有するものである。

【0151】

この構成により、本実施形態に係るマルチプレクサ１０は、ハイブリッドと、ＢＰＦ、ＨＰＦ、ＬＰＦのうちのいずれか１種類、または、複数種類混在させて、所望の仕様のフィルタ構造を容易に実現できる。

【0152】

また、本実施形態に係るマルチプレクサ１０において、ＢＰＦ２０ａ１、２０ｂ１は、導波管フィルタ２０で構成され、導波管フィルタ２０は、互いに直方体形状を有し、それぞれ長手方向の一側面３２ａ、３２ｂに長手方向の一端部３３から他端部３４にかけて導波路３５となるべき溝３５ａ、３５ｂが形成される第１導波管部３１ａ、及び第２導波管部３１ｂを備え、第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂを一側面３２ａ、３２ｂ同士が向かい合うように対向配置した状態で溝３５ａ、３５ｂによる導波路３５が形成されるとともに、第１導波管部３１ａの一側面３２ａと、第２導波管部３１ｂの一側面３２ｂとの間の隙間Ｇに応じて導波路３５の通過帯域が変化する導波管部３０と、通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃを構成し、所望の通過帯域が設定されるように導波管部３０における隙間Ｇを可変する隙間調整機構４３、４３Ａと、を有する構成である。

【0153】

この構成により、本実施形態に係るマルチプレクサ１０は、導波管フィルタ２０の第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂの隙間Ｇを調整する隙間調整機構４３、４３Ａを用いて通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃを容易に実現できる。

【0154】

また、本実施形態に係るマルチプレクサ１０において、隙間調整機構４３Ａは、第１導波管部３１ａを載置する第１ステージ５２ａと、第２導波管部３１ｂを、第１導波管部３１ａに対して対向配置された状態に載置する第２ステージ５２ｂと、第１ステージ５２ａ及び第２ステージ５２ｂを、第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂとの隙間Ｇが変化するように、対称面に対して対称に移動可能に駆動するモータ５０ａ、５０ｂを有する構成である。

【0155】

この構成により、本実施形態に係るマルチプレクサ１０は、モータ５０ａ、５０ｂによって第１ステージ５２ａ及び第２ステージ５２ｂを対称面に対して対称に動くように駆動することで、第１導波管部３１ａと第２導波管部３１ｂ間の隙間Ｇを容易にしかも連続的に可変できるとともに、通過帯域可変に際してフィルタ特性を向上させることができる。

【0156】

また、本実施形態に係るマルチプレクサ１０において、導波管部３０は、所定の周波数範囲の被測定信号を導波路３５に入力し、互いにオーバーラップする複数の周波数帯のうちの、隙間Ｇに対応する通過帯域に合致するいずれか１つの帯域の周波数成分を出力する構成を有している。

【0157】

この構成により、本実施形態に係るマルチプレクサ１０は、隙間調整機構４３、４３Ａにより隙間Ｇを可変することで、その隙間Ｇに応じて所定の周波数範囲内の複数の通過帯域のうちの所望の通過帯域を設定することができる。

【0158】

また、本実施形態に係るスペクトラムアナライザ１は、所定の周波数範囲の被測定信号を、ローカル信号発生器１１２から出力されるローカル信号とともにミキサ１１１に与え、そのミキシング出力から所定の中間周波数帯の信号を抽出するフィルタ１１３を有する周波数変換部１００と、中間周波数帯の信号を検波する検波器１２０とを有し、解析対象周波数に応じてローカル信号の周波数を変化させて、被測定信号のスペクトラム特性を求めるスペクトラムアナライザ１において、周波数変換部１００の前段に、上述した構成を有するマルチプレクサ１０Ａを設けるとともに、解析対象周波数のうちの一周波数帯に対応する通過帯域が設定されるように通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃを駆動制御する隙間可変制御部１５１を有し、解析対象周波数のうちの一周波数帯に対応する周波数成分を、マルチプレクサ１０Ａを通して測定する構成を有している。

【0159】

この構成により、本実施形態に係るスペクトラムアナライザ１は、通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃによりマルチプレクサ１０ＡのＢＰＦ１８ａ１、１９ａ１通過帯域を可変することにより、フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易にしかも連続的に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度の測定が可能となる。

【0160】

また、本実施形態に係るスペクトラムアナライザ１は、ハイブリッド１８ａ１、１９ａ１、ＢＰＦ２０ａ１、及びＢＰＦ２０ｂ１を有する構成を基本ユニットとし、複数の基本ユニット１０－１１、１０－１２を組み合わせてマルチプレクサ１０Ａが構成され、それぞれの基本ユニットのＢＰＦ１８ａ１、１９ａ１は、連続する帯域を通して互いにオーバーラップする帯域が形成されるように前記通過帯域を可変する構成である。

【0161】

この構成により、本実施形態に係るスペクトラムアナライザ１は、複数の基本ユニットを組み合わせて拡張された所望の通過帯域に対応可能なマルチプレクサフィルタ構造を簡単な構造により構築することができ、高周波信号の高精度の測定、解析、試験への対応も容易となる。

【0162】

また、本実施形態に係るシグナルアナライザ３は、所定の周波数範囲の被測定信号を、ローカル信号発生器１１２から出力されるローカル信号とともにミキサ１１１Ｄに与え、そのミキシング出力から所定の中間周波数帯の信号を抽出するフィルタ１１３Ｄを有する周波数変換部１００Ｄと、中間周波数帯の信号をＡＤＣ１２５でデジタル信号に変換した後に当該信号の波形を解析する信号解析部１５３Ｄとを有し、解析対象周波数に応じてローカル信号の周波数を変化させて、被測定信号の波形を解析するシグナルアナライザ２において、周波数変換部１００Ｄの前段に、上述した構成を有するマルチプレクサ１０Ａを設けるとともに、解析対象周波数のうちの一周波数帯に対応する通過帯域が設定されるように通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃを駆動制御する隙間可変制御部１５１Ｄを有し、解析対象周波数のうちの一周波数帯に対応する周波数成分の信号を、マルチプレクサ１０Ａを通して解析する構成である。

【0163】

この構成により、本実施形態に係るシグナルアナライザ２は、通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃによりＢＰＦ１８ａ１、１９ａ１の通過帯域を可変することにより、フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易にしかも連続的に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度の解析が可能となる。

【0164】

また、本実施形態に係る信号発生装置３は、信号発生部１３０から出力される中間周波数帯の試験用信号を、ローカル信号発生器１１２Ｅから出力されるローカル信号とともにミキサ１１１Ｅに与え、所定の周波数範囲の信号に変換する周波数変換部１００Ｅを有し、ＤＵＴを試験するための試験対象周波数に応じてローカル信号の周波数を変化させて、周波数変換部１００Ｅによる周波数変換後の信号を被測定対象の試験用信号として送出する信号発生装置３において、周波数変換部１００Ｅの後段に、周波数変換後の信号が入力される上述した構成を有するマルチプレクサ１０Ｅを設けるとともに、試験対象周波数のうちの一周波数帯に対応する通過帯域が設定されるように通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃを駆動制御する隙間可変制御部１５１Ｅを有し、試験対象周波数のうちのマルチプレクサ１０Ｅを通過する一周波数帯に対応する周波数成分の試験用信号を送出する構成を有している。

【0165】

この構成により、本実施形態に係る信号発生装置３は、通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃによりＢＰＦ１８ａ１、１９ａ１の通過帯域を可変することにより、フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易にしかも連続的に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度のＤＵＴ試験に対応可能となる。

【0166】

また、本実施形態に係るマルチプレクサの制御方法は、上述した構成を有するマルチプレクサ１０を用いるスペクトラムアナライザ１、またはシグナルアナライザ２、若しくは信号発生装置３におけるマルチプレクサの制御方法であって、解析対象周波数、または試験対象周波数を設定する設定ステップ（Ｓ１、Ｓ１１）と、設定された解析対象周波数、または試験対象周波数に基づき、ＢＰＦ１８ａ１、１９ａ１に対して選択されるべき通過帯域が設定されるように通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃを駆動制御する通過帯域可変制御ステップ（Ｓ３、Ｓ１３）と、通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃにより設定された通過帯域を有するＢＰＦ１８ａ１、１９ａ１を通過する解析対象周波数、または試験対象周波数に対応する周波数成分を抽出するステップ（Ｓ４、Ｓ１４）と、を含む構成である。

【0167】

この構成により、本実施形態に係るマルチプレクサの制御方法は、スペクトラムアナライザ１、またはシグナルアナライザ２、若しくは信号発生装置３において適用することで、通過帯域可変手段４０ａ、４０ｂ、４０ｃによりＢＰＦ１８ａ１、１９ａ１の通過帯域を可変することにより、フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易にしかも連続的に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度の測定、解析、試験に対応可能となる。

【0168】

本発明に係るマルチプレクサ１０、１０Ａ、これを用いるスペクトラムアナライザ１、シグナルアナライザ２、信号発生装置３、及びマルチプレクサの制御方法については、上述した実施形態に記載の構成に限らず、種々の変形、或いは応用が可能なものである。

【産業上の利用可能性】

【0169】

以上のように、本発明は、フィルタを切り替えることなく通過帯域を容易に可変でき、簡単かつ安価な構造で、高周波信号の高精度の測定、解析、試験に対応可能であるという効果を奏し、マルチプレクサ、これを用いるスペクトラムアナライザ、シグナルアナライザ、信号発生装置、及びマルチプレクサの制御方法全般に有用である。

【符号の説明】

【0170】

１ スペクトラムアナライザ
２ シグナルアナライザ
３ 信号発生装置
９ 局部発振信号源
１０、１０－１１、１０－１２、１０Ａ、１０Ｅ マルチプレクサ
１８ａ１ ハイブリッド（第１のハイブリッド）
１９ａ１ ハイブリッド（第２のハイブリッド）
２０ａ１ ＢＰＦ（第１のフィルタ）
２０ｂ１ ＢＰＦ（第２のフィルタ）
２０ 導波管フィルタ
３０ 導波管部
３１ａ 第１導波管部（第１の導波管部）
３１ｂ 第２導波管部（第２の導波管部）
３２ａ、３２ｂ 一側面
３３ 一端部（一端）
３４ 他端部（他端）
３５ 導波路
４０、４０Ａ 隙間調整部
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 通過帯域可変手段
４１ 第１ステージ
４２ 第２ステージ
４３、４３Ａ 隙間調整機構
５０、５０ａ、５０ｂ モータ（駆動手段）
５２ａ 第１ステージ（第１のステージ部材）
５２ｂ 第２ステージ（第２のステージ部材）
１００、１００Ｄ、１００Ｅ 周波数変換部
１１１、１１１Ｄ、１１１Ｅ ミキサ
１１２、１１２Ｄ、１１２Ｅ ローカル信号発生器
１１３、１１３Ｄ、１１３Ｅ フィルタ
１２０ 検波器
１２５ アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）
１３０ 信号発生部
１５０、１５０Ｄ、１５０Ｅ 制御部
１５１、１５１Ｄ、１５１Ｅ 隙間可変制御部（通過帯域可変制御手段）
１５２ 周波数掃引制御部
１５２Ｄ、１５２Ｅ 周波数制御部
１５３ スペクトラムデータ取得部
１５３Ｄ 信号解析部
１５３Ｅ 信号発生制御部
１６０ 操作部
１６１ 表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】