(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＹＩＧ（イットリウム−鉄−ガーネット）膜からなり、前記ＹＩＧ膜の主面に複数の溝が周期的に形成され、前記複数の溝のうち隣接する溝の深さが異なることを特徴とする静磁波材料。
【請求項２】
前記複数の溝の深さは、順次増加または減少することを特徴とする請求項１記載の静磁波材料。
【請求項３】
前記複数の溝の深さは、一定間隔で順次増加または減少することを特徴とする請求項２記載の静磁波材料。
【請求項４】
前記複数の溝は、機械加工により形成された溝であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の静磁波材料。
【請求項５】
ＧＧＧ（ガドリニウム−ガリウム−ガーネット）基板と、
請求項１〜４のいずれかに記載の静磁波材料からなり、前記ＧＧＧ基板上に形成されたＹＩＧ膜と、
前記ＹＩＧ膜の上に形成された入力用線路および出力用線路とを備えることを特徴とする静磁波フィルタ素子。
【請求項６】
前記複数の溝は、前記入力用線路と前記出力用線路との間の前記ＹＩＧ膜の主面に形成されることを特徴とする請求項５記載の静磁波フィルタ素子。
【請求項７】
前記複数の溝は、前記入力用線路と前記ＹＩＧ膜の一方の端部との間および前記出力用線路と前記ＹＩＧ膜の他方の端部との間の前記ＹＩＧ膜の主面に形成されることを特徴とする請求項５記載の静磁波フィルタ素子。
【請求項８】
入力信号から妨害波を除去するための妨害波除去装置であって、
請求項５〜７のいずれかに記載の静磁波フィルタ素子を備え、
前記静磁波フィルタ素子の動作帯域幅が前記複数の溝の深さにより調整されることを特徴とする妨害波除去装置。
【請求項９】
前記静磁波フィルタ素子は、前記ＹＩＧ膜の上に形成された入力用線路と出力用線路との間の前記ＹＩＧ膜の主面に前記複数の溝が周期的に形成された帯域阻止型静磁波フィルタ素子を含み、
前記複数の溝のピッチは、前記妨害波により前記ＹＩＧ膜を伝搬する静磁波の中心波長の２分の１であることを特徴とする請求項８記載の妨害波除去装置。
【請求項１０】
前記妨害波は、第１の妨害波と、前記第１の妨害波と周波数が異なる第２の妨害波とを含み、
前記複数の溝は、前記第１の妨害波により前記ＹＩＧ膜を伝搬する静磁波の中心波長の２分の１のピッチで形成された第１の溝群と、前記第１の溝群と並列に前記第２の妨害波により前記ＹＩＧ膜を伝搬する静磁波の中心波長の２分の１のピッチで形成された第２の溝群とを含むことを特徴とする請求項９記載の妨害波除去装置。
【請求項１１】
前記入力信号は、スペクトル拡散された拡散信号であり、
前記拡散信号のレベルを前記静磁波フィルタ素子の抑圧レベルまで増幅して前記静磁波フィルタ素子へ出力する増幅器と、
前記静磁波フィルタ素子から出力される信号を逆拡散する逆拡散器とをさらに備えることを特徴とする請求項９または１０記載の妨害波除去装置。
【請求項１２】
前記静磁波フィルタ素子は、前記ＹＩＧ膜の上に形成された入力用線路と前記ＹＩＧ膜の一方の端部との間および前記ＹＩＧ膜の上に形成された出力用線路と前記ＹＩＧ膜の他方の端部との間の前記ＹＩＧ膜の主面に前記複数の溝が周期的に形成された帯域通過型静磁波フィルタ素子を含み、
前記複数の溝のピッチは、前記入力信号により前記ＹＩＧ膜を伝搬する静磁波の中心波長の２分の１であることを特徴とする請求項８記載の妨害波除去装置。
【請求項１３】
前記静磁波フィルタ素子の周波数軸上の挿入損失が略矩形形状であり、
前記静磁波フィルタ素子の通過帯域が前記入力信号の周波数帯域と略一致することを特徴とする請求項１２記載の妨害波除去装置。
【請求項１４】
前記入力信号は、スペクトル拡散された拡散信号であり、
前記拡散信号のレベルを前記静磁波フィルタ素子の飽和レベルまで増幅して前記静磁波フィルタ素子へ出力する増幅器と、
前記静磁波フィルタ素子から出力される信号を逆拡散する逆拡散器とをさらに備えることを特徴とする請求項１２または１３記載の妨害波除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号から妨害波を除去するための妨害波除去装置およびこの妨害波除去装置等に用いられる静磁波材料および静磁波フィルタ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の妨害波除去装置としては、例えば、スペクトル拡散通信方式を用いた妨害波除去装置がある。ここで、このスペクトル拡散通信方式について説明する。
【０００３】
スペクトル拡散通信方式とは、信号の周波数帯域をその数十倍といった広い周波数帯域に拡散して伝送する方式をいう。このスペクトル拡散通信方式は、もともと軍事通信用に使われることが多かったが、近年では無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の変調方式の１つとして注目され、また最近では、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ）方式として自動車電話、携帯電話等のいわゆるセルラー無線システムに使用されるようになってきている。このスペクトル拡散通信方式は、以下のように、直接拡散方式および周波数ホッピング方式の２種類に大別される。
【０００４】
直接拡散方式では、ランダム・パルス系列の符号である疑似雑音符号（ＰＮ系列）により信号の周波数帯域（スペクトル）を拡散する。例えば３ｋＨｚ程度の周波数帯域幅の信号に、＋１または−１の値をとる数Ｍビット／秒の疑似雑音符号をかけると、周波数帯域幅はＭＨｚオーダになり、スペクトル拡散された信号を伝送することができる。この拡散信号を受信する受信側で、送信側と全く同じ疑似雑音符号を受信信号にかけると、疑似雑音符号が＋１または−１であるため、二乗したものは常に１となり、元の周波数帯域に狭まった信号を取り出すことができる。
【０００５】
この直接拡散方式の特徴としては、広い帯域で伝送するため、一部の帯域が伝送できなくても通信を行うことができ、また、受信側では送信側で拡散に使用した疑似雑音符号との相関を取って情報を取り出すため、第三者にはスペクトル拡散した信号が雑音のように見えるので復調することが難しく、秘話性を確保することができるという点がある。
【０００６】
一方、周波数ホッピング方式は、一定時間ごとに搬送波周波数を変えて伝送する方式である。この周波数ホッピング方式の特徴としては、ある周波数帯域幅の電力は、周波数ホッピングする周期に対して十分長い時間で平均すると低くなるため、他のシステムの通信を妨害しにくく、また、特定の周波数に妨害波が存在しても、すぐ別の周波数にホッピングするため、他のシステムからの干渉に強いという点がある。
【０００７】
上記の直接拡散方式を用いた妨害波除去装置としては、例えば、特開平９−２１４３９７号公報に開示される妨害波除去装置があり、図１７は、この従来の妨害波除去装置の構成を示すブロック図である。
【０００８】
図１７に示す妨害波除去装置は、アンテナ１０１、増幅器１０２、静磁波リミッタ１０３、逆拡散器１０４および復調器１０５を備える。アンテナ１０１は、増幅器１０２に接続され、直接拡散方式によりスペクトル拡散された拡散信号を受信して増幅器１０２へ出力する。増幅器１０２は、静磁波リミッタ１０３と接続され、受信された拡散信号を静磁波リミッタ１０３の飽和レベルまで増幅して静磁波リミッタ１０３へ出力する。静磁波リミッタ１０３は、逆拡散器１０４に接続され、入力される信号のうち飽和レベルを超える信号を飽和レベルまで減衰させ逆拡散器１０４へ出力する。逆拡散器１０４は、復調器１０５に接続され、静磁波リミッタ１０３により飽和レベルに制限された信号を逆拡散して復調器１０５へ出力する。復調器１０５は、逆拡散された信号を復調して出力端子１０６へ出力する。
【０００９】
次に、上記のように構成された従来の妨害波除去装置の動作について説明する。図１８は、図１７に示す妨害波除去装置の各部における信号のスペクトルを示す図である。
【００１０】
図１８の（ａ）は、アンテナ１０１により受信された拡散信号のスペクトルを示している。図１８の（ａ）に示すように、アンテナ１０１は、ある特定の疑似雑音符号によりスペクトル拡散された拡散信号ａ１および拡散信号ａ１に混入した妨害波ｂ１を受信する。拡散信号ａ１は、広い周波数範囲に低いレベルで拡散したスペクトル特性を有し、妨害波ｂ１は、拡散信号ａ１の中心周波数付近で狭い周波数範囲で高いレベルのスペクトル特性を有する。
【００１１】
図１８の（ｂ）は、増幅器１０２から出力される拡散信号のスペクトルを示している。図１８の（ｂ）に示すように、増幅器１０２は、拡散信号ａ１を飽和レベルＳＬまで増幅し、増幅した拡散信号ａ２を出力する。また、ここで、妨害波ｂ１も増幅され、妨害波ｂ２となる。
【００１２】
図１８の（ｃ）は、静磁波リミッタ１０３から出力される拡散信号のスペクトルを示している。図１８の（ｃ）に示すように、静磁波リミッタ１０３は、飽和レベルＳＬに入力信号を制限し、妨害波ｂ２は減衰されて妨害波ｂ３となり、拡散信号ａ３と同じレベルに制限される。
【００１３】
図１９は、静磁波リミッタ１０３の入出力特性を示す図である。図１９に示すように、静磁波リミッタ１０３は、入力された信号のうち、周波数軸上でその飽和レベルＳＬよりレベルの低い信号はそのまま通過させ、レベルの高い信号は飽和レベルＳＬに制限する。例えば、入力レベルＩ２の信号（妨害波）は、Ｏ３ではなくＯ２の出力レベルに制限され、入力レベルＩ１の信号（拡散信号）は出力レベルＯ１で出力される。したがって、上記のように、妨害波ｂ２は、静磁波リミッタ１０３を通過した後の拡散信号ａ３のレベルと等しいレベルまで減衰され、妨害波ｂ３となる。
【００１４】
図１８の（ｄ）は、逆拡散器１０４から出力される信号のスペクトルを示している。逆拡散器１０４は、送信側でかけられた疑似雑音符号と同一の符号をかけることにより、入力信号を逆拡散する。この結果、図１８の（ｄ）に示すように、拡散信号ａ３は、元の狭帯域で高レベルの信号ａ４となり、逆に、妨害波ｂ３は、スペクトル拡散され、広い周波数範囲に低いレベルで拡散された妨害波ｂ４となる。
【００１５】
最後に、復調器１０５は、逆拡散された信号ａ４を所定の復調方式に従い元のデータに復調し、復調されたデータは、出力端子１０６から出力される。
【００１６】
上記のように、従来の妨害波除去装置では、静磁波リミッタ１０３の飽和特性を利用して、拡散信号を線形的に出力するとともに、高い電力を有する妨害波を静磁波リミッタ１０３の飽和レベルまで減衰させ、拡散信号から妨害波を除去していた。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の静磁波リミッタ１０３の飽和特性を利用した妨害波除去装置では、静磁波リミッタ１０３の挿入損失が大きいため、図１８の（ｃ）に示すように、出力される信号のレベルが静磁波リミッタ１０３の飽和レベルＳＬより低くなっていた。この結果、拡散信号ａ３のレベルが低下するとともに、飽和レベル程度の妨害波ｂ３が残存し、拡散信号の復調に悪影響を及ぼしていた。
【００１８】
本発明の目的は、入力信号の信号レベルを低下させることなく、不要な妨害波を除去することができる妨害波除去装置、およびこの妨害波除去装置に好適に用いられる静磁波材料および静磁波フィルタ素子を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明に係る静磁波材料は、ＹＩＧ（イットリウム−鉄−ガーネット）膜からなり、ＹＩＧ膜の主面に複数の溝が周期的に形成され、複数の溝のうち隣接する溝の深さが異なるものである。
【００２０】
本発明に係る静磁波材料では、ＹＩＧ膜の主面に複数の溝が周期的に形成されているので、溝が形成された部分のＹＩＧ膜の厚さと溝が形成されていないＹＩＧ膜の厚さとが周期的に変化して各部分の静磁波に対するインピーダンスが周期的に変化し、周期的に形成された溝のピッチの２倍の波長を有する静磁波を選択的に反射することができる。また、隣接する溝の深さが異なっているので、溝が形成された各部分のＹＩＧ膜の厚さが種々変化し、各部分の静磁波に対するインピーダンスも種々変化し、溝のピッチの２倍の波長を有する静磁波をより選択的に反射することができる。したがって、この静磁波材料をフィルタ素子に用いると、挿入損失が小さく、抑圧度が高くかつ周波数選択性の高いフィルタ素子を構成することができる。この結果、このフィルタ素子を妨害波除去装置に用いると、入力信号のレベルを低下させることなく、不要な妨害波を除去することができる。
【００２１】
複数の溝の深さは、順次増加または減少することが好ましい。
この場合、溝が形成された各部分のＹＩＧ膜の厚さが順次変化し、各部分の静磁波に対するインピーダンスが順次変化するので、各部分のインピーダンスの差が小さくなり、各部分のインピーダンスをよりマッチングさせることができる。この結果、インピーダンスの不整合による静磁波の乱反射を抑制することができ、溝のピッチの２倍の波長を有する静磁波をさらに選択的に反射することができる。
【００２２】
複数の溝の深さは、一定間隔で順次増加または減少することが好ましい。
この場合、溝が形成された各部分のＹＩＧ膜の厚さが一定間隔で変化し、各部分の静磁波に対するインピーダンスが一定の割合で変化するので、各部分のインピーダンスをさらにマッチングさせることができる。この結果、インピーダンスの不整合による静磁波の乱反射をより抑制することができ、溝のピッチの２倍の波長を有する静磁波をさらに選択的に反射することができる。
【００２３】
複数の溝は、機械加工により形成された溝であることが好ましい。
この場合、研削、研磨等の機械加工により溝を形成しているので、化学的なエッチングやイオンミリング等に比べてより深い略矩形形状の溝を高精度に形成することができるとともに、その深さ等を任意に設定することができる。この結果、この静磁波材料をフィルタ素子に用いる場合、溝の深さを深くすることができるので、フィルタ素子の挿入損失をより小さくすることができるとともに、抑圧度を高くかつ周波数選択性を向上することができる。また、溝の深さ等を容易に調整することができるので、フィルタ素子の抑圧度および動作帯域幅を所望の値に設定することができる。
【００２４】
本発明に係る静磁波フィルタ素子は、ＧＧＧ（ガドリニウム−ガリウム−ガーネット）基板と、上記いずれかに記載の静磁波材料からなり、ＧＧＧ基板上に形成されたＹＩＧ膜と、ＹＩＧ膜の上に形成された入力用線路および出力用線路とを備えるものである。
【００２５】
本発明に係る静磁波フィルタ素子では、上記の静磁波材料を用いて静磁波フィルタを作成することができるので、溝のピッチの２倍の波長を有する静磁波をより選択的に反射することができ、入力用線路および出力用線路間で特定の周波数を有する信号を選択的に阻止または通過させることができる。したがって、挿入損失が小さく、抑圧度が高くかつ周波数選択性の高い静磁波フィルタ素子を実現することができ、入力用線路から入力される入力信号の信号レベルを低下させることなく、不要な妨害波を除去または減衰させて出力用線路から取り出すことができる。
【００２６】
複数の溝は、入力用線路と出力用線路との間のＹＩＧ膜の主面に形成されることが好ましい。
【００２７】
この場合、入力用線路と出力用線路との間のＹＩＧ膜の主面に複数の溝が周期的に形成されているので、入力用線路と出力用線路との間で溝のピッチの２倍の波長を有する静磁波を選択的に反射することができ、挿入損失が小さく、抑圧度が高くかつ周波数選択性の高い帯域阻止型静磁波フィルタ素子を実現することができる。
【００２８】
複数の溝は、入力用線路とＹＩＧ膜の一方の端部との間および出力用線路とＹＩＧ膜の他方の端部との間の前記ＹＩＧ膜の主面に形成されることが好ましい。
【００２９】
この場合、入力用線路とＹＩＧ膜の一方の端部との間および出力用線路とＹＩＧ膜の他方の端部との間のＹＩＧ膜の主面に複数の溝が周期的に形成されているので、入力用線路および出力用線路の外側において溝のピッチの２倍の波長を有する静磁波を選択的に反射することができ、挿入損失が小さく、抑圧度が高くかつ通過帯域が略矩形形状となる帯域通過型静磁波フィルタ素子を実現することができる。
【００３０】
本発明に係る妨害波除去装置は、入力信号から妨害波を除去するための妨害波除去装置であって、上記いずれかに記載の静磁波フィルタ素子を備え、静磁波フィルタ素子の動作帯域幅が複数の溝の深さにより調整される。
【００３１】
本発明に係る妨害波除去装置では、静磁波フィルタ素子のＧＧＧ基板上にＹＩＧ膜が形成され、ＹＩＧ膜の主面に複数の溝が周期的に形成されているので、溝が形成された部分のＹＩＧ膜の厚さと溝が形成されていない部分のＹＩＧ膜の厚さとが周期的に変化して各部分の静磁波に対するインピーダンスが周期的に変化し、溝のピッチの２倍の波長を有する静磁波を選択的に反射することができる。したがって、静磁波フィルタ素子の挿入損失を小さくするとともに、抑圧度を高くかつ周波数選択性を向上することができる。この結果、この静磁波フィルタ素子を用いて入力信号および妨害波をフィルタリングすることにより、入力信号の信号レベルを低下させることなく、不要な妨害波を除去することができる。
【００３２】
複数の溝は、機械加工により形成された溝であり、複数の溝の深さは、一定であることが好ましい。
【００３３】
この場合、研削、研磨等の機械加工により一定深さの溝を形成しているので、化学的なエッチングやイオンミリング等に比べてより深い略矩形形状の溝を高精度に形成することができるとともに、その深さ等を任意に設定することができる。この結果、溝の深さをより深くすることができるので、静磁波フィルタ素子の挿入損失をより小さくすることができるとともに、抑圧度を高くかつ周波数選択性を向上することができる。また、溝の深さ等を容易に調整することができるので、静磁波フィルタ素子の抑圧度および動作帯域幅を所望の値に設定することができる。
【００３４】
また、本発明に係る妨害波除去装置は、静磁波フィルタ素子のＹＩＧ膜に形成された複数の溝のうち隣接する溝の深さが異なっているので、溝が形成された各部分のＹＩＧ膜の厚さが種々変化し、各部分の静磁波に対するインピーダンスも種々変化し、溝のピッチの２倍の波長を有する静磁波をより選択的に反射することができる。したがって、静磁波フィルタ素子の挿入損失をより小さくすることができるとともに、抑圧度をより高くかつ周波数選択性をより向上することができ、入力信号のレベルをより低下させることなく、不要な妨害波をより完全に除去することができる。
【００３６】
また、本発明に係る妨害波除去装置は、溝の深さを調整することにより、溝が形成された各部分のＹＩＧ膜の厚さを変化させて各部分の静磁波に対するインピーダンスを容易に変更することができるので、静磁波フィルタ素子の動作帯域幅を所望の帯域幅に設定することができる。
【００３７】
静磁波フィルタ素子は、ＹＩＧ膜の上に形成された入力用線路と出力用線路との間のＹＩＧ膜の主面に複数の溝が周期的に形成された帯域阻止型フィルタ素子を含み、複数の溝のピッチは、妨害波によりＹＩＧ膜を伝搬する静磁波の中心波長の２分の１であることが好ましい。
【００３８】
この場合、入力用線路と出力用線路との間のＹＩＧ膜の主面に複数の溝が妨害波によりＹＩＧ膜を伝搬する静磁波の中心波長の２分の１のピッチで周期的に形成されているので、入力用線路と出力用線路との間で溝のピッチの２倍の波長を有する静磁波をより選択的に反射することができ、挿入損失が小さく、抑圧度が高くかつ周波数選択性の高い帯域阻止型静磁波フィルタ素子を実現することができる。したがって、この帯域阻止型静磁波フィルタ素子により入力信号から妨害波のみを選択的に除去することができ、入力信号の信号レベルを低下させることなく、不要な妨害波を除去することができる。
【００３９】
妨害波は、第１の妨害波と、第１の妨害波と周波数が異なる第２の妨害波を含み、複数の溝は、第１の妨害波によりＹＩＧ膜を伝搬する静磁波の中心波長の２分の１のピッチで形成された第１の溝群と、第１の溝群と並列に第２の妨害波によりＹＩＧ膜を伝搬する静磁波の中心波長の２分の１のピッチで形成された第２の溝群とを含むことが好ましい。
【００４０】
この場合、第１の溝群および第２の溝群を用いて各妨害波を選択的に除去することができるので、妨害波が複数ある場合でも、入力信号の信号レベルを低下させることなく、不要な妨害波を全て除去することができる。
【００４１】
入力信号は、スペクトル拡散された拡散信号であり、妨害波除去装置は、拡散信号のレベルを帯域阻止型静磁波フィルタ素子の抑圧レベルまで増幅して帯域阻止型静磁波フィルタ素子へ出力する増幅器と、帯域阻止型静磁波フィルタ素子から出力される信号を逆拡散する逆拡散器とをさらに備えることが好ましい。
【００４２】
この場合、増幅器によりスペクトル拡散された拡散信号のレベルを帯域阻止型静磁波フィルタ素子の抑圧レベルまで増幅した後、帯域阻止型静磁波フィルタ素子によりフィルタリングを行っているので、拡散信号の信号レベルを低下させることなく、妨害波を帯域阻止型静磁波フィルタ素子の抑圧レベルまで減衰させることができる。したがって、この拡散信号および妨害波を逆拡散器により逆拡散することにより、妨害波を低レベルで帯域拡散された信号に変換するとともに拡散信号を高レベルで狭帯域の元の信号に変換することができ、Ｓ／Ｎ比の高い信号を得ることができる。
【００４３】
静磁波フィルタ素子は、ＹＩＧ膜の上に形成された入力用線路とＹＩＧ膜の一方の端部との間およびＹＩＧ膜の上に形成された出力用線路とＹＩＧ膜の他方の端部との間のＹＩＧ膜の主面に複数の溝が周期的に形成された帯域通過型静磁波フィルタ素子を含み、複数の溝のピッチは、入力信号によりＹＩＧ膜を伝搬する静磁波の中心波長の２分の１であることが好ましい。
【００４４】
この場合、入力用線路とＹＩＧ膜の一方の端部との間および出力用線路とＹＩＧ膜の他方の端部との間のＹＩＧ膜の主面に複数の溝が入力信号によりＹＩＧ膜を伝搬する静磁波の中心波長の２分の１のピッチで周期的に形成されているので、入力用線路および出力用線路の外側において溝のピッチの２倍の波長を有する静磁波をより選択的に反射することができ、挿入損失が小さく、抑圧度が高くかつ略矩形形状の通過帯域を有する帯域通過型静磁波フィルタ素子を実現することができる。したがって、この帯域通過型静磁波フィルタ素子により入力信号から通過帯域外の妨害波を除去することができ、入力信号の信号レベルを低下させることなく、不要な妨害波を除去することができる。
【００４７】
静磁波フィルタ素子の周波数軸上の挿入損失が略矩形形状であり、静磁波フィルタ素子の通過帯域が入力信号の周波数帯域と略一致することが好ましい。
【００４８】
本発明に係る妨害波除去装置では、増幅器により帯域通過型静磁波フィルタ素子の飽和レベルまで入力信号のレベルを増幅し、通過帯域が入力信号の周波数帯域と略一致するとともに周波数軸上の挿入損失が略矩形形状となる低挿入損失の帯域通過型静磁波フィルタ素子により増幅された入力信号をフィルタリングしているので、入力信号の信号レベルを低下させることなく、入力信号の周波数帯域外の不要な妨害波を除去することができる。
【００４９】
入力信号は、スペクトル拡散された拡散信号であり、拡散信号のレベルを帯域通過型静磁波フィルタ素子の飽和レベルまで増幅して静磁波フィルタ素子へ出力する増幅器と、静磁波フィルタ素子から出力される信号を逆拡散する逆拡散器とをさらに備えることが好ましい。
【００５０】
この場合、増幅器によりスペクトル拡散された拡散信号のレベルを帯域通過型静磁波フィルタ素子の飽和レベルまで増幅した後、帯域通過型静磁波フィルタ素子によりフィルタリングを行っているので、拡散信号の信号レベルを低下させることなく、通過帯域外の妨害波を除去することができるとともに、通過帯域内の妨害波を帯域通過型静磁波フィルタ素子の飽和レベルすなわち拡散信号と等しいレベルまで減衰させることができる。したがって、この拡散信号および通過帯域内の妨害波を逆拡散器により逆拡散することにより、通過帯域内の妨害波を帯域拡散された低レベルの信号に変換するとともに拡散信号を狭帯域で高レベルの元の信号に変換することができ、Ｓ／Ｎ比の高い信号を得ることができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態による妨害波除去装置について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態による妨害波除去装置の構成を示すブロック図である。
【００５２】
なお、以下の説明では、直接拡散方式によりスペクトル拡散された拡散信号から妨害波を除去する場合について説明するが、本発明はこの方式による拡散信号に特に限定されず、周波数ホッピング方式によりスペクトル拡散された拡散信号にも同様に適用することができ、除去すべき妨害波が、入力信号の周波数帯域外の妨害波および入力信号の周波数帯域内で入力信号より高いレベルの妨害波であれば、他の信号にも同様に適用することが可能である。
【００５３】
図１に示す妨害波除去装置は、アンテナ１１、増幅器１２、帯域通過型静磁波フィルタ１３、逆拡散器１４および復調器１５を備える。
【００５４】
アンテナ１１は、増幅器１２と接続され、直接拡散方式によりスペクトル拡散された拡散信号を受信し、増幅器１２へ出力する。増幅器１２は、帯域通過型静磁波フィルタ１３に接続され、入力した拡散信号を帯域通過型静磁波フィルタ１３の飽和レベルまで増幅し、帯域通過型静磁波フィルタ１３へ出力する。帯域通過型静磁波フィルタ１３は、逆拡散器１４に接続され、拡散信号の周波数帯域外の妨害波を除去するとともに、拡散信号の周波数帯域内にある飽和レベル以上の妨害波を飽和レベルまで減衰して逆拡散器１４へ出力する。逆拡散器１４は、復調器１５に接続され、送信側でスペクトル拡散に使用された疑似雑音符号と同一の符号をフィルタリングされた拡散信号に乗算し、拡散信号を元の周波数帯域の信号に戻すとともに、拡散信号の周波数帯域内の妨害波を拡散し、復調器１５へ出力する。復調器１５は、送信側の変調方式に応じた復調を行い、復調したデータを出力端子ＯＴへ出力する。
【００５５】
次に、上記のように構成された妨害波除去装置の動作について説明する。図２は、図１に示す妨害波除去装置の各部における信号のスペクトルおよび帯域通過型静磁波フィルタの周波数特性を示す図である。
【００５６】
図２の（ａ）は、アンテナ１１により受信された拡散信号のスペクトルを示している。図２の（ａ）に示すように、ある特定の疑似拡散符号によりスペクトル拡散された拡散信号ａ１がアンテナ１１により受信される。このとき、拡散信号ａ１には、拡散信号ａ１の周波数帯域外に２つの妨害波ｂ１，ｂ３が混入するとともに、拡散信号ａ１の周波数帯域内に妨害波ｂ２が混入しており、これらの妨害波ｂ１〜ｂ３も同時にアンテナ１１により受信されるものとする。拡散信号ａ１は、広い周波数範囲に低いレベルで拡散したスペクトル特性を有し、妨害波ｂ１〜ｂ３は、狭い周波数範囲で高いレベルのスペクトル特性を有する。
【００５７】
図２の（ｂ）は、増幅器１２から出力される拡散信号のスペクトルを示している。受信された拡散信号ａ１および妨害波ｂ１〜ｂ３は、増幅器１２により拡散信号ａ１の最大レベルが帯域通過型静磁波フィルタ１３の飽和レベルＳＬに一致するように増幅される。したがって、図２の（ｂ）に示すように、拡散信号ａ１は、飽和レベルＳＬまで増幅されて拡散信号ａ２となり、各妨害波ｂ１〜ｂ３もそれぞれ増幅されて妨害波ｂ４〜ｂ６となる。
【００５８】
図２の（ｃ）は、帯域通過型静磁波フィルタ１３から出力される拡散信号のスペクトルを示している。拡散信号ａ２および妨害波ｂ４〜ｂ６は、帯域通過型静磁波フィルタ１３によりフィルタリングされる。ここで、帯域通過型静磁波フィルタ１３は、図２の（ｄ）に示すように、通過帯域がほぼフラットな略矩形形状の周波数特性を有し、挿入損失が非常に小さくなっている。また、帯域通過型静磁波フィルタ１３の通過帯域は、拡散信号ａ２の周波数帯域と一致させている。
【００５９】
帯域通過型静磁波フィルタ１３によるフィルタリング後、図２の（ｃ）に示すように、拡散信号ａ２は、そのレベルを低下されることなく、そのまま拡散信号ａ３として出力され、拡散信号の周波数範囲内すなわち帯域通過型静磁波フィルタ１３の通過帯域内の妨害波ｂ５は、飽和レベルＳＬまで減衰されて拡散信号ａ３と同じレベルの妨害波ｂ７となり、拡散信号の周波数範囲外すなわち帯域通過型静磁波フィルタ１３の通過帯域外の妨害波ｂ４、ｂ６は、除去される。
【００６０】
図２の（ｅ）は、逆拡散器１４から出力される信号のスペクトルを示している。妨害波ｂ７を含む拡散信号ａ３は、逆拡散器１４により送信側で乗算された疑似雑音符号と同一の符号を再度乗算され、図２の（ｅ）に示すように、拡散信号ａ３は、狭帯域で高レベルの元の信号ａ４となり、逆に、妨害波ｂ７は、スペクトル拡散され、広い周波数範囲に低いレベルで拡散された妨害波ｂ８となる。
【００６１】
最後に、逆拡散器１４により逆拡散された信号ａ４は、復調器１５により送信側の変調方式に応じて復調され、元のデータに戻されて、出力端子ＯＴから出力される。
【００６２】
上記のように本実施の形態では、挿入損失が小さくかつ略矩形形状の周波数特性を有する帯域通過型静磁波フィルタ１３を用いて妨害波の混入した拡散信号をフィルタリングしているので、拡散信号のレベルを低下させることなく、拡散信号の周波数帯域以外の妨害波を除去することができるとともに、帯域内の妨害波を低レベルの信号に拡散して除去することができる。
【００６３】
次に、図１に示す帯域通過型静磁波フィルタについてさらに詳細に説明する。図３は、図１に示す帯域通過型静磁波フィルタの参考例を示す平面図であり、図４は、図３に示すＡ部に形成された溝の側面図（ＹＩＧ膜およびＧＧＧ基板の厚さ方向から見た図）である。
【００６４】
図３および図４に示すように、帯域通過型静磁波フィルタ１３は、ＧＧＧ（ガドリニウム−ガリウム−ガーネット）基板１、ＹＩＧ（イットリウム−鉄−ガーネット）膜２、入力トランスデューサ３および出力トランスデューサ４を含む。
【００６５】
ＹＩＧ膜２は、ＧＧＧ基板１の表面に液相エピタキシャル成長させた磁性ガーネット単結晶膜からなり、例えば、Ｙ３  Ｆｅ５  Ｏ１２単結晶膜を用いることができる。ＹＩＧ膜２の主面には、入力トランスデューサ３と一方の端部との間に１０本の溝２１が等間隔に形成され、出力トランスデューサ４と他方の端部との間に１０本の溝２１が等間隔に形成されている。ＹＩＧ膜２の形状は、１７ｍｍ×５ｍｍ×０．１ｍｍであり、両側の複数の溝２１は１０ｍｍ離間されて形成されている。
【００６６】
入力トランスデューサ３および出力トランスデューサ４は、導電性金属からなり、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等を用いることができる。また、帯域通過型静磁波フィルタ１３には、永久磁石または電磁石等からなる磁界発生器（図示省略）により溝２１と平行な方向に直流磁界Ｈが印加されている。
【００６７】
図４に示すように、各溝２１の幅（本実施の形態の場合、ピッチｐの２分の１）および深さｄは同一であり、同一形状の溝２１が一定ピッチｐで等間隔に形成されている。溝２１のピッチｐは、拡散信号によりＹＩＧ膜２を伝搬する静磁波の中心波長の約２分の１に設定され、本実施の形態では、例えば、２００μｍに設定されている。ＹＩＧ膜２の厚さｔに対する溝２１の深さｄの割合（ｄ／ｔ）は、例えば、ＹＩＧ膜２の厚さｔが１０〜１００μｍ、溝２１の深さｄが５〜５０μｍの範囲内で、帯域通過型静磁波フィルタ１３の通過帯域幅が拡散信号の周波数帯域幅に一致する値に設定されている。なお、上記の溝形状に関する点は、後述する他の静磁波フィルタについても同様に適用可能である。
【００６８】
次に、上記のように構成された帯域通過型静磁波フィルタの動作について説明する。
【００６９】
まず、静磁波素子の動作原理について説明する。ＹＩＧ膜に直流磁界を印加すると、電子の持つ磁気双極子が磁界の方向に向きを揃える。このとき、局所的に高周波磁界が加わると、その近傍の磁気双極子は歳差運動を起こす。磁気双極子の歳差運動は、磁気双極子間の相互作用によりその隣の磁気双極子に伝わり、順次この歳差運動が伝わってＹＩＧ膜中を伝播する。この波は速度が遅く、磁気エネルギーが支配的であるため、静磁波と呼ばれる。この静磁波には、ＹＩＧ膜に印加する直流磁界の向きと伝播方向によって、静磁表面波、静磁後進体積波および静磁前進体積波の３種類のモードがある。
【００７０】
上記のように、ＹＩＧ膜に溝が形成されていない静磁波素子では、種々の波長を有する静磁波がＹＩＧ膜の内部を伝搬するが、例えば、“周期構造における静磁波の伝搬”，  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  Ｖｏｌ．２９，  Ｎｏ．６，  ｐｐ．３８８−３９０（Ｓｅｐｔ．  １９７６）  には、静磁波素子のＹＩＧ膜の表面に溝を形成することにより、溝周期の２倍の波長を有する静磁波が選択的に反射されることが開示されている。図３に示す帯域通過型静磁波フィルタは、この現象を利用したものであり、以下のように動作する。
【００７１】
増幅器１２により増幅された拡散信号が入力トランスデューサ３に入力されると、この拡散信号に対応した高周波磁界が入力トランスデューサ３から発生される。このとき、溝２１と平行な方向に直流磁界Ｈが印加されており、この高周波磁界によりＹＩＧ膜２内に静磁表面波が誘起され、この静磁表面波が入力トランスデューサ３と出力トランスデューサ４との間を伝搬する。発生した静磁表面波のうち溝２１のピッチの２倍の波長を有する静磁波は、入力トランスデューサ３および出力トランスデューサ４の外側に形成された溝２１により選択的に反射され、反射された静磁波が出力トランスデューサ４により静磁表面波から電気信号に変換される。したがって、溝２１のピッチの２倍の波長を有する静磁波が選択的に伝播され、図２の（ｄ）に示すような周波数特性を有する帯域通過型静磁波フィルタを構成することができる。
【００７２】
なお、帯域通過型静磁波フィルタ１３の形状は、上記の例に特に限定されず、用途および使用周波数帯域等により適宜変更することができる。また、溝の本数および離間距離等も、上記の例に特に限定されず、適宜変更することができる。また、入力トランスデューサ３および出力トランスデューサ４の形状配置等も上記の例に特に限定されず、一般に静磁波フィルタに用いられる入力トランスデューサおよび出力トランスデューサを用いることができ、マイクロストリップ線路等を用いることができる。また、直流磁界Ｈを印加する磁界発生器としても、一般に静磁波フィルタに用いられる種々の磁界発生器を用いることができ、直流磁界Ｈを印加する方向も上記の例に特に限定されず、他の方向に印加して静磁後進体積波または静磁前進体積波を用いてもよい。なお、上記の点は、後述する他の静磁波フィルタについても同様に適用可能である。
【００７３】
次に、上記の溝の加工方法について説明する。帯域通過型静磁波フィルタの従来の溝の加工方法としては、化学的エッチングやイオンミリング等により溝２１を加工していた。この場合、深い矩形形状の溝を形成しようとすると、エッチング時間が長くなり、溝の深さ方向のみならず幅方向までエッチングされ、浅い溝しか作成することができなかった。このため、本実施の形態では、新規な溝の加工方法として、機械加工を用いてより深い矩形形状の溝を高精度に形成している。図５は、図４に示すＹＩＧ膜に溝を機械加工により形成する方法を説明するための概略図である。
【００７４】
図５に示すように、本実施の形態では、機械加工の一例として、ダイシングソーを用いてＹＩＧ膜２を加工することにより、溝２１を形成している。このダイシングソーは、シリコンウェーハの切断、磁気ヘッドの加工等に用いられる工作機械であり、ブレードＢＬの材質、回転数および送り速度等を適宜設定することによりＹＩＧ膜２に溝を形成することができる。
【００７５】
まず、ＹＩＧ膜２を形成したＧＧＧ基板１を所定のワックスによりカーボン台ＣＢ上に貼り付け、カーボン台ＣＢを真空吸着によりステージＳＴに固定する。ここで、ステージＳＴは矢印Ａ３，Ａ４の方向にそれぞれ移動可能なように構成され、ブレードＢＬは、矢印Ａ１の方向に回転し、矢印Ａ２の方向に移動可能なように構成されている。また、ブレードＢＬおよびステージＳＴの位置等は、ＮＣ（数値制御）により高精度に制御される。
【００７６】
次に、ブレードＢＬを回転させ、ブレードＢＬの下端の高さがＹＩＧ膜２に形成される溝の底部の高さに一致するようにブレードＢＬを矢印Ａ２の方向へ移動させた後、ステージＳＴを矢印Ａ３の方向へ移動させ、ＹＩＧ膜２に溝を形成する。
【００７７】
次に、ブレードＢＬおよびステージＳＴを元の位置に戻し、ステージＳＴを矢印Ａ４の方向へ溝のピッチｐだけ移動させた後、上記と同様にブレードＢＬおよびステージＳＴを移動させて次の溝をＹＩＧ膜２に形成する。以降同様の操作を繰り返すことにより、複数の溝をＹＩＧ膜２の主面に形成することができる。
【００７８】
上記のように、機械加工により複数の溝を形成することにより、所望の深さの矩形形状の溝を高精度に加工することができる。なお、上記の機械加工による溝の形成方法は、後述する他の静磁波フィルタにも同様に適用可能である。
【００７９】
次に、上記の製造方法により作成された帯域通過型静磁波フィルタの周波数特性について説明する。図６および図７は、図３に示す帯域通過型静磁波フィルタの周波数特性の一例を示す第１および第２の図であり、図８は、図３に示す帯域通過型静磁波フィルタ１３と同形状を有し、かつ溝加工がされていない帯域通過型静磁波フィルタの周波数特性を示す図である。
【００８０】
図６に示す周波数特性は、ＹＩＧ膜の厚さｔに対する溝の深さｄの割合（ｄ／ｔ）が１％の場合（溝の深さ１μｍ）を示し、挿入損失は約８．５ｄＢであり、通過帯域幅は約５０ＭＨｚである。また、図７に示す周波数特性は、ｄ／ｔが１０％の場合（溝の深さ１０μｍ）を示しており、挿入損失は約８．５ｄＢであり、通過帯域幅は約１００ＭＨｚである。一方、図８に示す溝を有さない帯域通過型静磁波フィルタの周波数特性では、挿入損失は約２０ｄＢであり、通過帯域幅は約８００ＭＨｚである。
【００８１】
図６ないし図８に示すように、ＹＩＧ膜の主面に溝を形成することにより帯域通過型静磁波フィルタ１３の挿入損失が大幅に改善されており、この帯域通過型静磁波フィルタ１３を用いることにより拡散信号のレベルをほとんど低下させることなく、フィルタリングすることができることがわかる。また、ｄ／ｔを変化させると、通過帯域幅が変化しており、溝の深さを変化させることにより、帯域通過型静磁波フィルタ１３の通過帯域幅を所望の通過帯域幅に設定することができることがわかる。なお、上記の溝の深さによる動作帯域幅の変更方法は、後述する他の静磁波フィルタにも同様に適用可能である。
【００８２】
また、帯域通過型静磁波フィルタ１３の動作帯域は、溝のピッチを変更することにより調整することが好ましく、印加する直流磁場の強度を変更することにより調整してもよい。上記の動作帯域の変更方法は、後述する他の静磁波フィルタにも同様に適用可能である。
【００８３】
上記のように本実施の形態では、一定深さの溝２１が入力トランスデューサ３および出力トランスデューサ４の外側に形成された帯域通過型静磁波フィルタ１３を用いることにより、溝２１のピッチの２倍の波長を有する静磁表面波を選択的に反射することができるので、この静磁波に対応する信号を選択的に通過させることができる。また、帯域通過型静磁波フィルタ１３は、挿入損失が非常に小さく、かつ、略矩形形状の周波数特性を有するため、拡散信号の周波数帯域外の妨害波を除去することができるとともに、拡散信号のレベルをほとんど低下させることがない。この結果、帯域通過型静磁波フィルタ１３を通過した後の信号を逆拡散器１４により逆拡散することにより、高レベルの元の信号を得ることができるとともに、拡散信号の周波数帯域内の妨害波のレベルを非常に小さくすることができ、拡散信号から元の信号を高いＳ／Ｎ比で取り出すことができる。このように、本実施の形態では、拡散信号の信号レベルを低下させることなく、不要な妨害波を全て除去することが可能となる。
【００８４】
次に、図１に示す帯域通過型静磁波フィルタの第１の例について説明する。第２の例の帯域通過型静磁波フィルタは、ＹＩＧ膜に形成される溝の深さが異なる点を除き、図３に示す帯域通過型静磁波フィルタと同様であるので、以下異なる点のみについて説明する。図９は、図１に示す帯域通過型静磁波フィルタの第１の例のＹＩＧ膜に形成された溝の側面図である。なお、図９に示す溝の位置は、図４と同様に、図３のＡ部の位置に対応する部分である。
【００８５】
図９に示すように、入力トランスデューサ３の近傍に最も浅い溝２１ａが形成され、その外側に次に浅い溝２１ｂが形成され、以降、溝の深さが順次深くなるように溝２１ｃ、２１ｄ、…が形成され、入力トランスデューサ３の近傍から外側へ溝が順次ＹＩＧ膜２ａの主面に形成される。複数の溝２１ａ〜２１ｄ、…の深さは、一定間隔で順次深くなっており、例えば、溝２１ａの深さが５μｍ、溝２１ｂの深さが１０μｍ、以降５μｍずつ溝の深さが深くされ、１０本の溝が形成される場合、最も深い溝の深さが５０μｍである。また、上記と同様に、出力トランスデューサ４の近傍から外側へ深さが順次深くなるように、１０本の溝がＹＩＧ膜２ａの主面に出力トランスデューサ４の近傍から外側へ形成されている。
【００８６】
上記のように入力トランスデューサ３および出力トランスデューサ４の両側に溝の深さが一定間隔で順次増加するように複数の溝が形成されると、溝が形成された各部分のＹＩＧ膜２ａの厚さが一定間隔で変化し、各部分の静磁波に対するインピーダンスも一定の割合で変化する。したがって、各部分の静磁波に対するインピーダンスをマッチングさせることができ、インピーダンスの不整合による静磁波の乱反射を抑制することができる。
【００８７】
図１０は、図９に示す溝を有する帯域通過型静磁波フィルタの周波数特性を示す図である。なお、図１０中の実線は、図９に示すように溝の深さを順次増加させた帯域通過型静磁波フィルタの周波数特性を示し、破線は、図４に示すように一定深さの溝が形成された帯域通過型静磁波フィルタの周波数特性を示している。
【００８８】
図１０に示すように、溝の深さを順次一定間隔で増加させた帯域通過型静磁波フィルタでは、通過帯域ＢＶが溝の深さを一定にした帯域通過型静磁波フィルタの通過帯域ＢＣに比べて狭くなり、周波数特性がより矩形形状に近くなり、周波数選択性が向上される。また、抑圧度ＳＶも、溝の深さを一定にした帯域通過型静磁波フィルタの抑圧度ＳＣに比べ増大していることがわかる。この結果、図９に示す溝を有する帯域通過型静磁波フィルタでは、通過帯域以外の妨害波をより低レベルに抑圧することができるとともに、より選択的に所望の周波数帯域の信号のみを低挿入損失で通過させることができる。したがって、図９に示す溝を有する帯域通過型静磁波フィルタを図１に示す妨害波除去装置に用いた場合、通過帯域外の妨害波をより完全に除去することが可能となり、拡散信号の信号レベルを低下させることなく、妨害波をより完全に除去することが可能となる。
【００８９】
なお、上記の説明では、帯域通過型静磁波フィルタの溝の深さを一定間隔すなわち一次関数的に増加させたが、二次関数、指数関数、三角関数等の種々の関数またはこれらの関数の組み合わせに従って増加または減少させるようにしてもよく、また、ランダムに増加または減少させるようにしてもよい。
【００９０】
次に、本発明の第２の実施の形態の妨害波除去装置について図面を参照しながら説明する。図１１は、本発明の第２の実施の形態による妨害波除去装置の構成を示すブロック図である。図１１に示す妨害波除去装置と図１に示す妨害波除去装置とで異なる点は、帯域通過型静磁波フィルタ１３が帯域阻止型静磁波フィルタ１６に変更された点であり、その他の点は図１に示す妨害波除去装置と同様であるので同一部分には同一符号を付し、以下詳細な説明を省略する。
【００９１】
図１１に示す帯域阻止型静磁波フィルタ１６は、妨害波の周波数帯域に対応する阻止帯域を有するフィルタであり、増幅器１２および逆拡散器１４に接続される。帯域阻止型静磁波フィルタ１６は、増幅器１２により帯域阻止型静磁波フィルタ１６の抑圧レベルまで増幅された拡散信号およびこれに合わせて増幅された妨害波を受け、妨害波を抑圧レベルまで減衰して逆拡散器１４へ出力する。
【００９２】
図１２は、図１１に示す妨害波除去装置の各部における信号のスペクトルおよび帯域阻止型静磁波フィルタの周波数特性を示す図である。
【００９３】
図１２の（ａ）は、アンテナ１１により受信された拡散信号のスペクトルを示している。図１２の（ａ）に示すように、ある特定の疑似拡散符号によりスペクトル拡散された拡散信号ａ１がアンテナ１１により受信される。このとき、拡散信号ａ１には、拡散信号ａ１の周波数帯域内に妨害波ｂ１が混入しており、この妨害波ｂ１も同時にアンテナ１１により受信されるものとする。拡散信号ａ１は、広い周波数範囲に低いレベルで拡散したスペクトル特性を有し、妨害波ｂ１は、狭い周波数範囲で高いレベルのスペクトル特性を有する。
【００９４】
図１２の（ｂ）は、増幅器１２から出力される拡散信号のスペクトルを示している。受信された拡散信号ａ１および妨害波ｂ１は、増幅器１２により拡散信号ａ１の最大レベルが帯域阻止型静磁波フィルタ１６の抑圧レベルＹＬに一致するように増幅される。したがって、図１２の（ｂ）に示すように、拡散信号ａ１は、抑圧レベルＳＬまで増幅されて拡散信号ａ２となり、妨害波ｂ１も増幅されて妨害波ｂ２となる。
【００９５】
図１２の（ｃ）は、帯域阻止型静磁波フィルタ１６から出力される拡散信号のスペクトルを示している。拡散信号ａ２および妨害波ｂ２は、帯域阻止型静磁波フィルタ１６によりフィルタリングされる。ここで、帯域阻止型静磁波フィルタ１６は、図１２の（ｄ）に示すように、阻止帯域が狭くすなわち周波数選択性が高い周波数特性を有し、阻止帯域を妨害波ｂ２の周波数帯域と一致させている。
【００９６】
また、図１２の（ｄ）に示すように、帯域阻止型静磁波フィルタ１６では、妨害波ｂ２の中心周波数ＯＦの部分が最も抑圧され、この抑圧レベルＹＬが上記した増幅器１２の増幅レベルとなる。さらに、阻止帯域以外の部分は、ほぼフラットな周波数特性を有し、挿入損失が非常に小さくなっている。
【００９７】
したがって、帯域阻止型静磁波フィルタ１６によるフィルタリング後、図１２の（ｃ）に示すように、拡散信号ａ２は、そのレベルを低下されることなく、そのまま拡散信号ａ３として出力され、妨害波ｂ２は、抑圧レベルＹＬまで減衰されて拡散信号ａ３と同じレベルの妨害波ｂ３となる。
【００９８】
図１２の（ｅ）は、逆拡散器１４から出力される信号のスペクトルを示している。妨害波ｂ３を含む拡散信号ａ３は、逆拡散器１４により送信側で乗算された疑似雑音符号と同一の符号を再度乗算され、図１２の（ｅ）に示すように、拡散信号ａ３は、狭帯域で高レベルの元の信号ａ４となり、逆に、妨害波ｂ３は、スペクトル拡散され、広い周波数範囲に低いレベルで拡散された妨害波ｂ４となる。
【００９９】
最後に、逆拡散器１４により逆拡散された信号ａ４は、復調器１５により送信側の変調方式に応じて復調され、元のデータに戻されて、出力端子ＯＴから出力される。
【０１００】
上記のように本実施の形態では、挿入損失が小さくかつ周波数選択性の高い帯域阻止型静磁波フィルタ１６を用いて妨害波の混入した拡散信号をフィルタリングしているので、拡散信号のレベルを低下させることなく、妨害波を低レベルの信号に拡散して除去することができる。
【０１０１】
次に、図１１に示す帯域阻止型静磁波フィルタ１６についてさらに詳細に説明する。図１３は、図１１に示す帯域阻止型静磁波フィルタの第１の参考例の平面図である。図１３に示す帯域阻止型静磁波フィルタ１６と図３に示す帯域通過型静磁波フィルタ１３とで異なる点は、入力トランスデューサ３および出力トランスデューサ４の外側のＹＩＧ膜２の主面に形成された溝２１の代わりに、入力トランスデューサ３と出力トランスデューサ４との間のＹＩＧ膜２ｂの主面に複数の溝２２が形成されている点であり、その他の点は図３に示す帯域通過型静磁波フィルタ１３と同様であるので同一部分には同一符号を付し、以下詳細な説明を省略する。
【０１０２】
図１３に示すように、帯域阻止型静磁波フィルタ１６では、入力トランスデューサ３と出力トランスデューサ４との間のＹＩＧ膜２ｂの主面に２０本の溝２２が形成されている。溝２２の幅および深さは、図３に示す溝２１と同様であり、溝２２のピッチｐが、図１２に示す妨害波ｂ１によりＹＩＧ膜２ｂを伝搬する静磁波の中心波長の約２分の１に設定されている。
【０１０３】
上記のように構成された帯域阻止型静磁波フィルタ１６も、帯域通過型静磁波フィルタ１３とほぼ同様に動作し、以下のように動作する。増幅器１２により増幅された拡散信号が入力トランスデューサ３に入力されると、この拡散信号に対応した高周波磁界が入力トランスデューサ３から発生される。このとき、溝２２と平行な方向に直流磁界Ｈが印加されており、この高周波磁界によりＹＩＧ膜２ｂ内に静磁表面波が誘起され、この静磁表面波が入力トランスデューサ３と出力トランスデューサ４との間を伝搬する。発生した静磁表面波のうち溝２２のピッチの２倍の波長を有する静磁波は、入力トランスデューサ３および出力トランスデューサ４の間に形成された溝２２により選択的に反射され、反射されない静磁波が出力トランスデューサ４により静磁表面波から電気信号に変換される。したがって、溝２２のピッチの２倍の波長を有する静磁波が選択的に阻止され、図１２の（ｄ）に示すような周波数特性を有する帯域阻止型静磁波フィルタを構成することができる。
【０１０４】
上記のように本実施の形態では、一定深さの溝２２が入力トランスデューサ３と出力トランスデューサ４との間に形成された帯域阻止型静磁波フィルタ１６を用いることにより、溝２２のピッチの２倍の波長を有する静磁表面波を選択的に阻止することができるので、この静磁波に対応する信号を選択的に阻止することができる。また、帯域阻止型静磁波フィルタ１６は、挿入損失が非常に小さく、かつ、周波数選択性が高い高抑圧度の周波数特性を有するため、拡散信号のレベルをほとんど低下させることなく、拡散信号のレベルまで妨害波を減衰することができる。この結果、帯域阻止型静磁波フィルタ１６を通過した後の信号を逆拡散器１４により逆拡散することにより、高レベルの元の信号を得ることができるとともに、妨害波のレベルを非常に小さくすることができ、拡散信号から元の信号を高いＳ／Ｎ比で取り出すことができる。このように、本実施の形態では、拡散信号の信号レベルを低下させることなく、不要な妨害波を除去することが可能となる。
【０１０５】
次に、図１１に示す帯域阻止型静磁波フィルタ１６の第１の例について説明する。第１の例の帯域阻止型静磁波フィルタは、ＹＩＧ膜に形成される溝の深さが異なる点を除き、図１３に示す帯域阻止型静磁波フィルタと同様であるので、以下異なる点のみについて説明する。図１４は、図１１に示す帯域阻止型静磁波フィルタ１６の第１の例のＹＩＧ膜に形成された溝の側面図である。なお、図１４に示す溝の位置は、図１３のＢ部の位置に対応する部分である。
【０１０６】
図１４に示すように、入力トランスデューサ３の近傍に最も浅い溝２２ａが形成され、その内側に次に浅い溝２２ｂが形成され、以降、溝の深さが順次深くなるように溝２２ｃ、２２ｄ、…が形成され、入力トランスデューサ３の近傍から入力トランスデューサ３と出力トランスデューサ４との中間点まで溝が順次ＹＩＧ膜２ｃの主面に形成される。複数の溝２２ａ〜２２ｄ、…の深さは、一定間隔で順次深くなっており、例えば、溝２２ａの深さが５μｍ、溝２２ｂの深さが１０μｍ、以降５μｍずつ溝の深さが深くされ、１０本の溝が形成される場合、最も深い溝の深さが５０μｍである。また、上記と同様に、出力トランスデューサ４の近傍から入力トランスデューサ３の方向へ深さが順次深くなるように、１０本の溝がＹＩＧ膜２ｃの主面に出力トランスデューサ４の近傍から入力トランスデューサ３と出力トランスデューサ４との中間点まで形成されている。
【０１０７】
上記のように入力トランスデューサ３と出力トランスデューサ４との間に溝の深さが一定間隔で順次増加するように複数の溝が形成されると、溝が形成された各部分のＹＩＧ膜２ｃの厚さが一定間隔で変化し、各部分の静磁波に対するインピーダンスも一定の割合で変化する。したがって、各部分の静磁波に対するインピーダンスをマッチングさせることができ、インピーダンスの不整合による静磁波の乱反射を抑制することができる。
【０１０８】
図１５は、図１４に示す溝を有する帯域阻止型静磁波フィルタの周波数特性を示す図である。なお、図１５中の実線は、図１４に示すように溝の深さを順次増加させた帯域阻止型静磁波フィルタの周波数特性を示し、破線は、図１３に示すように一定深さの溝が形成された帯域阻止型静磁波フィルタの周波数特性を示している。
【０１０９】
図１５に示すように、溝の深さを順次一定間隔で増加させた帯域阻止型静磁波フィルタでは、阻止帯域ＢＶが溝の深さを一定にした帯域阻止型静磁波フィルタの阻止帯域ＢＣに比べて狭くなり、抑圧度ＳＶも溝の深さを一定にした帯域阻止型静磁波フィルタの抑圧度ＳＣに比べ増大していることがわかる。この結果、図１４に示す溝を有する帯域阻止型静磁波フィルタでは、より選択的に所望の妨害波のみをより低レベルに抑圧することができるとともに、他の信号を低挿入損失で通過させることができる。したがって、図１４に示す溝を有する帯域阻止型静磁波フィルタを図１１に示す妨害波除去装置に用いた場合、所望の妨害波のみを低レベルに減衰させることが可能となり、拡散信号の信号レベルを低下させることなく、妨害波をより選択的に除去することが可能となる。
【０１１０】
なお、上記の説明では、帯域阻止型静磁波フィルタの溝の深さを一定間隔すなわち一次関数的に増加させたが、二次関数、指数関数、三角関数等の種々の関数またはこれらの関数の組み合わせに従って増加または減少させるようにしてもよく、また、ランダムに増加または減少させるようにしてもよい。
【０１１１】
次に、帯域阻止型静磁波フィルタの第３の例について説明する。上記の第２の実施の形態では、拡散信号ａ１に１つの妨害波ｂ１が混入した場合について説明したが、以下に説明する第３の例の帯域阻止型静磁波フィルタは、例えば、図２に示すように複数の妨害波ｂ１〜ｂ３が混入した拡散信号ａ１から全ての妨害波を除去するための帯域阻止型静磁波フィルタである。図１６は、複数の妨害波を除去するための帯域阻止型静磁波フィルタの一例の平面図である。
【０１１２】
図１６に示すように、帯域阻止型静磁波フィルタ１６ａは、入力トランスデューサ３と出力トランスデューサ４との間のＹＩＧ膜２ｄの主面にピッチの異なる３つの溝群２３〜２５が形成されている。すなわち、第１の溝群２３は、拡散信号に混入した妨害波のうち高周波の妨害波ｂ３を除去するための溝群であり、溝群２３の溝のピッチは高周波の妨害波ｂ３によりＹＩＧ膜２ｄを伝搬する静磁波の中心波長の約２分の１に設定されている。また、第２の溝群２４は、拡散信号に混入した妨害波のうち中間周波数の妨害波ｂ２を除去するための溝群であり、溝群２４の溝のピッチは、中間周波数の妨害波ｂ２によりＹＩＧ膜２ｄを伝搬する静磁波の中心波長の約２分の１に設定されている。また、第３の溝群２５は、拡散信号に混入した妨害波のうち低周波の妨害波ｂ１を除去するためのものであり、溝群２５の溝のピッチは、低周波の妨害波ｂ１によりＹＩＧ膜２ｄを伝搬する静磁波の中心波長の約２分の１に設定されている。その他の点は、図１３に示す帯域阻止型静磁波フィルタ１６と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【０１１３】
上記のように、帯域阻止型静磁波フィルタ１６ａでは、入力トランスデューサ３から入力される妨害波のうち高周波の妨害波を溝群２３により反射し、中間周波数の妨害波を溝群２４により反射し、低周波の妨害波を溝群２５により反射する。したがって、出力トランスデューサ４から取り出される各妨害波のレベルは拡散信号のレベルまで減衰され、この拡散信号および妨害波を逆拡散することにより、狭帯域で高レベルの元の信号を得ることができるとともに、各妨害波を低レベルで広帯域の妨害波に拡散して除去することができる。この結果、図１６に示す帯域阻止型静磁波フィルタ１６ａを図１１に示す妨害波除去装置に用いることにより、複数の妨害波が拡散信号に混入した場合でも、各妨害波をピッチの異なる複数の溝によりそれぞれ反射して減衰させることができ、拡散信号のレベルを低下させることなく、複数の妨害波を全て除去することができる。
【０１１４】
なお、妨害波の数は上記の３つに特に限定されず、それ以外の場合は、それぞれの妨害波の周波数に対応したピッチを有する溝群をＹＩＧ膜の主面に形成することにより同様に各妨害波を除去することができる。また、ピッチの異なる複数の溝を設けた場合、各溝群の溝の深さを減少または増加してもよく、また、ランダムに形成してもよい。
【０１１５】
また、上記の説明では、種々の溝が形成されたＹＩＧ膜を静磁波フィルタに適用する場合について述べたが、このＹＩＧ膜を用いて共振器等を構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による妨害波除去装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す妨害波除去装置の各部における信号のスペクトルおよび帯域通過型静磁波フィルタの周波数特性を示す図である。
【図３】図１に示す帯域通過型静磁波フィルタの参考例を示す平面図である。
【図４】図３に示すＡ部に形成された溝の側面図である。
【図５】図４に示すＹＩＧ膜に溝を機械加工により形成する方法を説明するための概略図である。
【図６】図３に示す帯域通過型静磁波フィルタの周波数特性の第１の例を示す図である。
【図７】図３に示す帯域阻止型静磁波フィルタの周波数特性の第２の例を示す図である。
【図８】溝が形成されていない帯域通過型静磁波フィルタの周波数特性の一例を示す図である。
【図９】図１に示す帯域通過型静磁波フィルタの第１の例のＹＩＧ膜に形成された溝の側面図である。
【図１０】図９に示す溝を有する帯域通過型静磁波フィルタの周波数特性を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による妨害波除去装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示す妨害波除去装置の各部における信号のスペクトルおよび帯域阻止型静磁波フィルタの周波数特性を示す図である。
【図１３】図１１に示す帯域阻止型静磁波フィルタの第１の参考例の平面図である。
【図１４】図１１に示す帯域阻止型静磁波フィルタの第１の例のＹＩＧ膜に形成された溝の側面図である。
【図１５】図１４に示す溝を有する帯域阻止型静磁波フィルタの周波数特性を示す図である。
【図１６】本発明による複数の妨害波を除去するための帯域阻止型静磁波フィルタの平面図である。
【図１７】従来の妨害波除去装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１７に示す従来の妨害波除去装置の各部における信号のスペクトルを示す図である。
【図１９】図１７に示す静磁波リミッタの入出力特性を示す図である。
【符号の説明】
１  ＧＧＧ基板
２  ＹＩＧ膜
３  入力トランスデューサ
４  出力トランスデューサ
１１  アンテナ
１２  増幅器
１３  帯域通過型静磁波フィルタ
１４  逆拡散器
１５  復調器
１６，１６ａ  帯域阻止型静磁波フィルタ
２１，２２  溝
２３〜２５  溝群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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