(57)【要約】【課題】多核ＮＭＲ測定システムにおいて、信号処理ユニットにおける信号処理内容を送信シーケンスを構成する送信モードに応じて動的に変更できるようにする。【解決手段】信号処理ユニット４２内において、第１送信モードの実行時には送信信号及び受信信号がフィルタ８２だけを通過するように経路が選択され、第２送信モードの実行時には送信信号及び受信信号がフィルタ７８だけを通過するように経路が選択され、第３送信モード（合成送信モード）の実行時には送信信号及び受信信号がフィルタ７８，８２を通過しないように経路が選択される。ルーティング制御部５０は送信シーケンスに従って経路選択を制御する。【選択図】図１
2014119346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１送信モードの実行時に第１送信信号を出力し、第２送信モードの実行時に第２送信信号を出力し、第３送信モードの実行時に第１送信信号及び第２送信信号が合成された第３送信信号を出力する送信部と、
前記送信部とＮＭＲ測定プローブ内のＮＭＲ検出回路との間に設けられた信号処理ユニットと、を含み、
前記信号処理ユニットは、
前記第１送信信号に適合した第１フィルタ及び前記第２送信信号に適合した第２フィルタを含むフィルタ群と、
前記第１フィルタを通る第１経路及び前記第２フィルタを通る第２経路を含む経路群の中から、送信モードに応じて前記送信部からの送信信号を送り込む対象経路を選択し、前記対象経路を通過した後の送信信号を前記ＮＭＲ検出回路へ出力する経路選択部と、
を有することを特徴とするＮＭＲ測定システム。
【請求項２】
請求項１記載のＮＭＲ測定システムにおいて、
前記信号処理ユニットは前記送信部と前記経路群との間に設けられた送受分離回路を有し、
前記送信部からの送信信号が前記送受分離回路を通過して前記対象経路へ送り込まれ、前記ＮＭＲ検出回路からの受信信号が前記対象経路を通過した上で前記送受分離回路から取り出される、
ことを特徴とするＮＭＲ測定システム。
【請求項３】
請求項２記載のＮＭＲ測定システムにおいて、
前記第１送信モード、前記第２送信モード及び前記第３送信モードが組み合わされた送信シーケンスに従って前記経路選択部の動作を制御する経路制御部が設けられた、
ことを特徴とするＮＭＲ測定システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＮＭＲ測定システムにおいて、
前記フィルタ群を構成する複数のフィルタが直列に設けられ、
前記フィルタ群を構成するフィルタごとに当該フィルタを迂回するバイパス路が設けられ、
前記経路選択部が前記フィルタ群を構成するフィルタごとに前記送信信号の送り込み先としてフィルタ通過路又はバイパス路を選択することにより前記対象経路が構成される、
ことを特徴とするＮＭＲ測定システム。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＮＭＲ測定システムにおいて、
前記フィルタ群を構成する複数のフィルタが並列に設けられ、
前記経路選択部は、前記フィルタ群の中から前記送信信号の送り込み先を選択することにより前記対象経路が構成される、
ことを特徴とするＮＭＲ測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＮＭＲ測定システムに関し、特に、送信信号及び受信信号を処理する信号処理ユニットの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＭＲ（核磁気共鳴）測定システムは、観測対象となった核種からのＮＭＲ信号を検出するシステムである。かかるＮＭＲ測定システムは、一般に、高周波信号としての送信信号を生成する送信部、送信信号の供給により高周波磁場を生成し且つＮＭＲ信号を検出するＮＭＲ検出回路を備えたＮＭＲ測定プローブ、ＮＭＲ検出回路からのＮＭＲ検出信号（受信信号）を処理する受信部、処理後の受信信号に基づいて分光スペクトルを生成する周波数解析部、等を備える。送信部、受信部及び周波数解析部によりメインフレーム（分光計）が構成される。一般に、メインフレームとＮＭＲ測定プローブの間がケーブルで接続され、そのケーブルの途中に送信信号及び受信信号を処理する信号処理ユニットが設けられる。信号処理ユニットは、送受分離回路としてのデュプレクサ、送信信号及び受信信号に対して周波数処理を行うフィルタ群、等を有する。ＮＭＲ検出回路の近くで送信信号及び受信信号の処理を行うのが望ましいことから、信号処理ユニットはＮＭＲ測定プローブの近傍に設けられ、あるいは、ＮＭＲプローブの一部として設けられる。
【０００３】
多核ＮＭＲ測定つまり１回の測定シーケンスで複数の核種からの複数のＮＭＲ信号を検出する場合、複数の核種に対応した互いに異なる周波数を有する複数の高周波信号が生成され、それらがＮＭＲ検出回路に送られる。これにより複数の高周波磁場が生成される。複数の核種のそれぞれにおいて核磁気共鳴が生じると、ＮＭＲ検出回路において複数のＮＭＲ検出信号が観測される。
【０００４】
多核ＮＭＲ測定で用いられるＮＭＲ測定システムの一例（比較例）を図７を用いて説明する。図７に示すＮＭＲ測定システムは、送信部１０、信号処理ユニット１２、受信信号処理部１４、スペクトラム解析部１６、等を有する。送信部１０は、観測対象となる２つの核種に対応する周波数ｆ１，ｆ２をもった２つの送信信号（高周波信号）を生成する２つの送信モジュール１８，２０を備えている。また、送信部１０は２つのパワーアンプ２２，２４を有している。信号処理ユニット１２内には２つの処理経路が並列的に形成されている。第１の処理経路上にはデュプレクサ２６及び周波数ｆ１成分を抽出するハイパスフィルタ３０が設けられている。第２の処理経路上にはデュプレクサ３４及び周波数ｆ２成分を抽出するローパスフィルタ３６が設けられている。２つの処理経路によって並列的に処理された２つの送信信号がＮＭＲ測定プローブ３２へ出力されている。ＮＭＲ測定プローブ３２からの２つの受信信号（ＮＭＲ検出信号）は２つの処理経路に対して逆向きで送り込まれる。それらの受信信号がデュプレクサ２６，３４で取り出されてコンバイナ３８を経由して受信信号処理部１４へ送られる。なお、信号処理ユニット１２で処理された２つの送信信号を合成した上でその合成送信信号をＮＭＲ測定プローブの単一ポートに与えることも可能である。
【０００５】
多核ＮＭＲ測定において、複数の送信信号を並列的に処理し、また複数のＮＭＲ検出信号を並列的に処理する場合、図７に示したように、複数のパワーアンプ、複数のデュプレクサ等を並列的に設ける必要がある。反射波成分を取り出す方向性結合器（図示せず）についても同様である。図７に示す構成はいわば静的構成であり、送信モード（特に送信周波数）に応じて回路構成あるいは処理経路が動的に変化するようなものではない。
【０００６】
特許文献１に開示されたＮＭＲ測定システムでは、複数の高周波信号が合成されて合成送信信号が生成されており、その合成送信信号が増幅器及び方向性結合器を経由してＮＭＲ測定プローブに送られている。しかし、送信部とＮＭＲ測定プローブとの間に回路構成が動的に変化する信号処理回路は設けられていない。特許文献２にも合成送信信号を生成する構成が開示されているが、その特許文献２にも送信部とＮＭＲ測定プローブとの間に回路構成が動的に変化する信号処理回路は認められない。なお、特許文献３及び特許文献４には、複数の共振周波数を有するＮＭＲ検出回路を備え、１系統の信号ラインが接続されるＮＭＲ測定プローブが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−  ２５８９５号公報
【特許文献２】特開２００５−２６１８３１号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９０５９１号公報
【特許文献４】特開２００９−１２１９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
多核ＮＭＲ測定のためには、あるいは、信号処理ユニットを高機能化するためには、信号処理ユニットにおける信号処理内容を送信モードあるいは送信周波数に応じて動的に切り替えることが望まれるが、従来の信号処理ユニットは静的構成しか有しておらず、つまり送信シーケンスに同期して回路構成や信号処理経路を刻々と変化させることができるような仕組みは備わっていない。
【０００９】
本発明の目的は、多核ＮＭＲ測定に適する信号処理ユニットを実現することにある。あるいは、信号処理ユニットにおける信号処理内容を送信シーケンスに応じて動的に変更できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るＮＭＲ測定システムは、第１送信モードの実行時に第１送信信号を出力し、第２送信モードの実行時に第２送信信号を出力し、第３送信モードの実行時に第１送信信号及び第２送信信号が合成された第３送信信号を出力する送信部と、前記送信部とＮＭＲ測定プローブ内のＮＭＲ検出回路との間に設けられた信号処理ユニットと、を含み、前記信号処理ユニットは、前記第１送信信号に適合した第１フィルタ及び前記第２送信信号に適合した第２フィルタを含むフィルタ群と、前記第１フィルタを通る第１経路及び前記第２フィルタを通る第２経路を含む経路群の中から、送信モードに応じて前記送信部からの送信信号を送り込む対象経路を選択し、前記対象経路を通過した後の送信信号を前記ＮＭＲ検出回路へ出力する経路選択部と、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
送信部は、第１送信モード（第１個別送信モード）の実行時に第１送信信号を出力し、第２送信モード（第２個別送信モード）の実行時に第２送信信号を出力し、第３送信モード（同時送信モード）の実行時に合成送信信号を出力する。通常、多核ＮＭＲ測定時には、時間軸上において複数の送信モードが所定順序で組み込まれた送信シーケンスが設定され、それに従って、各タイミングにおいて指定された送信モードが実行される。
【００１２】
送信部とＮＭＲ検出回路との間に設けられた信号処理ユニットはフィルタ群と経路選択部とを有する。フィルタ群は第１フィルタ及び第２フィルタを含むものである。フィルタ群を構成する複数のフィルタは、後述するように、直列的に配置され、あるいは、並列的に配置される。経路選択部は、送信モードに応じて、経路群の中から送信信号を実際に送り込む対象経路を選択する。経路群を構成する複数の経路には第１フィルタを経由する第１経路及び第２フィルタを経由する第２経路が含まれる。必要に応じて、いずれのフィルタも通過しない経路が設けられてもよい。経路選択部の作用により、第１送信モードの実行時には第１送信信号が第１経路に送り込まれ、第１フィルタにおいてフィルタ処理される。また、第２送信モードの実行時には第２送信信号が第２経路に送り込まれ、第２フィルタにおいてフィルタ処理される。望ましくは、第３送信モードの実行時には、第３送信信号が第１フィルタ及び第２フィルタのいずれも通過しない第３経路に送り込まれ、あるいは、第３送信信号が第１経路及び第２経路の両方に送り込まれる。
【００１３】
以上のように、信号処理ユニット内において、送信モードに応じて送信信号を送り込む対象経路を切り替えることにより、個々の送信信号に対する処理内容（あるいは処理有無）を適切に切り替えることが可能である。これは送信モードに連動した回路構成又は処理条件の動的変更と言い得るものである。従来の信号処理ユニットは静的構成しか有していなかったが、上記構成によれば、信号処理ユニットをより高機能化させることが可能である。しかも、それを経路選択という極めて簡易な手法で実現し得る。望ましくは、経路選択部が経路選択動作を行うために、それに対して送信シーケンスを反映した制御信号が提供される。但し、信号測定ユニットに入力された送信信号それ自体又はその他の信号をリファレンスとして経路選択部が経路選択動作を行うようにしてもよい。経路選択部は、例えば、複数の経路選択スイッチによって構成される。上記構成によれば、信号処理ユニット内に同じ処理回路（例えば送受分離回路）を複数個設けなくてもよいので、その観点から見れば、部品点数削減あるいはリソース活用という利点を認め得る。信号処理ユニットは、望ましくは、メインフレームとＮＭＲプローブとの間に設けられたケーブルの途中に設けられ、あるいは、ＮＭＲプローブ内に設けられる。なお、それをメインフレーム内に設けることも可能である。
【００１４】
望ましくは、前記信号処理ユニットは前記送信部と前記経路群との間に設けられた送受分離回路を有し、前記送信部からの送信信号が前記送受分離回路を通過して前記対象経路へ送り込まれ、前記ＮＭＲ検出回路からの受信信号が前記対象経路を通過した上で前記送受分離回路から取り出される。この構成によれば、経路群が双方向に利用される。つまり、各経路に対して送信信号が送り込まれ、それに対応する受信信号も同じ経路に対して逆方向から送り込まれる。一般に、各フィルタはアナログ回路として構成され、それは双方向に機能するものである。もっとも、信号処理ユニットにおけるＮＭＲ検出回路に近い箇所に送受分離回路を設け、各経路を送信専用経路とすることも可能である。その場合、送受分離回路から取り出された受信信号に対して、必要であれば、フィルタ処理を施せばよい。
【００１５】
望ましくは、前記第１送信モード、前記第２送信モード及び前記第３送信モードが組み合わされた送信シーケンスに従って前記経路選択部の動作を制御する経路制御部が設けられる。経路制御部は信号処理ユニット内のルーティングを制御するものである。経路制御部はシステム制御部の一部として又はシステム制御部とは別のものとして構成される。送信シーケンスに従って個々のタイミングで送信モードが順次切り替えられると、それに連動して信号処理ユニット内の対象経路が順次選択される。その選択つまり経路設定は各送信モードの実行直前になされるのが望ましい。
【００１６】
望ましくは、前記フィルタ群を構成する複数のフィルタが直列に設けられ、前記フィルタ群を構成するフィルタごとに当該フィルタを迂回するバイパス路が設けられ、前記経路選択部が前記フィルタ群を構成するフィルタごとに前記送信信号の送り込み先としてフィルタ通過路又はバイパス路を選択することにより前記対象経路が構成される。直列方式の場合、第３送信信号（合成送信信号）に対してはいずれのフィルタも適用されない経路を対象経路として選択してもよい。
【００１７】
望ましくは、前記フィルタ群を構成する複数のフィルタが並列に設けられ、前記経路選択部は、前記フィルタ群の中から前記送信信号の送り込み先を選択することにより前記対象経路が構成される。並列方式の場合、個々のフィルタをバンドパスフィルタで構成するのが望ましい。このような構成によれば合成送信信号を複数の経路に並列的に送り込むことが可能である。この場合、対象経路として複数の経路が選択されることになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、多核ＮＭＲ測定に適する信号処理ユニットを実現できる。あるいは、信号処理ユニットにおける信号処理内容を送信シーケンスに応じて動的に変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るＮＭＲ測定システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】第１送信モードにおける動作内容を示す図である。
【図３】第２送信モードにおける動作内容を示す図である。
【図４】第３送信モードにおける動作内容を示す図である。
【図５】並列構成を有する信号処理モジュールを示す図である。
【図６】送信専用の経路群が構成された変形例を示す図である。
【図７】比較例としてのＮＭＲ測定システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１には本発明に係るＮＭＲ測定システムの好適な実施形態が示されている。図１に示すＮＭＲ測定システムは試料管内の複数の核種に対してＮＭＲ測定を行う多核ＮＭＲ測定システムである。
【００２２】
図１において、ＮＭＲ測定システムは、送信部４０、信号処理ユニット４２、ＮＭＲ測定プローブ４４、受信信号処理部４６、スペクトラム解析部４８、ルーティング制御部５０、等を有している。システム全体を制御するシステム制御部については図示省略されている。
【００２３】
送信部４０は、本実施形態において、２つの送信モジュール５２，５４を有している。送信モジュール５２は、第１核種に対応した周波数ｆ１の第１高周波信号（第１送信信号）を生成するものである。送信モジュール５４は、第２核種に対応した周波数ｆ２の高周波信号（第２送信信号）を生成するものである。具体的に説明すると、送信モジュール５２は、周波数シンセサイザ（ＦＳＹ）５８、ダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）５６、及び、ミキサとしてのトランスミッタ６０を有している。ＦＳＹ５８は、ローカル周波数を有するローカル周波数信号を生成するものであり、ＤＤＳ５６は、周波数、位相、強度を制御するための中間周波数信号を生成するものである。トランスミッタ６０において、ローカル周波数信号に対して中間周波数信号がミキシングされ、これによって第１核種のＮＭＲ信号を観測するための第１高周波信号が生成される。送信モジュール５４は、送信モジュール５２と同様の構成を有しており、すなわち、周波数シンセサイザ（ＦＳＹ）６４、ダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）６２、及び、ミキサとしてのトランスミッタ６６を有している。トランスミッタ６６において、ＦＳＹ６４で生成されたローカル周波数信号に対してＤＤＳ６２から出力された中間周波数信号がミキシングされ、これによって第２核種のＮＭＲ信号を観測するための第２高周波信号が生成される。
【００２４】
本実施形態においては、送信シーケンス（送信パルスシーケンス）が３つの送信モードの組み合わせとして構成されている。３つの送信モードは、第１送信信号を生成する第１送信モード、第２送信信号を生成する第２送信モード、及び、第１送信信号と第２送信信号とを合成することによって第３送信信号（合成送信信号）を生成する第３モード、からなる。もちろん、それら以外の送信モードが含まれてもよい。なお、同じ周波数をもったパルスの送信及び連続波の送信については同じ送信モードとして取り扱ってもよいし、異なる送信モードとして取り扱ってもよい。信号処理ユニット４２においてそれらを区別して処理する場合、それらについては異なる送信モードとして取り扱うのが望ましい。
【００２５】
コンバイナ６８は、第１送信モードにおいて、第１送信モジュール５２で生成された第１送信信号をそのままパワーアンプ７０へ出力し、第２送信モードにおいて、第２送信モジュール５４で生成された第２送信信号をそのままパワーアンプ７０へ出力する。第３送信モードにおいては、第１送信モジュール５２で生成された第１送信信号と第２送信モジュール５４で生成された第２送信信号とを合成して第３送信信号（合成送信信号）を生成し、それをパワーアンプ７０へ出力する。すなわち、コンバイナ６８は、第３送信モードにおいて合成器として機能する。パワーアンプ７０は、コンバイナ６８から出力された送信信号（第１送信信号、第２送信信号、第３送信信号）を増幅し、増幅後の送信信号を出力する。コンバイナ６８を経由してすべての送信信号が出力されるので、各送信信号を単一のパワーアンプで増幅することが可能となっている。もっとも、図１に示した送信部４０の構成は例示に過ぎないものである。
【００２６】
信号処理ユニット４２は、送信部４０とＮＭＲ測定プローブ４４との間に設けられたユニットであり、より詳しくはＮＭＲ測定プローブ４４に比較的近い位置に設けられたユニットである。本実施形態において、信号処理ユニット４２は、例えば、ボックス状のケースとその内部に設けられた電子回路とで構成される。但し、信号処理ユニット４２がＮＭＲ測定プローブ４４内に設けられてもよい。いずれにしてもＮＭＲ測定プローブ４４が有するＮＭＲ検出回路８６に近い位置に信号処理ユニット４２を設ければ、信号劣化、不要成分混入、等の問題を防止又は軽減できる。ちなみに、送信部４０、受信信号処理部４６、スペクトラム解析部４８、ルーティング制御部５０はメインフレームを構成している。本実施形態において、メインフレームと信号処理ユニット４２とが比較的長いケーブルによって接続されている。また、信号処理ユニット４２とＮＭＲ測定プローブ４４とが比較的短いケーブルによって接続されている。
【００２７】
信号処理ユニット４２は、送信信号及び受信信号に対して必要なフィルタ処理を適用する、ダイナミックコンフィギュレーション機能をもったユニットである。具体的に説明すると、信号処理ユニット４２は、送受分離回路としてのデュプレクサ７２、直列接続された複数のスイッチ（高周波スイッチ）７４，７６，８０、及び、直列配置された複数のフィルタ７８，８２を有している。デュプレクサ７２においては、送信部４０からの送信信号がそのまま通過し、一方、そこにおいてＮＭＲ測定プローブ４４からの受信信号（ＮＭＲ検出信号）が取り出される。取り出された受信信号は受信信号処理部４６へ送られる。フィルタ８２は、第１送信信号に適合するフィルタリングを実行するフィルタであり、フィルタ７８は、第２送信信号に適合するフィルタリングを実行するフィルタである。それらによってフィルタ群７３が構成されている。例えば、フィルタ８２はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）であり、フィルタ７８はローパスフィルタ（ＬＰＦ）である。それらがバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）で構成されてもよい。各フィルタ８２，７８はアナログ回路として構成されており、双方向に流れる信号に対して同じフィルタ作用を発揮する。
【００２８】
直列接続された複数のスイッチ７４，７６，８０は経路選択部７１を構成するものである。経路選択部７１は、信号処理ユニット４２内に形成される複数の経路（経路群）の中から、送信モードに応じて特定の経路を選択するものである（以下、選択された経路を適宜、対象経路と称する）。経路の選択は送信信号及び受信信号の処理回路（処理条件）の選択に相当する。経路構成について具体的に説明すると、スイッチ７４とスイッチ７６との間には、フィルタ７８を通過するフィルタ通過路と、それを迂回（あるいはショートカット）するバイパス路と、が存在し、スイッチ７４とスイッチ７６は両者協働していずれかの経路が選択されるように動作する。これと同様に、スイッチ７６とスイッチ８０との間には、フィルタ８２を通過するフィルタ通過路と、それを迂回するバイパス路と、が存在し、スイッチ７６とスイッチ８０は両者協働していずれかの経路が選択されるように動作する。経路選択部７１は、ルーティング制御部５０から送られる制御信号２１０に基づいて、送信信号（送信モード）単位でいずれかの経路を選択するものである。より詳しくは、後に図２乃至図４に示すように、第１送信モードの実行時（より正確には実行直前）に、フィルタ７８を迂回するバイパス路と、フィルタ８２を通過するフィルタ通過路と、が選択されるように経路選択部７１がスイッチングを行っている。それらの経路全体が第１送信モード用経路を構成する。第２送信モードの実行時（より正確には実行直前）に、フィルタ７８を通過するフィルタ通過路と、フィルタ８２を迂回するバイパス路と、が選択されるように経路選択部７１がスイッチングを行っている。それらの経路全体が第２送信モード用経路を構成する。第３送信モードの実行時（より正確には実行直前）に、フィルタ７８を迂回するバイパス路と、フィルタ８２を迂回するバイパス路と、がともに選択されるように経路選択部７１がスイッチングを行っている。それらの経路全体が第３送信モード用経路を構成する。この経路が選択された場合、送信信号に対して信号処理ユニット４２内でのフィルタリングは行われないが、もちろん、必要な処理が適用されるように構成してもよい。信号処理ユニット４２は、図示されていない方向性結合器（ディレクショナルカプラー）を有している。それは例えばデュプレクサ７２とスイッチ７４との間に設けられる。その箇所でＭＮＲ測定プローブ４４側で反射した反射波が取り出され（信号処理ユニット４２中の破線を参照）、その反射波に基づいてＮＭＲ検出回路８６のチューニング状態が評価される。なお、方向性結合器を他の箇所に設けるようにしてもよい。
【００２９】
ＮＭＲ測定プローブ４４は、静磁場発生装置のボア内に挿入される。ＮＭＲ測定プローブ４４は、試料管がセットされるプローブヘッドを有し、そのプローブヘッドにはＮＭＲ検出回路８６が設けられる。ＮＭＲ検出回路８６は送受信コイル及び周辺回路からなるものである。周辺回路にはチューニング用回路が含まれる。本実施形態のＮＭＲ測定プローブ４４は１つのポート８４を有しており、そこに対して信号処理ユニット４２から引き出された信号伝送用ケーブルが接続される。複数のポートを有するＮＭＲ測定プローブに対して本発明の構成を適用することも可能である。ＮＭＲ検出回路８６は、本実施形態において、２つの共振周波数を有しており、つまり、第１送信信号が有する周波数及び第２送信信号が有する周波数に対して同調可能なものである。なお、試料管内には固体試料又は溶液試料が収容される。
【００３０】
受信信号処理部４６は、デュプレクサ７２から取り出された受信信号に対して直交検波等の処理を適用する。これにより周波数変換された受信信号（複素信号）が生成され、それがスペクトラム解析部４８に送られる。それはＦＦＴ回路により構成されるものであり、時間軸上の受信信号を周波数軸上のスペクトラムに変換する。このスペクトラムは分光スペクトラムと称されるものである。なお、本実施形態において、デュプレクサ７２は受信信号を増幅するプリアンプを内蔵している。
【００３１】
ルーティング制御部５０は、送信シーケンスに従って、信号処理ユニット４２内のルーティングを制御するモジュールである。それがシステム制御部の一部として構成されてもよい。送信シーケンスは、上記のように、時間軸上において、第１送信モード、第２送信モード及び第３送信モードを所定順序で組み込んだものとして構成されている。送信シーケンスにおける個々の送信モードに対応して、その実行前に当該送信シーケンスに適合する経路（信号処理構成）が信号処理ユニット４２において実現されるように、ルーティング制御部５０が経路選択部７１に対して制御信号２１０を出力しており、それによって各スィッチ７４，７６，８０の動作が制御されている。ルーティング制御部５０による制御例を図２乃至図４に基づいて説明する。
【００３２】
図２には、第１送信モードにおける信号処理ユニット４２の動作例が示されている。図において、太い実線は実際に送信信号及び受信信号が流れるパスを示しており、細い破線は送信信号及び受信信号が実際には流れていないパスを示している（後に示す図３及び図４においても同様）。第１送信モードにおいて、第１送信信号は、デュプレクサ７２を介してスイッチ７４に入力され、そこからバイパス路２００ａを介してスイッチ７６に入力され、更にそこからフィルタ通過路２００ｂに送られる。すなわち第１送信信号に対してフィルタ８２による処理が適用される。処理後の第１送信信号はスイッチ８０を経由してＮＭＲ測定プローブへ出力される。ＮＭＲ測定プローブからの受信信号は、上記とは逆の経路を通過して、その過程でフィルタ８２による処理が施されて、デュプレクサ７２から取り出される。バイパス路２００ａ及びフィルタ通過路２００ｂにより第１送信信号経路が構成される。このように、第１送信モードにおいては、送信信号及び受信信号に対して、それ専用のフィルタ処理を適切に施すことが可能である。
【００３３】
図３には、第２送信モードにおける信号処理ユニット４２の動作例が示されている。第２送信信号は、デュプレクサ７２を経由してスイッチ７４へ送られ、そのスイッチ７４からフィルタ通過路２００ａに送られる。フィルタ通過路２００ａにおいて第２送信信号がフィルタ７８によって処理され、その処理後の第２送信信号がスイッチ７６からバイパス路２０２ｂに送られ、更にスイッチ８０を経由してＮＭＲプローブへ送られる。ＮＭＲ測定プローブからの受信信号は、上記とは逆の経路に送り込まれ、その過程でフィルタ７８による処理が施されて、デュプレクサ７２から取り出される。フィルタ通過路２０２ａ及びバイパス路２０２ｂにより第２送信信号経路２０２が構成される。この第２送信モードにおいても、送信信号及び受信信号に対してそれ専用のフィルタ処理を適切に施すことが可能である。
【００３４】
図４には、第３送信モード（合成送信モード）における信号処理ユニット４２の動作例が示されている。送信信号は、デュプレクサ７２を介してスイッチ７４へ送られ、そのスイッチ７４からバイパス路２０３ａを介してスイッチ７６へ送られる。そして、そこからバイパス路２０３ｂを介してスイッチ８０へ送られ、そこから更にＮＭＲ測定プローブへ送られる。ＮＭＲプローブからの受信信号は上記とは逆の経路に送り込まれて格別処理を受けないままデュプレクサ７２から取り出される。バイパス路２０３ａ及びバイパス路２０３ｂにより第３送信信号経路が構成される。この第３送信モードにおいては、第３送信信号及びそれに対応する受信信号に対してフィルタ処理は適用されない。それらの信号に対してもフィルタ処理を適用したい場合には以下に説明する構成を採用することが可能である。
【００３５】
図５には、並列方式に従う信号処理ユニット８４の構成例が示されている。フィルタ群は、並列的に設けられたフィルタ（ＢＰＦ）８８とフィルタ（ＢＰＦ）９０とにより構成されている。それらの前後に回路８６及び９２が設けられ、それらの回路８６，９２はそれぞれコンバイナ（合成器）／デバイダ（分配器、切替器）を構成するものである。それらは協働して動作し、それら合わせて経路選択部が構成されている。第１送信モードにおいて、第１送信信号はデュプレクサ７２から回路８６へ送られ、そこから第１経路２０４へ送られる。その第１経路上にはフィルタ８８が存在しており、そこにおいて第１送信信号に対応するバンドパスフィルタリングが実行される。フィルタリング後の第１送信信号が回路９２を介してＮＭＲ測定プローブへ送られる。ＮＭＲプローブからの受信信号は上記とは逆の経路を通って処理された上でデュプレクサ７２へ送られ、そこから取り出される。
【００３６】
一方、第２送信モードにおいては、第２送信信号がデュプレクサ７２を介して回路８６へ送られ、そこから第２経路２０５へ送られる。第２経路２０５上にはフィルタ９０が設けられており、第２送信信号に対してそれに適合したバンドパスフィルタリングが施される。フィルタリング後の第２送信信号が回路９２を介してＮＭＲ測定プローブへ送られる。ＮＭＲ測定プローブからの受信信号は上記とは逆の経路を経て処理され、デュプレクサ７２から取り出される。
【００３７】
第３送信モードにおいては、第３送信信号がデュプレクサ７２から回路８６へ送られ、そこから２つの経路２０４，２０５の両方に分配される。これによってフィルタ８８においては第１送信信号成分に対するフィルタリングが実行され、第２フィルタ９０においては第２送信信号成分に対するフィルタリングが実行される。それらのフィルタリングの結果としての２つの信号成分が回路９２において合成され、それにより生じた処理後の第３送信信号がＮＭＲ測定プローブへ送られる。ＮＭＲ測定プローブからの受信信号は、回路９２から２つの経路２０４，２０５へ分配され、送信信号と同様に２つのフィルタリングが適用された上で、回路８６においてフィルタリング後の２つの受信信号成分が合成され、合成後の受信信号がデュプレクサ７２から取り出される。
【００３８】
図５に示す構成例によれば、第３送信モードの場合においても第３送信信号に対して適切なフィルタ処理を施すことが可能である。なお、並列方式においては上記の通り合成送信モードにおいて複数の経路が同時に選択されることになる。
【００３９】
図６には、図１に示した信号処理ユニットの変形例が示されている。図６に示す信号処理ユニット９４は、基本的に図１に示した信号処理ユニットと同様の構成を有しており、すなわち、直列に設けられた２つのフィルタ１００，１０１と、同じく直列に設けられた３つのスイッチ９６，９８，１０２とを有している。ただし、デュプレクサ１０４は、スイッチ１０２のＮＭＲ測定プローブ側に設けられており、そのような箇所において受信信号が取り出されている。その受信信号は受信フィルタ回路１０６を経由して受信信号処理部に送られている。受信フィルタ回路１０６は受信信号に対して必要なフィルタ処理を適用するものであり、第１送信モードにおいては受信信号に対して第１送信信号に対応したフィルタリングを適用し、第２送信モードにおいては受信信号に対して第２送信信号に対応したフィルタリングを実施し、第３送信モードにおいては受信信号に対して第１送信信号及び第２送信信号に対応したフィルタリングを実施する。このような構成によれば、デュプレクサ１０４よりも送信部に近い側の構成が送信専用となる。よって、方向性を有する回路を利用することが可能となる。
【００４０】
図１においては信号処理モジュールについての直列方式が示され、図５においては信号処理モジュールについての並列方式が示されていたが、それらを組み合わせるようにしてもよい。上記実施形態においては、基本的に２種類の送信信号が生成されていたが、より多くの送信信号が生成されるようにしてもよい。すなわちより多数の送信モードが設定されてもよい。上記実施形態においては経路選択によってフィルタ処理条件（又はフィルタ処理の有無）が切り替えられていたが、他の処理条件を変更することも可能である。
【００４１】
上述した実施形態においては、ルーティング制御部が送信シーケンスにしたがって経路選択部の動作を制御していたが、例えば信号処理ユニットに入力される送信信号を参照して送信モードを判定し、それによって経路選択を行うことも可能である。ただし、その場合においては送信信号発生前に経路選択を完了しておくことが困難となり、送信信号の立ち上がり時点での信号処理が不十分となるおそれを指摘できる。そのような問題を生じさせないように、ルーティング制御部５０を設けるのが望ましい。ルーティング制御部５０は、上位システムから得られる送信シーケンス情報に基づいて、それぞれの送信モードの実行前に信号処理ユニット内において適切な経路が設定されるように、経路選択部の動作を制御するものである。
【符号の説明】
【００４２】
４０  送信部、４２  信号処理ユニット、４４  ＮＭＲ測定プローブ、５１  送信モジュール群、５２，５４  送信モジュール、６８  コンバイナ、７０  パワーアンプ、７１  経路選択部、７３  フィルタ群、８６  ＮＭＲ検出回路。
【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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