(57)【要約】【課題】簡易な構成の半導体スイッチ回路で、送信側の極に接続される接点と、受信側の極に接続される接点との組み合わせを多く生成する。【解決手段】双極ｍ×２ｎ投の半導体スイッチ回路２は、４個の双極４投のＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄと、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄの内部において動作を選択する第１のセレクタ、第２のセレクタを備える。ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄの一方の極は、半導体スイッチ回路２の第１の極に接続され、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄの他方の極は、半導体スイッチ回路２の第２の極に接続される。ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄの４投側接点は、それぞれ２つのグループに分けられる。第１のセレクタは、第１の極をいずれのグループに接続するか、切断するかを選択し、第２のセレクタは、第２の極をいずれのグループに接続するか、切断するかを選択する。【選択図】図１
2018042102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
双極２ｎ投（ｎは自然数）のｍ個（ｍは自然数）の半導体スイッチと、
前記半導体スイッチの動作を選択する第１のセレクタ及び第２のセレクタと、
を備え、
第１の極にｍ個の前記半導体スイッチの一方の極が接続されるとともに、
第２の極にｍ個の前記半導体スイッチの他方の極が接続され、
前記半導体スイッチの２ｎ個の接点は、ｎ個の接点からなる第１のグループとｎ個の接点からなる第２のグループとに分けられており、
前記第１のセレクタは、
前記第１の極を、前記第１のグループに接続するか、前記第２のグループに接続するか、いずれのグループとも切断するか、を選択するとともに、
前記第１のグループのｎ個の接点のうち、いずれの接点を、前記第１の極又は前記第２の極に接続するか、いずれの極とも切断するかを選択し、
前記第２のセレクタは、
前記第２の極を、前記第１のグループに接続するか、前記第２のグループに接続するか、いずれのグループとも切断するか、を選択するとともに、
前記第２のグループのｎ個の接点のうち、いずれの接点を、前記第１の極又は前記第２の極に接続するか、いずれの極とも切断するかを選択する、
ことを特徴とする半導体スイッチ回路。
【請求項２】
前記双極２ｎ投の半導体スイッチは、双極４投の半導体スイッチであり、
４個の前記双極４投の半導体スイッチを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体スイッチ回路。
【請求項３】
インパルス状のマイクロ波の差動信号に対応する無線信号を送受信するｍ×２ｎ個のダイポールアンテナと、
前記ｍ×２ｎ個のダイポールアンテナのうちのいずれか１つのダイポールアンテナから送信される前記無線信号に対応する差動送信信号を出力する差動出力端を有する送信部と、
前記ｍ×２ｎ個のダイポールアンテナのうちのいずれか１つのダイポールアンテナで受信された前記無線信号に対応する差動受信信号を入力する差動入力端を有する受信部と、
請求項１又は２に記載の半導体スイッチ回路と、
前記半導体スイッチ回路を制御する制御部と、
を備え、
前記半導体スイッチ回路は、ｍ×２ｎ投側の接点に、それぞれ異なる前記ダイポールアンテナが接続され、
前記制御部は、前記半導体スイッチ回路を制御して、前記差動送信信号を送信する前記ダイポールアンテナ及び前記差動受信信号を受信する前記ダイポールアンテナの組み合わせを切り替えながら、前記送信部に前記差動送信信号を出力させ、前記差動受信信号を前記受信部に入力させる、
ことを特徴とする異常組織検出装置。
【請求項４】
前記差動送信信号及び前記差動受信信号は、正の極性を有する第１の信号と、負の極性を有し、前記第１の信号と逆相の第２の信号とで構成されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の異常組織検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体スイッチ回路及び異常組織検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線装置やＭＲＩ装置を用いずに、簡易な構成で異常組織を検出する異常組織検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この異常組織検出装置には、アンテナがマトリクス状に配置されたアンテナアレイが設けられている。
【０００３】
アンテナアレイの一のアンテナから生体にインパルス状のマイクロ波の無線信号が放射され、アンテナアレイの他のアンテナで、生体の一部で反射した無線信号が受信される。アンテナの組み合わせを変えながら無線信号の送受信が行われ、各組み合わせで得られた複数の無線信号の送受信時間に基づいて、生体内の異常組織が検出される。
【０００４】
最近では、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）スイッチを用いてアンテナの組み合わせのスイッチングを行う異常組織検出装置が提案されている。例えば、特許文献２では、２つの単極８投のＣＭＯＳスイッチを用いた異常組織検出装置が開示されている。２つの単極８投のＣＭＯＳスイッチの極側は、それぞれ送信部、受信部に接続されており、接点側（多投側）には、それぞれ異なるアンテナが接続されている。そして、送信部に接続された一方の単極８投のＣＭＯＳスイッチ側のアンテナから出力された信号を、受信部に接続された他方の単極８投のＣＭＯＳスイッチ側の８つの受信用アンテナで受信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６９１５８号公報
【特許文献２】特開２０１６−８３０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
送受信される電気信号、無線信号には、様々なノイズ成分が混入する。このようなノイズ成分は、異常組織の検出精度の低下の要因となる。また、ノイズ成分の特性は、アンテナ回路を構成する素子の特性ばらつきの影響を受けるため、送信用アンテナと受信用アンテナとの組み合わせごとに異なる。そのため、異なるアンテナで、多くの組み合わせを作ることにより、個々の組み合わせで生じるノイズ成分の影響を低減させる必要がある。したがって、多くのアンテナの組み合わせを生成できる半導体スイッチ回路が求められる。
【０００７】
しかしながら、特許文献２で用いられている単極８投のＣＭＯＳスイッチの極は、送信部又は受信部のいずれか一方にしか接続できない。そのため、一のＣＭＯＳスイッチの接点に接続されたアンテナの中から、送信用アンテナと受信用アンテナとを同時に選択することはできない。したがって、アンテナの組み合わせの数が少なく、ノイズ成分の影響が大きいため、異常組織の検出精度を高めることができない。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、送信側の極に接続される接点と、受信側の極に接続される接点との組み合わせの数が多い半導体スイッチ回路及び異常組織検出装置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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る半導体スイッチ回路は、
双極２ｎ投（ｎは自然数）のｍ個（ｍは自然数）の半導体スイッチと、
前記半導体スイッチの動作を選択する第１のセレクタ及び第２のセレクタと、
を備え、
第１の極にｍ個の前記半導体スイッチの一方の極が接続されるとともに、
第２の極にｍ個の前記半導体スイッチの他方の極が接続され、
前記半導体スイッチの２ｎ個の接点は、ｎ個の接点からなる第１のグループとｎ個の接点からなる第２のグループとに分けられており、
前記第１のセレクタは、
前記第１の極を、前記第１のグループに接続するか、前記第２のグループに接続するか、いずれのグループとも切断するか、を選択するとともに、
前記第１のグループのｎ個の接点のうち、いずれの接点を、前記第１の極又は前記第２の極に接続するか、いずれの極とも切断するかを選択し、
前記第２のセレクタは、
前記第２の極を、前記第１のグループに接続するか、前記第２のグループに接続するか、いずれのグループとも切断するか、を選択するとともに、
前記第２のグループのｎ個の接点のうち、いずれの接点を、前記第１の極又は前記第２の極に接続するか、いずれの極とも切断するかを選択する。
【００１０】
前記双極２ｎ投の半導体スイッチは、双極４投の半導体スイッチであり、
４個の前記双極４投の半導体スイッチを備える、
こととしてもよい。
【００１１】
本発明の第２の観点に係る異常組織検出装置は、
インパルス状のマイクロ波の差動信号に対応する無線信号を送受信するｍ×２ｎ個のダイポールアンテナと、
前記ｍ×２ｎ個のダイポールアンテナのうちのいずれか１つのダイポールアンテナから送信される前記無線信号に対応する差動送信信号を出力する差動出力端を有する送信部と、
前記ｍ×２ｎ個のダイポールアンテナのうちのいずれか１つのダイポールアンテナで受信された前記無線信号に対応する差動受信信号を入力する差動入力端を有する受信部と、
第１の観点に係る半導体スイッチ回路と、
前記半導体スイッチ回路を制御する制御部と、
を備え、
前記半導体スイッチ回路は、ｍ×２ｎ投側の接点に、それぞれ異なる前記ダイポールアンテナが接続され、
前記制御部は、前記半導体スイッチ回路を制御して、前記差動送信信号を送信する前記ダイポールアンテナ及び前記差動受信信号を受信する前記ダイポールアンテナの組み合わせを切り替えながら、前記送信部に前記差動送信信号を出力させ、前記差動受信信号を前記受信部に入力させる。
【００１２】
前記差動送信信号及び前記差動受信信号は、正の極性を有する第１の信号と、負の極性を有し、前記第１の信号と逆相の第２の信号とで構成されている、
こととしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易な構成で、半導体スイッチ回路の送信側の極に接続される接点と、受信側の極に接続される接点との組み合わせを多くすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】異常組織検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】アンテナアレイの構成を示す上面図である。
【図３】異常組織の検出原理を示す模式図である。
【図４】１Ｐ８Ｔ（単極８投）スイッチを用いた送受信アンテナの組み合わせを示す図である。
【図５】図５（Ａ）は、送信部から送信される差動送信信号（正極信号、負極信号）の信号波形の一例を示す図である。図５（Ｂ）は、受信部で受信される差動受信信号（正極信号、負極信号）の信号波形の一例を示す図である。
【図６】ＤＰ４Ｔ（双極４投）スイッチの構成を示すブロック図である。
【図７】図７（Ａ）は、１Ｐ２Ｔ（単極双投）スイッチの入出力を示すブロック図である。図７（Ｂ）は、１Ｐ２Ｔ（単極双投）スイッチの内部構成を示すブロック図である。
【図８】１Ｐ１Ｔ（単極単投）スイッチの構成を示す回路図である。
【図９】ＤＰ４Ｔ（双極４投）スイッチの構成を示す回路図である。
【図１０】ＤＰ４Ｔ（双極４投）スイッチのダイフォトグラフを示す図である。
【図１１】制御部の信号処理を示すフローチャートである。
【図１２】異常組織検出装置においてノイズ成分が低減される様子を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、ＣＭＯＳスイッチにおける挿入損失を示すグラフである。図１３（Ｂ）は、ＣＭＯＳスイッチにおける入力端子側の反射係数を示すグラフである。
【図１４】シングルエンドのＣＭＯＳスイッチと、差動のＣＭＯＳスイッチとの挿入損失の比較結果を示すグラフである。
【図１５】差動の双極４投スイッチと他のスイッチとの挿入損失の比較結果をまとめた図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る異常組織検出装置について、乳癌を検出する乳癌センサを例に、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る異常組織検出装置は、インパルス状のマイクロ波の無線信号の送受信を行い、その送受信結果に基づいて、異常組織、すなわち乳癌を検出する。この異常組織検出装置は、送受信される無線信号として、互いの極性が逆の２つの信号から構成される差動信号を用いることにより、送受信結果に含まれるノイズ成分を低減し、異常組織の検出精度を高めている。まず、差動信号を用いてノイズ成分を低減するための装置構成について説明する。
【００１６】
図１に示すように、異常組織検出装置１は、４×４個のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜４，ｊ＝１〜４）と、送信部１１と、受信部１２と、４つの半導体スイッチとしてのＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）スイッチ（ＤＰ４Ｔスイッチ）１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄによって構成される半導体スイッチ回路２と、制御部１４と、を備える。
【００１７】
ダイポールアンテナＡ（１，１）〜Ａ（４，４）は、実際には、図２に示すように、４×４行のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）の配列、すなわちアンテナアレイ１０の形態で構成されている。アンテナアレイ１０では、ダイポールアンテナＡ（１，１）、Ａ（１，２）、Ａ（１，３）、Ａ（１，４）が１行に並べられ、ダイポールアンテナＡ（２，１）、Ａ（２，２）、Ａ（２，３）、Ａ（２，４）が１行に並べられている。さらに、ダイポールアンテナＡ（３，１）、Ａ（３，２）、Ａ（３，３）、Ａ（３，４）が１行に並べられ、ダイポールアンテナＡ（４，１）、Ａ（４，２）、Ａ（４，３）、Ａ（４，４）が１行に並べられている。各行のダイポールアンテナＡ（１，１）〜Ａ（１，４）、Ａ（２，１）〜Ａ（２，４）、Ａ（３，１）〜Ａ（３，４）、Ａ（４，１）〜Ａ（４，４）は、列方向に並べられ、アンテナアレイ１０が構成される。
【００１８】
各行のダイポールアンテナＡ（１，１）〜Ａ（１，４）、Ａ（２，１）〜Ａ（２，４）、Ａ（３，１）〜Ａ（３，４）、Ａ（４，１）〜Ａ（４，４）は、上記のように４＝２ｎ（ｎは自然数）、すなわち偶数個である。
【００１９】
アンテナアレイ１０を構成するダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜４、ｊ＝１〜４）では、それらの中から選択された２つのダイポールアンテナを用いて、インパルス状のマイクロ波の差動信号に対応する無線信号が送受信される。ダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）には、差動信号（正極側、負極側の一対の信号）をそれぞれ入力する扇形の一対の極が設けられている。
【００２０】
例えば、図３に示すように、ダイポールアンテナＡ（１，１）からインパルス状のマイクロ波の無線信号（電磁波）を放射する。放射された無線信号の一部は、生体内に伝播する。一般に、癌組織等の異常組織ＣＡは、通常の生体組織に比して、５〜１０倍程度の高い誘電率を有することが知られている。したがって、異常組織ＣＡが存在する場合には、誘電率の異なる領域の界面、即ち、異常組織ＣＡの表面で、マイクロ波の無線信号が反射され、例えば他のダイポールアンテナＡ（２，２）で受信される。
【００２１】
ダイポールアンテナＡ（１，１）がインパルス状のマイクロ波の無線信号を放射してからダイポールアンテナＡ（２，２）がその反射波を受信するまでの時間（送受信時間）がＴ１２［ｓ］であったとすると、Ｔ１２・ｃ（ｃ：生体中の光の速度）が、インパルス状のマイクロ波の無線信号の行程距離となる。この場合、異常組織ＣＡは、ダイポールアンテナＡ（１，１）とダイポールアンテナＡ（２，２）を焦点とし、ダイポールアンテナＡ（１，１）とダイポールアンテナＡ（２，２）からの距離の和がＴ１２・ｃとなる楕円Ｅ１２上に位置することになる。
【００２２】
この他、アンテナＡ（３，３）、Ａ（４，４）でもマイクロ波の無線信号を受信していた場合、その送受信時間がＴ１３［ｓ］、Ｔ１４［ｓ］であったとする。この場合、異常組織ＣＡは、ダイポールアンテナＡ（１，１）とダイポールアンテナＡ（３，３）を焦点とし、ダイポールアンテナＡ（１，１）とダイポールアンテナＡ（３，３）からの距離の和がＴ１３・ｃとなる楕円Ｅ１３上に位置することになる。
【００２３】
同様に、異常組織ＣＡは、ダイポールアンテナＡ（１，１）とダイポールアンテナＡ（４，４）を焦点とし、ダイポールアンテナＡ（１，１）とダイポールアンテナＡ（４，４）からの距離の和がＴ１４・ｃとなる楕円Ｅ１４（Ｅ１４については不図示）上に位置することになる。したがって、複数の楕円Ｅ１２〜Ｅ１４の交点を求めることにより、異常組織ＣＡの位置を検出することができる。
【００２４】
さらに、インパルス状のマイクロ波の無線信号を送信するダイポールアンテナを、アンテナＡ（１，２）に切り換えて、アンテナＡ（１，２）からマイクロ波の無線信号を放射し、これを他のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）で受信する。以後、送信用のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）を順次切り換えながら、マイクロ波の無線信号を放射し、受信用のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）で反射波を受信し、その送受信時間から、異常組織ＣＡの位置をより正確に特定することが可能となる。
【００２５】
図４に示す従来のスイッチ回路では、単極８投の第１のＣＭＯＳスイッチ８１、第２のＣＭＯＳスイッチ８２によって送信用のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）と受信用のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）とを切り替える。例えば、第１行目のダイポールアンテナＡ（１，１）〜Ａ（１，４）と第３行目のダイポールアンテナＡ（３，１）〜Ａ（３，４）の８個のアンテナを第１のＣＭＯＳスイッチ８１に接続し、第２行目のダイポールアンテナＡ（２，１）〜Ａ（２，４）と第４行目のダイポールアンテナＡ（４，１）〜Ａ（４，４）の８個のアンテナを第２のＣＭＯＳスイッチ８２に接続する。そして、第１のＣＭＯＳスイッチ８１により、送信用のダイポールアンテナＡ（１，１）を選択し、第２のＣＭＯＳスイッチ８２により、受信用のダイポールアンテナＡ（２，１）を選択して、マイクロ波の送受信時間を計測する。続いて、受信用のアンテナとして第２のＣＭＯＳスイッチ８２によりダイポールアンテナＡ（２，２）〜Ａ（２，４）、Ａ（４，１）〜Ａ（４，４）を順次選択して、マイクロ波の送受信時間を計測する。これにより、各送信用アンテナについて８通りの計測を行うことができる。同様の計測を各送信用のダイポールアンテナＡ（１，１）〜Ａ（１，４）、Ａ（３，１）〜Ａ（３，４）について行うことにより、８×８＝６４通りの計測を行うことができる。
【００２６】
このように、４×４個のダイポールアンテナＡ（１，１）〜Ａ（４，４）は、インパルス状のマイクロ波の差動信号に対応する無線信号を送受信する。なお、上述の例では、理解を容易にするため、２次元で説明したが、実際は、３次元で上述の処理を行うことになる。
【００２７】
図１に戻り、送信部１１は、差動信号を出力する２つの差動出力端を有している。送信部１１は、２つの差動出力端より、それぞれインパルス状のマイクロ波の差動送信信号Ｔｘｐ、Ｔｘｎを出力する。２つの差動出力端は、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄの２つの差動送信ポート、すなわち第１の極である、双極側の一方の２端子と接続されている。
【００２８】
２つの差動出力端は、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄを介してダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜４、ｊ＝１〜４）と接続されている。この差動送信信号Ｔｘｐ、Ｔｘｎが、ダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）から送信されるインパルス状のマイクロ波の無線信号に対応する。図５（Ａ）に示すように、差動送信信号Ｔｘｐ（実線）、Ｔｘｎ（点線）は、互いに逆向きに変化する、逆極性の信号である。
【００２９】
受信部１２は、差動信号を入力する２つの差動入力端を有している。受信部１２は、２つの差動入力端より、それぞれインパルス状のマイクロ波の差動受信信号Ｒｘｐ、Ｒｘｎを入力する。２つの差動入力端は、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄの２つの差動受信ポート、すなわち第２の極である、双極側の他方の２端子と接続されている。
【００３０】
２つの差動入力端は、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄを介してダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜４，ｊ＝１〜４）と接続されている。この差動受信信号Ｒｘｐ、Ｒｘｎが、ダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）から送信されるインパルス状のマイクロ波の無線信号に対応する。図５（Ｂ）に示すように、差動受信信号Ｒｘｐ（実線）、Ｒｘｎ（点線）は、互いに逆向きに変化する、逆極性の信号である。
【００３１】
ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄは、双極４投の半導体スイッチである。ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄは、双極の一方側で、送信部１１の２つの差動出力端と接続され、双極の他方側で、受信部１２の２つの差動入力端と接続されている。
【００３２】
また、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄは、４×４個のダイポールアンテナのうち、４投側で、それぞれが異なる４個のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）に接続されている。ＣＭＯＳスイッチ１３Ａは、ダイポールアンテナＡ（１，ｊ）（ｊ＝１〜４）と接続されている。ＣＭＯＳスイッチ１３Ｂは、ダイポールアンテナＡ（２，ｊ）（ｊ＝１〜４）と接続されている。ＣＭＯＳスイッチ１３Ｃは、ダイポールアンテナＡ（３，ｊ）（ｊ＝１〜４）と接続されている。ＣＭＯＳスイッチ１３Ｄは、ダイポールアンテナＡ（４，ｊ）（ｊ＝１〜４）と接続されている。
【００３３】
また、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄのそれぞれに接続された４個のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）は、２つのグループに分けられている。具体的には、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａに接続されたダイポールアンテナＡ（１，１）とＡ（１，２）はグループＡ１、ダイポールアンテナＡ（１，３）とＡ（１，４）はグループＡ２に分けられる。同様に、ＣＭＯＳスイッチ１３Ｂに接続されたダイポールアンテナＡ（２，１）とＡ（２，２）はグループＢ１、ダイポールアンテナＡ（２，３）とＡ（２，４）はグループＢ２に分けられる。ＣＭＯＳスイッチ１３Ｃに接続されたダイポールアンテナＡ（３，１）とＡ（３，２）はグループＣ１、ダイポールアンテナＡ（３，３）とＡ（３，４）はグループＣ２に分けられる。ＣＭＯＳスイッチ１３Ｄに接続されたダイポールアンテナＡ（４，１）とＡ（４，２）はグループＤ１、ダイポールアンテナＡ（４，３）とＡ（４，４）はグループＤ２に分けられる（図１）。
【００３４】
ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄは、上記のグループごとに制御され、２つの差動出力端から出力された差動送信信号Ｔｘｐ、Ｔｘｎを、各グループに含まれる２個のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）のいずれか１つのダイポールアンテナに出力するか、各グループに含まれる２個のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）のいずれか１つのダイポールアンテナから入力した差動受信信号Ｒｘｐ、Ｒｘｎを、受信部１２の２つの差動入力端に入力するか、差動出力端及び差動入力端とダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）との間、すなわち双極側と４投側との間の接続をグループごとに遮断する状態をとる。
【００３５】
これにより、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄのいずれかのスイッチが、送信部１１から送信された差動送信信号Ｔｘｐ、Ｔｘｎを接続する１つのダイポールアンテナに出力するとともに、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄが、送信側のダイポールアンテナを含むグループ以外のグループに属する１つのダイポールアンテナから入力された差動受信信号Ｒｘｐ、Ｒｘｎを受信部１２に入力する。
【００３６】
図６に示すように、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａは、１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｔ、２０Ｒと、１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと、セレクタ２２Ａ，２２Ｂとを備える。
【００３７】
図７（Ａ）に示すように、１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｔは、送信部１１の差動入力端と接続する２つの入力ポートＴｘｉｎｐ、Ｔｘｉｎｎを有しており、４つの出力ポートがそれぞれ４つの信号線Ｒ１ｐ、Ｒ１ｎ、Ｒ２ｐ、Ｒ２ｎに接続されている。１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｔは、セレクタ２２Ａより入力される選択信号Ｒ１Ｔｘ、Ｒ２Ｔｘに従って動作する。
【００３８】
図７（Ｂ）に示すように、１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｔは、２つの１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ１、２０Ｔ２を備えている。１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ１は、２つの入力ポートＴｘｉｎｐ、Ｔｘｉｎｎを有しており、２つの出力ポートでそれぞれ信号線Ｒ１ｐ、Ｒ１ｎと接続されている。１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ２は、２つの入力ポートＴｘｉｎｐ、Ｔｘｉｎｎを有しており、２つの出力ポートでそれぞれ信号線Ｒ２ｐ、Ｒ２ｎと接続されている。
【００３９】
選択信号Ｒ１Ｔｘがアクティブになると、１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ１がオンとなり、入力ポートＴｘｉｎｐが信号線Ｒ１ｐと導通し、入力ポートＴｘｉｎｎが信号線Ｒ１ｎと導通する。また、選択信号Ｒ２Ｔｘがアクティブになると、１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ２がオンとなり、入力ポートＴｘｉｎｐと信号線Ｒ２ｐとが導通し、入力ポートＴｘｉｎｎが信号線Ｒ２ｎと導通する。
【００４０】
図８には、１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ１の構成が示されている。１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ１には、半導体スイッチング素子４０Ａ、４１Ａ、４２Ａ及びインバータ４３Ａを備える回路と、半導体スイッチング素子４０Ｂ、４１Ｂ及び４２Ｂを備える回路と、で構成されている。
【００４１】
半導体スイッチング素子４０Ａ、４１Ａは、入力ポートＴｘｉｎｐと、信号線Ｒ１ｐとの間に直列に挿入されている。また、半導体スイッチング素子４２Ａは、半導体スイッチング素子４０Ａと半導体スイッチング素子４１Ａとの間と、グラウンドＧＮＤとの間に挿入されている。半導体スイッチング素子４０Ａ、４１Ａのゲートへの入力と、半導体スイッチング素子４２Ａのゲートへの入力との間には、インバータ４３Ａが挿入されている。半導体スイッチング素子４０Ａ、４１Ａ、４２Ａのゲートと外部入力との間には、抵抗Ｒｇが挿入されている。半導体スイッチング素子４０Ａ、４１Ａ、４２ＡとグランドＧＮＤとの間には、抵抗ＲSUBが挿入されている。
【００４２】
また、半導体スイッチング素子４０Ｂ、４１Ｂは、入力ポートＴｘｉｎｎと、信号線Ｒ１ｎとの間に直列に挿入され、半導体スイッチング素子４２Ｂは、半導体スイッチング素子４０Ｂと半導体スイッチング素子４１Ｂとの間と、グラウンド（ＧＮＤ）との間に挿入されている。半導体スイッチング素子４０Ｂ、４１Ｂのゲートへの入力と、半導体スイッチング素子４２Ｂのゲートへの入力との間には、インバータ４３Ａが挿入されている。半導体スイッチング素子４０Ｂ、４１Ｂ、４２Ｂのゲートと外部入力との間には、抵抗Ｒｇが挿入されている。半導体スイッチング素子４０Ｂ、４１Ｂ、４２ＢとグランドＧＮＤとの間には、抵抗ＲSUBが挿入されている。
【００４３】
信号線Ｒ１ｐに差動送信信号Ｔｘｐを出力する場合には、選択信号Ｒ１Ｔｘを制御して、信号線Ｒ１ｐに接続された半導体スイッチング素子４０Ａ、４１Ａはオンとなる。この場合、インバータ４３Ａにより、半導体スイッチング素子４２Ａはオフとなる。また、信号線Ｒ１ｎに差動送信信号Ｔｘｎを出力する場合には、信号線Ｒ１ｎに接続された半導体スイッチング素子４０Ｂ、４１Ｂについてはオンとなる。この場合、インバータ４３Ａにより、半導体スイッチング素子４２Ｂについてはオフとなる。
【００４４】
逆に、信号線Ｒ１ｐに差動送信信号Ｔｘｐを出力しない場合には、選択信号Ｒ１Ｔｘを制御して、信号線Ｒ１ｐに接続された半導体スイッチング素子４０Ａ、４１Ａはオフとなる。この場合、インバータ４３Ａにより、半導体スイッチング素子４２Ａはオンとなる。また、信号線Ｒ１ｎに差動送信信号Ｔｘｎを出力しない場合には、信号線Ｒ１ｎに接続された半導体スイッチング素子４０Ｂ、４１Ｂについてはオフとなる。この場合、インバータ４３Ａにより、半導体スイッチング素子４２Ｂについてはオンとなる。
【００４５】
図７（Ｂ）に戻り、１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ２の構成は、選択信号がＲ２Ｔｘとなる他は、図８に示す１ＰＩＴスイッチ２０Ｔ１の構成と同じである。したがって、１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｔは、選択信号Ｒ１Ｔｘ、Ｒ２Ｔｘに従って、入力ポート（Ｔｘｉｎｐ，Ｔｘｉｎｎ）と、信号線（Ｒ１ｐ、Ｒ１ｎ）、信号線（Ｒ２ｐ，Ｒ２ｎ）のいずれかとを接続するか、それらの接続を遮断する。
【００４６】
図６に戻り、１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｒの構成は、上述した１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｔと同じである。セレクタ２２Ｂは、選択信号Ｒ１Ｒｘ、Ｒ２Ｒｘを１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｒに入力している。１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｒは、選択信号Ｒ１Ｒｘ、Ｒ２Ｒｘに従って、出力ポート（Ｒｘｉｎｐ、Ｒｘｉｎｎ）と、信号線（Ｒ１ｐ、Ｒ１ｎ）、信号線（Ｒ２ｐ、Ｒ２ｎ）のいずれかとを接続するか、それらの接続を遮断する。
【００４７】
以上のように、セレクタ２２Ａ、２２Ｂの制御による１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｔ、２０Ｒの切り替えにより、ＣＭＯＳスイッチ１３ＡのグループＡ１、グループＡ２を送信用とするか受信用とするか、いずれにも使用しないかが決定される。
【００４８】
ＣＭＯＳスイッチ１３Ａは、さらに１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを備える。１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ａ，２１Ｂは、信号線Ｒ１ｐ、Ｒ１ｎと接続され、１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ｃ，２１Ｄは、信号線Ｒ２ｐ、Ｒ２ｎと接続されている。
【００４９】
さらに、１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ａ〜２１Ｄに示す構成は、図８に示すものと同じである。１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ａは、ダイポールアンテナＡ（１，１）（そのアンテナの各極Ａ（１，１）ｐ，Ａ（１，１）ｎ）と接続されている。１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ｂは、ダイポールアンテナＡ（１，２）（そのアンテナの各極Ａ（１，２）ｐ，Ａ（１，２）ｎ）と接続されている。１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ｃは、ダイポールアンテナＡ（１，３）（そのアンテナの各極Ａ（１，３）ｐ，Ａ（１，３）ｎ）と接続されている。１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ｄは、ダイポールアンテナＡ（１，４）（そのアンテナの各極Ａ（１，４）ｐ，Ａ（１，４）ｎ）と接続されている。
【００５０】
セレクタ２２Ａは、選択信号ＣＴ１、ＣＴ２を出力して、グループＡ１のダイポールアンテナＡ（１，１）、Ａ（１，２）に接続されている１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ａ、２１Ｂのいずれかを選択する。この選択により、１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ａ、２１Ｂのうち、いずれか１つのスイッチがアクティブとなるか、全てのスイッチがオフとなる。
【００５１】
また、セレクタ２２Ｂは、選択信号ＣＲ１、ＣＲ２を出力して、グループＡ２のダイポールアンテナＡ（１，３）、Ａ（１，４）に接続されている１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ｃ、２１Ｄのいずれかを選択する。この選択により、１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ｃ、２１Ｄのうち、いずれか１つのスイッチがアクティブとなるか、全てのスイッチがオフとなる。
【００５２】
セレクタ２２Ａにより、１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｔ、１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ａがアクティブになると、送信部１１から出力された差動送信信号Ｔｘｐ，Ｔｘｎは、ダイポールアンテナＡ（１、１）に送信され、無線信号として放射される。また、セレクタ２２Ａ、２２Ｂにより、１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｒ、１Ｐ１Ｔスイッチ２１Ａがアクティブになると、ダイポールアンテナＡ（１、１）で受信された差動受信信号Ｒｘｐ，Ｒｘｎは、受信部１２に入力される。
【００５３】
図９の回路図を参照して、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａのより詳細な構成及び動作について説明する。なお、図９では、理解を容易にするため、同期して制御される作動送信信号Ｔｘｐ，Ｔｘｎを送信信号Ｔｘ、差動受信信号Ｒｘｐ，Ｒｘｎを受信信号Ｒｘとして、まとめて表現している。また、信号線Ｒ１ｐ，Ｒ１ｎを信号線Ｒ１、信号線Ｒ２ｐ，Ｒ２ｎを信号線Ｒ２として、まとめて表現している。
【００５４】
図９に示す１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｔは、送信ポートＴｘｉｎと接続され、半導体スイッチング素子５０Ａ、５１Ａ、５２Ａ及びインバータ５３Ａを備える回路と、半導体スイッチング素子５０Ｂ、５１Ｂ、５２Ｂ及びインバータ５３Ｂを備える回路と、で構成されている。
【００５５】
半導体スイッチング素子５０Ａ、５１Ａ、５２Ａ及びインバータ５３Ａを備える回路は、上述の１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ１に相当し、選択信号Ｒ１Ｔｘによって半導体スイッチング素子５０Ａ〜５２Ａを動作させる。より具体的には、半導体スイッチング素子５０Ａは、図８におけるＴｘｉｎｐ側の半導体スイッチング素子４０ＡとＴｘｉｎｎ側の半導体スイッチング素子４０Ｂとをまとめて表現したものである。その他の構成（半導体スイッチング素子５１Ａ、５２Ａ等）も同様である。
【００５６】
半導体スイッチング素子５０Ｂ、５１Ｂ、５２Ｂ及びインバータ５３Ｂを備える回路は、上述の１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ２に相当し、選択信号Ｒ２Ｔｘによって半導体スイッチング素子５０Ｂ〜５２Ｂを動作させる。図９の１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ２も、１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ１と同様に、図８における差動信号の構成をまとめて表現したものである。１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ１、２０Ｔ２の動作については、上述の通りであるので説明を省略する。
【００５７】
また、１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｒは、受信ポートＲｘｉｎと接続され、半導体スイッチング素子５０Ｃ、５１Ｃ、５２Ｃ及びインバータ５３Ｃを備える１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｒ１と、半導体スイッチング素子５０Ｄ、５１Ｄ、５２Ｄ及びインバータ５３Ｄを備える１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｒ２と、で構成されている。
【００５８】
１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｒ１は、１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ１と同様の構成であり、選択信号Ｒ１Ｒｘに従って動作する。１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｒ２は、１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ２と同様の構成であり、選択信号Ｒ２Ｒｘに従って動作する。
【００５９】
図９に示すように、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａに接続されるダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）は、２つのグループに分けられている。ダイポールアンテナＡ（１，１）及びＡ（１，２）は、グループＡ１に属し、ダイポールアンテナＡ（１，３）及びＡ（１，４）はグループＡ２に属している。
【００６０】
ダイポールアンテナＡ（１，１）は、半導体スイッチング素子６０Ａ、６１Ａ及びインバータ６２Ａを備える回路に接続されており、グループＡ１を制御するセレクタ２２Ａによって生成される選択信号ＣＴ１に従って動作する。
【００６１】
ダイポールアンテナＡ（１，２）は、半導体スイッチング素子６０Ｂ、６１Ｂ及びインバータ６２Ｂを備える回路に接続されており、グループＡ１を制御するセレクタ２２Ａによって生成される選択信号ＣＴ２に従って動作する。
【００６２】
ダイポールアンテナＡ（１，３）は、半導体スイッチング素子６０Ｃ、６１Ｃ及びインバータ６２Ｃを備える回路に接続されており、グループＡ２を制御するセレクタ２２Ｂによって生成される選択信号ＣＲ１に従って動作する。
【００６３】
ダイポールアンテナＡ（１，４）は、半導体スイッチング素子６０Ｄ、６１Ｄ及びインバータ６２Ｄを備える回路に接続されており、グループＡ２を制御するセレクタ２２Ｂによって生成される選択信号ＣＲ２に従って動作する。
【００６４】
送信ポートＴｘｉｎ側の１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ１と、受信ポートＲｘｉｎ側の１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｒ１は、信号線Ｒ１を介してグループＡ１のダイポールアンテナＡ（１，１）、Ａ（１，２）に接続されている。送信ポートＴｘｉｎ側の１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ２と、受信ポートＲｘｉｎ側の１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｒ２は、信号線Ｒ２を介してグループＡ２のダイポールアンテナＡ（１，３）、Ａ（１，４）に接続されている。
【００６５】
選択信号Ｒ１Ｔｘ、Ｒ２Ｔｘ、ＣＴ１及びＣＴ２は、制御部１４から受け取る制御信号ＣＴＡ１に基づいてセレクタ２２Ａで生成される。選択信号Ｒ１Ｒｘ、Ｒ２Ｒｘ、ＣＲ１及びＣＲ２は、制御部１４から受け取る制御信号ＣＴＡ２に基づいてセレクタ２２Ｂで生成される。
【００６６】
送信アンテナをＡ（１，１）、受信アンテナをＡ（１，３）とした場合のＣＭＯＳスイッチ１３Ａの動作について説明する。
【００６７】
グループＡ１のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）を送信アンテナとするため、セレクタ２２Ａは、制御信号ＣＴＡ１に基づいて、選択信号Ｒ１Ｔｘ＝１（Ｈｉ）、Ｒ２Ｔｘ＝０（Ｌｏｗ）を出力する。また、グループＡ１の中から、ダイポールアンテナＡ（１，１）を送信アンテナとして選択するため、ＣＴ１＝１（Ｈｉ）、ＣＴ２＝０（Ｌｏｗ）を出力する。
【００６８】
これにより、半導体スイッチング素子５０Ａ、５１Ａがオンとなり、送信ポートＴｘｉｎから入力された送信信号Ｔｘが、信号線Ｒ１を介してグループＡ１のダイポールアンテナへ流れる。また、選択信号ＣＴ１により、半導体スイッチング素子６０Ａはオンとなる。これにより、送信信号Ｔｘは、ダイポールアンテナＡ（１，１）からマイクロ波の無線信号として放射される。一方、選択信号ＣＴ２により、半導体スイッチング素子６０Ｂはオフとなる。よって、送信信号Ｔｘは、ダイポールアンテナＡ（１，２）に流れない。
【００６９】
グループＡ２のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）を受信アンテナとするため、セレクタ２２Ｂは、制御信号ＣＴＡ２に基づいて、選択信号Ｒ１Ｒｘ＝０（Ｌｏｗ）、Ｒ２Ｒｘ＝１（Ｈｉ）を出力する。また、グループＡ２の中から、ダイポールアンテナＡ（１，３）を受信アンテナとして選択するため、ＣＲ１＝１（Ｈｉ）、ＣＲ２＝０（Ｌｏｗ）を出力する。
【００７０】
選択信号ＣＲ１により、半導体スイッチング素子６０Ｃはオンとなる。これにより、ダイポールアンテナＡ（１，３）で受信された受信信号Ｒｘは、信号線Ｒ２を介して１Ｐ２Ｔスイッチ２０Ｒへと流れる。一方、選択信号ＣＲ２によって、半導体スイッチング素子６０Ｄはオフになり、インバータ６２Ｄを介して接続される半導体スイッチング素子６１Ｄはオンになる。これにより、ダイポールアンテナＡ（１，４）はグラウンドに接続され、ダイポールアンテナＡ（１，４）からの信号線Ｒ２へのノイズを低減することができる。
【００７１】
また、選択信号Ｒ２Ｒｘにより、半導体スイッチング素子５０Ｄ、５１Ｄがオンとなり、受信信号Ｒｘが、信号線Ｒ２を介して、受信ポートＲｘｉｎへと流れる。
【００７２】
送信信号Ｔｘは、信号線Ｒ１を介して１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｒ１へも流入する。セレクタ２２Ｂの選択信号Ｒ１Ｒｘによって、半導体スイッチング素子５０Ｃ、５１Ｃはオフになる。また、インバータ５３Ｃにより、半導体スイッチング素子５２Ｃはオンになりグラウンドに接続される。したがって、信号線Ｒ１から１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｒ１への漏れ電流による、受信信号Ｒｘへのノイズを低減することができる。
【００７３】
上記と同様に、受信信号Ｒｘは、信号線Ｒ２を介して１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ２へも流入する。セレクタ２２Ａの選択信号Ｒ２Ｔｘによって、半導体スイッチング素子５０Ｂ、５１Ｂはオフになる。また、インバータ５３Ｂにより、半導体スイッチング素子５２Ｂはオンになりグラウンドに接続される。したがって、信号線Ｒ２から１Ｐ１Ｔスイッチ２０Ｔ２への漏れ電流による、送信信号Ｔｘへのノイズを低減することができる。
【００７４】
以上がＣＭＯＳスイッチ１３Ａの構成である。ＣＭＯＳスイッチ１３Ｂ〜１３Ｄの構成は、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａと同じである。異常組織検出装置１では、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄのスイッチングにより送受信のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）の組み合わせが切り替えられ、無線信号が送受信される。ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄにおいて、セレクタ２２Ａが出力するグループＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１の選択信号（Ｒ１Ｔｘ，Ｒ２Ｔｘ，ＣＴ１，ＣＴ２）は、図１に示すように、制御部１４から出力される制御信号ＣＴＡ１，ＣＴＢ１，ＣＴＣ１，ＣＴＤ１によって決定される。また、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄにおいて、セレクタ２２Ｂが出力するグループＡ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２の選択信号（Ｒ１Ｒｘ，Ｒ２Ｒｘ，ＣＲ１，ＣＲ２）は、図１に示すように、制御部１４から出力される制御信号ＣＴＡ２，ＣＴＢ２，ＣＴＣ２，ＣＴＤ２によって決定される。
【００７５】
図１０には、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａのダイフォトグラフが示されている。図１０に示すように、入力ポート（Ｔｘｉｎｐ、Ｔｘｉｎｎ）としてそれぞれ２つの信号端子Ｓが設けられるとともに、３つのグランド端子Ｇが設けられている。各信号端子Ｓは、２つのグランド端子Ｇに挟まれ、信号端子Ｓから発生した電磁波が極力外部にもれないようになっている。出力ポート（Ｒｘｉｎｐ、Ｒｘｉｎｎ）も同様に、ＧＳＧＳＧの順に端子が設けられている。
【００７６】
また、ダイポールアンテナＡの極に接続される端子としては、Ａ（１，１）ｐ、Ａ（１、１）ｎ、Ａ（１，２）ｐ、Ａ（１、２）ｎに対してそれぞれ４つの信号端子Ｓが設けられており、５つのグランド端子Ｇが設けられている。各信号端子Ｓは、２つのグランド端子Ｇに挟まれ、信号端子Ｓから発生した電磁波が極力外部にもれないようになっている。Ａ（１，３）ｐ、Ａ（１、３）ｎ、Ａ（１，４）ｐ、Ａ（１、４）ｎも同様に、ＧＳＧＳＧＳＧＳＧの順に端子が設けられている。
【００７７】
ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３ＤとダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）との間をそれぞれ結び差動送信信号Ｔｘｐ、Ｔｘｎ、差動受信信号Ｒｘｐ、Ｒｘｎを送る配線の長さ、インピーダンスは、それぞれ同じとなっている。本実施の形態では、差動送信信号Ｔｘｐ，Ｔｘｎ、差動受信信号Ｒｘｐ，Ｒｘｎが通る配線の全体のインピーダンスが５０Ωとなるように調整されている。
【００７８】
制御部１４は、ＣＰＵ、メモリ、外部記憶装置、入出力Ｉ／Ｏ、水晶発振器等を備えるコンピュータ（情報処理装置）である。水晶発振器が発生するクロック信号に従って、ＣＰＵが、外部記憶装置にインストールされメモリに読み込まれたプログラムを実行して、外部記憶装置へのデータの書き込み／読み出しや入出力Ｉ／Ｏを介して外部機器と送受信を行うことにより、制御部１４の機能が実現される。
【００７９】
図１１に示すように、制御部１４は、取り得る全てのダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）の組み合わせで無線信号を送受信し、各組み合わせでの受信信号Ｒｘを取得する（ステップＳ１）。具体的には、このステップＳ１において、制御部１４は、制御信号ＣＴＡ１、ＣＴＡ２、ＣＴＢ１、ＣＴＢ２、ＣＴＣ１、ＣＴＣ２、ＣＴＤ１、ＣＴＤ２を出力してＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄを制御しつつ、差動送信信号Ｔｘｐ、Ｔｘｎを送信するダイポールアンテナ及び差動受信信号Ｒｘｐ、Ｒｘｎを受信するダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）の組み合わせを順次切り替えていく。そして、制御部１４は、この切り替えを行いながら、送信信号Ｔｘを出力して送信部１１に差動送信信号Ｔｘｐ、Ｔｘｎを出力させ、差動受信信号Ｒｘｐ、Ｒｘｎを受信部１２に入力させる。
【００８０】
制御部１４は、ダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）での差動受信信号Ｒｘｐ、Ｒｘｎを加算した信号を最終的な受信信号Ｒｘを受信結果として取得し、制御部１４が記憶する。このようにして、全てのダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）の組み合わせで受信信号Ｒｘが取得される。上述のように、最終的な受信信号Ｒｘの信号レベルは、差動受信信号Ｒｘｐ、Ｒｘｎの２倍となる。
【００８１】
本実施の形態では、半導体スイッチ回路２を構成するＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄは、グループごとに制御され、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄに含まれるいずれかのグループが送信用となり、他のいずれかのグループが受信用として指定される。すなわち、１つの送信用のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）に対して、１４個の受信用のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）が存在する。送信用の数は１６個であるので、１４×１６＝２２４通りのアンテナの組み合わせで送受信が行われる。
【００８２】
続いて、制御部１４は、送受信のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）の組み合わせのうち、送受信アンテナ間距離が同じである送信アンテナ及び受信アンテナの組み合わせでの受信信号を平均して、同距離平均波形パターンを算出する（ステップＳ２）。同距離平均波形パターンは、送受信アンテナ間距離ごとに算出され、各送受信アンテナ間距離における基準波形パターンとして用いられる。
【００８３】
続いて、制御部１４は、送信アンテナ及び受信アンテナの全ての組み合わせでの受信信号と、対応する送受信アンテナ間距離の基準波形パターンとの差分から、差分波形パターンを算出する（ステップＳ３）。
【００８４】
さらに、制御部１４は、その差分波形パターンに基づいて、無線信号の送受信時間、すなわち、送信信号（インパルス信号）の放射時点から、目標物である異常組織ＣＡで反射された散乱信号の受信時点までの遅れ時間を求める。その遅れ時間に基づいて、図３に示すように、異常組織ＣＡの位置を検出する（ステップＳ４）。ステップＳ４終了後は、処理を終了する。
【００８５】
異常組織検出装置１は、ダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）で送受信される信号を差動信号として、ノイズ成分を低減する。例えば、図１２に示すように、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａ中の各１Ｐ１Ｔスイッチでは、入力ポートＴｘｉｎｐから入力される差動送信信号Ｔｘｐと、入力ポートＴｘｉｎｎから入力される差動送信信号Ｔｘｎとが入力された場合、差動送信信号Ｔｘｐと差動送信信号Ｔｘｎとを加算すると、常に０となる。このことは、信号にノイズ成分が含まれていたとしても、それらは相殺され、１Ｐ１Ｔスイッチから流れ出すグランド電流は０となり打ち消し合うようになる。また、各半導体スイッチング素子に、もれ電流があった場合にもそれぞれは打ち消し合ってその大きさはほぼ０となる。
【００８６】
このように、送受信される電気信号、無線信号は、信号レベルが２倍となり、逆にノイズ成分が相殺され低減された信号となる。これにより、信号のＳＮ比を著しく向上することができる。
【００８７】
図１３（Ａ）には、ＣＭＯＳスイッチにおける入力ポートＴｘｉｎｐとダイポールアンテナＡ（１、１）〜Ａ（１，４）との間の挿入損失（ＳパラメータＳ２１）が示されている。図１３（Ａ）に示すように、どの場合についても、挿入損失は、例えば５、１０、１５ＧＨｚにおいて、それぞれ４ｄＢ、６ｄＢ、８ｄＢ程度となっており、広い周波数帯域で、挿入損失が小さくなっている。
【００８８】
図１３（Ｂ）には、ＣＭＯＳスイッチにおける入力端子側の反射係数（ＳパラメータＳ１１）が示されている。図１３（Ｂ）に示すように、どの場合についても、反射損失は、０−１７ＧＨｚにおいて、−１０ｄＢ以下となっており、広い周波数帯域で、反射損失が小さくなっている。
【００８９】
図１４には、シングルエンドのＣＭＯＳスイッチと、差動のＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄとの挿入損失の比較結果が示されている。図１４では、ＧＳＧ（Ｐｒｏｂｅ  ｃｈｉｐ）が、シングルエンドのＣＭＯＳスイッチの挿入損失を示しており、ＧＳＧＳＧ（Ｐｒｏｂｅ  ｃｈｉｐ）が、差動のＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄの挿入損失を示している。図１４に示すように、差動のＣＭＯＳスイッチと、シングルエンドのＣＭＯＳスイッチを比べると、１０ＧＨｚでは、２ｄＢ程度低く、１５ＧＨｚでは、３〜４ｄＢ程度低く、２０ＧＨｚでは、４〜６ｄＢ程度低くなっている。
【００９０】
図１５には、差動の双極４投（ＤＰ４Ｔ）スイッチと他のスイッチ（シングルエンドのＤＰ４Ｔスイッチ、ＳＰ８Ｔスイッチ、ＤＰ８Ｔスイッチ）との挿入損失の比較結果がまとめられている。この表では、３ＧＨｚ、６ＧＨｚ、１０ＧＨｚ、１５ＧＨｚ、２０ＧＨｚにおいて、差動（Differential Ended）のＤＰ４Ｔスイッチ、シングルエンドのＤＰ４Ｔスイッチ、シングルエンドのＳＰ８Ｔスイッチ、シングルエンドのＤＰ８Ｔスイッチでの挿入損失が示されている。図１５に示すように、０−２０ＧＨｚの広い周波数帯域において、差動のＣＭＯＳスイッチの挿入損失が最小となる。
【００９１】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、半導体スイッチ回路２は、４つのＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄで構成される。そして、４つのＣＭＯＳスイッチ１３Ａ〜１３Ｄに接続され、各ＣＭＯＳスイッチにおいて２つのグループに分けられたダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）を用いて、送信用のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）と受信用のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）との切り替えを行う。これにより、送受信のダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）の組み合わせを多くして、アンテナの組み合わせごとのノイズ成分の影響を低減し、異常組織ＣＡの検出精度を高めることができる。なお、ＣＭＯＳスイッチをＤＰ４Ｔスイッチとした場合には、送受信のアンテナの組み合わせを２２４通りとすることができるので、半導体スイッチ回路２として、ＳＰ８Ｔスイッチ、ＤＰ８Ｔスイッチを採用した場合よりも、アンテナの組み合わせ数を多くすることができる。このようにすれば、送受信アンテナの組み合わせの数を多くすることができるので、異常組織ＣＡの検出精度を高めることができる。
【００９２】
上記実施の形態では、ダイポールアンテナの数を、４×４の１６個としたが、これには限られない。ダイポールアンテナの数は、ｉ×ｊ＝ｉ×２ｎ（ｉ、ｊ、ｎは自然数）個であればよい。
【００９３】
なお、図２に示すアンテナアレイ１０では、ダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）の周囲にダミーアンテナを設けて、各ダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）の周囲の環境を均一にし、各ダイポールアンテナＡ（ｉ，ｊ）の無線信号の送受信の状態を極力同じにするようにしてもよい。
【００９４】
また、本実施の形態では、セレクタ２２Ａ、２２Ｂは、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａに含まれるとしたが、これに限られず、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａの外部に設けてもよい。これにより、ＣＭＯＳスイッチ１３Ａを簡易な構成にすることができる。ＣＭＯＳスイッチ１３Ｂ〜１３Ｄも同様である。
【００９５】
また、本実施の形態によれば、送受信されるインパルス状の電気信号、無線信号を差動信号（差動送信信号Ｔｘｐ，Ｔｘｎ／差動受信信号Ｒｘｐ，Ｒｘｎ）としているので、正極側の信号にも、負極側の信号にも同等のノイズ成分が含まれるようになる。したがって、それらの信号を加算等すれば、ノイズ成分が相殺された受信信号Ｒｘを生成することができる。この結果、送受信される電気信号、無線信号に含まれるノイズ成分を低減して異常組織ＣＡの検出精度を向上することができる。
【００９６】
また、本実施の形態によれば、差動送信信号Ｔｘｐ，Ｔｘｎ及び差動受信信号Ｒｘｐ，Ｒｘｎが、正の極性を有する差動送信信号Ｔｘｐ，差動受信信号Ｒｘｐと、負の極性を有する差動送信信号Ｔｘｎ，差動受信信号Ｒｘｎとで構成されている。このようにすれば、差動送信信号Ｔｘｐ，Ｔｘｎの和、を常に０としてノイズ成分を除去するとともに、元々の信号に比べ、差動信号の差を２倍に大きくすることができる。この結果、ＳＮ比をさらに向上して、異常組織ＣＡの検出精度を大きく向上することができる。
【００９７】
この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、乳癌センサなどに用いられるアンテナアレイ装置に好適である。また、本発明は、乳癌センサに限らず、他の腫瘍等、生体内の誘電率の異なる領域の検出・判別に応用可能である。また、生体に関わらず、周囲と誘電率が異なる検出対象の検出・判別に応用可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１  異常組織検出装置、２  半導体スイッチ回路、１０  アンテナアレイ、１１  送信部、１２  受信部、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ  ＣＭＯＳスイッチ、１４  制御部、２０Ｔ，２０Ｒ  １Ｐ２Ｔスイッチ、２０Ｔ１，２０Ｔ２，２０Ｒ１，２０Ｒ２，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ  １Ｐ１Ｔスイッチ、２２Ａ，２２Ｂ  セレクタ、４０Ａ〜４２Ａ，４０Ｂ〜４２Ｂ，５０Ａ〜５２Ａ，５０Ｂ〜５２Ｂ，５０Ｃ〜５２Ｃ，５０Ｄ〜５２Ｄ，６０Ａ，６１Ａ，６０Ｂ，６１Ｂ，６０Ｃ，６１Ｃ，６０Ｄ，６１Ｄ  半導体スイッチング素子、Ａ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜４、ｊ＝１〜４）  ダイポールアンテナ、ＣＡ  異常組織、４３Ａ，５３Ａ〜５３Ｄ，６２Ａ〜６２Ｄ  インバータ、Ｅ12，Ｅ13  楕円、Ｔｘ  送信信号、Ｒｘ  受信信号、Ｔｘｐ，Ｔｘｎ  差動送信信号、８１  第１のＣＭＯＳスイッチ、８２  第２のＣＭＯＳスイッチ、Ｒｘｐ，Ｒｘｎ  差動受信信号、Ｔｘｉｎｐ，Ｔｘｉｎｎ，Ｔｘｉｎ  入力ポート、Ｒｘｉｎｐ，Ｒｘｉｎｎ，Ｒｘｉｎ  出力ポート、Ｒ１Ｔｘ，Ｒ２Ｔｘ，Ｒ１Ｒｘ，Ｒ２Ｒｘ  選択信号、Ｒ１ｐ，Ｒ１ｎ，Ｒ２ｐ，Ｒ２ｎ，Ｒ１，Ｒ２  信号線、ＣＴＡ１，ＣＴＡ２，ＣＴＢ１，ＣＴＢ２，ＣＴＣ１，ＣＴＣ２，ＣＴＤ１，ＣＴＤ２  制御信号、ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＲ１，ＣＲ２  選択信号、Ａ（ｉ，ｊ）ｐ，Ａ（ｉ，ｊ）ｎ  ダイポールアンテナの極
【図１】
2018042102.tif 000003
【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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