(57)【要約】【課題】小型、低損失で、フィルタ切替えが高速に行なえ、その制御が容易で消費電力が少なくて済むミリ波帯フィルタバンクを実現する。【解決手段】ミリ波帯の電磁波を伝搬させる導波路を有する第１の固定導波管ブロック３０と第２の固定導波管ブロック７０の端面間に、異なる通過帯域特性が付与された複数の導波路４１〜４７が並列的に貫通形成されたフィルタブロック４０が所定の隙間ｇを開けた状態で配置されている。これら各ブロックの隙間ｇを開けて対向する端面の導波路開口の周りには、隙間ｇからの電磁波漏出を防止するためのチョーク溝３４、４８、７４が設けられている。フィルタブロック４０の複数の導波路４１〜４７のうち、指定された任意の導波路が第１の固定導波管ブロック３０と第２の固定導波管ブロック７０の導波路の間に移動して、入出力間に所望の通過帯域特性を与える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部（２１）と、
前記ベース部に固定され、金属壁で囲まれ、ミリ波帯の電磁波を伝搬させる導波路（３１）が第１の端面から第２の端面まで貫通形成された第１の固定導波管ブロック（３０）と、
それぞれが金属壁で囲まれ、前記ミリ波帯内で異なる通過帯域特性が付与された複数の導波路（４１〜４７）が、前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面に所定の隙間を持って平行に対向する第３の端面と、該第３の端面に平行な第４の端面まで並列的に貫通形成され、前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面に沿って移動可能に支持されたフィルタブロック（４０、１４０）と、
前記ベース部に設けられ、前記フィルタブロックを支持した状態で、該フィルタブロックの複数の導波路のうち、指定された任意の導波路が前記第１の固定導波管ブロックの導波路に接続する位置に移動させる駆動機構（６０）と、
金属壁で囲まれ、前記ミリ波帯の電磁波を伝搬させる導波路（７１）が、前記フィルタブロックの前記第４の端面に所定の隙間を持って平行に対向する第５の端面と第６の端面まで貫通形成され、該導波路が、前記フィルタブロックの前記複数の導波路のうち、前記第１の固定導波管ブロックの導波路に接続される導波路に対して接続される位置で前記ベース部に固定された第２の固定導波管ブロック（７０）とを有し、
前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面側の導波路開口の周囲、前記フィルタブロックの前記第３の端面側および第４の端面側の導波路開口の周囲、および、前記第２の固定導波管ブロックの前記第５の端面側の導波路開口の周囲には、各端面間の隙間からの電磁波漏出を防止するためのチョーク溝（３４、４８、７４）が設けられていることを特徴するミリ波帯フィルタバンク。
【請求項２】
前記第１の固定導波管ブロックの導波路の前記第２の端面側の開口と、前記第２の固定導波管ブロックの導波路の前記第５の端面側の開口とが、前記第２の端面に直交する直線上に並んでいることを特徴とする請求項１記載のミリ波帯フィルタバンク。
【請求項３】
前記フィルタブロックは、互いの一面側が接合された状態で一体的に連結された第１ブロック（１００）と第２ブロック（１０５）からなり、
前記異なる通過帯域特性が付与された複数の導波路が、前記第１ブロックと第２ブロックとが接合する面に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のミリ波帯フィルタバンク。
【請求項４】
前記フィルタブロックは、
前記異なる通過帯域特性が付与された導波路（４１〜４７）をそれぞれが有する複数の導波管フィルタ（１４１〜１４７）と、
前記複数の導波管フィルタを、その側壁同士が近接するように並んだ状態で、前記側壁と直交する壁面を挟持する第１基板（１５０）および第２基板（１５５）とを有しており、
前記第１基板と前記第２基板の少なくとも一方には、
前記複数の導波管フィルタの並び方向の位置ずれを防ぐための第１規制手段（１５１）と、
前記複数の導波管フィルタの長さ方向の方向の位置ずれを防ぐ第２規制手段（１５２）とが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のミリ波帯フィルタバンク。
【請求項５】
ミリ波帯の被測定信号を、ローカル信号発生器（２１２）から出力されるローカル信号とともにミキサ（２１１）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（２１３）とを有する周波数変換部（２１０）と、前記中間周波数帯の信号を検波する検波部（２２０）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ミリ波帯スペクトラムアナライザ（２００）において、
前記周波数変換部の前段に、前記請求項１〜４のいずれかに記載のミリ波帯フィルタバンクを設けるとともに、
前記解析対象周波数に応じて、前記ミリ波帯フィルタバンクの前記駆動機構を制御し、前記フィルタブロックの複数の導波路のうち前記解析対象周波数が含まれる通過帯域の導波路を、前記第１の固定導波管ブロックの導波路に接続させるフィルタ切替手段（２３３）とを備えていることを特徴とするミリ波帯スペクトラムアナライザ。
【請求項６】
ミリ波帯の被測定信号を、ローカル信号発生器（２１２）から出力されるローカル信号とともにミキサ（２１１）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（２１３）とを有する周波数変換部（２１０）と、前記中間周波数帯の信号を検波する検波部（２２０）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ミリ波帯スペクトラムアナライザ（２００）において、
前記周波数変換部の前記ローカル信号発生器から前記ミキサの間に、前記請求項１〜４のいずれかに記載のミリ波帯フィルタバンクを設けるとともに、
前記解析対象周波数に応じて、前記ミリ波帯フィルタバンクの前記駆動機構を制御し、前記フィルタブロックの複数の導波路のうち前記解析対象周波数に対応したローカル信号周波数が含まれる通過帯域の導波路を、前記第１の固定導波管ブロックの導波路に接続させるフィルタ切替手段（２３３）とを備えていることを特徴とするミリ波帯スペクトラムアナライザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリ波帯でそれぞれ通過帯域が異なる複数のフィルタを有し、それらのフィルタを選択して、入力信号から所望の通過帯域の信号成分を抽出させるためのミリ波帯フィルタバンクおよびそれを用いたミリ波帯スペクトラムアナライザに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユビキタスネットワーク社会を迎え、電波利用ニーズが高まる中、家庭内のワイヤレスブロードバンド化を実現するＷＰＡＮ（ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク）や安全・安心な運転をサポートするミリ波レーダー等のミリ波帯無線システムが利用され始めている。また、１００ＧＨｚ超無線システム実現への取組も積極的に行われてきている。
【０００３】
その一方で、６０〜７０ＧＨｚ帯の無線システムの２次高調波評価や１００ＧＨｚ超の周波数帯における無線信号の評価については、周波数が高くなるにつれ、スペクトラムアナライザ等の測定器の雑音レベル及びミキサの変換損失が増加するとともに周波数精度が低下するため、１００ＧＨｚを超える無線信号の高感度、高精度測定技術が確立されていない状況となっている。
【０００４】
しかも、これまでのスペクトラムアナライザ等の測定技術では、局部発振の高調波を測定結果から分離するこができず、不要発射等の厳密な測定が困難となっている。
【０００５】
これらの技術課題を克服し、１００ＧＨｚ超帯域無線信号の高感度・高精度測定を実現するためには、イメージ応答及び高次高調波応答を抑制するためのミリ波帯の可変同調フィルタ（前置フィルタ）が必要となる。
【０００６】
可変同調フィルタの実現方式としてフィルタバンクがある。フィルタバンクは、導波管スイッチにより固定周波数のバンドパスフィルタを切り替えることで透過周波数を切り替える装置である。このため、フィルタバンクの実現には導波管スイッチとバンドパスフィルタが必要となる。
【０００７】
１００ＧＨｚを超えるミリ波帯で使用可能な導波管スイッチとしては、例えば特許文献１が知られており、この特許文献１に開示された１対複数のスイッチを、入力側と出力側に用い、その間を通過帯域が異なる複数のバンドパスフィルタを介して接続することで、フィルタバンクを構成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−１１６０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のように、入力側と出力側にそれぞれ１対複数の導波管スイッチを設けた構造では、必然的に入出力間の距離が長くなり、フィルタバンク全体の大きさが大きくなってしまう。また、全体として電磁波の伝搬経路が長くなるので、損失が多くなる。
【００１０】
しかも、導波管スイッチ間を接続するバンドパスフィルタも導波管構造となるので、汎用の導波管型のバンドパスフィルタを用いる場合、その両端にフランジを設ける必要があり、バンドパスフィルタの数が多くなるとフランジの占有する幅が大きくなり、バンドパスフィルタの並び方向の寸法が無駄に大きくなってしまい、フィルタバンク全体の寸法がさらに大きくなるという問題が発生する。また、フィルタ間の間隔が大きくなり、フィルタの切替えに時間が掛かり、高速な帯域変更が行なえない。
【００１１】
さらに、複数のバンドパスフィルタのうちの一つを選択するために、入力側の導波管スイッチと出力側の導波管スイッチとを連動駆動させる必要があり、制御が複雑になるとともに、消費電力も大きくなるという問題があった。
【００１２】
本発明は、これの問題を解決して、小型、低損失で、フィルタ切替えが高速に行なえ、その制御が容易で消費電力が少なくて済むミリ波帯フィルタバンクおよびそれを用いたミリ波帯スペクトラムアナライザを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１のミリ波帯フィルタバンクは、
ベース部（２１）と、
前記ベース部に固定され、金属壁で囲まれ、ミリ波帯の電磁波を伝搬させる導波路（３１）が第１の端面から第２の端面まで貫通形成された第１の固定導波管ブロック（３０）と、
それぞれが金属壁で囲まれ、前記ミリ波帯内で異なる通過帯域特性が付与された複数の導波路（４１〜４７）が、前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面に所定の隙間を持って平行に対向する第３の端面と、該第３の端面に平行な第４の端面まで並列的に貫通形成され、前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面に沿って移動可能に支持されたフィルタブロック（４０、１４０）と、
前記ベース部に設けられ、前記フィルタブロックを支持した状態で、該フィルタブロックの複数の導波路のうち、指定された任意の導波路が前記第１の固定導波管ブロックの導波路に接続する位置に移動させる駆動機構（６０）と、
金属壁で囲まれ、前記ミリ波帯の電磁波を伝搬させる導波路（７１）が、前記フィルタブロックの前記第４の端面に所定の隙間を持って平行に対向する第５の端面と第６の端面まで貫通形成され、該導波路が、前記フィルタブロックの前記複数の導波路のうち、前記第１の固定導波管ブロックの導波路に接続される導波路に対して接続される位置で前記ベース部に固定された第２の固定導波管ブロック（７０）とを有し、
前記第１の固定導波管ブロックの前記第２の端面側の導波路開口の周囲、前記フィルタブロックの前記第３の端面側および第４の端面側の導波路開口の周囲、および、前記第２の固定導波管ブロックの前記第５の端面側の導波路開口の周囲には、各端面間の隙間からの電磁波漏出を防止するためのチョーク溝（３４、４８、７４）が設けられていることを特徴する。
【００１４】
また、本発明の請求項２のミリ波帯フィルタバンクは、請求項１記載のミリ波帯フィルタバンクにおいて、
前記第１の固定導波管ブロックの導波路の前記第２の端面側の開口と、前記第２の固定導波管ブロックの導波路の前記第５の端面側の開口とが、前記第２の端面に直交する直線上に並んでいることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項３のミリ波帯フィルタバンクは、請求項１または請求項２記載のミリ波帯フィルタバンクにおいて、
前記フィルタブロックは、互いの一面側が接合された状態で一体的に連結された第１ブロック（１００）と第２ブロック（１０５）からなり、
前記異なる通過帯域特性が付与された複数の導波路が、前記第１ブロックと第２ブロックとが接合する面に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項４のミリ波帯フィルタバンクは、請求項１または請求項２記載のミリ波帯フィルタバンクにおいて、
前記フィルタブロックは、
前記異なる通過帯域特性が付与された導波路（４１〜４７）をそれぞれが有する複数の導波管フィルタ（１４１〜１４７）と、
前記複数の導波管フィルタを、その側壁同士が近接するように並んだ状態で、前記側壁と直交する壁面を挟持する第１基板（１５０）および第２基板（１５５）とを有しており、
前記第１基板と前記第２基板の少なくとも一方には、
前記複数の導波管フィルタの並び方向の位置ずれを防ぐための第１規制手段（１５１）と、
前記複数の導波管フィルタの長さ方向の方向の位置ずれを防ぐ第２規制手段（１５２）とが設けられていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項５のミリ波帯スペクトラムアナライザは、
ミリ波帯の被測定信号を、ローカル信号発生器（２１２）から出力されるローカル信号とともにミキサ（２１１）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（２１３）とを有する周波数変換部（２１０）と、前記中間周波数帯の信号を検波する検波部（２２０）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ミリ波帯スペクトラムアナライザ（２００）において、
前記周波数変換部の前段に、前記請求項１〜４のいずれかに記載のミリ波帯フィルタバンクを設けるとともに、
前記解析対象周波数に応じて、前記ミリ波帯フィルタバンクの前記駆動機構を制御し、前記フィルタブロックの複数の導波路のうち前記解析対象周波数が含まれる通過帯域の導波路を、前記第１の固定導波管ブロックの導波路に接続させるフィルタ切替手段（２３３）とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項６のミリ波帯スペクトラムアナライザは、
ミリ波帯の被測定信号を、ローカル信号発生器（２１２）から出力されるローカル信号とともにミキサ（２１１）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（２１３）とを有する周波数変換部（２１０）と、前記中間周波数帯の信号を検波する検波部（２２０）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ミリ波帯スペクトラムアナライザ（２００）において、
前記周波数変換部の前記ローカル信号発生器から前記ミキサの間に、前記請求項１〜４のいずれかに記載のミリ波帯フィルタバンクを設けるとともに、
前記解析対象周波数に応じて、前記ミリ波帯フィルタバンクの前記駆動機構を制御し、前記フィルタブロックの複数の導波路のうち前記解析対象周波数に対応したローカル信号周波数が含まれる通過帯域の導波路を、前記第１の固定導波管ブロックの導波路に接続させるフィルタ切替手段（２３３）とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
このように、本発明の請求項１のミリ波帯フィルタバンクは、ミリ波帯の電磁波を伝搬させる導波路を有する第１の固定導波管ブロックと第２の固定導波管ブロックの端面間に、異なる通過帯域特性が付与された複数の導波路が並列的に貫通形成されたフィルタブロックが所定の隙間を開けた状態で配置され、そのフィルタブロックの複数の導波路のうち、指定された任意の導波路が第１の固定導波管ブロックと第２の固定導波管ブロックの導波路の間に移動し、入出力間に所望の通過帯域特性を与えている。
【００２０】
このため、前記したように、入力側と出力側にそれぞれ１対複数の導波管スイッチを設けた構造に比べて、入出力間の距離が格段に短くなり、フィルタバンク全体を小型化できる。
【００２１】
また、第１の固定導波管ブロックの第２の端面側の導波路開口の周囲、フィルタブロックの第３の端面側および第４の端面側の導波路開口の周囲、および、第２の固定導波管ブロックの第５の端面側の導波路開口の周囲に、電磁波漏出を防止するためのチョーク溝が設けられているので、各端面間に隙間のある状態でフィルタブロックを移動でき、磨耗などによる特性劣化が発生しにくく、高速な通過帯域変更が可能となる。
【００２２】
また、導波管型のバンドパスフィルタの両端にフランジを設ける必要がないので、フィルタの数が多くなってもフランジの占有幅の影響を受けず最小幅で形成でき、フィルタバンク全体の寸法をさらに小型化でき、さらに、フィルタ間隔が短くて済むから、高速な通過帯域の切替えが可能となる。また、全体として電磁波の伝搬経路が短くなるので、低損失化できる。
【００２３】
また、通過帯域の切替えはフィルタブロックのみを移動すればよく、その駆動制御が簡単になり、消費電力も小さくできる。
【００２４】
また、請求項２のように、第１の固定導波管ブロックの導波路の第２の端面側開口と、第２の固定導波管ブロックの導波路の第５の端面側開口とが、第２の端面に直交する直線上に並んでいる構造では、必然的にフィルタブロックの各導波路がその直線に沿って平行に並んだ状態となり、フィルタブロックの構造が簡単化され、フィルタバンク全体をより小型化できる。
【００２５】
また、請求項３のように、フィルタブロックが、互いの一面側が接合された状態で一体的に連結された第１ブロックと第２ブロックからなり、異なる通過帯域特性が付与された複数の導波路が、第１ブロックと第２ブロックとが接合する面に形成されたものでは、複数の導波路の一部(例えば下半部の溝と共振板や誘電体共振器のような共振素子）を第１ブロックの一面側に形成し、残りの一部（例えば上半部の溝と共振素子）を第２ブロックの一面側に形成して、両ブロックの一面側同士を重ね合わせて一体化することで構成でき、複数の導波路を少ない部品点数で効率的に且つ精度よく製造できる。
【００２６】
また、請求項４のように、フィルタブロックが、異なる通過帯域特性が付与された導波路をそれぞれが有する複数の導波管フィルタをその側壁同士が近接するように並んだ状態で、その側壁と直交する壁面を第１基板と第２基板とで挟持する構造の場合であっても、第１基板と第２基板の少なくとも一方には、複数の導波管フィルタの並び方向の位置ずれと、長さ方向の方向の位置ずれを防ぐ規制手段を設けているので、例えば導波管フィルタ個々の製造誤差による各導波路の位置ずれを防止でき、安定に動作させることができ、また、導波管フィルタの交換や数の変更等の仕様変更に容易に対応できる。
【００２７】
また、請求項５のミリ波帯スペクトラムアナライザでは、周波数変換部の前段に、前記した請求項１〜４のいずれかに記載のミリ波帯フィルタバンクを設け、解析対象周波数に応じて、ミリ波帯フィルタバンクの駆動機構を制御し、フィルタブロックの複数の導波路のうち解析対象周波数が含まれる通過帯域の導波路を、第１の固定導波管ブロックの導波路に接続させるフィルタ切替手段を設けている。
【００２８】
また、請求項６のミリ波帯スペクトラムアナライザでは、ローカル信号発生器とミキサの間に前記した請求項１〜４のいずれかに記載のミリ波帯フィルタバンクを設け、解析対象周波数に応じて、ミリ波帯フィルタバンクの駆動機構を制御し、フィルタブロックの複数の導波路のうち解析対象周波数に対応したローカル信号周波数が含まれる通過帯域の導波路を、第１の固定導波管ブロックの導波路に接続させるフィルタ切替手段を設けている。
【００２９】
このように、従来に比べて格段に小型化され、駆動制御が容易で、消費電力が少ないミリ波帯フィルタバングを用いれば、ミリ波帯スペクトラムアナライザ全体としても小型化でき、制御部の制御が容易となり、省電力化が可能となり、しかも、フィルタブロックの複数の導波路の切替を高速に行なえるので、解析対象周波数の掃引範囲が広い場合であってもローカル信号の周波数掃引を途中で長時間待たせる必要がなく、効率的に正確なスペクトラム解析を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態の一部を破断した平面図
【図２】本発明の実施形態の分解斜視図
【図３】本発明の実施形態の要部の導波路部分の断面図
【図４】本発明の実施形態の要部の通過帯域特性図
【図５】本発明の実施形態の動作説明図
【図６】本発明の実施形態の要部の分解斜視図
【図７】本発明の実施形態の要部の別の構成例を示す図
【図８】本発明の実施形態の要部の別の構成例の分解斜視図
【図９】本発明のミリ波帯フィルタバンクを用いたミリ波帯スペクトラムアナライザの構成図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態のミリ波帯フィルタバンク(以下、単にフィルタバンクと記す)２０の平面図、第２はその分解斜視図である。なお、これらの図には各部の方向が分かりやすいように、Ｘ、Ｙ、Ｚの直交軸を示している。
【００３２】
これらの図に示すように、フィルタバンク２０は、ベース部２１、第１の固定導波管ブロック３０、フィルタブロック４０、駆動機構６０、第２の固定導波管ブロック７０、側板８０、８１、カバー９０を有している。
【００３３】
ベース部２１は有底角枠状に形成され、その底部には後述する駆動機構６０が設けられている。
【００３４】
ベース部２１の上面側には、第１の固定導波管ブロック３０が固定されている。第１の固定導波管ブロック３０は、Ｙ方向に延び、外形が横長矩形で厚さ一定の金属板からなり、第１の端面３０ａの中央からその反対側の第２の端面３０ｂの中央までＸ方向に沿って貫通する導波路３１が形成されている。この金属壁で囲まれた導波路３１の口径は、例えば７０〜１４０ＧＨｚのミリ波帯の電磁波を単一モード（ＴＥ１０モード）で低損失に伝搬させる口径（概略１ｍｍ×２ｍｍ程度）に設定されている。導波路３１の断面の長辺はＹ方向、短辺はＺ方向であり、この長辺と短辺の向きは、後述する他の導波路についても同様である。この導波路３１の第１の端面側開口の周囲には、外部に接続する導波管（図示せず）のフランジに係合してネジ止め可能なフランジ受け３３が形成されており、その反対の第２の端面側開口の周囲には、端面間の隙間からの電磁波漏出を防止するためのチョーク溝３４が３重に形成されている（チョーク溝については後述する）。
【００３５】
第１の固定導波管ブロック３０の第２の端面３０ｂには、フィルタブロック４０の第３の端面４０ａが、所定の隙間ｇ（例えば３０μｍ程度）をもって平行に対向している。
【００３６】
フィルタブロック４０は、外形が略直方体の金属製で、例えば７０〜１４０ＧＨｚのミリ波帯内で異なる通過帯域特性が付与された複数（この例では７本）の導波路４１〜４７が、第３の端面４０ａと、第３の端面４０ａに平行な第４の端面４０ｂまで並列に貫通形成されている。これら複数の導波路４１〜４７の長手方向はＸ方向、導波路断面の短辺側を隣接させるようにしてＹ方向に一定間隔で並んでいる。また、各導波路４１〜４７の第３の端面側開口の周囲および第４の端面側開口の周囲にも、第１の固定導波管ブロック３０の第２の端面と同様に、端面間の隙間ｇによる電磁波漏出を防止するためのチョーク溝４８が３重に形成されている。
【００３７】
フィルタブロック４０の下面側には、駆動機構６０の移動ステージ６３の上部に係合する凹部４９が形成されており、フィルタブロック４０の上面側には、導波路４１〜４７の並び方向（Ｙ方向）に沿って幅一定の溝５０が形成されている。
【００３８】
駆動機構６０は、ベース部２１の底部の一端側に固定されたモータ６１と、モータ６１からベース部２１の底部の長手方向（Ｙ方向）に延び、モータ６１により回転するネジ体６２と、ベース部２１の底部の上に配置され、ネジ体６２に螺合するネジ穴（図示せず）がＹ方向に貫通形成され、ネジ体６２の回転によりネジ体６２の長さ方向（Ｙ方向）にスライド移動する移動ステージ６３と、移動ステージ６３の両側部に近接して移動ステージ６３の移動をガイドするガイド板６４とにより構成されている。
【００３９】
この駆動機構６０は、外部からのモータ６１に対する制御により、ベース部２１内で移動ステージ６３を任意の位置に移動させることができ、この移動ステージ６３の上部に係合するフィルタブロック４０を、移動ステージ６３と一体的にベース部２１上をＹ方向に沿って移動させることができる。ここでは、移動ステージ６３の上部にフィルタブロック４０の下面側が係合して支持されている例を示すが、ネジ止め等の固着手段を用いて、移動ステージ６３にフィルタブロック４０を固定状態で支持させてもよい。なお、図示していないが、ベース部２１内における移動ステージ６３の位置（即ち、移動ステージに６３に支持されたフィルタブロック４０の位置）は、移動ステージ６３（即ち、移動ステージに６３に支持されたフィルタブロック４０）が所定の基準位置に来たことをセンサで検知し、その基準位置からモータ６１の回転数や回転角度により精密に特定できる。
【００４０】
なお、ベース部２１や駆動機構６０の構造は任意であり、この実施形態に限定されるものではない。
【００４１】
フィルタブロック４０の具体的な構造については後述するが、フィルタブロック４０の複数の導波路４１〜４７のＺ方向に沿った高さ位置（厳密には、端面側開口の高さ位置：以下同様）は、第１の固定導波管ブロック３０の導波路３１の高さと一致しており、駆動機構６０によりフィルタブロック４０がＹ方向に移動すれば、第１の固定導波管ブロック３０の導波路３１に対し、フィルタブロック４０の複数の導波路４１〜４７が順番に接続されることになる。この場合の接続とは、隙間ｇを介して互いの導波路の開口の中心位置が一致した状態を示すものとする。
【００４２】
フィルタブロック４０の第４の端面４０ｂには、第２の固定導波管ブロック７０の第５の端面７０ａが所定の隙間ｇを持って平行に対向している。
【００４３】
第２の固定導波管ブロック７０は、フィルタブロック４０を挟んで、第１の固定導波管ブロック３０と対称に形成されている。即ち、第２の固定導波管ブロック７０はＹ方向に延び、外形が横長矩形で厚さ一定の金属板からなり、第５の端面７０ａの中央からその反対側の第６の端面７０ｂの中央までＸ方向に沿って貫通する導波路７１が形成されている。
【００４４】
この金属壁で囲まれた導波路７１の口径も、第１の固定導波管ブロック３０の導波路３１と同じに設定され、その導波路７１の第５の端面側開口の周囲には、端面間の隙間からの電磁波漏出を防止するためのチョーク溝７４が３重に形成され、その反対側の第６の端面側開口の周囲にはフランジ受け７３が形成されている。
【００４５】
第２の固定導波管ブロック７０は、その導波路７１が、第１の固定導波管ブロック３０の導波路３１と同心に並ぶようにベース部２１上に固定されており、フィルタブロック４０の複数の導波路４１〜４７のうち、第１の固定導波管ブロック３０の導波路３１に接続される導波路に対して一直線上に並ぶことになる。なお、ここでは、フィルタブロック４０の複数の導波路４１〜４７が一直線で、端面に対して直交する（Ｘ方向に沿っている）場合を示しているが、導波路４１〜４７の少なくとも一部が、Ｘ方向に対して傾きをもつ場合には、それに合わせて、第１の固定導波管ブロック３０の導波路３１の第２の端面側開口の位置に対して、第２の固定導波管ブロック７０の導波路７１の第５の端面側開口の位置をＹ方向にずらすことで対応できる。
【００４６】
第１の固定導波管ブロック３０と第２の固定導波管ブロック７０は、平行に対向する状態でその両端同士が側板８０、８１により連結されて、全体として枠状となり、ベース部２１上に直立した状態で固定されている。
【００４７】
また、第１の固定導波管ブロック３０と第２の固定導波管ブロック７０の上縁間は、一定厚の長方形状のカバー９０により塞がれている。カバー９０の下面側には、フィルタブロック４０の上面側の溝５０に係合して、フィルタブロック４０の横方向（Ｘ方向）の位置ずれを抑制するガイドレール９５が設けられている。
【００４８】
なお、フィルタブロック４０の導波路４１〜４７に通過帯域特性を付与する構成としては、種々のものが知られており、図３にその一例を示す。図３の（ａ）は、一つの導波路（ここでは導波路４１とする）の内部を長辺側から見た図、図３の（ｂ）は短辺側から見た図であり、導波路４１の内部に、スリット付きの共振板（アイリスと呼ばれる）５１を通過帯域中心周波数に対応した間隔ａで連続的に設け、導波路内に多数の共振回路を形成し、隣り合う共振回路間の結合度を共振板５１のスリット間隔ｂで設定することで、所望の通過帯域特性を実現している。ただし、このような共振板を用いた構造だけでなく、導波路内に誘電体共振器を配置したり、その他、周知の種々の構成が可能である。
【００４９】
図３に示すような構造を用いることで、各導波路４１〜４７に対して、例えば図４のように、所望範囲（７０〜１４０ＧＨｚ）のミリ波帯を７分割する通過帯域Ｂａｎｄ１〜Ｂａｎｄ７を付与することができる。なお、複数の導波路に与える通過帯域特性は、用途に応じて設定すればよく、例えば、複数の導波路のうちの一つだけは、７０ＧＨｚ以上を通過させるハイパス特性（実際には導波管そのものの特性）にしてもよい。
【００５０】
また、図３において、隙間ｇからの電磁波の漏出を防ぐために、フィルタブロック４０の両端面の導波路４１の開口を囲むようにチョーク溝４８を３重に設けている。各チョーク溝は、導波路の開口縁からｃ１、ｃ２、ｃ３の間隔（任意とする）で、それぞれ深さｄ１〜ｄ３に設けられており、３重に設けることで、漏出阻止効果を高めたり、漏出阻止帯域を広くしている。原理的には、チョーク溝の深さを漏出阻止波長のほぼ１／４波長とすることで、等価的に短絡状態と見なせることを利用している。
【００５１】
例えば、ｄ１＝ｄ２＝ｄ３として、全てのチョーク溝の深さを等しくすれば、その深さが１／４波長に相当する特定の漏出阻止波長の漏れを大きく抑圧することができる。
【００５２】
また、例えば、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３とすれば、漏出阻止波長が導波路の開口縁から外側に行くほど長くなるので、漏出阻止帯域を広くすることができる。
【００５３】
なお、このチョーク溝による漏出阻止作用は、前記した第１の固定導波管ブロック３０、第２の固定導波管ブロック７０に設けられたチョーク溝３４、７４についても同様であり、これらのチョーク溝により、フィルタブロック４０は、第１、第２の固定導波管ブロック３０、７０に対して非接触状態で移動して、磨耗などによる特性劣化を起こすことなく、異なる通過帯域特性が付与された複数の導波路のうち、任意の導波路の接続を長期に渡って安定に行なえる。
【００５４】
このフィルタバンク２０は、例えば、駆動機構６０に対して導波路４１が指定されると、図５の（ａ）のように、駆動機構６０がフィルタブロック４０を、その導波路４１の両端が、第１の固定導波管ブロック３０の導波路３１と第２の固定導波管ブロック７０の導波路７１に接続される位置までＹ方向に移動させる。また、駆動機構６０に対して例えば導波路４７が指定されると、図５の（ｂ）のように、駆動機構６０がフィルタブロック４０を、その導波路４７の両端が、第１の固定導波管ブロック３０の導波路３１と第２の固定導波管ブロック７０の導波路７１に接続される位置までＹ方向に移動させる。
【００５５】
なお、フィルタブロック４０に形成される複数の導波路４１〜４７の最小間隔は、導波路の開口を囲む最も外側のチョーク溝の外径＋最小の余裕分であり、例えば前記ｃ１〜ｃ３を１／４波長、最小の余裕分を１ｍｍとすれば、導波路の長辺寸法（例えば１ｍｍ）と、最小の余裕分１ｍｍと、３×１／４波長分を加えた長さになり、大凡５ｍｍ程度となる。
【００５６】
これに対し、既製の導波管で一般的に用いられる導波管のフランジ径は、第１、第２の固定導波管ブロック３０、７０のフランジ受け３３、７３の径から分かるように格段に大きく、前記したように、入出力のスイッチの間に既製の帯域通過型の導波管をフランジ接続する構造に比べて、複数の導波管の並び方向の寸法を格段に小さくでき、しかも、導波路の間隔が狭いから、極めて短時間に所望の導波路に接続できる。また、フィルタバンク全体として電磁波の伝搬路長を短くできるから低損失化できる。
【００５７】
また、通過帯域の切替えはフィルタブロック４０のみを移動すればよく、その駆動制御が簡単になり、消費電力も小さくできる。
【００５８】
次に、フィルタブロック４０の構成例について説明する。前記実施形態のフィルタブロック４０は、異なる通過帯域特性が付与された複数の導波路を精度よく形成するために、図６に示すように、互いの一面側が接合された状態で一体的に連結された矩形板状の第１ブロック１００と第２ブロック１０５により構成され、その接合面に複数の導波路４１〜４７が形成されている。言い換えれば、前記フィルタブロック４０全体を、各導波路を通過する平面で上下に分割した構造ともいえる。
【００５９】
下側の第１ブロック１００の下面側には移動ステージ６３の上部に係合する凹部４９が形成されており、上面１００ａ側には、複数の導波路４１〜４７の例えば下半部をなす導波路形成溝４１ａ〜４７ａが一端から他端にまで連続して形成されており、その内部にはそれぞれ異なる通過帯域特性を与えるための図示しない共振素子（その一部の場合もある）が設けられている。
【００６０】
また、上側の第２ブロック１０５の上面側にはガイドレール９５を受け入れる溝５０が形成され、下面１０５ａ側には、複数の導波路４１〜４７の例えば上半部をなす導波路形成溝４１ｂ〜４７ｂが、導波路形成溝４１ａ〜４７ａと同じ間隔で一端から他端まで連続して形成されており、その内部にはそれぞれ異なる通過帯域特性を与えるための図示しない共振素子（その一部の場合もある）が設けられている。なお、各チョーク溝４８も、下半部４８ａと上半部４８ｂに分割されている。
【００６１】
第１ブロック１００の上面１００ａと第２ブロック１０５の下面１０５ｂが接合され、互いの導波路形成溝４１ａ〜４７ａ、４１ｂ〜４７ｂが上下に合わせられ導波路４１〜４７を形成する状態で一体化されている。このとき、チョーク溝の下半部４８ａと上半部４８ｂも連結される。なお、ここでは、各導波路４１〜４７を上半部と下半部に分けているが、導波路の短辺中央以外の位置で分割してもよく、一方のブロック（例えば、第１ブロック１００）側だけに導波路形成溝と前記共振素子を設け、その導波路形成溝の開口面を、他方のブロック（例えば、第２ブロック１０５）の平坦な面で塞いで一体化してもよい。
【００６２】
このような構造を採用すれば、複数の導波路を少ない部品点数で効率的に且つ精度よく製造できる。
【００６３】
ただし、第１ブロック１００の上面１００ａと第２ブロック１０５の下面１０５ｂとの接合が不十分で、導波路形成部に隙間ができると導波路としての所望の特性が得られないので、この実施形態では、導波路の両側の位置における両ブロックの接合を完全にするために、多数のネジ（図示せず）を楕円で示すネジ穴１１０、１１１に締め付けて、一体化している。
【００６４】
図７、図８は、別の構成のフィルタブロック１４０を示している。
このフィルタブロック１４０は、異なる通過帯域特性が付与された導波路４１〜４７をそれぞれが有する複数の導波管フィルタ１４１〜１４７と、これらの導波管フィルタ１４１〜１４７を、その側壁同士が近接するように並んだ状態で、その側壁と直交する上下の壁面を挟持する矩形板状の第１基板１５０および第２基板１５５とを有している。
【００６５】
ここで、導波管フィルタ１４１〜１４７は、それぞれ単独に形成された同型の導波管であり、それぞれの導波路内に所定の通過帯域特性を与える共振素子等が設けられている。なお、この実施形態では、フィルタブロック１４０の一方の端面（第３の端面）は、各導波管フィルタ１４１〜１４７の一方の端面が連続しているものと想定したものであり、フィルタブロック１４０の他方の端面（第４の端面）は、導波管フィルタ１４１〜１４７の他方の端面が、連続しているものと想定したものである。また、各導波管フィルタ１４１〜１４７の導波路の開口の周囲には、前記同様に複数（図では２重）のチョーク溝４８が設けられている。
【００６６】
第１基板１５０の下面側には、移動ステージ６３の上部に係合する凹部４９が設けられ、第２基板１５５の上面側には、ガイドレール９５を受け入れる溝５０が形成されている。
【００６７】
また、第１基板１５０の上面１５０ａには、複数の導波管フィルタの並び方向の位置ずれを防ぐための第１規制手段として、幅一定で前後方向に延びた規制リブ１５１が突設されている。各導波管フィルタ１４１〜１４７は、その側壁が規制リブ１５１に接した状態で第１基板１５０上に配置されて、その並び方向の位置ずれが規制される。
【００６８】
また、第１基板１５０の上面１５０ａの規制リブ１５１の間には、複数の導波管フィルタ１４１〜１４７の長さ方向の方向の位置ずれを防ぐ第２規制手段として、円柱の規制ボス１５２が突設されている。この規制ボス１５２は、各導波管フィルタ１４１〜１４７の下面側に設けられた円形穴１５３に係合して、複数の導波管フィルタ１４１〜１４７の長さ方向の方向の位置ずれを防ぐ。これらの規制手段により、第１基板１５０と第２基板１５５に挟まれた状態の各導波管フィルタ１４１〜１４７の位置は、高い精度でほぼ均一となり、例えば、既製の導波管フィルタを用いた場合であっても、その製造誤差の影響を少なくでき、正確な導波路切替えが可能となる。なお、図７、図８において、符号１５４は、第１基板１５０と第２基板１５５をネジ止めする際に用いるスペーサである。
【００６９】
また、上記のように、複数の独立した導波管フィルタを用いた場合、仕様変更等により、フィルタの通過帯域を一部変更したい場合に、その導波管フィルタのみを交換すればよく、容易に対応できる。また、導波管フィルタの数の変更にも容易に対応できる。
【００７０】
なお、図示していないが、導波管フィルタの上下方向の寸法のバラツキが無視できない場合には、第２基板１５５の下面側と導波管フィルタの上壁との間に薄い樹脂等を挟み、導波管フィルタの上下方向の機械公差を吸収する。なお、上記の第１規制手段および第２規制手段は、上基板と下基板の少なくとも一方に設ければよく、上基板１５５側に設けたり、両基板に設けてもよい。
【００７１】
上記したフィルタバンク２０は、ミリ波帯において、小型、低損失で、フィルタ切替えが高速に行なえ、その制御が容易で消費電力が少なくて済むので、これをミリ波帯スペクトラムアナライザに用いれば測定精度を向上させるために格別有効である。
【００７２】
図９は、上記フィルタバンク２０を用いたミリ波帯スペクトラムアナライザ２００の基本的な構成を示している。
【００７３】
このミリ波帯スペクトラムアナライザ２００は、フィルタバンク２０、周波数変換部２１０、検波部２２０、制御部２３０、表示部２４０により構成されている。
【００７４】
ミリ波帯の被測定信号Ｓｘは、フィルタバンク２０を介して周波数変換部２１０のミキサ２１１に与えられ、ローカル信号発生器２１２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２１３により所定の中間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２３０の周波数掃引手段２３１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強度が検波部２２０で検出される。なお、ここでは説明を容易にするために、周波数変換部２１０での周波数変換処理（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。
【００７５】
制御部２３０のスペクトラムデータ取得手段２３２は、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、これを表示部２４０に表示させる。また、制御部２３０のフィルタ切替手段２３３は、フィルタバンク２０のフィルタブロック４０の複数の導波路のうち、解析対象周波数が含まれる通過帯域の導波路を指定して、被測定信号Ｓｘから、指定された導波路に付与された通過帯域に含まれる信号成分のみを抽出させて周波数変換部２１０に出力させる。
【００７６】
このように構成されたミリ波帯スペクトラムアナライザ２００では、小型に構成でき、フィルタ切替制御が容易となり、省電力化が可能となり、しかも、フィルタブロック４０の各導波路の通過帯域による周波数選択作用により、イメージ成分の誤検出を防止できる。また、フィルタブロック４０の複数の導波路の切替えを高速に行なえるので、解析対象周波数の掃引範囲が広い場合であってもローカル信号の周波数掃引を途中で長時間待たせる必要がなく、効率的に正確なスペクトラム解析を行なうことができる。また、低損失であるから、被測定信号ＳｘのＳ／Ｎを低下させることがなく、小レベルの信号のスペクトラム検出が可能となる。
【００７７】
なお、図９において、点線で示しているように、周波数変換部２１０のローカル信号発生器２１２からミキサ２１１の間に、フィルタバンク２０と同等の構成で、全体の周波数帯域がローカル信号の周波数可変範囲に対応したフィルタバンク２０′を設け、フィルタ切替手段２３３により、フィルタバンク２０′のフィルタブロック４０の複数の導波路のうち解析対象周波数に対応したローカル信号周波数が含まれる通過帯域の導波路を、選択的に接続させるようにすれば、ローカル信号に含まれる高調波やスプリアスを減衰させてミキサ２１１に与えることができ、ローカル信号に含まれる高調波やスプリアスに影響されないより正確なスペクトラム測定が可能となる。
【００７８】
なお、周波数変換部２１０の入力側だけにフィルタバンク２０を設ける構成、ローカル信号発生器２１２とミキサ２１１の間だけにフィルタバンク２０′を設ける構成、あるいは両方にそれぞれフィルタバンク２０、２０′を設ける構成のいずれであってもよい。
【符号の説明】
【００７９】
２０、２０′……ミリ波帯フィルタバンク、２１……ベース部、３０……第１の固定導波管ブロック、３１……導波路、３３……フランジ受け、３４……チョーク溝、４０……フィルタブロック、４１〜４７……導波路、４１ａ〜４７ａ、４１ｂ〜４７ｂ……導波路形成溝、４８……チョーク溝、４９……凹部、５０……溝、６０……駆動機構、６１……モータ、６２……ネジ体、６３……移動ステージ、６４……ガイド板、７０……第２の固定導波管ブロック、７１……導波路、７３……フランジ受け、７４……チョーク溝、８０、８１……側板、９０……カバー、９５……ガイドレール、１００……第１ブロック、１０５……第２ブロック、１１０、１１１……ネジ穴、１４０……フィルタブロック、１４１〜１４７……導波管フィルタ、１５０……下基板、１５１……規制リブ、１５２……規制ボス、１５３……円形穴、１５４……スペーサ、１５５……上基板、２００……ミリ波帯スペクトラムアナライザ、２１０……周波数変換部、２２０……検波部、２３０……制御部、２３１……周波数掃引手段、２３２……スペクトラムデータ取得手段、２３３……フィルタ切替手段、２４０……表示部
【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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