(57)【要約】【課題】ノイズ源、信号減衰源となる回路要素を極力用いることなく基準信号がミキサから低雑音増幅器側に漏れることに起因したＤＣオフセット成分の影響を検出できるようにした弾性表面波センサの信号処理装置を提供する。【解決手段】制御部７がスイッチ１３及び２１を共にオフに切換えた状態で、ミキサ２３ｉ、２３ｑから低雑音増幅器２２側に漏洩し反射された信号をミキサ２３ｉ、２３ｑが混合する。ローパスフィルタ２４ｉ、２４ｑが、このミキサ２３ｉ、２３ｑの出力信号についてそれぞれ２倍の周波数成分を低減させてデジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑに入力させる。すると、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、Ｉ成分ＳＩ、Ｑ成分ＳＱのＤＣオフセット成分を算出できる。【選択図】図７
2015203617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を弾性表面波により伝搬し前記信号の位相を変化させることで物理量を検出可能とするＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）デバイス（５、１０５、２０５）と、
１又は複数の制御部（７）と、
所定周波数の差動信号を出力する発振器（１１）、および、前記制御部（７）により前記ＳＡＷデバイス（５、１０５、２０５）と前記発振器（１１）との接続をオンオフ切換可能に構成された送信切換スイッチ（１３）を備える送信器（２）と、
増幅器（２２）、前記増幅器（２２）の増幅信号を前記発振器（１１）の差動信号と混合するミキサ（２３ｉ、２３ｑ）、および、前記ミキサ（２３ｉ、２３ｑ）の出力信号に含まれる前記所定周波数の２倍の周波数を低減するフィルタ（２４ｉ、２４ｑ）を備える受信器（３）と、を備え、
前記送信器（２）は前記発振器（１１）の差動信号を前記ＳＡＷデバイス（５、１０５、２０５）に出力し、前記受信器（３）は前記ＳＡＷデバイス（５、１０５、２０５）に伝搬された信号について、前記発振器（１１）により出力される差動信号を基準信号として前記ミキサ（２３ｉ，２３ｑ）により混合して受信するように構成され、
前記制御部（７）により前記送信切換スイッチ（１３）がオフ切換えされた状態において、前記発振器（１１）による基準信号が前記ミキサ（２３ｉ、２３ｑ）から前記増幅器（２２）側に漏洩し反射された信号を前記ミキサ（２３ｉ、２３ｑ）が前記発振器（１１）の基準信号と混合し前記フィルタ（２４ｉ、２４ｑ）により前記所定周波数の２倍の周波数を低減した信号をＤＣオフセット成分として算出する算出部（２７ｉ、２７ｑ）を備えることを特徴とする弾性表面波センサの信号処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の弾性表面波センサの信号処理装置において、
前記受信器（３）は、前記制御部により前記ＳＡＷデバイス（５、１０５、２０５）と前記増幅器（２２）との接続をオンオフ切換可能な受信切換スイッチ（２１）を備え、
前記算出部（２７ｉ、２７ｑ）は、前記制御部（７）により前記送信器（２）の送信切換スイッチ（１３）及び前記受信器（３）の受信切換スイッチ（２１）が共にオフ切換えされた状態で、前記ミキサ（２３ｉ、２３ｑ）により前記発振器（１１）の差動信号を基準信号として混合し前記フィルタ（２４ｉ、２４ｑ）により所定周波数の２倍の周波数を低減した信号をＤＣオフセット成分として算出することを特徴とする弾性表面波センサの信号処理装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の弾性表面波センサの信号処理装置において、
前記送信器（２）が前記発振器（１１）の差動信号を前記ＳＡＷデバイス（５、１０５、２０５）に出力し前記受信器（３）が前記ＳＡＷデバイス（５、１０５、２０５）に伝搬された信号について前記ミキサ（２３ｉ、２３ｑ）により前記発振器（１１）の差動信号を基準信号として混合して受信する送受信処理を行う前のキャリブレーション期間（Ｔ１）に、
前記算出部（２７ｉ、２７ｑ）は、前記制御部（７）により少なくとも前記送信切換スイッチ（１３）がオフ切換えされた状態において、前記発振器（１１）による基準信号が前記ミキサ（２３ｉ、２３ｑ）から前記増幅器（２２）側に漏洩し反射された信号を前記ミキサ（２３ｉ、２３ｑ）により前記発振器（１１）の基準信号と混合し前記フィルタ（２４ｉ、２４ｑ）により前記所定周波数の２倍の周波数を低減した信号をＤＣオフセット成分として算出することを特徴とする弾性表面波センサの信号処理装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の弾性表面波センサの信号処理装置において、
前記送信器（２）が前記発振器（１１）の差動信号を前記ＳＡＷデバイス（５、１０５、２０５）に出力し前記受信器（３）が前記ＳＡＷデバイス（５、１０５、２０５）に伝搬された信号について前記ミキサ（２３ｉ、２３ｑ）により前記発振器（１１）の差動信号を基準信号として混合して受信する送受信処理を一周期としたときに、
前記算出部（２７ｉ、２７ｑ）は、前記一周期の送受信処理毎に前記ＤＣオフセット成分を算出することを特徴とする弾性表面波センサの信号処理装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の弾性表面波センサの信号処理装置において、
前記算出部（２７ｉ、２７ｑ）は、前記送信器（２）が前記発振器（１１）の差動信号を前記ＳＡＷデバイス５に出力した後、前記受信器（３）が前記ＳＡＷデバイス（５、１０５、２０５）に伝搬された信号を受信する前のタイミングのＤＣオフセット成分を算出することを特徴とする弾性表面波センサの信号処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の弾性表面波センサの信号処理装置において、
前記制御部（７）は前記送信切換スイッチ（１３）及び前記受信切換スイッチ（２１）を独立してオンオフ切換可能に構成され、前記送信器（２）が前記発振器（１１）の差動信号を前記ＳＡＷデバイス５に出力した後、前記受信器（３）が前記ＳＡＷデバイス（５）に伝搬された信号を受信する前に、前記送信切換スイッチ（１３）及び前記受信切換スイッチ（２１）を共にオフ切換えすることを特徴とする弾性表面波センサの信号処理装置。
【請求項７】
請求項１〜５の何れか一項に記載の弾性表面波センサの信号処理装置において、
前記制御部（７）は一種類のオンオフ制御信号により前記送信切換スイッチ（１３）及び前記受信切換スイッチ（２１）を相補的にオンオフ切換可能に構成されていることを特徴とする弾性表面波センサの信号処理装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の弾性表面波センサの信号処理装置において、
前記受信器（３）は、前記算出部（２７ｉ、２７ｑ）により算出されたＤＣオフセット成分を用いて、前記ＳＡＷデバイス（５）に伝搬され受信された信号を補正する補正部（２７ｉ、２７ｑ）を備えることを特徴とする弾性表面波センサの信号処理装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の弾性表面波センサの信号処理装置において、
前記ＳＡＷデバイス（１０５、２０５）は、複数素子（１０６、１０７、２０６、２０７）が直列又は並列に設けられており、
前記受信器（３）は、前記複数素子設けられた前記ＳＡＷデバイス（１０５、２０５）からそれぞれ反射波を受信することを特徴とする弾性表面波センサの信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）デバイスを利用して物理量を検出する弾性表面波センサの信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の弾性表面波センサの信号処理装置は、例えば、ＳＡＷデバイスと、送信器と、受信器とを備える。このような信号処理装置は次のように物理量（例えば歪み）を検出する。送信器がＳＡＷデバイスの駆動電極に電気信号を出力すると、駆動電極が電気信号を機械的振動に変換する。ＳＡＷデバイスはこの機械的振動に応じた弾性表面波を生じて基板表面の伝搬路を伝達する。この弾性表面波は反射器で反射するが、この反射された弾性表面波は駆動電極で電気信号に変換される。この後、電気信号は受信器に到達する。このとき、ＳＡＷデバイスの伝搬路は、電気的、機械的な特性変化に応じて弾性表面波の位相が変化する。したがって、受信器が電気信号を入力し基準信号との位相差を検出することにより物理量を検出できる。
【０００３】
この種の弾性表面波センサの信号処理装置の一例が特許文献１に開示されている。この特許文献１記載の技術では、駆動信号発振部が、駆動信号、および駆動信号と同位相の基準信号Ｉ、および駆動信号と９０°位相がずれておりかつ基準信号Ｉと振幅の大きさが同じである基準信号Ｑを出力している。乗算回路部が基準信号ＩとＱを交互に入力し、かつ超音波信号を電気信号に変換した信号が入力され、これらの信号を乗算した信号を出力するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５１５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
受信器はＳＡＷデバイスの出力信号と同じ周波数の基準信号とをミキサにより混合して位相差を検出するが、基準信号がミキサを介してＳＡＷデバイス側にリークを生じると、このリークがＳＡＷデバイス側で反射し基準信号とセルフミキシングする。このリークに起因した成分がＤＣオフセット成分となってしまう。このＤＣオフセット成分は、直列に抵抗を接続することで低減できるが、抵抗を用いることはノイズ源、信号減衰源となってしまい望ましくない。
【０００６】
本発明の目的は、ノイズ源、信号減衰源となる回路要素を極力用いることなく基準信号がミキサから増幅器側に漏れることに起因したＤＣオフセット成分の影響を検出できるようにした弾性表面波センサの信号処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、次のように作用する。通常、送信器は、発振器が差動信号をＳＡＷデバイスに出力する。この差動信号がＳＡＷデバイスに伝搬すると、ＳＡＷデバイスは弾性表面波により伝搬し差動信号の位相を変化させる。他方、受信器は、ＳＡＷデバイスに伝搬された信号について、発振器により出力される差動信号を基準信号としてミキサにより混合して受信する。
【０００８】
受信器のミキサは、発振器による基準信号がミキサから増幅器側に漏洩し反射された信号を当該発振器の基準信号と混合する。そこで、請求項１記載の発明によれば、制御部により送信切換スイッチがオフ切換えされた状態において、発振器による基準信号がミキサから増幅器側に漏洩し反射された信号をミキサが発振器の基準信号と混合しフィルタにより発振器の所定周波数の２倍の周波数を低減し、算出部がこの２倍の周波数を低減した信号をＤＣオフセット成分として算出している。このため、このＤＣオフセット成分の影響を検出できる。これにより、ノイズ源、信号減衰源となる回路要素を極力用いることなく基準信号がミキサから増幅器側に漏れることに起因したＤＣオフセット成分の影響を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る弾性表面波センサの信号処理装置のブロック構成を概略的に示す電気的構成図
【図２】ＳＡＷデバイスの構成例を概略的に示す図（（ａ）は平面図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿って示す縦断側面図）
【図３】ＤＣオフセット成分の説明図（その１）
【図４】ＤＣオフセット成分の説明図（その２）
【図５】ＤＣオフセット成分を補正前のＩ成分とＱ成分
【図６】ＤＣオフセット成分を補正後のＩ成分とＱ成分
【図７】第２実施形態に係る弾性表面波センサの信号処理装置の動作を概略的に示すタイミングチャート
【図８】第３実施形態に係る弾性表面波センサの信号処理装置の動作を概略的に示すタイミングチャート
【図９】第４実施形態に係る弾性表面波センサの信号処理装置の動作を概略的に示すタイミングチャート
【図１０】第５及び第６実施形態に係る弾性表面波センサの信号処理装置のブロック構成を概略的に示す電気的構成図
【図１１】第５実施形態に係る弾性表面波センサの信号処理装置の動作を概略的に示すタイミングチャート
【図１２】第６実施形態に係る弾性表面波センサの信号処理装置の動作を概略的に示すタイミングチャート
【図１３】第７実施形態に係るＳＡＷデバイスの構成例を概略的に示す平面図
【図１４】第７及び第８実施形態に係る弾性表面波センサの信号処理装置の動作を概略的に示すタイミングチャート
【図１５】第８実施形態に係るＳＡＷデバイスの構成例を概略的に示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、弾性表面波センサの信号処理装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。各実施形態において同一又は類似の動作を行う構成については、同一又は類似の符号を付して必要に応じて説明を省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１〜図６は第１実施形態を示す。図１に示すように、弾性表面波センサの信号処理装置１は、送信器２、受信器３、アンテナ４、ＳＡＷデバイス５、及び、π／２移相器６を備える。ここで、送信器２、受信器３及びπ／２移相器６は例えば半導体集積回路内に一体に構成される。受信器３内には制御部７が構成される。この制御部７はオンオフ制御信号を生成し後述のスイッチ１３及び２１に与えるものであり、例えばマイクロコンピュータなどを使用して構成できる。
【００１２】
送信器２は、発振器１１（１１ｉ及び１１ｑ）、増幅器１２、および、送信切換スイッチ１３を備える。発振器１１ｉ及び１１ｑは、それぞれ同一の所定周波数（例えば１６００ＭＨｚ）で正相・逆相となる無変調の発振信号を増幅器１２に出力する。発振器１１は差動信号を増幅器１２に出力する。
【００１３】
増幅器１２は、発振器１１から差動信号が与えられると、この差動信号を増幅し送信切換スイッチ１３に出力する。送信切換スイッチ１３は、制御部７から与えられる制御信号に応じてオンオフ切換えする。送信切換スイッチ１３は、初期状態において制御部７によりオフ切換えされており、オフからオンに切換えられると増幅器１２とアンテナ４とを接続する。すると、増幅された差動信号は、送信切換スイッチ１３を通じてアンテナ４にパルス状に出力される。アンテナ４は増幅器１２から送信される差動信号を無線信号として非接触でＳＡＷデバイス５に伝搬する。
【００１４】
図２はＳＡＷデバイス（弾性表面波センサ）５の構成例を示す。ＳＡＷデバイス５は、基板５０の表面上に形成された駆動電極５１ａ、５１ｂと反射器５２とを備えた遅延線方式の構造である。駆動電極５１ａ，５１ｂおよび反射器５２は、基板５０の一端、他端に離間してそれぞれ配置されている。基板５０は、例えば圧電材料により構成された圧電基板である。また、駆動電極５１ａ、５１ｂは、それぞれ複数本の櫛歯部を備え、弾性表面波の進行方向と直交する方向に離間して対向配置されている。
【００１５】
これらの駆動電極５１ａ、５１ｂの櫛歯部は、弾性表面波の進行方向（反射方向）に互いに入れ替わり配置される。駆動電極５１ａ、５１ｂはアンテナ４を通じて電気信号を受信すると振動する。この駆動電極５１ａ、５１ｂの振動時の固有振動数は固定値になる。このため、発振器１１ａ及び１１ｂの発振周波数は駆動電極５１ａ，５１ｂの固有振動数に応じて調整され例えば数ＧＨｚ帯に設定されている。
【００１６】
ＳＡＷデバイス５は、アンテナ４を通じて入力される電気信号を駆動電極５１ａ，５１ｂに入力し反射器５２において反射する。そして反射器５２は信号を反射し駆動電極５１ａ，５１ｂを通じてアンテナ４に向けて反射する。アンテナ４はこの信号を無線により伝搬し受信器３側に伝達する。
【００１７】
受信切換スイッチ２１は制御部７から与えられるオンオフ制御信号に応じてオンオフ切換えされる。本実施形態では、増幅器１２が差動信号を増幅した増幅差動信号がＳＡＷデバイス５を伝搬している間に、制御部７は送信切換スイッチ１３をオフ切換えする。また、増幅差動信号がＳＡＷデバイス５を伝搬している間に、制御部７は受信切換スイッチ２１をオン切換えする。すると、ＳＡＷデバイス５を反射した信号は受信器３側に主に伝達される。
【００１８】
受信器３は、受信切換スイッチ２１と共に、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）２２、ミキサ２３ｉ、２３ｑ、ローパスフィルタ２４ｉ，２４ｑ、増幅器２５ｉ，２５ｑ、Ａ／Ｄ変換器２６ｉ，２６ｑ、制御部７と機能を兼ねるデジタル信号処理装置２７ｉ、及び、デジタル信号処理装置２７ｑ、を備える。低雑音増幅器２２は、受信器３の初段の増幅器を構成する。低雑音増幅器２２は増幅信号をミキサ２３ｉ，２３ｑに出力する。
【００１９】
発振器１１ｉ及び１１ｑとミキサ２３ｉ、２３ｑとの間にはπ／２移相器６が設けられる。発振器１１ｉ及び１１ｑはπ／２移相器６に発振信号を出力する。このπ／２移相器６は、差動信号が入力されたπ／２移相器６は９０度毎異なる信号を出力する。このとき、π／２移相器６は、互いに直交した差動信号をミキサ２３ｉ、２３ｑにそれぞれ基準信号として出力する。
【００２０】
ミキサ２３ｉは、例えばパッシブミキサにより構成され、低雑音増幅器２２により増幅された増幅差動信号を、発振器１１からπ／２移相器６を通じて出力される基準信号と混合する。ミキサ２３ｑもまた例えばパッシブミキサにより構成され、低雑音増幅器２２により増幅された増幅差動信号を、発振器１１からπ／２移相器６を通じて出力される基準信号と混合する。これらのミキサ２３ｉ、２３ｑの混合信号はそれぞれローパスフィルタ２４ｉ、２４ｑに出力される。ローパスフィルタ２４ｉ、２４ｑは、それぞれミキサ２３ｉ、２３ｑにより混合されダウンコンバートされた信号のうち高域周波数領域（所定周波数の２倍の周波数）を十分カットして低域周波数領域を通過させ、それぞれ増幅器２５ｉ、２５ｑに出力する。
【００２１】
増幅器２５ｉ、２５ｑは、ローパスフィルタ２４ｉ、２４ｑによりそれぞれフィルタリングされた信号を増幅し、それぞれＡ／Ｄ変換器２６ｉ、２６ｑに出力する。Ａ／Ｄ変換器２６ｉ、２６ｑはこの信号をそれぞれＡ／Ｄ変換処理し、それぞれデジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑに出力する。デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑはそれぞれ内部にメモリ２８ｉ、２８ｑを備え、このデジタル値を記憶する。これらのデジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、それぞれマイクロコンピュータを用いて構成され、それぞれ算出部、または補正部として機能する。
【００２２】
このような遅延線方式を利用するＳＡＷデバイス５の信号処理装置１は、送信器２がパルス信号を所定時間だけＳＡＷデバイス５に送信すると、ＳＡＷデバイス５の特性に応じた所定の伝搬遅延時間τが経過した後、受信器３は送信されたパルス信号とほぼ同じ時間の反射波パルス信号を受信する。
【００２３】
以上が、電気的構成及びその通常動作説明となるが、前述の構成における信号処理方法を説明する。弾性表面波センサの信号処理装置１は、Inphase用とQuadrature用の２つのミキサのＩＱ出力から位相差を検出する。図３に示すように、オフセットＳ２を生じると、所望信号Ｓ１にオフセットＳ２がベクトル成分として加算され信号成分Ｓ３が検出される。すると、本来算出したい位相成分θ１に誤差を生じ位相成分θ３が検出されてしまう。そのため、ＤＣオフセット成分αは補正、低減しなければならない。このＤＣオフセット成分αは、図４に示すように、ミキサ２３ｉがπ／２移相器６を通じて受信された基準信号Ｓａを低雑音増幅器２２側（ＳＡＷデバイス５側）に漏らすことで生じる成分もある。このリーク信号は低雑音増幅器２２の入出力側で反射し、再度ミキサ２３ｉに伝達され、リーク信号が再度ミキサ２３ｉでミキシングされる。すると、この成分が最終的にＤＣオフセット成分αとなる。
【００２４】
そこで発明者はこのＤＣオフセット成分αを検出し、ＤＣオフセット成分αを除去する手法を開発した。この原理は以下の通りである。例えば、送信器２が送信する出力電圧ＶＴＸ＿ｏｕｔを下記の（１）式とすると、
【００２５】
【数１】
2015203617.tif 000003
受信器３は、ＳＡＷデバイス５を経由して信号を受信することで、ＳＡＷデバイス５の位相回転量θｓａｗを考慮すれば、下記の（２）式のように受信できる。
【００２６】
【数２】
2015203617.tif 000004
この（２）式において、ＡｓａｗはＳＡＷデバイス５による減衰量を示している。ここで説明を簡単化するため、低雑音増幅器２２のゲインを１と仮定すると、理想的には、ミキサ２３ｉによる混合後のＩ成分は、下記の（３）式のように表すことができる。
【００２７】
【数３】
2015203617.tif 000005
この（３）式のＩ成分の第１項は２×ωｃの周波数（角周波数）に応じて変化するが、ローパスフィルタ２４ｉがこの２×ωｃの周波数（角周波数）を低減するように構成されていれば、ローパスフィルタ２４ｉ処理後のＩ成分は、前述の（４）式のように表すことができる。すなわち、デジタル信号処理装置２７ｉは、この（４）式のＩ成分をメモリ２８ｉに記憶することになる。
【００２８】
また、同様に、ミキサ２３ｑにより混合した後のＱ成分は、下記の（５）式のように表すことができる。
【００２９】
【数４】
2015203617.tif 000006
この（５）式のＱ成分の第１項は２×ωｃの角周波数に応じて変化するが、ローパスフィルタ２４ｑがこの２×ωｃの周波数成分を低減するように構成されていると、ローパスフィルタ２４ｑ処理後のＱ成分は、前述の（６）式のように表すことができる。デジタル信号処理装置２７ｑは、この（６）式のＱ成分をメモリ２８ｑに記憶することになる。デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、これらの算出されたＩ成分とＱ成分を用いれば減衰量Ａｓａｗと位相回転量θｓａｗとを算出できる。
【００３０】
さて、ミキサ２３ｉ、２３ｑから低雑音増幅器２２側に漏れるリーク信号（電圧）を考慮する場合、下記の（７）式のようにリーク電圧Ｖｌｅａｋ＿Ｉ、Ｖｌｅａｋ＿Ｑを定義できる。
【００３１】
【数５】
2015203617.tif 000007
なお、この（７）式のαは、ミキサ２３ｉから低雑音増幅器２２側にリークした信号が、低雑音増幅器２２の入出力などで反射し、再度ミキサ２３ｉまで到達するまでの間に信号が減衰する減衰量を表す。また（７）式のβは、ミキサ２３ｑから低雑音増幅器２２側にリークした信号が、低雑音増幅器２２の入出力などで反射し、再度ミキサ２３ｑまで到達するまでの間に信号が減衰する減衰量を表す。なお、この（７）式では、説明の簡略化のため、リーク信号の位相変化を０と定義している。また、説明の簡単化のため、低雑音増幅器２２のゲインを１と仮定すると、Ｉ成分は、下記の（８）式のように表すことができる。
【００３２】
【数６】
2015203617.tif 000008
この（８）式の第１項及び第３項は、２×ωｃの周波数（角周波数）に応じて変化するが、ローパスフィルタ２４ｉがこの２×ωｃの周波数（角周波数）に応じたＩ成分を低減するように構成されていれば、ローパスフィルタ２４ｉ処理後のＩ成分は、前述の（９）式のように表すことができる。すると、前述の回路構成では、デジタル信号処理装置２７ｉは、この（９）式のＩ成分をメモリ２８ｉに記憶することになる。
【００３３】
また、同様にミキサ２３ｑ混合後のＱ成分は、下記の（１０）式のように表すことができる。
【００３４】
【数７】
2015203617.tif 000009
この（１０）式のＱ成分の第１項及び第３項は、２×ωｃの周波数（角周波数）に応じて変化するが、ローパスフィルタ２４ｑが、この２×ωｃの周波数（角周波数）に応じたＱ成分を低減するように構成されていれば、ローパスフィルタ２４ｑ処理後のＱ成分は、前述の（１１）式のように表すことができる。
【００３５】
デジタル信号処理装置２７ｑは、この（１１）式のＱ成分をメモリ２８ｑに記憶することになる。したがって、（９）式と（１１）式の第１項の成分がほぼ０に近似できるようになれば、（９）式と（１１）式の第２項のＤＣオフセット成分の関与分のみが残留することになる。
【００３６】
発明者は、この点に着目してシミュレーションを行い、Ｉ成分及びＱ成分のＤＣオフセット成分を観察した。ここで、シミュレーション条件としては、ミキサ２３ｉ、２３ｑから低雑音増幅器２２側に漏れる信号レベルを−３０ｄＢとし、この信号レベルを再度ミキサ２３ｉ、２３ｑに入力させた。そして、ローパスフィルタ２４ｉ、２４ｑはそれぞれカットオフ周波数について、前述の２×ωｃの周波数（角周波数）を低減可能な適切な値に調整して行った。
【００３７】
すると、Ｉ成分ＳＩ、Ｑ成分ＳＱは、図５に示すように得られた。図５の期間ｔ１〜ｔ２及びｔ３〜ｔ４においては、各スイッチ１３、２１をオフ状態（例えばオフ抵抗１ＴΩ）とし、発振器１１の出力を一定として得られたＩ成分ＳＩ及びＱ成分ＳＱを示す。図５に示す期間ｔ２〜ｔ３においては、送信器２が送信した信号についてＳＡＷデバイス５を経由して得られたＩ成分ＳＩ及びＱ成分ＳＱを示している。
【００３８】
この図５に示すように、期間ｔ１〜ｔ２及びｔ３〜ｔ４において制御部７が各スイッチ１３、２１をオフ状態とし発振器１１の出力を一定とすると、Ｉ成分ＳＩにおいて、発振器１１ｉの出力基準信号をミキサ２３ｉで混合し低雑音増幅器２２側にリークして反射された信号成分の影響を受けて、ＤＣオフセット成分がデジタル信号処理装置２７ｉに出力されることになる。Ｑ成分ＳＱにおいては、発振器１１ｑの出力基準信号をミキサ２３ｑで混合し低雑音増幅器２２側にリークして反射された信号成分の影響を受けてＤＣオフセット成分が重畳してデジタル信号処理装置２７ｑに出力されることになる。
【００３９】
そこで、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑが、ある所定時間ｔａのタイミングの電圧を０に補正し、この０に補正した差分電圧だけデータ取得期間全体をシフトすることで、期間ｔ１〜ｔ２及びｔ３〜ｔ４のＩ成分ＳＩ及びＱ成分ＳＱのＤＣオフセット成分を概ね０に補正でき、期間ｔ２〜ｔ３のＩ成分ＳＩ及びＱ成分ＳＱのＤＣオフセット成分を極力低減できる。
【００４０】
＜まとめ＞
本実施形態によれば、制御部７がスイッチ１３及び２１を共にオフに切換えた状態で、ミキサ２３ｉ、２３ｑから低雑音増幅器２２側に漏洩し反射された信号をミキサ２３ｉ、２３ｑが混合する。ローパスフィルタ２４ｉ、２４ｑが、このミキサ２３ｉ、２３ｑの出力信号についてそれぞれ２倍の周波数成分を低減させてデジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑに入力させる。すると、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、Ｉ成分ＳＩ、Ｑ成分ＳＱのＤＣオフセット成分を算出できる。また、通常時に算出されたＩ成分ＳＩ、Ｑ成分ＳＱからこのＤＣオフセット成分の差分だけデータ取得期間全体をシフトすることで、ＤＣオフセット成分の影響を補正できる。
【００４１】
また、制御部７は、既存の回路構成を採用してスイッチ１３及び２１をオンオフ制御することでＤＣオフセット成分を算出できる。この結果、追加回路を必要とすることなく構成できる。
【００４２】
また、従来、送信器が位相変調して送信する方式もあるが回路構成が複雑になってしまう。また、アッテネータなどを用いて信号を低減させる技術もあるが、アッテネータ自体がノイズ源となってしまう。このため、本実施形態においては、送信器２が所定周波数の差動信号を送信することで無変調の励起信号をＳＡＷデバイス５に入力させている。これにより、位相変調方式など回路構成が複雑になる回路を用いたり、ノイズ源となるアッテネータなどを用いたりすることなく、ＳＡＷデバイス５による位相遅れ成分θを算出できる。
【００４３】
（第２実施形態）
図７は第２実施形態を示す。第２実施形態は、スイッチ１３とスイッチ２１とを独立してオンオフ切換可能に構成され、送信器２が発振器１１の差動信号をＳＡＷデバイス５に出力した後、受信器３がＳＡＷデバイス５に伝搬された信号を受信する前に、スイッチ１３及び２１を共にオフ切換えするところを特徴の一つとしている。また、第２実施形態は、送信器２及び受信器３がＳＡＷデバイス５を通じて送受信する前に、予めキャリブレーション期間Ｔ１を設け、ＤＣオフセット成分を算出するところを特徴の一つとしている。
【００４４】
本実施形態では、制御部７は、図７に示す順序で各スイッチ１３及び２１をオンオフ切換えする。そして、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、まずキャリブレーション期間Ｔ１内でＩオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯを算出し、その後、Ｉ成分ＳＩ及びＱ成分ＳＱを算出し、これらのＩ成分ＳＩからＩオフセット成分ＳＩＯを減算し、Ｑ成分ＳＱからＱオフセット成分ＳＱＯを減算して補正する。
【００４５】
制御部７は、まずスイッチ１３及び２１を共にオフに切換え、この状態においてデジタル信号処理装置２７ｉはＩ成分ＳＩを取得し、デジタル信号処理装置２７ｑはＱ成分ＳＱを取得する。図７中のＴｘは送信器２の送信信号を示し、Ｒｘはミキサ２３ｉ又は２３ｑの処理後の受信信号を示す。
【００４６】
このとき、デジタル信号処理装置２７ｉはＩオフセット成分ＳＩＯを重畳して受信し、デジタル信号処理装置２７ｑはＱオフセット成分ＳＱＯを重畳して受信する。本実施形態では、全送受信処理前にキャリブレーション期間Ｔ１を設けており、各デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、この期間Ｔ１内において、Ｉオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯを所定のタイミングｔａａで算出し、この所定のタイミングｔａａで得られたＩオフセット成分ＳＩＯ及びＱオフセット成分ＳＱＯを減算し、実信号に反映させるようにする。
【００４７】
具体的には、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、このＩオフセット成分ＳＩＯ及びＱオフセット成分ＳＱＯをタイミングｔａａで取得して補正値としてメモリ２８ｉ、２８ｑに記憶させる。その後、制御部７は、期間Ｔ２においてスイッチ１３をオン切換えすることで、送信器２から発振信号をＳＡＷデバイス５に伝搬させる（期間Ｔ２）。すると、発振信号がＳＡＷデバイス５を伝搬する。このとき、送信期間Ｔ２内で送信される信号はＳＡＷデバイス５の伝搬遅延時間τを生じた後に受信器３に達し受信期間Ｒｘ中に受信される。なお、送信期間Ｔ２は伝搬遅延時間τよりも短く設定されている。
【００４８】
また、制御部７は、送信期間Ｔ２を経過したタイミングにおいてスイッチ１３をオフ切換えし、伝搬遅延時間τが経過する前（直前）にスイッチ２１をオン切換えする（期間Ｔ３）。すると、信号はスイッチ２１がオン切換えされた後に受信器３に到達することになる。受信器３側では、低雑音増幅器２２がＳＡＷデバイス５を経由した受信信号Ｒｘを増幅し、ミキサ２３ｉ、２３ｑがこの増幅信号をπ／２移相器６から出力される基準信号と混合する。
【００４９】
そして、ローパスフィルタ２４ｉ、２４ｑは受信信号Ｒｘをそれぞれフィルタ処理し、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑが受信し、Ｉ成分ＳＩ、Ｑ成分ＳＱとしてそれぞれメモリ２８ｉ、２８ｑに記憶させる。そして、このデジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、それぞれ、Ｉオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯをメモリ２８ｉ、２８ｑから読み出し、前述のＩ成分ＳＩ、Ｑ成分ＳＱからＩオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯをそれぞれ減算することで補正処理を行う。すると、図７中の補正後Ｉ成分ＳＩＡ、補正後Ｑ成分ＳＱＡに示すように、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、ＤＣオフセットが補正された補正後Ｉ成分ＳＩＡ、補正後Ｑ成分ＳＱＡを得ることができる。
【００５０】
その後の動作は前述と同様であるが、制御部７は、スイッチ２１をオフに切換えた後、スイッチ１３をオンに切換えると、送信器２は発振器１１から差動信号を送信する（送信期間Ｔ４）。すると、受信器３は、伝搬遅延時間τだけ経過したタイミング後に受信信号Ｒｘを受信する（受信期間Ｔ５）。このとき、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、それぞれ、受信期間Ｔ５内において受信された受信信号ＲｘのＩ成分ＳＩ、Ｑ成分からＩオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯをそれぞれ減算することで補正処理する。これらの一連の処理が繰り返されることになる。
【００５１】
本実施形態によれば、制御部７がスイッチ１３、２１を共にオフ切換えしたキャリブレーション期間Ｔ１において、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、Ｉオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯを算出し、それぞれメモリ２８ｉ、２８ｑに記憶させている。また、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、それぞれ、メモリ２８ｉ、２８ｑに記憶されたＩオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯを用いて、受信信号ＲｘのＩ成分ＳＩ、Ｑ成分ＳＱを補正し、補正後Ｉ成分ＳＩＡ、補正後Ｑ成分ＳＱＡとしている。これにより、ＤＣオフセット成分を極力低減でき補正後Ｉ成分ＳＩＡ、補正後Ｑ成分ＳＱＡを取得できる。
【００５２】
本実施形態において、制御部７はスイッチ１３及び２１を独立してオンオフ制御している。また、送信期間Ｔ２の後で且つ受信期間Ｔ３の前に制御部７がスイッチ１３及び２１を共にオフ切換えする期間が設けられているため、受信器３が送信期間Ｔ２、Ｔ４の直後にサージ成分、リンギング成分をＳＡＷデバイス５から受信したとしても、オフ状態の受信切換スイッチ２１がこのサージ成分、リンギング成分を遮断することができ、低雑音増幅器２２を保護できる。
【００５３】
（第３実施形態）
図８は第３実施形態を示す。第３実施形態は、スイッチ１３とスイッチ２１とを独立してオンオフ切換可能に構成され、送信器２が発振器１１の差動信号をＳＡＷデバイス５に出力した後、受信器３がＳＡＷデバイス５に伝搬された信号を受信する前に、スイッチ１３及び２１を共にオフ切換えするところを特徴の一つとしている。第３実施形態は、送信器２が信号を送信し受信器３がＳＡＷデバイス５から信号を受信する送受信処理の一周期毎のＤＣオフセット成分を算出するところを特徴の一つとしている。
【００５４】
本実施形態では、図８に示すように、制御部７は、送信期間Ｔ２の直前にスイッチ１３及び２１を共にオフに切換え、この状態で、デジタル信号処理装置２７ｉがＩ成分ＳＩを取得し、デジタル信号処理装置２７ｑがＱ成分ＳＱを取得する。タイミングｔｂ１において、デジタル信号処理装置２７ｉはＩオフセット成分ＳＩＯが加算されたＩ成分を受信し、デジタル信号処理装置２７ｑはＱオフセット成分ＳＱＯが加算されたＱ成分を受信する。
【００５５】
デジタル信号処理装置２７ｉは、送信期間Ｔ２の直前のタイミングｔｂ１におけるＩ成分ＳＩをＩオフセット成分ＳＩＯ（ｔｂ１）としてメモリ２８ｉに記憶させ、デジタル信号処理装置２７ｑは、このタイミングｔｂ１におけるＱ成分ＳＱをＱオフセット成分ＳＱＯ（ｔｂ１）としてメモリ２８ｑに記憶させる。
【００５６】
その後、制御部７は、送信期間Ｔ２においてスイッチ１３をオン切換えすることで、送信器２から発振信号をＳＡＷデバイス５に伝搬させ、送信期間Ｔ２を経過したタイミングでスイッチ１３をオフに切換え、その後、伝搬遅延時間τ１が経過する前にスイッチ２１をオン切換えする（受信期間Ｔ３）。すると、スイッチ２１がオン切換えされた後、送信器２の送信信号ＴｘはＳＡＷデバイス５を経由して受信器３に到達する。
【００５７】
受信器３側では、低雑音増幅器２２がＳＡＷデバイス５を経由した受信信号Ｒｘを増幅し、ミキサ２３ｉ、２３ｑがこの増幅信号を発振器１１からπ／２移相器６を通じて得られた基準信号と混合する。そして、ローパスフィルタ２４ｉ、２４ｑは受信信号Ｒｘをそれぞれフィルタ処理し、Ａ／Ｄ変換器２６ｉ、２６ｑがＡ／Ｄ変換処理し、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑがそれぞれＩ成分ＳＩ（ｔｂ２）、Ｑ成分ＳＱ（ｔｂ２）としてメモリ２８ｉ、２８ｑに記憶させる（タイミングｔｂ２）。
【００５８】
これらのデジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、それぞれ、タイミングｔｂ１におけるＩオフセット成分ＳＩＯ（ｔｂ１）、Ｑオフセット成分ＳＱＯ（ｔｂ１）をメモリ２８ｉ、２８ｑから読出す。そして、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、タイミングｔｂ２にて算出されメモリ２８ｉ、２８ｑに記憶されたＩ成分ＳＩ（ｔｂ２）、Ｑ成分ＳＱ（ｔｂ２）から、Ｉオフセット成分ＳＩＯ（ｔｂ１）、Ｑオフセット成分ＳＱＯ（ｔｂ１）を減算し、真のＩ成分ＳＩＡ（ｔｂ２）、真のＱ成分ＳＱＡ（ｔｂ２）を算出する。
【００５９】
一周期分の送受信処理を完了した後、再度、制御部７は、送信期間Ｔ４の直前にスイッチ１３及び２１を共にオフに切換え、この状態で、デジタル信号処理装置２７ｉがＩ成分ＳＩを取得し、デジタル信号処理装置２７ｑがＱ成分ＳＱを取得する。タイミングｔｂ３において、デジタル信号処理装置２７ｉはＩオフセット成分ＳＩＯが加算されたＩ成分を受信し、デジタル信号処理装置２７ｑはＱオフセット成分ＳＱＯが加算されたＱ成分を受信する。このとき、デジタル信号処理装置２７ｉは、送信期間Ｔ４の直前のタイミングｔｂ３におけるＩ成分ＳＩをＩオフセット成分ＳＩＯ（ｔｂ３）としてメモリ２８ｉに記憶させ、デジタル信号処理装置２７ｑは、このタイミングｔｂ３におけるＱ成分ＳＱをＱオフセット成分ＳＱＯ（ｔｂ３）としてメモリ２８ｑに記憶させる。
【００６０】
その後、再度、送受信処理を繰り返す。タイミングｔｂ４において、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑはそれぞれＩ成分ＳＩ（ｔｂ４）、Ｑ成分ＳＱ（ｔｂ４）としてメモリ２８ｉ、２８ｑに記憶させる（タイミングｔｂ４）。これらのデジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、それぞれ、タイミングｔｂ３におけるＩオフセット成分ＳＩＯ（ｔｂ３）、Ｑオフセット成分ＳＱＯ（ｔｂ３）をメモリ２８ｉ、２８ｑから読出し、タイミングｔｂ４にて算出されメモリ２８ｉ、２８ｑに記憶されたＩ成分ＳＩ（ｔｂ４）、Ｑ成分ＳＱ（ｔｂ４）から、Ｉオフセット成分ＳＩＯ（ｔｂ３）、Ｑオフセット成分ＳＱＯ（ｔｂ３）をそれぞれ減算し、真のＩ成分ＳＩＡ（ｔｂ４）、真のＱ成分ＳＱＡ（ｔｂ４）を算出する。
【００６１】
本実施形態では、このようにして送受信処理の一周期毎のＤＣオフセット成分の算出処理を繰り返している。そして、送信期間Ｔ２、Ｔ４の直前に得られたＩオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯを各周期毎に得られたＩ成分ＳＩ、Ｑ成分ＳＱからそれぞれ減算している。このため、ＳＡＷデバイス５の使用環境温度が変化して温度ドリフトなどの影響を生じ、Ｉオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯが刻々と変化したとしてもこの影響を検出できる。これにより、ＳＡＷデバイス５の使用環境温度変化に伴うＩオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯを、ほぼリアルタイムで検出できる。特に車両用装置では、過酷な温度変動環境でもこれらの影響をリアルタイム検出し、Ｉオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯを補正することが望ましいため、このような車両用装置に適用するには好適となる。
【００６２】
また、本実施形態では、制御部７はスイッチ１３及び２１を独立してオンオフ切換えしており、送信期間Ｔ２と受信期間Ｔ３の間、送信期間Ｔ４と受信期間Ｔ５の間にスイッチ１３及びスイッチ２１が同時にオフする期間が設けられている。すると、受信器３が送信期間Ｔ２、Ｔ４の直後にサージ成分、リンギング成分をＳＡＷデバイス５から受信したとしても、オフ状態の受信切換スイッチ２１がこのサージ成分、リンギング成分を遮断することができ、低雑音増幅器２２を保護できる。
【００６３】
送信期間Ｔ２、Ｔ４と伝搬遅延時間τ１とは、τ１＞Ｔ２、Ｔ４の関係を満たすようにすることが必須である。しかし、ＳＡＷデバイス５の構造（伝搬遅延時間τ）、送信期間Ｔ２、Ｔ４の時間的制約、受信期間Ｔ３、Ｔ５の時間的制約などの設計上の理由から、伝搬遅延時間τ１と送信期間Ｔ２、Ｔ４との時間差マージンを十分得ることができない場合には、送信期間Ｔ２と受信期間Ｔ３との間、送信期間Ｔ４と受信期間Ｔ５との間でＤＣオフセット成分を算出することが難しい場合がある。このような場合、本実施形態のように、送信期間Ｔ２、Ｔ４の直前のタイミングｔｂ１、ｔｂ３において、Ｉオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯを算出すると良い。
【００６４】
（第４実施形態）
図９は第４実施形態を示す。第４実施形態は、スイッチ１３とスイッチ２１とを独立してオンオフ切換可能に構成され、送信器２が発振器１１の差動信号をＳＡＷデバイス５に出力した後、受信器３がＳＡＷデバイス５に伝搬された信号を受信する前に、スイッチ１３及び２１を共にオフ切換えするところを特徴の一つとしている。第４実施形態は、送信器２が信号を送信した後、受信器３がＳＡＷデバイス５から信号を受信する送受信処理の一周期毎のタイミングのＤＣオフセット成分を算出するところを特徴の一つとしている。
【００６５】
図９に示すように、ＳＡＷデバイス５の構造上の制約があまり存在せず、伝搬遅延時間τ２が送信時間Ｔ２、Ｔ４よりも十分大きく得られるときには、伝搬遅延時間τ２と送信期間Ｔ２、Ｔ４との時間差マージンを大きく得ることができる。このような場合、制御部７は、送信期間Ｔ２と受信期間Ｔ３との間でスイッチ１３及び２１を共にオフ切換えし、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、その間の所定タイミングｔｃ１において、ＤＣオフセットのＩオフセット成分ＳＩＯ（ｔｃ１）、Ｑオフセット成分ＳＱＯ（ｔｃ１）を算出しそれぞれメモリ２８ｉ、２８ｑに記憶させる。
【００６６】
そして、制御部７はスイッチ２１をオン切換えし、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑはそれぞれＩ成分ＳＩ、Ｑ成分ＳＱを取得しメモリ２８ｉ、２８ｑに記憶させる（タイミングｔｃ２）。そして、デジタル信号処理装置２７ｉは、Ｉ成分ＳＩ（ｔｃ２）からＩオフセット成分ＳＩＯ（ｔｃ１）を減算することで補正し、デジタル信号処理装置２７ｑは、Ｑ成分ＳＱ（ｔｃ２）からＱオフセット成分ＳＱＯ（ｔｃ１）を減算することで補正する。弾性表面波センサの信号処理装置１は、これらの一連の処理を１周期分とし同様に送信期間Ｔ４→ＤＣオフセット算出タイミングｔｃ３→受信期間Ｔ５→ＤＣオフセット補正処理、を繰り返すことで、ＤＣオフセット成分を順次補正できる。
【００６７】
すなわち、本実施形態では、送信器２が信号を送信した（Ｔ２、Ｔ４）後、受信器３がＳＡＷデバイス５から信号を受信する（Ｔ３、Ｔ５）前に、ＤＣオフセットのＩオフセット成分ＳＩＯ（ｔｃ１）、Ｑオフセット成分ＳＱＯ（ｔｃ１）を算出し、受信器３がＳＡＷデバイス５から受信したＩ成分ＳＩ、Ｑ成分ＳＱから減算することで補正している。このため、ＳＡＷデバイス５の使用環境温度が変化して温度ドリフトなどの影響を生じ、ＤＣオフセットのＩオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯが刻々と変化したとしてもこの影響を検出できる。これにより、ＳＡＷデバイス５の使用環境温度変化に伴うＤＣオフセット成分をほぼリアルタイムで検出できる。
【００６８】
また、本実施形態においても、制御部７はスイッチ１３及び２１を独立してオンオフ制御している。また、送信期間Ｔ２の後で且つ受信期間Ｔ３の前に制御部７がスイッチ１３及び２１を共にオフ切換えする期間が設けられているため、受信器３が送信期間Ｔ２、Ｔ４の直後にサージ成分、リンギング成分をＳＡＷデバイス５から受信したとしても、オフ状態の受信切換スイッチ２１がこのサージ成分、リンギング成分を遮断することができ、低雑音増幅器２２を保護できる。
【００６９】
本実施形態では、伝搬遅延時間τ２が前述実施形態の伝搬遅延時間τ１よりも長いＳＡＷデバイス５を用いているため、同一物理量の変化に対し位相変化が大きくなり、センシング感度を良好にできる。
【００７０】
（第５実施形態）
図１０および図１１は第５実施形態を示す。第５実施形態は、スイッチ１３とスイッチ２１とを相補的に切換えるところを特徴の一つとしている。第５実施形態は、送信器２が信号を送信し受信器３がＳＡＷデバイス５から信号を受信する送受信処理の一周期毎のＤＣオフセット成分を算出するところを特徴の一つとしている。
【００７１】
図１０は図１に代わる弾性表面波センサの信号処理装置１の電気的構成を概略的に示す。第１〜第４実施形態では、制御部７はスイッチ１３及び２１に２種類のオンオフ制御信号ＣＴ１、ＣＴ２を出力し当該スイッチ１３及び２１を独立してオンオフ切換えしているが、本実施形態では、制御部７は１種類のオンオフ制御信号ＣＴ１をスイッチ１３及び２１に出力し当該スイッチ１３及び２１を相補的に切換えるようにしている。
【００７２】
例えば、制御部７がオンオフ制御信号ＣＴ１を一旦スイッチ１３及び２１に同時に出力すると、スイッチ１３はオンに切換えられると共にスイッチ２１はオフに切換えられる。また、制御部７がオンオフ制御信号ＣＴ１を再度スイッチ１３及び２１に同時に出力すると、スイッチ１３はオフに切換えられると共にスイッチ２１はオンに切換えられる。
【００７３】
図１１にタイミングチャートを示すように、制御部７は、送信期間Ｔ２、Ｔ４のときだけスイッチ１３をオン切換えし、その他の期間ではスイッチ１３をオフ切換えする。すなわち、スイッチ２１は送信期間Ｔ２、Ｔ４中にはオフ切換えされ、その他の期間ではオン切換えされる。
【００７４】
このような場合、送信期間Ｔ２、Ｔ４以外の時間では、スイッチ２１がオン状態とされているため、受信器３はＳＡＷデバイス５などから反射した反射信号、及び、送信器２からスイッチ１３及び２１を通じた漏洩信号等を受信する。しかし、スイッチ２１がオン状態とされていても、信号処理装置１のＳＡＷデバイス５の伝搬経路設計などにより、ＳＡＷデバイス５の反射波の到達タイミング以外ではＳＡＷデバイス５の反射波は全くない、又は、ほぼ無視できる程度のレベルであることがシミュレーションにより確認されている。したがって、ミキサ２３ｉ、２３ｑの入力には、基準信号が低雑音増幅器２２側に漏れて反射された信号成分しか検出されないことになり、セルフミキシングによるＤＣオフセット成分を検出できる。
【００７５】
本実施形態では図１１に示すように、第３実施形態と同様に、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、送受信処理の一周期毎の送信期間Ｔ２、Ｔ４の直前においてＤＣオフセット成分の算出処理を行い（ｔｄ１、ｔｄ３）、Ｉオフセット成分ＳＩＯ（ｔｄ１）、ＳＩＯ（ｔｄ３）、Ｑオフセット成分ＳＱＯ（ｔｄ１）、ＳＱＯ（ｔｄ３）を算出している。また、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、各周期毎に得られたＩ成分ＳＩ（ｔｄ２）、ＳＩ（ｔｄ４）、Ｑ成分ＳＱ（ｔｄ２）、ＳＱ（ｔｄ４）からそれぞれＩオフセット成分ＳＩＯ（ｔｄ１）、ＳＩＯ（ｔｄ３）、Ｑオフセット成分ＳＱＯ（ｔｄ１）、ＳＱＯ（ｔｄ３）を減算してＤＣオフセット成分を算出でき、それぞれ補正できる。これにより第３実施形態と同様の効果が得られる。
【００７６】
制御部７は、一種類のオンオフ制御信号ＣＴ１によりスイッチ１３及び２１をオンオフ切換可能となるため構成及び制御処理を極力簡単化できる。
（第６実施形態）
図１２は第６実施形態を示す。第６実施形態は、スイッチ１３とスイッチ２１とを相補的に切換えるところを特徴の一つとしている。第６実施形態は、送信器２が差動信号をＳＡＷデバイス５に出力した後、受信器３がＳＡＷデバイス５から信号を受信する前のタイミングのＤＣオフセット成分を算出するところを特徴の一つとしている。
【００７７】
本実施形態では、図１０に示す回路構成を採用し、制御部７が１種類のオンオフ制御信号ＣＴ１をスイッチ１３及び２１に出力し当該スイッチ１３及び２１を相補的に切換えるようにしている。この動作は第５実施形態と同様であるためその説明を省略する。
【００７８】
本実施形態では図１２に示すように、第４実施形態と同様に、一周期毎の送信期間Ｔ２と受信期間Ｔ３との間、送信期間Ｔ４と受信期間Ｔ５との間において、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、ＤＣオフセット算出処理を行い（ｔｅ１、ｔｅ３）、Ｉオフセット成分ＳＩＯ（ｔｅ１）、ＳＩＯ（ｔｅ３）、Ｑオフセット成分ＳＱＯ（ｔｅ１）、ＳＱＯ（ｔｅ３）を算出する。そして、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、各周期毎に得られたＩ成分ＳＩ（ｔｅ２）、ＳＩ（ｔｅ４）、Ｑ成分ＳＱ（ｔｅ２）、ＳＱ（ｔｅ４）から、それぞれ、Ｉオフセット成分ＳＩＯ（ｔｅ１）、ＳＩＯ（ｔｅ３）、Ｑオフセット成分ＳＱＯ（ｔｅ１）、ＳＱＯ（ｔｅ３）を減算してＤＣオフセットを補正する。これにより、伝搬遅延時間τ２を利用してＤＣオフセット成分を算出でき、それぞれ補正できる。これにより第４実施形態と同様の効果が得られる。
制御部７は、一種類のオンオフ制御信号ＣＴ１によりスイッチ１３及び２１をオンオフ切換可能となるため構成及び制御処理を極力簡単化できる。
【００７９】
（第７実施形態）
図１３及び図１４は第７実施形態を示す。前述実施形態においては、送信器２が１回信号を送信したときに、受信器３がＳＡＷデバイス５から１回反射波を受けてオフセット成分を算出する形態を示した。この第７実施形態では、ＳＡＷデバイスが２（複数）素子並列に設けられており、送信器２が１回信号を送信したときに、受信器３が複数の素子からそれぞれ反射波を受信する形態を示す。
【００８０】
図１３にＳＡＷデバイス１０５の平面図を模式的に示す。図１３に示すように、ＳＡＷデバイス１０５は２つ（複数）の素子１０６及び１０７が並列に接続されることで構成されており、このＳＡＷデバイス１０５が前述実施形態のＳＡＷデバイス５の代わりに形成されている。各素子１０６及び１０７は、同一基板５０上に搭載されており、それぞれＳＡＷデバイス５の内部構造（駆動電極５１ａ、駆動電極５１ｂ及び反射器５２）（図２参照）とほぼ同様の構造により構成されている。
【００８１】
図１３に示すＳＡＷデバイス１０５は、素子１０６及び１０７が所定方向（信号伝搬方向）に沿って併設されており、これらの素子１０６及び１０７の内部構造（５１ａ、５１ｂ、５２）は素子１０６及び１０７間の所定位置を中心としてほぼ線対称に配置されている。すなわち、素子１０６の駆動電極５１ａ、５２ａと素子１０７の駆動電極５１ａ、５２ａとが互いに近接して対向配置されており、素子１０６の反射器５２と素子１０７の反射器１０７とは互いに離間して配置されている。なお、駆動電極５１ａ、５１ｂの櫛歯部の開口サイズを調整することで、素子１０６、１０７の入力インピーダンスを調整することができ、素子１０６及び１０７とアンテナ４との間でインピーダンス整合できるようになる。
【００８２】
素子１０６の駆動電極５１ａ及び５１ｂと反射器５２との間の距離をＷＷ１とし、素子１０７の駆動電極５１ａ及び５１ｂと反射器５２との間の距離をＷＷ２とすると、各素子１０６及び１０７の内部構造（５１ａ、５１ｂ、５２）は、ＷＷ１＜ＷＷ２の関係を満たすように配設されている。すると、各素子１０６の伝搬路長は概ね２×ＷＷ１、素子１０７の伝搬路長は概ね２×ＷＷ２となる。
【００８３】
図１４に送信器２及び受信器３間の送受信特性を示すように、送信器２が送信信号Ｔｘを１波出力すると（期間Ｔ２、Ｔ４）、受信器３は受信信号Ｒｘを２波受信する（期間Ｔ３ａ、Ｔ３ｂ、Ｔ５ａ、Ｔ５ｂ）。すなわち、ＳＡＷデバイス１０５の素子１０６の伝搬路長（≒２×ＷＷ１）が素子１０７の伝搬路長（≒２×ＷＷ２）より短いため、素子１０６を伝搬した信号ＲＸ１０６が受信器３に速く到達し、素子１０７を伝搬した伝搬信号ＲＸ１０７が受信器３に遅く到達する。
【００８４】
このような場合、制御部７がスイッチ１３、２１を制御することで、受信器３はこれらの２つ（複数）の反射波を受信することができるが、このような形態の場合であっても、キャリブレーション期間Ｔ１内のタイミングＰ１、送信期間Ｔ２及び受信期間Ｔ３間のタイミングＰ２又はＰ５、送信期間Ｔ２及び受信期間Ｔ３の一周期間のタイミングＰ４、において得られた値を用いて、デジタル信号処理装置２７ｉはＩオフセット成分ＳＩＯを補正しても良く、デジタル信号処理装置２７ｑはＱオフセット成分ＳＱＯを補正しても良い。
【００８５】
また、本実施形態では、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、複数の反射波を受信する期間Ｔ３ａ及びＴ３ｂ間のタイミングＰ３、または、期間Ｔ５ａ及びＴ５ｂ間のタイミングＰ６、において得られた値を用いて、各オフセット成分ＳＩＯ、ＳＱＯを算出、補正しても良い。また、受信器３が、これらの２つの反射波を受信することでリアルタイムに温度補正処理することができ、温度変化に依存した位相変化をキャンセルできる。
【００８６】
（第８実施形態）
図１５は第８実施形態を示す。この第８実施形態では、ＳＡＷデバイスが２（複数）素子直列に設けられており、送信器２が１回信号を送信したときに、受信器３が複数素子からそれぞれ反射波を受信する形態を示す。
【００８７】
図１５にＳＡＷデバイス２０５の平面図を模式的に示す。図１５に示すように、ＳＡＷデバイス２０５は２（複数）つの素子２０６及び２０７が直列に接続されることで構成されており、このＳＡＷデバイス２０５が前述実施形態のＳＡＷデバイス５の代わりに形成されている。各素子２０６及び２０７は、同一基板５０上に搭載されており、それぞれＳＡＷデバイス５の構造（駆動電極５１ａ、駆動電極５１ｂ及び反射器５２）（図２参照）とほぼ同様の構造により構成されている。
【００８８】
図１５に示すＳＡＷデバイス２０５は素子２０６及び２０７を備える。素子２０６は駆動素子５１ａ、５１ｂと反射器５２とを所定方向に離間して備える。素子２０６の駆動素子５１ａ、５１ｂと反射器５２との間の素子２０７もまた、駆動素子５１ａ、５１ｂと反射器５２とを所定方向に離間して備える。したがって各素子２０６及び２０７の信号伝搬方向は前述の所定方向となっている。素子１０６の駆動電極５１ａ及び５１ｂと反射器５２との間の距離をＷＷ１とし、素子１０７の駆動電極５１ａ及び５１ｂと反射器５２との間の距離をＷＷ２とするとＷＷ１＜ＷＷ２の関係を満たす。すると、各素子１０６の伝搬路長は概ね２×ＷＷ１、素子１０７の伝搬路長は概ね２×ＷＷ２となる。
【００８９】
素子２０６及び２０７が所定方向とは交差する方向に離間して配設されている。ここで、素子２０６の駆動電極５１ａと素子２０７の駆動電極５１ｂとはアンテナ４に接続されており、素子２０６の駆動電極５１ｂと素子２０７の駆動電極５１ａとは電気的に接続されている。これにより、各素子２０６及び２０７は直列接続されている。なお、駆動電極５１ａ、５１ｂの櫛歯部の開口サイズを調整することで、素子２０６、２０７の入力インピーダンスを調整することができ、素子２０６及び２０７とアンテナ４との間でインピーダンス整合できるようになる。
【００９０】
このような構成のＳＡＷデバイス２０５を採用したときにも、前述実施形態の図１４に示すように受信器３は２つの反射波を受信する。本実施形態でも前述実施形態と同様に、デジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑは、各タイミングＰ１〜Ｐ６の何れかのタイミングで得られた値を用いて、Ｉオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯを算出、補正しても良い。
また、前述実施形態と同様に、受信器３が、これらの２つの反射波を受信することでリアルタイムに温度補正処理することができ、温度変化に依存した位相変化をキャンセルできる。
【００９１】
（他の実施形態）
前述実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。
キャリブレーション期間Ｔ１、送信期間Ｔｘ及び受信期間Ｒｘの一周期毎、にＩオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯを算出した形態を示したが、所定周期（例えば複数周期毎など）、送信期間Ｔ２、Ｔ４以外であれば、どのタイミングでＩオフセット成分ＳＩＯ、Ｑオフセット成分ＳＱＯを算出しても良い。
第３または第５実施形態においては、送信器２及び受信器３による送受信処理の一周期の前にデジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑがＤＣオフセット成分を算出し、メモリ２８ｉ、２８ｑがこのＤＣオフセット成分を記憶する形態を示したが、これに限定されるものではなく、送受信処理の一周期の後にデジタル信号処理装置２７ｉ、２７ｑがＤＣオフセット成分を算出し補正する形態に適用しても良い。
【００９２】
受信器３の初段に低雑音増幅器２２を用いた形態を適用したが、２段以上の複数段の増幅器を用いても良い。
フィルタは、ローパスフィルタ２４ｉ、２４ｑにより構成した形態を示したが、バンドパスフィルタなど他種類のフィルタを用いることができる。
【００９３】
アンテナ４は設けても設けなくても良い。すなわち、スイッチＳＷ１及びＳＷ２とＳＡＷデバイス５との間を直接接続しても良いしアンテナ４を通じて無線接続しても良い。
受信器にミキサを１段のみ設けたシングルコンバージョンタイプの実施形態を示したが、ミキサを２段設けたダブルコンバージョンタイプに適用しても良い。
【００９４】
前述実施形態では、Ｉ成分ＳＩ、Ｑ成分ＳＱのＤＣオフセット成分を共に算出し補正した形態を示したが、何れか一方のＤＣオフセット成分を独立して算出して補正しても良い。また、ＤＣオフセット成分の算出処理のみに留めて補正処理を行わなくても良い。
【００９５】
前述実施形態では、制御部７がスイッチ１３、２１を統括的にオンオフ制御する形態を示したが、スイッチ１３、２１の何れか少なくとも１つをオンオフ制御する制御部を複数別体に備えた形態に適用しても良い。
【符号の説明】
【００９６】
図面中、１は弾性表面波センサの信号処理装置、２は送信器、３は受信器、５はＳＡＷデバイス、６はπ／２移相器、７は制御部、１１は発振器、１３は送信切換スイッチ、２１は受信切換スイッチ、２２は低雑音増幅器（増幅器）、２３ｉ，２３ｑはミキサ、２４ｉ，２４ｑはローパスフィルタ、２７ｉ、２７ｑはデジタル信号処理装置（算出部、補正部）、を示す。
【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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