(57)【要約】各信号経路が約２〜約１８ＧＨｚの周波数範囲内のサブオクターブ周波数を対象とする第１、第２、第３、及び第４信号経路を組み合わせ、かつ送信機からの入力信号の高調波成分を除去して安定した出力インピーダンスを周波数範囲に渡って生成するように構成されるスイッチマルチプレクサを提供する。スイッチマルチプレクサは、送信スイッチ、第１ダイプレクサ、及びパワーコンバイナを備える。第１ダイプレクサは第２ダイプレクサに並列に接続される。第１ダイプレクサは第１及び第２信号経路を含む。第２ダイプレクサは第３及び第４信号経路を含む。第１、第２、及び第３信号経路の個々の信号経路は、第１スイッチ、第２スイッチ、及び第３スイッチの個々のスイッチを含み、個々のスイッチは、第１信号経路高域通過フィルタ、第２信号経路低域通過フィルタ、及び第３信号経路低域通過フィルタの個々の通過フィルタに、第１、第２、及び第３フィルタの個々のフィルタによって相互接続される。第１、第２、及び第３フィルタの各フィルタは、約６〜１０．４ＧＨｚ、約２〜３．５ＧＨｚ、及び約３．５〜６ＧＨｚの範囲の個々の範囲をフィルタリングする機能を有する。
2008533914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各信号経路が或る周波数範囲内のサブオクターブ周波数を対象とする或る数の信号経路を組み合わせるように構成されるスイッチマルチプレクサであって、スイッチマルチプレクサは送信機からの入力信号の高調波成分を除去して安定した出力インピーダンスをｆｍｉｎ〜ｆｍａｘの周波数範囲に渡って生成するように構成され、スイッチマルチプレクサは、
入力信号を受信し、送信信号を入力信号に応答して生成するように構成される送信スイッチと、
互いに並列に接続される複数のダイプレクサとを備え、該複数のダイプレクサの各一つのダイプレクサは、互いに並列に接続される非隣接信号経路ペアにより構成され、各一つのダイプレクサは、最高通過帯域を対象とする信号経路を含むダイプレクサを除いて、抵抗減衰器で終端し、
信号経路の数は式ｎ＝［ｌｏｇ（ｆｍａｘ／ｆｍｉｎ）］／［ｌｏｇ２］によって決定され、ここで、ｎは、切り上げられて直近の偶数となっており、
各一つの信号経路はスイッチと、低域通過フィルタ及び高域通過フィルタのうちの一方によって相互接続される信号経路フィルタとを含み、最高通過帯域を対象とする信号経路には信号経路フィルタを設けず、
前記信号経路フィルタの通過帯域は、最低通過帯域を第１信号経路に割り当て、その次に高い通過帯域を次の信号経路に割り当て、この割り当てが第ｎ信号経路までなされ、各通過帯域は、当該通過帯域よりも次に低い通過帯域の帯域幅の約２倍に等しい帯域幅を有し、
前記複数のダイプレクサの各一つのダイプレクサに割り当てられる非隣接信号経路ペアは、周波数ギャップが前記ペアの信号経路フィルタの通過帯域の間に形成されるように選択され、
前記低域通過フィルタ及び前記高域通過フィルタの各一つの通過フィルタは、前記ペアの信号経路フィルタの通過帯域の周波数ギャップに配置されたコーナー周波数を有し、
パワーコンバイナが前記複数のダイプレクサに接続され、該パワーコンバイナは前記複数のダイプレクサから受信する入力を合計し、該合計した入力に応答して実質的に安定したマルチオクターブ出力インピーダンス信号を生成するように構成される、スイッチマルチプレクサ。
【請求項２】
前記複数の信号経路フィルタの通過帯域は互いに隣接する、請求項１記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項３】
前記複数の信号経路フィルタの通過帯域は互いに重なり合う、請求項１記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項４】
各信号経路が約２〜約１８ＧＨｚの周波数範囲内のサブオクターブ周波数を対象とする第１、第２、第３、及び第４信号経路を組み合わせ、かつ送信機からの入力信号の高調波成分を除去して安定した出力インピーダンスを前記周波数範囲に渡って生成するように構成されるスイッチマルチプレクサであって、スイッチマルチプレクサは、
入力信号を受信し、送信信号を入力信号に応答して生成するように構成される送信スイッチと、
第２ダイプレクサに並列に接続される第１ダイプレクサと、を備え、前記第１ダイプレクサは、互いに並列に接続される第１及び第２信号経路により構成され、かつ第１ダイプレクサ抵抗減衰器で終端し、前記第２ダイプレクサは、並列に接続される第３及び第４信号経路により構成され、
前記第１信号経路は、第１信号経路高域通過フィルタに第１フィルタによって相互接続される第１スイッチを含み、前記第１フィルタは約６〜約１０．４ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有し、
前記第２信号経路は、第２信号経路低域通過フィルタに第２フィルタによって相互接続される第２スイッチを含み、前記第２フィルタは約２〜約３．５ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有し、
前記第３信号経路は、第３フィルタ、第３信号経路抵抗減衰器、及び第３信号経路高域通過フィルタに連続して接続される第３スイッチを含み、前記第３フィルタは約３．５〜約６ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有し、
前記第４信号経路は、第４信号経路高域通過フィルタに相互接続される第４スイッチを含み、
パワーコンバイナが前記第１及び第２ダイプレクサに接続され、該パワーコンバイナは、前記第１及び第２ダイプレクサから受信する入力を合計し、該合計した入力に応答して実質的に安定したマルチオクターブ出力インピーダンス信号を生成するように構成される、スイッチマルチプレクサ。
【請求項５】
前記第１、第２、第３、及び第４スイッチのうちの少なくとも一つのスイッチは、約５０オームで終端する少なくとも一つのポートを有する単極２投スイッチとして構成される、請求項４記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項６】
前記第１ダイプレクサ抵抗減衰器及び前記第３信号経路抵抗減衰器の各々は、約３ｄＢの抵抗値を有する、請求項４記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項７】
前記第１信号経路高域通過フィルタ及び前記第２信号経路低域通過フィルタの各通過帯域フィルタは、約４ＧＨｚで動作するように構成される、請求項４記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項８】
前記第３信号経路低域通過フィルタ及び前記第４信号経路高域通過フィルタの各通過帯域フィルタは、約８ＧＨｚで動作するように構成される、請求項４記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項９】
前記第４信号経路は、前記第４スイッチを前記第４信号経路高域通過フィルタに相互接続する第４フィルタを含み、該第４フィルタは約１０．４〜約１８ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有する、請求項４記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項１０】
前記送信スイッチは単極４投スイッチとして構成される、請求項４記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項１１】
前記送信スイッチは、機械式リレーとして構成されるスイッチング機構を含む、請求項４記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項１２】
前記スイッチング機構はダイオードとして構成される、請求項１１記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項１３】
２ウェイパワーコンバイナは約２〜約１８ＧＨｚの範囲で動作するように構成される、請求項４記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項１４】
入力信号を生成して送信スイッチに送出するように構成される送信機を備える、請求項４記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項１５】
請求項１記載のスイッチマルチプレクサを使用して、送信機からの高調波成分をｆｍｉｎ〜ｆｍａｘの周波数範囲を有する入力信号から除去し、安定した出力インピーダンスを前記周波数範囲に渡って生成する方法であって、前記方法は、
（ａ）入力信号を送信スイッチで受信し、送信信号を入力信号に応答して生成するステップと、
（ｂ）送信信号を送信するために前記複数の信号経路のうちの一つの信号経路を選択するステップと、
（ｃ）前記複数の信号経路のうちの非選択信号経路群の信号経路スイッチ群の各一つの信号経路スイッチの抵抗性負荷で送信信号を終端させるステップと、
（ｄ）前記スイッチ群から選択される一つのスイッチから前記高域通過フィルタ群の個々の一つの高域通過フィルタに送信信号を渡すステップと、
（ｅ）送信信号の内、高域通過フィルタ群の通過帯域外の部分をフィルタリング除去するステップと、
（ｆ）前記複数のダイプレクサから受信する入力をパワーコンバイナで合計するステップと、
（ｇ）前記パワーコンバイナで合計した入力に応答してインピーダンス信号を生成するステップと、を備える、方法。
【請求項１６】
ステップ（ｂ）において、信号経路フィルタ群の通過帯域は互いに隣接する、請求項１５記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項１７】
ステップ（ｂ）において、信号経路フィルタ群の通過帯域は互いに重なり合う、請求項１５記載のスイッチマルチプレクサ。
【請求項１８】
送信機からの高調波成分を約２〜約１８ＧＨｚの周波数範囲を有する入力信号から除去し、安定した出力インピーダンスを前記周波数範囲に渡ってスイッチマルチプレクサを使用して生成する方法であって、前記スイッチマルチプレクサは、第２ダイプレクサに並列に接続され、かつパワーコンバイナで終端する第１ダイプレクサを備え、該第１ダイプレクサは、互いに並列に接続される第１及び第２信号経路により構成され、かつ第１ダイプレクサ抵抗減衰器で終端し、前記第２ダイプレクサは、並列に接続される第３及び第４信号経路により構成され、前記第１、第２、第３、及び第４信号経路の各々は、スイッチマルチプレクサが動作する周波数範囲のサブオクターブ周波数を対象とするように構成され、前記方法は、
（ａ）入力信号を送信スイッチで受信し、送信信号を入力信号に応答して生成するステップと、
（ｂ）送信信号を送信するために前記第１、第２、第３、及び第４信号経路のうちの一つの信号経路を選択するステップであって、前記第１信号経路は第１信号経路高域通過フィルタに第１フィルタによって相互接続される第１スイッチを含み、前記第１フィルタは約６〜約１０．４ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有し、前記第２信号経路は第２信号経路低域通過フィルタに第２フィルタによって相互接続される第２スイッチを含み、前記第２フィルタは約２〜約３．５ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有し、前記第３信号経路は第３フィルタ、第３信号経路抵抗減衰器、及び第３信号経路高域通過フィルタに連続して接続される第３スイッチを含み、前記第３フィルタは約３．５〜約６ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有し、前記第４信号経路は第４信号経路高域通過フィルタに相互接続される第４スイッチを含む、前記一つの信号経路を選択するステップと、
（ｃ）送信信号を前記第１、第２、第３、及び第４信号経路のうちの非選択信号経路群の第１、第２、第３、及び第４スイッチの各一つのスイッチの抵抗性負荷で終端させるステップと、
（ｄ）送信信号を、前記第１、第２、第３、及び第４スイッチから選択される一つのスイッチから、前記第１、第２、第３、及び第４信号経路高域通過フィルタの個々の通過フィルタに渡すステップと、
（ｅ）送信信号の内、前記第１、第２、第３、及び第４信号経路高域通過フィルタの通過帯域外の部分をフィルタリング除去するステップと、
（ｆ）前記第１及び第２ダイプレクサから受信する入力をパワーコンバイナで合計するステップと、
（ｇ）出力信号をパワーコンバイナで合計した入力に応答して生成するステップと、を備える、方法。
【請求項１９】
ステップ（ｂ）において、前記第１、第２、第３、及び第４スイッチのうちの少なくとも一つのスイッチは、抵抗性負荷で終端する少なくとも一つのポートを有する単極２投スイッチとして構成される、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
ステップ（ｃ）において、前記抵抗性負荷は約５０オームである、請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
ステップ（ｂ）において、前記第１ダイプレクサ抵抗減衰器及び前記第３信号経路抵抗減衰器の各々は、約３ｄＢの抵抗値を有する、請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
ステップ（ｂ）において、前記第１信号経路高域通過フィルタ及び前記第２信号経路低域通過フィルタの各一つの通過帯域フィルタは、約４ＧＨｚで動作するように構成される、請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
ステップ（ｂ）において、前記第３信号経路低域通過フィルタ及び前記第４信号経路高域通過フィルタの各一つの通過帯域フィルタは、約８ＧＨｚで動作するように構成される、請求項１８記載の方法。
【請求項２４】
ステップ（ｂ）において、前記第４信号経路は、第４スイッチを第４信号経路高域通過フィルタに相互接続する第４フィルタを含み、該第４フィルタは約１０．４〜約１８ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有する、請求項１８記載の方法。
【請求項２５】
ステップ（ａ）において、前記送信スイッチは単極４投スイッチとして構成される、請求項１８記載の方法。
【請求項２６】
ステップ（ａ）において、前記送信スイッチは、機械式リレーとして構成されるスイッチング機構を含む、請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、無線周波数（ＲＦ）信号処理に関する。特に、本発明は、固有に構成されるスイッチマルチプレクサに関し、このスイッチマルチプレクサはフィルタバンクを使用して、マルチオクターブ帯域幅を有し、かつ経時的に変化し得る周波数を有する送信機により生成される信号をフィルタリングする。スイッチマルチプレクサは、バンクの中のフィルタ群のうちのいずれのフィルタが選択されるかに関係なく、安定した出力インピーダンスを周波数範囲（例えば、２〜１８ＧＨｚ）全体に渡って生成して、信号の位相及び振幅エラーを小さくするようにも構成される。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦ信号処理の分野では、マルチオクターブ帯域幅を有する送信機が使用され、この送信機では、ＲＦ信号に関連し、かつ送信機から出る高調波成分をフィルタリング除去する必要がある。更に詳細には、通常、２次及び３次高調波成分をフィルタリング除去するか、または抑圧して他の無線システムとの信号の干渉を防止する必要がある。マルチオクターブ帯域幅を有するシステムでは、２次及び３次高調波成分に対するこのようなフィルタリングは、固定フィルタによって行なうことができない。例えば、サブオクターブ式の送信機は、約２〜３ＧＨｚの範囲で動作し、かつ約４〜６ＧＨｚの範囲の２次高調波成分を有するように構成することができる。３ＧＨｚ低域通過フィルタ（ＬＰＦ）を設けることにより、３ＧＨｚ超の信号を阻止しながら３ＧＨｚ未満の周波数を通過させることができる。しかしながら、周波数固定ＬＰＦを、マルチオクターブ帯域幅を有し、かつ約２〜１８ＧＨｚの範囲で動作する送信機に使用するためには、約１８ＧＨｚの定格を設定して所望信号に対する妨害を防止する必要がある。残念なことに、１８ＧＨｚフィルタを使用することによって、約２〜９ＧＨｚの範囲で動作するときに送信機が出す２次高調波成分も通過させてしまう。
【０００３】
上述の問題を解決する試みでは、選択可能なフィルタ群から成るバンクを設けて２次及び３次高調波成分を小さくする。例えば、図１に示す先行技術による一つのシステムは、高域（Ｈｉｇｈ  Ｂａｎｄ：ＨＢ）方向探知（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ  Ｆｉｎｄｉｎｇ：ＤＦ）を行なうように構成され、この高域方向探知では、スイッチ−フィルタースイッチ（ＳＦＳ）を設けて所望フィルタのみをシステムにおいて選択し、基本周波数の２倍及び３倍の高調波成分が許容電力レベルにまで下がるようにする。図１に示す構成は、ＤＦ脚（ＤＦ  ｌｅｇｓ）が通常使用され、振幅のみに適用される場合に満足の行く形で動作する。
【０００４】
残念なことに、図１に使用されるようなスイッチ（すなわち、単極４投［１Ｐ４Ｔ］スイッチ、及び単極５投［１Ｐ５Ｔ］スイッチ）は通常、反射スイッチである。このようなスイッチは信号を反射する性質を持つので、反射が生じない出力インピーダンス整合は、選択されるフィルタの周波数範囲に渡ってしか得ることができない。例えば、約２．０〜３．５ＧＨｚの信号を通過させるフィルタがスイッチ群のうちの一つのスイッチによって選択される場合、出力インピーダンス整合が残りの３つのフィルタに関する周波数範囲で悪化する。更に、図１に示す６．０〜１０．４ＧＨｚフィルタのような異なるフィルタ帯域が選択される場合、２〜１８ＧＨｚシステムの出力インピーダンスは変化することになる。マルチチャネル合成回路では、出力インピーダンスが変化することによって、スイッチ（例えば、図１の１Ｐ５Ｔスイッチ）が切り替わるたびに信号に位相及び振幅エラーが生じ、これによって不都合なことにエラーがシステムのＤＦ機能に生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のことから分かるように、先行技術においては、安定した出力インピーダンスを実現して、異なる帯域通過フィルタがフィルタバンクから選択されるときの位相シフトを最小にするように構成されるスイッチマルチプレクサが必要になる。更に、先行技術においては、ＨＢ  ＤＦ脚の高調波性能を向上させる機能を有するスイッチマルチプレクサが必要になる。更に詳細には、先行技術においては、システムに組み込まれるスイッチ群が、フィルタリングされない不所望の高調波成分を付加するように動作することがないスイッチマルチプレクサが必要になる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明が提供するのは、或る周波数範囲で動作するように構成され、かつ送信機からの入力信号の高調波成分を除去して安定した出力インピーダンスを周波数範囲に渡って生成するように特に適合させたスイッチマルチプレクサである。
【０００７】
最も広い構成として、スイッチマルチプレクサは送信スイッチと、互いに並列に接続されるバンク型ダイプレクサと、バンク型ダイプレクサに接続されるパワーコンバイナと、を備える。スイッチマルチプレクサは特に、各信号経路がｆｍｉｎ〜ｆｍａｘの周波数範囲内のサブオクターブ周波数を対象とする多数の信号経路を組み合わせるように構成される。周波数範囲の下限周波数はｆｍｉｎで表わされる。周波数範囲の上限周波数はｆｍａｘで表わされる。スイッチマルチプレクサは、送信機からの既知の入力信号の高調波成分を除去して、安定した出力インピーダンスを周波数範囲全体に渡って生成するように構成される。
【０００８】
送信スイッチは入力信号を受信し、送信信号を入力信号に応答して経路を決めて送信する。バンク型ダイプレクサは互いに並列に接続され、これらのダイプレクサの各ダイプレクサは、これもまた互いに並列に接続される信号経路ペアにより構成される。バンク型ダイプレクサに形成される信号経路の数は式ｎ＝［ｌｏｇ（ｆｍａｘ／ｆｍｉｎ）］／［ｌｏｇ２］によって近似される。ｎの解を求めた後、信号経路の数は最終的に、個数ｎの端数を切り上げてｎを直近の偶数にすることにより求めることができる。
【０００９】
周波数範囲が２〜１８ＧＨｚである例示としての実施形態では、上記公式によって決定され、かつ値の端数を切り上げて値を直近の偶数にして求めた信号経路の必要数は４個の信号経路である。この構成では、スイッチマルチプレクサは送信スイッチと、第２ダイプレクサに並列に接続される第１ダイプレクサと、第１及び第２ダイプレクサに接続されるパワーコンバイナと、を備える。第１ダイプレクサは、第２信号経路に並列に接続され、第１ダイプレクサ抵抗減衰器で終端する第１信号経路を含む。第２ダイプレクサは、互いに並列に接続される第３及び第４信号経路により構成される。第１、第２、第３、及び第４信号経路は、第１、第２、第３、及び第４スイッチの個々のスイッチを含む。
【００１０】
送信機をスイッチマルチプレクサに組み込むことができ、かつ送信機は入力信号を生成して送信スイッチに送信して、送信スイッチの共通ポートで受信されるように構成することができる。送信スイッチは入力信号を送信機から受信し、送信信号を入力信号に応答して生成するように構成される。送信スイッチは送信信号を、４つの利用可能な出力のうちの一つの出力に振り向け、かつ送信スイッチは共通ポートを送信スイッチの４つの出力のうちの一つの出力に接続するように構成される。
【００１１】
第１ダイプレクサの第１信号経路は第１スイッチを含み、第１スイッチは第１フィルタに第１信号経路高域通過フィルタ（ＨＰＦ）によって相互接続される。第１フィルタは約６〜１０．４ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有することが好ましい。同様に、第２信号経路は第２スイッチを含み、第２スイッチは第２フィルタに第２信号経路低域通過フィルタ（ＬＰＦ）によって相互接続される。第２フィルタは約２〜３．５ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有することが好ましい。第３信号経路は第３スイッチを含み、第３スイッチは第３フィルタ、第３信号経路抵抗減衰器、及び第３信号経路ＬＰＦに連続して接続される。第３フィルタは約３．５〜６ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有することが好ましい。第４信号経路は第４信号経路ＨＰＦに相互接続される第４スイッチを含む。
【００１２】
第１、第２、第３、及び第４スイッチの各スイッチは送信信号を送信スイッチから入力端子で受信し、送信信号を第１信号経路ＨＰＦ、第２信号経路ＬＰＦ、第３信号経路抵抗減衰器、及び第４信号経路ＨＰＦの個々に渡す。送信信号は第１、第２、第３、及び第４スイッチの各スイッチの出力端子から供給される。
【００１３】
送信機及び／又は送信スイッチは送信信号を制御するか、または送信信号を第１、第２、第３、及び第４スイッチのうちの適切な一つのスイッチに振り向けることができる。送信スイッチによって選択されない第１、第２、第３、及び第４スイッチのうちの残りのスイッチ群は、これらのスイッチの入力信号を抵抗性負荷で終端させる。抵抗終端を第１、第２、第３、及び第４スイッチのうちの少なくとも３つのスイッチに取り付けることにより、出力ピンから眺めたときに分かるように、安定した出力インピーダンスが、信号経路フィルタ群のうちの特定の一つのフィルタが受け持つ周波数帯域（例えば、２．０〜３．５ＧＨｚ）に渡って得られる。更に詳細には、第１、第２、第３、及び第４フィルタの各フィルタに良好な５０オーム終端を形成するか、または実際に５０Ω終端抵抗を送信機自体に取り付ける。このような抵抗終端を行なうことにより、第１、第２、第３、及び第４フィルタの出力インピーダンスの各出力インピーダンスを安定させ、従ってスイッチマルチプレクサの出力インピーダンスを安定させることができる。
【００１４】
第１、第２、及び第３フィルタの各フィルタは、対応する特定のフィルタの通過帯域（例えば、２．０〜３．５ＧＨｚ）内の送信信号の所望部分を通過させるか、または伝達する。更に、第１、第２、及び第３フィルタの各フィルタは、特定の通過帯域に含まれない信号成分（例えば、＜２．０ＧＨｚ、＞３．５ＧＨｚ）の通過も阻止するので、第１、第２、及び第３フィルタの各フィルタは通過帯域内における通過素子として、かつ反射素子としても見なすことができる。第１、第２、及び第３フィルタの各フィルタはいずれも、抵抗体（または送信機の出力インピーダンス）で終端するので、非反射成分がマルチオクターブ周波数帯域の全ての部分に含まれ、従ってこれらの非反射成分はパワーコンバイナの出力ピンに供給される。
【００１５】
第１ダイプレクサ及び第２ダイプレクサは、標準の周波数帯域を第１、第２、第３、及び第４フィルタの通過帯域の個々の通過帯域に対して最小損失（例えば、＜１ｄＢ）で合成する。このように構成することによって、広帯域コンバイナに関連する３ｄＢ以上の損失を回避する。更に、第１及び第２ダイプレクサを配置することによって、通過阻止帯域（すなわち、通過帯域外）におけるフィルタインピーダンスの乱れを防止することができる。組み合わされることにより第１及び第２ダイプレクサの各々を構成する信号経路群の両方に非隣接周波数範囲（例えば、２〜３．５ＧＨｚ及び６〜１０．４ＧＨｚ）を割り当て、「ギャップ」（例えば、３．５〜６ＧＨｚ）を形成して、実現可能なダイプレクサを、クロスオーバーポイント（例えば、４ＧＨｚ）が「ギャップ」内に設定されるように設計できるようにする。
【００１６】
第１信号経路ＨＰＦ及び第２信号経路ＬＰＦの各々は、約４ＧＨｚで動作する。同様に、第３信号経路ＬＰＦ及び第４信号経路ＨＰＦの各々は、約８ＧＨｚで動作する。第１ダイプレクサは、約２．０〜約３．５ＧＨｚの周波数範囲、及び約６．０〜約１０．４ＧＨｚの周波数範囲を通過させる通過経路をそれぞれ形成する。これにより、第１ダイプレクサでは、第１及び第２信号経路の周波数帯域内の損失がほぼゼロとなり、かつ反射インピーダンスが第１及び第２信号経路の帯域外に設定される。同様に、第２ダイプレクサは、約３．５〜約６．０ＧＨｚの周波数範囲、及び約１０．４〜約１８．０ＧＨｚの周波数範囲を通過させる通過経路をそれぞれ形成する。第２ダイプレクサにおいても、第３及び第４信号経路の周波数帯域内の損失がほぼゼロとなり、かつ反射インピーダンスが第３及び第４信号経路の帯域外に設定される。
【００１７】
第１ダイプレクサは第１ダイプレクサ抵抗減衰器を含み、この減衰器は第１及び第２信号経路を互いに接続し、かつ第１ダイプレクサによって生成されるダイプレックスさせた信号を３ｄＢだけ減衰させて、通過帯域の外の周波数（例えば、３．５〜６．０ＧＨｚ及び＞１０．４ＧＨｚ）における第１及び第２信号経路フィルタペアによる反射を小さくする。同様に、第３信号経路の抵抗減衰器は、フィルタリング済み信号を３ｄＢだけ減衰させて、第３信号経路の通過帯域外の周波数（例えば、＜３．５ＧＨｚ，＞６ＧＨｚ）における第３フィルタによる反射を小さくする。
【００１８】
パワーコンバイナは第１及び第２ダイプレクサの各々から受信する入力を合計し、マルチオクターブ出力（例えば、２．０〜１８ＧＨｚ）をパワーコンバイナの出力ピンで生成して、パワーコンバイナを通過する際の公称電力損失が約３ｄＢになるようにする。このようにして、出力インピーダンスの測定値は、第１、第２、第３、または第４信号経路のうちのどの信号経路が送信スイッチによって選択されるかに関係なく、約２．０〜約１８ＧＨｚの範囲でほぼ一定になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を例示するために、かつ本発明を制限しないように提示される図を参照すると、固有に構成されるスイッチマルチプレクサ１０が設けられ、スイッチマルチプレクサ１０は、ｆｍｉｎ〜ｆｍａｘの周波数範囲で動作し、かつ送信機１２が出す入力信号１４の高調波成分を除去して、安定した出力インピーダンスを周波数範囲に渡って生成するように構成される。
【００２０】
最も広い思想として、スイッチマルチプレクサ１０は送信スイッチ１６と、互いに並列に接続されるバンク型ダイプレクサ（ｂａｎｋ  ｏｆ  ｄｉｐｌｅｘｅｒｓ）と、バンク型ダイプレクサに接続されるパワーコンバイナ６２と、を備える。スイッチマルチプレクサ１０は特に、多数の信号経路７６を組み合わせるように構成され、各経路はｆｍｉｎ〜ｆｍａｘの周波数範囲内の一つのサブオクターブ周波数を通過させる役割を担う。周波数範囲の下限はｆｍｉｎにより表わされる。周波数範囲の上限はｆｍａｘにより表わされる。スイッチマルチプレクサ１０は、送信機１２が出す既知の入力信号１４の高調波成分を除去して、安定した出力インピーダンスを周波数範囲全体に渡って生成するように構成される。送信スイッチ１６は入力信号１４を受信し、送信信号１８を入力信号１４に従って生成する。バンク型ダイプレクサは互いに並列に接続され、これらのダイプレクサの各ダイプレクサもまた、互いに並列に接続される信号経路７６ペアにより構成される。
【００２１】
バンク型ダイプレクサに設けられる信号経路７６の数は、式：ｎ＝［ｌｏｇ（ｆｍａｘ／ｆｍｉｎ）］／［ｌｏｇ２］によってほぼ決定される。ｎの解を求めた後、信号経路７６の数は、最終的に、個数ｎの端数を切り上げてｎを直近の偶数にすることにより決定される。例えば、周波数範囲が２〜５０ＧＨｚである場合、ｆｍｉｎは２ＧＨｚに等しく、ｆｍａｘは５０ＧＨｚに等しい。上に挙げた公式を適用すると、文字“ｎ”で表わされる信号経路７６の数は［ｌｏｇ（５０／２）］／［ｌｏｇ２］に等しく、この値は４．６４に等しい。値ｎの端数を切り上げて、そのまま直近の偶数にすると、６個の信号経路７６が２〜５０ＧＨｚの周波数範囲に関して必要になる。
【００２２】
これらの信号経路７６の各信号経路は、スイッチ８０と、低域通過フィルタ８２及び高域通過フィルタ８４のうちの一方によって相互接続される信号経路フィルタ７８と、を含む。スイッチマルチプレクサ１０では、最高の通過帯域の信号を対象とする信号経路７６から信号経路フィルタ７８を無くすか、または省略することができる。しかしながら、このような信号経路フィルタ７８は任意に信号経路７６に必要に応じて設けることができる。ダイプレクサ群の各ダイプレクサにおける信号経路群７６の各信号経路は、スイッチ８０と、低域通過フィルタ８２によって相互接続される信号経路フィルタ７８と、を含み、ダイプレクサ群の信号経路群７６の他方の信号経路は、スイッチ８０と、高域通過フィルタ８４によって相互接続される信号経路フィルタ７８と、を含む。
【００２３】
信号経路フィルタ群７８の通過帯域は、等比数列に従って構成されて、これらの通過帯域がｆｍｉｎ〜ｆｍａｘの周波数範囲全体を含むようにする。更に詳細には、信号経路フィルタ群７８の通過帯域は、最低通過帯域を第１信号経路３４に割り当て、次に高い通過帯域を次の信号経路７６に割り当て、同様の割り当てを信号経路群７６の最後のｎ番目の信号経路に対して行なうことにより構成されて、これらの通過帯域が周波数範囲全体を含むようにする。各通過帯域は、当該通過帯域の次に低い通過帯域の帯域幅の約２倍に等しい帯域幅を有することが好ましい。周波数範囲が２〜５０ＧＨｚである場合、６個の個別の信号経路７６をスイッチマルチプレクサ１０に設ける必要がある。各ダイプレクサは信号経路ペア７６を含むので、２〜５０ＧＨｚの周波数範囲のスイッチマルチプレクサ１０は３個のダイプレクサを含むことになる。
【００２４】
周波数範囲が２〜５０ＧＨｚである場合における信号経路群７６の通過帯域の等比数列に従った例示としての構成では、最低通過帯域は約２〜３．５ＧＨｚの範囲とし、第２通過帯域は約３．５〜６．０ＧＨｚの範囲とし、第３信号経路３８は約６．０〜１０．４ＧＨｚの範囲とし、第４信号経路４０は約１０．４〜１８．０ＧＨｚの範囲とし、第５通過帯域は約１８．０〜３０．０ＧＨｚの範囲とし、第６及び最終通過帯域信号経路は約３０．０〜約５０．０ＧＨｚの範囲の通過帯域を持つことができる。
【００２５】
更に、直前に記載した実施例におけるように、信号経路群７６の通過帯域を互いに隣接させることができる。別の構成として、これらの通過帯域の周波数を重ならせることができる。通過帯域を２〜５０ＧＨｚの周波数範囲において重ならせる実施例では、最低通過帯域を２〜４．７ＧＨｚとすることができ、第２通過帯域に４．３〜９．５ＧＨｚの範囲の周波数を割り当てて４．３ＧＨｚ〜４．７ＧＨｚがこれらの通過帯域の間で重なるようにすることができる。更に、ダイプレクサ群の各ダイプレクサに割り当てられる信号経路ペア７６は、周波数ギャップがペアの信号経路フィルタ７８のそれぞれの信号経路フィルタの通過帯域の間に形成されるように選択されることが好ましい。
【００２６】
例えば、第１ダイプレクサ２０は、最低通過帯域を持つ信号経路７６と、第４通過帯域を持つ信号経路７６と、を含むことができる。周波数範囲が２〜５０ＧＨｚである場合、第１ダイプレクサ２０では、第１信号経路７６（２〜３．５ＧＨｚの範囲で動作する）を第４信号経路４０（１０．４〜１８．０ＧＨｚの範囲で動作する）と組み合わせることができる。同様に、３．５〜６．０ＧＨｚの範囲で動作する第２信号経路３６は１８．０〜３０．０ＧＨｚの範囲で動作する第５信号経路と組み合わせることができる。最後に、６．０〜１０．４ＧＨｚの範囲で動作する第３信号経路３８は３０．０〜５０．０ＧＨｚの範囲で動作する第６信号経路と組み合わせることができる。しかしながら、ダイプレクサ群の各ダイプレクサの信号経路群７６は、ギャップが信号経路ペア７６の通過帯域の周波数範囲の間に形成される場合には、どのような方法でも組み合わせることができると考えられる。
【００２７】
低域通過フィルタ８２及び高域通過フィルタ８４の各々では、コーナー周波数が複数のペアの各ペアの信号経路群７６の通過帯域の間の周波数ギャップに位置するように設定されることが好ましい。例えば、周波数範囲が２〜５０ＧＨｚであり、第１信号経路３４（すなわち、２〜３．５ＧＨｚの範囲を持つ）を第４信号経路４０（すなわち、１０．４〜１８ＧＨｚの範囲で動作する）と組み合わせる場合、３．５〜１０．４ＧＨｚのギャップが第１通過帯域と第４通過帯域との間に形成される。従って、第１信号経路３４及び第４信号経路４０のそれぞれの信号経路に設けられる低域通過フィルタ及び高域通過フィルタ８４の各々のコーナー周波数は約３．５〜１０．４ＧＨｚの範囲内に設定されることが好ましい。更に詳細には、第１ダイプレクサにおける低域通過フィルタ８２及び高域通過フィルタ８４の周波数は約７ＧＨｚであることが好ましい。
【００２８】
ダイプレクサ群の各ダイプレクサ（最高通過帯域を持つ信号経路７６を含むダイプレクサを除く）は抵抗減衰器８６で終端することが好ましい。周波数範囲が２〜５０ＧＨｚである場合、６個の信号経路７６及び３個のダイプレクサが必要になる。好適には、相対的に低い通過帯域で動作する第１ダイプレクサ２０及び第２ダイプレクサ２２は、抵抗減衰器８６によって終端される。最高帯域動作信号経路を含むダイプレクサでは、抵抗減衰器８６を省略し、その代わり、抵抗減衰器８６を最高通過帯域で動作する信号経路７６の信号経路フィルタ７８と低域通過フィルタ８２との間に挿入する。好適には、抵抗減衰器８６の公称減衰量は３ｄＢであるが、抵抗減衰器はいずれの値で動作するようにも構成することができる。
【００２９】
上述したように、スイッチマルチプレクサ１０はパワーコンバイナ６２を含み、パワーコンバイナはダイプレクサ群の各々に接続され、かつダイプレクサ群から受信する入力を合計し、合計した入力に従って、十分に安定したマルチオクターブ出力インピーダンス信号を生成するように構成される。送信機１２をスイッチマルチプレクサ１０に組み込むことができ、送信機１２は入力信号１４を生成して送信スイッチ１６に送信するように構成することができる。送信スイッチ１６は、送信信号１８を、上に挙げた公式に従う必要のある信号経路７６の数に等しい数の複数の出力のうちの一つの出力に振り向けるように構成することが好ましい。周波数範囲が２〜５０ＧＨｚである場合、送信スイッチ１６は単極６投スイッチとして構成することができる。
【００３０】
信号経路群７６のそれぞれの信号経路のスイッチ群の各スイッチは、送信信号１８を当該スイッチの入力端子で、送信スイッチ１６から受信する。これらのスイッチは送信信号１８を、信号経路７６の高域通過フィルタ８４、信号経路７６の低域通過フィルタ８２、または抵抗減衰器８６の個々に渡すように構成される。送信機１２及び／又は送信スイッチ１６は、送信信号１８を制御するか、または送信信号１８をスイッチ群８０のうちの適切な一つのスイッチに振り向ける。次に、送信スイッチ１６によって選択されないスイッチ群８０のうちの残りのスイッチ群は、これらのスイッチの入力信号１４を抵抗性負荷で終端させる。これにより、パワーコンバイナ６２から見たときに分かるように、安定した出力インピーダンスが、信号経路のフィルタ群７８のうちの特定の一つのフィルタが受け持つ周波数帯域に渡って得られる。例えば、信号経路フィルタ群７８の各信号経路フィルタを５０オームで終端させる形で設けるか、または実際に５０オームの抵抗を送信機１２自体に組み込む。このように抵抗で終端させることにより、信号経路フィルタ群の出力インピーダンスの各出力インピーダンスを安定させることができるので、スイッチマルチプレクサ１０の出力インピーダンスが安定する。
【００３１】
信号経路フィルタ群７８の各信号経路フィルタは、送信信号１８の内、当該特定の信号経路フィルタ７８の通過帯域内の所望部分を通過させるか、または伝達する。また、信号経路フィルタ群７８の各信号経路フィルタは、更に、特定通過帯域外の信号成分の通過を阻止するので、信号経路フィルタ群７８の各信号経路フィルタを通過帯域内での通過素子として、更に反射素子として見なすことができる。抵抗終端を用いるので、非反射成分がマルチオクターブ周波数帯域の全ての部分に含まれることになり、これらの非反射成分が次にパワーコンバイナ６２に供給される。ダイプレクサ群の各ダイプレクサが標準の周波数帯域群を、信号経路フィルタ群の通過帯域のそれぞれの通過帯域の損失が最小になるように合成することにより、通常、広帯域コンバイナに関連する３ｄＢ以上の損失を回避する。この構成によって更に、通過阻止帯域におけるフィルタインピーダンスの乱れを防止する。既に述べたように、スイッチマルチプレクサ１０の信号経路群７６を組み合わせて、各ダイプレクサに非隣接周波数範囲が割り当てられるようにダイプレクサ群の各々を構成し、周波数ギャップによって、クロスオーバーポイントが周波数ギャップ内に設定されるように実現可能なダイプレクサを設計できるようにする。
【００３２】
ダイプレクサ群の個々のダイプレクサの低域通過フィルタ８２及び高域通過フィルタ８４の各々は、周波数ギャップ内の或る周波数で動作する。例えば、スイッチマルチプレクサ１０が２〜５０ＧＨｚの周波数範囲内で動作し、かつ第１ダイプレクサ２０が信号経路７６（２〜３．５ＧＨｚで動作する）及び第４信号経路３６（１０．４〜１８ＧＨｚで動作する）により構成される場合においては、高域通過フィルタ８４及び低域通過フィルタ８２は約７ＧＨｚに設定されることが好ましい。同様に、第２ダイプレクサ２２が上述の構成を有する場合、第２信号経路３６（３．５〜６．０ＧＨｚで動作する）を第５信号経路３６（１８．０〜３０．０ＧＨｚで動作する）と対で設けるか、または第５信号経路３６と組み合わせることができ、この場合、所望の周波数ギャップは６．０〜１８．０ＧＨｚであるので、このようなダイプレクサの高域通過フィルタ８４及び低域通過フィルタ８２は約１２ＧＨｚで動作することが好ましい。
【００３３】
最後に、上述のスイッチマルチプレクサ１０が２〜５０ＧＨｚの周波数範囲で動作し、かつ第３ダイプレクサが第３信号経路３８（６．０〜１０．４ＧＨｚで動作する）及び第６信号経路（３０．０〜５０．０ＧＨｚで動作する）を含む場合、低域通過フィルタ８２及び高域通過フィルタ８４の好適な動作周波数は約２０ＧＨｚである。このようにして、第１ダイプレクサ２０は約２〜３．５ＧＨｚ及び約１０．４〜１８．０ＧＨｚそれぞれの周波数範囲を通過させる通過経路を形成する。これにより、第１ダイプレクサ２０では、損失が第１信号経路３４及び第４信号経路４０の周波数帯域内でほぼゼロになり、かつ反射インピーダンスが第１信号経路３４及び第４信号経路４０の帯域外に設定される。
【００３４】
同様に、第２ダイプレクサ２２は約３．５〜６．０ＧＨｚ及び約１８．０〜３０．０ＧＨｚそれぞれの周波数範囲を通過させる通過経路を形成する。第２ダイプレクサ２２ではまた、損失が第２信号経路及び第５信号経路の周波数帯域内でほぼゼロになり、かつ反射インピーダンスが第２信号経路及び第５信号経路の帯域外に設定される。同様に、第３ダイプレクサでは、損失が第３信号経路及び第６信号経路の周波数帯域内でほぼゼロになり、かつ反射インピーダンスが第３信号経路及び第６信号経路の帯域外に設定される。第３ダイプレクサは約６．０〜１０．４ＧＨｚ及び約３０．０〜５０．０ＧＨｚそれぞれの周波数範囲を通過させる通過経路を形成する。前述したように、最高通過帯域に対応する信号経路７６を含むダイプレクサを除くダイプレクサ群の各々は、抵抗性コンバイナ８６で終端する。
【００３５】
周波数範囲が２〜５０ＧＨｚである場合、第１ダイプレクサ２０は抵抗減衰器８６を含み、この抵抗減衰器は、第１信号経路３４及び第４信号経路４０を互いに接続し、かつ第１ダイプレクサ２０によって生成されるダイプレックス信号（ｄｉｐｌｅｘｅｄ  ｓｉｇｎａｌ）を約３ｄＢだけ減衰させて、第１及び第４信号経路フィルタペアによる通過帯域外の周波数（例えば、２〜３．５ＧＨｚ、＞１０．４〜１８．０ＧＨｚ）での反射を小さくする。同様に、第２ダイプレクサ２２は抵抗減衰器８６を含み、この抵抗減衰器は、第２及び第５信号経路を互いに接続し、かつ第２ダイプレクサ２２によって生成されるダイプレックス信号を約３ｄＢだけ減衰させて、この場合もまた、第２及び第５信号経路フィルタペアによる通過帯域外の周波数（例えば、３．５〜６．０ＧＨｚ、＞１８．０〜３０．０ＧＨｚ）での反射を小さくする。第５信号経路の抵抗減衰器８６は、フィルタ処理済み信号を約３ｄＢだけ減衰させて、信号経路フィルタ７８による当該フィルタの通過帯域外の周波数（例えば、６．０〜１０．４ＧＨｚ）での反射を小さくする。第６信号経路には必ず信号経路フィルタ７８が必要であるという訳ではないので、第５信号経路が抵抗減衰器８６を含むことができ、この抵抗減衰器を、低域通過フィルタ８２及び高域通過フィルタ８４により構成される第３ダイプレクサの手前に挿入して、第６信号経路に供給される電力の不要な損失を防止するようにしてもよい。
【００３６】
上述の実施形態では、スイッチマルチプレクサ１０が６個の信号経路を含み、かつ２〜５０ＧＨｚの範囲で動作する場合について説明したが、スイッチマルチプレクサ１０に、入力信号１４を任意の周波数範囲でフィルタリングするように構成される、任意の偶数の個数の信号経路を設けることが考えられる。この構成を実現するために、送信スイッチ１６は入力信号１４を適切に受信し、送信信号を当該入力信号に従って生成してこれらの信号経路のうちの適切な一つの信号経路に送出することができる。同様に、パワーコンバイナ６２は、効率的に入力信号１４をフィルタリングし、かつ十分安定したマルチオクターブ入力インピーダンス信号を入力信号１４に従って生成するために必要な数の信号経路を補償するように構成することが好ましい。この点に関して、パワーコンバイナ６２は、スイッチマルチプレクサ１０に設ける多数のダイプレクサを補償する３ウェイパワーコンバイナ（ｔｈｒｅｅ−ｗａｙ  ｐｏｗｅｒ  ｃｏｍｂｉｎｅｒ）として構成することができる。この点に関して、パワーコンバイナ６２は、４個のダイプレクサを設ける場合の４ウェイパワーコンバイナとして構成することができ、これらの個数以外の個数のダイプレクサを設ける場合も同様に構成することができる。
【００３７】
図２を参照すると、本発明のスイッチマルチプレクサ１０が例示としての実施形態として示され、この実施形態のスイッチマルチプレクサは送信スイッチ１６と、第２ダイプレクサに並列に接続される第１ダイプレクサ２０と、第１ダイプレクサ２０及び第２ダイプレクサ２２に接続されるパワーコンバイナ６２と、を備える。第１ダイプレクサ２０は第２信号経路３６に並列に接続される第１信号経路３４を含む。第１ダイプレクサ２０の第１信号経路３４及び第２信号経路３６は、第１ダイプレクサ抵抗減衰器５０によって終端される。同様に、第２ダイプレクサ２２は、互いに並列に接続される第３信号経路３８及び第４信号経路４０により構成される。第１信号経路３４は第１スイッチ２４を含む。同様に、第２信号経路３６は第２スイッチ２６を含む。同じようにして、第３信号経路３８及び第４信号経路４０は、第３スイッチ２８及び第４スイッチ３０の個々のスイッチを含む。
【００３８】
以下の説明から明らかになることであるが、スイッチマルチプレクサ１０は幾つかの技術及び構成要素を固有の手段で組み合わせ、この手段では、第１ダイプレクサ２０及び第２ダイプレクサ２２を使用し、５０Ω終端付きスイッチを組み込み、抵抗減衰器８６を組み込み、更に広帯域コンバイナまたはパワーコンバイナ６２を使用して、第１信号経路３４、第２信号経路３６、第３信号経路３８、及び第４信号経路４０のうちの異なる信号経路が選択されると、安定した出力インピーダンスを周波数範囲（例えば、２〜１８ＧＨｚ）全体に渡って生成する。有利なことに、このような構成によって、スイッチマルチプレクサ回路１０に続く段に対して、スイッチ−フィルタースイッチ（ＳＦＳ）回路を使用して得られる出力インピーダンスよりも、マルチオクターブ周波数帯域に渡ってずっと安定した出力インピーダンスを設定することができる。前述したように、出力インピーダンスが安定する利点は、位相エラー及び振幅エラーが小さくなることであり、出力インピーダンスが安定しない場合には、これらのエラーはスイッチマルチプレクサ１０の動作中に異なるフィルタを選択している間に生じる恐れがある。
【００３９】
図２から分かるように、マルチオクターブ動作範囲（例えば、２〜１８ＧＨｚ）内の或る周波数で動作することができる送信機１２をスイッチマルチプレクサ１０に組み込むことができる。送信機１２は入力信号１４を生成して送信スイッチ１６に送出するように構成される。送信機１２は入力信号１４を送信スイッチ１６の共通ポートに送出し、この場合、入力信号１４はサブオクターブである帯域幅を有する。図２では、送信スイッチ１６の共通ポートは参照記号“Ｃ”で示される。
【００４０】
送信スイッチ１６は入力信号１４を送信機１２から受信し、送信信号１８を入力信号１４に従って生成するように構成される。図示の実施形態では、送信スイッチ１６は送信信号１８を、図２に参照番号１〜４で示す４つの使用可能な出力のうちの一つの出力に振り向ける。送信スイッチ１６は種々の別の構造に構成することができ、これらの構造では、送信スイッチ１６は単極４投（１Ｐ４Ｔ）スイッチ５８として構成される。この点に関して、送信スイッチ１６は機械式リレーとして、ダイオードとして、または他の任意の種々のスイッチング機構として構成することができる。送信スイッチ１６は当該スイッチの特定の構成に関係なく、共通ポート“Ｃ”を、図２に送信スイッチ１６の参照番号１〜４として示す４つの出力のうちの一つの出力に接続するように構成される。
【００４１】
前述したように、スイッチマルチプレクサ１０は第１ダイプレクサ２０を含み、第１ダイプレクサ２０は第２ダイプレクサ２２に並列に接続される。第１ダイプレクサ２０の第１信号経路３４は第１スイッチ２４を含み、第１スイッチは第１フィルタ６６に第１信号経路高域通過フィルタ（ＨＰＦ）４２によって相互接続される。図２から分かるように、第１フィルタ６６は、約６〜１０．４ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有することが好ましい。同様に、第２信号経路３６は第２スイッチ２６を含み、第２スイッチは第２フィルタ６８に第２信号経路低域通過フィルタ（ＬＰＦ）４４によって相互接続される。第２フィルタ６８は、約２〜３．５ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有することが好ましい。
【００４２】
第２ダイプレクサ２２の構造では、第３信号経路３８は第３スイッチ２８を含み、第３スイッチは第３フィルタ７０、第３信号経路抵抗減衰器５２、及び第３信号経路ＬＰＦ４６に連続的に接続される。第３フィルタ７０は、約３．５〜６ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有することが好ましい。第４信号経路４０は第４スイッチ３０を含み、第４スイッチは第４信号経路ＨＰＦ４８に相互接続される。
【００４３】
第１スイッチ２４、第２スイッチ２６、第３スイッチ２８、第４スイッチ３０の各スイッチは、図２に参照記号“１”で示すこれらのスイッチの個々の入力端子で送信信号１８を送信スイッチ１６から受信するように好ましくは構成される。第１スイッチ２４、第２スイッチ２６、第３スイッチ２８、第４スイッチ３０の各スイッチは更に、送信信号１８を、第１信号経路ＨＰＦ４２、第２信号経路ＬＰＦ４４、第３信号経路抵抗減衰器５２、及び第４信号経路ＨＰＦ４８の個々に渡すように構成される。送信信号１８は、第１スイッチ２４、第２スイッチ２６、第３スイッチ２８、第４スイッチ３０の各スイッチの出力端子から供給され、これらのスイッチは単極２投（１Ｐ２Ｔ）スイッチ５８として構成することができる。第１スイッチ２４、第２スイッチ２６、第３スイッチ２８、第４スイッチ３０の各スイッチの出力端子は参照記号“Ｃ”で示される。
【００４４】
第１スイッチ２４、第２スイッチ２６、第３スイッチ２８、及び第４スイッチ３０のうちの適切な一つのスイッチを選択する動作は、送信機１２及び／又は送信スイッチ１６に組み込まれる或る形態の高性能手段によって制御することができる。第１スイッチ２４、第２スイッチ２６、第３スイッチ２８、及び第４スイッチ３０の内、送信スイッチ１６または送信機１２によって選択されない残りのスイッチ群は、これらのスイッチへの入力信号１４を、これらのスイッチの各スイッチに示す端子“２”の抵抗性負荷または抵抗体３２で終端させる。このような抵抗体は、送信機１２が送信スイッチ１６によって選択されるときに対応する同じスイッチのピン“１”で検出される終端をエミュレートする終端抵抗となる。第１スイッチ２４、第２スイッチ２６、第３スイッチ２８、第４スイッチ３０の各スイッチは単極２投（１Ｐ２Ｔ）スイッチ５８として構成することが好ましい。
【００４５】
終端抵抗または抵抗体３２を、第１スイッチ２４、第２スイッチ２６、第３スイッチ２８、第４スイッチ３０のうちの少なくとも３つのスイッチに取り付けることにより、安定した出力インピーダンスが、模式図に示す出力ピン６４から見たときに分かるように、信号経路フィルタのうちの特定の一つのフィルタが受け持つ周波数帯域（例えば、２．０〜３．５ＧＨｚ）に渡って得られる。更に詳細には、第１フィルタ６６、第２フィルタ６８、第３フィルタ７０、及び第４フィルタ７２の各フィルタに良好な５０オーム終端を形成するか、または実際に５０Ω終端抵抗を送信機１２自体に取り付ける。このような抵抗終端を行なうことにより、第１フィルタ６６、第２フィルタ６８、第３フィルタ７０、及び第４フィルタ７２の各フィルタの出力インピーダンスを安定させ、従ってスイッチマルチプレクサ１０の出力インピーダンスを安定させることができる。
【００４６】
第１フィルタ６６、第２フィルタ６８、及び第３フィルタ７０の各フィルタは、送信信号１８の内、対応する特定フィルタの通過帯域（例えば、２．０〜３．５ＧＨｚ）に含まれる所望部分を通過させるか、または伝達する。また、第１フィルタ６６、第２フィルタ６８、及び第３フィルタ７０の各フィルタは更に、特定通過帯域外（例えば、＜２．０ＧＨｚ、＞３．５ＧＨｚ）の信号成分（当該信号の高調波成分）の通過を阻止する。この点に関して、第１フィルタ６６、第２フィルタ６８、及び第３フィルタ７０の各フィルタは、通過帯域内における通過素子（すなわち、非反射素子）として、かつ反射素子（すなわち、通過帯域外の）としても見なすことができる。第１フィルタ６６、第２フィルタ６８、及び第３フィルタ７０の各フィルタは抵抗体によってそれぞれ終端されるか、または送信機１２自体で終端されるので、非反射成分がマルチオクターブ周波数帯域の全ての部分に含まれ、従ってこれらの非反射成分が出力ピン６４に供給される。
【００４７】
ここで、第４信号経路４０はフィルタを含む必要はないことに注目されたい。第４信号経路４０は最高周波数帯域（例えば、１０．４〜１８．０ＧＨｚ）で動作するので、当該経路における最低周波数の２倍高調波成分（例えば、１０．４ＧＨｚ×２＝２０．８ＧＨｚ）は、パワーコンバイナ６２によって減衰させることができるか、または送信機１２の出力で減衰させることができる。しかしながら、第４フィルタ７２を第４信号経路４０の途中に配置して、第４フィルタ７２が第４スイッチ３０を第４信号経路ＨＰＦ４８に相互接続するようにしてもよい。第４フィルタ７２を配置する場合、第４フィルタ７２は約１０．４〜約１８．０ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有することが好ましい。前述したように、第１フィルタ６６は約６〜約１０．４ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有することが好ましい。第２フィルタ６８は約２〜約３．５ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有することが好ましい。第３フィルタ７０は約３．５〜約６ＧＨｚの範囲をフィルタリングする機能を有することが好ましい。
【００４８】
第１ダイプレクサ２０及び第２ダイプレクサ２２は、標準の周波数帯域群を、第１フィルタ６６、第２フィルタ６８、第３フィルタ７０、及び第４フィルタ７２のそれぞれのフィルタに発生する損失が最小になる（例えば、＜１ｄＢ）ように合成する回路を含む。このように構成することによって、広帯域コンバイナに関連する３ｄＢ以上の損失を回避する。更に、第１ダイプレクサ２０及び第２ダイプレクサ２２を配置することによって、通過阻止帯域（すなわち、通過帯域外の）におけるフィルタインピーダンスの乱れを防止することができる。組み合わされることにより第１ダイプレクサ２０及び第２ダイプレクサ２２の各々を構成する信号経路群７６の両方に非隣接周波数範囲（例えば、２〜３．５ＧＨｚ及び６〜１０．４ＧＨｚ）を割り当て、「ギャップ」（例えば、３．５〜６ＧＨｚ）を形成して、クロスオーバーポイント（例えば、４ＧＨｚ）が「ギャップ」内に設定されるように実現可能なダイプレクサを設計できるようにする。
【００４９】
第１信号経路ＨＰＦ４２及び第２信号経路ＬＰＦ４４の各々は、約４ＧＨｚで動作するように構成される。同様に、第３信号経路ＬＰＦ４６及び第４信号経路ＨＰＦ４８の各々は、約８ＧＨｚで動作するように構成される。このようにして、第１信号経路ＨＰＦ４２及び第２信号経路ＬＰＦ４４によって構成される第１ダイプレクサ回路２０では、第１信号経路３４及び第２信号経路３６を組み合わせて、約２．０〜約３．５ＧＨｚ、及び約６．０〜約１０．４ＧＨｚそれぞれの範囲を通過させる通過経路を形成する。これにより、第１ダイプレクサ２０の第１信号経路３４及び第２信号経路３６では、第１信号経路３４及び第２信号経路３６の周波数帯域内の損失がほぼゼロとなり、かつ反射インピーダンスが第１信号経路３４及び第２信号経路３６の帯域外に設定される。
【００５０】
同様に、第３信号経路ＬＰＦ４６及び第４信号経路ＨＰＦ４８によって構成される第２ダイプレクサ回路２２では、第３信号経路３８及び第４信号経路４０を組み合わせて、約３．５〜約６．０ＧＨｚ、及び約１０．４〜約１８．０ＧＨｚそれぞれの範囲を通過させる通過経路を形成する。第２ダイプレクサ２２を構成する第３信号経路３８及び第４信号経路４０においても、第１信号経路３４及び第２信号経路３６の周波数帯域内の損失がほぼゼロとなり、かつ反射インピーダンスが第１信号経路３４及び第２信号経路３６の帯域外に設定される。
【００５１】
図２から分かるように、第１ダイプレクサ２０は第１ダイプレクサ抵抗減衰器５０を含み、この減衰器は第１信号経路３４及び第２信号経路３６を互いに接続する。第１ダイプレクサ２０によって生成されるダイプレックス信号を、第１ダイプレクサ抵抗減衰器５０によって３ｄＢだけ減衰させて、通過帯域外の周波数（例えば、３．５〜６．０ＧＨｚ、及び＞１０．４ＧＨｚ）における第１及び第２信号経路フィルタペアによる反射を小さくする。このように構成することにより、帯域内（例えば、２．０〜３．５ＧＨｚ及び６．０〜１０．４ＧＨｚ）だけでなく、帯域外（例えば、３．５〜６．０ＧＨｚ、及び＞１０．４ＧＨｚ）の両方における十分に良好なインピーダンスがパワーコンバイナ６２に接続されるので、パワーコンバイナ６２は正しく、かつほんの一部の電力で動作する。十分に良好なインピーダンスをパワーコンバイナ６２の入力端子に供給することにより、十分に良好な出力インピーダンスをパワーコンバイナ６２の出力ピン６４にも供給するように作用する。
【００５２】
同様に、第３信号経路３８では、第３信号経路抵抗減衰器５２を第３信号経路に組み込むことができ、かつ抵抗減衰器５２は、フィルタリング済み信号を３ｄＢだけ減衰させて、第３信号経路における通過帯域外（例えば、＜３．５ＧＨｚ，＞６ＧＨｚ）での第３フィルタ７０による反射を小さくする。第４信号経路４０には第４フィルタ７２が必要ではないので、第３信号経路抵抗減衰器５２は、第３信号経路ＬＰＦ４６及び第４信号経路ＨＰＦ４８によって構成される第２ダイプレクサの手前に挿入することができ、これによって第４信号経路４０に供給される電力の不要な損失を防止する。このような構成は、電力が一般的に高く付き、かつ約２ＧＨｚのような低周波数よりも相対的に高い周波数（例えば、１８ＧＨｚ）の電力を生成するのが難しいので特に有用である。
【００５３】
図２に示すパワーコンバイナ６２は２ウェイパワーコンバイナ６２として構成することができ、２ウェイパワーコンバイナは約２ＧＨｚ〜約１８ＧＨｚの範囲で動作するように構成され、かつ第１ダイプレクサ２０及び第２ダイプレクサ２２の各々から、参照番号“１”及び“２”で示すパワーコンバイナ６２の端子群のそれぞれの端子で受信する入力を合計するように構成される。このような構成により、マルチオクターブ出力（例えば、２．０〜１８ＧＨｚ）が出力ピン６４で生成される。パワーコンバイナ６２を通過するときの公称電力損失は約３ｄＢである。スイッチマルチプレクサ回路１０を出力ピン６４から当該回路の方向に眺めると、第１信号経路３４、第２信号経路３６、第３信号経路３８、または第４信号経路４０のうちのいずれが送信スイッチ１６によって選択されるかどうかに関係なく、出力インピーダンスの測定値は約２ＧＨｚ〜約１８ＧＨｚの範囲でほぼ一定である。
【００５４】
第１スイッチ２４、第２スイッチ２６、第３スイッチ２８、及び第４スイッチ３０の各々の抵抗体によって供給される負荷インピーダンスだけでなく、送信機１２によって供給される負荷インピーダンスも安定するので、第１ダイプレクサ２０では、第１信号経路３４及び第２信号経路３６を、通過帯域内でほとんど反射を生じることなく組み合わせることができる。第１ダイプレクサ抵抗減衰器５０は２ウェイパワーコンバイナ６２の電力平衡を実現する。また、第２ダイプレクサ２２及び第３信号経路抵抗減衰器５２によって、パワーコンバイナ６２の出力ピン６４での電力合成損失を均一化し、かつ出力インピーダンスを十分良好に保ち易くなる。
【００５５】
更に別の変更及び改善も加え得ることはこの技術分野の当業者であれば明らかであろう。従って、本明細書に記載し、例示した構成要素群の特定の組み合わせは、本発明の所定の実施形態を表わすに過ぎず、かつ本発明の技術思想及び技術範囲に包含される別の装置に対する制約とはならない。より多くの隣接するサブオクターブ周波数経路を組み合わせて、４つの信号経路を参照しながらここに例示した同じ技術をそのまま適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】スイッチ−フィルタ−スイッチシステムとして構成される先行技術によるスイッチフィルタまたはスイッチマルチプレクサを模式的に示すブロック図である。
【図２】送信スイッチ、第２ダイプレクサと並列に接続される第１ダイプレクサ、およびパワーコンバイナを備える本発明のスイッチマルチプレクサの例示としての実施形態の模式図である。
【図１】
2008533914.tif 000003
【図２】
2008533914.tif 000004
【国際調査報告】
2008533914.tif 000005