(57)【要約】【課題】損失の増大を抑制し、回路構成が大型または複雑になることを防止することができる位相可変装置、アレイアンテナ装置、および無線装置を提供することである。【解決手段】実施形態の位相可変装置は、４つ以上の共振器を持つフィルタ回路と、位相制御機構と、を備える。フィルタ回路は、少なくとも１組の第１共振器、第２共振器、第３共振器、および第４共振器を含む４つ以上の共振器から成る結合ブロックを持つ。第１共振器は第２共振器と結合する。第２共振器は第３共振器と結合する。第３共振器は第４共振器と結合する。第１共振器および第４共振器は、第１共振器と第２共振器と第３共振器と第４共振器との結合と同相で結合する。【選択図】図１
2016052065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１組の第１共振器、第２共振器、第３共振器、および第４共振器を含む４つ以上の共振器から成る結合ブロックを持つフィルタ回路と、
位相制御機構と、を備え、
前記第１共振器は前記第２共振器と結合し、前記第２共振器は前記第３共振器と結合し、前記第３共振器は前記第４共振器と結合し、
前記第１共振器および前記第４共振器は、前記第１共振器と前記第２共振器と前記第３共振器と前記第４共振器との結合と同相で結合する、  
位相可変装置。
【請求項２】
前記結合は、電磁的な結合または結合線路による結合である、
請求項１に記載の位相可変装置。
【請求項３】
前記共振器および前記結合線路のうちの少なくとも何れか１つは超伝導材から成る、
請求項２に記載の位相可変装置。
【請求項４】
前記位相制御機構は、誘電体部材、可変キャパシタ、可変インダクタ、可変容量ダイオード、またはスイッチを備える、
請求項１から請求項３の何れか１つに記載の位相可変装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１つに記載の少なくとも２つの位相可変装置と、
前記少なくとも１つの位相可変装置に接続される少なくとも２つのアンテナと、
を備える、
アレイアンテナ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のアレイアンテナ装置と、
信号入力部および信号出力部のうちの少なくとも何れか１つと、
を備える、
無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、位相可変装置、アレイアンテナ装置、および無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力信号から所望の周波数帯域成分を抽出する帯域通過フィルタと、入力信号の位相制御を行なう各種の移相器と、を備えるアンテナ装置がある。しかしながら各種の移相器は、位相を変化させるための構成に起因して損失が増大する可能性があるとともに、位相を変化させるための回路構成が大型または複雑になる可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、損失の増大を抑制し、回路構成が大型または複雑になることを防止することができる位相可変装置、アレイアンテナ装置、および無線装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の位相可変装置は、４つ以上の共振器を持つフィルタ回路と、位相制御機構と、を備える。フィルタ回路は、少なくとも１組の第１共振器、第２共振器、第３共振器、および第４共振器を含む４つ以上の共振器から成る結合ブロックを持つ。第１共振器は第２共振器と結合する。第２共振器は第３共振器と結合する。第３共振器は第４共振器と結合する。第１共振器および第４共振器は、第１共振器と第２共振器と第３共振器と第４共振器との結合と同相で結合する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の無線装置の構成を示す図。
【図２】実施形態の位相可変装置の構成を示す図。
【図３】実施形態の位相可変装置の振幅特性および位相特性を示す図。
【図４】実施形態の第１の変形例に係る無線装置の構成を示す図。
【図５】実施形態の第２の変形例に係る無線装置の構成を示す図。
【図６】実施形態の第３の変形例に係る無線装置の構成を示す図。
【図７】実施形態の第４の変形例に係る無線装置の構成を示す図。
【図８】実施形態の第５の変形例に係る位相可変装置の構成を示す図。
【図９】実施形態の第６の変形例に係る位相可変装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の位相可変装置、アレイアンテナ装置、および無線装置を、図面を参照して説明する。
【０００８】
実施形態の無線装置１０は、図１に示すように、送信および受信用の少なくとも１つのアンテナ１１および送受切換装置１２と、送信部１３および送信信号入力端１４と、受信部１５および受信信号出力端１６と、を備えている。なお、無線装置１０において、１よりも大きい任意の自然数ｎにより、複数のアンテナ１１−１〜１１−ｎおよび複数の送受切換装置１２−１〜１２−ｎと、送信部１３および受信部１５とは、アレイアンテナ装置１０ａを構成している。
【０００９】
送受切換装置１２は、アンテナ１１を送信部１３および受信部１５の何れか一方に切り換えて接続する。送受切換装置１２は、例えばサーキュレータまたは同軸スイッチなどである。
【００１０】
送信部１３は、分配器２１、複数の送信用移相器２２−１〜２２−ｎ、複数の送信電力増幅器２３−１〜２３−ｎ、および複数の送信用フィルタ（ＢＰＦ）２４−１〜２４−ｎを備えている。
分配器２１は、送信信号入力端１４と複数の送信用移相器２２−１〜２２−ｎとに接続されている。分配器２１は、送信信号入力端１４から入力される送信信号を複数の送信用移相器２２−１〜２２−ｎの各々に分配する。
複数の送信用移相器２２−１〜２２−ｎの各々は、各送信電力増幅器２３−１〜２３−ｎに接続されている。複数の送信用移相器２２−１〜２２−ｎの各々は、分配器２１から入力される送信信号に所定の位相制御を行ない、位相制御後の送信信号を出力する。複数の送信用移相器２２−１〜２２−ｎの各々は、各アンテナ１１−１〜１１−ｎから放射するビームの方向に応じて送信信号の位相を制御する。
複数の送信電力増幅器２３−１〜２３−ｎの各々は、各送信用フィルタ２４−１〜２４−ｎに接続されている。複数の送信電力増幅器２３−１〜２３−ｎの各々は、各送信用移相器２２−１〜２２−ｎから入力される送信信号を所定の利得で電力増幅して、電力増幅後の送信信号を出力する。
複数の送信用フィルタ２４−１〜２４−ｎの各々は、各送受切換装置１２−１〜１２−ｎに接続されている。複数の送信用フィルタ２４−１〜２４−ｎの各々は、各送信電力増幅器２３−１〜２３−ｎから入力される送信信号のうち所定の周波数帯域成分を通過させる帯域通過制御を行ない、帯域通過制御後の送信信号を出力する。
【００１１】
受信部１５は、複数のリミッタ３１−１〜３１−ｎ、複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎ、複数の低雑音増幅器（ＬＮＡ）３３−１〜３３−ｎ、および合成器３４を備えている。
複数のリミッタ３１−１〜３１−ｎの各々は、各送受切換装置１２−１〜１２−ｎと各位相可変装置３２−１〜３２−ｎに接続されている。複数のリミッタ３１−１〜３１−ｎの各々は、各アンテナ１１−１〜１１−ｎによって受信され、各送受切換装置１２−１〜１２−ｎを介して入力される受信信号の信号レベルを所定レベルに制限し、レベル制限後の受信信号を出力する。
複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの各々は、各低雑音増幅器３３−１〜３３−ｎに接続されている。複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの各々は、各リミッタ３１−１〜３１−ｎから入力される受信信号のうち所定の周波数帯域成分を通過させる帯域通過制御を行なうとともに、所定の位相制御を行ない、制御後の受信信号を出力する。
複数の低雑音増幅器３３−１〜３３−ｎは、合成器３４に接続されている。複数の低雑音増幅器３３−１〜３３−ｎの各々は、各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎから入力される受信信号を低雑音で増幅し、増幅後の受信信号を出力する。
合成器３４は、各低雑音増幅器３３−１〜３３−ｎから入力される受信信号を合成し、合成後の受信信号を受信信号出力端１６に出力する。
【００１２】
複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの各々は、図２に示すように、１組の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４を含む４つの共振器を備えている。各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎは、１組の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４において、４つの共振器が電磁界にて結合した結合ブロックを持ち、第１〜第３順次直列結合４２−１〜４２−３および飛越結合４３を備えている。第１〜第３順次直列結合４２−１〜４２−３は、順次、第１〜第４共振器４１−１〜４１−４を電磁的に直列に結合する。飛越結合４３は、第２共振器４１−２および第３共振器４１−３を迂回している第１〜第３順次直列結合４２−１〜４２−３と同相に第１共振器４１−１および第４共振器４１−４を電磁的に結合することによって、伝達関数の実数零点を有する。また、第１共振器４１−１および第４共振器４１−４は、外部結合Ｑｅ１４４−１およびＱｅ２４４−２により入出力線路と結合している。これにより各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎは、図３に示すように、受信信号のうち所定の周波数帯域成分を通過させる動作帯域Ｆ内で振幅がほぼ一定となる。各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎは、伝達関数の実数零点を有し、動作帯域Ｆ内で周波数に対する線形的な３６０°の位相変化を示す位相特性を有している。
【００１３】
複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの各々は、図２内に示す位相制御機構４５を備えている。位相制御機構４５の一例として、第１〜第４共振器４１−１〜４１−４上に配置される誘電体部材（図示略）と、誘電体部材を駆動する駆動機構（図示略）と、制御部（図示略）と、を備えたものについて説明する。駆動機構は、制御部の制御によって、第１〜第４共振器４１−１〜４１−４と誘電体部材との間の距離を変化させるように誘電体部材を駆動する。制御部は、駆動機構によって第１〜第４共振器４１−１〜４１−４と誘電体部材との間の距離を制御することによって、各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの中心周波数を変化させる。制御部は、対象とする受信信号の周波数に対して、各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの動作帯域内において中心周波数を変化させることによって、受信信号の通過位相を変化させる。制御部は、予め各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの帯域通過特性および位相特性の情報、例えば第１〜第４共振器４１−１〜４１−４と誘電体部材との間の距離に応じた中心周波数の変化量、および設定する中心周波数に応じた位相変化量などの情報を記憶している。これにより各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎは、受信信号のうち所定の周波数帯域成分を通過させる帯域通過制御を行なうとともに、所定の位相制御を行なう。
【００１４】
以上説明した実施形態によれば、第１〜第３順次直列結合４２−１〜４２−３および飛越結合４３により結合される１組の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４と位相制御機構４５を持つことにより、所望の帯域通過特性および位相特性を容易に得ることができる。さらに、各位相可変装置３２−１〜３２−ｎを持つことにより、受信信号のうち所定の周波数帯域成分を通過させる動作帯域Ｆ内で振幅がほぼ一定となる。さらに、４つの第１〜第４共振器４１−１〜４１−４が実数零点を有するように設計することによって動作帯域Ｆ内で周波数に対する線形的な３６０°の位相変化を示す位相特性を得ることができる。これにより受信信号の振幅の劣化を抑制した状態で周波数に対する線形的な３６０°の位相変化を容易に実施することができる。
【００１５】
さらに、第１〜第４共振器４１−１〜４１−４の４つの共振器によって動作帯域Ｆ内で３６０°の位相変化を示す各位相可変装置３２−１〜３２−ｎを持つことにより、例えば５つ以上の共振器を必要とする場合に比べて、装置の構成および調整を簡略化し、損失を低減することができる。
さらに、動作帯域Ｆ内で周波数に対する線形的な３６０°の位相変化を示す各位相可変装置３２−１〜３２−ｎを持つことにより、周波数を変化させる分解能に応じた精度で受信信号の位相を精度良く変化させることができる。
さらに、動作帯域Ｆ内で振幅がほぼ一定である各位相可変装置３２−１〜３２−ｎを持つことにより、動作帯域Ｆ内で受信信号の位相を変化させる場合であっても、振幅変動を抑制することができる。さらに、各位相可変装置３２−１〜３２−ｎによって各受信信号の位相を変化させることに伴う各受信信号間の信号レベル差の増大を抑制することができ、合成器３４によって複数の受信信号を合成する際に要する調整を簡略化することができる。
さらに、所望の帯域通過特性および位相特性を有する各位相可変装置３２−１〜３２−ｎを持つことにより、例えば所望の帯域通過特性を有する帯域通過フィルタと、所望の位相特性を有する移相器とを備える場合に比べて、装置構成を簡略化することができる。
【００１６】
以下、第１の変形例について説明する。
なお、上述した実施形態と同一部分については同一の符号を付して、説明を省略または簡略化する。
上述した実施形態では、受信部１５が複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎを備えるとしたが、これに限定されず、送信部１３が、図２に示すように各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎと同一構成の複数の送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎを備えてもよい。
第１の変形例の無線装置１０において、送信部１３は、図４に示すように、分配器２１、複数の送信電力増幅器２３−１〜２３−ｎ、および複数の送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎを備えている。つまり第１の変形例の無線装置１０において、送信部１３は、上述した実施形態の複数の送信用移相器２２−１〜２２−ｎおよび複数の送信用フィルタ２４−１〜２４−ｎの代わりに、複数の送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎを備えている。
分配器２１は、送信信号入力端１４と複数の送信電力増幅器２３−１〜２３−ｎとに接続されている。分配器２１は、送信信号入力端１４から入力される送信信号を複数の送信電力増幅器２３−１〜２３−ｎの各々に分配する。
複数の送信電力増幅器２３−１〜２３−ｎの各々は、各送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎに接続されている。複数の送信電力増幅器２３−１〜２３−ｎの各々は、分配器２１から入力される送信信号を所定の利得で電力増幅して、電力増幅後の送信信号を出力する。
複数の送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎの各々は、各送受切換装置１２−１〜１２−ｎに接続されている。複数の送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎの各々は、各送信電力増幅器２３−１〜２３−ｎから入力される送信信号のうち所定の周波数帯域成分を通過させる帯域通過制御を行なうとともに、所定の位相制御を行ない、制御後の送信信号を出力する。
【００１７】
受信部１５は、複数のリミッタ３１−１〜３１−ｎ、複数の受信用フィルタ（ＢＰＦ）３５−１〜３５−ｎ、複数の低雑音増幅器（ＬＮＡ）３３−１〜３３−ｎ、複数の受信用移相器３６−１〜３６−ｎ、および合成器３４を備えている。つまり第１の変形例の無線装置１０において、受信部１５は、上述した実施形態の複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの代わりに、複数の受信用フィルタ３５−１〜３５−ｎおよび複数の受信用移相器３６−１〜３６−ｎを備えている。
複数のリミッタ３１−１〜３１−ｎの各々は、各送受切換装置１２−１〜１２−ｎと各受信用フィルタ３５−１〜３５−ｎに接続されている。複数のリミッタ３１−１〜３１−ｎの各々は、各アンテナ１１−１〜１１−ｎによって受信され、各送受切換装置１２−１〜１２−ｎを介して入力される受信信号の信号レベルを所定レベルに制限し、レベル制限後の受信信号を出力する。
複数の受信用フィルタ３５−１〜３５−ｎの各々は、各低雑音増幅器３３−１〜３３−ｎに接続されている。複数の受信用フィルタ３５−１〜３５−ｎの各々は、各リミッタ３１−１〜３１−ｎから入力される受信信号のうち所定の周波数帯域成分を通過させる帯域通過制御を行ない、帯域通過制御後の送信信号を出力する。
複数の低雑音増幅器３３−１〜３３−ｎの各々は、各受信用移相器３６−１〜３６−ｎに接続されている。複数の低雑音増幅器３３−１〜３３−ｎの各々は、各受信用フィルタ３５−１〜３５−ｎから入力される受信信号を低雑音で増幅し、増幅後の受信信号を出力する。
複数の受信用移相器３６−１〜３６−ｎは、合成器３４に接続されている。複数の受信用移相器３６−１〜３６−ｎの各々は、各低雑音増幅器３３−１〜３３−ｎから入力される受信信号に所定の位相制御を行ない、位相制御後の受信信号を出力する。
【００１８】
以上説明した実施形態の第１の変形例によれば、第１〜第４共振器４１−１〜４１−４によって動作帯域Ｆ内で３６０°の位相変化を示す各位相可変装置２５−１〜２５−ｎを持つことにより、周波数を変化させる分解能に応じた精度で送信信号の位相を精度良く変化させることができる。
さらに、動作帯域Ｆ内で振幅がほぼ一定となるため、動作帯域Ｆ内で受信信号の位相を変化させる場合であっても、振幅変動を抑制することができる。さらに、各位相可変装置２５−１〜２５−ｎによって各送信信号の位相を変化させることに伴う各送信信号間の信号レベル差の増大を抑制することができ、分配器２１によって複数の送信信号を分配する際に要する調整を簡略化することができる。
さらに、所望の帯域通過特性および位相特性を有する各位相可変装置２５−１〜２５−ｎを持つことにより、例えば所望の帯域通過特性を有する帯域通過フィルタと、所望の位相特性を有する移相器とを備える場合に比べて、装置構成を簡略化することができる。
【００１９】
以下、第２の変形例について説明する。
なお、上述した実施形態または第１の変形例と同一部分については同一の符号を付して、説明を省略または簡略化する。
上述した実施形態または第１の変形例では、受信部１５が複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎを備える、または送信部１３が複数の送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎを備えるとしたが、これに限定されない。受信部１５が複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎを備え、および送信部１３が複数の送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎを備えてもよい。
第２の変形例の無線装置１０において、送信部１３は、図５に示すように、分配器２１、複数の送信電力増幅器２３−１〜２３−ｎ、および複数の送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎを備えている。受信部１５は、複数のリミッタ３１−１〜３１−ｎ、複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎ、複数の低雑音増幅器３３−１〜３３−ｎ、および合成器３４を備えている。
【００２０】
以上説明した実施形態の第２の変形例によれば、複数の送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎおよび受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎを持つことにより、送信部１３および受信部１５の構成および調整を簡略化し、損失を低減することができる。
【００２１】
以下、第３および第４の変形例について説明する。
なお、上述した実施形態または第２の変形例と同一部分については同一の符号を付して、説明を省略または簡略化する。
上述した実施形態および第２の変形例の各々では、受信部１５が複数の低雑音増幅器３３−１〜３３−ｎを備えるとしたが、これに限定されず、複数の低雑音増幅器３３−１〜３３−ｎは省略されてもよい。例えば、受信部１５が、少なくとも一部が超伝導材により形成されている各位相可変装置３２−１〜３２−ｎを備える場合などのように、受信信号の位相変化に伴う損失が小さい場合には、各低雑音増幅器３３−１〜３３−ｎは省略されてもよい。
第３および第４の変形例の各々に係る無線装置１０において、受信部１５は、図６および図７の各々に示すように、複数のリミッタ３１−１〜３１−ｎ、複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎ、および合成器３４を備えている。複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎは、合成器３４に接続されている。複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの各々は、各リミッタ３１−１〜３１−ｎから入力される受信信号のうち所定の周波数帯域成分を通過させる帯域通過制御を行なうとともに、所定の位相制御を行ない、制御後の受信信号を出力する。
【００２２】
複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの各々の少なくとも一部、すなわち、第１〜第４共振器４１−１〜４１−４、順次直列結合４２−１〜４２−３、および飛越結合４３のうちの少なくとも何れか１つは、超伝導材により形成されている。例えば、複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの各々において、第１〜第４共振器４１−１〜４１−４、順次直列結合４２−１〜４２−３、および飛越結合４３は、超伝導材により形成されている。複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの各々は、例えば真空容器などの断熱容器（図示略）の内部に収容され、例えば冷凍機などの冷却部によって超伝導材が超伝導状態となる極低温に冷却される。
【００２３】
以上説明した実施形態の第３および第４の変形例によれば、少なくとも一部が超伝導材により形成されている各位相可変装置３２−１〜３２−ｎを持つことにより、受信信号の位相変化に伴う損失を低減することができる。これにより上述した実施形態および第２の変形例の各々における各低雑音増幅器３３−１〜３３−ｎを省略することができ、受信部１５の構成を簡略化することができる。
さらに、少なくとも一部が超伝導材により形成されている各位相可変装置３２−１〜３２−ｎを持つことにより、動作帯域Ｆの端部における振幅の減衰を抑制して、帯域通過特性を向上させることができる。
【００２４】
以下、第５の変形例について説明する。
なお、上述した実施形態、並びに第１〜第４の変形例と同一部分については同一の符号を付して、説明を省略または簡略化する。
上述した実施形態、および第１〜第４の変形例の各々では、各送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎおよび各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎが、１組の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４を備えるとしたが、これに限定されない。各送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎおよび各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの少なくとも何れかは、複数組の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４を備えてもよい。
第５の変形例の無線装置１０において、各送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎおよび各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの少なくとも何れかは、図８に示すように、複数組（例えば、２組）の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４と位相制御機構４５を備えている。
第１および第２組の各々の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４において、第１組の第４共振器４１−４と第２組の第１共振器４１−１とは結合４２−０によって電磁的に結合している。
【００２５】
以上説明した実施形態の第５の変形例によれば、伝達関数の実数零点を有する複数組の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４を持つことにより、入力信号の振幅の劣化を抑制した状態での線形的な位相変化量を増大させることができる。
【００２６】
以下、第６の変形例について説明する。
なお、上述した実施形態、並びに第１〜第４の変形例と同一部分については同一の符号を付して、説明を省略または簡略化する。
上述した実施形態、および第１〜第４の変形例の各々では、各送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎおよび各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎが、１組の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４を備えるとしたが、これに限定されない。各送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎおよび各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの少なくとも何れかは、少なくとも１組の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４を含む５つ以上の共振器を備えてもよい。
第６の変形例の無線装置１０において、各送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎおよび各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの少なくとも何れかは、図９に示すように、少なくとも１組の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４と、第５および第６共振器４１−５〜４１−６と位相制御機構４５を備えている。
１組の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４において、第１共振器４１−１と第５共振器４１−５とは結合４２−５によって電磁的に結合し、第４共振器４１−４と第６共振器４１−６とは結合４２−６によって電磁的に結合している。
【００２７】
以上説明した実施形態の第６の変形例によれば、少なくとも１組の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４を含む５つ以上の共振器を持つことにより、入力信号の振幅の劣化を抑制した状態での線形的な位相変化を容易に実施することができる。さらに、各送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎおよび各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの汎用性を向上させることができる。
【００２８】
以下、他の変形例について説明する。
上述した実施形態の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４を含む４つの共振器は、電磁界にて結合するとしたが、この結合は、結合線路による結合であってもよいし、線路を用いずに空間での電磁的な結合であってもよい。
【００２９】
上述した実施形態の各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎは、位相制御機構４５として第１〜第４共振器４１−１〜４１−４上に配置される誘電体部材の駆動によって中心周波数を変化させるとしたが、これに限定されない。各受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎは、可変キャパシタ、可変インダクタ、可変容量ダイオード、またはスイッチ等を用いた他の形態によって中心周波数を変化させるように構成されてもよい。
【００３０】
上述した実施形態の第３および第４の変形例によれば、複数の受信用位相可変装置３２−１〜３２−ｎの各々は超伝導材により形成されているとしたが、これに限定されず、送信部１３および受信部１５を構成する他の電子部品の少なくとも一部が超伝導材により形成されてもよい。
例えば、送信部１３の各送信用移相器２２−１〜２２−ｎ、送信用フィルタ２４−１〜２４−ｎ、および送信用位相可変装置２５−１〜２５−ｎ、並びに受信部１５の受信用フィルタ３５−１〜３５−ｎおよび受信用移相器３６−１〜３６−ｎなどは、超伝導材により形成されてもよい。これに伴い、送信部１３および受信部１５は、例えば真空容器などの断熱容器（図示略）の内部に収容され、例えば冷凍機などの冷却部（図示略）によって超伝導材が超伝導状態となる極低温に冷却される。
この変形例によれば、送信信号および受信信号の損失を低減することができる。
【００３１】
上述した実施形態のアレイアンテナ装置１０ａは、送信部１３および受信部１５を備えるとしたが、これに限定されない。アレイアンテナ装置１０ａは、例えば、送信部１３および受信部１５の何れか一方のみを備えてもよい。
【００３２】
上述した実施形態の無線装置１０は、複数のアンテナ１１−１〜１１−ｎを備えるとしたが、これに限定されない。無線装置１０は、例えば、１つのアンテナのみを備えてもよい。この場合、無線装置１０において、送信部１３の分配器２１および受信部１５の合成器３４は省略されてもよい。また、省略しているが、位相可変装置３２の応用例としてマルチプレクサ、ダイプレクサ等が挙げられる。
【００３３】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、第１〜第３順次直列結合４２−１〜４２−３および飛越結合４３により結合される少なくとも１組の第１〜第４共振器４１−１〜４１−４を持つことにより、所望の帯域通過特性および位相特性を有する位相可変装置を容易に構成することができる。さらに、位相可変装置を持つことにより、入力信号のうち所定の周波数帯域成分を通過させる動作帯域Ｆ内で振幅がほぼ一定である。さらに、４つの第１〜第４共振器４１−１〜４１−４が伝達関数の実数零点を有するように設計することによって、平坦な群遅延特性を得るため、動作帯域Ｆ内で周波数に対する線形的な３６０°の位相変化を示す位相特性を得ることができる。これにより入力信号の振幅の劣化を抑制した状態で周波数に対する線形的な３６０°の位相変化を容易に実施することができる。
【００３４】
さらに、第１〜第４共振器４１−１〜４１−４の４つの共振器によって動作帯域Ｆ内で３６０°の位相変化を示す位相可変装置を持つことにより、例えば５つ以上の共振器を必要とする場合に比べて、装置の構成および調整を簡略化し、損失を低減することができる。
さらに、動作帯域Ｆ内で周波数に対する線形的な３６０°の位相変化を示す位相可変装置を持つことにより、周波数を変化させる分解能に応じた精度で入力信号の位相を精度良く変化させることができる。
さらに、動作帯域Ｆ内で振幅がほぼ一定である位相可変装置を持つことにより、動作帯域Ｆ内で受信信号の位相を変化させる場合であっても、振幅変動を抑制することができる。
さらに、所望の帯域通過特性および位相特性を有する位相可変装置を持つことにより、例えば所望の帯域通過特性を有する帯域通過フィルタと、所望の位相特性を有する移相器とを備える場合に比べて、装置構成を簡略化することができる。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３６】
１０…無線装置、１０ａ…アレイアンテナ装置、１１…アンテナ、１２…送受切換装置、１３…送信部、１４…送信信号入力端、１５…受信部、１６…受信信号出力端、２２−１〜２２−ｎ…送信用移相器、２４−１〜２４−ｎ…送信用フィルタ、２５−１〜２５−ｎ…送信用位相可変装置、３２−１〜３２−ｎ…受信用位相可変装置、３３−１〜３３−ｎ…低雑音増幅器、３５−１〜３５−ｎ…受信用フィルタ、３６−１〜３６−ｎ…受信用移相器、４１−１〜４１−４…第１〜第４共振器、４２−１〜４２−３…第１〜第３順次直列結合、４３…飛越結合、４４−１〜４４−２…外部結合Ｑｅ１，Ｑｅ２、４５…位相制御機構
【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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