(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部との入出力を行う第１ポート、第２ポート、第３ポートを有し、
第１ポートと第３ポートとの間には第１経路が形成され、
第２ポートと第３ポートとの間には第２経路が形成されており、
経路ごとに、それぞれ移相部と共振部とを備えており、
少なくとも前記共振部のいずれかは、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体と、複数個の受動回路と、一端が前記環状導体の異なる部位に接続され他端が前記受動回路のいずれかに接続された複数のスイッチとを有し、
前記移相部は、特性が可変であり、
前記スイッチと前記移相部を制御する制御部も備え、
前記制御部は、前記移相部の特性の変更量が少なくなるように前記スイッチを選択する
ことを特徴とする送受共用器。
【請求項２】
外部との入出力を行う第１ポート、第２ポート、第３ポートを有し、
第１ポートと第３ポートとの間には第１経路が形成され、
第２ポートと第３ポートとの間には第２経路が形成されており、
経路ごとに、それぞれ移相部と共振部とを備えており、
少なくとも前記共振部のいずれかは、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体と、一端が前記環状導体の異なる部位に接続され、他端が接地導体に接続された複数のスイッチとを有し、
前記移相部は、特性が可変であり、
前記スイッチと前記移相部を制御する制御部も備え、
前記制御部は、前記移相部の特性の変更量が少なくなるように前記スイッチを選択する
ことを特徴とする送受共用器。
【請求項３】
外部との入出力を行う第１ポート、第２ポート、第３ポートを有し、
第１ポートと第３ポートとの間には第１経路が形成され、
第２ポートと第３ポートとの間には第２経路が形成されており、
経路ごとに、それぞれ移相部と共振部とを備えており、
少なくとも前記共振部のいずれかは、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体と、複数個の受動回路と、一端が前記環状導体の異なる部位に接続され他端で前記受動回路のいずれかを選択できる複数のスイッチとを有し、
前記移相部は、特性が可変であり、
前記スイッチと前記移相部を制御する制御部も備え、
前記制御部は、前記移相部の特性の変更量が少なくなるように前記スイッチを選択する
ことを特徴とする送受共用器。
【請求項４】
外部との入出力を行う第１ポート、第２ポート、第３ポートを有し、
第１ポートと第３ポートとの間には第１経路が形成され、
第２ポートと第３ポートとの間には第２経路が形成されており、
経路ごとに、それぞれ移相部と共振部とを備えており、
少なくとも前記共振部のいずれかは、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体と、複数個の受動回路と、一端が前記環状導体の異なる部位に接続され他端で前記受動回路のいずれか若しくは接地導体に接続された端子を選択できる複数のスイッチとを有し、
前記移相部は、特性が可変であり、
前記スイッチと前記移相部を制御する制御部も備え、
前記制御部は、前記移相部の特性の変更量が少なくなるように前記スイッチを選択する
ことを特徴とする送受共用器。
【請求項５】
請求項１、３、４のいずれかに記載の送受共用器であって、
前記受動回路のインピーダンスにはリアクタンス分が含まれる
ことを特徴とする送受共用器。
【請求項６】
請求項１、３から５のいずれかに記載の送受共用器であって、
前記受動回路が、インピーダンスを変更可能である
ことを特徴とする送受共用器。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の送受共用器であって、
前記共振部が、前記環状導体に接続された３以上の可変リアクタンス手段も有する
ことを特徴とする送受共用器。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の送受共用器であって、
前記制御部は、共振周波数、零点の位置、サセプタンススロープパラメータの組み合わせに対応した前記スイッチをあらかじめ記録しておき、前記移相部の特性の変更量が少なくなる前記スイッチをあらかじめ記録した情報に基づいて定める
ことを特徴とする送受共用器。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の送受共用器を備える
ことを特徴とする送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を利用して双方向通信する通信装置に適用するための、送受共用器、送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波を用いた無線通信の分野においては、送信と受信を異なる周波数で行う、いわゆる周波数分割双方向通信が存在する。一本のアンテナを用いてこの双方向通信を行う場合、自局からの信号が、直接他局からの信号を受信する系に侵入するのを防止するため、送受共用器が用いられる。この送受共用器の周波数特性は通常変更できないため、複数の周波数帯や帯域幅を使用する通信装置においては、周波数、帯域幅に対応する送受共用器を複数個用意し、それらをスイッチにより切り替えている（非特許文献1）。
【非特許文献１】小岩正明, 井上文義, 岡田隆, “マルチバンド移動端末の開発”, NTT DoCoMoテクニカル・ジャーナル, Vol.14, No.2, pp.31-37, 2006年7月.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の方法の場合、周波数や帯域幅の数が増大するにつれ、回路面積が拡大し、部品点数が増大するという課題がある。一般的に送受共用器は、送信周波数を通過させそれ以外を反射するフィルタと、受信周波数を通過させそれ以外を反射するフィルタを用いる。そこで、他の方法として、周波数特性を変更可能な送受共用器を用い、適宜周波数特性を変更する方法も考えられる。しかし、一般的な周波数分割双方向通信では、送信周波数と受信周波数は比較的近いため、フィルタの特性を狭帯域にする必要がある。そして、フィルタの特性を狭帯域にする（零点を共振周波数に近づける）ためには、フィルタに用いる共振器を複数個備えた構成にしなければならず、結局回路面積が拡大し、部品点数が増大するという課題がある。
【０００４】
本発明は、このような状況に鑑みて為されたものであり、フィルタ機能の周波数特性を可変とするとともに、回路面積の拡大や部品点数の増大を抑えた送受共用器を提供するとともに、小型軽量の送受信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】
【０００５】
本発明の送受共用器は、外部との入出力を行う第１ポート、第２ポート、第３ポートを有し、第１ポートと第３ポートとの間には第１経路が形成され、第２ポートと第３ポートとの間には第２経路が形成されており、経路ごとに、それぞれ移相部と共振部とを備える。そして、少なくとも共振部のいずれかは、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体と、複数個の受動回路と、一端が前記環状導体の異なる部位に接続され他端が受動回路のいずれかに接続された複数のスイッチとを有する。環状導体とは、始点と終点とが同一の導体（伝送路）を意味し、形状を限定するものではない。つまり、形状は、円形に限らず多角形やその他の形状でもかまわない。受動回路の変わりに、単に接地導体に接続してもよい。スイッチは、複数の受動回路や接地導体に接続された端子を選択できるものでもよい。また、共振部は、環状導体に接続された３以上の可変リアクタンス手段を有してもよい。なお、ポートの数を増やして経路を増やしてもよい。このような場合にも少なくとも３つのポートと２つの経路は有しており、本発明の送受共用器を含んでいる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の送受共用器によれば、スイッチの選択によって、共振部の帯域幅や帯域内及び外特性を変化可能な送受共用器の実現が可能である。つまり、フィルタの周波数特性を変更可能である。また、受動回路を用いれば、周波数特性に偏りを与え易くなるので、より共振部の数を少なくでき、送受共用器の小型化が期待できる。さらに、共振部に３つ以上の可変リアクタンス手段を接続することで、共振周波数も可変となり、周波数帯を変化可能な送受共用器を実現できる。このような送受共用器なので、送受信装置に備えた場合、送受信装置を小型軽量にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
［第１実施形態］
図１に、第１実施形態の送受共用器の構成例を示す。送受共用器１００は、外部との入出力を行う第１ポート１０１、第２ポート１０２、第３ポート１０３を有し、第１ポート１０１と第３ポート１０３との間には第１経路が形成され、第２ポート１０２と第３ポート１０３との間には第２経路が形成されている。第１経路には移相部１１０と共振部１２０とを備え、第２経路には移相部１３０と共振部１４０とを備える。そして、少なくとも共振部１２０は、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体１２１と、複数個の受動回路１２３−１〜１２３−Ｍと、一端が環状導体１２１の異なる部位に接続され他端が受動回路１２３−１〜１２３−Ｍのいずれかに接続された複数のスイッチ１２２−１〜１２２−Ｍとを有する（ただし、Ｍは２以上の整数）。図１では、スイッチ１２２−１〜１２２−Ｍは環状導体の左側だけに配置しているが、右側だけに配置してもよいし、左右に分散して配置してもかまわない。その他の図面でも同様である。環状導体とは、始点と終点とが同一の導体（伝送路）を意味し、形状を限定するものではない。形状は、円形に限らず多角形やその他の形状でもかまわない。受動回路とは、１つ以上の受動素子または伝送線路から構成された回路である。受動回路の一部を接地導体に接続してもよいし、開放状態としてもよい。いずれか一方の経路が、送信周波数を通過させそれ以外を反射するフィルタとして機能し、他方の経路が、受信周波数を通過させそれ以外を反射するフィルタとして機能する。
【０００８】
図２に、共振部１２０の構成と無損失伝送線路モデルとを示す。図２（Ａ）は共振部１２０の構成を示している。図２（Ｂ）は共振部１２０の無損失伝送線路モデルを示している。Ｚｉｎは点Ｐから環状導体１２１方向を見た時の共振部の入力インピーダンスである。このモデルの入力インピーダンスＺｉｎを求めることで、共振部１２０の作用を説明する。共振周波数ｆｒにおいて、伝送線路１２１‐１は電気長π（共振周波数ｆｒでの波長の１／２の電気長）で特性インピーダンスＺ１の線路、伝送線路１２１‐２は電気長θ（共振周波数ｆｒでの波長のθ／２πの電気長）で特性インピーダンスＺ２の線路、伝送線路１２１‐３は電気長（π−θ）で特性インピーダンスＺ３の線路とする。このモデルから明らかなように各伝送線路１２１‐１、１２１‐２、１２１‐３の電気長を全て加えると２π、即ち３６０°となる。また、受動回路１２３−１は、電気長φで特性インピーダンスＺＬの線路である。
【０００９】
伝送線路１２１‐１および伝送線路１２１‐２からなる経路ＰＡは、図２（Ａ）のオン状態のスイッチ１２２‐１の位置までの反時計回りの経路を示し、伝送線路１２１‐３からなる経路ＰＢは、図２（Ａ）のオン状態のスイッチ１２２‐１の位置までの時計回りの経路を示している。
【００１０】
このとき入力インピーダンスＺｉｎは、式（１）で与えられる。ｊは虚数単位である。
【数１】
0005086873.tif 000002
【００１１】
ただし、θ＝ｘ／Ｌ×２π（ｒａｄ）である。式（１）から分かるように、Ｚｉｎはθが０もしくはπの整数倍以外では無限大となる。また、θが０もしくはπの整数倍のときにはＺｉｎ＝ＺＬとなる。すなわち線路長（物理的な長さ）ｘが変化したとき、その長さを共振周波数における電気長に換算したときに０もしくはπの整数倍以外の場合には共振周波数は一定となる。次に、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３を５０Ω、電気長φを０にした場合の共振部単体でのサセプタンススロープパラメータのθに対する変化を図３に示す。なおサセプタンススロープパラメータｂは、以下の式から求められる。
【００１２】
【数２】
0005086873.tif 000003
ただし、Ｂ＝Ｉｍ（Ｙｉｎ）
Ｙｉｎ＝ １／Ｚｉｎ
【００１３】
この図からθの値、すなわちオン状態にするスイッチを変えることで、サセプタンススロープパラメータを、共振周波数を変えることなく変更できることが分かる。また、式（２）から分かるように、サセプタンススロープパラメータとは、アドミタンスの虚数部分の周波数に対する変化度を示すものである。サセプタンススロープパラメータが大きいと、共振周波数からの差周波に対し大きくアドミタンスが変化するため、例えば並列共振を利用したバンドパスフィルタにおいては、帯域幅が狭くなる。また、このサセプタンススロープパラメータにより帯域内、帯域外の特性が決まる。すなわち信号選択装置に用いる共振部により、帯域幅および帯域内及び外の特性を変えることが可能で、かつ、サセプタンススロープパラメータの変更によって中心周波数を一定に保ちながら帯域幅が変更可能となる。なお、電気長φを０とした環状導体を有する共振部については、非特許文献２（Kunihiro Kawai, Hiroshi Okazaki, Shoichi Narahashi, “Ring Resonators for Bandwidth and Center Frequency Tunable Filter”, Proceedings of the 37th European Microwave Conference, pp.298-301, Oct. 2007.）や、非公開の本件出願人の特許出願明細書（特願２００７−２１９９６７号）に詳細に示されている。共振部の環状導体の部分は、具体的にはこれらの文献に示された構成とすればよい。
【００１４】
次に移相部１１０、１３０について説明する。送受共用器１００において、共振部１２０、１４０の通過帯域の中心周波数をそれぞれｆ１、ｆ２とする。第１経路は周波数ｆ１の信号を通過させたいが周波数ｆ２の信号は遮断したい。この遮断したい周波数ｆ２の信号は第２経路では通過させたい信号であるため、第１経路に進入させないようにすることが望ましい。このためには、第３ポート１０３から第１ポート１０１の方向を見た周波数ｆ２における入力インピーダンスを無限大とすることが、最も効率よく周波数ｆ２の信号を第２経路に誘導する手段である。なぜなら、たとえ共振部１２０が周波数ｆ２の信号を反射しているとしても、共振部１２０の周波数ｆ２における入力インピーダンスは必ずしも開放であるとは限らないからである。したがって、移相部１１０により、第１経路の周波数ｆ２における入力インピーダンスが無限大となるように調整する。第２経路の移相部１３０も、第３ポート１０３から第２ポート１０２の方向を見た周波数ｆ１における入力インピーダンスを無限大にする。なお、実際に送受共用器を製作する場合には、第１経路及び第２経路の入力インピーダンスが理想的に無限大になるとは限らない。したがって、ここで入力インピーダンスを無限にするとは、実際には限りなく入力インピーダンスを大きくし、各経路の通過帯域における挿入損失を最低とするように調整することを意味する。
【００１５】
図４は受動回路を先端短絡線路とした時の共振部１２０の周波数特性を示す図である。先端短絡線路の共振周波数に対する電気長φは、それぞれ図４（Ａ）は０°、図４（Ｂ）は２０°、図４（Ｃ）は１６０°、図４（Ｄ）は１８０°である。図４（Ａ）は先端開放線路が無い状態（スイッチ１２２−１の一端を接地導体に接続した状態）と等価で、共振周波数を中心としてその近傍ではほぼ対称的な特性を示している。図４（Ｄ）も図４（Ａ）に近い特性で、共振周波数に関してその近傍は対称的である。これは先端短絡線路の電気長φが１８０°であるため、先端短絡線路と共振部の交点が短絡となり、電気長φが０°の短絡とほぼ同じ条件となるためである。さて、図４（Ｂ）に示すように、電気長φが２０°の場合、その周波数特性は共振周波数を中心として低周波側に偏り、近傍の高周波側において遮断特性が急峻になっていることが分かる。一方、図４（Ｃ）の電気長φが１６０°の場合、図４（Ｂ）とは逆に、共振周波数を中心として高周波側に偏り、近傍の低周波側において遮断特性が急峻になっている。このように、スイッチに後続する受動回路１２３−１は、共振部１２０の周波数特性に周波数軸上の偏りを与えることができる。
【００１６】
本実施形態の送受共用器１００は、スイッチの選択によって、共振部の帯域幅や帯域内及び外特性を変化可能な送受共用器の実現が可能である。つまり、フィルタの周波数特性を変更可能である。また、受動回路を用いれば、周波数特性に偏りを与え易くなるので、第１経路を透過させたい周波数を共振周波数とし、第２経路を透過させたい周波数が零点（遮断周波数）となるように、受動回路１２３−１の電気長を適宜設計できる。したがって、少ない数の共振部で、容易に要求される周波数特性を実現できるため、送受共用器の回路面積を小さくし、部品点数も少なくできる。
【００１７】
［第２実施形態］
第２実施形態では、３つのタイプの送受共用器を示し、それぞれの特徴を説明する。図５に、スイッチの一端を接地導体に接続した共振部を、経路ごとに１つ用いた場合の機能構成例と周波数特性を示す。図６に、移相部とスイッチの一端を接地導体に接続した共振部を、経路ごとに２つ用いた場合の機能構成例と周波数特性を示す。図７に、スイッチに受動回路を接続した共振部を、経路ごとに１つ用いた場合の機能構成例と周波数特性を示す。
【００１８】
図５（Ａ）に示す送受共用器２００は、外部との入出力を行う第１ポート２０１、第２ポート２０２、第３ポート２０３を有し、第１ポート２０１と第３ポート２０３との間には第１経路が形成され、第２ポート２０２と第３ポート２０３との間には第２経路が形成されている。そして、経路ごとに、それぞれ移相部２１０、２３０と共振部２２０、２４０とを備えている。共振部２２０、２４０は、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体２２１、２４１と、一端が環状導体２２１、２４１の異なる部位に接続され、他端が接地導体に接続された複数のスイッチ２２２−１〜Ｍ、２４２−１〜Ｍとを有する。ただし、共振部２２０と共振部２４０のスイッチの数は、一致させなくてもよい。
【００１９】
図６（Ａ）に示す送受共用器３００は、外部との入出力を行う第１ポート３０１、第２ポート３０２、第３ポート３０３を有し、第１ポート３０１と第３ポート３０３との間には第１経路が形成され、第２ポート３０２と第３ポート３０３との間には第２経路が形成されている。そして、経路ごとに、それぞれ移相部３１０、３１５、３３０、３３５と共振部３２０、３２５、３４０、３４５を２組備えている。共振部３２０、３２５、３４０、３４５は、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体３２１、３２６、３４１、３４６と、一端が環状導体３２１、３２６、３４１、３４６の異なる部位に接続され、他端が接地導体に接続された複数のスイッチ３２２−１〜Ｍ、３２７−１〜Ｍ、３４２−１〜Ｍ、３４７−１〜Ｍとを有する。ただし、共振部３２０、３２５、３４０、３４５のスイッチの数は、一致させなくてもよい。
【００２０】
図７（Ａ）に示す送受共用器４００は、外部との入出力を行う第１ポート４０１、第２ポート４０２、第３ポート４０３を有し、第１ポート４０１と第３ポート４０３との間には第１経路が形成され、第２ポート４０２と第３ポート４０３との間には第２経路が形成されている。そして、第１経路には移相部４１０と共振部４２０とを備え、第２経路には移相部４３０と共振部４４０とを備える。そして、共振部４２０、４４０は、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体４２１、４４１と、複数個の受動回路４２３−１〜４２３−Ｍ、４４３−１〜４４３−Ｍと、一端が環状導体４２１、４４１の異なる部位に接続され他端が受動回路４２３−１〜４２３−Ｍ、４４３−１〜４４３−Ｍのいずれかに接続された複数のスイッチ４２２−１〜４２２−Ｍ、４４２−１〜４４２−Ｍとを有する。ただし、共振部４２０と共振部４４０のスイッチの数は、一致させなくてもよい。
【００２１】
例えば、５ＧＨｚと５．１ＧＨｚを分ける送受共用器を考える。第１経路を、５ＧＨｚを中心として比帯域１．８％の信号を通過する経路とし、第２経路を、５．１ＧＨｚを中心として比帯域１．８％の信号を通過する経路とする。つまり、送受共用器２００、３００、４００の第１経路の共振部２２０、３２０、３２５、４２０の共振周波数は５ＧＨｚに設定し、第２経路の共振部２４０、３４０、３４５、４４０の共振周波数は５．１ＧＨｚに設定する。また、受動回路４２３−１〜４２３−Ｍは５ＧＨｚで電気長２０°、受動回路４４３−１〜４４３−Ｍは５．１ＧＨｚで電気長２０°である。
【００２２】
図５（Ｂ）、図６（Ｂ）、図７（Ｂ）では、第１経路の遮断特性をＳ３１（第３ポートから第１ポートまでの遮断特性）、第２経路の遮断特性をＳ３２（第３ポートから第２ポートまでの遮断特性）で示している。送受共用器２００の第１経路の遮断特性Ｓ３１は、図５（Ｂ）に示すように、５ＧＨｚではほぼ０ｄＢ、５．１ＧＨｚ では１０ｄＢ程度である。第２経路の遮断特性Ｓ３２は、５ＧＨｚでは１０ｄＢ程度、５．１ＧＨｚ ではほぼ０ｄＢである。送受共用器３００の第１経路の遮断特性Ｓ３１は、共振部を２つ用いたことにより、図６（Ｂ）に示すように、５ＧＨｚではほぼ０ｄＢ、５．１ＧＨｚ では２０ｄＢ程度である。第２経路の遮断特性Ｓ３２は、５ＧＨｚでは２０ｄＢ程度、５．１ＧＨｚ ではほぼ０ｄＢである。このように共振部の数を増やすことによって、遮断したい周波数の信号を減衰させることができる。送受共用器４００の第１経路の遮断特性Ｓ３１は、図７（Ｂ）に示すように、５ＧＨｚではほぼ０ｄＢ、５．１ＧＨｚ では５０ｄＢ程度（零点）である。第２経路の遮断特性Ｓ３２は、５ＧＨｚでは５０ｄＢ程度（零点）、５．１ＧＨｚ ではほぼ０ｄＢである。このように、受動回路４２３−１〜４２３−Ｍ、４４３−１〜４４３−Ｍを用いることで、周波数特性を適宜偏らせることができ、所望の周波数特性を得易くなる。
【００２３】
上述のように、本実施形態のどの送受共用器であっても、スイッチの選択によって、共振部の帯域幅や帯域内及び外特性を変化可能な送受共用器の実現が可能である。つまり、フィルタの周波数特性を変更可能である。また、受動回路を用いれば、周波数特性に偏りを与え易くなるので、より共振部の数を少なくでき、送受共用器の小型化が期待できる。
【００２４】
どのタイプの共振部を用いるのかの選択や共振部の数は、要求される周波数特性から適宜設計すればよい。例えば、受動回路を用いる送受共用器であっても、要求条件が高い場合には１つの経路に複数の共振部を有してもよい。
【００２５】
［第３実施形態］
図８に、第３実施形態の送受共用器の構成例を示す。送受共用器５００は、外部との入出力を行う第１ポート５０１、第２ポート５０２、第３ポート５０３を有し、第１ポート５０１と第３ポート５０３との間には第１経路が形成され、第２ポート５０２と第３ポート５０３との間には第２経路が形成されている。そして、第１経路には移相部５１０、共振部５２０、移相部５１５、共振部５２５を備え、第２経路には移相部５３０、共振部５４０、移相部５３５、共振部５４５を備える。共振部５２０、５２５、５４０、５４５は、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体５２１、５２６、５４１、５４６と、複数個の受動回路５２３−１〜５２３−Ｍ、５２８−１〜５２８−Ｍ、５４３−１〜５４３−Ｍ、５４８−１〜５４８−Ｍと、一端が環状導体５２１、５２６、５４１、５４６の異なる部位に接続され他端が受動回路５２３−１〜５２３−Ｍ、５２８−１〜５２８−Ｍ、５４３−１〜５４３−Ｍ、５４８−１〜５４８−Ｍのいずれかに接続された複数のスイッチ５２２−１〜５２２−Ｍ、５２７−１〜５２７−Ｍ、５４２−１〜５４２−Ｍ、５４７−１〜５４７−Ｍを有する。ただし、共振部５２０、５２５、５４０、のスイッチの数は、一致させなくてもよい。
【００２６】
送受共用器５００は、１つの経路に２つの共振部を備える。このような構成にすれば、周波数特性に対する要求が高い場合であっても、要求条件を満たしやすい。したがって、周波数特性の要求条件が高い場合であっても、回路面積を小さくし、部品点数を少なくできる。
【００２７】
［第４実施形態］
図９に、第４実施形態の送受共用器の構成例を示す。第１実施形態から第３実施形態では、環状導体への入力と出力とは同じ位置であった。送受共用器６００では、環状導体への入力と出力が１８０°異なる。しかし、送受共用器６００が備える構成部は送受共用器４００と同じである。送受共用器６００は、外部との入出力を行う第１ポート６０１、第２ポート６０２、第３ポート６０３を有し、第１ポート６０１と第３ポート６０３との間には第１経路が形成され、第２ポート６０２と第３ポート６０３との間には第２経路が形成されている。そして、第１経路には移相部６１０と共振部６２０とを備え、第２経路には移相部６３０と共振部６４０とを備える。そして、共振部６２０、６４０は、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体６２１、６４１と、複数個の受動回路６２３−１〜６２３−Ｍ、６４３−１〜６４３−Ｍと、一端が環状導体６２１、６４１の異なる部位に接続され他端が受動回路６２３−１〜６２３−Ｍ、６４３−１〜６４３−Ｍのいずれかに接続された複数のスイッチ６２２−１〜６２２−Ｍ、６４２−１〜６４２−Ｍとを有する。ただし、共振部６２０と共振部６４０のスイッチの数は、一致させなくてもよい。また、移相部と共振部とを複数組備えた構成にしてもよい。
【００２８】
送受共用器６００の場合も、第１実施形態から第３実施形態まで同じように、回路面積を小さくし、部品点数を少なくできる。
【００２９】
［第５実施形態］
図１０に、第５実施形態の送受共用器の構成例を示す。送受共用器７００は、移相部７１０、７３０が特性を変更できる点が、送受共用器４００と異なる。しかし、送受共用器７００が備える構成部は送受共用器４００と同じである。送受共用器７００は、外部との入出力を行う第１ポート７０１、第２ポート７０２、第３ポート７０３を有し、第１ポート７０１と第３ポート７０３との間には第１経路が形成され、第２ポート７０２と第３ポート７０３との間には第２経路が形成されている。そして、第１経路には特性が可変な移相部７１０と共振部７２０とを備え、第２経路には特性が可変な移相部７３０と共振部７４０とを備える。そして、共振部７２０、７４０は、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体７２１、７４１と、複数個の受動回路７２３−１〜７２３−Ｍ、７４３−１〜７４３−Ｍと、一端が環状導体７２１、７４１の異なる部位に接続され他端が受動回路７２３−１〜７２３−Ｍ、７４３−１〜７４３−Ｍのいずれかに接続された複数のスイッチ７２２−１〜７２２−Ｍ、７４２−１〜７４２−Ｍとを有する。
【００３０】
オン状態にするスイッチの位置を変えたり、受動回路の特性を変えたりした場合に、第１経路もしくは第２経路の入力インピーダンスが無限大からずれ、通過帯域の損失が増大する可能性がある。このような場合に、移相部７１０、７３０の特性が可変であれば、移相部７１０、７３０の特性を変化させることによってインピーダンスを無限大に調整し、損失を低減することができる。
【００３１】
［第６実施形態］
第１実施形態から第５実施形態の送受共用器では、周波数帯域が一定な場合を示した。本実施形態では周波数帯域が変更される場合の送受共用器を説明する。この場合、共振部の共振周波数を変更する必要がある。図１１に、共振周波数を変更できる共振部の構成例を示す。図１１（Ａ）は３つの可変リアクタンス手段を環状導体に等間隔に接続した構成例、図１１（Ｂ）は３つの可変リアクタンス手段を環状導体に９０°おきに接続した構成例、図１１（Ｃ）は入力と出力が１８０°異なる環状導体に４つの可変リアクタンス手段を等間隔に接続した構成例を示している。なお、可変リアクタンス手段は５個以上としてもよい。これらの共振部８２０、８６０、８８０は、可変リアクタンス手段８２４−１〜８２４−３、８６４−１〜８６４−３、８８４−１〜８８４−４のリアクタンスを変化させることで、共振周波数を変更できる。なお、可変リアクタンス手段８２４−１〜８２４−３は互いにリアクタンスを一致させながら変化する。可変リアクタンス手段８６４−２のリアクタンスは、可変リアクタンス手段８６４−１、８６４−３のリアクタンスの１／２となるように変化する。可変リアクタンス手段８８４−１〜８８４−４は互いにリアクタンスを一致させながら変化する。オン状態にするスイッチを変化させると、零点の位置、サセプタンススロープパラメータが変化するが、その際に共振周波数が変化することはない。つまり、共振周波数は、可変リアクタンス手段のリアクタンスの値で決まる。
【００３２】
図１２は、可変リアクタンス手段を備えた共振部を用いた送受共用器の構成例である。送受共用器８００は、外部との入出力を行う第１ポート８０１、第２ポート８０２、第３ポート８０３を有し、第１ポート８０１と第３ポート８０３との間には第１経路が形成され、第２ポート８０２と第３ポート８０３との間には第２経路が形成されている。そして、第１経路には特性が可変な移相部８１０と共振部８２０とを備え、第２経路には特性が可変な移相部８３０と共振部８４０とを備える。そして、共振部８２０、８４０は、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体８２１、８４１と、複数個の受動回路８２３−１〜８２３−Ｍ、８４３−１〜８４３−Ｍと、一端が環状導体８２１、８４１の異なる部位に接続され他端が受動回路８２３−１〜８２３−Ｍ、８４３−１〜８４３−Ｍのいずれかに接続された複数のスイッチ８２２−１〜８２２−Ｍ、８４２−１〜８４２−Ｍと、環状導体８２１、８４１の異なる部位に接続された３つの可変リアクタンス手段を有する。ただし、共振部８２０と共振部８４０のスイッチの数は、一致させなくてもよい。
【００３３】
特性が可変な移相部８１０、８３０は、送受信の周波数帯域が大きく変化した場合に、他の経路の変化後の周波数帯域で入力インピーダンスを大きい値に保つために、特性を変更する。周波数帯域の変化が小さい場合には、入力インピーダンスはほとんど変化しないので、移相部８１０、８３０は特性が一定（特性が変更できない移相部）でもかまわない。なお、共振部は図１１（Ｂ）や図１１（Ｃ）に示した共振部でもかまわない。また、移相部と共振部とを複数組備えた構成としてもよい。複数組備えた構成にする場合も、周波数帯域を大きく変更するときは、移相部の特性を変更できるようにする方が望ましい。
【００３４】
このような構成にすることで、送受共用器８００は、回路面積を小さくし部品点数を少なくできるという他の実施形態で示した効果を得られるだけでなく、送受信の周波数帯域（中心周波数）の変更も可能となる。
【００３５】
［変形例］
図１３に、第１実施形態から第６実施形態までに説明した受動回路の変形例を示す。図１３（Ａ）は先端が開放された線路を用いた例、図１３（Ｂ）はコンデンサを用いた例である。共振部１５０は、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体１５１と、複数個の受動回路（先端開放線路）１５３−１〜１５３−Ｍと、一端が環状導体１５１の異なる部位に接続され他端が受動回路（先端開放線路）１５３−１〜１５３−Ｍのいずれかに接続された複数のスイッチ１５２−１〜１５２−Ｍとを有する。共振部１６０は、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体１６１と、複数個の受動回路（コンデンサ）１６３−１〜１６３−Ｍと、一端が環状導体１６１の異なる部位に接続され他端が受動回路（コンデンサ）１６３−１〜１６３−Ｍのいずれかに接続された複数のスイッチ１６２−１〜１６２−Ｍとを有する。
【００３６】
図示していないが、コイルを用いてもよいし、これらの受動回路（素子）を組み合わせてもよい。特に、リアクタンス分（キャパシタンス、インダクタンスなどのインピーダンスの虚数成分）を含むようにすれば、周波数特性に偏りを与え易くなる。
【００３７】
［第７実施形態］
図１４に第７実施形態の送受共用器の構成例を示す。送受共用器９００は、第２実施形態の送受共用器４００（図７）とは、受動回路の特性が可変である点が異なる。なお、第４実施形態の送受共用器６００（図９）の受動回路の特性を可変としてもよい。送受共用器９００は、外部との入出力を行う第１ポート９０１、第２ポート９０２、第３ポート９０３を有し、第１ポート９０１と第３ポート９０３との間には第１経路が形成され、第２ポート９０２と第３ポート９０３との間には第２経路が形成されている。そして、第１経路には移相部９１０と共振部９２０とを備え、第２経路には移相部９３０と共振部９４０とを備える。そして、共振部９２０、９４０は、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体９２１、９４１と、複数個の特性が可変な受動回路９２３−１〜９２３−Ｍ、９４３−１〜９４３−Ｍと、一端が環状導体９２１、９４１の異なる部位に接続され他端が受動回路９２３−１〜９２３−Ｍ、９４３−１〜９４３−Ｍのいずれかに接続された複数のスイッチ９２２−１〜９２２−Ｍ、９４２−１〜９４２−Ｍとを有する。ただし、共振部９２０と共振部９４０のスイッチの数は、一致させなくてもよい。
【００３８】
図１５に特性が可変な受動回路の具体例を示す。図１５（Ａ）は先端開放線路に可変コンデンサを接続した例、図１５（Ｂ）は複数の線路をスイッチで直列につないだ例、図１５（Ｃ）は線路の短絡位置をスイッチにより変更する例、図１５（Ｄ）は可変コンデンサを用いる例である。また、これらを組み合わせてもよい。このように受動回路の特性を変更することで、共振部の周波数特性の偏りを調整することができる。したがって、零点の位置を変更したい場合（他経路を通過させたい周波数を変更させる場合）などに有効な構成である。
【００３９】
また、スイッチによっていくつかの受動回路の中から１つを選択する構成でもかまわない。図１６にスイッチによって受動回路を選択する共振部の構成例を示す。図１６（Ａ）は３つの受動回路から１つを選ぶ例、図１６（Ｂ）は接地導体に接続する端子も選択肢の１つに含めた例である。共振部９９０は、共振周波数の１波長もしくはその整数倍の長さの環状導体９９１と、複数個の受動回路（複数個の受動回路の組み合わせ）９９３−１〜９９３−Ｍと、一端が環状導体９９１の異なる部位に接続され他端が受動回路（複数個の受動回路の組み合わせ）９９３−１〜９９３−Ｍのいずれかに接続され、複数個の受動回路の組み合わせの中から１つの受動回路を選択する複数のスイッチ９９２−１〜９９２−Ｍとを有する。共振部９９０’は、複数個の受動回路の組み合わせの中に接地導体に接続された端子も含んでいる点以外は、共振部９９０と同じである。なお、受動回路のインピーダンスにリアクタンス分（キャパシタンス、インダクタンスなどのインピーダンスの虚数成分）を含むようにすれば、周波数特性に偏りを与え易くなる。
【００４０】
本実施形態の送受共用器も、回路面積を小さくし部品点数を少なくできる。また、受動回路の特性を変更できるので、共振部の周波数特性の偏りを調整することができる。
【００４１】
［第８実施形態］
図１７の、第８実施形態の送受共用器の構成例を示す。図１７（Ａ）は送受共用器１１００の機能構成例を示す図であり、図１７（Ｂ）は共振部１１２０、１１２５、１１４０、１１４５の具体的な構成を示す図である。送受共用器１１００は、外部との入出力を行う第１ポート１１０１、第２ポート１１０２、第３ポート１１０３を有し、第１ポート１１０１と第３ポート１１０３との間には第１経路が形成され、第２ポート１１０２と第３ポート１１０３との間には第２経路が形成されている。第１経路には特性が可変な移相部１１１０、共振部１１２０、特性が可変な移相部１１１５、共振部１１２５を備え、第２経路には特性が可変な移相部１１３０、共振部１１４０、特性が可変な移相部１１３５、共振部１１４５を備える。送受共用器１１００は、さらに共振部１１２０、１１２５、１１４０、１１４５（具体的には、スイッチ１１２２−１〜１１２２−２Ｍ）と特性が可変な移相部１１１０、１１１５、１１３０、１１３５を制御する制御部１１９０を備える。なお、特性が可変な移相部１１１０、１１１５、１１３０、１１３５は、電気長を変更することによって特性を変更する構成部である。
【００４２】
共振部１１２０、１１２５、１１４０、１１４５は、入力と出力が１８０°異なる環状導体１１２１と、環状導体１１２１に等間隔に接続された４つの可変リアクタンス手段１１２４−１〜１１２４−４を有する。共振部１１２０、１１２５、１１４０、１１４５は、さらに複数個の受動回路１１２３−１〜１１２３−２Ｍ、一端が環状導体１１２１の異なる部位に接続され他端が受動回路１１２３−１〜１１２３−２Ｍのいずれかに接続された複数のスイッチ１１２２−１〜１１２２−２Ｍを有する。なお、受動回路の代わりに、スイッチの受動回路側の端子を単に接地電極に接続してもよい。あるいは、受動回路１１２３−１〜１１２３−２Ｍをインピーダンス可変な受動回路としてもよい。この場合は、制御部１１９０は、受動回路１１２３−１〜１１２３−２Ｍも制御する。また、共振部１１２０、１１２５、１１４０、１１４５のスイッチの数は、一致させなくてもよい。可変リアクタンス手段としては、例えばバラクタを用いればよい。
【００４３】
なお、共振部１１２０、１１２５、１１４０、１１４５の代わりに、図１８に示した共振部１１６０、１１６５、１１８０、１１８５を用いてもよい。共振部１１６０、１１６５、１１８０、１１８５は、入力と出力とが共通する環状導体１１６１と、環状導体１１６１に等間隔に接続した３つの可変リアクタンス手段１１６４−１〜１１６４−３を備えている。共振部１１６０、１１６５、１１８０、１１８５は、さらに複数個の受動回路１１６３−１〜１１６３−２Ｍ、一端が環状導体１１６１の異なる部位に接続され他端が受動回路１１６３−１〜１１６３−２Ｍのいずれかに接続された複数のスイッチ１１６２−１〜１１６２−２Ｍを有する。
【００４４】
共振部１１２０、１１２５、１１４０、１１４５は、可変リアクタンス手段１１２４−１〜１１２４−４のリアクタンスを変化させることで、共振周波数を変更できる。可変リアクタンス手段１１２４−１〜１１２４−４は、互いにリアクタンスを一致させながら変化する。また、オン状態にするスイッチ１１２２−１〜１１２２−２Ｍを変化させると、零点の位置、サセプタンススロープパラメータが変化するが、その際に共振周波数が変化することはない。つまり、共振周波数は、可変リアクタンス手段１１２４−１〜１１２４−４のリアクタンスの値で決まる。そして、零点の位置（遮断周波数）、サセプタンススロープパラメータは、どのスイッチ１１２２−１〜１１２２−２Ｍをオン状態にするかで決まる。
【００４５】
特性が可変な移相部１１１０は、第１経路では遮断したい周波数ｆ２での点１１４０から第１ポート側を見た特性インピーダンスが大きくなるように（理想的には無限大になるように）特性が調整される。特性が可変な移相部１１３０は、第２経路では遮断したい周波数ｆ１での点１１４０から第２ポート側を見た特性インピーダンスが大きくなるように（理想的には無限大になるように）特性が調整される。図１９は、特性が可変な移相部１１１０の特性について説明するための図である。上述のように、共振周波数は、可変リアクタンス手段１１２４−１〜１１２４−４のリアクタンスの値で決まる。そして、零点の位置、サセプタンススロープパラメータは、どのスイッチ１１２２−１〜１１２２−２Ｍをオン状態にするかで決まる。このとき、特性が可変な移相部１１１０の共振部１１２０側の端子から第１ポート側を見た周波数ｆ２での特性インピーダンスＺＡも決まってしまう。特性が可変な移相部１１１０は、周波数ｆ２での点１１４０から第１ポート側を見た特性インピーダンスＺＢを大きくするように調整すればよい。
【００４６】
次に、スイッチ１１２２−１〜１１２２−２Ｍの中には、零点の位置とサセプタンススロープパラメータを決めることについて、等価なものがあることを説明する。図１７（Ｂ）に示した環状導体１１２１の形状の場合、入力と出力とを結ぶ線の上下、および環状導体１１２１の中心をとおり入力と出力とを結ぶ線と垂直な線の左右とは対称な構造となっている。したがって、前記の２つの線のいずれかについて線対称な位置のスイッチ、および環状導体１１２１の中心について対称な位置のスイッチは、零点の位置やサセプタンススロープパラメータを決めることについて、ほぼ等価である。例えば、図１９のθ１の位置のスイッチと、θ１＋π／２の位置のスイッチ、θ１＋πの位置のスイッチ、θ１−π／２の位置のスイッチ（このようなスイッチを「対称な関係にあるスイッチ」と呼ぶ）は、ほぼ等価である。つまり、どの対称な関係にあるスイッチをオン状態にしても、受動回路が同じならば零点の位置やサセプタンススロープパラメータは、ほぼ同じである。ところが、特性が可変な移相部１１１０の共振部１１２０側の端子から第１ポート側を見た周波数ｆ２での特性インピーダンスＺＡは、どの対称な関係にあるスイッチをオン状態にするかで異なることが多い。
【００４７】
つまり、対称な関係にあるスイッチの中から適切にスイッチを選べば、特性インピーダンスＺＢを大きくするための移相部１１１０の調整が簡単になる。例えば、共振周波数、零点の位置（遮断周波数）、サセプタンススロープパラメータの組合せが複数要求される場合、組合せごとにスイッチを接続する位置の候補（対称な関係にあるスイッチの位置）が求められる。それらの候補の中から、すべての組合せを実現するために移相部１１０が調整しなければならない特性（電気長）の変更量が少なくなるようにスイッチを接続する位置を決めればよい。このような位置の決定は、あらかじめ測定や計算して定めてもよいし、組合せが変更されるごとにスイッチの位置を選択してもよく、これらの方法に限定する必要もない。また、制御部１１９０には、あらかじめ定めた位置の情報を記録しておいてもよいし、組合せが変更されるごとにスイッチの位置を選択する処理を記録しておいてもよい。つまり、制御部１１９０は、移相部１１１０の特性の変更量が少なくなるようにスイッチ１１２２−１〜１１２２−２Ｍを選択する。
【００４８】
次に、図１９に示したモデルでのシミュレーションの結果を用いて具体的に説明する。このシミュレーションでは、スイッチを環状導体に接続する位置（角度）をθ１、θ２で表している。θ１は共振部１１２０の環状導体にスイッチを取り付ける位置（角度）、θ２は共振部１１２５の環状導体にスイッチを取り付ける位置（角度）を示している。また、スイッチの受動回路側の端子を単に接地電極に接続したモデルである。共振周波数、零点の位置（遮断周波数）の組合せは、（共振周波数，遮断周波数）＝（５ＧＨｚ，６．４３ＧＨｚと６ＧＨｚ）、（５ＧＨｚ，５．６２ＧＨｚと５．２９ＧＨｚ）、（３．４３ＧＨｚ，４．３３ＧＨｚと４．１３ＧＨｚ）、（３．４３ＧＨｚ，３．８９ＧＨｚと３．６５ＧＨｚ）の４つである。このシミュレーションでは、４つの可変リアクタンス手段のリアクタンスをそれぞれ０ｐＦとした場合（可変リアクタンス手段を接続していない状態と同じ）が、共振周波数が５ＧＨｚである。また、４つの可変リアクタンス手段のリアクタンスをそれぞれ１ｐＦとした場合が、共振周波数が３．４３ＧＨｚである。
【００４９】
図２０は、共振周波数が５ＧＨｚ、遮断周波が６．４３ＧＨｚと６ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（３０°，４０°）、（１５０°，１４０°）、（１５０°，４０°）、（３０°，１４０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。図２１は、それぞれの場合の周波数特性を示す図である。図２０中には、遮断周波数、θ１、θ２の組合せ（遮断周波数（ＧＨｚ），θ１（°）、θ２（°））ごとの特性インピーダンスＺＡを無限大にするために必要な電気長φも示している。なお、ここで示している電気長φは、５ＧＨｚの波長の何度分に相当するかである（３６０°が５ＧＨｚでの１波長分）。以下の説明中でも、共振周波数や遮断周波数とは関係なく、電気長φは５ＧＨｚの波長の何度分に相当するかで示していることに注意されたい。図２２は、共振周波数が５ＧＨｚ、遮断周波が６．４３ＧＨｚと６ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（４０°，３０°）、（１４０°，１５０°）、（１４０°，３０°）、（４０°，１５０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。図２３は、それぞれの場合の周波数特性を示す図である。
【００５０】
図２１と図２３から、θ１、θ２の組合せを変更しても共振周波数、零点の位置（遮断周波数）、サセプタンススロープパラメータはほとんど変わらないことが分かる。上述の対称な関係にあるスイッチの説明では、１つの共振部内の特性について説明した。しかし、図２１と図２３から、θ１とθ２とを入れ替えても共振周波数、零点の位置（遮断周波数）、サセプタンススロープパラメータはほとんど変わらないことが分かる。このように、共振周波数、零点の位置（遮断周波数）、サセプタンススロープパラメータはほとんど変わらないスイッチの位置（角度）は、対称な関係に限定されるものではない。図２０と図２２からは、共振周波数、零点の位置（遮断周波数）、サセプタンススロープパラメータがほとんど変わらないθ１、θ２の組合せであっても、特性インピーダンスＺＡを無限大にするために必要な電気長φは様々であることが分かる。
【００５１】
図２４は、共振周波数が５ＧＨｚ、遮断周波が５．２９ＧＨｚと５．６２ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（１０°，２０°）、（１７０°，１６０°）、（１７０°，２０°）、（１０°，１６０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。図２５は、それぞれの場合の周波数特性を示す図である。図２６は、共振周波数が５ＧＨｚ、遮断周波が５．２９ＧＨｚと５．６２ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（２０°，１０°）、（１６０°，１７０°）、（１６０°，１０°）、（２０°，１７０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。図２７は、それぞれの場合の周波数特性を示す図である。図２５と図２７から、θ１とθ２とを入れ替えても共振周波数、零点の位置（遮断周波数）、サセプタンススロープパラメータはほとんど変わらないことが分かる。また、図２１、２３と図２５、２７とを対比すると、θ１とθ２の組合せを変更することで、共振周波数を一定に保ちながら、零点の位置（遮断周波数）、サセプタンススロープパラメータを変更できることが分かる。また、図２４と図２６からは、共振周波数、零点の位置（遮断周波数）、サセプタンススロープパラメータがほとんど変わらないθ１、θ２の組合せであっても、特性インピーダンスＺＡを無限大にするために必要な電気長φは様々であることが分かる。
【００５２】
図２８は、共振周波数が３．４３ＧＨｚ、遮断周波が４．３３ＧＨｚと４．１３ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（３０°，４０°）、（１５０°，１４０°）、（１５０°，４０°）、（３０°，１４０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。図２９は、それぞれの場合の周波数特性を示す図である。図３０は、共振周波数が３．４３ＧＨｚ、遮断周波が４．３３ＧＨｚと４．１３ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（４０°，３０°）、（１４０°，１５０°）、（１４０°，３０°）、（４０°，１５０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。図３１は、それぞれの場合の周波数特性を示す図である。図３２は、共振周波数が３．４３ＧＨｚ、遮断周波が３．８９ＧＨｚと３．６５ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（１０°，２０°）、（１７０°，１６０°）、（１７０°，２０°）、（１０°，１６０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。図３３は、それぞれの場合の周波数特性を示す図である。図３４は、共振周波数が３．４３ＧＨｚ、遮断周波が３．８９ＧＨｚと３．６５ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（２０°，１０°）、（１６０°，１７０°）、（１６０°，１０°）、（２０°，１７０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。図３５は、それぞれの場合の周波数特性を示す図である。図２９〜図３５からも、図２０〜図２８で確認した内容と同じことが分かる。
【００５３】
つまり、図２０〜図３５から、（１）可変リアクタンス手段によって共振周波数が決まること、（２）θ１とθ２の組合せを変更すれば、共振周波数を一定に保ちながら、零点の位置（遮断周波数）、サセプタンススロープパラメータを変更できること、（３）共振周波数、零点の位置（遮断周波数）、サセプタンススロープパラメータがほとんど変わらないθ１、θ２の組合せであっても、特性インピーダンスＺＡを無限大にするために必要な電気長φは様々であることが分かる。
【００５４】
図３６は、シミュレーション結果の一覧を示す図である。例えば、共振周波数５ＧＨｚ、遮断周波数６．４３ＧＨｚの特性を確保するためには、可変リアクタンス手段のリアクタンスＣ１を０ｐＦとし、θ１とθ２を（θ１，θ２）＝（３０°，１４０°）、（１５０°，１４０°）、（１４０°，３０°）、（１４０°，１５０°）、（１５０°，４０°）、（３０°，４０°）、（４０°，３０°）、（４０°，１５０°）のいずれかにすればよい。そして、θ１とθ２の組合せごとに、移相部の電気長φが決まる。
【００５５】
図３６の中で、電気長φが最も短いのは４５°であり、最も長いのは１３６°である。したがって、電気長φのことを意識せずにθ１とθ２の組合せを決めると、移相部は、最悪の場合４５°から１３６°まで変化できなければならない。つまり、９１°分の変化量が必要となる。一方、共振周波数５ＧＨｚ、遮断周波数６．４３ＧＨｚの時には（θ１，θ２）＝（４０°，３０°）または（４０°，１５０°）とし、共振周波数３．４３ＧＨｚ、遮断周波数３．６５ＧＨｚの時には（θ１，θ２）＝（１７０°，２０°）または（１７０°，１６０°）とすれば、移相部に求められる変化量は４８°（７０°〜１１８°）でよい。つまり、最悪の場合の約半分の変化量があれば良いことになる。したがって、図１７（Ａ）の送受共用器１１００の制御部１１９０は、特性が可変な移相部１１１０、１１１５、１１３０、１１３５の変化量が少なくなるようにスイッチ１１２２−１〜１１２２−２Ｍを選択し、オン状態にしたスイッチに応じて特性が可変な移相部１１１０、１１１５、１１３０、１１３５の特性を調整する。
【００５６】
このように、第８実施形態の送受共用器１１００によれば、（１）共振周波数を可変リアクタンス手段によって決めることができ、（２）共振周波数を一定に保ちながら、目的の零点の位置（遮断周波数）、サセプタンススロープパラメータに設定できるスイッチの候補を複数選択することができ、（３）複数のスイッチの候補の中から、移相部の変化量が小さくできるスイッチを選んだ上で、移相部の変化量を決めることができる。
【００５７】
上述の第１実施形態から第８実施形態では、環状導体の詳細な形状については説明していないので、次に、好適な環状導体と入出力線路との接続点付近の形状について説明する。図３７に環状導体と入出力線路の形状を示す。図３７（Ａ）は、接続点付近で入出力線路が若干太くなった例である。図３７（Ｂ）は、環状導体と入出力線路の接続点付近にスタブを設けた例である。図３７（Ｃ）は、環状導体と入出力線路の接続点付近で環状導体の幅が広くなった例である。一般に、同じ特性インピーダンスの線路とリングを直角に接続した場合、接続点近傍の特性インピーダンスは他の部分に比べ高くなる。この特性インピーダンスの変化によりインピーダンス不整合が生じ、オン状態にするスイッチを変えると、共振周波数が変化する問題が生じる。このインピーダンス不整合を低減するため、図３７に示した形状により、接続点近傍のインピーダンスを低下させている。このような形状にすれば、環状導体と入出力線路の接続によるインピーダンス不整合を小さくでき、オン状態のスイッチを変化させても、共振周波数を一定に保つことができる。
【００５８】
また、上述の第１実施形態から第８実施形態では、経路が２つ（送信用の経路が１つと受信用の経路が１つ）の例を示した。例えば、受信用の周波数帯域が複数ある場合には、ポートの数を増やし経路を増やしてもよい。このような送受共用器は、上述の実施形態の送受共用器を含んだ構成と考えられる。また、このような送受共用器を送受信装置に備えれば、送受信装置を小型軽量にできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１実施形態の送受共用器の構成例を示す図である。
【図２】共振部１２０の構成と無損失伝送線路モデルとを示す図である。
【図３】共振部単体でのサセプタンススロープパラメータのθに対する変化を示す図である。
【図４】受動回路を先端短絡線路とした時の共振部１２０の周波数特性を示す図である。
【図５】スイッチの一端を接地導体に接続した共振部を、経路ごとに１つ用いた場合の機能構成例と周波数特性を示す図である。
【図６】スイッチの一端を接地導体に接続した共振部を、経路ごとに２つ用いた場合の機能構成例と周波数特性を示す図である。
【図７】スイッチに受動回路を接続した共振部を、経路ごとに１つ用いた場合の機能構成例と周波数特性を示す図である。
【図８】第３実施形態の送受共用器の構成例を示す図である。
【図９】第４実施形態の送受共用器の構成例を示す図である。
【図１０】第５実施形態の送受共用器の構成例を示す図である。
【図１１】共振周波数を変更できる共振部の構成例を示す図である。
【図１２】第６実施形態の送受共用器の構成例を示す図である。
【図１３】受動回路の変形例を示す図である。
【図１４】第７実施形態の送受共用器の構成例を示す図である。
【図１５】特性が可変な受動回路の具体例を示す図である。
【図１６】スイッチによって受動回路を選択する共振部の構成例を示す図である。
【図１７】第８実施形態の送受共用器の構成例を示す図である。
【図１８】第８実施形態の共振部の別の構成例を示す図である。
【図１９】特性が可変な移相部の特性の説明するため、及びシミュレーションのモデルを示すための図である。
【図２０】共振周波数が５ＧＨｚ、遮断周波が６．４３ＧＨｚと６ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（３０°，４０°）、（１５０°，１４０°）、（１５０°，４０°）、（３０°，１４０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。
【図２１】共振周波数が５ＧＨｚ、遮断周波が６．４３ＧＨｚと６ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（３０°，４０°）、（１５０°，１４０°）、（１５０°，４０°）、（３０°，１４０°）の場合の周波数特性を示す図である。
【図２２】共振周波数が５ＧＨｚ、遮断周波が６．４３ＧＨｚと６ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（４０°，３０°）、（１４０°，１５０°）、（１４０°，３０°）、（４０°，１５０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。
【図２３】共振周波数が５ＧＨｚ、遮断周波が６．４３ＧＨｚと６ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（４０°，３０°）、（１４０°，１５０°）、（１４０°，３０°）、（４０°，１５０°）の場合の周波数特性を示す図である。
【図２４】共振周波数が５ＧＨｚ、遮断周波が５．２９ＧＨｚと５．６２ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（１０°，２０°）、（１７０°，１６０°）、（１７０°，２０°）、（１０°，１６０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。
【図２５】共振周波数が５ＧＨｚ、遮断周波が５．２９ＧＨｚと５．６２ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（１０°，２０°）、（１７０°，１６０°）、（１７０°，２０°）、（１０°，１６０°）の場合の周波数特性を示す図である。
【図２６】共振周波数が５ＧＨｚ、遮断周波が５．２９ＧＨｚと５．６２ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（２０°，１０°）、（１６０°，１７０°）、（１６０°，１０°）、（２０°，１７０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。
【図２７】共振周波数が５ＧＨｚ、遮断周波が５．２９ＧＨｚと５．６２ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（２０°，１０°）、（１６０°，１７０°）、（１６０°，１０°）、（２０°，１７０°）の場合の周波数特性を示す図である。
【図２８】共振周波数が３．４３ＧＨｚ、遮断周波が４．３３ＧＨｚと４．１３ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（３０°，４０°）、（１５０°，１４０°）、（１５０°，４０°）、（３０°，１４０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。
【図２９】共振周波数が３．４３ＧＨｚ、遮断周波が４．３３ＧＨｚと４．１３ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（３０°，４０°）、（１５０°，１４０°）、（１５０°，４０°）、（３０°，１４０°）の場合の周波数特性を示す図である。
【図３０】共振周波数が３．４３ＧＨｚ、遮断周波が４．３３ＧＨｚと４．１３ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（４０°，３０°）、（１４０°，１５０°）、（１４０°，３０°）、（４０°，１５０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。
【図３１】共振周波数が３．４３ＧＨｚ、遮断周波が４．３３ＧＨｚと４．１３ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（４０°，３０°）、（１４０°，１５０°）、（１４０°，３０°）、（４０°，１５０°）の場合の周波数特性を示す図である。
【図３２】共振周波数が３．４３ＧＨｚ、遮断周波が３．８９ＧＨｚと３．６５ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（１０°，２０°）、（１７０°，１６０°）、（１７０°，２０°）、（１０°，１６０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。
【図３３】共振周波数が３．４３ＧＨｚ、遮断周波が３．８９ＧＨｚと３．６５ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（１０°，２０°）、（１７０°，１６０°）、（１７０°，２０°）、（１０°，１６０°）の場合の周波数特性を示す図である。
【図３４】共振周波数が３．４３ＧＨｚ、遮断周波が３．８９ＧＨｚと３．６５ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（２０°，１０°）、（１６０°，１７０°）、（１６０°，１０°）、（２０°，１７０°）の場合の特性インピーダンスＺＡを示すスミスチャートである。
【図３５】共振周波数が３．４３ＧＨｚ、遮断周波が３．８９ＧＨｚと３．６５ＧＨｚであって、θ１とθ２が（θ１，θ２）＝（２０°，１０°）、（１６０°，１７０°）、（１６０°，１０°）、（２０°，１７０°）の場合の周波数特性を示す図である。
【図３６】シミュレーション結果の一覧を示す図である。
【図３７】環状導体と入出力線路の形状を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００  送受共用器                      １０１〜１０３  ポート
１１０、１３０  移相部                  １２０、１４０、１５０、１６０  共振部
１２１、１５１、１６１  環状導体        １２２、１５２、１６２  スイッチ
１２３、１５３、１６３  受動回路
２００  送受共用器                      ２０１〜２０３  ポート
２１０、２３０  移相部                  ２２０、２４０  共振部
２２１、２４１  環状導体                ２２２、２４２  スイッチ
３００  送受共用器                      ３０１〜３０３  ポート
３１０、３３０  移相部                  ３２０、３２５、３４０、３４５  共振部
３２１、３２６、３４１、３４６  環状導体
３２２、３２７、３４２、３４７  スイッチ
４００  送受共用器                      ４０１〜４０３  ポート
４１０、４３０  移相部                  ４２０、４４０  共振部
４２１、４４１  環状導体                ４２２、４４２  スイッチ
４２３、４４３  受動回路
５００  送受共用器                      ５０１〜５０３  ポート
５１０、５１５、５３０、５３５  移相部
５２０、５２５、５４０、５４５  共振部
５２１、５２６、５４１、５４６  環状導体
５２２、５２７、５４２、５４７  スイッチ
５２３、５２８、５４３、５４８  受動回路
６００  送受共用器                      ６０１〜６０３  ポート
６１０、６３０  移相部                  ６２０、６４０  共振部
６２１、６４１  環状導体                ６２２、６４２  スイッチ
６２３、６４３  受動回路
７００  送受共用器                      ７０１〜７０３  ポート
７１０、７３０  移相部                  ７２０、７４０  共振部
７２１、７４１  環状導体                ７２２、７４２  スイッチ
７２３、７４３  受動回路
８００  送受共用器                      ８０１〜８０３  ポート
８１０、８３０  移相部                  ８２０、８４０、８６０、８８０  共振部
８２１、８４１、８６１、８８１  環状導体
８２２、８４２、８６２、８８２  スイッチ
８２３、８４３、８６３、８８３  受動回路
８２４、８４４、８６４、８８４  可変リアクタンス手段
９００  送受共用器                      ９０１〜９０３  ポート
９１０、９３０  移相部
９２０、９４０、９５０、９６０、９７０、９８０、９９０、９９０’  共振部
９２１、９４１、９５１、９６１、９７１、９８１、９９１、９９１’  環状導体
９２２、９４２、９５２、９６２、９７２、９８２、９９２、９９２’  スイッチ
９２３、９４３、９５３、９６３、９７３、９８３、９９３、９９３’  受動回路
１１００  送受共用器                      １１０１〜１１０３  ポート
１１１０、１１１５、１１３０、１１３５  移相部
１１２０、１１２５、１１４０、１１４５  共振部
１１６０、１１６５、１１８０、１１８５  共振部
１１２１、１１６１  環状導体
１１２２、１１６２  スイッチ
１１２３、１１６３  受動回路
１１２４、１１６４  可変リアクタンス手段
１１９０  制御部
【図１】
0005086873.tif 000004
【図２】
0005086873.tif 000005
【図３】
0005086873.tif 000006
【図４】
0005086873.tif 000007
【図５】
0005086873.tif 000008
【図６】
0005086873.tif 000009
【図７】
0005086873.tif 000010
【図８】
0005086873.tif 000011
【図９】
0005086873.tif 000012
【図１０】
0005086873.tif 000013
【図１１】
0005086873.tif 000014
【図１２】
0005086873.tif 000015
【図１３】
0005086873.tif 000016
【図１４】
0005086873.tif 000017
【図１５】
0005086873.tif 000018
【図１６】
0005086873.tif 000019
【図１７】
0005086873.tif 000020
【図１８】
0005086873.tif 000021
【図１９】
0005086873.tif 000022
【図２０】
0005086873.tif 000023
【図２１】
0005086873.tif 000024
【図２２】
0005086873.tif 000025
【図２３】
0005086873.tif 000026
【図２４】
0005086873.tif 000027
【図２５】
0005086873.tif 000028
【図２６】
0005086873.tif 000029
【図２７】
0005086873.tif 000030
【図２８】
0005086873.tif 000031
【図２９】
0005086873.tif 000032
【図３０】
0005086873.tif 000033
【図３１】
0005086873.tif 000034
【図３２】
0005086873.tif 000035
【図３３】
0005086873.tif 000036
【図３４】
0005086873.tif 000037
【図３５】
0005086873.tif 000038
【図３６】
0005086873.tif 000039
【図３７】
0005086873.tif 000040