JP2016182221A - 異常組織検出装置及び信号送受信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】CMOSスイッチ12は、送信部11の出力端及び受信部17の入力端のいずれかと、複数のアンテナA1〜A16のうちの第1のグループに属するアンテナのいずれかとを、切り替え接続する双極多投のCMOSスイッチである。CMOSスイッチ16は、送信部11の出力端及び受信部17の入力端のいずれかと、複数のアンテナのうち、第2のグループに属するアンテナのいずれかとを、切り替え接続する双極多投のCMOSスイッチである。配線部13は、CMOSスイッチ12と、第1のグループに属するアンテナのそれぞれとを結ぶ。配線部15は、CMOSスイッチ16と、第2のグループに属するアンテナのそれぞれとを結ぶ。
【選択図】図1
Description
マイクロ波のインパルス信号を送受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのうちのいずれかのアンテナから送信されるマイクロ波のインパルス信号を出力端から出力する送信部と、
前記複数のアンテナのうちのいずれかのアンテナで受信されたマイクロ波の電気信号を入力端から入力する受信部と、
前記送信部の出力端及び前記受信部の入力端のいずれかと、前記複数のアンテナのうちの第1のグループに属するアンテナのいずれかとを、切り替え接続する双極多投の第1のCMOSスイッチと、
前記送信部の出力端及び前記受信部の入力端のいずれかと、前記複数のアンテナのうち、前記第1のグループとは異なる第2のグループに属するアンテナのいずれかとを、切り替え接続する双極多投の第2のCMOSスイッチと、
前記第1のCMOSスイッチと、前記第1のグループに属するアンテナのそれぞれとを結ぶ第1の配線部と、
前記第2のCMOSスイッチと、前記第2のグループに属するアンテナのそれぞれとを結ぶ第2の配線部と、
前記第1のCMOSスイッチ及び前記第2のCMOSスイッチを制御して、信号を送信するアンテナ及び信号を受信するアンテナの組み合わせを切り替えながら、前記送信部に前記マイクロ波のインパルス信号を出力させ、前記アンテナから出力された電気信号を前記受信部に入力させる信号処理部と、
を備える。
前記第1、第2のCMOSスイッチの複数の入出力端それぞれと、前記第1、第2のグループに属するアンテナのそれぞれとを同じ長さの配線で結ぶ、
こととしてもよい。
前記第1のCMOSスイッチが実装された基板を有し、
前記第2の配線部は、
前記第2のCMOSスイッチが実装された基板を有し、
前記各基板上には、前記第1のCMOSスイッチ又は前記第2のCMOSスイッチを中心に放射状に実装された同軸ケーブルの複数の接続ポートと、
前記第1のCMOSスイッチ又は前記第2のCMOSスイッチの複数の入出力端のいずれかと、前記複数の接続ポートのいずれかとを接続するために放射状に延びる長さが同じ複数のマイクロストリップラインと、
が実装されている、
こととしてもよい。
こととしてもよい。
双極8投のCMOSスイッチである、
こととしてもよい。
8つのアンテナのうちのいずれか1つのアンテナを選択するために各アンテナに接続され、それぞれ4つずつのアンテナから成る2つのグループにグループ分けされた8つの選択回路と、
前記送信部と接続され、前記送信部から入力されたマイクロ波のインパルス信号を、前記2つのグループのいずれかに出力する第1の単極双投のCMOSスイッチと、
前記受信部と接続され、前記2つのグループのいずれかから出力されたマイクロ波の電気信号を前記受信部に出力する第2の単極双投のCMOSスイッチと、
を備える、
こととしてもよい。
前記送信部又は前記受信部と、一方のグループの選択回路との間に直列に接続された2つの第1の半導体スイッチング素子と、
前記2つの第1の半導体スイッチング素子の間にソースが接続されるとともに、ドレインが接地され、前記第1の半導体スイッチング素子がオンしたときにオフとなる第2の半導体スイッチング素子と、
を備える回路が、前記選択回路のグループ毎に設けられている、
こととしてもよい。
前記マイクロ波の中心波長をλとしたときにλ/4の長さを有し、前記各接続ポートのインピーダンスをZ1とし、前記第1、第2のCMOSスイッチの出力端のインピーダンスをZ2としたときに、√(Z1×Z2)の中間インピーダンスを有する伝送線路が挿入されている、
こととしてもよい。
前記各同軸ケーブルの内部導体と接続された裏側導体線と、前記裏側導体線と絶縁層を介して配置された前記各同軸ケーブルの外部導体と接続された表面導体と、を有し、
同一のグループに属するアンテナが、前記裏側導体線で電流の流れる方向が同じとなるように1次元配列され、
前記第1のグループのアンテナの配列と、前記第2のグループのアンテナの配列とが、前記裏側導体線で電流が流れる方向に交互に配列されている、
こととしてもよい。
位置関係が同じ複数の異なるアンテナの組み合わせで前記マイクロ波の送受信を行い、
前記送受信の結果得られた受信信号を平均化した信号を基準信号とし、
前記受信信号と前記基準信号との差分に基づいて、異常組織を検出する、
こととしてもよい。
マイクロ波のインパルス信号を送受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナのうちのいずれかのアンテナから送信されるマイクロ波のインパルス信号を出力端から出力する送信部と、前記複数のアンテナのうちのいずれかのアンテナで受信されたマイクロ波の電気信号を入力端から入力する受信部と、を設け、
前記複数のアンテナを2つのグループに分けて、前記送信部及び前記受信部と、一方のグループに属するアンテナとを双極多投の第1のCMOSスイッチを介して接続するとともに、前記送信部及び前記受信部と、他方のグループに属するアンテナとを双極多投の第2のCMOSスイッチを介して接続し、
前記第1のCMOSスイッチと複数の送信アンテナとをそれぞれ結ぶ複数の第1の配線と、前記第2のCMOSスイッチと複数の受信アンテナとをそれぞれ結ぶ複数の第2の配線との長さを同じとし、
前記第1のCMOSスイッチ及び前記第2のCMOSスイッチを制御して、前記アンテナの組み合わせを切り替えながら、送信信号を前記第1、第2のCMOSスイッチのいずれかに出力し、アンテナから出力された受信信号を前記第1、第2のCMOSスイッチのいずれかを介して入力し、入力した電気信号に対する信号処理を行う。
まず、本発明の第1の実施の形態について説明する。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
10 制御部
11 送信部
12 CMOSスイッチ
13 配線部
14 アンテナアレイ
15 配線部
16 CMOSスイッチ
17 受信部
18A、18B 基板
21、22 半導体スイッチング素子
23A、23B、24A、24B インダクタ
25 インバータ
30 基本回路
31A、31B 1P2Tスイッチ
33 デマルチプレクサ
40 内部導体
40A、40B、41A、41B、42A、42B 半導体スイッチング素子
41 外部導体
43A、43B インバータ
50 裏側導体線
51 表面導体
AX1〜16、AX21〜AX23 同軸ケーブル
CA 異常組織
CS1、CS2 制御信号
CTn 制御信号
L インダクタ
MS0〜MS8、MS10 マイクロストリップライン
MW インパルス信号
A1、A2、…、A16 アンテナ
RS 受信信号
RW 反射信号
SMP0〜SMP10 接続ポート
SS 送信信号
Tn 入出力端
Claims (11)
- マイクロ波のインパルス信号を送受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのうちのいずれかのアンテナから送信されるマイクロ波のインパルス信号を出力端から出力する送信部と、
前記複数のアンテナのうちのいずれかのアンテナで受信されたマイクロ波の電気信号を入力端から入力する受信部と、
前記送信部の出力端及び前記受信部の入力端のいずれかと、前記複数のアンテナのうちの第1のグループに属するアンテナのいずれかとを、切り替え接続する双極多投の第1のCMOSスイッチと、
前記送信部の出力端及び前記受信部の入力端のいずれかと、前記複数のアンテナのうち、前記第1のグループとは異なる第2のグループに属するアンテナのいずれかとを、切り替え接続する双極多投の第2のCMOSスイッチと、
前記第1のCMOSスイッチと、前記第1のグループに属するアンテナのそれぞれとを結ぶ第1の配線部と、
前記第2のCMOSスイッチと、前記第2のグループに属するアンテナのそれぞれとを結ぶ第2の配線部と、
前記第1のCMOSスイッチ及び前記第2のCMOSスイッチを制御して、信号を送信するアンテナ及び信号を受信するアンテナの組み合わせを切り替えながら、前記送信部に前記マイクロ波のインパルス信号を出力させ、前記アンテナから出力された電気信号を前記受信部に入力させる信号処理部と、
を備える異常組織検出装置。 - 前記第1、第2の配線部は、
前記第1、第2のCMOSスイッチの複数の入出力端それぞれと、前記第1、第2のグループに属するアンテナのそれぞれとを同じ長さの配線で結ぶ、
請求項1に記載の異常組織検出装置。 - 前記第1の配線部は、
前記第1のCMOSスイッチが実装された基板を有し、
前記第2の配線部は、
前記第2のCMOSスイッチが実装された基板を有し、
前記各基板上には、前記第1のCMOSスイッチ又は前記第2のCMOSスイッチを中心に放射状に実装された同軸ケーブルの複数の接続ポートと、
前記第1のCMOSスイッチ又は前記第2のCMOSスイッチの複数の入出力端のいずれかと、前記複数の接続ポートのいずれかとを接続するために放射状に延びる長さが同じ複数のマイクロストリップラインと、
が実装されている、
請求項2に記載の異常組織検出装置。 - 前記複数の接続ポートのいずれかと、前記複数のアンテナのいずれかとを結ぶ複数の同軸ケーブルの長さが同じである、
請求項3に記載の異常組織検出装置。 - 前記第1のCMOSスイッチ及び前記第2のCMOSスイッチは、
双極8投のCMOSスイッチである、
請求項1から3のいずれか一項に記載の異常組織検出装置。 - 前記双極8投のCMOSスイッチは、
8つのアンテナのうちのいずれか1つのアンテナを選択するために各アンテナに接続され、それぞれ4つずつのアンテナから成る2つのグループにグループ分けされた8つの選択回路と、
前記送信部と接続され、前記送信部から入力されたマイクロ波のインパルス信号を、前記2つのグループのいずれかに出力する第1の単極双投のCMOSスイッチと、
前記受信部と接続され、前記2つのグループのいずれかから出力されたマイクロ波の電気信号を前記受信部に出力する第2の単極双投のCMOSスイッチと、
を備える、
請求項5に記載の異常組織検出装置。 - 前記第1、第2の単極双投のCMOSスイッチでは、
前記送信部又は前記受信部と、一方のグループの選択回路との間に直列に接続された2つの第1の半導体スイッチング素子と、
前記2つの第1の半導体スイッチング素子の間にソースが接続されるとともに、ドレインが接地され、前記第1の半導体スイッチング素子がオンしたときにオフとなる第2の半導体スイッチング素子と、
を備える回路が、前記選択回路のグループ毎に設けられている、
請求項6に記載の異常組織検出装置。 - 前記複数のマイクロストリップラインのそれぞれには、
前記マイクロ波の中心波長をλとしたときにλ/4の長さを有し、前記各接続ポートのインピーダンスをZ1とし、前記第1、第2のCMOSスイッチの出力端のインピーダンスをZ2としたときに、√(Z1×Z2)の中間インピーダンスを有する伝送線路が挿入されている、
請求項3に記載の異常組織検出装置。 - 前記各アンテナは、
前記各同軸ケーブルの内部導体と接続された裏側導体線と、前記裏側導体線と絶縁層を介して配置された前記各同軸ケーブルの外部導体と接続された表面導体と、を有し、
同一のグループに属するアンテナが、前記裏側導体線で電流の流れる方向が同じとなるように1次元配列され、
前記第1のグループのアンテナの配列と、前記第2のグループのアンテナの配列とが、前記裏側導体線で電流が流れる方向に交互に配列されている、
請求項4に記載の異常組織検出装置。 - 前記信号処理部は、
位置関係が同じ複数の異なるアンテナの組み合わせで前記マイクロ波の送受信を行い、
前記送受信の結果得られた受信信号を平均化した信号を基準信号とし、
前記受信信号と前記基準信号との差分に基づいて、異常組織を検出する、
請求項1から9のいずれか一項に記載の異常組織検出装置。 - マイクロ波のインパルス信号を送受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナのうちのいずれかのアンテナから送信されるマイクロ波のインパルス信号を出力端から出力する送信部と、前記複数のアンテナのうちのいずれかのアンテナで受信されたマイクロ波の電気信号を入力端から入力する受信部と、を設け、
前記複数のアンテナを2つのグループに分けて、前記送信部及び前記受信部と、一方のグループに属するアンテナとを双極多投の第1のCMOSスイッチを介して接続するとともに、前記送信部及び前記受信部と、他方のグループに属するアンテナとを双極多投の第2のCMOSスイッチを介して接続し、
前記第1のCMOSスイッチと複数の送信アンテナとをそれぞれ結ぶ複数の第1の配線と、前記第2のCMOSスイッチと複数の受信アンテナとをそれぞれ結ぶ複数の第2の配線との長さを同じとし、
前記第1のCMOSスイッチ及び前記第2のCMOSスイッチを制御して、前記アンテナの組み合わせを切り替えながら、送信信号を前記第1、第2のCMOSスイッチのいずれかに出力し、アンテナから出力された受信信号を前記第1、第2のCMOSスイッチのいずれかを介して入力し、入力した電気信号に対する信号処理を行う、
信号送受信方法。
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